用于运行碰撞模拟设备的方法、用于碰撞模拟设备的附加装置和带有这种附加装置的碰撞模拟设备

本发明涉及一种用于运行汽车的碰撞模拟设备的方法。此外，本发明涉及一种用于碰撞模拟设备的可加速的滑板的附加装置以及一种带有这种附加装置的碰撞模拟设备。

现有技术中已知的用于汽车的碰撞模拟设备包括可加速的滑板和用于驱动或加速滑板的加速装置或驱动装置，在滑板上可以设置汽车或汽车部件和可动的假体。

为了在使用固定在滑板上的汽车或汽车部件和设置在滑板上的可动假体进行实际试验之前这样调整碰撞模拟设备，使得滑板的加速曲线尽可能精确地符合在实际碰撞时的加速曲线，会在前述实际试验之前实施预试验。在预试验的范围内不将汽车或汽车部件和假体设置在可加速滑板上，以节省这些昂贵的且易遭破坏的部件。因此仅在可加速滑板上固定重量和随后使用的汽车或汽车部件与假体的总重量基本一致的附加质量体。该附加质量体不可动地固定在碰撞模拟设备的滑板上。接下来实施前述的预试验，其中，带有固定在其上的附加质量体的滑板通过碰撞模拟设备的加速装置或驱动装置加速。在预试验的范围内，检测滑板的加速曲线，用以将检测的加速曲线与滑板的理论加速曲线相比较，其中，理论加速曲线与汽车实际碰撞或相撞的加速曲线基本一致。如果检测的滑板的加速曲线与理论加速曲线存在偏差，则首先改变碰撞模拟设备的对于滑板的加速曲线来说关键性的部件的设置，然后实施另一预试验。因此在碰撞模拟设备的对于滑板的加速曲线来说关键性的部件的设置的范围内，例如改变加速设备作用在滑板上的冲量。同样可以考虑的是，改变可能设计在滑板上的制动设备或其设置，以使得待检测的加速曲线接近理论加速曲线。如果在第二次预试验的范围内检测的加速曲线仍与理论加速曲线存在偏差，则再次改变碰撞模拟设备的设置，然后再次实施预试验。

如果最后一次检测的加速曲线与理论加速曲线一致，则找到了该碰撞模拟设备的对于滑板的加速曲线来说关键性的部件的可实现滑板尽可能接近真实的加速曲线的设置。因此能够中断预试验，随之可实施实际试验。为此目的，首先要从滑板上拆除预试验中的附加质量体，以便之后在碰撞模拟设备的滑板上静止地固定汽车或汽车部件，此外，在此将可动的假体安置在滑板上或/和汽车或汽车部件上。之后以碰撞模拟设备的对于滑板的加速曲线来说关键性的部件在一次或多次预试验中采取的设置实施至少一次实际试验。

已知的用于运行汽车的碰撞模拟设备的方法已经证明，在旨在调节设置碰撞模拟设备的预试验的范围中节省汽车或汽车部件和尤其是昂贵的假体，尤其在预试验中仅使用重量与汽车或汽车部件和可动假体的总重量一致的附加质量体。然而已知的方法存在的缺点是，在预试验的范围中确定并且调节形成的滑板加速曲线不能或只能不充分地在实际试验的范围内复制。在实际试验中检测的加速曲线相对于理论加速曲线的各个偏差阻碍了对汽车实际碰撞行为的接近实际的模拟。换句话说，按照前述方式设置的碰撞模拟设备具有相对较小的重复精度，因此实际试验的数量由于错误试验数量的增加而升高，这最终导致了成本的升高。在此所称的成本尤其归因于成本高的、大多配设有昂贵传感器的假体的损坏，该假体由于大量的实际试验必须更经常地更换或替换。

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于运行汽车碰撞模拟设备的方法，该方法一方面可在预试验范围内节省材料地施行，另一方面在实际试验中具有较高的重复精度，以避免成本高的错误试验并降低实际试验的次数。此外，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于碰撞模拟设备的、能在按照本发明的方法的预试验中使用并可带来前述优点的附加装置。另外，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种带有这种有利的附加装置的碰撞模拟设备。

所述技术问题通过权利要求1、10或15所述的特征解决。本发明有利的实施形式是从属权利要求的主题。

按照本发明的方法用于运行汽车的碰撞模拟设备，更确切的说是对碰撞模拟设备的设置和运行，该方法具有之后进一步描述的方法步骤。首先提供一种具有可加速滑板的碰撞模拟设备。相关地参照由现有技术已知的碰撞模拟设备的例子，其通常具有可沿着导轨加速的滑板，该滑板通过相应的加速或驱动装置能够沿着导轨加速。所述滑板在此优选设计成能够简单地在其上设置或固定汽车部件和假体。在按照本发明的方法接下来的过程中，在滑板上固定第一附加质量体，用以随后通过碰撞模拟设备施行预试验。但是与现有技术中已知的用于运行碰撞模拟设备的方法不同，还在进行一次或多次预试验之前在滑板上设置至少一个可动的第二附加质量体。在此，应将“可动的第二附加质量体”理解为与第一附加质量体不同的、相对滑板可动地设置在滑板上的附加质量体。

在预试验的范围内检测滑板的加速曲线，用以随后或同时将所检测的加速曲线与滑板的理论加速曲线相比较，其中，预设的理论加速曲线基本上反映了汽车与障碍物实际碰撞时的加速曲线。在此优选的是，滑板的理论加速曲线定义在预设的加速曲线上限和预设的加速曲线下限之间的区域内。如果所检测的加速曲线与理论加速曲线有偏差，例如所检测的加速曲线部分高于加速曲线上限或部分低于加速曲线下限，则首先改变碰撞模拟设备的对于滑板加速曲线来说关键性的部件的设置。例如可改变通过加速装置或驱动装置作用在滑板上的冲量。然而作为备选或补充同样可以考虑的是，改变碰撞模拟设备的对于滑板加速曲线来说关键性的另一部件的设置，例如改变可能存在的滑板制动装置的设置，该制动装置同样能够影响滑板的加速曲线。

在改变碰撞模拟设备的对于滑板加速曲线来说关键性的部件的设置之后，实施另一次预试验，其中也在该情况下检测滑板的加速曲线并且将其与滑板的理论加速曲线进行比较。这种预试验持续实施，直到通过碰撞模拟设备的对于滑板加速曲线来说关键性的部件相应的设置使滑板的加速曲线与理论加速曲线一致(例如位于前述的在加速曲线上限和加速曲线下限之间的区域内)为止。

如果所检测的加速曲线与预设的理论加速曲线一致，则在预试验的范围内找到了碰撞模拟设备的对于滑板加速曲线来说关键性的部件适合的设置，该设置可在预试验结束后被保留，用以也在后续描述的实际试验中复制滑板相应的加速曲线。然而在实际试验之前首先将第一附加质量体和优选地也将第二附加质量体从滑板上拆除，以便随后在滑板上固定汽车或汽车部件并且在滑板或/和汽车或汽车部件上设置至少一个可动的假体。随后实施前述的实际试验，其中汽车或汽车部件固定在滑板上并且可动的假体设置在滑板或/和汽车或汽车部件上，在此使用碰撞模拟设备的对于滑板加速曲线来说关键性的部件在一次或多次预试验中所采用的设置。

借助在一次或多次预试验中在滑板上附加地设置可动的第二附加质量体，碰撞模拟设备的对于滑板加速曲线来说关键性的部件的设置这样得到优化，使得在实际试验范围内的重复精度明显提高，因此在施行实际试验时大大减少了错误试验的次数。以这种方式不仅在预试验的范围内，而且在实际试验的范围内明显降低了所用汽车或汽车部件和成本高的可动假体的材料消耗。其结果是能够大大降低用于运行汽车碰撞模拟设备的方法的总成本。

在一种按照本发明的方法的有利的实施形式中，在预试验范围内可动地设置在滑板或/和附加质量体上的第二附加质量体在施行实际试验前从滑板上拆除，以便不对之前已述的实际试验中的重复精度造成消极影响。

原则上能够将第二附加质量体直接设置在碰撞模拟设备的滑板上。但是同样可行的是，通过将第二附加质量体设置在第一附加质量体上而间接地设置在滑板上，正如按照本发明的方法的另一种优选实施方式中的情况那样。因此，能够在第一附加质量体静止地固定在碰撞模拟设备的滑板上之前，例如先将第二附加质量体可动地设置在第一附加质量体上。

在按照本发明方法的基于前述实施形式的有利的实施形式中，设置在第一附加质量体上的第二附加质量体随后与第一附加质量体一起设置在滑板上或/和与第一附加质量体一起从滑板上拆除。按照这种方式，只须将第一附加质量体固定在滑板上或从滑板上拆除，由此也同时将设置在滑板上的第二质量体设置在滑板上或从滑板上拆除，因此用于预试验的试验构造能够相对较快地完成。

为了在预试验范围内已能实现也适用于在实际试验中达到滑板加速曲线的较高重复精度的试验构造，在一种按照本发明的方法的特别优选的实施形式中将第二附加质量体这样设置在滑板或第一附加质量体上，使得第二附加质量体首先可沿第一路段自由运动并且随后可在弹力地或/和减震地、优选弹力地支承在滑板或第一附加质量体的情况下沿第二路段运动。因此在预试验范围内借助这种试验装置也能基本上模拟汽车乘客的运动过程，该汽车乘客通过碰撞首先自由地沿第一路段运动，并紧接着在弹力地或/和减震地支承在安全气囊或/和安全带上的情况下沿第二路段运动。如果已经在预试验的范围内选择第二质量块的这种设置，则尤其能够在实际试验时获得较高的重复精度，在实际试验中假体借助安全气囊或/和安全带支承在汽车或汽车部件上。使用其它假体例如可自由运动的载物假体的实际试验中的重复精度也能通过应用所述试验构造得以提升。

在按照本发明的方法的基于前述实施形式的特别有利的实施形式中，第二附加质量体还这样设置在滑板或第一附加质量体上，使得第二附加质量体在第二路段之后紧接着减震地支承在滑板或第一附加质量体上。由此第二附加质量体也施行了运动过程，该运动过程一方面与在实际试验中使用的假体的运动过程一致，另一方面通过质量关联对滑板的加速曲线产生相应的影响。因此已能在预试验中使滑板的加速曲线准确地近似于在汽车与障碍物实际碰撞时的加速曲线，使得借助滑板上的可动假体能够特别准确地重复借助碰撞模拟设备实施的实际试验，其中较高的重复精度能够降低材料的投入和与之关联的成本。

按照按本发明的方法的另一种有利的实施形式，在预试验之前，在滑板或第一附加质量体上固定附加装置，或该附加装置已经固定在滑板或第一附加质量体上。所述附加装置具有前述的第二附加质量体、用于相对附加装置引导第二附加质量体的导向设备和弹簧设备或/和减震缓冲设备，其中，所述附加装置在施行预试验之后或在实施实际试验之前完全或部分地从滑板上拆除。由此得知，附加装置原则上可以构成滑板上的组成部件的一部分。但是优选的是，附加装置完全从滑板上拆除或固定在滑板上。按照这种方式能够在实际试验施行时节省附加装置的组成部件，从而提高附加装置的使用寿命。具有第二附加质量体、导向设备和弹簧设备或/和减震缓冲设备并且作为一个单元固定在滑板上或从滑板上拆除的附加装置的优点是，预试验构造以及实际试验构造能够特别快地完成，尤其是因为只需要顾及较少的几个位于滑板和附加装置之间的接口。

为了在实际试验时获得特别高的重复精度，在按照本发明的方法的另一种优选的实施形式中使用具有和在实际试验中使用的假体的重量基本一致的重量的第二附加质量体。所述实施形式既包括使用重量彼此一致的第二附加质量体和一个假体，又包括使用第二附加质量体和多个假体，其中第二附加质量体的重量与多个假体的总重量基本一致。此外，所述实施形式包含使用多个第二附加质量体，其中每一个单独的第二附加质量体基本上具有在实际试验中使用的假体之一的重量。作为备选或优选补充地，还使用重量与在实际试验中使用的汽车或汽车部件的重量基本一致的第一附加质量体，由此能够进一步提高实际试验时的重复精度。

正如之前已经提到的那样，在实际试验的范围内较高的材料投入和较高的成本基本是由于使用昂贵的、高耗费的和易损坏的假体。因为错误试验的次数和由此实际试验的次数能够通过按照本发明的方法减少，所以在按照本发明的方法的另一种特别优选的实施形式中，在实际试验中使用附带有用于检测作用在假体上的力、加速度或/和重量的传感器的假体。其中，所述的传感器可部分地或全部地装在假体内。由于通过按照本发明的方法实现了较少的实际试验次数，所以能够使用这种成本高的假体。在这种实施形式中优选的是，假体是假人，其特别优选地按照前述方式，即可借助安全带或/和安全气囊支承在汽车或汽车部件上。此外优选的是，在预试验中使用的第二附加质量体不附带传感器，以在预试验的范围内压低成本。

按照本发明的用于碰撞模拟设备的可加速滑板的附加装置能够在按照本发明的方法的一次或多次预试验中使用。在此，可固定在碰撞模拟设备的滑板上的附加装置包括至少一个可沿导向设备运动的附加质量体。因此导向设备可以例如是导轨，在导轨上引导可运动的附加质量体。也能在可动的附加质量体上设置例如适配的滚轮，可动附加质量体借助该滚轮支承在导轨上或附加装置其它的固定部件上。

在按照本发明的附加装置的优选实施形式中，附加质量体可沿第一路段自由运动地由导向设备引导。

在按照本发明的附加装置的特别优选的实施形式中，附加装置具有可直接或间接固定在碰撞模拟设备的滑板上的支承部段和在支承部段和附加质量体之间作用的弹簧设备或/和减震缓冲设备，优选为弹簧设备，因此附加质量在第一路段之后紧接着在弹力地或/和减震地，优选弹力地支承在支承部段上的情况下沿第二路段由导向设备引导。如之前参照按本发明的方法已经阐述的那样，由此实现了这种附加装置，该附加装置的附加质量体特别精确地模拟在实际试验中可动地设置在滑板上的假体的运动过程或加速曲线，因此可在本方法的预试验中使用的附加装置可在本方法的实际试验的范围内产生特别高的重复精度。

此外，按照按本发明的附加装置的特别有利的实施形式设置有这样在支承部段和附加质量体之间作用的减震缓冲设备，使得附加质量体在第二路段之后紧接着减震地支承在支承部段上。关于带有这样的减震缓冲设备的附加装置的优点可参照前述的、按照本发明的方法的优点，其中第二附加质量体紧接第二路段之后减震地支承在滑板或第一附加质量体上。

为了能够特别快速和简单地使附加装置的附加质量体的重量与在实际试验中使用的假体的重量相适配，在按照本发明的附加装置的另一种特别有利的实施形式中，附加质量体可替换地设置在附加装置上或在附加装置上被引导。

按照本发明的用于汽车的碰撞模拟设备具有可加速的滑板，其中，按照本发明的附加装置固定在滑板上。

在按照本发明的碰撞模拟设备的一种优选实施形式中，所述附加装置完全或部分可拆卸地固定在滑板上。然而在此优选的是，附加装置能够完全从滑板上拆除，以在前述方法的实际试验的范围内保护附加装置的组成部件不受损坏。

以下结合示范性的实施例并且参照附图进一步阐述本发明。在附图中：

图1显示的是用于运行汽车的碰撞模拟设备的按照本发明的方法的一种实施形式的流程图；

图2显示的是碰撞模拟设备的侧视示意图；

图3显示的是带有固定在滑板上的第一附加质量体和可动地设置在滑板上的第二附加质量体的按图2的碰撞模拟设备；

图4显示的是图3中的碰撞模拟设备在预试验的第一阶段；

图5显示的是图4中的碰撞模拟设备在预试验的第二阶段；

图6显示的是图5中的碰撞模拟设备在预试验的第三阶段；

图7显示的是图6中的碰撞模拟设备在预试验的第四阶段；和

图8显示的是在预试验之后、实际试验实施之前的图2至图7中的碰撞模拟设备。

图1显示的是用于运行汽车的碰撞模拟设备2的按照本发明的方法的一种实施形式的流程图。在该方法的第一方法步骤4中提供在图2中示意显示的碰撞模拟设备2。

碰撞模拟设备2具有加速装置或驱动装置6。此外，碰撞模拟设备2具有滑板8，该滑板8沿着在本实施例中由导轨10构成的导向设备被引导，其中，滑板8在所示的实施形式中通过滚轮12支承在导轨10上。因此碰撞模拟设备2的滑板8能够借助加速装置6朝方向14沿着导轨10加速，其中，方向14也可称作滑板8的发射方向。在此，加速装置6可以是任何驱动装置，其能够这样加速滑板8，使得滑板8产生的加速曲线与汽车和障碍物实际碰撞的加速曲线基本一致。

在接下来的方法步骤16中将第一附加质量体18和可动的第二附加质量体20设置在碰撞模拟设备2的滑板8上。出于直观的原因在图3中仅以虚线显示的第一附加质量体18在此固定在滑板8上，使得第一附加质量体18与滑板8固定连接并且由此不会相对滑板8运动。在此，第一附加质量体18具有与在之后描述的实际试验中使用的汽车或汽车部件的重量基本一致的重量。需要说明的是，第一附加质量体也可由多构件构成。

第二附加质量体20设计为用于碰撞模拟设备2的可加速滑板8的附加装置22的一部分。第二附加质量体20在此具有与在之后描述的实际试验中使用的假体的重量基本一致的重量。该附加装置22(参见图3)首先具有基板24，附加装置22借助该基板24可拆除地或可拆卸地固定在滑板8上。因此，基板24静止地固定在滑板8上。附加装置22也能够备选地借助基板24静止地固定在第一附加质量体18上。

此外在基板24上，在方向14上设计有第一支承部段26和在相反方向上设计有设置在基板24上的第二支承部段28，其中，第二支承部段28沿所述相反方向与第一支承部段26间隔布置。导向设备30在第一和第二支承部段26、28之间延伸，前述第二附加质量体20沿着该导向设备30被引导并且能够运动。为达到此目的，第二附加质量体20一方面由导向装置30引导，另一方面通过滚轮32支承在基板24的上侧。因此，与第一附加质量体18不同，第二附加质量体20可相对滑板8运动地设置在滑板8上。

此外，在第二支承部段28和第二附加质量体20之间设计有弹簧设备和/或减震缓冲设备34，该弹簧设备和/或减震缓冲设备34在所示的实施形式中设计为弹簧设备。此外，在第二支承部段28和第二附加质量体20之间设计有减震缓冲设备36，其中，弹簧设备和/或减震缓冲设备34和减震缓冲设备36的工作方式之后再详细描述。

接着在方法步骤38(参见图1)中借助碰撞模拟设备2和参考图3描述的构造实施预试验，其中，滑板8由加速装置6朝方向14加速或发射，在此，在图4至图7中显示了预试验的各个阶段。

在图4所示的预试验第一阶段中，滑板8由加速装置6朝方向14发射，由此，第二附加质量体20由于其惯性作用首先自由地沿着第一路段a相对滑板8运动。沿第一路段a充其量只有在第二附加质量体20和导向装置30之间以及在滚轮32和基板24之间的摩擦力作用，因此在这能够称为自由的可运动性。

在预试验第二阶段中，第二附加质量体20在经过第一路段a之后，沿着如图5中所示的第二路段b运动。在第二附加质量体20由于惯性作用而沿第二路段b运动时，第二附加质量体20受到弹簧设备和/或减震缓冲设备34和第二支承部段28的弹力和/或减震缓冲作用地支承在滑板8上。因此在所示的实施形式中，弹簧设备34由运动的第二附加质量体20弹性地压缩。在经过第二路段b之后，第二附加质量体20受到减震缓冲设备36阻尼地支承在第二支承部段28上并且因此支承在滑板8上，因此第二附加质量体20首先受到阻尼，然后相对于滑板8静止。

在图6中所示的预试验的随后的阶段中，在之前阶段中压缩的弹簧设备34使附加质量体20再次相对滑板8朝方向14加速，直到第二附加质量体20在如图7所示的预试验接下来的阶段中再次与弹簧设备34脱离。在图7所示的阶段中，第二附加质量体20再次自由地沿着第一路段a(然而这次)朝方向14相对滑板8运动。在此，为了避免第二附加质量体20过于强烈地撞击第一支承部段26，优选地设计有用于减缓或完全停止第二附加质量体20朝方向14相对滑板8的运动的制动设备。

在预试验期间在方法步骤40(参见图1)中借助适当的测量仪器确定滑板8的加速曲线。随后或同时比较所检测的滑板8的加速曲线与滑板8的理论加速曲线。这优选由此实现，即预先设定加速曲线上限和加速曲线下限，在它们之间形成一个区域，理论加速曲线应位于该区域内。如果所检测的加速曲线与理论加速曲线有偏差，例如部分高于加速曲线上限或部分低于加速曲线下限，则在方法步骤42中确定这一点，并且必须重新实施预试验，这在图1中借助箭头44表示。

但是在新的预试验之前首先改变碰撞模拟设备2的对于滑板8的加速曲线来说关键性的部件的设置，以在第二次预试验中得到与理论加速曲线更加相似的改变后的加速曲线。因此持续地实施预试验，直到碰撞模拟设备2的对于滑板8的加速曲线来说关键性的部件的设置使得检测的加速曲线与期望的滑板8的理论加速曲线一致为止。

如果是一致的，则在方法步骤46中从滑板8上拆除第一附加质量体18以及连同第二附加质量体20的附加装置22，这例如从图2可知。之后在滑板8上固定汽车或汽车部件48，使得该固定汽车或汽车部件48固定地与滑板8相连。此外，将可动的假体50设置在滑板8上或者汽车或汽车部件48上。该可动的假体50优选指的是假人，其上配属有用于检测作用在假体上的力、加速度或/和速度的传感器。在此，相应的传感器可优选地部分集成在假体50中。因此与在预试验中使用的第二附加质量体20不同的是，假体50具有传感器。

在方法步骤52中完成如图8所示的实际试验的构造，随后在方法步骤54中以碰撞模拟设备2的对于滑板8的加速曲线来说关键性的部件在一次或多次预试验中采用的设置实施实际试验，其中，加速装置6以相应的方式将滑板8朝方向14发射或加速。

事实显示，如果在预试验中应用前述可动的第二附加质量体20或带有第二附加质量体20的附加装置22，实际试验中的重复精度明显增高并且能够避免错误试验，因为由此已能在预试验中特别准确地描绘实际试验构造的加速特性。如果在实际试验中应用的假体50可借助安全带或/和安全气囊支承在汽车或汽车部件48或滑板8上(未显示)，则对实际试验这种精确的描绘在预试验的范围内已能够特别可靠地实现。

为了能够特别灵活地使用前述的附加装置22，第二附加质量体20可替换地设置在附加装置22上。按照这种方式能够在预试验中分别使用基本具有在随后实际试验中使用的假体50的重量的附加质量体。此外要注意的是，前述附加装置22也能够仅部分可拆卸地设置在滑板8上。但是优选的是，附加装置22能够完全从滑板8上拆卸下来，以在实际试验中保护附加装置22的各个部件防止损坏。

附图标记清单

2碰撞模拟设备

4方法步骤

6加速曲线

8滑板

10导轨

12滚轮

14方向

16方法步骤

18第一附加质量体

20第二附加质量体

22附加装置

24基板

26第一支承部段

28第二支承部段

30导向设备

32滚轮

34弹簧或/和减震缓冲设备

36减震缓冲设备

38方法步骤

40方法步骤

42方法步骤

44箭头

46方法步骤

48汽车或汽车部件

50假体

52方法步骤

54方法步骤

a第一路段

b第二路段