Wichtigste Bestandteile eines Insassenrückhaltesystems bei Fahrzeugen sind die Sicherheitsgurtsysteme und die Airbags. Über viele Jahre hinweg wurden diese Systeme weiter entwickelt, wobei insbesondere das Zusammenspiel von Kraftbegrenzern und Airbag verbessert wurde. Ein Gurtstraffer sorgt dafür, dass bei einem Crash innerhalb weniger Millisekunden die Gurtlose minimiert und damit der Insasse im Sitz fixiert wird. Das ACR-System (Active Control Retractor) basiert auf einem Gurtstraffer, welcher die Zeit vor einem möglichen Aufprall nutzt, um die Lose im Gurtsystem sowie die Insassenbewegung zu minimieren. Sollte es nach dem Einsatz des ACR nicht zu einem Crash kommen, so wird die Straffung rückgängig gemacht. Das ACR-System arbeitet also, im Gegensatz zu pyrotechnischen Straffern, reversibel. Ein mit dem Gurtaufroller in einer mechatronischen Baugruppe integrierter Elektromotor stra.t über ein Getriebe den Gurt und nutzt damit die wertvolle Zeit vor einem möglichen Crash. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Fahrzeugüberschlägen. In diesem Fall muss nicht mehr gewartet werden, bis die Fahrzeugsensorik einen unvermeintlichen Überschlag sensiert. Der ACR kann bereits dann einsetzen, wenn die potentielle Gefahr eines Überschlags detektiert wird. Je früher der Insasse in eine günstige Sitzposition gebracht wird, desto geringer ist die Gefahr, dass bei einem Überschlag der Insasse mit dem Kopf oder sonstigen Körperteilen Kontakt mit Innenraumteilen hat. Das ACR-System nutzt die vorhandene Sensorik im Fahrzeug, um anhand eines Auslösealgorithmus zu entscheiden, ob gestrafft werden muss oder nicht. Den Algorithmus zur Auswertung der Signale kann man zu einem erheblichen Teil auf Basis von Simulationen auslegen bzw. abstimmen. Die klassische Crash- und Insassensimulation wird mit Mehrkörpersimulation (MKS) beispielsweise Madymo und Finite Elemente Methoden (FEM) wie LS-Dyna durchgeführt. Eine besondere Herausforderung besteht in der Modellierung der Kopplung von ACR, Insasse und Fahrzeug für Pre-Crash und Crashsituationen. Eine mögliche Lösung ist hierbei die Madymo-Matlab/Simulink Kopplung. Hierbei kann der ACR- sowie der fahrdynamische Teil in Matlab/Simulink modelliert und simuliert werden. Eine weitere in dieser Arbeit vorgestellte Möglichkeit besteht darin, das gesamte System in Matlab/Simulink zu modellieren. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, kostenintensive Madymo-Dummys durch eigene vereinfachte Modelle in Matlab zu ersetzen.
Modellierung eines mechatronischen Gurtstraffers zur Simulation von Roll-Over Manövern
Innovative Produktentwicklung - Maschinenbau, Elektrotechnik, Informationstechnik, Mechatronik, 2007 ; 509-525
VDI-Berichte ; 1971
2007
17 Seiten, 12 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Modellbasierter Systementwurf eines reversiblen mechatronischen Gurtstraffers
Tema Archiv | 2005
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