Abstract:

Die vorliegende Arbeit stellt ein reversibles Rückhaltesystem für den Einsatz in KFZ vor und zeigt eine Möglichkeit auf, dieses Straffersystem modellbasiert zu entwerfen. Dazu wurde eine Simulationsumgebung entwickelt. Diese Simulationsumgebung soll es Ingenieuren ermöglichen, verschiedene Straffertypen für unterschiedlichste Fahrzeugmodelle mit neuen Auslösealgorithmen zu entwickeln. An die einzusetzenden Simulationswerkzeuge und -modelle stellten sich dadurch folgende Anforderungen: 1. Die Simulationswerkzeuge müssen domänenübergreifend einsetzbar sein. 2. Die Simulationsumgebung muss modular aufgebaut sein, um größtmögliche Flexibilität zu gewährleisten. 3. Es muss eine detaillierte Modellierung der Interaktion zwischen Insassenmodell und Gurtmodell möglich sein. 4. Der Auslösealgorithmus muss auf einfache Weise in das Gesamtsimulationsmodell integriert werden können. Zur Erfüllung dieser Anforderungen wurden alle Modelle in der MATLAB /Simulink-Umgebung aufgebaut. Neben der komplexen Modellierung des Gurtmodells war auch die Implementierung eines Kontaktmodells notwendig. Der bereits vorhandene Auslösealgorithmus lag ebenfalls als Simulink -Modell vor und konnte daher direkt in diese Modellumgebung integriert werden. Um eine möglichst hohe Wiederverwendbarkeit zu garantieren, wurde bei der Modellierung sämtlicher Komponenten des Simulationssystems auf einfache Parametrierbarkeit und Austauschbarkeit geachtet. Das Fahrzeugmodell ist beispielsweise vollständig modular aufgebaut. Mithilfe einer Bibliothek von Radaufhängungen und durch die volle Parametrierbarkeit des Chassis-Moduls kann das generische Fahrzeugmodell jederzeit so umgestaltet werden, dass es als Simulationsmodell eines ganz spezifischen Fahrzeugs dient. Die Schnittstellen vom Chassis zu den Radaufhängungen sind dazu eindeutig definiert. Ein wichtiger Effekt des Gurtsystems ist der sogenannte Filmspuleneffekt. Dieser Effekt äußert sich durch einen Gurtbandauszug bei gesperrter Aufrollerachse. Es wurde für die Untersuchung des Filmspuleffekts ein Versuchsaufbau entwickelt. Damit wurde der Effekt in dieser Arbeit mit 600 Versuchen untersucht und basierend auf den Ergebnissen, eine Modellgleichung entwickelt und ins Gesamtmodell implementiert. Diese Arbeit zeigt den Aufbau der einzelnen Modelle und setzt diese zu einem Gesamtsystem zusammen. Zum Schluss der Arbeit werden die Simulationsergebnisse mit entsprechenden Messungen verglichen und die Güte des Modells diskutiert.