Entwicklung eines hochdynamischen Komponentenprüfstands für Sicherheitsgurtsysteme

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Komponentenprüfstands für Sicherheitsgurtsysteme. Der Fokus für die zu prüfenden Komponenten liegt hierbei auf Energiemanagementsystemen, welche die während eines Unfalls auf den Insassen wirkenden Kräfte und Beschleunigungen reduzieren. Um die in realen Unfällen und Schlittenversuchen auftretende Gurtbandauszugsdynamik möglichst realitätsnah abbilden zu können, kommt ein hochdynamisches Aktorsystem zum Einsatz. Dieses besteht aus einem Pneumatikzylinder und einer hydraulisch aktuierten Reibbremse, die direkt auf die Kolbenstange des Pneumatikzylinders wirkt. Im Vergleich zu einem rein hydraulischen System bietet dieses System den Vorteil, dass die für den Versuch benötigte Energie bereits vor dem Versuch in Form von potentieller Energie im System gespeichert ist und nur sehr geringe Ölvolumenströme erforderlich sind, um den Bremsdruck zu variieren.

Im Zentrum dieser Arbeit steht die Entwicklung einer Regelungsstrategie für eine hochdynamische Folgeregelung des Aktorsystems, wodurch eine realitätsnahe Abbildung der Gurtbandauszugsbewegung von Sicherheitsgurtkomponenten mit Energiemanagementsystemen ermöglicht wird. Um die Anforderungen an die Regelgüte erreichen zu können, kommt ein modellbasiertes Regelungskonzept zum Einsatz. Im Rahmen der Modellbildung des Aktorsystems werden für die funktionalen Teilmodule Modellgleichungen hergeleitet, die anhand von Identifikationsversuchen parametriert werden. Anhand exemplarischer Solltrajektorien wird die hohe Regelgüte der implementierten Regelungsstrategie verdeutlicht. Abschließend wird die Eignung des geregelten Aktorkonzepts für die Prüfung von Gurtsystemkomponenten mithilfe von beispielhaften Versuchsaufbauten demonstriert.