Volvo Cars’ safety expert Anders Axelson knows that brilliant ideas can pop up in the strangest of circumstances. A visit to Legoland with his twin daughters in 2007 inspired Anders to turn an amusement park ride into an efficient test method in Volvo Cars’ quest for better protection in run-off road crashes.
“Watching people being thrown in all directions during a ride in the ‘Robocoaster’, I suddenly realised that those rapid, random movements resembled the violent forces occupants in a run-off road crash are exposed to,” says Anders Axelson.
Run-off road crashes had been on Anders’ mind since 2006 when Volvo Cars intensified the development of technology to help protect car occupants in these common and complex scenarios.
Based on real-life accident data, Anders Axelson’s team initiated three complete vehicle crash test track methods, called ‘Ditch’, ‘Airborne’ and ‘Rough terrain’, for evaluating the consequences of various run-off road scenarios.
Analysing films from a large number of these tests confirmed that being thrown out of the ideal, firmly strapped-in seat position correlates well with potential injury-causing mechanisms seen in real-world crashes.
Searching for a test method
“The engineers developed promising solutions to actively retract the occupants in order to keep them in position. But since running complete cars into the terrain is a time-consuming and expensive test method, we needed a quicker and cheaper solution to evaluate the ideas,” Anders Axelson recalls.
The stroke of genius conveniently came on a family trip to Legoland in Denmark. At the time, Anders’s twin girls were too small for the ‘Robocoaster’, but after watching other kids being shaken by the robot arm, he realised that the ride had potential beyond making kids scream with joy.
Back at the office, Anders started searching for a similar robot that could be programmed to mimic the exact movement patterns that Volvo Cars had recorded during the complete vehicle run-off road crash tests.
Unique test rig
“The industrial robot manufacturer ABB had the technology and the knowledge to programme a machine designed for precision work to move a car seat around in a seemingly random pattern. It worked brilliantly,” says Anders Axelson.
A vehicle seat and restraint system is mounted on the multi-axial industrial robot. The robot, which is used together with a crash test dummy, can be programmed to simulate the occupant kinematics during crucial parts of run-off road scenarios.
During the development work of the all-new XC90 and upcoming cars based on the company’s new scalable architecture, Volvo Cars’ own ‘Robocoaster’ has been used to find the combination of safety belt geometry, rapid belt retraction and seat design that helps keep the occupant firmly in position in run-off road scenarios.
World-first run-off road safety solution
The result is a world-first run-off road protection package that includes rapid electrical safety belt retraction as well as unique ‘energy-absorbing’ functionality in the seat that cushions the vertical forces that occur in a ‘hard landing’ in the terrain.
“The most valuable result from the ‘Robocoaster’ tests is probably the insight into how well the safety belt retraction interacts with the enhanced side support in our new seat generation,” says Anders Axelson.
By the way, Anders Axelson never went on the ‘Robocoaster’ ride during that visit to Legoland. “No way. Violent rides like that make me sick,” he says with a smile.
FR:
L’ART DE TRANSFORMER UN JEU DE PARC D’ATTRACTION EN UN TEST DE SORTIE DE ROUTE AU CENTRE DE SÉCURITÉ VOLVO CARS.
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Anders Axelson, expert en sécurité chez Volvo Cars est un excellent exemple de la façon dont certaines idées brillantes peuvent surgir dans les plus étranges circonstances. En 2007, lors d’une visite à Legoland avec ses jumelles, Anders a imaginé, à partir d’une attraction, un nouveau test de sécurité efficace dans le cadre de la protection des passagers en cas de sortie de route, thématique chère à Volvo Cars.
« En observant les gens être balancés dans toutes les directions lors d’un tour de Robocoaster, j’ai soudain réalisé que ces mouvements rapides et imprévisibles ressemblaient aux violentes forces auxquelles sont exposées les passagers en cas de collision dus à une sortie de route », déclare Anders Axelson.
Les accidents dus aux sorties de route occupent l’esprit d’Anders depuis 2006, lorsque Volvo Cars a intensifié le développement des technologies améliorant la protection des passagers dans ces situations complexes.
En se basant sur des données réelles, l’équipe d’Anders Axelson a conçu trois méthodes d’évaluation de crash tests, appelées ‘Ditch’ (Fossé), ‘Airborne’ (« En suspension ») et ‘Rough terrain’ (« Terrain difficile »), afin de mesurer les conséquences d’une collision à partir de divers scénarios de sortie de route.
L’analyse des films effectués à partir de plusieurs de ces tests a confirmé qu’être éjecté de la position supposée idéale, assis et fermement attaché, est à mettre en corrélation avec les mécanismes potentiellement responsable de blessures lors de vrais accidents.
À la recherche d’une méthode d’évaluation
« Les ingénieurs ont développé des solutions prometteuses afin de retenir efficacement les passagers en les maintenant dans leur position. Mais étant donné qu’il est très long et coûteux d’effectuer les tests en condition réelles, nous avions besoin d’une méthode plus rapide et économique pour évaluer les idées », rappelle Anders Axelson.
Le coup de génie survint opportunément à l’occasion d’un voyage familial à Legoland, au Danemark. À l’époque, les jumelles d’Anders étaient trop petites pour monter dans le « Robocoaster », mais après avoir observé d’autres enfants se faire secouer par le bras du robot, il comprit que l’attraction avait un potentiel plus étendu que le seul divertissement.
De retour au bureau, Anders commença à chercher un robot similaire, qui pourrait être programmé afin d’imiter les mouvements exacts enregistrés par Volvo Cars lors des crash tests de sortie de route.
Équipement de tests unique
« Le constructeur de robots ABB possédait la technologie et les connaissances pour programmer une machine conçue pour un travail de précision, consistant à secouer un siège de voiture dans un apparent mouvement aléatoire », explique Anders Axelson.
Un siège de véhicule muni d’un système de retenue est monté sur le robot multiaxial. Le robot, équipé d’un mannequin crash tests, peut être programmé pour reproduire la cinématique des passagers lors des instants critiques d’une sortie de route.
Au cours du travail de développement du tout nouveau XC90 et d’autres véhicules de la société basés sur la nouvelle architecture évolutive, le propre « Robocoaster » de Volvo Cars a été utilisé, afin de déterminer la juste combinaison entre géométrie de la ceinture de sécurité, rétraction rapide, et conception permettant de maintenir fermement le passager en position en cas de sortie de route.
Une solution de sécurité en cas de sortie de route encore jamais vue
Le résultat se traduit par un ensemble d’équipements de protection en cas de sortie de route totalement innovant, incluant une rapide rétraction électrique de la ceinture de sécurité, ainsi qu’un système exclusif « d’absorption de l’énergie » dans le siège, qui amortit les forces verticales pouvant survenir dans ce type de situation.
« Le résultat le plus précieux des tests effectués avec le ‘Robocoaster’ réside probablement dans le parfait équilibre d’interactions entre la rétraction de la ceinture de sécurité, et le support latéral optimisé de notre siège dernière génération » ajoute Anders Axelson.
Par ailleurs, Anders Axelson n’est jamais monté sur le “Robocoaster” lors de sa visite à Legoland. « C’est hors de question, les attractions aussi violentes me rendent malades », déclare-t-il avec sourire.
Source: Volvo Cars Global Newsroom.
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