Virtueller Dummy für mehr Sicherheit im Auto

Größtmöglicher Unfallschutz für alle im Straßenverkehr beteiligten gehört zu den obersten Entwicklungszielen bei der Gestaltung neuer Toyota Fahrzeuge. Viele zur Verbesserung der aktiven und passiven Sicherheit angestrebte Eigenschaften und Funktionen des Autos lassen sich inzwischen durch CAD-Verfahren am Computer simulieren. Längst können die Entwicklungsingenieure auch Crashtests am Bildschirm ausführen und das Verformungsverhalten von Karosserie-Deformationszonen präzise vorausberechnen. Toyota erforscht auf diese Weise nicht nur den zu erwartenden Unfallschaden am Fahrzeug, sondern auch das Verletzungsrisiko von Passagieren und Fußgängern. Wie im realen Crashtest werden dazu Dummies eingesetzt, nur sind diese so virtuell wie das Fahrzeug, in dem sie sitzen. THUMS heißt der Dummy für den errechneten Ernstfall bei Toyota. Die Abkürzung steht für „Total Human Model for Safety“ (komplettes menschliches Modell für Sicherheit).

Die Besonderheit von THUMS liegt in der Präzision der biometrischen Abbildung. THUMS simuliert den Knochenbau des Menschen, aber auch die Festigkeit seiner Gewebe, Muskeln und inneren Organe. Bei simulierten Unfallsituationen lassen sich mit diesem Modell die Schwere und die Art von Verletzungen für die Fahrzeug-Insassen sowie eventuell am Unfall beteiligte Fußgänger viel genauer als bisher berechnen. Mit Hilfe von THUMS simuliert Toyota sowohl die Euro NCAP-Crashtests als auch die davon abweichenden amerikanischen Unfalltests, ohne teure Prototypen zu zerstören.

Auch die Gebote des Fußgängerschutzes, die künftig bei der Gestaltung der Fahrzeugfronten sehr viel stärker berücksichtigt werden müssen, sind durch THUMS schon in einer frühen Entwicklungsphase des neuen Autos darstellbar. In der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Toyota „arbeitet“ eine komplette Kleinfamilie von THUMS-Modellen. Neben den typischen Erwachsenen beiderlei Geschlechts simuliert THUMS auch ein sechsjähriges Kind im Auto. Dazu kommen zwei weitere virtuelle Dummies für den Fußgänger als Kind und Erwachsener.

Mit welcher Genauigkeit Toyota mit Hilfe der künstlichen Dummies die Ergebnisse eines echten Crashtests vorwegnehmen kann, zeigt sich am Beispiel des neuen Yaris. Die Sicherheitskopfstützen des Yaris mit dem WIL Schleudertrauma-Schutzsystem wurden entsprechend der Berechnungen mit THUMS konzipiert. Der anschließende Praxistest zeigte, dass die berechneten Ergebnisse der Realsituation weitgehend entsprachen. Simuliert und gemessen wurde die auf den menschlichen Körper einwirkende Belastung im Bereich der kritischen Punkte zwischen dem ersten und zweiten sowie zwischen dem vierten und fünften Halswirbel. Die im virtuellen Versuch ermittelten Daten stimmten sowohl hinsichtlich des maximalen und durchschnittlichen Beugewinkels wie auch bei den auf die Halswirbelsäule einwirkenden Kräften mit den im realen Crashtest gemessenen Werten überein.

Der offizielle Euro NCAP-Crashtest des neuen Yaris stellte den Toyota Ingenieuren und THUMS ein hervorragendes Zeugnis aus: Mit fünf Sternen und 35 Punkten für den Insassenschutz erzielte der Yaris eines der besten Resultate überhaupt und schnitt besser ab als alle direkten Wettbewerber.