JP2008139090A - 車両衝突実験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的な摩耗により、試験用車両の切り離し時における速度が目標速度に達していないことを予め検知することができる。
【解決手段】コントローラ２３は、ロープウィンチ１２を駆動する直流モータ１３に電流を供給して、停止位置Ｓにある試験用車両Ｃに対して牽引力を作用させる。そして、該車両Ｃがリリース位置Ｒを通過するまのでの滑走路ｒを滑走する時間を、実際の実走行時間（実到達値）と、コントローラ２３内で演算される理論走行時間（理論到達値）として比較し、切り離し時における目標速度の低下を検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の衝突実験に用いて好適な車両衝突試験装置に関する。

車両衝突試験装置は、交通事故発生時の危険防止技術の研究開発のために車両研究所等に設置されている。この衝突試験装置は、試験用車両を停止状態から目標速度まで加速した後、これを切り離し、助走路前方に置かれたコンクリート衝突バリア又は衝突スペース内に設置された対象物に前記試験用車両を衝突させるものである。

従来、この種の車両衝突試験装置では、目標速度で試験用車両を抄録バリアに衝突させるためにワイヤに発生させる牽引力を制御する技術（例えば、特許文献１）や、車種・車重に応じてワイヤに発生させる牽引力を制御する技術（例えば、特許文献２）がある。

特開平８−６８７１９号公報 特開平７−３５６５１号公報

しかし、前記特許文献１，２に記載の技術は、ワイヤ滑り等による径時劣化から発生する目標速度の低下を検知する機能を備えていない。このため、オペレータはワイヤ滑りが発生していることを、実験時に目標速度が低下した際、つまり衝突試験が失敗して始めて気づく。これにより、再実験のために、衝突した開発車両のコスト、納期等の無駄が発生していた。

以下、基本的な車両衝突試験装置の構造について説明する。
車両衝突試験装置１０は、図４に示すように、ワイヤロープ１１の牽引により駆動される。このワイヤロープ１１は、助走路ｒ（停止位置からリリース位置Ｒ）に設置されたワイヤ溝内にワイヤガイド（何れも図示せず）を介してループ状に架設され、その両端のうち少なくとも一方の端には、前記ワイヤロープ１１に牽引力を与えるロープウィンチ１２が設けられている。このロープウィンチ１２は、直流モータ１３により駆動され、ワイヤロープ１１に対して矢印Ａ方向に働く牽引力を与え、停止位置Ｓにある試験用車両Ｃを矢印Ａ方向に移動させる。

ワイヤロープ１１と試験用車両Ｃとはワイヤ溝に設けられた牽引ドーリ１４を介してドーリーワイヤ１５によって連結される。牽引ドーリ１４は、リリース位置Ｒに固定されたストライカ１６に接触することにより、ドーリーワイヤ１５を切り離す。そして、切り離された試験用車両Ｃは、衝突バリヤＢに向けて滑走する。

また、前記直流モータ１３には、回転数検出器１７が設けられる。直流モータ１３は、回転数検出器１７により検出される直流モータ１３の回転数から算出される速度が、図４に示すような車速線図となるように、コントローラ１８によって電流制御される。このコントローラ１８は、車速線図の沿って速度が変化するように、回転数検出器１７からの回転数を監視しつつ、直流モータ１３に供給する電流を制御する。なお、速度は、ロープウィンチ１２のドラム径と回転数から簡単に算出される。

しかし、前述した車両衝突試験装置１０では、ワイヤロープ１１に与えられる牽引力は、このワイヤロープ１１とロープウィンチ１２と間に発生する摩擦力により伝達される。また、牽引ドーリ１４は、牽引ドーリ１４側のクランプでドーリーワイヤ１５を挟み込んだ際の摩擦力によりドーリーワイヤ１５を連結している。

このように、摩擦力によってワイヤは拘束されているため、径時劣化等によりロープウィンチ１２の駆動時に機械的な滑りが発生する。このため、実際の試験用車両Ｃがリリース位置Ｒに到達する前に、車速線図上では車両Ｃがリリース位置Ｒに到達することになる。つまり、滑りが大きくなるに従い、実際の試験用車両Ｃがリリース位置Ｒに到達する時の車速線図上の時点は矢印ｄ方向（点線）に移動する。そして、摩耗が促進されて機械的な滑りが大きくなると、車速が減速し始めた位置で実際の試験用車両Ｃがリリース位置Ｒに到達することになり、試験用車両Ｃを目標速度で滑走させることができなくなってしまう。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、機械的な摩耗により、試験用車両の切り離し時における目標速度の低下が検知できる車両衝突試験装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成するため、本発明が採用する車両衝突試験装置の構成は、試験用車両を牽引ワイヤによって牽引走行させ衝突バリアの直前のリリース位置で前記牽引ワイヤを切離して目標速度で前記衝突バリアに衝突させる車両の衝突試験装置であって、
前記牽引ワイヤに牽引力を与える巻取ドラムを回転駆動する回転駆動手段と、前記回転駆動手段の回転数を検出して前記牽引ワイヤの移動速度を測定する速度測定手段と、前記速度測定手段により測定された速度が予め決められた速度カーブとなるように、前記回転駆動手段の回転速度を制御する回転速度制御手段と、前記リリース位置に設けられ、前記試験用車両が到達したことを検出する到達検出手段と、前記速度測定手段により測定された移動速度に基づき、前記試験用車両が前記リリース位置に到達したとする理論到達値を算出する理論到達値算出手段と、前記理論到達値算出手段により算出された理論到達値と、前記到達検出手段による検出により前記試験用車両が前記リリース位置に到達したとする実到達値とを比較する比較手段と、を備えたことを特徴としている。

上記構成により、牽引ワイヤと巻取りドラムとの間に発生する摩擦力の低下、リリース位置まだ車両を牽引するための部材における摩擦力の低下した場合には、理論上で試験用車両がリリース位置に到達していても、実際に試験用車両がリリース位置に到達しないため、理論到達値が実到達値よりも大きくなる。そこで、比較手段によりこれらの値を比較することにより、切り離し時における目標速度が変化する前に、試験用車両が目標速度に達していないことを予め検知することができる。

上記車両衝突試験装置において、前記理論到達値算出手段は、前記速度測定手段により測定された速度から前記試験用車両の理論助走距離を理論到達値として算出し、前記比較手段は、前記試験用車両が出発位置から前記リリース位置に到達するまでの実助走距離を実到達値として予め記憶し、前記理論助走距離と前記実助走距離とを比較することを特徴としている。

上記車両衝突試験装置において、前記理論到達値算出手段は、前記速度測定手段により測定された速度から前記試験用車両が前記リリース位置に到達するまでの理論走行時間を理論到達値として算出し、前記比較手段は、前記試験用車両が出発位置から前記リリース位置に到達するまでの実走行時間を実到達値として予め記憶し、前記理論走行時間と前記実走行時間とを比較することを特徴としている。

上記車両衝突試験装置において、前記理論到達値は、その値に幅を持たせることが好ましい。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態に係る車両衝突試験装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、前述した従来技術に記載した車両衝突試験装置１０の構成要素と同一の構成要素については、同一の記号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の特徴は、ロープウィンチ１２を駆動する直流モータ１３に電流を供給して、停止位置Ｓにある試験用車両Ｃに対して牽引力を作用させてから、該車両Ｃがリリース位置Ｒを通過するまのでの滑走路ｒを滑走する時間を、実際の実走行時間（実到達値）と、コントローラ２３内で演算される理論走行時間（理論到達値）として、両者を比較することにより、切り離し時における目標速度の低下が発生する前にワイヤ滑りを検知する点にある。

また、車両衝突試験装置２０は、リリース位置Ｒ上に到達検出器２１が設けられている。この到達検出器２１は、リリース位置Ｒの路面上に貼着されたテープスイッチ２２を備えている。このテープスイッチ２２は、試験用車両Ｃがリリース位置Ｒに掛かってテープ２２Ａに接触したことを検知して、検出信号をコントローラ２３に向けて出力する。

コントローラ２３は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５、ＲＡＭ（Random Access Memory）２６、操作部２７等を具備して構成されている。ＲＯＭ２５には、後述する装置制御プログラム、タイマ機構が備えられ、記憶部（図示せず）には、車速線図、理論走行時間Ｔ０および許容範囲値ΔＴが記憶されている。ＲＡＭ２６は、前記プログラムを実行する際のワークエリアとして利用される。
さらに、コントローラ２３の入出力部２８の入力側には到達検出器２１および回転数検出器１７が接続され、出力側には表示部２９が接続されている。

次に、図３を参照しつつ、車両衝突試験装置２０の制御動作について説明する。
コントローラ２３は、オペレータによる操作部２７の設定入力によって制御動作を開始すると共に、タイマを起動する。コントローラ２３は、回転数検出器１７から直流モータ１３の回転数ｎを検出し（ステップＳ１）、直流モータ１３とロープウィンチ１２との回転数比率、ロープウィンチ１２のドラム径から、前記回転数ｎに対応して速度ｖを算出する（ステップＳ２）。

次に、コントローラ２３は、制御開始時間に対応する速度を車速線図から読み出し、この読み出し速度と算出された速度ｖとを比較することにより直流モータ１３に供給する指令電流値を算出し、出力する（ステップＳ３）。

コントローラ２３は、到達検出器２１から検出信号があるか否かを判定し、試験用車両Ｃがリリース位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。到達していない場合（ステップＳ４；ＮＯ）には、ステップＳ１以降の処理を繰り返し、速度ｖが車速線図のカーブに近づくようなフィードバック制御を行う。

一方、コントローラ２３は、車両Ｃがリリース位置Ｒに到達した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）には、ステップＳ５に移行する。
コントローラ２３は、車両Ｃが停止位置Ｓからリリース位置Ｒに到達するまでの時間をタイマから実走行時間Ｔとして算出すると共に、理論走行時間Ｔ０および許容範囲値ΔＴを記憶部から読み出す（ステップＳ５）。

コントローラ２３は、実走行時間Ｔ＜理論走行時間（Ｔ０＋ΔＴ）となっているか否かを判定する（ステップＳ６）。
この判定ステップにおいて、実走行時間Ｔが理論走行時間（Ｔ０＋ΔＴ）以上の場合（ステップＳ６；ＮＯ）には、理論的に予め設定された走行時間内に実際の走行時間があるとして、ワイヤとワイヤ受け部との間には摩擦力の低下がなく、ワイヤが「滑り」なく動作している旨のメッセージ、例えば「滑りなし」を表示部２９に表示する（ステップＳ７）。

一方、前記判定ステップにおいて、実走行時間Ｔ＜理論走行時間（Ｔ０＋ΔＴ）の場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）には、理論的に予め設定された走行時間が経過した後に実際の走行時間が来ることになり、ワイヤとワイヤ受け部との間に発生する摩擦力が低下して、ワイヤに「滑り」が発生しているとする旨のメッセージ、例えば「滑りあり、メンテナンス要」を表示部２９に表示する（ステップＳ８）。

このように、車両衝突試験装置２０では、ワイヤロープ１１やドーリーワイヤ１５を拘束する際の摩擦力の低下等によって発生する機械的な「滑り」を試験する度に監視することにより、早期に径時劣化による「滑り」を検知でき、切り離し時における目標速度が変化する前に、試験用車両が目標速度に達していないことを予め気づくことができる。
この結果、複数の検出器と複雑な演算処理を行うことなく、簡単な構造で安価な車両衝突試験装置２０を実現することができる。また、試験用車両Ｃの切り離し時において目標速度が低下したことを気づかずに試験を行うことを規制でき、当該車両衝突試験装置２０の信頼性を高めることができる。

＜変形例１＞
前記実施形態では、試験用車両Ｃが停止位置Ｓからリリース位置Ｒを通過するまのでの滑走路ｒを滑走する時間に対し、実到達値を実際の実走行時間とし、理論到達値をコントローラ２３内で演算される理論走行時間としたが、本発明はこれに限らず、試験用車両Ｃが停止位置Ｓからリリース位置Ｒを通過するまのでの滑走路ｒの距離に対し、実到達値を実際の実走行距離とし、理論到達値をコントローラ２３内で演算される理論走行距離としてもよい。

この場合、記憶部に理論走行距離Ｌ０および許容範囲値ΔＬを記憶し、コントローラ２３では、回転数ｎから算出される速度ｖを経過時間に対して順次記憶しておき、この速度ｖを積分することによって実走行距離Ｌを算出する。そして、実走行距離Ｌと理論走行距離（Ｌ０＋ΔＬ）とを比較することにより、「滑り」を判定するようにすればよい。

＜変形例２＞
また、前記実施形態及び変形例１では、コントローラ２３内の演算処理によって機械的な「滑り」を判定するようにしたが、ハード回路によって構成してもよい。

＜変形例３＞
さらに、到達検出器２１は、垂下したテープ２２Ａに試験用車両Ｃが接触したことを検出する検出器として述べたが、本発明はこれに限らず、試験用車両Ｃがリリース位置Ｒに掛かったことを検出できれば、機械的なセンサに限らず、光学センサ等であってもよい。

本発明の実施形態による車両衝突試験装置を示す大略構成図である。 本実施形態に用いられるコントローラを示す構成図である。 衝突試験装置の制御プログラムを示す流れ図である。 従来技術による車両衝突試験装置を示す大略構成図である。

符号の説明

２０…車両衝突試験装置、１１…ワイヤロープ、１２…ロープウィンチ、１３…直流モータ、１４…牽引ドーリ、１５…ドーリーワイヤ、１６…ストライカ、１７…回転数検出器、２１…到達検出器、２２…テープスイッチ、２２Ａ…テープ、２３…コントローラ。

Claims (4)

1. 試験用車両を牽引ワイヤによって牽引走行させ衝突バリアの直前のリリース位置で前記牽引ワイヤを切離して目標速度で前記衝突バリアに衝突させる車両の衝突試験装置であって、
   前記牽引ワイヤに牽引力を与える巻取ドラムを回転駆動する回転駆動手段と、
   前記回転駆動手段の回転数を検出して前記牽引ワイヤの移動速度を測定する速度測定手段と、
   前記速度測定手段により測定された速度が予め決められた速度カーブとなるように、前記回転駆動手段の回転速度を制御する回転速度制御手段と、
   前記リリース位置に設けられ、前記試験用車両が到達したことを検出する到達検出手段と、
   前記速度測定手段により測定された移動速度に基づき、前記試験用車両が前記リリース位置に到達したとする理論到達値を算出する理論到達値算出手段と、
   前記理論到達値算出手段により算出された理論到達値と、前記到達検出手段による検出により前記試験用車両が前記リリース位置に到達したとする実到達値とを比較する比較手段と、を備えた
   ことを特徴とする車両衝突試験装置。
2. 請求項１記載の車両衝突試験装置において、
   前記理論到達値算出手段は、前記速度測定手段により測定された速度から前記試験用車両の理論助走距離を理論到達値として算出し、
   前記比較手段は、前記試験用車両が出発位置から前記リリース位置に到達するまでの実助走距離を実到達値として予め記憶し、前記理論助走距離と前記実助走距離とを比較する
   ことを特徴とする車両衝突試験装置。
3. 請求項１記載の車両衝突試験装置において、
   前記理論到達値算出手段は、前記速度測定手段により測定された速度から前記試験用車両が前記リリース位置に到達するまでの理論走行時間を理論到達値として算出し、
   前記比較手段は、前記試験用車両が出発位置から前記リリース位置に到達するまでの実走行時間を実到達値として予め記憶し、前記理論走行時間と前記実走行時間とを比較する
   ことを特徴とする車両衝突試験装置。
4. 請求項１記載の車両衝突試験装置において、
   前記理論到達値は、その値に幅を持たせる
   ことを特徴とする車両衝突試験装置。

Images