JP2009128064A - 模擬障害物装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試験車両が模擬障害物に衝突する直前に、この模擬障害物を速やかに退避させることができる模擬障害物装置を提供する。
【解決手段】模擬障害物装置１０の牽引ユニット１１は、車輪３０，３１を備えたフレーム構体２０と、フレーム構体２０に搭載された可動ポール装置２１を備えている。可動ポール装置２１は、水平方向に旋回可能なポール部材５１と、ポール部材５１に設けられた模擬障害物５３と、ポール部材５１を旋回させる駆動機構５２を備えている。ポール部材５１は、模擬障害物５３を試験車両の進路上に配置する第１の位置と、模擬障害物５３を試験車両の進路上から退避させる第２の位置とにわたって、駆動機構５２によって旋回させることができる。試験車両に搭載された自動ブレーキシステムが作動したときに出力される旋回指示信号が制御装置２２に入力されると、駆動機構５２が作動することにより、ポール部材５１が前記第１の位置から第２の位置に旋回する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に設けられた自動ブレーキシステムの作動試験等に使用される模擬障害物装置に関する。

車両が前方の車両等に衝突したときの被害を軽減させるための手段として、ミリ波レーダを利用した自動ブレーキシステムが提案されている。自動ブレーキシステムの一例は、ミリ波帯の電波を発射しその反射波を受信することにより前方の車両までの距離を測定するミリ波レーダと、測定された車間距離と車両間の相対速度に基いて衝突が予想されたときに、自動的にブレーキを作動させるブレーキ装置などを備えている。自動ブレーキシステムの作動試験では、試験車両の前方に電波を反射する模擬障害物を設置し、試験車両をこの模擬障害物に向かって走行させている。

自動ブレーキシステムは模擬障害物の直前（例えば衝突まで０．８秒）で作動するように構成されているため、ブレーキ装置が正常に働いたとしても、制動時間が短いゆえに試験車両が模擬障害物に衝突することを避けられない場合がある。すなわち自動ブレーキシステムの試験に用いる模擬障害物は、衝突の直前まで試験車両の前方にとどまっている必要がある。

このため試験車両を模擬障害物に衝突させることを前提とする場合には、模擬障害物を樹脂発泡体等の軟質な材料に電波を反射する部材を設けることにより、車両の損傷を防ぐことが提案されている。あるいは段ボール紙等の安価な使い捨て可能な材料に、電波を反射するアルミニウム箔を貼付けることも提案されている。

一方、模擬障害物が試験車両に衝突することを避ける手段として、試験車両の進路を横切るように張られたロープに模擬障害物を取付け、車両が模擬障害物に衝突する直前にロープを操作することにより、模擬障害物が試験車両に衝突しないようにすることが考えられた。

また下記特許文献１に記載されているように、電動ウインチによって巻取られる前部ロープと、前部ロープによって牽引されるドーリと、ドーリに接続された後部ロープとを有し、この後部ロープによって試験車両を牽引する衝突試験装置が提案されている。この従来装置では、試験車両の加速途中で電動ウインチ等に不具合が生じたときに、ドーリと試験車両を速やかに停止させることにより、試験車両とバリヤとの無駄な衝突を回避することが提案されている。

またエアバッグ等の作動を試験するために、例えば下記特許文献２に記載されているように、ガイドレールに沿って移動する滑走架台と、この滑走架台の上方に配置された車両載置用架台と、車両の姿勢を変化させることのできる姿勢制御用シリンダなどを備えた衝突試験装置が提案されている。この衝突試験装置では車両を実際に衝突させることなく、エアバッグ等の作動を試験している。
特開平９−１３３６０４号公報 特開２００７−１１４０８４号公報

前記従来例のようにロープ等の操作部材に模擬障害物を取付けて作業員が手で操作する場合には、作業員の安全を確保する上で格別な配慮が必要である。また人手によって操作部材を操作する場合、操作タイミングにばらつきがあるため、繰返し行われる複数回の試験を同一条件で実施することができないという問題もある。

特許文献１に記載された衝突試験装置では、正常な衝突試験の場合に試験車両を実際にバリヤに衝突させてしまうため、自動ブレーキシステムの作動試験に用いることができたとしても、試験車両と模擬障害物との衝突を回避することができない。
特許文献２に記載された衝突試験装置では、実際に車両を衝突させることなくエアバッグの作動試験を行うことができるが、試験車両の前方に衝突の直前まで模擬障害物を配置しておくことが不可能であるため、自動ブレーキシステムの作動試験に用いることができない。

従って本発明の目的は、試験車両の前方に配置される模擬障害物を衝突直前に確実に回避させることができる模擬障害物装置を提供することにある。

本発明は、フレーム構体と、前記フレーム構体に搭載された可動ポール装置とを具備し、前記可動ポール装置は、水平方向に旋回可能なポール部材と、前記ポール部材に取付けられた模擬障害物と、前記模擬障害物を試験車両の進路上に位置させる第１の位置と前記模擬障害物を前記試験車両の進路上から退避させる第２の位置とにわたって前記ポール部材を旋回させる駆動機構と、前記駆動機構の旋回を指示する旋回指示信号を出力する送信機と、前記送信機から出力された前記旋回指示信号に基いて前記駆動機構を作動させることにより前記ポール部材を前記第１の位置から第２の位置に向かって前記試験車両の進行方向に旋回させる制御装置とを具備している。

前記送信機は、前記試験車両から前記模擬障害物までの距離が所定値以下になったときに前記旋回指示信号を出力するようにしてもよい。
本発明の１つの形態では、牽引用車両に連結される走行可能な牽引ユニットを有し、該牽引ユニットは、前記フレーム構体と、前記可動ポール装置と、牽引用連結機と、車輪とを備えている。

また前記フレーム構体は、前記車輪の車軸の前側に位置する前半部分と、前記車軸の後側に位置する後半部分とを有し、前記前半部分に前記駆動機構の電源であるバッテリが配置され、前記後半部分において前記フレーム構体の一方の側部に片寄った位置に前記駆動機構が配置されている。

本発明の好ましい形態では、前記試験車両の自動ブレーキシステムが作動したときに前記制御装置に前記旋回指示信号を出力する送信機を備えている。
また、前記試験車両が前記模擬障害物に向かって通過したことを検出する通過車両検出装置と、この通過車両検出装置が前記試験車両の通過を検出したときに前記制御装置に前記旋回指示信号を出力する送信機を具備していてもよい。

また、前記試験車両が前記模擬障害物に接近したときに手動で操作されて前記旋回指示信号を前記制御装置に出力する遠隔操作装置を具備していてもよい。
前記模擬障害物の一例は、前記試験車両から発射されるミリ波帯の電波を反射する反射部材を備えている。

本発明によれば、例えば車両の自動ブレーキシステムの作動試験等において、試験車両の進路上に配置される模擬障害物を、試験車両が衝突する直前まで試験車両の前方にとどめておくことができ、衝突直前に模擬障害物を速やかに退避させることができる。このため試験車両と模擬障害物とが衝突によって損傷することを防止できる。また作業員を試験車両から離れた位置に待機させることができるため安全である。

しかも試験車両が模擬障害物に対して所定距離まで接近した時点で、自動的に模擬障害物を退避させるようにすれば、模擬障害物を退避させる際の模擬障害物から試験車両までの距離にばらつきが無くなり、複数回行われる試験を同一条件で実施することが可能である。

以下に本発明の一実施形態に係る車両試験用の模擬障害物装置について、図１から図４を参照して説明する。
図１は、模擬障害物装置１０の牽引ユニット１１を上方から見た平面図である。図２は牽引ユニット１１を側方から見た側面図である。図３は、牽引ユニット１１と牽引用車両１２を示している。図４に試験車両１３が示されている。

牽引ユニット１１は、複数のフレーム部材を溶接等によって組合わせてなるフレーム構体２０と、フレーム構体２０に搭載された可動ポール装置２１と、可動ポール装置２１の動作を制御する制御装置２２と、可動ポール装置２１および制御装置２２の電源としてのバッテリ２３と、フレーム構体２０の左右両側に設けられた一対の車輪３０，３１と、フレーム構体２０の前端に設けられた牽引用連結機３２などを備えている。制御装置２２は、後述する旋回指示信号を受信する受信機２２ａを備えている。

フレーム構体２０は、車輪３０，３１の軸（車軸Ｘ）の前側に位置する前半部分２０ａと、車軸Ｘの後側に位置する後半部分２０ｂとを有している。図２に示されるように、フレーム構体２０の前半部分２０ａの低位置に設けられた床部材３３に、前記バッテリ２３が配置されている。フレーム構体２０の後半部分２０ｂの低位置に設けられた床部材３４に、可動ポール装置２１と制御装置２２が配置されている。

牽引用連結機３２は、牽引用車両１２の後部に設けられているトレーラヒッチ等の連結部材４０（図２に示す）に連結される。この牽引ユニット１１は、牽引用車両１２によって走行させることができる。牽引ユニット１１には、ストップランプ４１（図３に示す）やブレーキ装置（図示せず）などの保安設備が設けられている。

可動ポール装置２１は、上下方向に延びる軸（垂直軸５０）を中心として水平方向に旋回可能なポール部材５１と、ポール部材５１を水平方向に旋回させる駆動機構５２と、ポール部材５１の先端部付近に取付けられた模擬障害物５３などを含んでいる。駆動機構５２は制御装置２２によって回転が制御される電動モータ５４を含んでいる。なお、駆動機構５２の駆動源として電動モータ５４以外のアクチュエータが使用されてもよい。

ポール部材５１は、例えばガラス繊維等によって強化された合成樹脂等の比強度の高い軽量な材料によって構成されている。ポール部材５１の長さは、例えば２．５ｍ〜３ｍである。模擬障害物５３には、図４に示す試験車両１３の前部から発射されるミリ波帯の電波Ｗを反射させるためのアルミニウム板等の反射部材が設けられている。

ポール部材５１は、制御装置２２の受信機２２ａが受信した旋回指示信号に基いて、図１に実線Ｐ１で示す第１の位置（突出位置）と、２点鎖線Ｐ２で示す第２の位置（退避位置）とにわたって、垂直軸５０を中心に旋回させることができるようになっている。ポール部材５１が前記第１の位置にあるとき、模擬障害物５３が試験車両１３の前方の進路上に位置することになる。ポール部材５１が前記第２の位置にあるとき、模擬障害物５３は試験車両１３の進路上からフレーム構体２０の内側領域に退避するようになっている。

このポール部材５１は、前記第２の位置を越えて１点鎖線Ｐ３で示す第３の位置（緩衝位置）まで低速で旋回し、第３の位置で停止することができるようになっている。第１の位置か第２の位置までの旋回角度θ１（図１に示す）の一例は約９０度である。第２の位置から第３の位置までの旋回角度θ２の一例は約３０度である。

駆動機構５２の電動モータ５４は、例えばインバータ制御等によって回転数を変化させることにより、ポール部材５１の旋回速度を変化させることができる。例えば、制御装置２２の受信機２２ａが旋回指示信号を受信したときに、ポール部材５１が第１の位置から第２の位置まで０．５秒程度の短時間で水平方向に高速旋回することにより、ポール部材５１が速やかに退避できるようになっている。

ポール部材５１が第２の位置を越えて第３の位置まで旋回する際には、ポール部材５１の旋回速度が次第に低下するように、電動モータ５４の電流制御がなされる。こうすることにより、ポール部材５１が停止する際の衝撃を緩和させることができる。一方、ポール部材５１を第３の位置から第２の位置を経て第１の位置に旋回させるときには、ポール部材５１が比較的遅い一定速度で旋回するように、電動モータ５４が逆回転する。

前記したようにフレーム構体２０は、車軸Ｘを中心として前側に位置する前半部分２０ａと、後側に位置する後半部分２０ｂとを有し、この後半部分２０ｂにおいてフレーム構体２０の一方の側部に片寄った位置に、駆動機構５２が配置されている。このためポール部材５１が第１の位置まで旋回した状態において、ポール部材５１をフレーム構体２０の側方に大きく突出させることができる。よって、この牽引ユニット１１の側方を通過する試験車両１３の幅方向の中心線の延長上に、模擬障害物５３を安全に位置させることができる。

フレーム構体２０の前半部分２０ａにバッテリ２３が配置されている。フレーム構体２０の後半部分２０ｂに駆動機構５２が配置されている。すなわち重量の大きいバッテリ２３と駆動機構５２とが、車軸Ｘを境として前半部分２０ａと後半部分２０ｂとに分けて配置されている。

しかもバッテリ２３と駆動機構５２とが、それぞれ、車軸Ｘよりも低い位置に設けられた床部材３３，３４に載置されている。このためこの牽引ユニット１１は、前後方向の重量バランスが良好でかつ重心が低い。このため、左右一対の車輪３０，３１によって支持される牽引ユニット１１を牽引用車両１２によって安定して走行させることができる。

車両の自動ブレーキシステムに使用されるミリ波レーダ装置は、一般に車両のフロントバンパ付近に設けられている。このため模擬障害物５３は、路面から例えば７０〜８０ｃｍの高さに配置されることが望まれる。本実施形態の牽引ユニット１１の可動ポール装置２１は、フレーム構体２０の低位置に設けられた床部材３３，３４に搭載されているため、ポール部材５１に設ける模擬障害物５３を路面から例えば７０〜８０ｃｍの低い位置に配置することができ、ミリ波レーダ装置の感度を高めることができる。

試験車両１３は自動ブレーキシステム６０を備えている。自動ブレーキシステム６０は、試験車両１３の前方にミリ波帯の電波Ｗを発射するとともに反射波を検出することによって前方の障害物（例えば前方を走行している車両）までの距離を測定するレーダ装置６１と、レーダ装置６１によって検出された障害物までの距離と相対距離とに基いて衝突までの時間を演算するコンピュータプログラムを備えた演算手段と、衝突までの時間が所定値（例えば０.８秒）以下になったときに作動するブレーキ装置６２と、このブレーキ装置６２を作動させる信号に基いて、予め定められた旋回指示信号Ｓ１を制御装置２２の受信機２２ａに出力する送信機６３などを有している。

さらに本実施形態の模擬障害物装置１０は、図４に示すように、試験車両１３が走行する地上側に設置される通過車両検出装置７０を備えている。通過車両検出装置７０の一例は、光電管を用いた投光器７１と、この投光器７１と対向して配置された反射体７２とを有し、投光器７１と反射体７２との間を試験車両１３が通過したことを検出するようになっている。この通過車両検出装置７０には、試験車両１３の通過が検出されたときに旋回指示信号Ｓ２を制御装置２２の受信機２２ａに出力する送信機７３が設けられている。

さらに本実施形態の模擬障害物装置１０は、作業員が手動で操作する遠隔操作装置８０を含んでいる。遠隔操作装置８０は、作業員が必要に応じて操作するスイッチ８１を有し、例えば試験車両１３が模擬障害物５３に衝突しそうになったときに、スイッチ８１を操作することにより、旋回指示信号Ｓ３を制御装置２２の受信機２２ａに出力することができるようになっている。

以下に、前記構成の模擬障害物装置１０の作用について説明する。
図３と図４に示すように、牽引ユニット１１に搭載された可動ポール装置２１の駆動機構５２を作動させることにより、ポール部材５１を第１の位置に旋回させる。これにより模擬障害物５３を試験車両１３の前方の進路上に位置させることができる。

図３に示すように牽引ユニット１１を牽引用車両１２に連結すれば、牽引用車両１２によって牽引ユニット１１を走行させることができる。ポール部材５１を第１の位置に旋回させた状態で、牽引用車両１２によって牽引ユニット１１を走行させるとともに、試験車両１３を模擬障害物５３に向けて接近させることにより、移動する模擬障害物５３に対する試験車両１３の自動ブレーキシステム６０の試験を行うことができる。

走行する試験車両１３から模擬障害物５３までの距離が、試験車両１３に装備されたレーダ装置６１によって計測される。試験車両１３から模擬障害物５３までの距離Ｄ１と、試験車両１３と模擬障害物５３との相対速度に基いて、試験車両１３が模擬障害物５３に衝突するまでの予想時間が常時演算されている。衝突までの予想時間が所定値以下（例えば０．８秒以下）となったときに、自動ブレーキシステム６０を作動させる信号がＣＡＮ（Control Area Network）を通じてブレーキ装置６２に出力され、ブレーキ装置６２が作動することにより、試験車両１３にブレーキがかかる。

路面状況や走行条件にもよるが、一般に０．８秒程度の制動時間では、試験車両１３が模擬障害物５３に衝突する可能性がある。そこで、試験車両１３の自動ブレーキシステム６０が作動する際の信号に基いて、旋回指示信号Ｓ１を制御装置２２の受信機２２ａに出力することにより、駆動機構５２を作動させ、ポール部材５１を第１の位置から第２の位置に向かって図４中の矢印Ａ方向に旋回させる。この旋回に要する時間は０．５秒程度であるため、試験車両１３が模擬障害物５３に衝突することを回避することができる。

自動ブレーキシステム６０が作動するか否かを確認する際に、牽引ユニット１１を停止させた状態で、通過車両検出装置７０を使用してもよい。例えば図４において、模擬障害物５３から試験車両１３までの距離がＤ１となったときに、自動ブレーキシステム６０を作動させるとする。この場合、通過車両検出装置７０から模擬障害物５３までの距離Ｄ２を、自動ブレーキシステム６０が作動すべき距離Ｄ１よりも短くしてある。

試験車両１３が速度Ｓで模擬障害物５３に近付いているとき、自動ブレーキシステム６０が正常であれば、試験車両１３から模擬障害物５３までの距離がＤ１となった瞬間に、ブレーキ装置６２が作動することにより、試験車両１３にブレーキがかかるとともに、旋回指示信号Ｓ１が出力される。しかし自動ブレーキシステム６０が正常に作動しない場合には、ブレーキがかからず、しかも試験車両１３から旋回指示信号Ｓ１が出力されないため、ポール部材５１が第２の位置（退避位置）に旋回せずに試験車両１３が模擬障害物５３に衝突する可能性がある。

そこで本実施形態では、走行する試験車両１３が自動ブレーキシステム６０を作動させるべき距離Ｄ１を越え、通過車両検出装置７０を横切った瞬間に、旋回指示信号Ｓ２を制御装置２２の受信機２２ａに出力するようにしている。この旋回指示信号Ｓ２に基いて駆動機構５２が作動し、ポール部材５１が第１の位置から第２の位置（退避位置）に旋回する。このため自動ブレーキシステム６０が正常に作動しない場合でも、試験車両１３が模擬障害物５３に衝突することを回避できる。

作業員は、遠隔操作装置８０を用いたマニュアル操作によって、旋回指示信号Ｓ３を出力することもできる。例えば試験車両１３の挙動を作業員が目視し、試験車両１３が模擬障害物５３に衝突することが予想された場合に、遠隔操作装置８０のスイッチ８１を操作することにより、旋回指示信号Ｓ３を制御装置２２の受信機２２ａに送信する。この旋回指示信号Ｓ３に基いて駆動機構５２が作動し、ポール部材５１が第１の位置から第２の位置（退避位置）まで旋回することにより、試験車両１３が模擬障害物５３に衝突することを回避できる。

本実施形態によれば、試験車両１３の自動ブレーキシステム６０の作動試験において、試験車両１３の進路上に配置される模擬障害物５３を、試験車両１３が衝突する直前まで試験車両１３の前方にとどめておくことができ、衝突直前にポール部材５１を試験車両１３の進行方向に高速で旋回させて模擬障害物５３を速やかに退避させることができる。このため試験車両１３と模擬障害物５３とが衝突によって損傷することを防止できる。また作業員を試験車両１３から離れた位置に待機させることができるため安全である。

しかも試験車両１３が模擬障害物５３に対して所定の距離Ｄ１またはＤ２まで接近した時点で自動的に模擬障害物５３を退避させることができるため、模擬障害物５３が退避する際の模擬障害物５３から試験車両１３までの距離にばらつきが無くなり、繰返し行われる複数回の試験を同一条件で実施することができる。

なお本発明を実施するに当たって、フレーム構体や可動ポール装置、ポール部材、駆動機構、模擬障害物、旋回指示信号を出力する送信機などの発明の構成要素の構成および配置等の具体的態様を、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変形して実施できることは言うまでもない。また前記実施形態では、車輪によって走行可能な牽引ユニットを備えた模擬障害物装置について説明したが、本発明の模擬障害物装置は、地上等に置かれた状態で使用される定置式の模擬障害物装置であってもよい。

本発明の一実施形態に係る模擬障害物装置の牽引ユニットの平面図。 図１に示された牽引ユニットの側面図。 図１に示された牽引ユニットと牽引用車両を後方から見た斜視図。 図１に示された牽引ユニットを備えた模擬障害物装置と試験車両を模式的に示す平面図。

符号の説明

１０…模擬障害物装置
１１…牽引ユニット
１２…牽引用車両
１３…試験車両
２０…フレーム構体
２１…可動ポール装置
２２…制御装置
２３…バッテリ
３０，３１…車輪
３２…牽引用連結機
５１…ポール部材
５２…駆動機構
５３…模擬障害物
７０…通過車両検出装置
８０…遠隔操作装置
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…旋回指示信号

Claims (8)

1. フレーム構体と、
   前記フレーム構体に搭載された可動ポール装置とを具備し、
   前記可動ポール装置は、
   水平方向に旋回可能なポール部材と、
   前記ポール部材に取付けられた模擬障害物と、
   前記模擬障害物を試験車両の進路上に位置させる第１の位置と前記模擬障害物を前記試験車両の進路上から退避させる第２の位置とにわたって前記ポール部材を旋回させる駆動機構と、
   前記駆動機構の旋回を指示する旋回指示信号を出力する送信機と、
   前記送信機から出力された前記旋回指示信号に基いて前記駆動機構を作動させることにより前記ポール部材を前記第１の位置から第２の位置に向かって前記試験車両の進行方向に旋回させる制御装置と、
   を具備したことを特徴とする模擬障害物装置。
2. 前記送信機は、前記試験車両から前記模擬障害物までの距離が所定値以下になったときに前記旋回指示信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の模擬障害物装置。
3. 牽引用車両に連結される走行可能な牽引ユニットを有し、該牽引ユニットは、前記フレーム構体と、前記可動ポール装置と、牽引用連結機と、車輪とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の模擬障害物装置。
4. 前記フレーム構体は、前記車輪の車軸の前側に位置する前半部分と、前記車軸の後側に位置する後半部分とを有し、前記前半部分に前記駆動機構の電源であるバッテリが配置され、前記後半部分において前記フレーム構体の一方の側部に片寄った位置に前記駆動機構が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の模擬障害物装置。
5. 前記試験車両の自動ブレーキシステムが作動したときに前記制御装置に前記旋回指示信号を出力する送信機を備えていることを特徴とする請求項１に記載の模擬障害物装置。
6. 前記試験車両が通過したことを検出する通過車両検出装置と、この通過車両検出装置が前記試験車両の通過を検出したときに前記制御装置に前記旋回指示信号を出力する送信機を具備したことを特徴とする請求項５に記載の模擬障害物装置。
7. 前記試験車両が前記模擬障害物に接近したときに手動で操作されて前記旋回指示信号を前記制御装置に出力する遠隔操作装置を具備したことを特徴とする請求項６に記載の模擬障害物装置。
8. 前記模擬障害物に、前記試験車両から発射されるミリ波帯の電波を反射する反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の模擬障害物装置。

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