JP3279088B2 - 自動車衝突実験装置 - Google Patents

自動車衝突実験装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被実験用自動車をワイ
ヤにより牽引し加速終了後切離して衝突させる自動車衝
突実験装置、詳しくは切離し後の減速分を補償して目標
速度で衝突させるようにした自動車衝突実験装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車衝突実験装置は図4に示す
ように、被実験車1は牽引台車5に牽引されてP0点か
ら走行し、P2点で切り離し装置6により切り離され惰
行してP3点の衝突物7に衝突する。牽引台車5は駆動
電動機2により駆動されるワイヤドラム3の回転により
走行するワイヤ4で牽引され、電動機2は被実験車1の
速度が図5に示すようにP0,P1区間で加速されP1
2区間で定速となるように制御される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】被実験車1は衝突時に
フリーな状態におくことが求められ、牽引台車5と切り
離す必要がある。切り離し後の惰行による減速分△Vを
少なくするため、P2,P3点区間(L3)はできるだけ
短くするように考慮されるが、衝突物7の寸前には衝突
時の車両状況を高速度カメラなどで撮影するためのピッ
ト8があり、切り離し装置6はこれよりスタート点に近
い所に設けざるを得ない。
【0004】このため、減速分△Vを零にすることがで
きず、電動機2の速度指令はこの△Vを考慮して少し高
い値に設定される。通常この△Vは、目標衝突速度、被
実験車の質量(搭載物含),走行抵抗,風向と強さなど
を考慮して推定している。しかし、被実験車の走行抵抗
は不明のこともあり、この△V値の精度はあまり良くな
い場合が多い。
【0005】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、被実
験車の牽引切り離し後衝突までの減速分を自動的に修正
して目標速度で衝突させることができる自動車衝突実験
装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における衝突実験装置は、被実験車を牽引す
るワイヤーを駆動する原動機を所定のパターンの速度指
令で制御し、加速終了後の定速状態で牽引を切り離して
衝突させる衝突実験装置において、 (1)被実験車両の標準走行抵抗が未知の場合は、牽引
装置のフリクション分を車速対応で予め記憶しておくメ
モリー部と、既知の車両の等価質量設定部と、加速終了
後の原動機の駆動力から前記記憶された牽引装置の車速
対応のフリクション値を差し引くことにより被実験車の
走行抵抗を演算し、この走行抵抗と前記設定された既知
の車両の等価質量とから牽引切離しから衝突までの減速
分を演算する演算回路と、この減速分を加速終了後の速
度指令に上乗せする回路とを設ける。
【0007】(2)被実験車両の標準走行抵抗が既知の
場合は、被実験車両の標準走行抵抗を記憶する走行抵抗
メモリー部と、実験時の風向,風速,車重,空気密度等
を設定する補正定数設定部と、前記設定された補正定数
により記憶されている標準走行抵抗を補正演算し、その
補正された走行抵抗から牽引切離しから衝突までの減速
度を逆算する減速速度演算回路と、この減速分を加速終
了後の速度指令に上乗せする回路とを設ける。
【0008】
【作用】(1)の場合について、加速終了後の原動機の
駆動力から記憶されている牽引装置の車速対応のフリク
ション値を差し引くことにより被実験車の加速終了後に
おける走行抵抗が求まる。また、この走行抵抗と設定さ
れている既知の車両等価質量とから惰行による減速分を
求めることができる。
【0009】従って、この減速分を加速終了後の速度指
令に上乗せして駆動原動機の速度を上げれば、衝突する
までの減速分が補償されるので、衝突時の速度を目標速
度とすることが可能となる。
【0010】(2)の場合について、記憶されている標
準走行抵抗を設定された実験時の風向,風速,車重,空
気密度等の補正定数により補正することにより被実験車
の実験時の走行抵抗が求まる。そしてこの補正された走
行抵抗から逆算により牽引切り離しから衝突までの減速
度を求めることができる。従ってこの減速度を速度指令
に上乗せすれば、(1)の場合と同様に衝突時の速度を
目標速度とすることが可能となる。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【0012】実施例1 図1に駆動電動機の制御回路構成を、図2に惰行による
減速分△Vの補正タイミング図を示す。図1において、
11は速度指令VRを、VR=A・√L(Aは係数、Lは
牽引距離)で与える速度指令発生装置、12は速度指令
(+)と速度検出値(−)と△V補正値(+)をつき合
せた信号を出力するつき合せ器、13はこの信号を速度
設定として駆動電動機2を駆動する電動機制御装置、1
4は変流器CTの2次電流から電動機電流を検出する電
流検出装置、15及び16は電動機2に設けられたパル
ス発生器からのパルスから牽引速度V及び牽引距離Lを
検出する速度検出装置及び距離検出装置。
【0013】20A(21〜25)は減速分補正装置、
21は検出電流Iから牽引力Fを求める牽引力演算回
路、22はこの牽引力Fと検出装置15,16からの速
度V,距離Lを入力し、速度Vが一定で牽引力Fが低下
したことで加速終了を検出する加速終了検出部、23は
実験直前に牽引装置のみで駆動したときの速度Vと牽引
力Fから速度Vに対する牽引装置のフリクションFM
求めて記憶する牽引装置フリクションメモリー部、24
は被実験車の質量設定部、25は加速終了検出で動作す
るスイッチS12のオンにより、牽引力F,牽引装置の
フリクションFM,質量設定値MV及び減速区間距離Lか
ら減速分△Vを演算し、スイッチS12と連動のスイッ
チS11を介してつき合せ器12に減速分△Vを出力す
る減速分演算回路である。
【0014】次に、実施例の動作について説明する。惰
行減速区間は極めて短いため、減速の原因である車の走
行抵抗FLは一定と考えることができる。一方、被実験
車を速度Vで牽引するときの駆動電動機2の牽引力Fは
(1)式で示される。
【0015】
【数1】 F=FM+FL+(MV+MS)α ………
(1) ここで、FM:速度Vにおける牽引装置のフリクショ
ン、MV:車の質量、MS:装置駆動部の等価質量、α:
加減速度。
【0016】定速状態ではα=0、故に
【0017】
【数2】 FL=F−FM ………(2) 従って、実験直前に、牽引装置のみで駆動し、速度Vに
対するFM値をメモリー部23に記憶しておけば、FL
を知ることができる。
【0018】一方、走行抵抗FLによる被実験車惰行時
の減速度をαLとすると、減速区間の距離L3は、
【0019】
【数3】
【0020】ただし、V0:切り離し時の速度≒目標速
度(=VR) tL:惰行時間 αL・tL=△V、故に
【0021】
【数4】
【0022】
【数5】
【0023】(4)式を書き換えると、
【0024】
【数6】 △V2−2V0△V+2αL・L3=0 ………(6) (5),(6)式より求める減速分△Vが得られる。即
ち、減速分演算回路25は(6)式により△V指令を演
算し、スイッチS11から△Vをつき合せ器12に出力
し、速度指令VRに加算した速度指令VR+△Vにて駆動
電動機2を制御する。しかして、牽引速度Vは図2に示
すように加速終了時に△V増速する。これにより、惰行
距離L3走行し衝突物に衝突するときの速度が目標速度
になる。
【0025】以上のように、この実施例は、牽引装置の
フリクション分を車速対応で予め記憶しておき、この値
で加速終了後の電動機駆動力より差し引くことにより、
被実験車の走行抵抗を演算し、これと既知の車両(搭載
物も含む)の等価質量とから減速分を演算し、これを目
標車速に上乗せした速度指令により駆動電動機速度を制
御しているので、切り離し後の惰行減速による誤差を自
動的に修正することができる。従って衝突時の速度精度
が向上する。
【0026】実施例2 図3に駆動電動機の制御回路構成を示す。なお、同図に
おいて、図1(実施例1)に示したものと同一構成部分
は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。図
3について、20Bは被実験車の標準走行抵抗が既知の
場合の減速分補正装置で、被実験車の標準走行抵抗を記
憶するメモリー部26と、風向,風速,車重,空気密度
補正定数設定部27と、メモリー部26からの標準走行
抵抗と設定部27からの各種を係数から△V値を演算し
て加速終了時に△V値をつき合わせ器12に出力する減
速分演算回路28とにより構成されている。その他の構
成は図1のものと変わりがない。
【0027】次に、この実施例の動作について説明す
る。切り離し後の惰行減速の原因となる被実験車両の走
行抵抗は車両設計データ又は事前の実験により、標準値
は既知であるとする。この値はメモリー部26に記憶さ
れている。走行抵抗FLは通常(7)式で示される。
【0028】
【数7】
【0029】ただし、μ:ころがり抵抗係数、W:車
重、C:空気抵抗係数、A:車体正面投影面積、ρ:空
気密度、V:速度。
【0030】ここで、ころがり抵抗係数μは実験場の路
面,使用タイヤ状況によりきまり、空気抵抗係数C及び
車体正面投影面積Aは使用車両によってきまる。そし
て、これらは実験時の状況によって変動することを考慮
する必要はない。
【0031】実験時の変動要因としては、下記のものが
主であり、これを入力し補正演算することにより減速分
演算の精度をあげることができる。これらを設定部27
に設定する。
【0032】W:車両に搭載する測定器類の質量を補正 ρ:大気条件により補正 V:風向,風速を計測し実験車の大気速度として計算。
【0033】減速分演算回路28は、まず、メモリー部
26に記憶されている標準走行抵抗と設定器27に設定
された各補正値W,ρ,Vにより(7)式による補正走
行抵抗FLを演算し、次いで、実施例1の(6)式の演
算を行い減速分△Vを演算し、この△V値をつき合わせ
器12に出力して速度指令VRに減速分△Vを上乗した
速度指令VR+△Vにて電動機2を制御する。
【0034】以上のように、この実施例は、牽引ワイヤ
ーから切り離した後の惰行減速による誤差を補正するた
め、被実験車両の標準走行抵抗を実験時の状況により補
正演算し、これにより減速度を逆算し、これを目標衝突
速度に加算した速度指令により駆動電動機の速度を制御
しているので、牽引速度は加速終了時△Vに増速される
ので、惰行距離L3走行し、衝突物に衝突するときの速
度は、目標速度になる。従って実施例1同様に衝突速度
の精度が向上する。
【0035】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【0036】(1)請求項(1)の発明は、切り離し後
の惰行減速による誤差を、自動的に修正し衝突精度を向
上させることができる。
【0037】(2)請求項(2)の発明は、切り離し後
の惰行減速による誤差を、既知の車両走行抵抗をその時
の変動要因による簡単な計算で補正し、衝突精度を向上
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1にかかるワイヤドラム駆動制
御装置の構成を示すブロック線図。
【図2】実施例1の△V補正タイミングを説明する線
図。
【図3】実施例2にかかるワイヤドラム駆動制御装置の
構成を示すブロック線図。
【図4】自動車衝突実験装置の牽引方式説明図。
【図5】被実験車の速度を説明する線図。
【符号の説明】
1…被実験車 2…駆動電動機 3…ワイヤドラム 4…ワイヤ 5…牽引台車 6…切り離し装置 7…衝突物 8…撮影ピット 11…速度指令発生装置 12…つき合せ器 13…電動機制御装置 14…電流検出装置 15…速度検出装置 16…距離検出装置 20…減速分(△V)補正装置 21…牽引力演算回路 22…加速終了検出部 23…牽引装置フリクションメモリー部 24…質量設定部 25…減速分(△V)演算回路 26…走行抵抗メモリー部 27…補正定数設定部 28…減速分(△V)演算回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被実験車を牽引するワイヤーを駆動する
    原動機を所定のパターンの速度指令で制御し、加速終了
    後の定速状態で牽引を切り離して衝突させる衝突実験装
    置において、 牽引装置のフリクション分を車速対応で予め記憶してお
    くメモリー部と、 既知の車両の等価質量設定部と、 加速終了後の原動機の駆動力から前記記憶された牽引装
    置の車速対応のフリクション値を差し引くことにより被
    実験車の走行抵抗を演算し、この走行抵抗と前記設定さ
    れた既知の車両の等価質量から牽引を切離してから衝突
    までの減速分を演算する演算回路と、 この減速分を加速終了後の速度指令に上乗せする回路
    と、を設け、衝突時の速度が目標値となるようにしたこ
    とを特徴とした自動車衝突実験装置。
  2. 【請求項2】 被実験車を牽引するワイヤーを駆動する
    原動機を所定のパターンの速度指令で制御し、加速終了
    後の定速状態で牽引を切り離して衝突させる衝突実験装
    置において、 被実験車両の標準走行抵抗を記憶する走行抵抗メモリー
    部と、 実験時の風向,風速,車重,空気密度等を設定する補正
    定数設定部と、 前記設定された補正定数により記憶されている標準走行
    抵抗を補正演算し、その補正された走行抵抗から牽引切
    離しから衝突までの減速度を逆算する減速速度演算回路
    と、 この減速分を加速終了後の速度指令に上乗せする回路
    と、を設け、衝突時の速度が目標値となるようにしたこ
    とを特徴とする自動車衝突実験装置。
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