JP3848564B2 - 車のウエット制動試験用の水深測定装置及び水深制御装置及び車制動試験装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水深測定装置及び水深制御装置及び車制動試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車のウエット制動試験に用いられる従来の水深測定装置は、図6に例示するように、接地面42に立設された支持棒43と、支持棒43に載置された円環部40と、円環部40に垂設された長さの相違する複数本の水位棒41…と、を備えた、いわゆるNASA式と称されるものがあった。
【0003】
そして、透明な水位棒41…の先端位置は、夫々、接地面42から相違する高さh1 , h2 , h3 , h4 を有しており、水位棒41が水面と接触すると、上からみて光の色が変わるので、水深を測定できるようになっている。
【0004】
また、車のウエット制動試験を行う時、一般的には、試験路(接地面42)を散水車で散水したり、スプリンクラーで散水している。ウエット制動試験時の水深は、1mmという規定が一般的である。散水車方式では、試験路の横に平行に散水していき、路面についているカント(例えば0.5 %)に従って水が試験路の方向に流れていく。制動試験は、散水終了後、予め、制動試験実施場所の水深変化をモニターしておき、散水終了直後からの時間を調べておき、その時間に制動開始をするようにしている。例えば、図7(イ)に示すように、散水終了後100 秒後で1mmとなる。他方、スプリンクラー方式の場合は、ポンプ圧力を調整することにより、水深を調整している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水深測定装置では、測定者は水位棒41…の光の屈折の変化による微妙な色の違いを識別する必要があり、測定に手間取る。また、水位棒41を何種類も用意することができず、従って、測定単位(高さh1 , h2 , h3 , h4 の公差)も1mm単位が限度となり、それ以上の細かな測定(例えば、0.1 mm単位の測定)ができない。また、水深が増減する動的な測定には不向きとなり、瞬間的な水深を測定することができなかった。
【0006】
また、制動試験は屋外で行うため、散水車方式でもスプリンクラー方式でも、風が吹いて、水深測定装置側に水が吹き寄せられれば水深が深くなり、反対に、水深測定装置側から水が吹き流されれば水深が浅くなる。さらに、散水車方式の場合、図7(イ)に示すように、水は時間と共に流れて水深が浅くなり、他方、スプリンクラー方式の場合、図7(ロ)に示すように、間欠的に水深が浅くなったり深くなったりする(スプリンクラーの水がとんでくると深くなる)。このように、時間的に時々刻々と水深が変化しているので、予め算出された水深値と実際の水深値とは相違し、制動を実際にかけた時の水深はわからない。
【0007】
そこで、本発明は、風等の影響を受けずに正確な水深を求めることができる精度の高い水深測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、正確な水深に制御できる精度の高い水深制御装置を提供することを他の目的とする。さらに、本発明は、車のウエット制動試験時の水深を正確に求めることができる精度の高い車制動試験装置を提供することを別の目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る水深測定装置は、被測定水面の水深測定をする超音波センサと、上記被測定水面を包囲するとともにエア抜き孔部を有する下方裾開 状の略円錐台形の風除けフードと、を備え、該風除けフードの下方開口端縁部に、少なくとも2つの水進入用切欠部を設けると共に、上記風除けフードの天井部側に、上記超音波センサを取り付けたものである。
【0009】
また、本発明に係る水深制御装置は、被測定水面の水深測定をする超音波センサと、上記被測定水面を包囲するとともにエア抜き孔部を有する下方裾開状の略円錐台形の風除けフードと、上記超音波センサの測定値を元に水深を制御する制御手段と、を備え、上記風除けフードの下方開口端縁部に、少なくとも2つの水進入用切欠部を設けると共に、上記風除けフードの天井部側に、上記超音波センサを取り付け、上記制御手段が、水深の設定を行う入力部と、電磁弁の開状態で放水を行う吐水部と、超音波センサの測定値と上記入力部の設定値とを比較して上記電磁弁の開閉を行う制御部と、を備えている。
【0010】
また、本発明に係る車制動試験装置は、制動測定地点における被測定水面の水深測定をする超音波センサと、上記被測定水面を包囲するとともにエア抜き孔部を有する下方裾開状の略円錐台形の風除けフードと、上記制動測定地点を通過する車を検知する回帰反射センサと、上記超音波センサの測定値を時系列で取り込むと共に上記回帰反射センサの検知時点を取り込んで上記車が上記制動測定地点に達したときの水深を求める電算機と、を備え、上記風除けフードの下方開口端縁部に、少なくとも2つの水進入用切欠部を設けると共に、上記風除けフードの天井部側に、上記超音波センサを取り付けたものである。また、回帰反射センサが筒状カバーに内装されている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳説する。
【0012】
図1は、本発明に係る水深制御装置の実施の一形態を示したものであり、水深測定をする超音波センサ1と風除けフード3とを備えている。
【0013】
超音波センサ1は、水面に超音波を送り出して水面で反射した超音波を受け取るセンサヘッド1aと、該センサヘッド1aからの信号を受けて水深値を求める算出部7と、を備えている。算出部7には、その超音波の速度を温度補正するための気温を計測する温度センサ2が電気的に接続されている。
【0014】
風除けフード3は、超音波センサ1(センサヘッド1a)・温度センサ2が近接して取り付けられる天井部5を有する下方開口の筒状に形成され、例えば、厚さ1mm程度のステンレススチール製である。
【0015】
具体的に述べると、風除けフード3は、下方裾開状の略円錐台形の周壁部9と、周壁部9の上方(小円)開口部に施蓋状に離脱自在に取着される天井部5と、周壁部9の上部に取着される持ち運び用取手部11と、を有している。
【0016】
天井部5は、合せ面で合体分離自在な一対の半体からなり、一対の半体の合せ面で、センサヘッド1a及び温度センサ2を挿通状に保持すると共に、エア抜き孔部10を形成する。
【0017】
周壁部9は、下方(大円)開口側の下方開口端縁部4に、周方向所定ピッチの3つの水進入用切欠部6…を設けている。
【0018】
次に、本測定装置の作用を説明すると、予め、図示省略の平坦な(水の無い)接地面に風除けフード3の下方開口端縁部4を載置して算出部7にて初期設定(水深ゼロ設定)を行ってから、図2に示すように(図中の仮想線にて示す制御手段8を除く)、水のある平坦な(観測用ガラスプレート面・路面などの)接地面12に風除けフード3の下方開口端縁部4を載置して水深の測定を行う。即ち、初期設定値との測定差で水深を求める。なお、図2は、本測定装置がタイヤ接地面の水膜上の接地形状を試験的に観察する装置に適用される場合を示し、本測定装置は0.1 mm単位の微量な変位量の水深測定が要求される。
【0019】
即ち、風除けフード3の下方開口端縁部4を水面に浸入させて被測定水面Sを風除けフード3にて包囲するようにして、センサヘッド1aにて被測定水面Sとの間で超音波Wの送受を行い、温度センサ2にて気温を計測する。
【0020】
なお、センサヘッド1aから送出された超音波Wは、風除けフード3の形状に沿って広がりながら被測定水面Sに到達するので、その結果、センサヘッド1aは、所定範囲Zで反射した超音波Wを検出することになる。即ち、超音波センサ1にて測定される被測定水面Sは所定範囲Zを形成する。この所定範囲Zは、センサヘッド1aの径と略等しいゾーンとなる。このように、レーザーを用いた時のようなピンポイントではなく、広がりのある範囲の水深測定が可能となる。
【0021】
このとき、風除けフード3にて、図2中の矢印Aにて示すように風除けフード3内への風の進入を阻止し、風(や雨等)による被測定水面Sの揺らぎを防止し、被測定水面Sを平坦状に保持できるため、水深の変化を防止すると共に、発射された超音波Wは、水面で乱反射することなく、ほぼそのまま、センサヘッド1aに戻ってくることができ、超音波センサ1にて安定した正確な計測値を得ることができる。即ち、被測定水面Sに波状の揺らぎが発生すると、被測定水面Sの形状が変化するため、水深が変化すると共に、発射された超音波Wは、水面で乱反射し、さらに、風除けフード3に反射して、センサヘッド1aに戻ってくるため、超音波センサ1の計測値はばらばらで不正確な値になる。
【0022】
そして、算出部7にて、センサヘッド1a・温度センサ2の計測値から被測定水面Sの水深を求める。なお、電気的又は電子的に算出部7にて求められる水深値は、所定範囲Zの水深の平均値としている。
【0023】
次に、上述の水深測定装置を利用した水深制御装置について説明する。即ち、本制御装置は、図2に示すように、上述の測定装置の構成に、水深を制御する制御手段8の構成を付加したものである。
【0024】
具体的に述べると、本制御装置は、水深の設定を行うキーボード等の入力部15と、(2ポート2位置の)電磁弁14の開状態にて接地面12へ放水を行う吐水部13と、超音波センサ1の測定値と入力部15の設定値とを比較して吐水部13の電磁弁14の開閉を行う制御部16と、を備えている。即ち、制御手段8は、入力部15、吐水部13、及び、制御部16等から構成され、算出部7にて求められる水深値を元に水深を制御している。なお、入力部15の設定値は、上限値と下限値とから成る一定の範囲とする。
【0025】
次に、本制御装置の作用を説明すると、(上述したように)測定装置にて測定された水深が、入力部15の設定値より小さい場合は、制御部16にて電磁弁14を開いて吐水部13より放水する。このとき、放出された水の一部は、水進入用切欠部6…より風除けフード3内に流入して、外部と同一水位でかつ波立たない平坦面を成す。そして、測定装置にて測定される水深が、入力部15の設定値内となれば、制御部16にて電磁弁14を閉めて水を止める。
【0026】
なお、水進入用切欠部6の高さ寸法は、入力部15の最大設定値(最大水深値)の2倍〜4倍程度とするのが好ましく、放出された水がスムーズに風除けフード3内に進入することができる。
【0027】
なお、水かさが増えて水進入用切欠部6…が浸水しても、天井部5のエア抜き孔部10より風除けフード3内の空気が外部へ漏れだすため、風除けフード3の内部と外部の水位を同一とできる。
【0028】
次に、上述の水深測定装置を利用した車制動試験装置について説明する。即ち、本車制動試験装置は、図3に示すように、上述の測定装置の構成に、反射センサ17と電算機(パソコン等の)18との構成を付加したものであり、車20の水面上でのウエット制動試験時の水深を測定するものである。
【0029】
具体的に述べると、本車制動試験装置は、制動測定地点Pにおける被測定水面Sの水深測定をする超音波センサ1と、被測定水面Sを包囲する筒状の風除けフード3と、制動測定地点Pを通過する車20を検知する回帰反射センサ17と、超音波センサ1の測定値を時系列で取り込むと共に回帰反射センサ17の検知時点を取り込んで車20が制動測定地点Pに達したときの水深を求める(パソコン等の)電算機18と、を備えている。なお、制動測定地点Pとは、例えば、車20の制動試験を開始する地点をいう。
【0030】
回帰反射センサ17は、図3と図4に示すように、円筒状のカバー19に内装されると共に、該カバー19に連設された(三脚等の)支持台21にて、車20のボンネットの高さに合わせてセットされている。
【0031】
次に、本車制動試験装置の作用を説明する。ここでは、制動試験は散水車方式によるものとする。即ち、図3と図5に示すように、(図示省略の)接地面12としての道路(走路)に沿って走行中の散水車にて接地面12に散水された水は、接地面12の傾斜により時間とともに流れて水深が浅くなるため、制動測定地点Pにおける超音波センサ1にて測定された散水終了後からの時間と水深との関係は、図5に示す電算機18の画面中の実線Rのようになる。このとき、電算機18にて、超音波センサ1の測定値を、例えば、0.1 秒毎に取り込むようにする。また、回帰反射センサ17にて検知された車20が制動測定地点Pを通過した時刻(即ち、制動開始時刻)は、図5に示す電算機18の画面中の破線Bのようになる。その結果、図5中の実線Rと破線Bとの交点が、車20が制動測定地点Pに達したときの、水深(図5では0.8 mm)、及び、制動開始時刻(図5ではスタートから90秒)を示す。
【0032】
なお、上述した何れの実施の形態に於て、風除けフード3の下方開口端縁部4を接地面12に接触させる必要はなく、例えば、図示省略するが、風除けフード3の高さ寸法よりも深い水深を測定するときには、風除けフード3の下方開口端縁部4を水面に浸入させて被測定水面Sを風除けフード3にて囲むようにすればよい。
【0033】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、例えば、水進入用切欠部6は少なくとも2つであればよく、増減自由である。また、図2に示したような制御手段8を付加した水深制御装置を、図3の測定地点Pに設置し、水深を制御しつつ、制動テストを行うも望ましい。
【0034】
【発明の効果】
本発明は、上述の構成により以下に記載するような著大な効果を奏する。
【0035】
(請求項1によれば、)被測定水面Sを風除けフード3にて囲んで水深を測定するため、測定時に、風や雨等の影響による被測定水面Sの波状の揺らぎ(即ち、水深の変化)を阻止し、被測定水面Sを平坦状とでき、正確な水深を求めることができる。また、水進入用切欠部6により風除けフード3内への水の出入りをスムーズとし、水深の増減に追従して正確な水深を測定できる。特に、0.1 mm単位の微量な変位量の精確な測定に好適となる。さらに、簡素な構成で精度の高いものとなる。
【0036】
(請求項2によれば、)被測定水面Sを風除けフード3にて囲んで水深を測定するため、測定時に、風や雨等の影響による被測定水面Sの波状の揺らぎ(即ち、水深の変化)を阻止し、被測定水面Sを平坦状とでき、正確な水深を求めることができ、その水深値を元に、正確な水深に制御できる。
また、所望の水深に時々刻々変化する水深の測定値に応じて、迅速に放水して対応できる。しかも、簡素な構成で精度が高い。
【0037】
(請求項3によれば、)被測定水面Sを風除けフード3にて囲んで水深を測定するため、測定時に、風や雨等の影響による被測定水面Sの波状の揺らぎ(即ち、水深の変化)を阻止し、被測定水面Sを平坦状とでき、かつ、時系列で水深を測定しながら制動試験時点を測定するため、車の制動試験(開始)時における正確な水深を求めることができる。これにより、制動試験条件のうちの水深制御を精度よく行えるので、試験結果(即ち、停止距離)のバラツキを小さくできる。そして、停止距離に異常値が発生した(例えば、停止距離が3mも伸びた)場合、水深データをチェックすることで、例えば、風の影響で水深が深くなっていたということがわかってデータ解析を行える。
(請求項4によれば、)車20の制動時に、はねあげられた水から、回帰反射センサ17を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水深測定装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図2】本発明の水深制御装置の実施の一形態を示す構成説明図である。
【図3】本発明の車制動試験装置の実施の一形態を示す構成説明図である。
【図4】回帰反射センサを示す斜視図である。
【図5】電算機の画面を示す正面図である。
【図6】従来例を示す構成説明図である。
【図7】散水方式に対応した時間と水深の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 超音波センサ
3 風除けフード
4 下方開口端縁部
5 天井部
6 水進入用切欠部
8 制御手段
13 吐水部
14 電磁弁
15 入力部
16 制御部
17 回帰反射センサ
18 電算機
19 カバー
20 車
P 制動測定地点
S 被測定水面
Z 所定範囲
Claims (4)
- 被測定水面Sの水深測定をする超音波センサ1と、上記被測定水面Sを包囲するとともにエア抜き孔部 10 を有する下方裾開状の略円錐台形の風除けフード3と、を備え、該風除けフード3の下方開口端縁部4に、少なくとも2つの水進入用切欠部6を設けると共に、上記風除けフード3の天井部5側に、上記超音波センサ1を取り付けたことを特徴とする車のウエット制動試験用の水深測定装置。
- 被測定水面Sの水深測定をする超音波センサ1と、上記被測定水面Sを包囲するとともにエア抜き孔部 10 を有する下方裾開状の略円錐台形の風除けフード3と、上記超音波センサ1の測定値を元に水深を制御する制御手段8と、を備え、上記風除けフード3の下方開口端縁部4に、少なくとも2つの水進入用切欠部6を設けると共に、上記風除けフード3の天井部5側に、上記超音波センサ1を取り付け、上記制御手段8が、水深の設定を行う入力部 15 と、電磁弁 14 の開状態で放水を行う吐水部 13 と、超音波センサ1の測定値と上記入力部 15 の設定値とを比較して上記電磁弁 14 の開閉を行う制御部 16 と、を備えていることを特徴とする車のウエット制動試験用の水深制御装置。
- 制動測定地点Pにおける被測定水面Sの水深測定をする超音波センサ1と、上記被測定水面Sを包囲するとともにエア抜き孔部 10 を有する下方裾開状の略円錐台形の風除けフード3と、上記制動測定地点Pを通過する車20を検知する回帰反射センサ17と、上記超音波センサ1の測定値を時系列で取り込むと共に上記回帰反射センサ17の検知時点を取り込んで上記車20が上記制動測定地点Pに達したときの水深を求める電算機18と、を備え、上記風除けフード3の下方開口端縁部4に、少なくとも2つの水進入用切欠部6を設けると共に、上記風除けフード3の天井部5側に、上記超音波センサ1を取り付けたことを特徴とする車のウエット制動試験用の車制動試験装置。
- 回帰反射センサ17が筒状カバー19に内装されている請求項3記載の車のウエット制動試験用の車制動試験装置。
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