JP4795979B2 - 慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両、特にホワイトボディの質量、重心及び慣性モーメント等のデータを同定し、同定されたデータを用いて、車両を実際の衝突時の波形で減速させて、破損することなく車両衝突試験を行なう慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置及び方法に関する。
本願出願人は、車両を破壊することなく、エアーバッグ等の安全装置の衝突試験を正確に再現するものとして、例えば、ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、滑走架台の上方に配置され実車両を搭載する載置用架台と、滑走架台と載置用架台とを連結し載置用架台を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダと、ガイドレールの一端に配置され滑走架台を押出す押出用油圧シリンダ架台駆動装置とを備えた車両衝突試験装置を、特願2005−306702号にて提案した。
上述の車両衝突試験装置を用いて、実車両の進行方向加速度とピッチ回転角、上下変位量を車両衝突試験結果から得られた目標波形どおりに正確に制御、再現するためには、この実車両の質量、重心、慣性モーメント等を予め求めておいて、車両衝突試験前に演算処理装置に入力しておく必要がある。
一方、従来、車体の重心位置等測定方法として、小型軽量に形成された装置を使用して四輪車の重心位置及び慣性モーメントを測定し得る車体の重心位置等測定方法を提供すべく、車体のサスペンションをロックしホイールアダプタを各車軸に装着する計測準備工程と、四箇所の各車軸のアダプタ先端部を同一水平面上に配置し基準点との間の距離を計測する第1の計測工程と、各アダプタ先端部にかかる車体の荷重を計測する第2の計測工程と、第1、第2の工程に相前後して車体の対角線を基準軸として車体全体を傾斜させ、該傾斜状態における各アダプタ先端部にかかる車体の荷重及び傾斜角を計測する第3の計測工程と、この各計測工程での測定データより車体の三次元重心位置を算定する重心位置演算工程と、更に、慣性モ−メント演算工程とを備えた車体の重心位置等測定方法が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、被測定物を載置する測定台と、ピッチ方向の慣性モーメント計測時に測定台を持ち上げるとともに回転中心を設定し且つピッチ方向の慣性モーメント非計測時に測定台から離間する第1の支持部材と、ロール方向の慣性モーメント計測時に測定台を持ち上げるとともに回転中心を設定し且つロール方向の慣性モーメント非計測時に測定台から離間する第2の支持部材と、を有することを特徴とする慣性モーメント計測装置が提案されている(例えば、特許文献2)。
そして、車両衝突試験を、実車両のものを正確に再現したものとするためには、車両(実車両、或いはホワイトボディ)を特許文献1、2に記載の測定装置に搭載して重心、慣性モーメントを演算した後、特願2005−306702号にて提案した車両衝突試験装置に移し替えて衝突試験を行なう必要がある。
この場合、車両衝突試験装置のみならず、特許文献1或いは特許文献2に記載のような重心位置等測定装置或いは慣性モーメント計測装置が必要となり、設備費が高価になるばかりでなく、試験も煩雑になるという問題がある。
また、特許文献1或いは特許文献2に記載の測定装置は複雑な構造となっており、仮に、この測定装置を車両衝突試験装置に搭載して、重心位置或いは慣性モーメントを計測した後、そのまま車両衝突試験を行なう場合、この測定装置は、車両衝突試験時の衝撃に耐えられず破損する可能性が大きい。
なお、通常、試験体は車両のカットモデル(ホワイトボディ)である場合が多く、且つ、ホワイトボディは車両衝突試験場等にて加工、変更されるため、その都度、ホワイトボディを重心位置等測定装置或いは慣性モーメント計測装置のある場所に搬送して計測し直さなければならず、事前準備等に時間が掛かるという問題がある。
また、予め実車両等につき重心位置等測定装置或いは慣性モーメント計測装置にて、質量、重心位置或いは慣性モーメントを計測した後、このデータを流用してホワイトボディのデータを求めようとすると、実車両と異なりタイヤ、サスペンションも無いため、調整に手間取り精度も落ちるという問題がある。
特開平6−265433号公報 特許第3142444号公報
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたものであって、試験体、特にホワイトボディの質量、重心位置或いは慣性モーメントの計測及び車両衝突試験を一つの装置で行なうことのできる慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、特許請求の範囲に記載された各発明は、慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置及び方法として、それぞれ以下に述べる各手段を採用したものである。
(1)第1の手段の慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置は、
試験体が搭載されピッチ方向に揺動可能なピッチングテーブルと、
前記試験体と前記ピッチングテーブルとの間に介装可能なバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットと、
前記ピッチングテーブルに水平方向加速度を加える水平加速制御・計測装置と、
前記ピッチングテーブルをピッチ方向に揺動させるピッチング制御・計測装置と、
前記水平加速制御・計測装置及び前記ピッチング制御・計測装置に制御信号を発信するシミュレーション制御装置とを備え、
前記シミュレーション制御装置は、
慣性モーメント同定時には、前記ピッチングテーブル上に前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを固定し、かつ、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニット上に前記試験体を固定して、前記ピッチング制御・計測装置を介して前記ピッチングテーブルを傾斜及びピッチ方向に揺動させて、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットにて計測された荷重計測値に基づき前記試験体の質量、重心位置及びピッチング慣性モーメントを演算し、
車両衝突試験時には、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを取り外して、前記試験体を前記ピッチングテーブル上に固定して、目標波形、前記質量、前記重心位置及び前記ピッチング慣性モーメントに基づき水平方向入力波形及びピッチング入力波形を演算し、前記水平加速制御・計測装置へ前記水平方向入力波形を出力し、前記ピッチング制御・計測装置へ前記ピッチング入力波形を出力するものである
ことを特徴とする。
(2)第2の手段の慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置は、第1の手段において、
慣性モーメント同定時に前記ピッチングテーブルをピッチ方向に揺動させるための信号は単パルス波形であることを特徴とする。
(3)第3の手段の慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置は、第1又は2の手段において、
前記ピッチングテーブルは、ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台上にピッチング可能に設けられたものであることを特徴とする。
)第の手段のシミュレーション方法は、
ガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、
前記滑走架台上にピッチ方向に揺動可能に設けられると共に試験体が搭載されるピッチングテーブルと、
前記試験体と前記ピッチングテーブルとの間に介装可能なバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットと、
前記ピッチングテーブルに水平方向加速度を加える水平加速制御・計測装置と、
前記ピッチングテーブルをピッチ方向に揺動させるピッチング制御・計測装置と、
前記水平加速制御・計測装置及び前記ピッチング制御・計測装置に制御信号を発信するシミュレーション制御装置とを備え、
前記ガイドレール上に前記滑走架台を滑走自在に載置し、
前記ピッチングテーブル上に前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを固定し、
前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニット上に前記試験体を固定し、
前記ピッチングテーブルを水平にして前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットにて計測された荷重計測値に基づき前記試験体の質量を演算し、
前記ピッチングテーブルを傾斜させて前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットにより計測された荷重計測値に基づき前記試験体の重心位置を演算し、
前記ピッチングテーブルに単パルス波形の振動を加えピッチ方向に揺動させ前記バネ付ロードセルユニットにて計測された荷重計測値と前記質量と前記重心位置とに基づきピッチング慣性モーメントを演算し、
その後、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを取り外して、前記試験体を前記ピッチングテーブル上に固定し、
前記試験体が搭載された前記ピッチングテーブル及び前記滑走架台を、前記ガイドレールに沿って滑走させて車両衝突試験を行なうことを特徴とする。
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明の慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置及び方法は、上記の各手段を採用しているので、以下の効果を奏する。
ホワイトボディの質量、重心の位置及びピッチング慣性モーメントを計測するための専用の計測装置が不要となり、車両衝突試験を行なうシミュレーション装置を用いて、ピッチングテーブルとホワイトボディとの間にバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットを介装させるだけで質量、重心の位置及びピッチング慣性モーメントを計測、演算することができるので、事前準備等に時間が掛からず、設備費が安価になるばかりでなく、試験も簡素になる。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置の概要図、図2は、図1におけるバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットの側面図、図3は、図1におけるバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットの他の例の側面図である。
本発明の第1の実施形態に係る慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置は、図1に図示のように、骨組構造物のピッチングテーブル2上面に、ホワイトボディ1(車室構造だけを切り出した車両構造で、エンジンやタイヤ、サスペンションも無いもの)等の試験体が、多数のボルトで強固に固定されている。
そして、実車両衝突試験と同様の加速度やピッチ角を非破壊に再現すべく、ピッチングテーブル2及びホワイトボディ1等を、水平加速制御・計測装置6で車の後側の方向へ発射しつつ、ピッチング制御・計測装置5でピッチング角や上下変位を与えるようになっている。
ホワイトボディ1(試験体)内には、図示略のダミー人形が座っており、ダミー人形に埋め込まれた多数のセンサー出力を演算して衝突時の傷害度を判定する。
そして、本発明の第1の実施形態に係る慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置は、この衝突傷害度を低減するシート、シートベルト、エアバッグ等の乗員保護装置が実際の衝突時に有効に作動するように、短期に(安く)開発する為に使用される。
なお、本発明の第1の実施形態に係る慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置は、本願出願人が出願した特願2005−306702号に記載のものと同様に、ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、滑走架台の上方に配置され車両(ホワイトボディ1)を搭載する載置用架台(ピッチングテーブル2)と、滑走架台と載置用架台(ピッチングテーブル2)とを連結し載置用架台(ピッチングテーブル2)を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダと、滑走架台に搭載されると共に遠隔開閉弁を介して6本の車両姿勢制御用シリンダに接続された作動油蓄圧タンクと、滑走架台を制動する制動装置と、滑走架台をガイドレールに沿って移動させる架台駆動装置(水平加速制御・計測装置6)と、入力された運転条件に基づき制動装置、架台駆動装置、遠隔開閉弁を制御する制御装置(シミュレーション制御装置7)とを備えている。
この場合、この6本の車両姿勢制御用シリンダ、遠隔開閉弁、作動油蓄圧タンク及びその他の計測機器が、ピッチング制御・計測装置5に相当する。
また、ピッチングテーブル2は、必ずしも6自由度に駆動する必要はなく、6本の車両姿勢制御用シリンダに替えてピッチングテーブル2の後方、或いは前方にのみに昇降(ピッチング)用油圧シリンダを設け、ピッチングテーブル2をピッチ方向にのみ揺動する(1自由度)ようにしても良い。
このように、ピッチングテーブル2の駆動は、必要に応じて1自由度〜6自由度のものが採用可能である。
架台駆動装置(水平加速制御・計測装置6)は、走行用モータにより回転する駆動プーリーと、従動プーリーと、駆動プーリー及び従動プーリーに掛け回されると共に滑走架台に連結された牽引ワイヤとを備えたものとすることができる。
或いは、架台駆動装置(水平加速制御・計測装置6)は、ガイドレールの一端に配置され滑走架台を押出す押出用油圧シリンダと、押出用油圧シリンダに作動油を供給する油タンク及びポンプユニットとを備えたものとすることができる。
慣性モーメント等を同定するときには、ホワイトボディ1とピッチングテーブル2との間のホワイトボディ1の4隅付近に、2個のバネ付ロードセルユニット3と、2個のロードセルユニット4a、4bが挿入されるようになっている。
このバネ付ロードセルユニット3は、例えば、図2(a)、図3(a)に図示のように、上下に位置する上部台座10及び下部台座11と、上部台座10と下部台座11との間に取付けられたロードセル12及び圧縮バネ13とにより構成されている。
ロードセルユニット4aは、図2(b)に図示のように、上下に位置する上部台座10及び下部台座11と、上部台座10と下部台座11との間に取付けられたロードセル12及び圧縮バネ13と、圧縮バネ13を効かしたり、殺したり(一定長の剛バネになる)するためのロの字型のロックリング16と、ロックリング16の一端を上部台座10(或いは下部台座11)に、ロックリング16が旋回自在に固定するロックリング支持金物15と、ロックリング16の他端を下部台座11(或いは上部台座10)にロックするロックリング受金物14とにより構成されている。
或いは、ロードセルユニット4bは、図3(b)に図示のように、下部台座11と、下部台座11上に取付けられたロードセル12と、ロードセル12上に取付けられた円錐台17とにより構成されている。
シミュレーション制御装置7は、表示器、記憶器、演算器(CPU)等を備えており、4個のロードセル12からの荷重計測値(出力波形データ)を受信し、記憶し、これらの出力波形データの解析等を行なう。解析ソフトにはFFT(高速フーリェ変換)ソフト一式も含まれている。
次に、本発明の第1の実施形態に係る慣性モーメント同定及び車両衝突シミュレーション工程(手順、演算)につき説明する。
ホワイトボディ1を用いて車両衝突試験を行なう場合、ホワイトボディ1を実車両衝突試験から得られた目標波形どおりの運動(通常、フロア方向の前後加速度、ピッチング角度、上下変位の3自由度)を正確に制御し再現させる為、又事前の性能や機能、精度のチェック・確認の為には、ホワイトボディ1の試験体慣性データが必要となる。
この試験体慣性データとは、次の3つの物理量を指す。
ホワイトボディ1の質量:M
ホワイトボディ1の重心Gの位置(ロードセルユニット4a、4bから重心G迄の前方水平距離:Lf、バネ付ロードセルユニット3から重心G迄の後方水平距離:Lr、フロア下面から重心G迄の高さ:H)
ホワイトボディ1の重心G回りのピッチング慣性モーメント:I
なお、ロードセルユニット4a(4b)からバネ付ロードセルユニット3迄のロードセル間距離Lは、前方水平距離Lf+後方水平距離Lrである。
(1)慣性モーメント同定工程;
先ず、各物理量を、以下の工程(手順、演算)により同定する。
なお、この慣性モーメント同定工程は、図1に図示のものにおいて、ホワイトボディ1、ピッチングテーブル2、バネ付ロードセルユニット3、ロードセルユニット4a(4b)、ピッチング制御・計測装置5及びシミュレーション制御装置7を用いて、実線で図示のように実行される。
(1−1)バネ付ロードセルユニット3及びロードセルユニット4a、4bの取り付け;
ピッチングテーブル2上のホワイトボディ1を支える適当な後側左右の2箇所にバネ付ロードセルユニット3を配置し、前側左右の2箇所にロードセルユニット4a(4b)を配置し、必要に応じてボルト等で固定する。
この位置は、上から見て長方形の4隅となる4位置とする。
なお、ロックリング16付きのロードセルユニット4aを配置する場合は、ロックリング16は脱状態にする。
また、バネ付ロードセルユニット3とロードセルユニット4a(4b)との水平距離Lを計測する(或いは、水平距離Lとなるように、バネ付ロードセルユニット3及びロードセルユニット4a(4b)を配置する)。
(1−2)ホワイトボディ1のピッチングテーブル2へのセッティング;
水平状態のピッチングテーブル2上のバネ付ロードセルユニット3及びロードセルユニット4a(4b)の上にホワイトボディ1を搭載し、必要に応じてボルト等で固定する。
この時、又万一の安全の為に、ホワイトボディ1とピッチングテーブル2とを、図示略のテンションロッド等でガタがある程度に緩く拘束しても良い。
(1−3)ホワイトボディ1及びピッチングテーブル2のセッティング;
ホワイトボディ1が搭載されたピッチングテーブル2を、図示略のガイドレールに載置すると共に、図示略の架台駆動装置近傍の衝突試験開始位置に移動させる。
(1−4)ホワイトボディ1の質量M、前方水平距離Lf、後方水平距離Lrの同定;
ピッチングテーブル2を水平状態に静置する。
その後、後側左右2箇所のバネ付ロードセルユニット3の各ロードセル12により各荷重が計測され、計測された各荷重計測値は、ピッチング制御・計測装置5を経由してシミュレーション制御装置7に送信される。
シミュレーション制御装置7では、これら2つの荷重計測値を合計して後方荷重計測値Frが演算される。
また、前側左右2箇所のロードセルユニット4a(4b)の各ロードセル12により各荷重が計測され、計測された各荷重計測値は、ピッチング制御・計測装置5を経由してシミュレーション制御装置7に送信される。
シミュレーション制御装置7では、これら2つの荷重計測値を合計して前方荷重計測値Ffが演算される
そして、シミュレーション制御装置7において、ロードセル間距離L、後方荷重計測値Fr及び前方荷重計測値Ffに基づき、次式により、質量M、前方水平距離Lf及び後方水平距離Lrが演算(同定)される。
Mg=(Ff+Fr) (式1)
Lf=L×Fr/(Ff+Fr) (式2)
Lr=L−Lf (式3)
但し、gは重力加速度(9.8m/s2)である。
(1−5)ホワイトボディ1の重心Gの重心高さHの同定;
質量M、前方水平距離Lf、後方水平距離Lrが同定された後、ピッチングテーブル2を任意の傾斜角度θ(約5°〜10°)で前傾させ、そのまま静置する。
その後、後側左右2箇所のバネ付ロードセルユニット3の各ロードセル12により各荷重が計測され、計測された各荷重計測値は、ピッチング制御・計測装置5を経由してシミュレーション制御装置7に送信される。
シミュレーション制御装置7では、これら2つの荷重計測値を合計して傾斜時後方荷重計測値Friが演算される。
また、前側左右2箇所のロードセルユニット4a(4b)の各ロードセル12により各荷重が計測され、ピッチング制御・計測装置5を経由してシミュレーション制御装置7に送信される。
シミュレーション制御装置7では、これら2つの荷重を合計して傾斜時前方荷重計測値Ffiが演算される
なお、ピッチングテーブル2の傾斜角度θは、ピッチング制御・計測装置5により計測される。
そして、シミュレーション制御装置7において、傾斜時後方荷重計測値Fri、傾斜時前方荷重計測値Ffi、質量M、前方水平距離Lf、後方水平距離Lr及び傾斜角度θに基づき、次式により、重心高さHが演算される。
H=(Lf×Ffi−Lr×Fri)/(Mg×sinθ) (式4)
なお、試験、計測上のバラツキ誤差を小さくする為に、傾斜角度θを−10°〜10°の可能な範囲で、複数回変えて静置させて求めた複数の重心高さHの平均値を採用しても良い。
(1−6)ホワイトボディ1の重心G回りのピッチング慣性モーメントIの同定;
次に、ピッチングテーブル2を再び水平状態に静置する。
なお、ロックリング16を有するロードセルユニット4aの場合は、ロックリング16を着状態とする。
このようにして、ホワイトボディ1の運動自由度を、ロードセルユニット4a(4b)上端回りのピッチング回転1自由度にしておく。
次に、シミュレーション制御装置7からの指令により、ピッチング制御・計測装置5を介して、ピッチングテーブル2を、所定の小ピッチ角度で傾斜させた後、直ちに水平に戻す。
これにより、ピッチングテーブル2に圧縮バネ13を介して搭載されたホワイトボディ1には、単パルスの加振力が加えられたことになる。
そして、ホワイトボディ1は、ピッチング回転の自由振動を始め、やがて減衰して停止する。
なお、ホワイトボディ1に加える加振力は単パルスとすべきである。
もし、複数パルスを加えた場合、ホワイトボディ1の振動周期と複数パルスの周期とが一致しない場合(その可能性が高く)、自由振動が阻害される可能性が高いからである。
この自由振動中において、後側の左右2個のバネ付ロードセルユニット3のロードセル12の出力の合計の荷重計測値を時刻歴(波形)として、シミュレーション制御装置7のメモリー等に記録する。
シミュレーション制御装置7において、この波形の中から、最初の単パルス入力に対応する過渡振動の部分や圧縮バネ13の密着や自由長以上の引張と云った非線形振動部分を外した明らかに線形自由振動部分に対してFFT(高速フーリェ変換)演算が行なわれる。
この結果、最初のピークとなる点の横座標ωn(固有円振動数、単位rad/sec)が求まる。
即ち、固有振動数fn(単位:Hz)や固有周期T(単位:sec)との間には次の関係がある。
ωn=2πfn (式5)
T=1/fn (式6)
こうして求められたホワイトボディ1のピッチング自由振動時の固有円振動数ωnと、式1〜式4にて演算された質量M、前方水平距離Lf、後方水平距離Lr、重心高さHとに基づき、シミュレーション制御装置7において、次式により、ホワイトボディ1の重心G回りのピッチング慣性モーメントIが演算される。
I=(K×L−Mg×H)/ωn−M×(Lr+H) (式7)
但し、Kは後側の左右2個のバネ付ロードセルユニット3のロードセル12の総合等価バネ定数である。
なお、総合等価バネ定数Kの値は、図2、図3に図示のバネ付ロードセルユニット3の組立品に対する力〜変形曲線から事前に求めておく事ができる。
又、予め質量M、前方水平距離Lf、後方水平距離Lr、重心高さH、ピッチング慣性モーメントI等の慣性データが既知のホワイトボディ1を使って、ホワイトボディ1の重心G回りのピッチング慣性モーメントIの同定を実施し、ホワイトボディ1やピッチングテーブル2の剛性効果やロックリング着状態でのこの剛性効果を反映したものとしての、より現実に近い総合等価バネ定数Kを式7から求める事も出来る。
(2)車両衝突試験工程;
次に、車両衝突試験工程につき説明する。
なお、この車両衝突試験工程は、図1に図示のものにおいて、ホワイトボディ1、ピッチングテーブル2、ピッチング制御・計測装置5、水平加速制御・計測装置6及びシミュレーション制御装置7を用いて、点線と実線とで図示のように実行される。
(2−1)バネ付ロードセルユニット3、ロードセルユニット4a、4bの取り外し;
ピッチングテーブル2とホワイトボディ1との間に配置されていた合計4個のバネ付ロードセルユニット3及びロードセルユニット4a(4b)を取り外し、ピッチングテーブル2上にホワイトボディ1を、直に多数のボルトナット等により固定する。
尚、ダミー人形は有っても(ホワイトボディ1内のシートに着座していても)無くても、その状態での総合質量、総合重心位置、総合慣性モーメントが試験・計測可能である。
(2−2)車両衝突試験実施工程;
車両衝突試験の準備が完了したら、シミュレーション制御装置7に入力された目標波形及び上述の慣性モーメント同定工程にて演算された質量M、重心G、ピッチング慣性モーメントI等に基づき、シミュレーション制御装置7において、ピッチング制御・計測装置5へのピッチング入力波形及び水平加速制御・計測装置6への水平方向入力波形が演算される。
このようにして、シミュレーション制御装置7からの指令に基づき、ピッチング制御・計測装置5又は水平加速制御・計測装置6に、各々ピッチング入力波形又は水平方向入力波形が出力される。
すると、ホワイトボディ1が搭載されたピッチングテーブル2は、図示略のガイドレールに沿って打ち出されて、車両衝突試験が行なわれる。
このとき、傾斜角度及び水平方向加速度の各応答波形値は、上述の慣性モーメント同定工程にて演算された質量M、重心位置、ピッチング慣性モーメントIに基づき制御されるので、忠実に車両衝突試験を行なうことが可能となる。
また、ホワイトボディ1の質量M、重心Gの位置(前方水平距離Lf、後方水平距離Lr、重心高さH)及びピッチング慣性モーメントIを計測するための専用の計測装置が不要となり、車両衝突試験を行なうシミュレーション装置を用いて、ピッチングテーブル2とホワイトボディ1との間にバネ付ロードセルユニット3及びロードセルユニット4a、4bを介装させるだけで質量M、重心Gの位置及びピッチング慣性モーメントIを計測することができる。
そして、計測された質量M、重心Gの位置及びピッチング慣性モーメントIを用いて、このシミュレーション装置により車両衝突シミュレーションを行なうことができるので、事前準備等に時間が掛からず、設備費が安価になるばかりでなく、試験も簡素になる。
また、ホワイトボディ1を加工、変更した場合でも、速やかに質量M、重心Gの位置及びピッチング慣性モーメントIの計測及び車両衝突シミュレーションを行なうことができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
本発明の第1の実施形態に係る慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置の概要である。 図1におけるバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットの側面図である。 図1におけるバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットの他の例の側面図である。
符号の説明
1 ホワイトボディ(試験体)
2 ピッチングテーブル
3 バネ付ロードセルユニット
4a、4b ロードセルユニット
5 ピッチング制御・計測装置
6 水平加速制御・計測装置
7 シミュレーション制御装置
10 上部台座
11 下部台座
12 ロードセル
13 圧縮バネ
14 ロックリング受金物
15 ロックリング支持金物
16 ロックリング
M 質量
Lf 重心の前方水平距離
Lr 重心の後方水平距離
L ロードセル間距離
Fr 後方荷重計測値
Ff 前方荷重計測値
Fri 傾斜時後方荷重計測値
Ffi 傾斜時前方荷重計測値
G 重心
H 重心高さ

Claims (4)

  1. 試験体が搭載されピッチ方向に揺動可能なピッチングテーブルと、
    前記試験体と前記ピッチングテーブルとの間に介装可能なバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットと、
    前記ピッチングテーブルに水平方向加速度を加える水平加速制御・計測装置と、
    前記ピッチングテーブルをピッチ方向に揺動させるピッチング制御・計測装置と、
    前記水平加速制御・計測装置及び前記ピッチング制御・計測装置に制御信号を発信するシミュレーション制御装置とを備え、
    前記シミュレーション制御装置は、
    慣性モーメント同定時には、前記ピッチングテーブル上に前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを固定し、かつ、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニット上に前記試験体を固定して、前記ピッチング制御・計測装置を介して前記ピッチングテーブルを傾斜及びピッチ方向に揺動させて、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットにて計測された荷重計測値に基づき前記試験体の質量、重心位置及びピッチング慣性モーメントを演算し、
    車両衝突試験時には、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを取り外して、前記試験体を前記ピッチングテーブル上に固定して、目標波形、前記質量、前記重心位置及び前記ピッチング慣性モーメントに基づき水平方向入力波形及びピッチング入力波形を演算し、前記水平加速制御・計測装置へ前記水平方向入力波形を出力し、前記ピッチング制御・計測装置へ前記ピッチング入力波形を出力するものである
    ことを特徴とする慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置。
  2. 慣性モーメント同定時に前記ピッチングテーブルをピッチ方向に揺動させるための信号は単パルス波形であることを特徴とする請求項1に記載の慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置。
  3. 前記ピッチングテーブルは、ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台上にピッチング可能に設けられたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の慣性モーメント同定機能付車両衝突シミュレーション装置。
  4. ガイドレールと、
    前記ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、
    前記滑走架台上にピッチ方向に揺動可能に設けられると共に試験体が搭載されるピッチングテーブルと、
    前記試験体と前記ピッチングテーブルとの間に介装可能なバネ付ロードセルユニット及びロードセルユニットと、
    前記ピッチングテーブルに水平方向加速度を加える水平加速制御・計測装置と、
    前記ピッチングテーブルをピッチ方向に揺動させるピッチング制御・計測装置と、
    前記水平加速制御・計測装置及び前記ピッチング制御・計測装置に制御信号を発信するシミュレーション制御装置とを備え、
    前記ガイドレール上に前記滑走架台を滑走自在に載置し、
    前記ピッチングテーブル上に前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを固定し、
    前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニット上に前記試験体を固定し、
    前記ピッチングテーブルを水平にして前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットにて計測された荷重計測値に基づき前記試験体の質量を演算し、
    前記ピッチングテーブルを傾斜させて前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットにより計測された荷重計測値に基づき前記試験体の重心位置を演算し、
    前記ピッチングテーブルに単パルス波形の振動を加えピッチ方向に揺動させ前記バネ付ロードセルユニットにて計測された荷重計測値と前記質量と前記重心位置とに基づきピッチング慣性モーメントを演算し、
    その後、前記バネ付ロードセルユニット及び前記ロードセルユニットを取り外して、前記試験体を前記ピッチングテーブル上に固定し、
    前記試験体が搭載された前記ピッチングテーブル及び前記滑走架台を、前記ガイドレールに沿って滑走させて車両衝突試験を行なうことを特徴とするシミュレーション方法。
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