JPH08145838A - 衝突試験装置における衝突速度補正方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動モータ９により巻き取りドラム１０を回
転させて牽引ワイヤー２につながれた車両１を加速走行
せしめ、車両１を切り離してバリア４に衝突させ、車両
強度、保護装置および人体への影響を評価する衝突試験
装置において、高精度な衝突速度を得ることができるよ
うにする。 【構成】 機械系のメカロス値を記憶するメカロス記憶
回路２０を設ける。車両１の加速中に、電流、速度およ
び前記機械系のメカロス値の各データに基づいて、走行
抵抗・慣性モーメント検出回路２２によって、走行抵
抗、慣性モーメントを求める。衝突速度補正回路１５は
走行抵抗・慣性モーメント検出回路２２の出力２３に基
づいて、車両１が切り離されてからバリア４に衝突する
までに生ずる減速量を求め、該減速量を目標衝突速度１
６に対する速度補正値２４とし、速度指令回路１１に入
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加速走行せしめた車両
を切り離してバリア等の衝突物体に衝突させ、車両強
度、保護装置および人体への影響を評価する衝突試験装
置における衝突速度補正方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の衝突試験装置における車両の速度
制御は、例えば実開平１−１７９２３８号に記載のよう
に、車両が牽引ワイヤーから切り離され、バリアに衝突
するまでに発生する減速量を予測し、「目標衝突速度＋
減速量」の速度にて車両切り離しを行うようにしてい
る。

【０００３】図２は実開平１−１７９２３８号の試験装
置の構成を、図３は車両の速度パターンを各々示してい
る。これらの図において、車両１は牽引ワイヤー２によ
って牽引され、車両切り離し装置３により牽引ワイヤー
２から切り離され、バリア４に衝突する。牽引ワイヤー
２は、直流モータ９により駆動されるドラム１０によっ
て巻き取られる。前記直流モータ９は、自動速度制御回
路５、自動電流制御回路６、自動パルス移相器７および
速度検出器８から成る速度制御装置によって自動速度制
御される。１１は、車両１の重量、加速度および衝突速
度等から速度パターンを作成し、前記速度制御装置に速
度指令として与える速度指令回路である。１２は電流フ
ィードバック信号１３および速度フィードバック信号１
４に基づいて、車両１の加速中に走行抵抗および慣性モ
ーメントを求める走行抵抗・慣性モーメント検出回路で
ある。１５は走行抵抗・慣性モーメント検出回路１２の
出力および目標衝突速度１６に基づいて衝突速度補正値
ΔＮ（減速量）を求める衝突速度補正回路である。

【０００４】前記減速量（ΔＮ）は次のようにして求め
る。すなわち、車両加速走行中に車両１の慣性モーメン
トＩｃ、走行抵抗Ｔ_L（Ｔ_L＝Ａ＋ＢＮ＋ＣＮ²）を求
め、車両切り離し後の減速量ΔＮを

【０００５】

【数１】

【０００６】なる計算式で求め、車両１の実際の速度指
令ＮをＮ＝Ｎ₀＋ΔＮ（Ｎ₀：目標衝突速度、ΔＮ：速度
変動）とし、加速している。

【０００７】尚前記（１）式においてＡはころがり抵
抗、ＢＮ₀は車速比例抵抗、ＣＮ₀ ²は風損抵抗、Ｉｃは
車両の慣性モーメント、Ｎ_Lは車両切り離し位置からバ
リアに衝突するまでの走行距離を駆動モータの回転数に
換算した値である。

【０００８】また前記Ｉｃ、Ａ、Ｂ、Ｃを求めるため
に、車両加速走行中に、駆動モータ９の電流、速度デー
タから次の４個の数式を作成し、これにＴ₁〜Ｔ₄、Ｎ₁
〜Ｎ₄、Ｉ_M（機械系の慣性モーメント）を代入して方程
式を解いている。

【０００９】 Ｔ₁＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₁／ｄｔ）＋Ａ＋ＢＮ₁＋ＣＮ₁ ²…（２） Ｔ₂＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₂／ｄｔ）＋Ａ＋ＢＮ₂＋ＣＮ₂ ²…（３） Ｔ₃＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₃／ｄｔ）＋Ａ＋ＢＮ₃＋ＣＮ₃ ²…（４） Ｔ₄＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₄／ｄｔ）＋Ａ＋ＢＮ₄＋ＣＮ₄ ²…（５）

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図２の装置において、
実際の減速量ΔＮは図４に示すように車両切り離し位置
の速度により異なる。すなわち速度補正前のＮ₀速度か
ら減速する減速量ΔＡと、速度補正後のＮ₆速度から減
速する減速量ΔＢは異なる。これは前記（１）式にて、
Ｎ₀速度からの減速量が、

【００１１】

【数２】

【００１２】であるのに対し、Ｎ₆速度からの減速量
が、

【００１３】

【数３】

【００１４】となるように、速度の項目が異なるからで
ある。従って図２に示す実開平１−１７９２３８号の方
式では、原理的に衝突位置における速度に誤差が発生す
るという問題がある。

【００１５】また車両加速中のトルクを、 Ｔ＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ／ｄｔ）＋Ａ＋ＢＮ＋ＣＮ²…（８） なる式で求めるようにしているが、実際には機械系には
メカロスがあり、メカロスも回転数Ｎによって変化する
ため、加速トルクＴは、 Ｔ＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ／ｄｔ）＋（Ａ＋ＢＮ＋Ｃ
Ｎ²）＋（Ｄ＋ＥＮ＋ＦＮ²）…（９） となる（Ｄ＋ＥＮ＋ＦＮ²は機械系のメカロス分）。

【００１６】すなわち実開平１−１７９２３８号に記載
の、前記（８）式では機械系のメカロスを無視している
ため、求めたＡ，Ｂ，Ｃは実際は（Ａ＋Ｄ），（Ｂ＋
Ｅ），（Ｃ＋Ｆ）に相当し、これらを（１）式に代入し
てΔＮを求めることは機械系のメカロスも含めた値でΔ
Ｎを求めたことになる。

【００１７】実際のΔＮは車両を牽引ワイヤーから切り
離した後の減速量であり、この時は機械系のメカロスは
関与しない。従って加速中のトルク（機械系のメカロス
有り）は、（８）式ではなく（９）式で計算しないとΔ
Ｎは誤った値になってしまう。つまり実開平１−１７９
２３８号のものは、機械系のメカロスを無視しているこ
とや、減速量の算出に実際の車両切り離し位置での速度
を用いていないという重要な問題があり、正確な衝突速
度を得ることができない。

【００１８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、高精度な衝突速度を得ることができる衝突
試験装置における衝突速度補正方法および装置を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）所定の
加速手段により加速走行せしめた車両を加速手段から切
り離してバリア等の衝突物体に衝突させ、車両強度、保
護装置および人体への影響を評価する衝突試験装置にお
ける衝突速度補正方法において、前記車両の加速中に、
電流、速度および機械系のメカロス値の各データに基づ
いて走行抵抗、慣性モーメントを求め、これら走行抵
抗、慣性モーメントに基づいて、車両が切り離されてか
ら衝突物体に衝突するまでに生ずる減速量を求め、該減
速量を目標衝突速度に対する速度補正値とすることを特
徴とし、（２）車両を牽引する牽引ワイヤーと、該ワイ
ヤーを巻き取るドラムと、該ドラムを回転駆動させるモ
ータと、牽引された車両を牽引ワイヤーから切り離す切
り離し装置と、切り離した車両を衝突させる衝突物体と
を備えた衝突試験装置における衝突速度補正装置におい
て、前記モータに対して速度制御および電流制御を行う
自動制御部と、機械系のメカロス値を記憶するメカロス
記憶部と、前記モータの電流フィードバック信号、速度
フィードバック信号および前記メカロス記憶部の出力信
号に基づいて、走行抵抗および慣性モーメントを求める
走行抵抗・慣性モーメント検出部と、前記走行抵抗・慣
性モーメント検出部の出力と目標衝突速度に基づいて、
車両が切り離されてから衝突物体に衝突するまでの減速
量を求め、該減速量を補正値として前記目標衝突速度を
補正する衝突速度補正部とを備え、前記補正された目標
衝突速度を前記自動制御部の速度制御系の速度指令値と
することを特徴とし、（３）前記衝突試験装置は、閉ル
ープ方式により車両の牽引、切り離しを行って試験を行
う装置であるか、又はそらせ車方式により車両の牽引、
切り離しを行って試験を行う装置であるか、又はリニア
モータ方式により車両の牽引、切り離しを行って試験を
行う装置であることを特徴としている。

【００２０】

【作用】補正された目標衝突速度には、機械系のメカロ
ス分を加味した減速量が含まれる。このため車両切り離
し後に車両がバリアに衝突する時の速度は、正確に目標
衝突速度となる。

【００２１】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。本発明では図１に示すように、従来の回路に
機械系のメカロス記憶回路２０を付加したものである。
図１において、メカロス記憶回路２０には、予め計算又
は実測により求められた機械系のメカロス係数Ｄ，Ｅ，
Ｆに基づく、ころがり抵抗Ｄ、速度比例抵抗ＥＮ、風損
抵抗ＦＮ²が記憶されている。このメカロス記憶回路２
０の出力、すなわち機械系のメカロス値２１は走行抵抗
・慣性モーメント検出回路２２に入力される。２３は走
行抵抗・慣性モーメント値を、２４は衝突速度補正値を
各々示しており、その他の部分は図２と同一に構成され
ている。

【００２２】次に上記のように構成された装置の衝突速
度補正方法を述べる。 （１）車両加速中のトルクＴは加速トルクＴａと負荷ト
ルクＴ_Lの合計であり、駆動モータ９の電流値から求め
ることができる。 Ｔ＝Ｔａ＋Ｔ_L…（１０）。

【００２３】（２）加速トルクＴａは速度をＮ、時間を
ｔ、慣性モーメントをＩとすると、 Ｔａ＝Ｉ・（ｄＮ／ｄｔ）…（１１） であり、Ｉは車両１の慣性モーメントＩｃと、駆動モー
タ９，巻き取りドラム１０，牽引ワイヤー２等を含む機
械系の慣性モーメントＩ_Mの合計値となる。 Ｉ＝Ｉｃ＋Ｉ_M…（１２）。

【００２４】（３）負荷トルクＴ_Lは車両１の走行抵抗
Ｔｃと、駆動モータ９，巻き取りドラム１０，牽引ワイ
ヤー２等を含む機械系のメカロスＴ_Mとの合計値とな
る。 Ｔ_L＝Ｔｃ＋Ｔ_M…（１３）。

【００２５】（４）車両の走行抵抗Ｔｃはころがり抵抗
Ａ，速度比例抵抗ＢＮ，風損抵抗ＣＮ²からなり、機械
系のメカロスＴ_Mも同様にころがり抵抗Ｄ，速度比例抵
抗ＥＮ，風損抵抗ＦＮ²からなる。 Ｔｃ＝Ａ＋ＢＮ＋ＣＮ²…（１４） Ｔ_M＝Ｄ＋ＥＮ＋ＦＮ²…（１５）。

【００２６】（５）従って加速中のトルクＴは前記（１
０）式〜（１５）式から、 Ｔ＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ／ｄｔ）＋（Ａ＋ＢＮ＋Ｃ
Ｎ²）＋（Ｄ＋ＥＮ＋ＦＮ²）…（９） と表される。

【００２７】（６）前記（９）式において、加速中のト
ルクＴは電流フィードバック信号１３から、速度Ｎは速
度フィードバック信号１４から各々求められ、機械系の
慣性モーメントＩ_M及び機械系のメカロス係数Ｄ，Ｅ，
Ｆは予め計算又は実測により求められる定数である。

【００２８】（７）従って未知数としては車両の慣性モ
ーメントＩｃ及び車両の走行抵抗係数Ａ，Ｂ，Ｃの４つ
である。そこでこの未知数を求めるために車両１の加速
中の電流及び速度データから次の４個の式を作成する。 Ｔ₁＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₁／ｄｔ）＋（Ａ＋ＢＮ₁＋
ＣＮ₁ ²）＋（Ｄ＋ＥＮ₁＋ＦＮ₁ ²）…（１６） Ｔ₂＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₂／ｄｔ）＋（Ａ＋ＢＮ₂＋
ＣＮ₂ ²）＋（Ｄ＋ＥＮ₂＋ＦＮ₂ ²）…（１７） Ｔ₃＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₃／ｄｔ）＋（Ａ＋ＢＮ₃＋
ＣＮ₃ ²）＋（Ｄ＋ＥＮ₃＋ＦＮ₃ ²）…（１８） Ｔ₄＝（Ｉｃ＋Ｉ_M）・（ｄＮ₄／ｄｔ）＋（Ａ＋ＢＮ₄＋
ＣＮ₄ ²）＋（Ｄ＋ＥＮ₄＋ＦＮ₄ ²）…（１９） 前記（１６）〜（１９）式の方程式を解くことによって
Ｉｃ，Ａ，Ｂ，Ｃを求める。

【００２９】（８）機械系のメカロス記憶回路２０には
機械系のメカロス係数Ｄ，Ｅ，Ｆを記憶させておき、速
度フィードバック信号１４により各速度における機械系
のメカロス値２１（Ｔ_M＝Ｄ＋ＥＮ＋ＦＮ²）を走行抵抗
・慣性モーメント検出回路２２に出力する。

【００３０】（９）走行抵抗・慣性モーメント検出回路
２２には機械系の慣性モーメントＩ_Mと前記（９）式の
加速トルクＴを記憶させておき、電流フィードバック信
号１３、速度フィードバック信号１４から（１６）〜
（１９）式を作成し、方程式を解いて車両の走行抵抗係
数Ａ，Ｂ，Ｃ及び車両の慣性モーメントＩｃを衝突速度
補正回路１５に出力する。

【００３１】（１０）衝突速度補正回路１５は、車両１
が車両切り離し装置３により、牽引ワイヤー２と離脱し
た後、減速する速度を求めるものであり、次の式から減
速量ΔＢを求める。

【００３２】

【数４】

【００３３】但しＮ₆は車両切り離し速度（Ｎ₆＝目標衝
突速度Ｎ₀＋減速量ΔＢ）、Ｎ_Lは車両切り離し位置から
バリア４に衝突するまでの走行距離を駆動モータ９の回
転数に換算した値である。このΔＢが目標衝突速度Ｎ₀
に加えられ、速度指令となる。

【００３４】（１１）従って車両切り離し速度Ｎ₆は目
標衝突速度Ｎ₀＋減速量ΔＢとなり、車両切り離し装置
３により、牽引ワイヤー２から離脱された車両１はΔＢ
の減速後バリア４に衝突することになり、正確な衝突速
度を得ることができる。

【００３５】尚図１の実施例は図５に示す巻き取りドラ
ム式のオープンループ方式の試験装置に適用したもので
あるが、本発明はこれに限らず図６の閉ループ方式、図
７のそらせ車方式、図８のリニアモータ方式の各試験装
置にも同様に適用することができる。この場合も図１の
場合と同様の速度補正が行われ、同様の作用、効果を奏
する。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車両の加
速中に、電流、速度および機械系のメカロス値の各デー
タに基づいて走行抵抗、慣性モーメントを求め、これら
走行抵抗、慣性モーメントに基づいて、車両が切り離さ
れてから衝突物体に衝突するまでに生ずる減速量を求
め、該減速量を目標衝突速度に対する速度補正値とする
とともに、モータに対して速度制御および電流制御を行
う自動制御部と、機械系のメカロス値を記憶するメカロ
ス記憶部と、前記モータの電流フィードバック信号、速
度フィードバック信号および前記メカロス記憶部の出力
信号に基づいて、走行抵抗および慣性モーメントを求め
る走行抵抗・慣性モーメント検出部と、前記走行抵抗・
慣性モーメント検出部の出力と目標衝突速度に基づい
て、車両が切り離されてから衝突物体に衝突するまでの
減速量を求め、該減速量を補正値として前記目標衝突速
度を補正する衝突速度補正部とを備え、前記補正された
目標衝突速度を前記自動制御部の速度制御系の速度指令
値とするようにしたので、次のような優れた効果が得ら
れる。

【００３７】（１）衝突試験装置として必要な衝突点に
おける車速を正確に制御することができる。

【００３８】（２）車両を牽引ワイヤーから離脱させた
後、バリアまでの空走距離が短く、また、機械系のメカ
ロスが車両の走行抵抗に比べて無視できる位小さい場合
であれば、従来方式の衝突速度補正回路にて比較的高精
度な衝突速度を得ることができる。しかしながらバリア
前には撮影ピットを設置する場合が多く、また機械系の
メカロスは車両の走行抵抗より大きくなる場合が多いた
め、従来方式では高精度な衝突速度を得ることができな
い。これに対して機械系のメカロス値を制御因子として
取り込んだ本発明を適用することにより、高精度な衝突
速度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。

【図２】従来の衝突試験装置の一例を示す構成図。

【図３】従来の衝突試験における車両の速度パターン
図。

【図４】本発明の衝突試験における車両の速度パターン
図。

【図５】オープンループ方式の衝突試験装置の要部構成
図。

【図６】閉ループ方式の衝突試験装置の要部構成図。

【図７】そらせ車方式の衝突試験装置の要部構成図。

【図８】リニアモータ方式の衝突試験装置の要部構成
図。

【符号の説明】

１…車両 ２…牽引ワイヤー ３…車両切り離し装置 ４…バリア ５…自動速度制御回路 ６…自動電流制御回路 ７…自動パルス移相器 ８…速度検出器 ９…駆動モータ １０…巻き取りドラム １１…速度指令回路 １５…衝突速度補正回路 ２０…機械系のメカロス記憶回路 ２２…走行抵抗・慣性モーメント検出回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の加速手段により加速走行せしめた
   車両を加速手段から切り離してバリア等の衝突物体に衝
   突させ、車両強度、保護装置および人体への影響を評価
   する衝突試験装置における衝突速度補正方法において、 前記車両の加速中に、電流、速度および機械系のメカロ
   ス値の各データに基づいて走行抵抗、慣性モーメントを
   求め、これら走行抵抗、慣性モーメントに基づいて、車
   両が切り離されてから衝突物体に衝突するまでに生ずる
   減速量を求め、該減速量を目標衝突速度に対する速度補
   正値とすることを特徴とする衝突試験装置における衝突
   速度補正方法。
2. 【請求項２】 車両を牽引する牽引ワイヤーと、該ワイ
   ヤーを巻き取るドラムと、該ドラムを回転駆動させるモ
   ータと、牽引された車両を牽引ワイヤーから切り離す切
   り離し装置と、切り離した車両を衝突させる衝突物体と
   を備えた衝突試験装置における衝突速度補正装置におい
   て、 前記モータに対して速度制御および電流制御を行う自動
   制御部と、 機械系のメカロス値を記憶するメカロス記憶部と、 前記モータの電流フィードバック信号、速度フィードバ
   ック信号および前記メカロス記憶部の出力信号に基づい
   て、走行抵抗および慣性モーメントを求める走行抵抗・
   慣性モーメント検出部と、 前記走行抵抗・慣性モーメント検出部の出力と目標衝突
   速度に基づいて、車両が切り離されてから衝突物体に衝
   突するまでの減速量を求め、該減速量を補正値として前
   記目標衝突速度を補正する衝突速度補正部とを備え、 前記補正された目標衝突速度を前記自動制御部の速度制
   御系の速度指令値とすることを特徴とする衝突試験装置
   における衝突速度補正装置。
3. 【請求項３】 前記衝突試験装置は、閉ループ方式によ
   り車両の牽引、切り離しを行って試験を行う装置である
   ことを特徴とする請求項２に記載の衝突試験装置におけ
   る衝突速度補正装置。
4. 【請求項４】 前記衝突試験装置は、そらせ車方式によ
   り車両の牽引、切り離しを行って試験を行う装置である
   ことを特徴とする請求項２に記載の衝突試験装置におけ
   る衝突速度補正装置。
5. 【請求項５】 前記衝突試験装置は、リニアモータ方式
   により車両の牽引、切り離しを行って試験を行う装置で
   あることを特徴とする請求項２に記載の衝突試験装置に
   おける衝突速度補正装置。