JP2011232116A - プリクラッシュ試験方法とプリクラッシュ試験装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】衝突バリア1に向かうプリクラッシュ試験台車4に、模擬シート5と試験ダミー7と試験データ計測機器8を搭載したプリクラッシュ試験方法であって、プリクラッシュ試験台車4の台車走行速度を、停止状態から台車減速を開始する目標台車走行速度域になるまで加速させる台車走行手順(図9)と、フリーラン状態のプリクラッシュ試験台車4が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を、目標制動減速度特性の設定範囲内に収まるように制御する台車減速手順(図10)と、プリクラッシュ試験台車4が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を、目標衝突減速度特性の許容範囲内に収まるように制御する台車衝突手順(図11)と、を備えた。
【選択図】図1
Description
前記プリクラッシュ試験台車を、前記ガイドレールに沿って牽引ワイヤにより牽引する牽引ワイヤシステムにより、前記プリクラッシュ試験台車の台車走行速度を、停止状態から台車減速を開始する目標台車走行速度域になるまで加速させる台車走行手順と、
前記台車走行手順に続き、予め指定された位置で前記牽引ワイヤから切り離すことにより前記プリクラッシュ試験台車をフリーラン状態とし、フリーラン状態の前記プリクラッシュ試験台車に制動力を加える制動減速システムにより、前記プリクラッシュ試験台車が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を、目標制動減速度特性の設定範囲内に収まるように制御する台車減速手順と、
前記台車減速手順に続き、前記衝突バリアと前記プリクラッシュ試験台車の衝突面に設けられた衝突減速システムにより、前記プリクラッシュ試験台車が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を、目標衝突減速度特性の許容範囲内に収まるように制御する台車衝突手順と、
を備えた。
前記ガイドレールに沿って前記プリクラッシュ試験台車を牽引ワイヤにより牽引することにより前記プリクラッシュ試験台車を走行状態とし、前記牽引ワイヤから前記プリクラッシュ試験台車を切り離すことによりフリーラン状態とする牽引ワイヤシステムと、
前記フリーラン状態の前記プリクラッシュ試験台車に制動力を加えることにより、前記プリクラッシュ試験台車が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を制御可能な制動減速システムと、
前記衝突バリアの衝突面と前記プリクラッシュ試験台車の衝突面に設けられ、前記プリクラッシュ試験台車が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を制御可能な衝突減速システムと、
を備えた。
つまり、プリクラッシュ試験を行うと、衝突直前における制動減速度(台車減速手順)と衝突時における衝突減速度(台車衝突手順)が、1回の試験中に併せて再現される。言い換えると、予防安全と衝突安全という2種類の自動車安全技術を搭載した自動車による衝突時、減速から衝突へ至る状況を精度良く再現した融合試験になる。このため、例えば、1回のプリクラッシュ試験を行うだけで、予防安全技術と衝突安全技術の相互関連性をあらわす試験データを取得することが可能である。そして、取得した試験データに基づき、予防安全技術と衝突安全技術が乗員被害低減効果に及ぼす影響関係を、統合的に評価することができる。
このように、本発明のプリクラッシュ試験方法とプリクラッシュ試験装置によれば、衝突直前の制動減速度と衝突時の衝突減速度を併せて再現する融合試験により、予防安全技術と衝突安全技術が乗員被害低減効果に及ぼす影響についての統合的な融合評価を容易に行うことができる。
図1〜図3は、実施例1のプリクラッシュ試験装置を示す全体概略図である。以下、図1〜図3に基づき全体構成を説明する。
まず、「プリクラッシュ試験方法」の説明を行い、続いて、実施例1のプリクラッシュ試験技術における作用を、「プリクラッシュ試験作用」、「ピッチング抑制方式による台車挙動安定化作用」、「アウトリガー偏心牽引方式による台車走行制御作用」、「デュアルブレーキ方式による制動減速度制御作用」、「衝撃緩衝方式による衝突減速度制御作用」に分けて説明する。
実施例1のプリクラッシュ試験方法は、衝突バリア1に向かうメインレール2に沿って台車走行路面3を移動可能なプリクラッシュ試験台車4を用い、プリクラッシュ試験台車4に、2脚の模擬シート5,5と、模擬シート5,5にシートベルト6,6を装着した状態で着座した試験ダミー7,7と、試験データ計測機器8と、を搭載して行う。プリクラッシュ試験方法を構成する手順は、「台車走行手順」と「台車減速手順」と「台車衝突手順」に分けられ、これらは一連の流れにより行われる。以下、各手順を説明する。
この台車走行手順での目標台車走行速度域としては、例えば、助走区間での台車加速によりプリクラッシュ試験台車4が制動減速を開始する時点までに到達する台車走行速度が、例えば、数km/h〜67km/hとなるように設定される。
この台車減速手順での目標制動減速度特性(プリクラッシュG)としては、例えば、制動減速を開始するときの減速開始速度(例えば、67km/h)、プリクラッシュ試験台車4の制動減速開始からの立ち上がり時間(例えば、520msec)、制動減速の持続時間(例えば、400msec)、衝突直前の最大制動減速度(例えば、-0.8G)、という条件により規定した特性となるように設定される。
この台車衝突手順での目標衝突減速度特性(衝突G)は、衝突減速を開始するときの衝突開始速度(例えば、48km/h)、衝突区間の持続時間(90msec)、衝突区間での平均衝突減速度(-28.0G)、により規定される衝突波形が、例えば、コリドーゾーン(一般的な車両衝突の評価基準)に収まるように規定される。
上記プリクラッシュ試験方法によって、プリクラッシュ試験を行うに際し、図12に示すように、台車走行手順(1.走行)において、牽引ワイヤ11によるワイヤ牽引作用により、プリクラッシュ試験台車4の台車走行速度が、目標台車走行速度域になるまで加速される。続いて、図12に示すように、台車減速手順(2.減速)において、レールブレーキ12とタイヤブレーキ34を用いて行われる最大減速G,立ち上がり時間,持続時間の制御作用により、切り離しフリーラン状態のプリクラッシュ試験台車4の減速区間における制動減速度特性(プリクラッシュG)が、目標制動減速度特性の設定範囲内に収まるように制御される。続いて、図12に示すように、台車衝突手順(3.衝突)において、複数本の衝撃緩衝用パイプ13と複数のターニングデバイス14を用いた衝突波形の制御作用により、プリクラッシュ試験台車4の衝突区間における衝突減速度特性(衝突G)が、目標衝突減速度特性の許容範囲内に収まるように制御され、これら一連の手順を経過して試験を終了する。
・走行設定 67km/h → 衝突速度 48km/h
・プリクラッシュ加速度:0.8G
・プリクラッシュ区間(=減速区間):920msec
・衝突減速度:AVE.-28.0G、持続時間(=衝突区間):90msec
という条件により行った台車加速度特性の実験結果を図13に示す。
このため、同一条件下での被害軽減ブレーキとプリクラッシュ・シートベルトの効果の比較およびダミー特性の差異の把握が容易となる。さらに、1回のプリクラッシュ試験にて2サンプルのデータ抽出となるため、試験回数の半減、および、ダミー設定条件の違い等による試験実施パターンのパターンマトリクスの作成が可能となる。
このため、プリクラッシュ試験中の牽引走行時および制動時の台車速度を検出することができるし、プリクラッシュ試験中の制動減速度と衝突減速度を精度良く検出することができる。この検出結果を試験データとして評価に反映させることで、評価精度の向上を図ることができる。また、検出信号を試験中の走行速度制御や制動減速度制御、等に反映させてフィードバック制御系を構築することで、狙いとする走行速度や制動減速度への一致性を高めることができる。
実施例1のように、プリクラッシュ試験を一連の流れによる「台車走行手順」と「台車減速手順」と「台車衝突手順」により行う場合、評価精度の高い測定データに基づき統一したダミー挙動解析、等を行う上で、繰り返し復元性の高い試験を行う必要がある。この繰り返し復元性の高い試験を行うためには、プリクラッシュ試験台車4の直進安定性と、プリクラッシュ試験台車4の走行・減速・衝突時における水平度保持機能が要求される。
プリクラッシュ試験での台車走行制御の際は、サブレール25に内挿配置され牽引ワイヤ11を用い、メインレール2に沿ってプリクラッシュ試験台車4を牽引することにより走行状態とする。そして、サブレール25の指定位置に設定したストッパ28に牽引ドリー27を接触停止させることにより、牽引用アウトリガー17と牽引ワイヤ11の連結を切り離すことによりフリーラン状態とする。
プリクラッシュ試験での制動減速度制御の際は、フリーラン状態のプリクラッシュ試験台車4に対し、主にレールブレーキ12を用いて制動力を加えることにより、プリクラッシュ試験台車4が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を制御する。
プリクラッシュ試験での衝突減速度制御の際は、衝突バリア1とプリクラッシュ試験台車4の衝突面に設けられた衝突減速システムDにより、プリクラッシュ試験台車4が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を制御する。
実施例1のプリクラッシュ試験方法とプリクラッシュ試験装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記プリクラッシュ試験台車4を、前記ガイドレール(メインレール2)に沿って牽引ワイヤ11により牽引する牽引ワイヤシステムBにより、前記プリクラッシュ試験台車4の台車走行速度を、停止状態から台車減速を開始する目標台車走行速度域になるまで加速させる台車走行手順(図9)と、
前記台車走行手順に続き、予め指定された位置で前記牽引ワイヤ11から切り離すことにより前記プリクラッシュ試験台車4をフリーラン状態とし、フリーラン状態の前記プリクラッシュ試験台車4に制動力を加える制動減速システムCにより、前記プリクラッシュ試験台車4が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を、目標制動減速度特性の設定範囲内に収まるように制御する台車減速手順(図10)と、
前記台車減速手順に続き、前記衝突バリア1と前記プリクラッシュ試験台車4の衝突面に設けられた衝突減速システムDにより、前記プリクラッシュ試験台車4が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を、目標衝突減速度特性の許容範囲内に収まるように制御する台車衝突手順(図11)と、
を備えた。
このため、衝突直前の制動減速度と衝突時の衝突減速度を併せて再現する融合試験により、予防安全技術と衝突安全技術が乗員被害低減効果に及ぼす影響についての統合的な融合評価を容易に行えるプリクラッシュ試験方法を提供することができる。
このため、上記(1)の効果に加え、同一条件下でのプリクラッシュ・シートベルトの効果の比較およびダミー特性の差異の把握を容易に行うことができる。さらに、1回のプリクラッシュ試験にて2サンプルのデータ抽出となるため、試験回数の半減、および、ダミー設定条件の違い等による試験実施パターンのパターンマトリクスの作成を行うことができる。
このため、上記(1)または(2)の効果に加え、プリクラッシュ試験中の牽引走行時および制動時の台車速度と、制動減速度と衝突減速度を検出することができる。そして、検出結果を試験データとして評価に反映させた場合、評価精度の向上を図ることができる。また、検出信号を試験中の走行速度制御や制動減速度制御に反映させた場合、狙いとする走行速度や制動減速度への一致性を高めることができる。
前記ガイドレール(メインレール2)に沿って前記プリクラッシュ試験台車4を牽引ワイヤ11により牽引することにより前記プリクラッシュ試験台車4を走行状態とし、前記牽引ワイヤ11から前記プリクラッシュ試験台車4を切り離すことによりフリーラン状態とする牽引ワイヤシステムBと、
前記フリーラン状態の前記プリクラッシュ試験台車4に制動力を加えることにより、前記プリクラッシュ試験台車4が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を制御可能な制動減速システムCと、
前記衝突バリア1の衝突面と前記プリクラッシュ試験台車4の衝突面に設けられ、前記プリクラッシュ試験台車4が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を制御可能な衝突減速システムDと、
を備えた。
このため、衝突直前の制動減速度と衝突時の衝突減速度を併せて再現する融合試験により、予防安全技術と衝突安全技術が乗員被害低減効果に及ぼす影響についての統合的な融合評価を容易に行えるプリクラッシュ試験装置を提供することができる。
このため、上記(4)の効果に加え、台車挙動安定システムAにより、メインレール2に沿って移動するプリクラッシュ試験台車4の挙動安定性を確保することができる。
前記台車挙動安定システムAによる台車挙動安定性能は、前記4輪のエアレスタイヤ15と、プリクラッシュ試験時、前記メインレール2に対して押し付け嵌合状態を保ったままでレール面を転動可能に設定した前記走行補助ガイドローラー19により得る。
このため、上記(5)の効果に加え、4輪のエアレスタイヤ15と、メインレール2を活用した走行補助ガイドローラー19と、を備えた台車挙動安定システムAにより、プリクラッシュ試験台車4に対する要求性能である直進安定性と水平度保持機能を併せて達成することができる。
前記牽引ワイヤシステムBは、前記プリクラッシュ試験台車4に固定され、台車側面から前記サブレール25に向かって突出する牽引用アウトリガー17と、前記サブレール25に内挿配置され、動力システム(牽引モータ26)により移動する牽引ワイヤ11と、前記サブレール25に内挿配置され、前記牽引用アウトリガー17と前記牽引ワイヤ11を連結する牽引ドリー27と、を備えたアウトリガー偏心牽引方式のシステムであり、
前記牽引ワイヤシステムBによる走行状態からフリーラン状態への切り替えは、前記サブレール25の指定位置に設定したストッパ28に前記牽引ドリー27が接触することにより、前記牽引用アウトリガー17と前記牽引ワイヤ11の連結を切り離すことで行う。
このため、上記(5)または(6)の効果に加え、プリクラッシュ試験台車4とメインレール2の間に形成されるスペースを、台車牽引以外の用途に有効活用することができる。また、牽引ワイヤ11と牽引ドリー27がサブレール25に内挿配置されているため、アウトリガー偏心牽引方式としながら良好な試験環境を確保することができる。
前記制動減速システムCによる前記制動減速度特性の制御は、前記レールブレーキ12と前記タイヤブレーキ34に対し2系統の独立したブレーキ制御油圧により行う。
このため、上記(5)〜(7)の効果に加え、4輪のタイヤが制動ロック状態に陥ることなく、所望の制動減速度を得ることができる。また、高い慣性力を持つプリクラッシュ試験台車4を、慣性力を超える制動力により減速させることができる。さらに、様々なパターンにより目標制動減速度特性が設定されても、制動力の制御自由度の高さにより、これに対応することができる。
前記衝突減速システムDによる前記衝突減速度特性の制御は、前記複数本の衝撃緩衝用パイプ13の本数,材質,肉厚および硬度のうち、少なくとも1つの要素を選定するシステム設定により行う。
このため、上記(4)〜(8)の効果に加え、衝突減速システムDによる衝突減速度特性の制御を行う際、衝突Gのコントロールを安定して容易に行うことができる。
B 牽引ワイヤシステム
C 制動減速システム
D 衝突減速システム
1 衝突バリア
2 メインレール(ガイドレール)
3 台車走行路面
4 プリクラッシュ試験台車
41 台車フレーム
42 台車ステージ
5 模擬シート
6 シートベルト
7 試験ダミー
8 試験データ計測機器
11 牽引ワイヤ
12 レールブレーキ
13 衝撃緩衝用パイプ
14 ターニングデバイス
15 エアレスタイヤ
17 牽引用アウトリガー
18 タイヤ軸
19 走行補助ガイドローラー
25 サブレール
26 牽引モータ(動力システム)
27 牽引ドリー
28 ストッパ
30 第1ブレーキキャリパ
33 第2ブレーキキャリパ
34 タイヤブレーキ
51 台車走行速度センサ
52 制動減速度センサ
53 衝突減速度センサ
L 台車中心軸
Claims (9)
- 衝突バリアに向かうガイドレールに沿って台車走行路面を移動可能なプリクラッシュ試験台車を用い、前記プリクラッシュ試験台車に、模擬シートと、該模擬シートに着座した試験ダミーと、試験データ計測機器と、を搭載したプリクラッシュ試験方法であって、
前記プリクラッシュ試験台車を、前記ガイドレールに沿って牽引ワイヤにより牽引する牽引ワイヤシステムにより、前記プリクラッシュ試験台車の台車走行速度を、停止状態から台車減速を開始する目標台車走行速度域になるまで加速させる台車走行手順と、
前記台車走行手順に続き、予め指定された位置で前記牽引ワイヤから切り離すことにより前記プリクラッシュ試験台車をフリーラン状態とし、フリーラン状態の前記プリクラッシュ試験台車に制動力を加える制動減速システムにより、前記プリクラッシュ試験台車が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を、目標制動減速度特性の設定範囲内に収まるように制御する台車減速手順と、
前記台車減速手順に続き、前記衝突バリアと前記プリクラッシュ試験台車の衝突面に設けられた衝突減速システムにより、前記プリクラッシュ試験台車が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を、目標衝突減速度特性の許容範囲内に収まるように制御する台車衝突手順と、
を備えたことを特徴とするプリクラッシュ試験方法。 - 請求項1に記載されたプリクラッシュ試験方法において、
前記プリクラッシュ試験台車は、2脚の模擬シートと、該2脚の模擬シートにシートベルトを装着して着座した2体の試験ダミーと、該2体の試験ダミーによる試験データを計測する試験データ計測機器と、を台車ステージ上に搭載したことを特徴とするプリクラッシュ試験方法。 - 請求項1または請求項2に記載されたプリクラッシュ試験方法において、
前記プリクラッシュ試験台車は、台車走行速度センサと、制動減速度センサと、衝突減速度センサを搭載したことを特徴とするプリクラッシュ試験方法。 - 衝突バリアに向かうガイドレールに沿って台車走行路面を移動可能なプリクラッシュ試験台車を用い、前記プリクラッシュ試験台車に、模擬シートと、該模擬シートに着座した試験ダミーと、試験データ計測機器と、を搭載したプリクラッシュ試験装置であって、
前記ガイドレールに沿って前記プリクラッシュ試験台車を牽引ワイヤにより牽引することにより前記プリクラッシュ試験台車を走行状態とし、前記牽引ワイヤから前記プリクラッシュ試験台車を切り離すことによりフリーラン状態とする牽引ワイヤシステムと、
前記フリーラン状態の前記プリクラッシュ試験台車に制動力を加えることにより、前記プリクラッシュ試験台車が制動減速を開始してから衝突直前に達するまでの減速区間の制動減速度特性を制御可能な制動減速システムと、
前記衝突バリアの衝突面と前記プリクラッシュ試験台車の衝突面に設けられ、前記プリクラッシュ試験台車が衝突減速を開始してから停止するまでの衝突区間の衝突減速度特性を制御可能な衝突減速システムと、
を備えたことを特徴とするプリクラッシュ試験装置。 - 請求項4に記載されたプリクラッシュ試験装置において、
前記ガイドレールは、台車走行路面に敷設され、前記プリクラッシュ試験台車の車幅方向中心点の集合である台車中心軸の真下位置に沿って配置されたメインレールであり、
前記メインレールに沿って移動する前記プリクラッシュ試験台車の挙動安定性を確保する台車挙動安定システムと、を備えたことを特徴とするプリクラッシュ試験装置。 - 請求項5に記載されたプリクラッシュ試験装置において、
前記台車挙動安定システムは、前記プリクラッシュ試験台車の台車フレームの4隅位置にリジッド支持したタイヤ軸と、該タイヤ軸に回転可能に支持した4輪のエアレスタイヤと、前記台車中心軸の前後位置の前記台車フレームに配置した走行補助ガイドローラーと、を備えたピッチング抑制方式のシステムであり、
前記台車挙動安定システムによる台車挙動安定性能は、前記4輪のエアレスタイヤと、プリクラッシュ試験時、前記メインレールに対して押し付け嵌合状態を保ったままでレール面を転動可能に設定した前記走行補助ガイドローラーにより得ることを特徴とするプリクラッシュ試験装置。 - 請求項5または請求項6に記載されたプリクラッシュ試験装置において、
前記台車走行路面には、前記メインレールに沿って平行な偏心位置にサブレールが敷設され、
前記牽引ワイヤシステムは、前記プリクラッシュ試験台車に固定され、台車側面から前記サブレールに向かって突出する牽引用アウトリガーと、前記サブレールに内挿配置され、動力システムにより移動する牽引ワイヤと、前記サブレールに内挿配置され、前記牽引用アウトリガーと前記牽引ワイヤを連結する牽引ドリーと、を備えたアウトリガー偏心牽引方式のシステムであり、
前記牽引ワイヤシステムによる走行状態からフリーラン状態への切り替えは、前記サブレールの指定位置に設定したストッパに前記牽引ドリーが接触することにより、前記牽引用アウトリガーと前記牽引ワイヤの連結を切り離すことで行うことを特徴とするプリクラッシュ試験装置。 - 請求項5から請求項7の何れか1項に記載されたプリクラッシュ試験装置において、
前記制動減速システムは、前記台車中心軸の前後位置に配置され、前記メインレールを挟み込む第1ブレーキキャリパにより油圧制動力を得るレールブレーキと、前記4輪のエアレスタイヤの各位置に設けられ、各タイヤ軸に固定したブレーキディスクを挟み込む第2ブレーキキャリパにより油圧制動力を得るタイヤブレーキと、を備えたデュアルブレーキ方式のシステムであり、
前記制動減速システムによる前記制動減速度特性の制御は、前記レールブレーキと前記タイヤブレーキに対し2系統の独立したブレーキ制御油圧により行うことを特徴とするプリクラッシュ試験装置。 - 請求項4から請求項8の何れか1項に記載されたプリクラッシュ試験装置において、
前記衝突減速システムは、前記衝突バリアの衝突壁面に着脱可能に設けられ、衝突時に180°の折り返し変形が進行する複数本の衝撃緩衝用パイプと、前記プリクラッシュ試験台車の最前面位置に突出して設けられ、衝突時に前記衝撃緩衝用パイプの開口端と符合して180°の折り返し変形の進行を促す円錐形状による複数のターニングデバイスと、を備えた衝撃緩衝方式のシステムであり、
前記衝突減速システムによる前記衝突減速度特性の制御は、前記複数本の衝撃緩衝用パイプの本数,材質,肉厚および硬度のうち、少なくとも1つの要素を選定するシステム設定により行うことを特徴とするプリクラッシュ試験装置。
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