2005 Fiscal Year Annual Research Report
肺と肋骨の相対速度に着目したシートベルト張力制御装置の開発
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15560209
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
川島 豪 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (70186089)
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| Keywords | 安全工学 / 自動車 / シートベルト / アクティブ制御 / 非線形制御 / 衝撃制御 / 胸部変形 / 変形制御 |
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| Research Abstract |
車両の衝突事故において、乗員の肺と肋骨の相対量を安全な値に制限できれば後遺症の発生が抑えられる。そこで本研究では、シートベルトの張力を瞬時にコントロールするアクティブシートベルトを提案した。これを実現するため、一昨年度、制御系を構築、その性能を数値シミュレーションにより確認し、胸部モデルのみを自由落下させる実験装置により衝突時の変形が制御可能であることを示した。さらに昨年度、アクティブシートベルトを模擬した模型を製作、制御実験を実施し、胸部モデルの変形を目標値に収束できたことからアクティブシートベルトの実現可能性を示した。本年度は昨年度の結果を踏まえて張力制御アクチュエータを改良し、下記の成果および結果を得た。
1.一昨年度の結果をまとめた論文が日本機械学会論文集に掲載された。また、昨年度の実験結果をまとめ、新潟で開催された日本機械学会主催のDynamics and Design Conference 2005に併設された第9回「運動と振動の制御」シンポジウムにおいて講演論文「アクティブシートベルトに関する研究(模型実験による有効性の確認)」を発表した。
2.圧電アクチュエータの配置を変えて張力制御アクチュエータの特性を実験により調べた。その結果、複数の圧電アクチュエータを別々のアンプで駆動することで即応性を向上できるが個々の特性を補正する機構が必要となり、1本で駆動する方式が適していることを示した。
3.さらに、昨年度の変形が目標値を30%前後超えてしまう問題を解決するため、指令電圧に比例して圧電アクチュエータを伸ばすことでワイヤの張力を増す方式を、初期抗力をアクチュエータで弱めてワイヤの張力を減らす方式に変更した。その結果、目標値を越える最初の変形ピークを20%まで小さくでき、以後の変形を目標値に抑えられることを示した。
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