KR101023183B1 - 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 자동차의 핸들(101) 내부에 설치되는 운전석 에어백(1)과 대쉬보드(201) 내부에 설치되는 조수석 에어백(2)과, 에어백의 작동을 제어하는 ECU(3)로 구성되는 에어백장치부와,

압축공기가 공급되는 외부공급관을 연결하기 위한 연결관(4)과, 상기 연결관(4)으로부터 공급되는 압축공기를 저장하여 운전석 에어백(1)과 조수석 에어백(2)에 압축공기를 공급하는 공기탱크(5)와,

상기 연결관(4)과 공기탱크(5) 사이에, 그리고 공기탱크(5)와 에어백 사이에 설치되어 압축공기의 공급을 제어하는 솔레노이드밸브(6)와

상기 솔레노이드밸브(6)의 작동을 제어하는 스위치(7)로 구성되는 에어공급부와,

상부에 설치패널(801)을 형성하여 그 설치패널(801) 전면에 에어백장치부를 설치하고, 하부에는 수납실(802)을 형성하여 그 수납실(802) 내부에 에어공급부를 설치한 본체(8)로 구성함으로써, 에어백 시스템의 설치 구조와 작동 원리 및 고장 진단과 수리에 관한 교육을 효과적으로 실시할 수 있어 자동차 에어백 시스템에 대한 전문적인 기술적 지식을 습득한 전문 인력 양성이 용이한 이점이 있다.

자동차, 에어백 시스템, 시뮬레이션, 교육 장비, 공기탱크

Description

자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비{Airbag simulation education equipment for vehicles}

본 발명은 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 자동차에 설치되는 에어백 시스템의 구조적 원리를 이해하고, 에어백의 가상 작동을 통해서 에어백 시스템의 작동 원리 및 고장 진단과 수리에 필요한 전문 기술을 보다 효과적으로 교육할 수 있도록 한 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비에 관한 것이다.

자동차에 설치되는 대표적인 승객 보호장치의 일종인 에어백은 자동차의 전면에 검지시스템의 일종인 센서를 설치하여 자동차의 충돌이 센서에 의해 감지되면 에어백에 설치된 작동기체장치가 폭발하면서 발생한 폭발가스에 의해 에어백이 자동차의 내부 운전대 또는 전면 대쉬보드와 승객 사이에서 순간적으로 팽창하면서 관성에 의한 탑승자의 차량 내부 충돌로 인한 부상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

이러한 에어백은 자동차의 충돌시에 승객 보호 효과가 매우 우수하여 세계적 으로 사용이 급격히 증가하고 있는 실정이며, 국내 시판중인 대부분의 자동차에도 에어백 시스템을 기본 또는 선택사양의 안전장비로 채택하고 있는 실정이다.

따라서 에어백을 설치한 자동차의 숫자가 늘어난 만큼 에어백 시스템의 고장도 많고, 에어백이 원활히 작동하지 않아서 생기는 자동차 승객의 부상으로 인해 자동차 제조사와 자동차 소유자 간에 법적 분쟁도 빈번히 발생하고 있는 실정인데 이는 평소 에어백에 대한 정비나 고장진단이 정확히 이루어지지 못한데서 기인한바 크다.

이처럼 자동차에 설치된 에어백에 대한 고장진단이 정확히 이루어지지 못하는 것은 주로 자동차에 설치된 에어백 시스템의 구조나 고장 진단 등에 대한 교육이 실제 학교나 학원 등과 같은 교육 현장에서는 이론 위주로 이루어지면서 교육생들이 에어백 시스템의 구조나 고장 진단법 등을 정확히 이해하기 어렵고, 그로 인해 실제 자동차에 설치된 에어백 시스템을 정비, 점검, 수리하는 기술을 습득하기가 어렵기 때문이다.

따라서 자동차 관련 학교나 학원 등에서 교육생들에게 자동차에 설치되는 에어백 시스템에 대한 보다 효과적이고 효율적인 교육이 가능한 에어백 관련 교육 장비의 보급이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 교 육생으로 하여금 자동차에 설치되는 에어백 시스템의 구조적 원리를 쉽게 이해할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 에어백 시스템의 작동원리와 고장진단 방법 쉽게 익힐 수 있도록 함으로써, 자동차용 에어백 시스템의 고장 진단과 수리에 필요한 전문 기술을 보다 효과적으로 교육할 수 있도록 한 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동차의 핸들(101) 내부에 설치되는 운전석 에어백(1)과 대쉬보드(201) 내부에 설치되는 조수석 에어백(2)과, 에어백의 작동을 제어하는 ECU(3)로 구성되는 에어백장치부와,

외부로부터 압축공기를 공급받기 위한 연결관(4)과, 상기 연결관(4)으로부터 공급되는 압축공기를 저장하여 운전석 에어백(1)과 조수석 에어백(2)에 압축공기를 공급하는 공기탱크(5)와,

상기 연결관(4)과 공기탱크(5) 사이에, 그리고 공기탱크(5)와 에어백 사이에 설치되어 압축공기의 공급을 제어하는 솔레노이드밸브(6)와

상기 솔레노이드밸브(6)의 작동을 제어하는 스위치(7)로 구성되는 에어공급부와,

상부에 설치패널(801)을 형성하여 그 설치패널(801) 전면에 에어백장치부를 설치하고, 하부에는 수납실(802)을 형성하여 그 수납실(802) 내부에 에어공급부와 전원공급장치(9)를 설치한 본체(8)로 이루어진 구성이다.

한편, 상기 본체(8) 상면에는 에어공급부에서 압축공기를 공급받아 고속 작동하는 충격식 에어실린더(A)와, 상기 에어실린더(A)의 실린더로드에 가해지는 충격을 감지하여 이를 ECU(3)에 전달하는 충격감지부(B)를 설치한 것을 포함한다.

또한, 상기 본체(8) 상면에는 에어백장치부는 승객 탑승 여부를 감지하는 압전소자로 구성된 승객감지센서(C)를 본체(8) 상면에 설치하는 것을 포함한다.

또한, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 ECU(3)에 의해 벨트를 감는 벨트 프리텐셔너(D)를 설치한 것을 포함한다.

또한, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템을 구성하는 전기회로를 에어백장치부를 구성하는 구성품과 겹쳐지게 도시한 것을 포함한다.

또한, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템을 구성하는 전기적 회로의 고장을 진단하기 위하여 ECU(3)와 연결되는 전기적 접속수단(E)을 설치하는 것을 포함한다.

또한, 상기 본체(8) 저면에는 정지 제어가 가능한 회전식 캐스터(803)를 설치하는 것을 포함한다.

또한, 상기 자동차의 핸들(101)은 본체(8)의 설치패널(801) 전면에 설치하고, 그 핸들(101)의 전면커버(101a)를 경첩으로 여닫을 수 있도록 설치한 것을 포함한다.

또한, 상기 자동차의 대쉬보드(201)는 일단부를 본체(8)의 설치패널(801)에 나사 결합하고, 타단부에는 벨크로테입을 부착하여 설치패널(801)에 탈부착 가능케 하는 것을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 실제 자동차에 사용되는 폭발식 가스 대신에 압축공기를 이용하여 에어백을 가상 작동시킬 수 있도록 함으로써, 에어백의 반복 작동에 의한 에어백시스템의 구조나 작동원리에 대한 효과적인 교육이 가능할 뿐만 아니라, 전기적 접속수단을 구비하여 교육용 진단 테스터기나, 각종 계측장비를 이용한 진단 교육을 효과적으로 실시할 수 있는 효과가 있다.

또한, 운전석과 조수석의 에어백 작동을 각각 독립적으로 작동할 수 있도록 함으로써, 에어백 시스템의 설치 구조와 작동 원리 및 고장 진단과 수리에 관한 교육을 효과적으로 실시할 수 있어 자동차 에어백 시스템에 대한 전문적인 기술적 지식을 습득한 전문 인력 양성이 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주요 구성을 나타낸 정면 예시도로서 도면에서 도시한 바와 같이 본 발명은 본체(8) 상부에 형성된 설치패널(801)에 에어백장치부를 구성하는 주요 구성품을 작동에 간섭이 없도록 적절한 간격으로 띄워서 설치하고, 본체(8)의 하부에 형성된 수납실(802) 내부에는 에어공급부를 구성하는 구성요소를 설치하게 된다.

상기 에어백장치부는 실제 자동차에 설치되는 에어백시스템을 그대로 적용하게 되는데 핸들(101) 내부에 설치되는 운전석 에어백(1)과 대쉬보드(201) 내부에 설치되는 조수석 에어백(2)과 상기 에어백의 작동을 제어하는 ECU(3)로 구성된다.

이때 운전석 에어백(1)은 실제 자동차의 핸들(101) 내부에 설치된 상태로 보이도록 하기 위하여 자동차용 핸들(101)을 본체(8)의 설치패널(801) 전면에 설치한 후 그 핸들(101)의 전면커버(101a)를 경첩으로 여닫을 수 있도록 하여 그 전면커버(101a) 내부에 운전석 에어백(1)을 설치하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 조수석 에어백(2) 역시 실제 자동차 내부에 설치된 것처럼 보이도록 하기 위하여 자동차의 조수석에 사용되는 대쉬보드(201)를 사각 크기로 절단하여 그 일단부를 본체(8)의 설치패널(801)에 나사 결합하고, 타단부에는 벨크로테입을 부착하여 설치패널(801)에 간편하게 탈부착 가능케 한 후, 그 대쉬보드(201) 내부에 조수석 에어백(2)을 설치하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 에어공급부는 외부로부터 압축공기가 공급받기 위한 연결관(4)과, 상기 연결관(4)으로부터 공급되는 압축공기를 저장하여 운전석 에어백(1)과 조수석 에어백(2)에 압축공기를 공급하는 공기탱크(5)와, 상기 연결관(4)과 공기탱크(5) 사이에, 그리고 공기탱크(5)와 에어백 사이에 설치되어 압축공기의 공급을 제어하는 솔레노이드밸브(6)와 상기 솔레노이드밸브(6)의 작동을 제어하는 스위치(7)로 구성된다.

이때, 상기 공기탱크(5)는 운전석 에어백(1)과 조수석 에어백(2)에 압축공기를 보다 원활하게 공급하기 위하여 복수의 공기탱크(5)를 본체(8)의 수납실(802) 내부에 설치한 후 각각의 공기탱크(5)에서 운전석 에어백(1)과 조수석 에어백(2)으로 각각 공기를 분리 공급하거나 양쪽으로 동시에 공급 가능토록 하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기와 같은 압축공기 공급시 공급 압력의 제어가 필요한 경우에는 공압레귤레이터 등을 설치할 수 있으며, 각종 전자식 부품에 전원을 공급하는 전원공급장치(9)를 본체(8)의 수납실(802) 내부에 설치할 수 있음을 미리 밝혀두는 바이다.

한편, 상기 본체(8) 상면에는 압축공기를 공급받아 고속 작동하는 충격식 에어실린더(A)와, 상기 에어실린더(A)의 실린더로드에 가해지는 충격을 감지하여 이를 ECU(3)에 전달하는 충격감지부(B)를 설치함으로써, 충격감지부(B)에서 충격을 감지한 후 그 신호를 ECU(3)에 전달하면 ECU(3)가 에어백을 작동시키는 자동차용 에어백 시스템의 기본 작동 원리를 그대로 구현할 수 있게 된다.

즉, 압축공기를 에어실린더(A)로 공급하면 에어실린더(A)의 실린더로드가 고속으로 돌출되면서 충격감지부(B)를 타격하게 되는데, 상기 충격감지부(B)에는 충격감지센서가 내장되어 있어서 외부 충격을 감지한 후 이를 실제 자동차의 충돌로 인식하여 그 신호를 ECU(3)에 전달함으로써, 에어백의 작동이 이루어지게 되는 것 이다.

또한, 상기 본체(8) 상면에는 승객 탑승 여부를 감지하는 압전소자로 구성된 승객감지센서(C)를 본체(8) 상면에 설치함으로써, 승객감지센서(C)에 의한 승객 감지 결과에 따라서 에어백의 작동이 제어되는 자동차용 에어백 시스템의 작동을 그대로 구현할 수 있게 된다.

즉, 본체(8) 상면에 설치된 승객감지센서(C)에 인체를 대신할 하중물을 올려놓으면 승객감지센서(C)가 하중물을 실제 차량의 승객으로 인식한 후 그 신호를 ECU(3)에 전달함으로써, 에어백의 작동이 이루어지게 된다.

아울러, 본체(8)의 설치패널(801)에는 ECU(3)에 의해 벨트를 감는 벨트 프리텐셔너(D)를 설치한 것을 포함함으로써, 에어백의 팽창과 동시에 벨트 프리텐셔너(D)가 늘어진 벨트를 권취하도록 하여 실제 자동차에 설치된 벨트 프리텐셔너(D)와 동일한 기능을 수행하는 모습을 보여줄 수 있게 된다.

그런데 상기 벨트 프리텐셔너(D)는 실제 자동차에 설치된 상태에서 자동차의 충돌이 발생했을 때 벨트 프리텐셔너(D) 내부에 설치된 화약의 폭발력에 의해 벨트가 순간적으로 감기는 구조로 되어 있으나 본 발명에서는 화약을 실제 폭발시킬 수 없으므로 실제 자동차에 적용되는 화약의 폭발력을 급속 공급되는 압축공기의 힘으로 대체하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템을 구성하는 전기회로를 에어백장치부를 구성하는 구성품과 겹쳐지게 도시함으로써, 실제 자동차에 사용되는 에어백시스템의 각 구성물과 그 구성물들이 전기적으로 연결된 상태를 한눈에 쉽게 파악할 수 있게 된다.

또한, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템을 구성하는 전기적 회로의 고장을 진단하기 위하여 ECU(3)와 연결되는 전기적 접속수단(E)을 설치함으로써, 자동차의 전기적 장치 진단에 많이 사용되는 자기진단기나 오실로스코프 등을 상기 전기적 접속수단(E)에 연결하여 에어백 시스템의 고장 진단에 대한 교육을 할 수 있게 된다.

이때, 상기 ECU(3)는 에어백시스템을 구성하는 전기적 회로의 고장 진단을 효율적으로 수행하기 위하여 에어백 작동 전 상황을 기억하는 ECU와 에어백 작동 후 상황을 기억하는 ECU를 통합 구성함으로써, 에어백 작동 전의 전기적 회로와 부품의 진단 및 에어백 작동 후의 전기적 회로와 부품에 대한 전기적 진단이 가능하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

아울러 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템의 주요 기능을 작동을 선택하거나 인위적으로 제어하기 위하여 ECU의 기능을 제어하는 스위치나 에어백이 작동되었음을 표시하는 에어백 경고등, 승객의 승차 여부를 인위적으로 설정하기 위한 시트 스위치 등을 부가적으로 설치할 수 있음을 미리 밝혀두는 바이다.

이상에서 설명한 본 발명의 작동 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압축공기가 공급되는 외부공급관을 연결관(4)에 연결한 후, 본체(8)에 전원을 공급하면 솔레노이드밸브(6)의 전원이 인가되면서 공기탱크(5)에 공기가 완충된다.

이어서 본체(8)의 설치패널(801)에 설치된 조수석 탑승 감지 스위치(7)로 조수석 에어백의 작동 여부를 설정한 후 본체(8)와 전기배선으로 길게 연결된 스위치(7)를 밟아서 작동 신호를 보내면 에어공급부의 각 솔레노이드 밸브(6)가 개방되어 운전석 에어백(1)의 운전석 에어백이 전개되고, 상기 조수석 탑승 감지 스위치(7)의 설정에 따라서 조수석 에어백(2)의 조수석 에어백이 전개 또는 비 전개됨으로써, 에어백의 작동에 대한 교육을 할 수 있게 되는 것이다.

한편, 압축공기의 충진에 의해 팽창된 에어백은 솔레노이드 밸브(6)의 개방 후 수동 조작을 통해서 에어백 내부의 공기를 배출시킴으로써, 에어백을 수축시킨 후 다시 각 에어백 모듈 내부에 접어 넣음으로써 에어백의 작동에 대한 반복적인 교육이 가능케 된다.

아울러 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템을 구성하는 전기적 회로의 고장을 진단하기 위하여 ECU(3)와 연결되는 전기적 접속수단(E)으로서 D.L.C 단자와 같은 자기진단 커넥터가 설치되어 있기 때문에 교육용 진단 테스터기나, 각종 계측장비를 이용한 진단 교육을 효과적으로 실시할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기와 같이 운전석 에어백(1)과 조수석 에어백(2)의 설치 예를 기준으로 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 필요한 경우에는 상기 에어백 시스템과 동일한 시스템 구성을 가진 커튼 에어백이나 사이드 에어백을 본체(8)에 추가 설치하거나, 운전석 및 조수석 에어백과 교체하여 설치할 수 있음은 당연하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 주요 구성을 나타낸 정면 예시도

도 2는 본 발명의 측면 예시도

도 3은 본 발명의 압축공기 흐름을 나타낸 공압 회로도

도 4는 본 발명의 에어백 팽창 상태를 나타낸 정면 예시도

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 정면 예시도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 운전석 에어백 101: 핸들

2: 조수석 에어백 201: 대쉬보드

3: ECU 4: 연결관

5: 공기탱크 6: 솔레노이드밸브

7: 스위치 8: 본체

801: 설치패널 802: 수납실

803: 캐스터 9: 전원공급장치

A: 에어실린더

B: 충격감지부 C: 승객감지센서

D: 벨트 프리텐셔너 E: 접속수단

Claims (9)

1. 자동차의 핸들(101) 내부에 설치되는 운전석 에어백(1)과 대쉬보드 내부에 설치되는 조수석 에어백(2)과, 에어백의 작동을 제어하는 ECU(3)로 구성되는 에어백장치부와,

   외부로부터 압축공기를 공급받기 위한 연결관(4)과, 상기 연결관(4)으로부터 공급되는 압축공기를 저장하여 운전석 에어백(1)과 조수석 에어백(2)에 압축공기를 공급하는 공기탱크(5)와,

   상기 연결관(4)과 공기탱크(5) 사이에, 그리고 공기탱크(5)와 에어백 사이에 설치되어 압축공기의 공급을 제어하는 솔레노이드밸브(6)와

   상기 솔레노이드밸브(6)의 작동을 제어하는 스위치(7)로 구성되는 에어공급부와,

   상부에 설치패널(801)을 형성하여 그 설치패널(801) 전면에 에어백장치부를 설치하고, 하부에는 수납실(802)을 형성하여 그 수납실(802) 내부에 에어공급부를 설치한 본체(8)로 구성되는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(8) 상면에는 에어공급부에서 압축공기를 공급받아 고속 작동하는 충격식 에어실린더(A)와, 상기 에어실린더(A)의 실린더로드에 가해지는 충격을 감지하여 이를 ECU(3)에 전달하는 충격감지부(B)를 설치한 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(8) 상면에는 에어백장치부는 승객 탑승 여부를 감지하는 압전소자로 구성된 승객감지센서(C)를 본체(8) 상면에 설치하는 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 ECU(3)에 의해 벨트를 감는 벨트 프리텐셔너(D)를 설치한 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템을 구성하는 전기회로를 에어백장치부를 구성하는 구성품과 겹쳐지게 도시한 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(8)의 설치패널(801) 전면에는 에어백시스템을 구성하는 전기적 회로의 고장을 진단하기 위하여 ECU(3)와 연결되는 전기적 접속수 단(E)을 설치하는 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(8) 저면에는 정지 제어가 가능한 회전식 캐스터(803)를 설치하는 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 자동차의 핸들(101)은 본체(8)의 설치패널(801) 전면에 설치하고, 그 핸들(101)의 전면커버(101a)를 경첩으로 여닫을 수 있도록 설치한 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 자동차의 대쉬보드(201)는 일단부를 본체(8)의 설치패널(801)에 나사 결합하고, 타단부에는 벨크로테입을 부착하여 설치패널(801)에 탈부착 가능케 하는 것을 포함하는 자동차용 에어백 시뮬레이션 교육 장비.

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