KR20020054828A - 차량용 슬래드 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

시험 차체와 슬래드 사이에 피칭 재현수단을 구성하여 충격시험장비의 충격력을 이용하여 발생되는 유압에 의하여 시험 차체에 충격시험과 함께, 피칭 작동을 재현할 수 있도록 하는 차량용 슬래드 테스트 장치를 제공할 목적으로,

시험실의 바닥면에 고정되는 레일블럭과, 상기 레일블럭 상에 전후방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 슬래드와, 다양한 종류의 시험을 위한 구성부품이 내장되어 상기 슬래드의 상면에 설치되는 시험 차체와, 상기 슬래드의 전방에서 주 제어기의 제어신호에 따라 고압의 압축 공기에 의해 작동하여 상기 슬래드를 가격함으로서 실차 충돌시의 차체 펄스를 재현하는 충격시험장비로 이루어지는 차량용 슬래드 테스트 장치에서,

상기 시험 차체는 그 전방 하단이 상기 슬래드 상에 고정힌지를 통하여 결합되며, 상기 시험 차체의 후방 일측과 그 하부의 슬래드 상의 일측에 각각 힌지 체결되어 유압에 의하여 작동하여 시험 차체에 피칭 작동을 재현하는 피칭 재현수단과; 상기 슬래드 내부에 형성되는 유압관로와 슬래드 외부에 구성되는 유압호스를 통하여 피칭 재현수단과 연결되며, 충격시험장비의 충격 피스톤의 작동에 의하여 유압을 발생시켜 상기 피칭 재현수단에 작동 유압으로 공급하는 유압 발생수단과; 상기 유압 발생수단과 피칭 재현수단에 연결되어 설정된 충격력에 대한 피칭각만큼, 시험 차체에 피칭 동작이 재현되도록 라인내에 유압유의 초기유량을 설정하기 위한 유량 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 슬래드 테스트 장치를 제공한다.

Description

차량용 슬래드 테스트 장치{SLED TEST SYSTEM FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 슬래드 충격시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시험 차체와 슬래드 사이에 피칭 재현수단을 구성하여 충격시험장비의 충격력을 이용하여 발생되는 유압에 의하여 시험 차체에 충격시험과 함께, 피칭 작동을 재현할 수 있도록 하는 차량용 슬래드 테스트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 최초로 신차 개발시에는 개발된 차량의 안전도를 체크하기 위하여 다양한 안전성 시험을 하게되는데, 이는 일정한 기준을 마련하고 이 기준에 합당한지 여부에 따라 완성도를 체크하게 된다.

차량에 있어서의 안전성은 특히, 인간의 생명과 관련되는 바, 차량의 완성도에 가장 많은 영향을 미치는 요소라 할 수 있으며, 세계 여러 나라에서도 이와 같은 차량의 안전도에 가장 엄격한 기준을 적용시키고 있는 실정이다.

이러한 안전성 시험에는, 시트의 안전성 시험, 시험용 더미의 내구시험, 에어백 작동시험, 도어 잠금장치 변형시험 등이 있으며, 이러한 시험들은 최대한 실차조건에 가깝게 하여 시험을 할 수 있도록, 실제 차체에 각 구성부품들이 모두 장착된 상태에서 차량용 슬래드 테스트 장치를 통하여 그 시험이 이루어진다.

이러한 슬래드 테스트 장치는 실차 충돌 시험시, 차량이 받는 충격량과 감속도 패턴을 그대로 대상에서 재현하는 장치로서, 실차 충돌 시험시의 인력과 시간, 예산 등을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 레일상에서 후퇴 가능한 슬래드 위에 시험대상인 차체의 일부가 설치되고, 차체 내부에 안전관련 부품들(즉, 에어백, 시트벨트, 시트 등)이 장착되며, 시트 상에는 더미가 안착된 상태로, 슬래드 전방에 위치한 충격 피스톤이 실차 충돌시의 충격치, 감속도 패턴에 따라 슬래드를 가격하여 슬래드 위에 설치된 차체 및 기타 장착 시험품들에 실차 충돌시의 충격 및 감속도가 그대로 재현되도록 함으로서, 충돌시 더미가 받는 충력치, 변위 및 거동 등을 수집하게 된다.

도 4는 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치의 전체 구성도로서, 종래 차량용 슬래드 테스트 장치의 구성은 시험실의 바닥면에 고정되는 레일블럭(101) 상에 전후방향으로 슬라이드 가능하게 슬래드(103)를 설치하고, 상기 슬래드(103)의 상면에는 시험 차체(105)를 전후방향에서 고정하여 탑재한다.

그리고 상기 슬래드(103)의 전방에는 고압의 압축공기에 의해 작동하는 충격 피스톤(107)을 이용하여 슬래드(103)를 가격함으로서, 실차 충돌시의 차체 펄스를 재현하는 충격시험장비(109)가 구비된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 차량용 슬래드 테스트 장치에 의하면, 도 5에서 도시한 바와 같이, 실차 충돌시에 차체(151) 앞부분(153)이 충격을 흡수하며 파손되는 동안, 차체(151)의 뒷부분(155)은 위로 틀려 차체 전체적으로 볼 때, 피칭 현상이 일어나는데 반하여, 상기한 종래 슬래드 테스트 장치는 차체가 슬래드 상에 고정되어 이를 재현하지 못하게 된다.

따라서, 실차 충돌시와 동일한 시험 조건을 갖는 슬래드 테스트 장치의 재현이 불가능함으로, 상기 피칭 현상에 의하여 차량내 탑승자가 충돌시 받는 충격치, 앞으로 튀어나가는 변위, 인체와 부품간의 충돌거동 등에 대한 정확한 시험 데이터를 획득할 수 없다는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로써, 본 발명의 목적은 시험 차체와 슬래드 사이에 피칭 재현수단을 구성하여 충격시험장비의 충격력을 이용하여 발생되는 유압에 의하여 시험 차체에 충격시험과 함께, 피칭 작동을 재현할 수 있도록 하는 차량용 슬래드 테스트 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치의 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치의 작동 상태도이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치의 유량 제어수단의 구성도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치의 전체 구성도이다.

도 5는 차량의 정면 충돌시, 차체에 발생되는 피칭현상을 도시한 도면이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치는 시험실의 바닥면에 고정되는 레일블럭과, 상기 레일블럭 상에 전후방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 슬래드와, 다양한 종류의 시험을 위한 구성부품이 내장되어 상기 슬래드의 상면에 설치되는 시험 차체와, 상기 슬래드의 전방에서 주 제어기의 제어신호에 따라 고압의 압축공기에 의해 작동하여 상기 슬래드를 가격함으로서 실차 충돌시의 차체 펄스를 재현하는 충격시험장비로 이루어지는 차량용 슬래드 테스트 장치에서,

상기 시험 차체는 그 전방하단이 상기 슬래드 상에 고정힌지를 통하여 결합되며,

상기 시험 차체의 후방 일측과 그 하부의 슬래드 상의 일측에 각각 힌지 체결되어 유압에 의하여 작동하여 시험 차체에 피칭 작동을 재현하는 피칭 재현수단과;

상기 슬래드 내부에 형성되는 유압관로와 슬래드 외부에 구성되는 유압호스를 통하여 피칭 재현수단과 연결되며, 충격시험장비의 충격 피스톤의 작동에 의하여 유압을 발생시켜 상기 피칭 재현수단에 작동 유압으로 공급하는 유압 발생수단과;

상기 유압 발생수단과 피칭 재현수단에 연결되어 설정된 충격력에 대한 피칭각만큼, 시험 차체에 피칭 동작이 재현되도록 라인내에 유압유의 초기유량을 설정하기 위한 유량 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 피칭 재현수단은 상기 시험 차체의 후방 일측에 피스톤 로드의 선단과힌지 체결되며, 그 하부의 슬래드 상의 일측에 하단이 힌지 체결되어 유량 제어수단에 의해 설정된 유량에 따른 작동 유압이 공급되면, 상기 시험 차체를 그 전방의 고정힌지를 중심으로 후방을 들어올려 회전시킴으로서 설정된 피칭 동작을 재현하는 유압 작동 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하고,

상기 유압 발생수단은 상기 슬래드의 전방 내측에 구성되어 상기 유량 제어수단에 의해 설정된 유량을 따른 유압을 발생하여 상기 피칭 제어수단에 공급하는 유압 발생 실린더와; 상기 유압 발생 실린더 내부의 피스톤과 피스톤 로드를 통하여 연결되어 상기 충격 피스톤의 충격력을 상기 슬래드와 유압 발생 실린더에 전달하는 충격판으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 유량 제어수단은 상기 슬래드 상의 일측에 구성되는 유압유 저장탱크와; 상기 슬래드 상의 일측에 구성되어 상기 슬래드 내부에 형성되는 유압관로와 슬래드 외부에 구성되는 유압호스를 연결함과 동시에, 상기 유압유 저장탱크와 연결관로를 통하여 연결되어 유로를 가변하는 3웨이 솔레노이드 밸브와; 상기 유압유 저장탱크와 3웨이 솔레노이드 밸브를 연결하는 연결관로 상에 장착되는 양방향 유압펌프와; 상기 슬래드 내부에 형성되는 유압관로 상의 일측에 구성되는 이를 단속하는 개폐 솔레노이드 밸브와; 상기 슬래드의 전방 상측에 장착되어 변위 로드를 통하여 상기 충격판과 연결되어 유압 발생 실린더 내부의 피스톤의 위치를 감지하는 변위 측정 센서와; 상기 3웨이 솔레노이드 밸브, 양방향 유압펌프, 개폐 솔레노이드 밸브 및 변위 측정 센서와 전기적으로 연결되어 상기 피칭각 입력부를 통하여 충격력에 대한 설정된 피칭각만큼, 시험 차체에 피칭 동작이 재현되도록 라인내에유압유의 초기유량을 제어하는 주 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치의 전체 구성도로서, 본 발명의 구성은 시험실의 바닥면에 레일블럭(1)이 고정되고, 상기 레일블럭(1) 상에는 전후방향으로 슬라이드 가능하게 슬래드(3)가 장착된다.

그리고 상기 슬래드(3) 상에는 그 전방에 시험 차체(5)의 전방하단이 고정 힌지(7)를 통하여 체결된다.

또한, 상기 슬래드(3)의 전방에는 주 제어부(9)의 제어신호에 따라 고압의 압축가스(또는 유압)에 의해 충격 피스톤(11)이 전방으로 작동하여 슬래드(3)를 가격함으로서 실차 충돌시의 차체 펄스를 재현하는 충격시험장비(13)가 구성된다.

그리고 상기 시험 차체(5)의 후방 일측과 그 하부의 슬래드(3) 상의 일측 사이에는 피칭 재현수단인 유압 작동 실린더(15)상기 시험 차체(5)의 후방 일측에 피스톤 로드(17)의 선단과 힌지(19) 체결되며, 그 하부의 슬래드(3) 상의 일측에는 상기 유압 작동 실린더(15)의 하단이 힌지(21) 체결되어 작동 유압이 공급되면, 상기 시험 차체(5)를 그 전방의 고정 힌지(7)를 중심으로 후방을 들어올려 회전시킴으로서 설정된 피칭 동작을 재현하도록 이루어진다.

또한, 상기 슬래드(3) 내부에는 유압관로(23)를 형성하고, 상기 유압관로(23)와 상기 유압 작동 실린더(15)를 슬래드(3)의 외부에서 유압호스(25)로 연결한다.

그리고 상기 충격시험장비(13)의 충격 피스톤(11)의 작동에 의하여 유압을 발생시켜 상기 유압관로(23)와 유압호스(25)를 통하여 상기 피칭 재현수단인 유압 작동 실린더(15)에 작동 유압으로 공급하기 위한 유압 발생수단으로, 상기 슬래드(3)의 전방 내측에 유압 발생 실린더(27)를 구성하고, 이 유압 발생 실린더(27) 내부의 피스톤(29)과 피스톤 로드(31)를 통하여 상기 충격 피스톤(11)의 충격력을 상기 슬래드(3)와 유압 발생 실린더(27)에 전달하도록 충격판(33)을 연결하여 이루어진다.

그리고 상기 유압 발생수단과 피칭 재현수단이 설정된 충격력에 대한 피칭각만큼, 시험 차체(5)에 피칭 동작이 재현되도록 라인내에 유압유의 초기유량을 설정하기 위한 유량 제어수단이 구성되는데, 이 유량 제어수단은 상기 슬래드(3) 상의 일측에 유압유 저장탱크(43)를 구비하고, 주 제어부(9)에 의해 유로의 방향을 가변시켜 주는 3웨이 솔레노이드 밸브(35)와 양방향 유압펌프(37), 개폐 솔레노이드 밸브(39) 및 변위 측정 센서(41) 등으로 이루어진다.

상기 3웨이 솔레노이드 밸브(35)는 상기 슬래드(3) 상의 일측에 구성되어 상기 슬래드(3) 내부에 형성되는 유압관로(23)와 슬래드(3) 외부에 구성되는 유압호스(25)를 상호 연결함과 동시에, 상기 유압유 저장탱크(43)와 연결관로(45)를 통하여 연결되어 주 제어부(9)의 제어신호에 따라 상기 유압관로(23)와 유압호스(25) 또는 이에 연결관로(45)를 포함하는 유로로 가변하게 된다.

그리고 상기 양방향 유압펌프(37)는 상기 유압유 저장탱크(43)와 3웨이 솔레노이드 밸브(35)를 연결하는 연결관로(45) 상에 장착되어 주 제어부(9)의 제어신호에 따라 상기 유압유 저장탱크(43) 내의 유압유를 라인으로 배출 또는 라인(즉, 유압관로, 유압호스 및 연결관로를 통칭)으로부터 흡입하여 저장하게 된다.

또한, 상기 개폐 솔레노이드 밸브(39)는 슬래드(3) 내부에 형성되는 유압관로 상의 일측에 구성되어 주 제어부의 제어신호에 따라 이를 단속하게 된다.

또, 상기 변위 측정 센서(41)는 상기 슬래드(3)의 전방 상측에 장착되어 변위 로드(47)를 통하여 상기 충격판(33)과 연결되어 유압 발생 실린더(27) 내부의 피스톤(29)의 위치를 감지하여 상기 주 제어부(9)에 그 신호를 입력하게 된다.

그리고 상기 주 제어부(9)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 3웨이 솔레노이드 밸브(35), 양방향 유압펌프(37), 개폐 솔레노이드 밸브(39) 및 변위 측정 센서(41)와 전기적으로 연결되어 피칭각 입력부(49)를 통하여 충격력에 대한 설정된 피칭각만큼, 시험 차체(5)에 피칭 동작이 재현되도록 라인내에 유압유의 초기유량을 제어하게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 슬래드 테스트 장치의 작동은 먼저, 실차 충돌 시험에서 얻어진 피칭각의 설정값을 본 발명에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치에서 재현하기 위하여, 주 제어부(9)(9)에 피칭각 입력부(41)를 통하여 입력하면, 상기 주 제어기(9)는 상기 유압 발생 실린더(27) 내 피스톤(29)을 초기 위치로 복귀시키기 위하여, 상기 3웨이 솔레노이드 밸브(35)를 제어하여 상기 유압관로(23), 유압호스(25) 및 연결관로(45)를 상호 연결시키도록 유로를 형성하게 된다.

그 다음, 상기 양방향 유압펌프(37)를 기동하여 라인내 유압유를 흡입하여상기 유압유 저장탱크(43)에 저장하게 된다.

이때, 상기 유압 발생 실린더(27) 내 피스톤(29)이 후퇴한 원위치로 옮겨지면, 상기 변위 측정 센서(41)가 이를 감지하여 그 신호를 주 제어부(9)로 입력하면, 상기 주 제어부(9)는 개폐 솔레노이드 밸브(39)를 제어하여 유압관로(23)를 차단함으로서 상기 피스톤(29)을 고정하게 된다.

이러한 상태에서, 상기 주 제어부(9)는 상기 피칭각 입력부(41)를 통하여 입력된 피칭각 설정치 만큼, 상기 시험 차체(5)를 피칭 작동시킬 수 있도록, 상기 양방향 유압펌프(37)를 반대로 기동시켜 시험 차체(5)가 설정된 피칭각까지 후방이 상승되도록 상기 시험 차체(5)의 후방 일측에 장착되는 피칭각 센서(51)를 통하여 모니터링하면서 유압유 저장탱크(43) 내부의 유압유를 연결관로(45)를 통하여, 상기 유압관로(23)와 유압호스(25) 및 유압 작동 실린더(15)내에 충진시킨다.

이에 따라, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 시험 차체(5)가 설정된 피칭각까지 도달하면, 상기 주 제어부(9)는 상기 3웨이 솔레노이드 밸브(35)를 제어하여 상기 연결관로(45)를 차단함과 동시에 양방향 유압펌프(37)를 정지시킨다.

그리고 상기 주 제어부(9)가 개폐 솔레노이드 밸브(39)를 제어하여 상기 유압관로(23)를 오픈시키면, 시험 차체(5)의 중량에 의해 상기 유압 작동 실린더(15) 내에 충진되었던 유압유는 유압호스(25)와 유압관로(23)를 통하여 상기 유압 발생 실린더(27) 내부로 이동하여 피스톤(29)을 밀어 상기 충격판(33)이, 도 1에서와 같이, 시험을 위한 초기 위치로 돌출하도록 전진시키게 된다.

이와 같이, 충격판(33)이 초기 시험 위치에 설정된 상태에서, 주 제어부(9)가 상기 충격시험장비(13)를 작동시키면, 충격 피스톤(11)이 상기 충격판(33)을 가격하도록 하여 슬래드 테스트를 실시하게 된다.

즉, 상기 도 2에서와 같이, 상기 충격판(33)에 충격 피스톤(11)의 충격력이 전달되면, 상기 충격판(33)은 순간적으로 유압 발생 실린더(27) 내 피스톤(29)을 후퇴시켜, 유압을 발생시키게 되고, 이 유압은 상기 유압 작동 실린더(15)로 공급되어 상기 슬래드(3)의 후퇴와 동시에, 시험 차체(5)의 후방을 들어올려 설정된 피칭각만큼 피칭 작동을 재현하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 슬래드 테스트 장치에 의하면, 시험 차체와 슬래드 사이에 피칭 재현수단을 구성하여 충격시험장비의 충격력을 이용하여 발생되는 유압에 의하여 시험 차체에 충격시험과 함께, 피칭 작동을 재현할 수 있도록 함으로서, 실차 충돌시와 동일한 시험 조건을 갖는 슬래드 테스트 장치의 재현이 가능하게 되며, 이에 따라, 상기 피칭 현상에 의하여 차량내 탑승자가 충돌시 받는 충격치, 앞으로 튀어나가는 변위, 인체와 부품간의 충돌거동 등에 대한 정확한 시험 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 시험실의 바닥면에 고정되는 레일블럭과, 상기 레일블럭 상에 전후방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 슬래드와, 다양한 종류의 시험을 위한 구성부품이 내장되어 상기 슬래드의 상면에 설치되는 시험 차체와, 상기 슬래드의 전방에서 주 제어기의 제어신호에 따라 고압의 압축공기에 의해 작동하여 상기 슬래드를 가격함으로서 실차 충돌시의 차체 펄스를 재현하는 충격시험장비로 이루어지는 차량용 슬래드 테스트 장치에 있어서,

   상기 시험 차체는 그 전방하단이 상기 슬래드 상에 고정힌지를 통하여 결합되며,

   상기 시험 차체의 후방 일측과 그 하부의 슬래드 상의 일측에 각각 힌지 체결되어 유압에 의하여 작동하여 시험 차체에 피칭 작동을 재현하는 피칭 재현수단과;

   상기 슬래드 내부에 형성되는 유압관로와 슬래드 외부에 구성되는 유압호스를 통하여 피칭 재현수단과 연결되며, 충격시험장비의 충격 피스톤의 작동에 의하여 유압을 발생시켜 상기 피칭 재현수단에 작동 유압으로 공급하는 유압 발생수단과;

   상기 유압 발생수단과 피칭 재현수단에 연결되어 설정된 충격력에 대한 피칭각만큼, 시험 차체에 피칭 동작이 재현되도록 라인내에 유압유의 초기유량을 설정하기 위한 유량 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 슬래드 테스트 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 피칭 재현수단은

   상기 시험 차체의 후방 일측에 피스톤 로드의 선단과 힌지 체결되며, 그 하부의 슬래드 상의 일측에 하단이 힌지 체결되어 유량 제어수단에 의해 설정된 유량에 따른 작동 유압이 공급되면, 상기 시험 차체를 그 전방의 고정힌지를 중심으로 후방을 들어올려 회전시킴으로서 설정된 피칭 동작을 재현하는 유압 작동 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 슬래드 테스트 장치
3. 청구항 1에 있어서, 상기 유압 발생수단은

   상기 슬래드의 전방 내측에 구성되어 상기 유량 제어수단에 의해 설정된 유량을 따른 유압을 발생하여 상기 피칭 제어수단에 공급하는 유압 발생 실린더와;

   상기 유압 발생 실린더 내부의 피스톤과 피스톤 로드를 통하여 연결되어 상기 충격 피스톤의 충격력을 상기 슬래드와 유압 발생 실린더에 전달하는 충격판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 슬래드 테스트 장치.
4. 청구항 1 또는 2 또는 3에 있어서, 상기 유량 제어수단은

   상기 슬래드 상의 일측에 구성되는 유압유 저장탱크와;

   상기 슬래드 상의 일측에 구성되어 상기 슬래드 내부에 형성되는 유압관로와 슬래드 외부에 구성되는 유압호스를 연결함과 동시에, 상기 유압유 저장탱크와 연결관로를 통하여 연결되어 유로를 가변하는 3웨이 솔레노이드 밸브와;

   상기 유압유 저장탱크와 3웨이 솔레노이드 밸브를 연결하는 연결관로 상에 장착되는 양방향 유압펌프와;

   상기 슬래드 내부에 형성되는 유압관로 상의 일측에 구성되어 이를 단속하는 개폐 솔레노이드 밸브와;

   상기 슬래드의 전방 상측에 장착되어 변위 로드를 통하여 상기 충격판과 연결되어 유압 발생 실린더 내부의 피스톤의 위치를 감지하는 변위 측정 센서와;

   상기 3웨이 솔레노이드 밸브, 양방향 유압펌프, 개폐 솔레노이드 밸브 및 변위 측정 센서와 전기적으로 연결되어 상기 피칭각 입력부를 통하여 충격력에 대한 설정된 피칭각만큼, 시험 차체에 피칭 동작이 재현되도록 라인내에 유압유의 초기유량을 제어하는 주 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 슬래드 테스트 장치.