KR20030061487A - 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시험 차량을 전복 상태와 정상 상태에서 반복하여 전복 시뮬레이션을 실시할 수 있게 함으로써, 전복 시험에 대한 반복성 및 재현성을 얻을 수 있도록 한 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템 및 그 방법을 제공한다. 이를 실현하기 위한 본 발명의 방법은 연결 프레임의 길이를 조절하여 시험 차량의 전길이에 맞게 조절해 주는 과정과, 한쌍의 승강 장치사이에 시험 차량을 고정시켜 주는 과정과, 상기 시험 차량을 소정의 높이만큼 위로 들어 올리는 과정과, 이 상태에서 상기 시험 차량을 180°회전시켜 전복상태로 만들어 주는 과정과, 자중에 의해 상기 시험 차량이 지면에 부딛히도록 하는 과정과, 다시 시험 차량을 들어 올린 다음 180°회전시켜 정상 상태로 만들어 준 다음 다시 낙하시켜 주는 과정과, 상기 전복 상태와 정상 상태를 반복하여 시험하는 과정으로 이루어진다. 또한, 본 발명의 장치는 내부에 차량의 수용할 수 있도록 형성된 하부 연결 프레임과, 이 하부 연결 프레임에 의해 서로 연결되고 일측에 서로 마주보는 회전 수단이 구비된 한쌍의 승강 장치와, 상기 한쌍의 승강 장치의 상부에 연결되는 상부 연결 프레임과, 상기 회전 수단 및 승강 장치를 제어해 주는 제어기를 포함한다.

Description

차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템 및 그 방법{Simulation system for overturning accident of an automobile and its method}

본 발명은 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시험 차량을 정상 상태와 전복 상태에서 자유 낙하로 충격을 반복적으로 가해 동적인 상태에서 전복 시험을 평가하기 위한 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 개발 단계에서 여러가지 시뮬레이션 시스템을 통해 운전자 및 탑승자의 안전성을 높여 주게 된다. 이러한 여러가지 시뮬레이션 시스템은 실제 일어날 수 있는 상황과 가장 유사한 조건에 맞도록 그 조건을 설정하여 시험을 실시하게 된다.

첨부도면 도 3은 이러한 여러가지 시뮬레이션 시스템 중에서 하나인 전복 사고에 대한 시뮬레이션 시스템을 보여주고 있다. 상기 시뮬레이션 시스템(100)은 시험 차량(200)이 경사진 상태로 놓여져서 이 상태를 유지시켜 주는 경사판(110)과, 시험 차량(200)과 함께 이 경사판(110)을 소정의 속도로 끌어주어 플래트폼(120)을 포함하여 이루어진다.

특히, 상기 경사판(110)은 지면에 대해서 약 25°도 각도로 설치되며 일측에는 시험 차량(200)이 미끌리지 않도록 미끌림 방지턱(111)이 형성되어 있다. 또한, 상기 플래트폼(120)에는 첨부도면에서는 도시되어 있지 않으나 이를 소정의 속도로 끌어 당긴 다음 순간적으로 정지시켜 주는 구동장치가 구비되어 있다.

이와 같이 이루어진 차량 전복 사고 시뮬레이션 시스템은 각종 감지 장치가 장착된 시험 차량(200)을 미끄럼 방지턱(111)에 걸리도록 경사판(110)위에 올려 놓은 다음 플레트폼(120)을 소정의 속도로 당긴 후 순간적으로 정지시켜 시험 차량(200)을 전복시키게 된다. 이에, 상기 시험 차량(200)은 관성력에 의해 전복되게 되는데, 이때 상기 시험 차량(200)에 장착된 각종 감지 장치로부터 차량의 상태에 대한 신호를 검출하여 전복 사고에 대한 상황을 얻게 된다.

그러나, 종래의 시뮬레이션 시스템 및 그 방법은 차량의 주행중 전복되는 상황에 대해서 반복적으로 실시하는 경우 반복성과 재현성에 대한 시험 데이타의 재현성에 문제가 발생하게 되어 이에 대한 개선이 필요하게 되었다. 특히, 실제 전복 사고가 발생시 차량이 여러번에 걸쳐 전복 하중을 받게 되나 종래의 시스템으로는 연속적인 전복 상태를 반영하지 못해 승객의 상해 정도를 정확하게 나타낼 수 없는 문제가 발생하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 시험 차량을 전복 상태와 정상 상태에서 반복하여 전복 시뮬레이션을 실시할 수 있게 함으로써, 전복 시험에 대한 반복성 및 재현성을 얻을 수 있도록 한 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타내는 구성도,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따르는 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 도면,

도 3은 종래의 차량 전복 사고 시뮬레이션 시스템을 나타내는 구성도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 하부 연결 프레임 11 : 2중 관 구조

20 : 승강 장치 21 : 승강대

22 : 승강판 23 : 선회수단

24a : 랙부 24b : 피니언

25 : 모터 26 : 이송수단

26a : 체인 27 : 고정수단

28 : 회전수단 30 : 상부 연결 프레임

40 : 제어기 50 : 회전 프레임

100 : 시뮬레이션 시스템 110 : 경사대

111 : 미끄럼 방지턱 120 : 플래트폼(platform)

200 : 시험 차량

이를 실현하기 위한 본 발명에 따르는 차량의 전복 사고 시뮬레이션 방법은 연결 프레임의 길이를 조절하여 시험 차량의 전길이에 맞게 조절해 주는 과정과, 한쌍의 승강 장치사이에 시험 차량을 고정시켜 주는 과정과, 상기 시험 차량을 소정의 높이만큼 위로 들어 올리는 과정과, 이 상태에서 상기 시험 차량을 180°회전시켜 전복상태로 만들어 주는 과정과, 자중에 의해 상기 시험 차량이 지면에 부딛히도록 하는 과정과, 다시 시험 차량을 들어 올린 다음 180°회전시켜 정상 상태로 만들어 준 다음 다시 낙하시켜 주는 과정과, 상기 전복 상태와 정상 상태를 반복하여 시험하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르는 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템은 내부에 차량의 수용할 수 있도록 형성된 하부 연결 프레임과, 이 하부 연결 프레임에 의해 서로 연결되고 일측에 서로 마주보는 회전 수단이 구비된 한쌍의 승강 장치와, 상기 한쌍의 승강 장치의 상부에 연결되는 상부 연결 프레임과, 상기 회전 수단 및 승강 장치를 제어해 주는 제어기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 한쌍의 승강 장치는 각각 연결 프레임에 의해 프레임에 지면과 수직인 상태에서 서로 나란하게 위치하는 승강대와, 이 승강대에 랙-피니언 구조로 결합되어 모터 구동으로 승하강되는 승강판과, 상기 시험 차량을 승강판에 고정시켜 주는 고정수단과, 모터 구동으로 이 고정수단을 회전시켜 주는 기어 구조를 포함하는 선회수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한쌍의 승강 장치는 어느 하나의 하부에 제자리 회전이 가능하도록 구성되고 다른 하나에는 제자리 회전하는 승강장치를 중심으로 하여 회전가능하도록 이송 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 연결 프레임과 상부 연결 프레임은 그 중간 부분이 2중 관 구조로 이루어져서 슬라이드 타입으로 길이 조절이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따르는 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다. 여기서, 도면부호 200은 시험 차량을 나타낸다.

본 발명은 상기 시험 차량(200)의 전길이에 맞게 길이 조절이 가능한 하부 연결 프레임(10)과, 실질적으로 시험 차량(200)을 시험하고자 하는 높이만큼 위로 승강시켜 주고 정상 상태 또는 전복상태로 회전시켜 주는 승강 장치(20)와, 이 승강 장치(20)가 소정의 간격을 유지하도록 구성된 상부 연결 프레임(30)과, 상기 회전 수단과 승강 장치를 제어해 주는 제어기(40)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 하부 연결 프레임(10)과 상부 연결 프레임(30)은 한쌍의 승강 장치(20)의 하부와 상부에 각각 고정되어 본 발명에 따르는 시뮬레이션 시스템이 일정한 형태를 갖추도록 하는 프레임이다. 특히, 상기 하부 연결 프레임(10)은 내부에 시험 차량(200)을 수용할 수 있는 크기로 형성하여, 전복 상태나 정상 상태에서 시험 차량이 자중에 의해 아래로 떨어지더라도 간섭이 발생하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부 연결 프레임(10)과 상부 연결 프레임(30)은 길이 중간 부분을 2중 관 구조로 형성하고, 이 관 구조를 통해 프레임(10,30)을 잡아 당긴 상태에서 볼트 등으로 체결할 수 있게 하여 시험 차량의 종류에 상관없이 전길이에 맞게 길이 조절을 할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

승강 장치(20)는 상술한 하부 연결 프레임(10)과 상부 연결 프레임(30)에 의해 지면에 대해 수직으로 설치되는 한쌍의 승강대(21)와, 모터 구동에 의해 이 승강대(21)를 따라 상하 높이 조절이 가능한 승강판(22)과, 이 승강판(22)에 장착되어 시험 차량(200)의 고정과 함께 소정의 각도로 회전시켜 주는 선회수단(23)으로 이루어져 있다.

상기 각 승강대(21)는 일종의 샤프트로 외주면에는 랙부(24)가 형성되어 있으며, 이 랙부(24)에는 상기 승강판(22)에 고정되어 제어기(40)의 제어를 받는 모터(25)에 의해 구동되는 피니언(24b)과 치합되어 있다. 또한, 상기 한쌍의 승강대(21) 중에서 어느 하나에는 제자리에서 회전이 가능하도록 베어링의 지지를 받고, 다른 하나의 승강대(21)에는 바퀴와 같은 이송수단(26)이 구비되어 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 이송수단(26)은 체인(26a) 등을 연결하여 모터 구동에 의해 자동으로 회전 각도를 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

상기 각 승강판(22)은 중간 부분에 승강대(21)가 관통되어 설치되며, 상면에는 상술한 랙부(24a)와 치합가능하도록 피니언(24b) 및 이를 구동시켜 주는 모터(25)가 구비되어 있다. 또한, 상기 승강판(22)에는 일측, 바람직하기로는 한쌍의 승강판(22)에 마주보는 형태로 선회수단(23)이 장착되게 된다. 상기 각 선회수단(23)은 클램프와 같은 고정수단(27)과 회전수단(28)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 각 고정수단(27)은 시험 차량(200)의 앞쪽과 뒷쪽의 중심 위치를 고정시켜 주고 필요에 따라 고정을 해제시킬 수 있도록 구성되어 있는 것이며, 본 발명의 바람직한 구현예에서는 길이 조절이 가능하며 수평 상태와 수직 상태에서 위치 고정이 가능한 회전 프레임(50)을 회전시켜 주는데 사용된다. 또한, 상기 회전수단(28)은 모터 구동으로 상기 고정수단(27)을 회전시켜 주기 위한 것이다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 한쌍의 회전수단(28)은 모터에 플랜지 등으로 고정수단(27)을 연결하여 사용하는 것이 바람직하며, 후술하는 제어기(40)의 제어를 받아 서로 반대 방향으로 회전하도록 구성하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 제어기(40)는 상술한 승강 장치(20)와 회전 수단(28)을 제어하게 된다. 즉, 상기 제어기(40)는 승강장치(20)에 구성된 각 모터(25)를 동시에 구동시켜 한쌍의 승강대(21)에 구성된 한쌍의 승강판(21)이 동일 수평면 상에서 상하로 움직일 수 있도록 제어를 하게 된다. 또한 모터와 같은 상기 회전수단(28)을 동시에 회전시켜 고정수단(27)에 고정된 시험 차량(200)을 수평 상태에 대해서 180°각도로 회전시켜 주는데 사용하게 되며, 이때 이 회전수단(28)은 회전 방향이 반대가 되도록 제어하게 되는 것이다.

이하, 첨부도면 도 2는 본 발명에 따르는 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 시뮬레이션 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르는 시뮬레이션 방법은 먼저, 예비작업으로 시험 차량(200)에검출하고자 하는 지점, 예를 들면, 승객을 대신하는 더미, 루프 패널에서의 찌그러짐등을 검출하기 위한 카메라를 포함하는 감지 장치를 설치하게 된다. 이어, 상기 시험 차량(200)의 전길이를 고려하여 본 발명에 따르는 시뮬레이션 시스템의 길이 조정을 하게 된다. 즉, 시험 차량(200)은 차종에 따라 전길이가 달라지게 되는데, 이에 맞게 상기 하부 연결 프레임(10)과 상부 연결 프레임(20)의 길이를 조절하게 된다.

이와 같이 전길이에 따른 프레임(10,30)의 길이 조절이 끝나게 되면 상기 시험 차량(200)을 본 발명에 따르는 시뮬레이션 시스템에 장착하게 된다. 이때, 상기 시험 차량(200)은 서로 마주보는 한쌍의 고정수단(27)에 고정되게 된다.

그 다음 과정으로 실제 차량이 전복된 상태로 만들어 주기 위해, 첨부도면 도 2a에서 도시한 바와 같이, 승강장치(20)를 이용하여 시험 차량(200)을 소정의 위치까지 올린 다음 회전수단(28)을 이용하여 시험 차량을 회전시키게 된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 시험 차량의 회전 각도는 180°만큼 회전시켜서 차량의 전복으로 루프 부분이 찌그러짐과 이에 따른 승객의 상해치를 검출할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 시험 차량(200)이 전복된 상태, 즉 완전히 뒤집어진 상태가 되게 되면 고정수단(27)의 체결을 탈거하여 시험 차량(200)이 자중에 의해 자유 낙하가 이루어지도록 한다. 물론, 이렇게 자유 낙하가 이루어지는 사이에 상술한 감지 수단에 의해 필요한 데이터를 얻게 된다.

그 다음으로 시험 차량이 원래 상태로 복귀, 즉 차량이 한바퀴 구른 상태인정상 상태에서 시험을 하게 된다. 이를 위해, 첨부도면 도 2b에서 도시한 바와 같이, 상술한 승강장치(20)와 회전수단(28)을 통해 다시 시험 차량(200)을 들어 올린 다음 다시 180°만큼 회전시켜 다시 자유 낙하에 의해 시험 차량(200)이 아래로 떨어지게 하여 감지 수단을 통해 필요한 데이타를 얻게 된다.

마지막으로, 상기 승강 장치(20)와 회전수단(28)을 통해 시험 차량(200)을 들어 올려 첨부도면 도 2c에서 도시한 바와 같이, 옆으로 돌려 자유낙하시켜서 시험 항목을 평가하게 된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 정상 상태와 전복 상태는 2번 실시한 것으로 기재되어 있으나 시험의 목적이나 필요에 따라서 그 이상 반복하여 실시하게 된다.

따라서, 실제 차량이 전복 사고가 발생시 한번 구르던가 아니면 그 이상 구르는 경우를 감안하여 상술한 과정을 반복하여 필요한 데이타를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 시험 차량의 정상 상태와 전복 상태에서 반복적으로 자유 낙하에 의해 그 결과를 얻을 수 있도록 구성함으로써 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

1) 시험 차량이 전복 상태에서 정상상태 또는 그 반대 상태로 구르게 되는 재현 방식에서 경로가 일정하기 때문에 시험 차량으로부터 얻어지는 데이타의 정확도 및 재현성과 반복성을 얻을 수 있게 된다.

2) 정해진 경로를 통해 전복 상태와 정상 상태로 나누어서 충격 시험을 실시하기 때문에 충격 정도를 검출하기 위해 장착되는 카메라의 설치를 용이하게 할 수 있어 보다 정확한 데이타를 얻을 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 연결 프레임의 길이를 조절하여 시험 차량의 전길이에 맞게 조절해 주는 과정과,

   한쌍의 승강 장치사이에 시험 차량을 고정시켜 주는 과정과,

   상기 시험 차량을 소정의 높이만큼 위로 들어 올리는 과정과,

   이 상태에서 상기 시험 차량을 180°회전시켜 전복상태로 만들어 주는 과정과,

   자중에 의해 상기 시험 차량이 지면에 부딛히도록 하는 과정과, 다시 시험 차량을 들어 올린 다음 180°회전시켜 정상 상태로 만들어 준 다음 다시 낙하시켜 주는 과정과,

   상기 전복 상태와 정상 상태를 반복하여 시험하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 전복 사고 시뮬레이션 방법.
2. 내부에 차량의 수용할 수 있도록 형성된 하부 연결 프레임과,

   이 하부 연결 프레임에 의해 서로 연결되고 일측에 서로 마주보는 회전 수단이 구비된 한쌍의 승강 장치와,

   상기 한쌍의 승강 장치의 상부에 연결되는 상부 연결 프레임과,

   상기 회전 수단 및 승강 장치를 제어해 주는 제어기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 한쌍의 승강 장치는 각각 연결 프레임에 의해 프레임에 지면과 수직인 상태에서 서로 나란하게 위치하는 승강대와, 이 승강대에 랙-피니언 구조로 결합되어 모터 구동으로 승하강되는 승강판과, 상기 시험 차량을 승강판에 고정시켜 주는 고정수단과, 모터 구동으로 이 고정수단을 회전시켜 주는 기어 구조를 포함하는 회전수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 한쌍의 승강 장치는 어느 하나의 하부에 제자리 회전이 가능하도록 구성되고 다른 하나에는 제자리 회전하는 승강장치를 중심으로 하여 회전가능하도록 이송 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 하부 연결 프레임과 상부 연결 프레임은 그 중간 부분이 2중 관 구조로 이루어져서 슬라이드 타입으로 길이 조절이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전복 사고 시뮬레이션 시스템.