KR101397720B1

KR101397720B1 - 자동차 모의충돌 시험방법

Info

Publication number: KR101397720B1
Application number: KR1020130018994A
Authority: KR
Inventors: 박기옥; 김희준
Original assignee: 교통안전공단
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-05-26

Abstract

본 발명은 자동차 모의충돌 시험을 통해 실차 파손의 위험없이 에어백의 전개유무 또는 에어백 경고등의 점등여부로 사고 상황을 판단할 수 있으므로 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 운전자가 탑승한 상태로 다양한 사고상황을 재현할 수 있도록 한 자동차 모의충돌 시험방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동차 모의충돌 시험방법은계측용 시험장비가 탑재된 시험차량을 차대 동력계에 고정시키고, 시험차량에 설치된 충돌안전장치의 커넥터를 분리한 후에 저항을 연결하고, 운전석 에어백을 시험차량의 외부에 별도로 설치되도록 분리한 후에 분리된 운전석 에어백이 작동되도록 시험차량에 연결한다.
이후에, 시험차량이 설치된 차대 동력계를 동작시켜 시험차량을 정위치에서 사고속도(대략 80km/h)로 주행시키고, 시험차량의 브레이크를 몇 초(대략 2~3초)간 밟은 후에 에어백 제어장치에 일정 충격 이상의 타격력을 가하여 급격한 가속도 변화신호를 인가시켜 에어백을 동작시킨다.
이어서, 시험차량의 외부에 설치된 운전석 에어백의 전개 유무를 확인하고, 에어백이 전개되어 사고기록장치에 기록될 때까지 시험을 반복 실시하여 얻은 충돌시험 데이터를 분석하는 단계들로 이루어진다.

Description

자동차 모의충돌 시험방법{VEHICLE CRASH SIMULATION TEST METHOD}

본 발명은 자동차 모의충돌 시험방법에 관한 것으로, 특히 실차 파손의 위험없이 에어백장치의 교체만으로 반복시험이 가능하면서 운전자가 탑승한 상태로 다양한 사고상황을 재현할 수 있도록 한 자동차 모의충돌 시험방법에 관한 것이다.

일반적으로, 현대사회의 이기(利器)로서 알려진 자동차는 운전자의 안전한 운전에 의해서는 그 주어진 최대의 기능이 발휘되지만, 자동차의 결함이나 운전자의 부주의한 운전에 의해서는 심한 경우에 인명의 손상에 관련되는 대형사고의 유발이 초래될 위험이 상존하는 상황이다.

그러한 점을 고려하여, 종래부터 자동차의 충돌사고시에 초래되는 상황을 미리 시뮬레이션하여 자동차의 안전사고가 발생되는 경우에 받게되는 운전자를 포함하는 탑승자의 악영향을 최소화하기 위한 연구가 활발하게 진행되는 추세인바, 그러한 연구의 일환으로서는 신형의 차종이 개발되는 경우에 그 개발된 자동차가 안전사고에 직면하는 상황에서 탑승자에게 전달되는 영향을 시험하기 위한 충돌시험과정이 필수적으로 수행되게 된다.

그러한 충돌시험과정에서는 안전사고의 유발시 탑승자에 전달되는 충격 등의 영향을 평가하기 위해 인체의 모형(dummy)을 충돌시험 차량의 탑승시킨 상태에서 다양한 방법으로 예컨대 대차에 충돌시켜 그 모형이 받게되는 충격을 검출하거나, 자동차를 일정한 속도로 주행시켜 충돌 부재(Barrier)에 충돌시켜 그 자동차에 가해지는 충격의 상태를 예컨대 비디오카메라에 의해 촬영하여 분석하게 된다.

또는 인체의 모형을 충돌시험 차량에 탑승시키지 않은 상태에서 별도의 충격기를 이용하여 고정된 모형 조향휠에 다양한 속도로 충돌시켜 충돌사고시 속도에 따른 운전자의 가슴상해치를 측정하는 충돌시험 등이 있다.

실차의 충돌시험시 충돌에 의한 충격으로 차체뿐만 아니라 엔진, 유리 등 자동차를 구성하는 대부분의 부속품들이 파손된다. 이와 같은 경우 파손된 부품을 다시 재생하여 쓰기에는 자동차의 안전도에 있어서 문제점이 뒤따른다.

또한 실차의 충돌시험에 의한 자료를 얻지 않아도 되는 시험을 할 경우에 실차로 시험을 한다면 낭비적인 요소와 이로 하여금 소요되는 비용이 막대하게 지출되는 경우도 발생한다.

이를 방지하기 위한 선행기술로는 한국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0144911호 "모의충돌시험장치"(등록일자 : 1999.02.09)에 나타난 바와 같이, 모의충돌시험으로 대체 가능한 시험의 경우에는 모형차체를 제작하여 사용함으로써, 막대한 소요비용의 지출을 줄이고 또한 반복 실시하여 신뢰성 있는 자료를 얻고 있으나, 모의 충돌시험을 위해 제작되는 시험장치의 제조 비용이 발생하고, 충돌 시험후 손상된 모형을 다시 제작하기 위한 비용이 발생하게 되는 단점이 있다.

다른 선행기술은 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0254987호 "정면충돌시험데이터로부터 단품시험데이타산출방법"(등록일자 : 2000.02.09)에 나타나 있는 바와 같이, 정면충돌시험데이터로부터 단품시험 데이터를 산출하여 내장품의 단품시험을 대신할 수 있는 방법에 관한 것이나, 이는 단순히 내장품의 단품시험을 대신하기 위해 정면충돌시험을 행해야 하는 단점이 있다.

또한, 기존 충돌 시험장치는, 사람이 실제 탑승하는 경우 다양한 사고상황을 재현할 수 있으나 시험자의 안전이 위험한 단점이 있으며, 무인구동 로봇이 운전하는 경우에는 안전성을 확보하는 반면에 다양한 사고상황을 재현할 수 없는 단점이 있다.

한국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0144911호 "모의충돌시험장치"(등록일자 : 1999.02.09) 한국 등록특허공보 등록번호 제 10-0254987호 "정면충돌시험데이터로부터 단품시험데이타산출방법"(등록일자 : 2000.02.09)

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로써, 그 목적은 에어백 제어장치의 교체만으로 실차 파손의 우려없이 모의충돌시험을 통해 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 다양한 사고상황의 재현이 가능하하도록 한 자동차 모의충돌 시험방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 계측용 시험장비가 탑재된 시험차량을 차대 동력계에 고정시키는 단계와, 상기 시험차량에 설치된 충돌안전장치 커넥터를 분리한 후에 저항을 설치하는 단계와, 운전석 에어백을 상기 시험 차량과 연결한 후에 상기 시험차량의 외부에 별도 설치하는 단계와, 상기 차대 동력계를 동작시켜 상기 시험차량을 정위치에서 사고 속도로 주행시키는 단계와, 상기 시험차량의 브레이크를 일정시간 조작한 후에 에어백 제어장치에 일정 충격 이상의 타격력을 전달하여 상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계와, 상기 시험차량의 외부에 설치된 운전석 에어백의 전개유무를 확인하고, 에어백이 전개되어 사고기록장치에 기록될 때까지 시험을 반복 실시하여 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계;를 포함하고, 상기 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계는 시험차량의 내,외부에 각각 영상촬영부가 구비되고, 상기 시험차량의 내측에 구비된 영상촬영부는 계기판의 차속, 엔진회전수 및 에어백 경고등의 동작상태를 영상으로 촬영하고, 상기 시험차량의 외측에 구비된 영상촬영부는 차대동력계의 동작상태 또는 시험차량의 외부에 설치된 에어백의 전개동작상태 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 동작상태를 영상으로 촬영하여 충돌시험 데이터를 얻어내도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계의 타격력의 전달은, 고무망치를 이용하여 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 충격으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격하는 것이다.

상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계의 타격력의 전달은, 액츄에이터를 이용하여 상기 액츄에이터의 로드를 상기 에어백 제어장치에 직접 접촉시켜 상기 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 충격으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격할 수도 있다.

영상촬영부가 상기 시험차량 또는 차대 동력계 혹은 에어백의 동작을 영상으로 촬영하여 기록하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징으로는, 시험차량에 설치된 충돌안전장치의 커넥터를 분리한 후에 저항을 설치하는 단계와, 상기 시험차량에 계측용 시험장비를 탑재한 후에 주행시험장에서 사고 속도로 주행하는 단계와, 상기 시험차량의 브레이크를 일정시간 조작한 후에 에어백 제어장치에 일정 충격 이상의 타격력을 전달하여 상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계와, 상기 시험차량의 계기판에 설치된 에어백 경고등의 점등 유무를 확인하고, 사고기록장치에 기록될 때까지 시험을 반복 실시한 후 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계;를 포함하고, 상기 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계는 시험차량의 내측에 구비된 영상촬영부가 계기판의 차속, 엔진회전수 및 에어백 경고등의 동작상태를 영상으로 촬영하여 충돌시험 데이터를 얻어내도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계의 타격력의 전달은, 주행중의 시험차량에 동승한 탑승객이 고무망치를 이용하여 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 압력으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격하는 것이 바람직하다.

상기 사고기록장치 및 영상촬영부의 충돌시험 데이터를 분석하여 상기 계측용 시험장비의 분석 데이터와 각각 비교하여 일치하는 지를 판단하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 자동차 충돌사고 상황을 에어백 제어장치의 교체만으로 반복적인 모의충돌 시험을 수행할 수 있으므로, 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있는 유용한 효과를 가질 뿐만 아니라, 실차 파손의 위험없이 사람이 탑승한 상태로 다양한 사고상황을 재현할 수 있는 유용한 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 사고기록장치를 통해 얻어낸 충돌시험 데이터를 분석함으로써, 계측용 시험장비를 통해 계측된 충돌 데이터와 비교하여 사고기록장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며 실제 차량에 적용되는 사고기록장치의 적합 여부를 손쉽게 시험할 수 있는 이점을 갖는다.

그리고, 본 발명은 브레이크의 조작 후에 에어백이 전개되는 동작까지의 시간을 분석할 경우, 에어백의 동작 전개 시간을 확인할 수 있으므로, 에어백의 성능 시험을 간편하게 수행할 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 모의충돌 시험방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 플로우챠트.
도 2는 본 발명의 시험방법을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 자동차 모의충돌 시험방법의 다른 실시예를 순차적으로 나타낸 플로우챠트.

본 발명은 자동차 모의충돌 시험을 통해 실차 파손의 위험없이 에어백의 전개유무 또는 에어백 경고등의 점등여부로 사고 상황을 판단할 수 있으므로 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 운전자가 탑승한 상태로 다양한 사고상황을 재현할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 자동차 모의충돌 시험방법은, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 계측용 시험장비가 탑재된 시험차량(10)을 차대 동력계(100)에 고정시키고(S1), 시험차량(10)에 설치된 충돌안전장치의 커넥터를 분리한 후에 저항을 연결하고(S2), 운전석 에어백을 시험차량(10)의 외부에 별도로 설치되도록 분리한 후에 분리된 운전석 에어백이 작동되도록 시험차량(10)에 연결한다(S3).

이후에, 시험차량(10)이 설치된 차대 동력계(100)를 동작시켜 시험차량(10)을 정위치에서 사고속도(대략 80km/h)로 주행시키고(S4), 시험차량(10)의 브레이크를 몇 초(대략 2~3초)간 밟은 후에 에어백 제어장치에 일정 충격 이상의 타격력을 가하여 급격한 가속도 변화신호를 인가시켜 에어백을 동작시킨다(S5).

이어서, 시험차량(10)의 외부에 설치된 운전석 에어백의 전개 유무를 확인하고, 에어백이 전개되어 사고기록장치(15)(Event Data Recorder)에 기록될 때까지 시험을 반복 실시하여 얻은 충돌시험 데이터를 분석하는 단계(S6)들로 이루어진다.

이때, 저항을 설치하는 이유는 에어백과 벨트 프리텐셔너 등의 충돌안전장치의 커넥터를 분리하는 경우 충돌안전장치의 오류가 발생하게 되므로, 이 오류 인식을 제거하기 위한 것이다.

계측용 시험장비는 시험차량(10)의 엔진 회전수(rpm), 차량 속도, 가속페달 밟음량(accelerator position sensor), 스로틀 개도량(throttle position sensor), 브레이크 작동 여부등의 정보를 각각 계측하여 제어부로 출력하며, 각 데이터의 계측은 차종별 제작사에서 사용하는 계측장비(공지의 계측용 시험장비)를 채택한다.

한편, 각각의 단계들은 순서에 관계없이 시험차량(10)을 차대 동력계(100)에 고정시키기 전에 시험차량(10)에 저항을 설치하거나 운전석 에어백을 외부에 별도 설치하는 단계를 시행할 수도 있다.

사고기록장치(15)는 충돌 5초 전부터의 운전자의 기기 조작과 엔진 회전수, 차량 속도, 브레이크 작동 여부 등의 정보가 초 단위로 기록되는 것으로서, 자동차의 충돌 전후 정황을 파악하는 데 필요한 운행정보를 얻을 수 있다.

타격력을 전달하는 단계는, 고무망치를 이용하여 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 압력으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격하는 방식을 채택하거나, 액츄에이터를 이용하여 상기 액츄에이터의 로드를 상기 에어백 제어장치에 직접 접촉시켜 상기 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 압력으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격하는 방식을 채택할 수 있다.

즉, 타격력 전달방식은 별도의 도구 또는 장비를 이용하여 시험차량(10)에 장착된 충돌감지센서의 충돌 감지 범위내의 압력을 에어백 제어장치측으로 전달함으로써, 다양한 방식으로 에어백을 전개시킬 수 있다.

또 바람직하게는, 시험차량(10)의 내측 또는 외측에 영상촬영부를 설치하고, 영상촬영부에서 상기 시험차량(10), 차대 동력계(100) 및 에어백의 동작을 영상으로 촬영하여 기록할 수 있다.

영상촬영부는 카메라를 이용하여 시험차량(10)의 계기판 상황을 녹화하거나, 차대 동력계(100)의 동작 및 에어백의 전개 동작 등을 촬영한 후에, 시험장소와 떨어진 실험실에서 촬영된 영상을 분석하기 위한 것이다.

또, 영상촬영부는 계기판 상황 녹화시 차속, 엔진 회전수, 에어백 경고등의 동작 상태를 판단할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 선 실시예와는 달리 시험장소가 차대 동력계가 아닌 실제 주행이 이루어지는 주행시험장에서 진행하도록 된 것으로, 이를 위해 다음과 같은 작업단계들로 구성된다.

먼저, 시험차량에 설치된 에어백, 벨트 프리텐셔너 등의 충돌안전장치의 커넥터를 분리시키고, 분리된 부위에 저항을 설치한다(S100).

이후에, 시험차량에 계측용 시험장비를 탑재한 후에 주행시험장 내에서 사고 속도로 주행하고(S200), 시험차량의 브레이크를 몇 초(대략 2~3초)간 조작한 후에, 에어백 제어장치에 일정 충격 이상의 타격력을 전달함으로써, 에어백 제어장치에 충돌사고에 해당하는 급격한 가속도 변화신호를 인가시킨다(S300).

이어서, 주행중인 시험차량의 계기판에 설치된 에어백 경고등의 점등 유무를 확인하고, 사고기록장치에 기록될 때까지 시험을 반복 실시하여 충돌시험 데이터를 얻어 내고 이를 분석하는 단계(S400)들로 구성된다.

이때, 반복 시험은 에어백 제어장치의 교체만으로 반복시험이 가능하므로, 실차 파손의 위험없이 반복 시험할 수 있게 되어 비용을 대폭 절감할 수 있는 이점을 갖는다.

그리고, 앞서 설명한 본 발명의 각 실시예들은 사고기록장치(15) 및 영상촬영부의 의 충돌시험 데이터를 분석하여 제어부로 입력된 상기 계측용 시험장비의 분석 데이터와 비교하여 일치하는 지를 판단하는 단계를 더 구비함으로써, 실제 차량에 각각 적용되는 사고기록장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고 위와 같은 시험방법은 앞서 설명한 사고기록장치의 신뢰성을 근거로 추후 사고기록장치의 장착기준 및 적합 여부 시험에 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 자동차 충돌사고 상황을 에어백 제어장치의 교체만으로 반복적인 모의충돌 시험을 통해 실차 파손의 위험없이 사람이 탑승한 상태로 다양한 사고상황을 재현할 수 있는 유용한 이점을 갖게 된다.

또한, 본발명은 브레이크의 조작 후에 에어백이 전개되는 동작까지의 시간을 분석할 경우, 에어백의 동작 전개 시간을 확인할 수 있으므로, 에어백의 성능 시험을 간편하게 수행할 수 있다.

에어백이 전개되는 동작까지의 시간을 분석하는 방식은, 여러 방식을 채택할 수 있으나, 일 예로 영상촬영부에서 브레이크 조작후의 제동시간과 에어백의 전개시간의 시간차를 분석하거나, 실제 주행조건에서는 브레이크등의 점등 후 시간과 에어백의 전개시간 차이를 분석함으로써 브레이크 제동후의 에어백 동작 성능을 간편하게 시험할 수 있는 이점을 갖는다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변경할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 해야 할 것이다.

10 : 시험차량 15 : 사고기록장치
100 : 차대 동력계

Claims

계측용 시험장비가 탑재된 시험차량(10)을 차대 동력계(100)에 고정시키는 단계와,
상기 시험차량(10)에 설치된 충돌안전장치 커넥터를 분리한 후에 저항을 설치하는 단계와,
운전석 에어백을 상기 시험 차량과 연결한 후에 상기 시험차량(10)의 외부에 별도 설치하는 단계와,
상기 차대 동력계(100)를 동작시켜 상기 시험차량(10)을 정위치에서 사고 속도로 주행시키는 단계와,
상기 시험차량(10)의 브레이크를 일정시간 조작한 후에 에어백 제어장치에 일정 충격 이상의 타격력을 전달하여 상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계와,
상기 시험차량(10)의 외부에 설치된 운전석 에어백의 전개유무를 확인하고, 에어백이 전개되어 사고기록장치(15)에 기록될 때까지 시험을 반복 실시하여 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계;를 포함하고,
상기 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계는 시험차량(10)의 내,외부에 각각 영상촬영부가 구비되고, 상기 시험차량(10)의 내측에 구비된 영상촬영부는 계기판의 차속, 엔진회전수 및 에어백 경고등의 동작상태를 영상으로 촬영하고, 상기 시험차량(10)의 외측에 구비된 영상촬영부는 차대동력계(100)의 동작상태 또는 시험차량(10)의 외부에 설치된 에어백의 전개동작상태 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 동작상태를 영상으로 촬영하여 충돌시험 데이터를 얻어내도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 모의충돌 시험방법.
청구항 1에 있어서,
상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계의 타격력의 전달은, 고무망치를 이용하여 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 압력으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격하는 것을 특징으로 하는 자동차 모의충돌 시험방법.
청구항 1에 있어서,
상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계의 타격력의 전달은, 액츄에이터를 이용하여 상기 액츄에이터의 로드를 상기 에어백 제어장치에 직접 접촉시켜 상기 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 압력으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격하는 것을 특징으로 하는 자동차 모의충돌 시험방법.
삭제
시험차량(10)에 설치된 충돌안전장치의 커넥터를 분리한 후에 저항을 설치하는 단계와,
상기 시험차량(10)에 계측용 시험장비를 탑재한 후에 주행시험장에서 사고 속도로 주행하는 단계와,
상기 시험차량(10)의 브레이크를 일정시간 조작한 후에 에어백 제어장치에 일정 충격 이상의 타격력을 전달하여 상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계와,
상기 시험차량(10)의 계기판에 설치된 에어백 경고등의 점등 유무를 확인하고, 사고기록장치(15)에 기록될 때까지 시험을 반복 실시한 후 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계;를 포함하고,
상기 충돌시험 데이터를 얻어내는 단계는 시험차량(10)의 내측에 구비된 영상촬영부가 계기판의 차속, 엔진회전수 및 에어백 경고등의 동작상태를 영상으로 촬영하여 충돌시험 데이터를 얻어내도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 모의충돌 시험방법.
청구항 5에 있어서,
상기 에어백 제어장치에 급격한 가속도 변화신호를 인가시키는 단계의 타격력의 전달은, 주행중의 시험차량(10)에 동승한 탑승객이 고무망치를 이용하여 차량에 장착된 충돌감지센서의 감지범위에 해당하는 압력으로 상기 에어백 제어장치를 직접 타격하는 것을 특징으로 하는 자동차 모의충돌 시험방법.
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
상기 사고기록장치(15) 및 영상촬영부의 충돌시험 데이터를 분석하여 상기 계측용 시험장비의 분석 데이터와 각각 비교하여 일치하는 지를 판단하는 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 자동차 모의충돌 시험방법.