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KR20050118701A - 동역학 운동 시뮬레이션을 갖는 차량 충돌 시뮬레이터 - Google Patents

동역학 운동 시뮬레이션을 갖는 차량 충돌 시뮬레이터 Download PDF

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KR20050118701A
KR20050118701A KR1020057018390A KR20057018390A KR20050118701A KR 20050118701 A KR20050118701 A KR 20050118701A KR 1020057018390 A KR1020057018390 A KR 1020057018390A KR 20057018390 A KR20057018390 A KR 20057018390A KR 20050118701 A KR20050118701 A KR 20050118701A
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KR
South Korea
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force
actuators
simulator
motion
crash
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Application number
KR1020057018390A
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English (en)
Inventor
바이런 제이 사아리
크레이그 엘 캠프벨
마이런 에프 밀러
폴 제이 레스카
리차드 씨 스트랜드
리차드 이 베아덴
Original Assignee
엠티에스 시스템즈 코포레이숀
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Publication date
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Abstract

차량 충돌 시뮬레이터(100)는 충돌 사고의 운동 또는 힘을 시뮬레이트하도록 복수 개의 액츄에이터(120, 180, 200, 210)를 채택한다. 차량 충돌 시뮬레이터는 분석용의 시편 또는 차량(106)을 지지하는 시뮬레이션 플랫폼(102)을 포함한다. 상기 플랫폼(102)은 충돌 가속도 궤도를 따라 가속되어 힘이 플랫폼에 가해짐으로써 충돌 펄스 또는 사고를 시뮬레이트한다. 힘은 동역학 운동 시뮬레이션을 위해 시뮬레이션 플랫폼(102)에 "탑재"되거나 시뮬레이션 플랫폼에 결합된 복수 개의 액츄에이터에 의해 시뮬레이션 플랫폼(102)에 가해진다. 현실적인 충돌 시험을 위해 복잡한 충돌 운동 또는 힘을 시뮬레이트하도록 다축 힘(Fx, Fy, Fz)이 가해진다.

Description

동역학 운동 시뮬레이션을 갖는 차량 충돌 시뮬레이터{VEHICLE CRASH SIMULATOR WITH DYNAMIC MOTION SIMULATION}
본 발명은 동역학 운동 시뮬레이션을 갖는 차량 충돌 시뮬레이터에 관한 것이다.
차량 충돌 시뮬레이터는 차량 사고 중에 차량 탑승자의 안전 및 상태를 평가하기 위하여 충돌 동역학을 시뮬레이트한다. 충돌 시뮬레이터는 충돌 중에 차량의 운동을 평가를 위해 물리적으로 시뮬레이트하도록 실제 시험 충돌 또는 컴퓨터 모델로부터의 데이터를 이용한다. 시뮬레이트된 충돌 중에는, 충돌 동안 차량의 가속도를 시뮬레이트하도록 시편을 지지하는 플랫폼에 속도 또는 가속도가 가해진다. 고정 마운트 상에 위치되거나 시뮬레이션 장치 또는 시편에 탑재된 센서 및 계기가 평가를 위한 데이터를 수집한다.
전방 충돌 중에, 차량은 수평 가속도, 피치, 히빙(heaving), 바운싱(bouncing) 및/또는 다른 운동을 경험하게 된다. 수평 방향으로 가속하는 시편에 대한 피치, 히빙, 바운싱 및 다른 운동의 시뮬레이션은 충돌 또는 전방 충격의 시험 시뮬레이션을 향상시킨다. 본 발명은 이들 및 다른 양태를 처리하여 이전에 인지되지 못한 해법을 제공한다.
도 1은 동역학 운동 시뮬레이션을 포함하는 차량 충돌 시뮬레이터의 실시예의 개략도.
도 2와 도 3은 동역학 운동 시뮬레이션을 위한 복수 개의 "온보드" 액츄에이터를 포함하는 차량 충돌 시뮬레이터의 실시예의 개략도.
도 4 내지 도 9는 동역학 운동 시뮬레이션에 다축 병진 및 회전 운동을 제공하도록 구성된 복수 개의 액츄에이터 또는 시스템을 포함하는 차량 충돌 시뮬레이터의 실시예들의 개략도.
도 10 및 도 11은 가속도 및 다른 충돌 운동을 시뮬레이트하도록 복수 개의 액츄에이터를 포함하는 차량 충돌 시뮬레이터의 실시예의 개략도.
도 12는 시뮬레이션 제어를 위한 비디오 시스템 피드백의 개략도.
본 발명은 운동 또는 힘 시뮬레이션을 포함하는 차량 충돌 시뮬레이터에 관한 것이다. 차량 충돌 시뮬레이터는 분석용 시편 또는 차량을 지지하는 시뮬레이션 플랫폼을 포함한다. 플랫폼은 가속되고 충돌 펄스 또는 사고를 시뮬레이트하도록 플랫폼에 힘이 가해진다. 시뮬레이션 플랫폼에는 동역학 운동 시뮬레이션을 제공하도록 복수 개의 액츄에이터에 의해 힘이 가해지는데, 이 액츄에이터는 시뮬레이션 플랫폼에 "탑재(on-board)"되거나(온보드 액츄에이터) 결합된다. 보다 현실적인 충돌 시험을 위해 복잡한 충돌 운동 또는 힘을 시뮬레이트하도록 다축 힘이 가해진다.
본 발명은 시뮬레이션 플랫폼(102)을 포함하는 차량 충돌 시뮬레이터 또는 시스템(100)에 관한 것이다. 충돌 운동 또는 가속도는 충돌 펄스 또는 사고를 시뮬레이트하도록 시뮬레이션 플랫폼(102)에 가해진다. 시험 조작을 위하여, 차량 프레임, 뜀틀형 구조물(buck), 차량 대시, 시트 등의 시편(106)을 시뮬레이션 플랫폼(102) 상에 지지한다. 시뮬레이트되는 충돌 사고 중에 충돌 데이터를 수집하기 위하여, 변환기, 계기 또는 센서가 시뮬레이션 플랫폼(102) 상에 장착될 수 있고, 또는 시편(106) 혹은 별법으로서 "오프보드(off board)" 시편이 시뮬레이션 플랫폼(102)으로부터 분리될 수 있다. 충돌 데이터는 시뮬레이트된 충돌 사고에 대한 차량(예컨대, 프레임, 뜀틀형 구조물, 대시 또는 시트) 또는 탑승자 반응 및 상호 작용을 분석하도록 사용된다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 수평 가속도 궤도를 따라[즉, 도시된 x, y, z 좌표계(114)에 대해 x축(112)을 따라] 시뮬레이션 플랫폼(102)에 충돌 가속도 또는 펄스를 공급하는 속도 발생기(110)를 포함한다. 속도 발생기(110)는 시스템 제어기(118)의 가속도 제어기(116)에 의해 작동된다. 가속도 제어기(116)는 속도 발생기(110)를 조작 또는 제어하여 실제 충돌 가속도 데이터 또는 모델 가속도 프로파일을 기초로 하여 충돌 가속도를 시뮬레이트하도록 속도 발생기(110)에 제어 신호 또는 입력값을 제공하도록 구성된다.
충돌 시뮬레이션 시스템(100)은 또한 x축 궤도를 따른 운동 외에 충돌 운동 또는 힘을 시뮬레이트하도록 시뮬레이션 플랫폼(102)에 결합된 운동 발생 시스템을 포함한다. 도시된 도 1의 실시예에서, 운동 발생 시스템은 시뮬레이션 플랫폼(102)에 병진 가능하게 고정되어 추가의 충돌 운동 또는 힘을 가하도록 플랫폼(102)과 함께 이동될 수 있는 복수 개의 액츄에이터(120-1, 120-2)를 포함한다. 복수 개의 액츄에이터(120-1, 120-2)는 충돌 사고의 운동 또는 힘을 시뮬레이트하도록 시스템 제어기(118)의 운동 제어기(124)에 의해 작동된다.
도시된 도 1의 실시예에서, 액츄에이터(120-1, 120-2)는 화살표 132로 도시된 바와 같이 z축(130)에 대해 힘(Fz) 또는 운동을 가하도록 활성화될 수 있다. 힘(Fz)의 인가는 충돌 시뮬레이션의 바운싱 또는 히빙을 시뮬레이트하도록 사용된다. 액츄에이터(120-1, 120-2)는 시뮬레이션 플랫폼(102)에 피치 또는 피칭 운동을 가하도록 플랫폼(102)의 [x축(112)을 따른] 종방향 길이에 대해 간격을 두고 있다. 특히, 액츄에이터(120-1, 120-2)는 종방향으로 간격을 둔 액츄에이터(120-1, 120-2) 사이에 상이한 힘(Fz)의 크기를 제공하여 y축(140)에 대해 화살표 138로 도시된 바와 같이 피칭 운동을 제공하도록 작동된다. 피칭 각도 또는 크기는 액츄에이터(120-1, 120-2) 간에 크기차의 함수이다.
전술한 바와 같이, 액츄에이터(120-1, 120-2)는 플랫폼(102)에 대해 병진 가능하게 고정되어 플랫폼(102)의 가속도에 상관없이 고정된 위치에서 플랫폼(102)에 충돌 운동과 힘을 가하도록 플랫폼(102)과 함께 이동될 수 있다. 도시된 실시예에서, 액츄에이터(120-1, 120-2)는 "오프보드"형이고, 도 1에 도시된 특정 실시예에 제한되지는 않지만 개략적으로 도시된 바와 같이 베이스 또는 연결구에 피봇 가능하게 연결된다. 2개의 액츄에이터(120-1, 120-2)가 도시되어 있지만, 시뮬레이션은 도시된 2개의 액츄에이터(120-1, 120-2)로 제한되지 않는다.
도 2는 베이스 슬레드(150;base sled)에 "탑재된(온보드)" 시뮬레이션 플랫폼(102)으로서, 트랙(152)을 따라 플랫폼(102)의 운동을 시뮬레이트하도록 베이스 슬레드(150)와 함께 이동될 수 있는 시뮬레이션 플랫폼의 실시예를 도시하고 있다. 베이스 슬레드(150)는 시스템 제어기(118)의 가속도 제어기(116)에 의해 제어되거나 작동되는 속도 발생기(110-1)에 의해 트랙(152)을 따라 가속된다. 상기 "온보드" 플랫폼(102)은 플랫폼(102)[ 및 시편(106)]의 운동과 가속도를 시뮬레이트하도록 베이스 슬레드(150)에 의해 가속된다.
도시된 실시예에서, 시뮬레이터는 충돌 펄스 또는 시뮬레이션에 후속하여 시뮬레이션 플랫폼(102)을 느리게 하거나 감속시키는 감속 발생기(110-2)를 포함한다. 감속 발생기(110-2)를 포함하면, 시험 시뮬레이션에 필요한 시스템 치수 또는 길이[예컨대, 트랙 길이(152)]가 감소된다. 도 2의 도시된 실시예는 감속 발생기(110-2)를 포함하지만, 본 출원은 도시된 바와 같이 가속 발생기(110-1)와 감속 발생기(110-2)를 포함하는 도 2의 특정 실시예로 제한되지 않는다.
도시된 실시예에서, 플랫폼(102)은 충돌 운동 또는 힘을 가속하는 플랫폼(102)에 가하도록 액츄에이터(120-1, 120-2)를 통해 베이스 슬레드(150)에 결합된다. 도시된 바와 같이, 액츄에이터(120-1, 120-2)는 베이스 슬레드(150)에 "탑재된" 형태로서, 이 베이스 슬레이드와 함께 이동될 수 있어, 플랫폼(102)이 가속도 스트로크를 따라 그리고 그 후에 이동하거나 가속함에 따라 충돌 운동 또는 힘[힘(Fz)]을 가속하는 플랫폼(102)에 가한다. 액츄에이터(120-1, 120-2)는 원하는 충돌 운동 또는 힘을 가하도록 운동 제어기(124)를 통해 독립적으로 구동된다.
도 3은 트랙 또는 레일(154, 156)을 따라 이동될 수 있는 복수 개의 "온보드" 액츄에이터(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)를 포함하는 충돌 시뮬레이터 또는 시스템(100-3)의 실시예를 도시하는데, 이 도면에서는 동일한 번호가 이전 도면들의 동일한 부품들을 지칭하도록 사용된다. 액츄에이터(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)는 힘(Fz)을 가하여 z축(130)을 따른 히빙과 바운싱 등의 병진 운동을 시뮬레이트하고, 도시된 바와 같이 종방향으로 간격을 둔(즉, x축에 대해 종방향으로 간격을 둔) 액츄에이터(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)를 매개로 하여 y축(140)에 대해 회전 또는 피칭 운동을 가하도록 활성화된다.
도시된 실시예에서, 시뮬레이션 플랫폼(102)은 액츄에이터(120-1, 120-2, 120-3, 120-4)와 연동 조립체(160)를 매개로 베이스 슬레드(150)에 이동 가능하게 결합된다. 도시된 바와 같이, 연동 조립체(160)는 브래킷(164)을 통해 베이스 슬레드(150)에 회전 가능하게 결합되고, 브래킷(166)을 통해 시뮬레이션 플랫폼(102)에 회전 가능하게 결합되어 시뮬레이션 플랫폼(102)의 [y축(140)에 대한] 회전 운동과 [z축(130)을 따른] 병진 운동을 가능하게 한다.
도시된 실시예에서, 액츄에이터는 플랫폼(102)에 힘 또는 운동을 가하도록 액츄에이터 실린더에 대해 이동될 수 있는 피스톤을 구비한다. 액츄에이터는 플랫폼(102)을 구동시켜 충돌 운동을 시뮬레이트하도록 공압식으로, 유압식으로 또는 전기 액츄에이터 등의 다른 방법을 이용하여 힘과 속도를 공급할 수 있다. 도시된 실시예에서는, 액츄에이터 구성 요소 중 전기 에너지 축전지 또는 고압 축전지 탱크, 압력 라인 및 펌프가 베이스 슬레드(150)에 "탑재되어" 지지될 수 있지만, 본 출원은 그것으로 제한되지 않는다.
도 4 및 도 5는 복잡한 충돌 운동을 시뮬레이트하도록 다양한 자유도에 관하여 이동될 수 있는 시뮬레이션 플랫폼(102)을 포함하는 충돌 시뮬레이터 시스템(100-4)의 실시예를 도시하고 있다. 시뮬레이션 플랫폼(102)은 이전 실시예들에서 전술한 바와 같이 가속도 펄스를 플랫폼(102)에 가하도록 트랙 또는 레일(154, 156)을 따라 이동될 수 있는 베이스 슬레드(150)에 결합된다. 운동 발생기는 복수 개의 "온보드" 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)를 포함한다. 운동 제어기(124-4)는 복수 개의 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)를 독립적으로 구동시켜 특정한 충돌 운동 또는 힘을 시뮬레이트하도록 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)에 결합된다.
도시된 실시예에서, 운동 제어기(124-4)는, 예컨대 유압 시스템 또는 대안적으로 복수 개의 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)를 독립적으로 구동시키는 데에 사용될 수 있는 다른 시스템을 위해 밸브 조립체(184)의 작동을 통해 복수 개의 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)를 독립적으로 구동시키는데, 본 출원은 특정 실시예로 제한되지 않는다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(180-1, 180-2)는 물론이고 액츄에이터(180-3, 180-4)가 시뮬레이션 플랫폼(102)의 횡방향 폭[y축(140)]에 대해 간격을 두고 있다. 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)는 베이스 슬레드(150)와 플랫폼(102) 사이에서 경사져 있어, 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)는 z축(130)을 따른 Fz 힘 성분과 y축(140)을 따른 Fy 힘 성분을 포함하는 합력(Fr)을 가한다.
플랫폼(102)은 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)를 매개로 베이스 슬레드(150)에 결합된다. 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)는 플랫폼(102)과 베이스 슬레드(150)에 이동 가능하게 결합되어 다양한 자유도에 대해 플랫폼(102)을 지지함으로써 다축 병진 및 회전 운동을 제공한다. 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)는 힘 성분(Fy와 Fz)을 매개로 다축 병진 운동 또는 힘(Fz과 Fy)과 다축 회전 운동을 가하도록 운동 제어기(124-4)를 통해 활성화된다.
도 4와 도 5는 특정한 "온보드" 실시예를 도시하고 있지만, 본 출원은 거기에 제한되지 않고, 액츄에이터(180-1, 180-2, 180-3, 180-4)는 "슬레드 없는" 시스템의 경우에 시뮬레이션 플랫폼(102)에 다축 힘(Fx와 Fz)을 제공하도록 시뮬레이션 플랫폼에 병진 가능하게 고정되고 베이스 또는 연결구에 피봇 가능하게 연결된다.
도 6은 x, y, z축(112, 140, 130)을 따른 다축 병진 운동 또는 힘(Fx, Fy, Fz)과 x, y, z축을 중심으로 한 회전 운동[예컨대, 롤링(x), 피칭(y) 및 요잉(z)]을 비롯한 6개의 자유도에 대해 부동(浮動) 가능하게 지지되는 시뮬레이션 플랫폼(102)을 포함하는 충돌 시뮬레이션 시스템(100-6)의 실시예를 도시하고 있다. 개략적으로 도시된 바와 같이, 운동 제어기(124-6)는 시뮬레이션 플랫폼(102)에 결합되어, 예컨대 y축을 중심으로 한 피치, z축을 따른 히빙과 바운싱, y축을 따른 횡방향 운동, z축을 중심으로 한 요잉 및 x축을 중심으로 한 롤링, x축을 따른 종방향 운동 또는 충돌 시뮬레이션을 위한 다른 운동을 비롯하여 6개의 자유도에 대해 운동 또는 힘을 시뮬레이트한다. 운동 제어기(124-6)는 플랫폼(102)이 충돌 사고를 시뮬레이트하도록 가속될 때 블록(188)으로 도시된 바와 같이 운동 발생기 또는 액츄에이터를 제어한다.
도 7 내지 도 9는 6개의 자유도에 대한 다축 운동 시뮬레이션을 포함하는 시뮬레이션 시스템(100-7)의 실시예를 도시하고 있는데, 이들 도면에서는 동일한 번호가 이전 도면들에서의 동일한 부품에 사용된다. 도시된 바와 같이, 시스템은 도 8과 도 9에 도시된 "온보드"형이고 플랫폼(102)을 베이스 슬레드(150)에 대해 연결 또는 지지하는 복수 개의 액츄에이터(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5, 200-6)를 포함한다.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5, 200-6)는 플랫폼(102)과 베이스 슬레드(150) 사이에서 x축에 대해 경사져 있어, Fz 성분 및 Fx 성분을 포함하는 합력(Fr)을 제공함으로써 x와 z축(112, 130)에 대해 병진 운동을 제공한다. 도시된 바와 같이, 액츄에이터(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5, 200-6)의 기단부(204)는 Fx 힘 성분을 가하도록 액츄에이터(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5, 200-6)의 플랫폼 단부(206)로부터 종방향으로 (x축에 대해) 옵셋되어 있다.
도 7과 도 9에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(200-1, 200-2, 200-3, 200-4, 200-5, 200-6)의 기단부(204)는 또한 Fy 힘 성분을 제공하도록 y축(134)에 대해 플랫폼 단부(206)로부터 횡방향으로 옵셋되어 있다. Fy, Fx, Fz 힘 성분은 6개의 자유도에 대해 (예컨대, x, y, z축에 대해) 다축 병진 운동 또는 힘과 회전 운동(롤링, 피치 및 요잉)을 제공한다. 액츄에이터(200-1, 200-2, 200-3, 2004, 200-5, 200-6)의 단부는 구형 연결부를 매개로 베이스 슬레드(150)와 플랫폼(102)에 결합되어 6개의 자유도에 대해 플랫폼(102)의 다축 운동을 가능하게 한다.
도 10과 도 11은 시뮬레이터 시스템(100-10)의 다른 "오프보드 또는 슬레드 없는" 실시예를 도시하고 있는데, 이 실시예에서는 동일한 번호가 이전 도면들에서의 동일한 부품을 지칭하도록 사용된다. 도시된 바와 같이, 시뮬레이터 시스템(100-10)은 시편 또는 시험용 차량(도시 생략)을 지지하는 부동 시뮬레이션 플랫폼(102)을 포함한다. 복수 개의 피스톤/실린더 액츄에이터(210)는 플랫폼(102)에 결합되어 가속도 및 다른 충돌 운동을 시뮬레이트하도록 작동된다.
도시된 바와 같이, 시스템은 수평 방향으로 배향된(즉, x축의) 복수 개의 액츄에이터(210-1, 210-2)를 포함하는데, 이들 액츄에이터는 충돌 가속도를 시뮬레이트하도록 운동 제어기(212)의 제어 하에서 x축을 따라 운동/가속도 또는 힘(Fx)을 제공하도록 배향되어 있다. 도시된 바와 같이, 운동 제어기(212)의 제어 하에, z축을 따른 운동 또는 힘(Fz)은 수직 방향으로 배향된 복수 개의 액츄에이터(210-3, 210-4, 210-5, 210-6)를 매개로 플랫폼(102)에 가해지고, 운동 또는 힘(Fy)은 횡방향으로 지지된 복수 개의 액츄에이터(210-7, 210-8, 210-9, 210-10)를 매개로 플랫폼에 가해진다.
도시된 바와 같이, 플랫폼(102)은 복수 개의 액츄에이터(210-1 내지 210-10)을 매개로 베이스 또는 고정된 지지부(222)와 고정된 지지부 또는 벽(224, 226, 228, 230)에 대해 부동 가능하게 지지된다. 액츄에이터(210-1과 210-2)는 힘(Fx)을 가하여 운동을 시뮬레이트하도록 구형 연결부를 매개로 플랫폼의 대향 단부(232, 234)와 고정된 지지부(224, 226) 사이에 결합된다. 액츄에이터(210-3, 210-4, 210-5, 210-6)는 플랫폼(102)의 표면에 대해 힘(Fz)을 가하도록 베이스 또는 지지부(222)에 결합된다. 액츄에이터(210-7, 210-8, 210-9, 210-10)는 플랫폼(102)의 대향 측부(236, 238)와 고정된 지지부(228, 230) 사이에서 연장되어 충돌 가속도 및 힘을 시뮬레이트하도록 운동 제어기(212)의 입력값에 응답하여 운동 및/또는 힘(Fy)을 가한다.
액츄에이터(210-1 내지 210-10)는 원하는 충돌 프로파일을 기초로 하여 선택된 피스톤을 연장 또는 수축시킴으로써 복잡한 운동 및 힘을 가하도록 구형 연결부를 통해 플랫폼(102)과 지지부(224, 226, 228, 230)에 결합된다. 특정한 액츄에이터 타입과 개수 또는 액츄에이터의 배향을 도시하였지만, "슬레드 없는" 시스템의 용례는 액츄에이터(210-1 내지 210-10)의 특정한 타입, 개수 또는 배향으로 제한되지 않는다.
따라서, 전술한 본 발명의 용례는 복수 개의 "온보드" 액츄에이터를 매개로 힘(Fx, Fy 또는 Fz)을 제공하도록 도 4와 5 또는 도 7 내지 9에 도시된 슬레드 타입 시스템 또는 대안적으로 액츄에이터(210-1과 210-2)를 매개로 가속 및 감속되는 "슬레드 없는" 시스템을 포함한다. 대안적으로, 베이스 슬레드에 "탑재된" 액츄에이터와 베이스 슬레드(150)를 통해 시뮬레이션 플랫폼에 힘을 공급하도록 되어 있는 액츄에이터의 조합을 통해 시뮬레이션 플랫폼(102)에 다축 힘이 공급될 수 있다. 예컨대, 다축 힘(Fx, Fy 또는 Fz)은 베이스 슬레드(150)에 "탑재된" 액츄에이터를 통해 공급될 수 있고, 힘(Fx, Fy 또는 Fz)과 가속도는 베이스 슬레드(150)를 통해 "오프보드" 액츄에이터를 매개로 플랫폼(102)에 공급될 수 있다.
전술한 바와 같이, 충돌 시뮬레이션 시스템은 충돌 가속도와 운동을 시뮬레이트하여 차량 반응과 탑승자 안전을 분석한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 시스템은 블록(240)으로 도시된 바와 같이 실제 충돌 데이터 또는 모델링된 시뮬레이션을 기초로 하여 시편에 운동과 가속도를 가하도록 가속도/운동 제어기(124, 212)를 이용한다. 본 발명은 시험 시뮬레이션으로부터 피드백을 제공하여 제어 파라미터를 교정 또는 조정함으로써, 시뮬레이터는 실제 또는 모델링된 충돌 운동 또는 가속도를 정확하게 시뮬레이트한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 운동 및 가속도 피드백(242)은 비디오 촬상 시스템(244)에 의해 제공된다.
비디오 촬상 시스템(244)은 디지털 촬상 장치 또는 CCD(Charge Coupled Device)를 이용하여 플랫폼(102), 탑승자(들) 또는 충돌 시뮬레이션의 시간 경과 이미지(246)를 포착한다. 이미지(246)는 이미지 프로세서(248)에 의해 처리되어 시간에 대한 플랫폼(102) 또는 시편(106) 또는 탑승자의 가속도 및/또는 운동 프로파일(250-1, 250-2)을 추출함으로써, 운동 제어기(116, 124, 212)에 운동 피드백(242)을 제공하고 이 피드백(242)을 기초로 하여 시뮬레이터의 작동 파라미터를 조정한다.
비디오 촬상 시스템(242)은 시스템 또는 플랫폼(102)에 "온보드" 형태로, 및/또는 시스템 또는 플랫폼(102)에 "오프보드" 형태로 위치될 수 있다. 이미지 프로세서(248) 또는 시뮬레이터(116, 124, 212)에 대한 피드백 또는 이미지 데이터는 동역학 시뮬레이션 제어를 제공하도록 온라인 형태이거나, 다수의 시뮬레이션 또는 시험을 모델링하여 실제 또는 모델링된 충돌 데이터(240)에 대한 시험 파라미터를 조정하도록 오프라인 형태일 수 있다. 한 도시예에 있어서, 비디오 촬상 시스템(242)은 손상 데이터와 시험 파라미터를 수집하도록 모형 또는 탑승자에 연결되고, 또는 시뮬레이터의 힘은 시험 시뮬레이션을 위해 원하는 손상 기준 또는 프로파일에 대해 처리된 손상 데이터를 기초로 하여 조정된다.
본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 형태 및 상세 내용에 있어서 변경이 이루어질 수 있다는 것을 인지할 것이다.

Claims (26)

  1. 시뮬레이션 플랫폼과,
    상기 시뮬레이션 플랫폼에 병진 가능하게 고정된 복수 개의 액츄에이터를 포함하는 운동 발생기와,
    상기 복수 개의 액츄에이터를 작동시켜 시뮬레이트된 충돌 운동 또는 힘을 시뮬레이션 플랫폼에 가하도록 구성된 운동 제어기
    를 구비하는 차량 충돌 시뮬레이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 운동 제어기에 결합되어, 시뮬레이션 플랫폼에 충돌 가속도를 가하기 위해 작동될 수 있도록 구성된 속도 발생기를 더 구비하는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시뮬레이션 플랫폼은 베이스 슬레드에 탑재되고, 상기 속도 발생기는 베이스 슬레드에 결합되어 시뮬레이션 플랫폼에 충돌 가속도를 가하도록 베이스 슬레드를 가속 또는 이동시키는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 베이스 슬레드에 탑재되어 가속도 스트로크를 따라 그 베이스 슬레드와 함께 이동될 수 있는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  5. 제3항에 있어서, 상기 베이스 슬레드는 간격을 두고 대향된 레일로 형성된 트랙을 따라 이동될 수 있는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 시뮬레이션 플랫폼에 결합되고, 시뮬레이션 플랫폼의 z축을 따라 힘 및 운동(Fz)과, 플랫폼의 x축 또는 y축을 따라 힘 및 운동(Fy) 또는 힘 및 운동(Fx) 중 하나를 가하도록 구성된 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 시뮬레이션 플랫폼에 결합되어 다축 힘 성분을 갖는 합력(Fr) 또는 운동을 가하는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 시뮬레이션 플랫폼의 대향 단부에 결합되어 시뮬레이트된 충돌 가속도를 가하도록 운동 제어기에 의해 작동될 수 있는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  9. 제1항에 있어서, y축을 따른 힘(Fy)을 시뮬레이트하도록 시뮬레이션 플랫폼의 대향 측부에 결합된 복수 개의 액츄에이터와, z축을 따른 힘(Fz)을 시뮬레이트하도록 시뮬레이션 플랫폼에 결합된 복수 개의 액츄에이터를 포함하는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  10. 시뮬레이션 플랫폼과,
    z축을 따라 Fz, x축을 따라 Fx 또는 y축을 따라 Fy로 된 복수 개의 다축 힘을 시뮬레이션 플랫폼에 가하도록 상기 시뮬레이션 플랫폼에 작동 가능하게 결합된 복수 개의 액츄에이터를 포함하는 운동 발생기와,
    상기 복수 개의 액츄에이터를 작동시켜 복수 개의 다축 힘을 가하도록 구성된 운동 제어기
    를 구비하는 차량 충돌 시뮬레이터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 베이스 슬레드에 탑재되어 충돌 가속도를 시뮬레이트하도록 트랙을 따라 그 베이스 슬레드와 함께 이동될 수 있는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 베이스 슬레이드와 플랫폼 사이에서 경사져 있어 Fz 힘 성분과 힘(Fx) 또는 힘(Fy) 성분을 포함하는 합력(Fr)을 가하는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  13. 제10항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 x, y 및 z축에 대해 힘(Fz), 힘(Fy) 및 힘(Fx)을 가하도록 작동될 수 있는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  14. 제11항에 있어서, 상기 시뮬레이터는 베이스 슬레드에 충돌 가속도 펄스를 가하는 속도 발생기를 포함하는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  15. 제11항에 있어서, 상기 시뮬레이션 플랫폼은 복수 개의 액츄에이터를 매개로 하여 베이스 슬레드에 결합되는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  16. 제10항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터는 충돌 가속도를 시뮬레이트하도록 x축을 따라 힘(Fx)을 가하고, 충돌 운동을 시뮬레이트하도록 힘(Fz)과 힘(Fy)을 가하는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  17. 시뮬레이션 플랫폼과,
    상기 시뮬레이션 플랫폼에 가속도 또는 힘을 가하여 충돌 가속도 또는 운동을 시뮬레이트하도록 구성된 시뮬레이터와,
    상기 시뮬레이터의 작동을 제어하도록 시뮬레이트된 충돌 사고의 이미지를 포착하는 비디오 카메라를 포함하는 비디오 촬상 시스템
    을 구비하는 차량 충돌 시뮬레이터.
  18. 제17항에 있어서, 상기 비디오 촬상 시스템은 시뮬레이터에 가속도 또는 운동 피드백을 제공하는 이미지 프로세서를 포함하는 것인 차량 충돌 시뮬레이터.
  19. 차량 충돌을 시뮬레이트하는 방법으로서,
    베이스 슬레드에 탑재되어 지지된 플랫폼을 갖는 베이스 슬레드를 가속시킴으로써 충돌 가속도 펄스를 시뮬레이트하는 단계와,
    베이스 슬레드에 탑재된 복수 개의 액츄에이터를 통해 충돌 힘 또는 운동을 시뮬레이트하는 단계
    를 포함하는 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 충돌 가속도와 충돌 힘 또는 운동은 복수 개의 액츄에이터를 제어하도록 비디오 촬상 시스템으로부터의 피드백을 기초로 하여 시뮬레이트되는 것인 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 충돌 힘 또는 운동을 시뮬레이트하는 단계는 6개의 자유도에 대해 운동을 시뮬레이트하는 것인 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
  22. 차량 충돌을 시뮬레이트하는 방법으로서,
    시뮬레이션 플랫폼에 연결된 복수 개의 액츄에이터를 제어하여 다수의 x, y 또는 z축을 따라 시뮬레이션 플랫폼에 힘을 가함으로써 충돌 가속도 또는 운동을 시뮬레이트하는 단계를 포함하는 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 충돌 가속도 또는 운동을 시뮬레이트하는 단계는, 상기 복수 개의 액츄에이터를 구동시켜 시뮬레이션 플랫폼에 다수의 힘(힘 Fz, 힘 Fx 또는 힘 Fy)을 가하는 단계를 포함하는 것인 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 충돌 힘 또는 운동을 시뮬레이트하는 단계는, 차량 충돌의 피치, 요잉 및 롤링을 시뮬레이트하는 것인 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 시뮬레이션 플랫폼을 지지하는 베이스 슬레드를 가속시켜 충돌 가속도를 시뮬레이트하는 단계를 더 포함하는 것인 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
  26. 제22항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터를 제어하는 단계는 충돌 가속도를 시뮬레이트하도록 힘(Fx)을 제공하는 것인 차량 충돌 시뮬레이트 방법.
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