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문제 정의
- , 운전자의 착석 상태 및 좌석의 위치는 운전자의 운전 상황에 알맞게 설정하여 시험을 진행한다.본 연구는 운전자의 착석 방법이 고령자 및 여성승객의 상해에 대한 선행 연구를 진행하면서 관심을 가지고 있는 시점이다.(7,8) 이러한 현황에서 앞서 말했던 동향을 바탕으로 운전자의 좌석 위치 및 운전자의 착석 상태를 요인으로 활용하여 여러 상황에서의 정면충돌 시의 더미의 상해 경향을 보기위한 시험을 진행할 것이다.
제안 방법
- (7,8) 이러한 현황에서 앞서 말했던 동향을 바탕으로 운전자의 좌석 위치 및 운전자의 착석 상태를 요인으로 활용하여 여러 상황에서의 정면충돌 시의 더미의 상해 경향을 보기위한 시험을 진행할 것이다. 더미로는 5th female HybridⅢ dummy와 50th male HybridⅢ dummy를 사용하여 여성과 남성의 경우를 나누고, 좌석의 상태와 운전자 착석 상태는 대쉬보드(dashboard)와의 기준으로 far for dashboard 와 near for dashboard 로 구분하여 각 경우의 상해 값을 파악할 것이다.
- 또한, dummy의 착석 자세는 여성과 남성의 각도별로 77.5°, 90°, 102.5°, 115°의 경우를 나누어 시험했으며 안전장치로서는 3점식 안전띠와 DAB(Driver Air Bag)을 사용 하였으며, DAB의 TTF(Time to Fire)의 경우 16ms로 동일하게 하였다.
- 본 연구는 KNCAP 정면충돌 상해기준을 근거로 하여 평가를 상해도를 평가 하였으며, 추가적으로 정면충돌 시 척추손상이 증가하고 있다는 연구결과(10)가 꾸준히 제기대고 있음에 따라, Spine T12 부위의 상해도 또한 추가적으로 평가 하였다.
- 본 연구에서는 승객의 충돌직전의 반응인 자세의 이동, 근육을 이용한 지탱 등의 행동변화는 고려하지 않았다. 또한, 프리리텐셔너의 작동으로 인한 착석자세의 변화, 착석위치의 변화에 따른 에어백의 TTF는 변수로 두지 않고 정상착석상태와 동일한 수치를 적용한 것으로 이로 인한 한계는 있다고 본다.
- 위의 결과를 활용하여 현재 법규 및 KNCAP의 정면충돌 시험에서의 상해 값을 평가하는 시험에서의 운전자의착석 위치 및 좌석 위치와 앞으로의 운전자의 운전 상태가 변화여 발생하는 착석 위치 및 좌석 위치의 변화에서 발생되는 상해 값을 비교 평가하는 실험을 수행하였다.
- 표준 남성용 50th male HybridⅢ dummy에 대한 해석모델에서는 차실내의 위치를 Fig. 4처럼 Mid부터 Rear Most까지의 범위로 설정 했으며 상대적으로 더 작은 Fig. 5의 5th female HybridⅢ dummy의 경우는 Forward Most부터 Rear Most까지의 범위로 해석을 진행했다. 또한, dummy의 착석 자세는 여성과 남성의 각도별로 77.
대상 데이터
- 본 연구의 시험 모델은 크게 100% 정면충돌을 대상으로 하고 있으나 모델 구성과 해석시간을 최소화 하기위해 슬레드 모델로 구성하였다. 충돌 속도는 KNCAP 기준과 같이 56kph로 시험했다.
이론/모형
- 2와 같이 구성하였다.(9) Fig. 3의 차량의 가속도 파형은 FEM 차량모델의 충돌해석의 수행결과로 추출한 차량의 진행방향인 X-Direction 가속도 값으로 본 연구의 슬레드(sled) 해석 모델에서 차량의 가속도 파형으로 사용하였다.
- 본 연구의 시험 모델은 크게 100% 정면충돌을 대상으로 하고 있으나 모델 구성과 해석시간을 최소화 하기위해 슬레드 모델로 구성하였다. 충돌 속도는 KNCAP 기준과 같이 56kph로 시험했다.
성능/효과
- 1) 50th male HybridⅢ dummy의 경우 전체적으로 102.5°, 115°의 경우에 다른 경우보다 HIC값과, Spine T12 My의 값이 높게 나오는 것으로 나타났다.
- 2) 5th female HybridⅢ dummy의 시험을 비교해 보았을 때 Forward Most의 경우 90°에서 높은 HIC치가 나왔으며 102.5° 115°에서의 HIC값과, Spine T12 My의 값이 높게 나타났다.
- 3) Drive Air Bag의 발화 시간을 동일 시 하였기 때문에 상대적으로 높은 각도의 착석을 한 승객의 경우더미의 상체 이동에 따른 관성력 등으로 인해 에어백의 효과가 적다.
- 4) 이에 따라 서로 다른 시트 슬라이드 위치와, 승객착석 각도에 따라 운전자의 상해치가 다르므로 장기적으로는 카메라, 센서 등을 통해 운전자의 거동을 감지하여 에어백 TTF의 시간이 유동적으로 변화하여 승객을 보호할 수 있어야 한다.
- 본 연구는 승객의 시트 위치와 승객의 착석 각도에 따라 상해를 파악하였으며, 승객의 시트위치에 비해 승객의 착석 각도가 승객 상해에 영향을 많이 주는 것을 확인 할 수 있으며, 102.5°, 115°에서의 상해치가 가장 높게 나옴을 확인 할 수 있다.
- 상해치는 90°, 115°에서 HIC상해치가 크게 나왔으며 이는 에어백의 효과가 없음을 확인 할 수 있으며, Spine 부분에서는 102.5°, 115°가 크게 나왔다.
- 전체적으로 50th male HybridⅢ dummy의 경우 목젖힘량 또한 높은 것을 확인 할 수 있다.
후속연구
- 1의 왼쪽과, 중간처럼 자유롭고, 편안한 자세를 취하게 되는 것을 의미한다.(3) 나아가 자율주행차가 시행된다면 운전자의 개념이 사라지고 승객의 좌석 착석 상태는 더욱 다양하게 될 것이다.(4)
- 본 연구는 운전자의 착석 방법이 고령자 및 여성승객의 상해에 대한 선행 연구를 진행하면서 관심을 가지고 있는 시점이다.(7,8) 이러한 현황에서 앞서 말했던 동향을 바탕으로 운전자의 좌석 위치 및 운전자의 착석 상태를 요인으로 활용하여 여러 상황에서의 정면충돌 시의 더미의 상해 경향을 보기위한 시험을 진행할 것이다. 더미로는 5th female HybridⅢ dummy와 50th male HybridⅢ dummy를 사용하여 여성과 남성의 경우를 나누고, 좌석의 상태와 운전자 착석 상태는 대쉬보드(dashboard)와의 기준으로 far for dashboard 와 near for dashboard 로 구분하여 각 경우의 상해 값을 파악할 것이다.
- 본 연구에서는 승객의 충돌직전의 반응인 자세의 이동, 근육을 이용한 지탱 등의 행동변화는 고려하지 않았다. 또한, 프리리텐셔너의 작동으로 인한 착석자세의 변화, 착석위치의 변화에 따른 에어백의 TTF는 변수로 두지 않고 정상착석상태와 동일한 수치를 적용한 것으로 이로 인한 한계는 있다고 본다.
- 특히, ADAS 진화의 도움으로 운전자가 운전에 집중하기 보다는 보다 자유로운 자세로 착석될 것으로 예상된다. 이러한 경향은 Fig.
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