KR19990031822A - Optimal Positioning Method for Automobile Interior Parts - Google Patents

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KR19990031822A
KR19990031822A KR1019970052663A KR19970052663A KR19990031822A KR 19990031822 A KR19990031822 A KR 19990031822A KR 1019970052663 A KR1019970052663 A KR 1019970052663A KR 19970052663 A KR19970052663 A KR 19970052663A KR 19990031822 A KR19990031822 A KR 19990031822A
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range
design
design factor
interior parts
steering wheel
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Application number
KR1019970052663A
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Korean (ko)
Inventor
강정태
박성준
박종대
강동석
Original Assignee
홍종만
삼성자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은, 인간 공학적인 설계 원칙에 입각하여 인체 캐드 모형(Human CAD Model)을 통해 운전자들의 다양한 신체 조건을 만족시키도록 자동차 내장 부품의 최적 위치를 선정함으로써 이를 자동차의 초기 설계 과정에서 고려할 수 있도록 한 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법에 관한 것으로, 자동차 실내 공간의 설계에 대한 다수의 설계 요인 중에서 중요도 측면에서의 우선 순위에 기초하여 주 설계 요인과 주 설계 요인을 분류한 다음에 주 설계 요인을 우선적으로 고려한 후, 주 설계 요인이 결정된 상태에서 주 설계 요인을 고려하는 반복적인 배치 과정을 채택하는 본 발명에 의한 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법에 관한 것이다.The present invention, based on the ergonomic design principles, by selecting the optimal position of the car interior parts to satisfy the various physical conditions of the driver through the human CAD Model to be considered in the initial design process of the car A method for optimizing the location of a car's interior parts.The main design factor and the main design factor are classified based on the priority in terms of importance among a number of design factors for the design of a car interior space. Considering first, the present invention relates to a method for optimal positioning of automotive interior parts according to the present invention, which adopts an iterative arrangement process that considers the main design factors in a state where the main design factors are determined.

본 발명에 따르면, 설계 기간을 효과적으로 단축할 수 있을 뿐만 아니라 설계 변경 비용을 파격적으로 절감할 수 있는 이점이 있다. 또한, 사용성의 향상 및 고객 만족도를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to effectively shorten the design period, as well as to drastically reduce the cost of design change. In addition, there is an effect that can improve the usability and maximize customer satisfaction.

Description

자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법Optimal Positioning Method for Automobile Interior Parts

본 발명은 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체 캐드 모형(Human CAD Model)을 이용하여 운전자들의 다양한 신체 조건을 만족시키도록 자동차 내장 부품의 최적 위치를 선정함으로써 이를 자동차의 초기 설계 과정에서 고려할 수 있도록 한 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for optimal positioning of automotive interior parts, and more particularly, by selecting an optimal location of automobile interior parts to satisfy various physical conditions of drivers using a human CAD model. It is about the optimal positioning method of car interior parts to be considered in the initial design process.

최근 들어 자동차에 대한 관심이 높아짐에 따라 자동차 생산업체의 자동차에 대한 인식 전환이 요구되고 있다. 마쯔다 자동차의 야마모토 회장이 "자동차는 이동하는 기계가 아닌 거주 공간이다."라고 한 것 역시 이러한 의식 변환에 기초한 발언이라 할 수 있다. 캐나다 자동차 협회의 조사에 따르면, 자동차의 내장 설계안에 대한 만족도가 구매 행위의 70%를 좌우한다고 보고되고 있으며, 이에 따라 운전 편의성은 자동차의 설계의 주요 개념이 되고 있다. 이러한 상황 변화는 인간 공학적 설계에 많은 관심을 불러 일으키고 있으나, 적합한 도구 및 기법의 부재로 인해 대부분 생산 후의 제품에 대한 평가에만 적용되고 있는 실정이다.Recently, as interest in automobiles increases, automobile manufacturers are required to shift their awareness of automobiles. Yamamoto Chairman Mazda Motors's statement that "cars are not living machines but living spaces" is a statement based on this transformation of consciousness. According to the Canadian Automobile Association's survey, satisfaction with the car's interior design is responsible for 70% of purchasing behavior, and driving comfort has become a key concept in car design. This situational change has attracted a great deal of attention in ergonomic design, but due to the lack of suitable tools and techniques, it is mostly applied only to evaluation of products after production.

고객의 욕구가 다양해지고 제품의 수명 주기가 단축되고 있는 현실에서 제품의 경쟁력을 높이기 위해서는 제품 설계의 초기 단계에서부터 제품 사용성을 제고하는 기법의 개발이 시급히 요구된다. 인체 공학 분야에서도 이러한 관점에서의 연구들이 활발히 진행되고 있으며, 그 중에서도 생산 기술과의 통합화 및 설계 단계에서의 사용성 평가를 가장 용이하게 하는 기법이 인체 캐드 모형(또는 Ergonomic Man Model)이라 할 수 있다.In order to enhance the competitiveness of the product in the reality that customer needs are diversified and the life cycle of the product is being shortened, it is urgently required to develop a technique for improving product usability from the early stage of product design. In the field of ergonomics, studies are actively conducted in this respect, and among them, the human CAD model (or Ergonomic Man Model) is the most convenient technique for integrating with production technology and evaluating usability at the design stage.

인체 캐드 모형이란 캐드 시스템 내에 운용자를 형상화시켜 제품 설계시 필요한 인간 공학 평가 과정을 수행하고자 개발된 전산화된 인체 모형을 의미한다. 인체 캐드 모형은 종래와 같이 제품 설계 후, 시제품(prototype)을 이용하여 제품을 평가하는 방식에서 탈피하여 설계 단계에서 최종 제품의 사용에 대한 평가를 가능하게 함으로써 제품의 개발 기간과 비용을 절감할 수 있게 하는 도구이다.The human CAD model refers to a computerized human model developed to perform the ergonomic evaluation process required for product design by shaping the operator in the CAD system. The human CAD model can reduce the development time and cost of the product by allowing the evaluation of the use of the final product at the design stage by moving away from the method of evaluating the product using a prototype after the product design as in the prior art. It is a tool to make it.

1960년 펫터(Fetter)가 최초로 다양한 체위를 표현하기 위해 인체 모형을 개발한 이후, 보우맨(BOEMAN), 사이버맨(Cyberman), 콤비맨(COMBIMAN), 에르고스페이스(ErgoSPACE), SAMMIE(System for Aiding Man Machine Interaction Evaluation), 잭(Jack), 마네퀸(Mannequin) 등과 같은 툴(tool)들이 개발되어 발표되었다.After Fetter developed the human body to represent various positions in 1960, BOEMAN, Cyberman, COMBIMAN, ErgoSPACE, and SAMMIE (System for Aiding Man) Tools such as Machine Interaction Evaluation, Jack and Mannequin have been developed and released.

보우맨(BOEMAN)은 보잉(Boeing)사에서 비행기 조종실(cockpit)의 설계를 위해 개발된 초기의 인체 모형이나 지나친 단순화 등으로 인해 사용성은 그다지 높지 않았다. 여러 인체 모형들 중에서 자동차 설계와 관련된 최초의 인체 모형에는 크라이슬러사가 개발한 사이버맨(Cyberman)이 있다.Bowman was not very usable due to the early manikin or oversimplification developed by Boeing for the design of the cockpit. Of the many human models, the first human model to be involved in car design is Cyberman, developed by Chrysler.

도 1에 나타낸 바와 같이, 사이버맨은 인체를 15개의 링크(link)로 형상화하였으며, 각 관절의 각도는 사용자가 대화식으로 지정하도록 구성하였다. 자동차를 중심으로 운전자 및 승객의 자세, 운전 중의 동작, 트렁크를 여는 과정 등의 모의 실험에 주로 사용되었다. 사이버맨의 지체 표현 방식은 철사 그물(wire frame) 형태를 이용하고 있으나, 표현 형태의 복작성으로 인해 인체 모형과 평가하고자 하는 시스템의 구별이 용이하지 않다는 단점이 있다.As shown in FIG. 1, the cyberman shaped the human body into 15 links, and the angle of each joint was configured to be interactively designated by the user. It is mainly used for simulation of driver's and passenger's posture, driving while driving, and opening trunk. Cyberman's representation of the delay uses a wire frame, but there is a disadvantage that it is not easy to distinguish between the human body model and the system to be evaluated due to the duplication of the expression form.

한편, 범용 목적의 인체 모형으로는 에르고스페이스(ErgoSPACE), SAMMIE, 잭(Jack)이 개발되었는 데, 에르고스페이스(ErgoSPACE)는 다른 인체 모형과는 달리 범용 소프트웨어인 오토캐드(AutoCAD)로 설계된 시스템의 평가에 효과적으로 사용될 수 있다. 영국에서 개발된 SAMMIE는 작업자의 동작 기능 시험과 가시도 시험이 가능한 인체 모형으로 종래의 인체 캐드 모형에 비해 인간 공학적 평가 기능이 가장 진보된 모형이라 할 수 있고 상업적으로도 시판되어 사용되고 있다. 또한, 앞서 열거한 바 있는 마네퀸(Mannequin)은 PC(Personal Computer)상에서 사용가능한 인체 모형으로 1995년 개발되었다.ErgoSPACE, SAMMIE, and Jack have been developed as general purpose human body models. It can be used effectively for evaluation. SAMMIE, developed in the UK, is a human body model capable of operator's motion function test and visibility test, which is the most advanced ergonomic evaluation function compared to the conventional human CAD model and is commercially available. In addition, Mannequin, previously listed, was developed in 1995 as a human body model that can be used on a personal computer.

한편, 근래에 이르러 다양한 인체 공학적 평가 기능과 함께 그래픽스 기능이 향상된 인체 모형들이 개발되어 상용화된 제품으로 공급되고 있다.Recently, ergonomic models with improved graphics capabilities along with various ergonomic evaluation functions have been developed and supplied as commercial products.

대표적인 인체 모형으로 캐나다에서 개발된 세이프워크(Safework)와 독일에서 개발된 램시스(RAMSIS), 그리고 맥도널 더글러스사에서 자체 개발한 MDHMS가 있다.Typical human models include Safework developed in Canada, RAMSIS developed in Germany, and MDHMS developed by McDonald Douglas.

세이프워크(Safework)는 캐나다의 제니콤(GENICOM)사에서 개발한 범용 목적의 인체 모형으로써 인체 모형의 가장 중요한 부분인 인체 측정 자료(Anthropometric Data)를 분석하는 기법에 있어 다변량 분석(multivariate Analysis)을 통해 보다 적절한 인체 형상을 만들어 내고자 노력하였으며, 지금까지 개발된 인체 캐드 모형에서 제공하고 있는 기능들을 대부분 포함하고 있다.Safework is a general-purpose human body model developed by GENICOM, Canada, and uses multivariate analysis in the technique of analyzing anthropometric data, the most important part of the human body model. Through the efforts to create a more appropriate human figure, it includes most of the functions provided by the human CAD model developed so far.

특히, 세이프워크(Safework)는 라이브러리(library) 개념을 통해 사용자의 전문 지식(know-how)을 저장하여 이를 추후 분석에 사용할 수 있도록 하였으며, 운전 자세간의 정량적인 비교를 가능하게 한 점이 특징이다. 현재 보잉, 크라이슬러, GM 등에서 세이프워크(Safework)를 이용하여 신제품 개발 연구를 수행 중에 있다.In particular, Safework saves the user's know-how through the concept of a library so that it can be used for later analysis and features a quantitative comparison between driving postures. Boeing, Chrysler and GM are currently working on new product development using Safework.

램시스(RAMSIS)는 독일 자동차 협회(FAT)의 지원을 받아 자동차 설계 전용으로 개발되었으며, BMW, Audi 등 독일의 자동차 회사에서 사용되고 있다. 현재 국내에서는 삼성 자동차와 대우 자동차가 각각 세이프워크(Safework)과 램시스(RAMSIS)를 이용하여 개발 연구를 수행 중이다.RAMSIS was developed exclusively for automotive design with the support of the German Automobile Association (FAT) and is used by German automakers such as BMW and Audi. Currently, Samsung Motors and Daewoo Motors are conducting development research using Safework and RAMSIS, respectively.

차량의 부품에 대한 적절한 배치를 통해 승강성, 시인/시계성, 거주성, 조작성 등을 향상시키는 설계 과정을 "패키지 레이아웃(package layout)"라는 용어로 표현하는 데, 운전석과 승객석 주위에 대한 레이아웃만을 가리켜 시팅 패키징(seating package)이라고 한다.The term “package layout” refers to the design process that improves lift, visibility / watchability, occupancy, and operability through proper placement of parts in the vehicle. It is only called seating package.

일반적으로 신차를 개발할 때, 초기 설계 단계에서 수행되는 작업이 거주 공간(occupant envelope)의 결정 과정이라고 할 수 있다. 이 과정은 운전자와 승객의 안전과 편의성 등을 고려하여 내부 공간을 확보하고, 시트(seat), 디스플레이즈(displays) 그리고 각종 제어 요소들을 배열(arrangement)하는 절차이다. 또한, 이는 차량의 개발개념(concept)을 공학적으로 구현하는 과정이기도 하다.In general, when developing a new car, the work performed at the initial design stage is the determination of occupant envelope. This process is to secure interior space, arrange seats, displays and control elements in consideration of driver and passenger safety and convenience. It is also a process of engineering the concept of vehicle development.

패키지 레이아웃에서는 차량 설계의 기준이 되는 둔부점(hip point) 등의 위치를 결정하게 되며, 편안한 자세를 유지하면서 운전할 수 있도록 시트의 이동량, 운전대(steering wheel) 등의 장착 위치 등을 결정하는 데, 패키지 레이아웃에 따라 운전자의 자세가 결정되게 되므로 시야 확보, 운전시의 피로도, 조작 편의성 등에 중대한 영향을 미치게 된다. 따라서, 패키지 레이아웃은 가장 전형적인 인간 공학의 응용 분야라고 할 수 있으며, 이는 인간 공학이 자동차 개발의 초기 단계부터 참여하여야 하는 이유이기도 하다.In the package layout, the position of the hip point, etc., which is a standard of the vehicle design, is determined, and the amount of movement of the seat, the mounting position of the steering wheel, etc., for driving while maintaining a comfortable posture, Since the driver's posture is determined according to the package layout, the driver's posture has a significant influence on securing visibility, driving fatigue, and ease of operation. Thus, package layout is the most typical application of ergonomics, which is why ergonomics should be involved from the early stages of automotive development.

지금까지 사용되어 온 전통적인 패키지 레이아웃 방법은 도 2에 도시한 바와 같이, H-포인트 머신(H-point machine)이라 불리는 2차원 마네퀸(2-Dimensional Mannequin)을 이용하여 2차원 도면 상에서 각종 미국 자동차 기술자 협회(SAE; Society of Automotive Engineers)의 설계 기준(또는, 각 회사 고유의 설계 기준)을 적용하는 방법이었다.Conventional package layout methods that have been used up to now, as shown in Figure 2, using a two-dimensional mannequin called a H-point machine (H-point machine) using a variety of American cars on a two-dimensional drawing It was a way of applying the design criteria (or their own design criteria) from the Society of Automotive Engineers (SAE).

그러나, 이와 같이 2차원 마네퀸을 이용하는 방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.However, this method of using a two-dimensional mannequin has the following problems.

첫째, 캐드(CAD) 상의 차량 도면은 3차원 데이터임에도 불구하고 마네퀸이 2차원이므로 평가시 3차원 데이터의 이용이 불가함에 따라 폭에 관한 검증이 불가능하다.First, although the vehicle drawing on the CAD has three-dimensional data, since the mannequin is two-dimensional, the verification of the width is impossible since the three-dimensional data is not available for evaluation.

둘째, 마네퀸이 대표하는 인체 데이터가 제한적이다. 현재, 미국인 남자 10번째 백분 위수(10thpercentile), 50번째 백분 위수(50thpercentile), 95번째 백분 위수(95thpercentile)에 관한 마네퀸만이 존재하므로 다양한 신체 조건에 대한 평가각 불가능하며, 특히, 한국인의 신체 특성에 대한 평가를 할 수가 없다. 한국인의 경우, 서양인에 비해 상지와 하지의 비가 현격히 다르므로 미국인 데이터를 기준으로 설계하면 한국인은 편안한 운전 자세를 취하기가 어렵게 된다.Second, the human body data represented by the mannequin is limited. Currently, the American man tenth percentile (10 th percentile), Manet Queen only exist on the 50th percentile (50 th percentile), 95-th percentile (95 th percentile), so evaluation of various medical conditions, each possible In particular, it is not possible to evaluate the physical characteristics of Koreans. For Koreans, the ratio of upper and lower limbs is significantly different compared to westerners, so designing on the basis of American data makes it difficult for Koreans to take a comfortable driving posture.

셋째, 하지에 관한 데이터만 제공될 뿐 팔이 부착되지 않은 마네퀸이므로 각종 조종 장치들에 대한 평가가 이루어지지 않고 있다. 또한, 상지를 부착하여도 움직임이 없는 마네퀸이므로 운전 중에 이루어지는 동작에 대한 평가가 불가하다. 일례로, 기어 쉬프트 레버(gear shift lever)를 조작할 때, 콘솔 박스(console box)에 팔꿈치가 닿는가 여부를 알 수가 없다.Third, because only the data about the lower limbs are provided, the mannequin without the arm attached is not evaluated for various control devices. In addition, since the mannequin is not moved even when the upper limb is attached, it is impossible to evaluate the operation made during driving. For example, when operating a gear shift lever, it is impossible to know whether the elbow is in contact with the console box.

넷째, 자세에 대한 정량적인 평가가 곤란하다. 현재 마네퀸을 이용할 경우, 두 자세 간의 상대적 적합성을 평가하기가 곤란하며, 단지 페달(pedal)에 발이 닿는가 여부와 신체 부위와 차량 부품과의 접촉 여부 등만을 검토할 수 있다. 부품의 위치에 따라 다양한 운전 자세가 결정되지만 이러한 설계 대안 간의 적합성을 평가할 수가 없다.Fourth, quantitative evaluation of posture is difficult. Currently, with mannequins, it is difficult to assess the relative suitability between two postures, and only examine whether the foot touches the pedal and whether the body part contacts the vehicle parts. The location of the parts determines various driving positions, but the suitability of these design alternatives cannot be evaluated.

이러한 문제점들로 인하여 패키징(packaging) 단계, 즉, 차량 설계의 초기 단계에서 인간 공학적인 설계 지침을 반영하기 어려웠다고 할 수 있으며, 이는 역으로 인체 캐드 모형의 사용에 대한 필요성을 대두됨을 의미한다 할 것이다.These problems make it difficult to incorporate ergonomic design guidelines in the packaging phase, that is, in the early stages of vehicle design, which in turn means the need for the use of human CAD models. will be.

인간 공학의 여러 분야 중 패키지 레이아웃과 가장 밀접한 관계를 갖는 분야는 인체 계측(anthropometry) 분야이다. 이는 단순히 인체의 크기에 대한 자료만을 의미하는 것이 아니며, 작업과 관련된 기능적인 인체 자료를 의미하며 동시에 동작 범위(range of motion), 편의 관절 각도(comfortable joint angle), 시계 영역(visual field) 등에 관한 인체 자료가 필요하다. 이를 바탕으로 패키징 단계에서 설계 범위에 포함되는 다양한 크기의 운전자들이 편안한 자세를 취하면서 운전할 수 있는 공간을 확보하고 각종 부품의 위치를 결정하게 된다.Among the many areas of ergonomics, the most closely related to package layout is the field of anthropometry. This does not only mean data about the size of the human body, but also refers to functional human data related to the work and at the same time the range of motion, the comfortable joint angle, the visual field, etc. Human data are needed. Based on this, drivers of various sizes included in the design range at the packaging stage secure a space for driving while taking a comfortable position and determine the positions of various components.

현재 까지 미국 자동차 기술자 협회(SAE)의 표준으로 채택된 각종 패키징 관련 기준은 인체 자료에 바탕을 두고 제정되었으나, 인체 특성에 대한 체계적인 분석을 통해 최적 운전 자세를 제안하고 이를 기초로 둔부점(hip point) 및 시각점(eye point)의 위치를 결정하였기 보다는 다수의 운전자에 대한 통계적 자료에 근거한 방식이라 할 수 있다. 운전자의 눈의 위치를 규정한 아일립스(eyellise; eye와 ellipse의 합성어)에 관한 기준과 시트 위치 설정을 위한 기준 등은 모두 통계적 자료를 바탕으로 결정된 기준들이다. 따라서 잘못된 패키징으로 인해 운전자들이 최적 자세를 취하지 못하였을 경우, 인간 공학적으로 바람직한 자세와는 무관한 자세가 빈번하게 채택되었을 가능성을 배제할 수 없다. 특히, 미국인에 대한 실측 자료를 바탕으로 한국인에게 직접 적용하기에는 많은 무리가 따를 것임이 명백하다.The various standards related to packaging, which have been adopted as a standard of the American Society of Automotive Engineers (SAE), have been established based on human data, but suggest the optimal driving posture through systematic analysis of human characteristics and based on the hip point. Rather than determining the location of the) and eye points, it is a method based on statistical data for a number of drivers. The criteria for the eyelips that define the position of the driver's eyes (the compound word of eye and ellipse) and the criteria for seat position are all determined based on statistical data. Therefore, if the driver fails to take the optimum position due to incorrect packaging, it is impossible to exclude the possibility that a position that is not related to an ergonomically desirable position is frequently adopted. In particular, it is clear that there will be a lot of people to apply directly to Koreans based on actual data on Americans.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 인간 공학적인 설계 원칙에 입각하여 인체 캐드 모형(Human CAD Model)을 통해 운전자들의 다양한 신체 조건을 만족시키도록 자동차 내장 부품의 최적 위치를 선정함으로써 이를 자동차의 초기 설계 과정에서 고려할 수 있도록 한 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법에 관한 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve such a problem, and based on the ergonomic design principles, the optimal position of the interior parts of automobiles is determined to satisfy various physical conditions of drivers through a human CAD model. The present invention relates to a method for optimal positioning of automotive interior parts, which can be selected for consideration in the initial design process of automobiles.

도 1은 사이버맨의 인체를 15개의 링크로 형상화한 예시도,1 is a diagram illustrating the human body of the cyberman in 15 links.

도 2는 H-포인트 머신의 2차원 마네퀸을 이용한 예를 도시한 예시도,2 is an exemplary view showing an example using a two-dimensional mannequin of the H-point machine,

도 3은 본 발명에 따른 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법의 바람직한 실시예을 나타낸 흐름도,3 is a flow chart showing a preferred embodiment of the method for optimal positioning of automotive interior parts in accordance with the present invention;

도 4는 자세 안락도의 각 수준별 운전 자세 및 관절각을 나타낸 예시도,4 is an exemplary view showing driving posture and joint angle for each level of posture comfort;

도 5는 현재의 시트 높이에 대한 남성 95번째 백분 위수와 여성 5번째 백분 위수의 적정 둔부점의 위치를 SAE 방식에 따라 결정한 것을 나타낸 예시도,5 is an exemplary view showing that the position of the appropriate buttocks of the male 95th percentile and the female fifth percentile with respect to the current sheet height is determined according to the SAE method.

도 6은 남성 95번째 백분 위수와 여성 5번째 백분 위수 모두의 안락도 점수가 90점 이상이 될 수 있는 둔부점의 위치 및 운전 자세를 나타낸 도면,6 is a view showing the position and driving position of the buttocks where the comfort score of both the male 95th percentile and the female fifth percentile can be 90 or more points.

도 7은 도 6과 같은 자세를 유지하기 위한 운전대의 위치를 나타낸 도면,7 is a view showing the position of the steering wheel for maintaining the posture as shown in FIG.

도 8은 남성 95번째 백분 위수는 90점 이상, 여성 5번째 백분 위수는 85점 이상으로 완화하여 조정한 새로운 운전 자세를 나타낸 도면,FIG. 8 is a diagram illustrating a new driving posture, in which the male 95th percentile is adjusted to 90 points or more, and the female fifth percentile is adjusted to 85 points or more.

도 9a는 현재의 게이지 패널 배치안에 대한 시인성 평가 결과를 나타낸 예시도,9A is an exemplary view showing the results of visibility evaluation for the current gauge panel arrangement;

도 9b는 운전대에 의해 차단된 현상을 개선한 결과를 나타낸 예시도이다.Figure 9b is an exemplary view showing a result of improving the phenomenon blocked by the steering wheel.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동차의 내장 부품의 최적 위치 선정 방법은, 자동차 실내 공간의 설계에 대한 다수의 설계 요인 중에서 중요도 측면에서의 우선 순위에 기초하여 주 설계 요인과 주 설계 요인을 분류한 다음에 주 설계 요인에 대한 패키징안이 가변적으로 결정한 주 설계 요인의 제약 조건을 만족함과 동시에 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하도록 조정·배치하며, 이후, 주 설계 요인에 대한 패키징안이 결정된 상태에서 주 설계 요인에 대한 패키징안이 가변적으로 결정한 주 설계 요인의 제약 조건을 만족함과 동시에 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하도록 배치하는 반복적인 배치 과정을 채택하고 있는 것이 특징이다.In order to achieve the above object, the method for optimally positioning the interior parts of automobiles according to the present invention is based on the main design factors and the main design factors based on the priority in terms of importance among a plurality of design factors for the design of the vehicle interior space. After categorizing the design elements, the package design for the main design factors meets the constraints of the main design factors that are variably determined, and is adjusted and arranged to be applicable within the basic structural range of the vehicle body. It is characterized by adopting an iterative layout process that satisfies the constraints of the main design factors determined by the packaging plan for the main design factors in the state and is applicable within the basic structural range of the vehicle body.

일반적으로, 자동차의 실내 공간 설계와 관련하여 고려되는 사항은 설계 기준점이 되는 둔부점의 위치, 수직/수평 이동량의 기준이 되는 시트의 이동 거리, 페달의 위치, 운전대의 위치, 속도계(speedometer), 유량계 등과 같은 계기판의 위치, 기어 쉬프트 레버의 위치, 오디오 버튼의 위치 등이 대표적이다.In general, considerations regarding the interior space design of a vehicle include the position of the buttocks, which are design reference points, the movement distance of the seat, which is the basis for the vertical / horizontal movement amount, the position of the pedals, the position of the steering wheel, the speedometer, The position of the instrument panel such as the flow meter, the position of the gear shift lever, the position of the audio button, etc. are representative.

이와 같은 각각의 요소들은 서로 독립적으로 결정되지 못하며, 운전자의 신체 조건을 매개로하여 상호 유기적으로 연결되어 있다. 특히, 둔부점, 페달, 운전대의 관계는 한 설계 요인의 설계값이 다른 요인의 결정에 전제 조건이 되는 특성을 가지고 있다. 이러한 특성으로 의해 각 설계 요인을 순차적으로 결정하는 설계법(sequential layout)보다 다른 설계 요인의 설계값에 따라 반복적으로 배치하는 설계법(iterative layout)이 보다 효과적이라고 판단된다. 본 발명도 역시 이러한 설계 개념을 기초로 한다.Each of these factors cannot be determined independently of each other, but is organically connected to each other through the physical condition of the driver. In particular, the relationship between the buttocks, the pedals and the steering wheel has the characteristic that the design value of one design factor is a precondition for the determination of another factor. Due to these characteristics, it is judged that an iterative layout that is repeatedly arranged according to design values of other design factors is more effective than a sequential layout that sequentially determines each design factor. The present invention is also based on this design concept.

그러나 앞에서 언급한 바와 같이 자동차 실내 공간에 대한 패키징에는 많은 설계 요인들이 고려되어야 함에 따라 반복적 배치 과정에서 이들을 동시에 고려하기는 곤란하다. 따라서 본 발명에서는 가장 중요한 패키징 요인인 둔부점, 페달의 위치, 운전대의 위치만을 우선적으로 고려한 후, 이들 세 지점의 위치를 주어진 조건으로 하여 기타 요인들, 즉, 기어 레버, 중앙 계기판(center fascia) 등을 배치하는 2 단계 배치 방법(2 phase layout)을 적용한 것이 특징이다.However, as mentioned earlier, it is difficult to consider them simultaneously in an iterative layout process because many design factors must be considered in the packaging of the car interior space. Therefore, in the present invention, only the most important packaging factors such as buttock point, pedal position and steering wheel position are considered first, and then other factors such as gear lever and center fascia are given with the positions of these three points as given conditions. It is characterized by applying a two-phase layout method for placing a back.

지금 까지 구미의 인간 공학계를 중심으로 패키징과 관련된 많은 설계 지침들이 제시되어 왔으며, 미국 자동차 기술자 협회 지침화되어 설계 기준으로 사용되어 왔다. 이러한 설계 기준에는 최적의 운전 자세와 관련된 각 신체 관절의 권장 각도, 내장 부품과 신체 부위 간의 적정 여유 공간, 각 신체 관절의 동작 가능 범위, 각종 조정 장치들의 배치 한계, 적정 시계 범위 등이 포함되어 있다.To date, many design guidelines related to packaging have been proposed, especially in the European ergonomic world, and have been used as a design guide by the American Society of Automotive Engineers. These design criteria include the recommended angle of each body joint in relation to the optimal driving posture, the appropriate clearance between internal parts and body parts, the operable range of each body joint, the limitation of the placement of various adjustment devices, the proper field of view, etc. .

이러한 설계 기준들은 설계자가 차량 설계시 지켜야 할 규칙으로써 일종의 제약 조건(constraints)의 개념으로 이해할 수 있다. 즉, 각종 조종 장치들은 앉은 자세에서 팔이 닿을 수 있는 범위 내에 배치되어야만 하는 것이고, 안전 등의 이유로 내장 부품은 신체와 최소한의 여유 공간을 확보해야만 하는 것이다. 따라서, 패키지 레이아웃은 차량 내부의 공간 내에서 주어진 제약 조건을 모두 만족하는 임의의 배치안을 찾는 탐색(search) 작업으로 변환하여 접근할 수 있다.These design criteria can be understood as a concept of constraints as a rule that designers must follow when designing a vehicle. In other words, the various control devices should be arranged within the reach of the arm in a sitting position, and for safety reasons, the built-in parts must have a minimum free space with the body. Thus, the package layout can be approached by converting it into a search operation that finds any layout that satisfies all given constraints within the space inside the vehicle.

본 발명에서는 인간 공학 설계 기준을 제약 조건화한 후, 이를 만족하는 배치안을 반복적인 탐색 작업을 통해 찾아 나가는 방식으로 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법을 제안한다.The present invention proposes an optimal positioning method for automobile interior parts by constraining ergonomic design criteria and finding a layout that satisfies this through repetitive searching.

한편, 본 발명에 따른 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법의 바람직한 실시예를 수행하기 위한 시스템으로는 설계자와의 상호 대화식(interactive)의 입출력을 수행할 수 있고, 설계자의 입력에 따라 프로그램적으로 시뮬레이션이 가능한 캐드 시스템을 이용함이 바람직하다.On the other hand, as a system for performing a preferred embodiment of the method for optimal positioning of automotive interior parts according to the present invention can perform interactive input and output with the designer, and programmatically simulated according to the designer's input It is desirable to use this possible CAD system.

본원에서는 시뮬레이션 시스템으로 제니콤(GENICOM)사의 세이프워크 시스템(Safework system)을 이용하였으며, 이를 이용하여 인간 공학 설계 지침에 부합되는 자동차 내장(interior)의 기본 설계안을 도출하고, 도출된 설계안을 평가하였으며, 후술하면서 제공되는 수치들은 이 시뮬레이션 시스템을 통해 얻은 것이다.In this study, we used Genicom's Safework system as a simulation system, and derived the basic design of the interior of the car in accordance with the ergonomic design guidelines, and evaluated the derived design. The figures provided below are obtained through this simulation system.

이하, 본 발명에 따른 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the optimal positioning method of the vehicle interior parts according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명에 따른 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 흐름도이다.Figure 3 is a flow chart showing a preferred embodiment of the method for optimal positioning of automotive interior parts according to the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법의 바람직한 실시예는 먼저, 평가할 차량을 캐드 데이터안으로 설계할 시에 고려할 적정 범위의 인체 캐드 모형을 생성시키는 인체 캐드 모형 생성 단계(S10)를 수행하도록 한다.As shown in FIG. 3, the preferred embodiment of the method for optimally positioning the interior parts of an automobile according to the present invention first generates a human CAD model for generating a human CAD model of an appropriate range to be considered when designing a vehicle to be evaluated into CAD data. Step S10 is performed.

다양한 운전자를 모두 만족시키는 패키징안을 도출하기 위해 본 발명에서는 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)부터 남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile) 까지 고려한다. 그러나, 비용 등의 이유로 상대적으로 작은 여성은 시장층에서 제외시키고, 여성 50번째 백분 위수(female 50thpercentile)부터 고려하는 수도 있다.In order to derive a packaging scheme that satisfies all of the various drivers, the present invention considers the female 5 th percentile to the male 95 th percentile. However, for reasons such as cost, relatively small women may be excluded from the market and the female 50 th percentile may be considered.

인체 캐드 모형을 생성한 후, 제약 조건 설정 단계(S20)에서는 설계자는 차량의 설계 개념에 맞추어 패키징과 관련된 평가 기준 및 제약 조건을 설정한다. 여기에는 여유 공간의 최소치, 운전 자세의 목표 안락도 점수 등이 고려될 수 있다.After generating the human CAD model, in the constraint setting step (S20), the designer sets the evaluation criteria and constraints related to the packaging according to the design concept of the vehicle. This may take into account the minimum of the free space and the target comfort score of the driving posture.

인체 캐드 모형을 이용한 운전 자세의 분석 결과를 패키징안 비교의 기준으로 사용하기 위해서는 각각의 자세들에 대한 우열을 평가할 수 있는 기준이 필요하다. 인간의 자세는 관절각을 통해 정량적으로 표현될 수 있다. 본 발명에서는 최적의 운전 자세를 야기하는 관절각인 최적 관절각( Aop )으로부터의 평가 관절각( Ai )의 편차(deviation)인 관절각 편차(Angle Deviation; Ad )를 평가 기준으로 선정하며, 이를 기준으로 자세 안략도 점수( Cp )를 정의하여 운전 자세를 정량적으로 비교한다. 현재의 평가 관절각( Ai )이 최적 관절각( Aop )으로부터 벗어날수록 사람이 느끼는 불편도(Discomfort)는 더욱 급격히 증가하므로 수학식 1과 같이 2차식의 손실 함수(loss function)인 불편도 함수( Dp )를 수학식 1과 같이 정의하고, 이에 따른 안락도 점수를 수학식 2와 같은 안락도 함수( Cp )를 통해 계산한다.In order to use the analysis results of the driving posture using the human CAD model as a standard for comparing the packaging plans, a criterion for evaluating the superiority of each posture is required. Human posture can be expressed quantitatively through joint angles. In the present invention, the optimal joint angle that is the joint angle causing the optimal driving posture ( A op Evaluation joint angle from A i Angle Deviation, which is a deviation of A d ) As an evaluation criterion, and based on the score, C p ) To compare the driving posture quantitatively. Current evaluation joint angle ( A i Is the optimal joint angle ( A op ), The more the discomfort felt by a person increases more rapidly, the more the discomfort function (the second loss function, as shown in Equation 1) D p ) Is defined as Equation 1, and the comfort score according to Equation 2 C p Calculate

Dp=μ(Ad)2 D p = μ (A d ) 2

Ad=Aop-Ai A d = A op -A i

Cp=100-Dp C p = 100-D p

수학식 1에서, μ 는 페널티 계수값(penalty coefficient)이다.In Equation 1, μ Is a penalty coefficient.

안락도 점수(또는 안락도 함수, Cp )는 2차식의 함수 형태를 취함으로 인해 현재의 평가 관절각( Ai )이 최적 관절각( Aop )에서 벗어날수록 점수가 급격히 감소하게 된다.Comfort score (or comfort function, C p ) Takes the form of a quadratic function so that the current joint angle ( A i Is the optimal joint angle ( A op ), The more the score goes down.

한편, 본 발명에서 관절각 편차( Ad )는 연속 변수(continuous variable)가 아닌 이산 변수(discrete variable)로 가정한다. 이는 1°∼ 2°정도의 미세한 관절각의 변화에 대해서는 인간이 그 편차를 느끼지 못하기 때문이다. 실제로 이러한 이유로 최적 자세에 대한 연구 결과들이 서로 미세한 차이를 보이고 있음에 따라 최적 관절각을 소정의 범위를 갖는 값으로 표현하고 있다.Meanwhile, in the present invention, the joint angle deviation ( A d ) Is assumed to be a discrete variable rather than a continuous variable. This is because humans do not feel the deviation of minute joint angle changes of about 1 ° to 2 °. For this reason, the results of the research on the optimal posture show a slight difference from each other, and thus the optimal joint angle is expressed as a value having a predetermined range.

본 발명에서는 이와 같은 사실을 반영하기 위해 불편도 함수를 스텝 함수(step function)로 보정하여 적용한다.In the present invention, in order to reflect this fact, the discomfort function is corrected and applied to a step function.

또한, 전체 운전 자세의 점수는 각 관절의 안락도 점수의 평균으로 나타낼 수 있으나 각 관절 부위에 따라 불편함의 심각도가 다르게 느껴지므로 관절별로 가중치가 다르게 할당하여 안락도 점수를 구한다. 불편도 함수의 페널티 계수값( μ )을 관절별로 다르게 부여함으로써 관절별의 가중치를 불편도 함수에 반영할 수 있으며, 결과적으로 안락도 점수에 이를 반영할 수 있게 된다.In addition, the overall driving posture score may be expressed as an average of the comfort score of each joint, but since the severity of discomfort is felt differently according to each joint region, the comfort score is obtained by assigning different weights to each joint. Penalty coefficient value of uncomfortable function ( μ ) Can be differently assigned to each joint to reflect the weight of each joint in the discomfort function, and consequently to the comfort score.

본 발명에서 자세 분석을 위해 도출한 불편도 함수의 최종 수학식은 수학식 3과 같다.In the present invention, the final equation of the discomfort function derived for posture analysis is shown in Equation 3.

|Ad|=|Aop-Ai|| A d | = | A op -A i |

여기서, 는 각각 이산 불편도 함수 및 이산 관절각 편차이고, R 은 스텝 함수의 단위 스텝값이며, μi 는 각각의 관절에 대한 가중치가 부여된 페널티 계수값을 의미한다.here, And Are discrete discomfort functions and discrete joint angle deviations, respectively R Is the unit step value of the step function, μ i Denotes a weighted penalty coefficient value for each joint.

수학식 3의 불편도 함수로부터 안락도 점수를 도출하기 위해서는 각 관절의 최대 동작 범위, 각 관절의 최적 자세각 및 각 관절별 각도 범위, 각 관절별 불편도 가중치에 대한 데이터가 필요하다.In order to derive a comfort score from the discomfort function of Equation 3, data about the maximum operating range of each joint, the optimal posture angle of each joint and the angle range of each joint, and the discomfort weight of each joint are needed.

최종적으로, 이산 안락도 함수( ,또는 안락도 점수)는 수학식 4와 같다.Finally, the discrete comfort function ( Or comfort score) is as shown in Equation 4.

각각의 데이터를 실험을 통해 추출하는 것이 가장 바람직하지만, 본 발명에서는 우선적으로, 종래의 연구 결과를 통해 데이터를 수집하였다.Although it is most preferable to extract each data through experiments, in the present invention, the data were first collected through conventional research results.

먼저, 각 관절의 최적 자세 각도는 미국 자동차 기술자 협회(SAE)에서 제안하는 최적 운전 자세 자료를 이용하며, 각 관절별 각도 범위는 트레블(G. Trebble)이 1986년에 발표한 "A probabilistic method for assessing the longitudinal habitability of a car"의 연구 결과와, 주딕(J. M. Judic) 등이 1933년에 발표한 "More objectives tools for the integration of postural comfort in automotive seat design"의 연구 결과를 기초로 삼아 입력 데이터를 확보한다.First, the optimal posture angle of each joint is used by the optimal driving posture data proposed by the American Association of Automotive Engineers (SAE), and the angle range of each joint is published in 1986 by G. Trebble in "A probabilistic method for Based on the findings of assessing the longitudinal habitability of a car and the study by JM Judic et al. in 1933, "More objectives tools for the integration of postural comfort in automotive seat design," Secure.

그리고, 관절의 움직임에 대한 불편도는 제나디와 가르와스키(A. M. Genaidy and W. Karwowski)가 1993년에 발표한 "The effects of neutral posture deviations on perceived joint discomfort ratings in sitting and standing postures"의 연구 결과와, 제나디(A. M. Genaidy ) 등이 1995년에 발표한 "Ranking of static non-neutral postures around the joints of the upper extremity and the spine"의 연구 결과를 기초로 삼아 입력 데이터를 확보한다.The discomfort of the joint movements is a study of "The effects of neutral posture deviations on perceived joint discomfort ratings in sitting and standing postures" published in 1993 by AM Genaidy and W. Karwowski. Based on the results and the research of "Ranking of static non-neutral postures around the joints of the upper extremity and the spine" published in 1995 by AM Genaidy et al.

수학식 4의 이산 안락도 함수( )로부터 도출되는 이산 안락도 점수의 정확성을 높이기 위해 관절별 불편도 가중치는 굽힘 동작( flexion)과 폄 동작(extension)에 따라 각각 다르게 설정한다.Discrete Comfort Function (Equation 4) In order to increase the accuracy of the discrete comfort score derived from the), the discomfort weight for each joint is set differently according to flexion and extension.

도 4는 자세 안락도의 각 수준별 운전 자세 및 관절각을 나타낸 예시도로, 도 4의 (a)는 최적(100점), (b)는 만족(90점대) , (c)는 허용(80점대)의 일례를 나타낸 것이다.4 is an illustration showing the driving posture and joint angle for each level of posture comfort, Figure 4 (a) is optimal (100 points), (b) satisfaction (90 points), (c) is allowed (80 points) ) Is an example.

배치 기준, 즉, 제약 조건이 결정되면, 현 패키징안 평가 단계(S30)에서는 인체 캐드 모형을 이용하여 현 패키징안에 대해 기설정된 평가 기준에 따라 평가 결과를 추출한다.If the placement criteria, that is, the constraints are determined, the evaluation result of the current packaging plan is extracted according to the evaluation criteria preset for the current packaging plan in the current package plan evaluation step S30.

이후, 제 1 제약 조건 만족 판단 단계(S31)에서는 추출된 평가 결과가 설정된 제약 조건의 만족하는지 여부를 판단한다.Thereafter, in the first constraint satisfaction determination step (S31), it is determined whether the extracted evaluation result satisfies the set constraint.

제 1 제약 조건 만족 판단 단계(S31)의 평가 결과, 현 패키징안에 대해 모든 제약 조건이 만족되면, 제약 조건 강화 단계(S32)에서는 보다 개선된 패키징안을 얻기 위해 제약 조건을 강화한 후, 강화된 제약 조건에 대한 평가 결과를 추출하기 위해 현 패키징안 평가 단계(S30)로 되돌아 간다. 가령, 모든 신체 조건에 대한 자세 안락도 목표를 80점 이상에서 90점 이상으로 상향 조정하는 등과 같이 제약 조건을 강화한다.As a result of the evaluation of the first constraint satisfaction determination step S31, if all the constraints are satisfied for the current packaging proposal, the constraint enhancement step S32 may be performed after strengthening the constraints to obtain an improved packaging scheme. In order to extract the evaluation result for the process, the process returns to the evaluation step (S30). For example, the constraints are reinforced, such as raising posture comfort targets for all physical conditions from 80 points to 90 points.

반면, 제약 조건 평가 단계(S30)의 평가 결과, 제약 조건을 만족하지 못하면, 주 설계 요인 변경 단계(S40)에서는 설계 기준점인 둔부점을 변경한 후, 변경된 둔부점을 기준으로 운전대의 변경 범위를 결정한다.On the other hand, if the evaluation result of the constraint evaluation step (S30), the constraint is not satisfied, in the main design factor change step (S40) after changing the butt point, which is the design reference point, and changes the range of the steering wheel based on the changed butt point. Decide

둔부점 변경 단계(S41)를 구성하는 제 1 둔부점 변경 단계(S41_1)에서는 상대적으로 키가 큰 사람인 남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)가 편한 자세를 취할 수 있는 제 1 둔부점을 구하고, 제 2 둔부점 변경 단계(S41_2)에서는 상대적으로 키가 작은 사람인 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)가 편한 자세를 취할 수 있는 제 2 둔부점을 구한 후, 시트 이동 거리 산출 단계(S41_3)에서는 제 1 둔부점과 제 2 둔부점으로부터 시트 이동 거리를 구한다.In the first buttock point changing step S41_1 constituting the buttock point changing step S41_1, a first buttock point in which a male 95 th percentile, which is a relatively tall person, may be relaxed may be obtained. In the second buttocks change step (S41_2), after calculating a second buttock point in which the female fifth th percentile, which is a relatively short person, can take a comfortable posture, calculating the sheet movement distance (S41_3). ), The sheet moving distance is obtained from the first buttocks and the second buttocks.

키가 큰 사람과 키가 작은 사람이 모두 안락한 자세로 운전할 수 있는 각각 제 1 둔부점 및 제 2 둔부점을 구하고 이를 통해 시트 이동 거리를 결정하면, 운전대 위치 변경 단계(S42)에서는 제 1 둔부점 및 제 2 둔부점 그리고 시트 이동 거리를 기준으로 운전대의 위치를 결정한다.When the taller person and the shorter person are both able to drive in a comfortable posture, the first buttocks point and the second buttock point are determined, respectively, and the seat movement distance is determined through the steering wheel position changing step (S42). And a position of the steering wheel based on the second buttocks and the seat movement distance.

운전대 위치 변경 단계(S42)에서는 다수의 사람에 대한 신체 차이를 반영하기 위해 운전대의 경사 범위(tilting range)와 운전대 전후 이동 범위(telescoping range)를 결정함으로써 운전대의 변경 범위를 결정한다.In the steering wheel position changing step (S42), the change range of the steering wheel is determined by determining a tilting range of the steering wheel and a telescoping range before and after the steering wheel in order to reflect body differences for a plurality of people.

이후, 결정된 운전대의 변경 범위가 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능한 패키징안인지 여부를 평가하는 제 1 적용 가능 판단 단계(S50)를 수행하도록 한다.Subsequently, the first applicable determination step S50 of evaluating whether or not the determined steering wheel change range is applicable packaging within the basic structural range of the vehicle body is performed.

제 1 적용 가능 판단 단계(S50)의 판단 결과, 결정된 운전대의 변경 범위가 차체의 기본 구조 범위 내에서 허용될 수 없다면, 페달 위치 변경 단계(S60)에서는 페달 위치를 변경한다.As a result of the determination of the first applicable determination step S50, if the determined range of change of the steering wheel cannot be allowed within the basic structural range of the vehicle body, the pedal position change step S60 changes the pedal position.

일반적으로 페달의 위치는 거주성과 관련하여 다리를 뻗는 공간(legroom)을 보다 크기 확보하기 위해서는 시트쪽으로 이동시키기 곤란하며, 반대 방향으로는 앤진룸(engine room)의 설계 변경 요인이 많게 되어 역시 이동이 곤란한 경우가 대부분이다.In general, the position of the pedal is difficult to move toward the seat in order to secure a legroom larger in relation to occupancy, and in the opposite direction, there are many factors that change the design of the engine room. In most cases it is difficult.

이후, 변경된 페달 위치가 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능한 패키징안인지 여부를 평가하는 제 2 적용 가능 판단 단계(S70)를 수행하도록 한다.Thereafter, the second applicable determination step (S70) of evaluating whether the changed pedal position is applicable packaging within the basic structural range of the vehicle body is performed.

제 2 적용 가능 판단 단계(S70)의 판단 결과, 변경된 페달 위치가 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하면, 상기 변경된 주 설계 요인들을 변경된 페달 위치에 대해 재조정하기 위해 둔부점 변경 단계(S41)로 되돌아 간다.As a result of the determination of the second applicable judgment step S70, if the changed pedal position is applicable within the basic structural range of the vehicle body, the hip point changing step S41 is performed to readjust the changed main design factors with respect to the changed pedal position. Go back

반면, 제 2 적용 가능 판단 단계(S70)의 판단 결과, 변경된 페달 위치가 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하지 않으면, 제약 조건 완화 단계(S80)에서는 보다 개선된 패키징안을 얻기 위해 제약 조건을 완화한 후, 완화된 제약 조건에 대한 평가 결과를 추출하기 위해 현 패키징안 평가 단계(S30)로 되돌아 간다.On the other hand, if the result of the determination of the second applicable determination step S70 is that the changed pedal position is not applicable within the basic structural range of the vehicle body, the constraint relaxation step S80 relaxes the constraint in order to obtain an improved packaging scheme. After that, the process returns to the current package evaluation step (S30) to extract the evaluation result for the relaxed constraint.

다시 말해서, 페달 위치를 이동시켜서 해결할 수 없으면, 탐색 공간(search space)을 확장하기 위해 제약 조건을 완화한 후, 이상의 과정을 반복시킨다.In other words, if the problem cannot be solved by shifting the pedal position, the above process is repeated after the constraints are relaxed to expand the search space.

한편, 제 1 적용 가능 판단 단계(S50)의 판단 결과, 결정된 운전대의 변경 범위가 차체의 기본 구조 범위 내에서 허용될 수 있다면, 부 설계 요인 변경 단계(S90)에서는 주 설계 요인 보다 상대적으로 덜 중요한 부 설계 요인에 대한 패키징안의 변경을 수행한다.On the other hand, if the determination result of the first applicable determination step (S50) can determine that the range of change of the determined steering wheel can be allowed within the basic structural range of the vehicle body, the sub design factor change step (S90) is relatively less important than the main design factor. Carry out packaging changes to subdesign factors.

예컨대, 주 설계 요인인 둔부점, 페달 위치, 운전대의 변경 범위를 결정하면, 이 세 지점을 기준으로 부 설계 요인인 기어 쉬프트 레버(gear shift lever), 중앙 계기판(center fascia), 게이지 패널(gauge panel)에 대해서 2 단계 배치 과정을 수행한다.For example, if the major design factors such as butt point, pedal position, and range of steering wheel change are determined, the sub-design factors, gear shift lever, center fascia, and gauge panel, are based on these three points. Perform a two-step batch process on the panel.

이후, 제 2 제약 조건 만족 판단 단계(S100)에서는 부 설계 요인에 대한 변경된 패키징안이 제약 조건을 만족하는지 여부를 판단한 후, 제약 조건을 만족하면 종료하고, 그렇지 않으면, 부 설계 요인 변경 단계(S90)로 되돌아 간다.Subsequently, in the second constraint satisfaction determination step (S100), after determining whether the changed packaging plan for the sub design factor satisfies the constraint, if the constraint is satisfied, the process ends; otherwise, the sub design factor change step (S90). Go back to

이하, 이상의 수행 과정을 시뮬레이션 결과를 통해 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the above execution process will be described in more detail through simulation results.

현재 가장 보편적으로 적용되고 있는 SAE 설계 기준에 따라 둔부점(즉, 시트의 위치)을 변경한다. 필리파트(N.I. Philippart) 등의 연구 결과에 기초한 이 방법은 현재의 시트 높이에 대해 가장 적합한 시트의 위치(페달로부터의 거리)를 결정하는 방법으로 수학식 5를 이용하여 구한다.Changes the buttocks (ie seat position) in accordance with the most commonly applied SAE design criteria. Based on the work of N.I. Philippart et al., This method is obtained using Equation 5 as a method of determining the most suitable seat position (distance from the pedal) with respect to the current seat height.

여기서, X95 는 남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)에 대한 페달로부터의 거리를 의미하며, X5 는 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)에 대한 페달로부터의 거리를 의미하며, Z 는 바닥으로부터 둔부점(H-point)까지의 높이이다.here, X 95 Is the distance from the pedal for the male 95 th percentile, X 5 Is the distance from the pedal for the female 5 th percentile, Z Is the height from the floor to the H-point.

도 5는 현재의 시트 높이에 대한 남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)와 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)의 적정 둔부점의 위치를 SAE 방식에 따라 결정한 것을 나타낸 것이다.Figure 5 shows that the position of the hip point of the titration 95th percentile male (male 95 th percentile) and the 5th percentile female (5 th percentile female) of the current height of the sheet determined according to the SAE system.

남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)의 경우는 둔부점이 페달로부터 923mm가 이격된 위치가 적당한 것으로 계산되며, 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)의 경우는 둔부점이 페달로부터 707mm가 이격된 위치가 적당한 것으로 계산된다. 이 경우, 시트의 이동 거리는 최소 216mm 이상이 되어야 하는 것으로 계산된다.Male 95th percentile for (male 95 th percentile) is calculated as being the proper location hip point 923mm is spaced from the pedal, female 5th percentile for (female 5 th percentile) is 707mm is spaced from the hip points pedal Position is calculated as appropriate. In this case, it is calculated that the movement distance of the sheet should be at least 216 mm.

그러나, SAE 방식에 의해 시트의 위치를 결정하여도 운전 자세에 따른 안락도 점수는 남성의 경우에는 66점이고, 여성의 경우에는 77점으로 만족스럽지 못한 것으로 평가되어 SAE 지침에 의해 패키징을 하여도 안락한 운전 자세를 보장하지 못하는 것으로 판명되었다. 이는 필리파트(N.I. Philippart) 등에 의해 제시된 둔부점 결정 방법이 하지의 길이만을 고려하여 도출한 통계적 관계식이기 때문이라고 판단된다.However, even if the position of the seat is determined by the SAE method, the comfort score according to the driving posture is 66 for men and 77 for women, which is not satisfactory. It proved that driving posture could not be guaranteed. This is because the method of determining the gluteal point proposed by N.I. Philippart et al. Is a statistical relation derived only by considering the length of the lower limbs.

본 발명에서는 먼저, "남녀 운전자의 자세 안락도 90점(만족 수준) 이상"을 배치 기준, 즉, 제약 조건으로 설정한 후, 인체 캐드 모형을 이용하여 이를 만족하는 운전 자세를 탐색한다.In the present invention, first, the "comfort comfort of male and female drivers (satisfaction level) of 90 points or more" is set as an arrangement criterion, that is, a constraint condition, and then a driving posture that satisfies this is searched using a human CAD model.

필리파트(N.I. Philippart) 등에 기초한 방법과는 달리 신체 전 부위에 대한 자세 분석을 통해 최적의 운전 자세를 야기하는 시트의 위치를 결정하며, 다양한 신체 조건을 모두 만족시킬 수 있는 시트의 이동량을 도출한다.Unlike the method based on NI Philippart et al., Posture analysis of all parts of the body determines the position of the seat causing the optimal driving posture and derives the amount of movement of the seat to satisfy various physical conditions. .

남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)와 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile) 모두의 안락도 점수가 90점 이상이 될 수 있는 둔부점의 위치 및 운전 자세는 도 6과 같다.95th percentile male (male 95 th percentile) and 5th percentile female (female 5 th percentile) scores both comfort and driving position of the hips that can be more than 90 points of attitude is the same as FIG.

남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)와 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)에 대해 둔부점의 위치는 페달로부터 각각 872mm 및 695mm가 이격된 곳에 위치하여야만 편안한 자세로 운전이 가능한 것으로 분석되었다.Men 95th percentile (male 95 th percentile) and women's 5th percentile (female 5 th percentile) position of the hip point is analyzed as being the driver in a comfortable position hayeoyaman located with each 872mm and 695mm away from the pedal for It became.

이는 도 5에 도시한 SAE에 방식에 의한 배치보다 남성의 경우 51mm, 여성의 경우 12mm가 앞 당겨진 위치로써 다리와 팔의 자세를 보다 편하게 하기 위함이다.This is to make the position of the legs and arms more comfortable as the position pulled forward 51mm for men, 12mm for women than the arrangement by the SAE method shown in FIG.

그리고 이와 같이 크고 작은 신체 조건의 운전자를 모두 만족시키기 위해서는 시트의 이동량이 최소 177mm 이상이 되어야 하는 것으로 나타났다.And in order to satisfy both the driver of the physical condition such as large and small it was shown that the amount of movement of the seat should be at least 177mm.

한편, 도 6과 같은 자세로 운전하기 위해서는 시트의 위치 뿐만 아니라 운전대(steering wheel)의 위치도 새롭게 결정되어야 어깨 및 팔의 자세를 편하게 취할 수 있다. 도 6과 같은 자세를 유지하기 위한 운전대의 위치는 도 7과 같으며, 이 경우에 운전대의 전후 이동 범위(telescoping range)는 약 114mm가 되어야 하는 것으로 나타났다.On the other hand, in order to drive in the posture as shown in Figure 6, the position of the steering wheel (steering wheel) as well as the position of the seat (steering wheel) must be newly determined to take the position of the shoulder and arm comfortably. The position of the steering wheel for maintaining the posture as shown in FIG. 6 is the same as that of FIG. 7, and in this case, the telescoping range of the steering wheel should be about 114 mm.

그러나, 운전대의 경우, 키 박스(key box)의 장치 문제, 운전대의 전후 이동량에 따른 강성 문제 등으로 인하여 70mm 이상의 길이 변동은 곤란한 실정이다. 따라서, 도 7과 같은 114mm 길이 변동량은 현실적으로 차량 개발에 적용하기 어려운 패키징안이라고 할 수 있다. 이러한 문제는 운전대 또는 시트 위치 자체에 대한 문제가 아닌 신체 크기치를 변경하여도 해결될 수 없는 문제이다.However, in the case of the steering wheel, it is difficult to change the length of 70 mm or more due to the device problem of the key box, the rigidity problem according to the amount of forward and backward movement of the steering wheel, and the like. Therefore, the 114mm length variation as shown in FIG. 7 can be said to be a packaging solution that is difficult to apply to vehicle development in reality. This problem is not a problem with the steering wheel or the seat position itself, but a problem that cannot be solved by changing the body size.

따라서, 최초의 설정된 기준, 즉, 제약 조건을 완화(constraints relaxation)함으로써 현실적으로 적용 가능한 해(feasible solution)를 찾는다.Thus, the first established criterion, i.e., constraints relaxation, finds a practically applicable solution.

여성 운전자 보다는 남성 운전자가 많은 것이 현실이므로 남녀 모두 90점 이상의 자세 안락도 조건을 남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)는 90점 이상, 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)는 85점 이상으로 완화하여 조정한 후, 도 8과 같은 새로운 운전 자세를 도출한다.Female drivers than everyone because it is a reality that male drivers a lot of men and women at least 90 points posture comfort even men condition 95th percentile (male 95 th percentile) is 90 points higher, Women 5th percentile (female 5 th percentile) 85 points After mitigating and adjusting as described above, a new driving attitude as shown in FIG. 8 is derived.

여성 운전자의 팔꿈치 각도가 조금 더 굽혀졌으며, 이 경우 운전대의 길이 변동량은 약 46mm이므로 적용 가능한 설계값이라 할 수 있다.The elbow angle of the female driver is slightly bent, and in this case, the length variation of the steering wheel is about 46mm, which is an applicable design value.

도 8과 같은 배치 형태로 둔부점의 위치, 시트의 이동량, 운전대의 위치가 결정되면, 이를 기준으로 게이지 패널과 각종 조종 장치의 위치를 결정하는 2단계 배치 작업을 수행한다.When the position of the buttocks, the amount of movement of the seat, and the position of the steering wheel are determined in the arrangement form as shown in FIG. 8, a two-stage arrangement operation for determining the positions of the gauge panel and various steering apparatuses is performed based on this.

먼저, 운전대의 림(rim)과 스포크(spoke)에 의해 속도계 등의 게이지가 시각적으로 차단되는지를 평가한 후, 가장 읽기 쉬운 위치 및 게이지 패널의 부착 각도 등을 결정한다.First, it is evaluated whether a gauge such as a speedometer is visually blocked by rims and spokes of the steering wheel, and then the most readable position and the angle of attachment of the gauge panel are determined.

인체 캐드 모형의 눈에 장착된 카메라 기능을 이용하여 실제 운전자가 착석한 상태에서 보는 것과 동일한 시인/시계성 분석을 수행한다.Using the camera function mounted on the human CAD model's eyes, it performs the same visual / visual analysis as seen by a real driver.

도 9a는 현재의 게이지 패널 패키징안에 대한 시인성 평가 결과를 나타낸 예시도이며, 도 9b는 운전대에 의해 차단된 현상을 개선한 결과를 나타낸 예시도이다.FIG. 9A is an exemplary view illustrating a result of visibility evaluation of a current gauge panel packaging scheme, and FIG. 9B is an exemplary view illustrating a result of improving a phenomenon blocked by a steering wheel.

이외에도 기어 쉬프트 레버의 위치, 오디오 조정 버튼의 위치, 통풍 조장 장치의 위치, 팔걸이(armrest) 기능을 수행하는 콘솔 박스의 적정 위치 및 높이, 주파 브레이크(parking brake)의 위치 등 많은 내장 부품들에 대한 패키징 작업을 인체 캐드 모형을 이용하여 수행한다.In addition to the location of the gear shift lever, the position of the audio adjustment buttons, the position of the ventilation facilitators, the proper position and height of the console box to perform the armrest function, and the position of the frequency brake, Packaging work is performed using a human CAD model.

이러한 내장 부품들도 전술한 바와 같이 다양한 조건의 운전자들이 편안하게 조작할 수 있는 자세 분석과 시인/시계성 분석을 통해 결정한다. 그러나, 이와 같은 조정 장치들은 신체 크기에 따라 변동폭(조절폭)을 제공하기 곤란함에 따라 제약 조건을 반복적으로 조정하면서 다수가 무리없이 조작할 수 있는 절충안을 도출하도록 한다. 단순히 평균 신장의 운전자를 기준으로 한 배치는 모두를 불편하게 할 수 있다.As described above, these internal parts are determined through posture analysis and visibility / visibility analysis, which can be operated comfortably by drivers in various conditions. However, such adjustment devices are difficult to provide a fluctuation range (adjustment width) according to the body size, while repeatedly adjusting the constraints to obtain a compromise that can be easily operated by many. Simply placing on the basis of the average height driver can be inconvenient for everyone.

본원에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본원의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Terminologies used herein are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or customs of those skilled in the art, and the definitions should be made based on the contents throughout the present application. will be.

또한, 본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있으므로, 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 본 발명의 청구 범위에 모두 귀속됨은 명백하다.In addition, since the present invention has been described through the preferred embodiment of the present invention, in view of the technical difficulty aspects of the present invention, those having ordinary skill in the art can easily be different from another embodiment of the present invention. Since modifications may be made, it is obvious that both the embodiments and modifications cited in the above description belong to the claims of the present invention.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 인간 공학적인 설계 원칙에 입각하여 인체 캐드 모형(Human CAD Model)을 통해 운전자들의 다양한 신체 조건을 만족시키도록 자동차 내장 부품의 최적 위치를 선정함으로써 이를 자동차의 초기 설계 과정에서 고려할 수 있도록 한 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법에 있어서, 자동차 실내 공간의 설계에 대한 다수의 설계 요인 중에서 중요도 측면에서의 우선 순위에 기초하여 주 설계 요인과 주 설계 요인을 분류한 다음에 주 설계 요인을 우선적으로 고려한 후, 주 설계 요인이 결정된 상태에서 주 설계 요인을 고려하는 반복적인 배치 과정을 채택하는 본 발명에 의한 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법에 따르면, 설계 기간을 효과적으로 단축할 수 있을 뿐만 아니라 설계 변경 비용을 파격적으로 절감할 수 있는 이점이 있다. 또한, 사용성의 향상 및 고객 만족도를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, based on the ergonomic design principles, the human CAD model is used to select the optimal location of the vehicle interior parts to satisfy the various physical conditions of the driver. In the optimal positioning method of automotive interior parts that can be considered in the above, the main design factors and the main design factors are classified based on the priority in terms of importance among the many design factors for the design of the interior space of the car. According to the method for optimally positioning the interior parts of an automobile according to the present invention which adopts an iterative arrangement process that considers the main design factors after the primary design factors are determined first, the design period can be effectively shortened. In addition, the cost of design changes can be dramatically reduced. There is an advantage in that. In addition, there is an effect that can improve the usability and maximize customer satisfaction.

Claims (14)

자동차 실내 공간의 설계에 대한 다수의 설계 요인 중에서 중요도 측면에서의 우선 순위에 기초하여 주 설계 요인과 주 설계 요인을 분류하는 단계;Classifying a main design factor and a main design factor based on a priority in terms of importance among a plurality of design factors for the design of a vehicle interior space; 상기 주 설계 요인에 대한 패키징안이 가변적으로 결정한 주 설계 요인의 제약 조건을 만족함과 동시에 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하도록 선정하는 제 1 단계; 및A first step of selecting such that the packaging plan for the main design factor satisfies the constraints of the main design factor and is applicable within the basic structural range of the vehicle body; And 상기 주 설계 요인에 대한 패키징안이 결정된 상태에서 주 설계 요인에 대한 패키징안이 가변적으로 결정한 주 설계 요인의 제약 조건을 만족함과 동시에 상기 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하도록 선정하는 제 2 단계를 반복 수행하는 배치 과정을 채택하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.In the state in which the packaging plan for the main design factor is determined, the second step of selecting the package design for the main design factor to satisfy the constraints of the main design factor variably and being applicable within the basic structural range of the vehicle body is repeatedly performed. Optimal positioning method of the vehicle interior parts, characterized in that for adopting the placement process. 제 1 항에 있어서, 상기 주 설계 요인은,The method of claim 1, wherein the main design factor, 자동차 시트 상의둔부점의 위치, 운전대의 변경 범위, 페달 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.A method for optimal positioning of automotive interior parts, including the position of a buttock point on a vehicle seat, a range of steering wheel changes, and a pedal position. 제 1 항에 있어서, 상기 주 설계 요인은,The method of claim 1, wherein the main design factor, 기어 쉬프트 레버(gear shift lever), 중앙 계기판(center fascia), 게이지 패널(gauge panel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.A method for optimal positioning of automotive interior parts comprising a gear shift lever, a center fascia and a gauge panel. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,The method of claim 1, wherein the first step, 평가할 차량을 캐드 데이터안으로 설계할 시에 고려할 적정 범위의 인체 캐드 모형을 생성시키는 인체 캐드 모형 생성 단계;A human CAD model generation step of generating a human CAD model of an appropriate range to be considered when designing a vehicle to be evaluated into CAD data; 상기 차량의 설계 개념에 맞추어 패키징과 관련된 평가 기준 및 제약 조건을 설정하는 제약 조건 설정 단계;A constraint setting step of setting evaluation criteria and constraints related to packaging according to a design concept of the vehicle; 상기 인체 캐드 모형을 이용하여 현 패키징안에 대해 기설정된 평가 기준에 따라 평가 결과를 추출하는 현 패키징안 평가 단계;A current packaging plan evaluation step of extracting an evaluation result according to a predetermined evaluation criterion for the current packaging plan using the human CAD model; 상기 추출된 평가 결과가 설정된 제약 조건의 만족하는지 여부를 판단하는 제 1 제약 조건 만족 판단 단계;A first constraint condition determination step of determining whether the extracted evaluation result satisfies a set constraint condition; 상기 제 1 제약 조건 만족 판단 단계의 평가 결과, 상기 현 패키징안이 모든 상기 제약 조건을 만족시키면, 좀 더 개선된 패키징안을 얻기 위해 상기 제약 조건을 강화한 후, 상기 강화된 제약 조건에 대한 평가 결과를 추출하기 위해 상기 현 패키징안 평가 단계로 되돌아 가는 제약 조건 강화 단계; 및As a result of the evaluation of the first constraint satisfaction determination step, if the current packaging plan satisfies all the constraints, the constraints are strengthened to obtain a more improved packaging plan, and then the evaluation result of the enhanced constraints is extracted. Reinforcing constraints to return to evaluating the current packaging plan to make; And 상기 제약 조건 평가 단계의 평가 결과, 상기 현 패키징안이 상기 제약 조건을 만족시키지 못하면, 상기 주 설계 요인을 변경하는 주 설계 요인 변경 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.And a main design factor changing step of changing the main design factor if the current packaging proposal does not satisfy the constraint as a result of the evaluation of the constraint condition evaluating step. 제 4 항에 있어서, 상기 인체 캐드 모형은,The method of claim 4, wherein the human CAD model, 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)부터 남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile) 까지 고려하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.Women fifth percentile (female 5 th percentile) from the 95th percentile male (male 95 th percentile) considered selection of the optimum position of the automotive interior components wherein up to. 제 4 항에 있어서, 상기 제약 조건은,The method of claim 4, wherein the constraint is, 최적의 운전 자세를 야기하는 관절각인 최적 관절각으로부터의 평가 관절각의 편차(deviation)인 관절각 편차(Angle Deviation)에 반비례하는 안락도 점수로 정의되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.Evaluation from the optimal joint angle, which is the joint angle that causes the optimal driving posture Optimal positioning of automotive interior parts, characterized in that it is defined as a comfort score inversely proportional to the angle deviation, which is the deviation of the joint angle. Way. 제 6 항에 있어서, 상기 안락도 점수는,The method of claim 6, wherein the comfort score, 기설정된 최대 안락도 점수로부터 상기 관절각 편차를 자승한 값에 비례하는 불편도 점수를 감산한 값인 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.And a discomfort score proportional to a value obtained by subtracting the joint angle deviation from a preset maximum comfort score. 제 7 항에 있어서, 상기 불편도 점수는,The method of claim 7, wherein the discomfort score, 상기 관절각 편차를 기설정된 스텝 단위로 이산화한 이산 관절각 편차를 자승한값에 페널티 계수값을 승산한 값인 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.And a penalty coefficient value multiplied by a square of the discrete joint angle deviation obtained by discretizing the joint angle deviation in a predetermined step unit. 제 8 항에 있어서, 상기 페널티 계수값은,The method of claim 8, wherein the penalty coefficient value, 각 관절에 대한 불편도의 정도가 다름에 따라 각각의 관절별로 서로 다른 가중치가 반영되도록 설정함으로써 최적의 불편도 정도를 반영하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.As the degree of discomfort for each joint is set to reflect different weights for each joint, the optimum positioning method of the vehicle interior parts, characterized in that to reflect the optimal degree of discomfort. 제 8 항에 있어서, 상기 페널티 계수값은,The method of claim 8, wherein the penalty coefficient value, 관절의 굽힘 동작과 폄 동작에 따라 서로 다른 가중치를 반영하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.Optimal positioning method for the interior parts of automobiles, characterized by reflecting different weights according to bending motion and bending motion of a joint. 제 6 항에 있어서, 상기 최적 관절각은,The method of claim 6, wherein the optimal joint angle, 미국 자동차 기술자 협회(SAE; Society of Automotive Engineers)의 지침을 이용한 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.A method for optimal positioning of automotive interior parts using the guidelines of the Society of Automotive Engineers (SAE). 제 4 항에 있어서, 상기 주 설계 요인 변경 단계는,The method of claim 4, wherein the changing the main design factor, 상대적으로 키가 큰 사람인 남성 95번째 백분 위수(male 95thpercentile)가 편한 자세를 취할 수 있는 제 1 둔부점을 구하는 제 1 둔부점 변경 단계;A first buttock point changing step of finding a first buttock point at which a male 95 th percentile, which is a relatively tall person, can take a comfortable position; 상대적으로 키가 작은 사람인 여성 5번째 백분 위수(female 5thpercentile)가 편한 자세를 취할 수 있는 제 2 둔부점을 구하는 제 2 둔부점 변경 단계;Relatively small key in a human female the 5th percentile (5 th percentile female) and a second hip point changing step to obtain the second hip points to take a comfortable position; 상기 제 1 둔부점과 상기 제 2 둔부점으로부터 시트 이동 거리를 구하는 시트 이동 거리 산출 단계;Calculating a sheet moving distance from the first buttocks and the second buttocks; 상기 제 1 둔부점, 상기 제 2 둔부점, 상기 시트 이동 거리를 기준으로 운전대의 변경 범위를 결정하는 운전대 위치 변경 단계;A steering wheel position changing step of determining a change range of the steering wheel based on the first buttocks, the second butts and the seat movement distance; 상기 결정된 운전대의 변경 범위가 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능한 패키징안인지 여부를 평가하는 제 1 적용 가능 판단 단계;A first applicability determining step of evaluating whether the determined steering wheel change range is a packaging plan applicable within the basic structural range of the vehicle body; 상기 제 1 적용 가능 판단 단계의 판단 결과, 상기 결정된 운전대의 변경 범위가 상기 차체의 기본 구조 범위 내에서 허용될 수 없다면, 자동차의 페달 위치를 변경하는 페달 위치 변경 단계;A pedal position changing step of changing a pedal position of a vehicle if the determined range of the steering wheel cannot be allowed within the basic structural range of the vehicle body as a result of the determination of the first applicable determination step; 상기 변경된 페달 위치가 상기 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능한 패키징안인지 여부를 평가하여 상기 변경된 페달 위치가 상기 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하면, 상기 변경된 주 설계 요인들을 변경된 페달 위치에 대해 재조정하기 위해 상기 제 1 둔부점 변경 단계로 되돌아 가는 제 2 적용 가능 판단 단계; 및Evaluate whether the modified pedal position is a packaging scheme applicable within the basic structural range of the vehicle body, and if the modified pedal position is applicable within the basic structural range of the vehicle body, then the modified main design factors for the modified pedal position. A second applicability step of returning to the first buttocks change step to readjust; And 상기 제 2 적용 가능 판단 단계의 판단 결과, 상기 변경된 페달 위치가 상기 차체의 기본 구조 범위 내에서 적용 가능하지 않으면, 탐색 공간(search space)을 확장하여 좀 더 개선된 패키징안을 얻기 위해 상기 제약 조건을 완화한 후, 상기 완화된 제약 조건에 대한 평가 결과를 반복적으로 추출하기 위해 상기 현 패키징안 평가 단계로 되돌아 가는 제약 조건 완화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.As a result of the determination of the second applicable determination step, if the changed pedal position is not applicable within the basic structural range of the vehicle body, the constraint condition may be applied to expand the search space to obtain a more improved packaging scheme. And after the relaxation, the constraint relaxation step of returning to the evaluation of the current packaging plan to repeatedly extract the evaluation result of the relaxed constraint. 제 12 항에 있어서, 상기 운전대 위치 변경 단계는,The method of claim 12, wherein changing the steering wheel position, 다수의 사람에 대한 신체 차이를 반영하기 위해, 운전대의 경사 범위(tilting range)와 운전대 전후 이동 범위(telescoping range)를 결정함으로써 상기 운전대의 변경 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.In order to reflect the body differences for a large number of people, the optimum position of the interior parts of the vehicle, characterized in that the change range of the steering wheel is determined by determining the tilting range and the telescoping range of the steering wheel. Selection method. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 상기 제 1 적용 가능 판단 단계의 판단 결과, 상기 결정된 운전대의 변경 범위가 차체의 기본 구조 범위 내에서 허용될 수 있다면, 상기 부 설계 요인에 대한 패키징안의 변경을 수행하는 부 설계 요인 변경 단계; 및A sub-design factor changing step of changing a packaging plan for the sub-design factor if the range of the determined steering wheel can be allowed within the basic structural range of the vehicle body as a result of the determination of the first applicable determination step; And 상기 부 설계 요인에 대한 변경된 패키징안이 제약 조건을 만족하는지 여부를 판단한 후, 상기 제약 조건을 만족하면 종료하고, 그렇지 않으면, 상기 부 설계 요인 변경 단계로 되돌아 가는 제 2 제약 조건 만족 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장 부품의 최적 위치 선정 방법.And determining whether the modified packaging plan for the sub design factor satisfies the constraint, and if the constraint is satisfied, terminates; otherwise, a second constraint satisfaction determination step is returned to the sub design factor changing step. Optimal location selection method of the car interior parts, characterized in that.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010114208A1 (en) * 2009-03-31 2010-10-07 전북대학교산학협력단 Method for evaluating inconvenience of driving posture of bus driver

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