실험계획법을 이용한 SUV의 보행자보호 시스템 설계

Abstract

자동차는 오래 전부터 우리 생활의 일부가 되었다. 자동차 수의 증가로 인해 많은 문제점이 발생하고 있으며 인명사고 또한 증가하였다. 차대 차의 사고 시에는 탑승객 안전기술의 발전과 법규의 강화로 상해가 점차 줄어드는 추세이지만, 보행자를 보호하는 노력은 상대적으로 미비한 실정 이었다. 차대 보행자 교통사고는 사망률이 매우 높은 특징이 있다. 최근 이에 따라 신차안전도평가(New Car Assessment Program, NCAP)에서 보행자보호 항목을 따로 구분하여 평가를 실시하고 있다. 평가 후 점수를 합산하여 종합등급제를 실시하여 공개 함으로써 보행자 안전이 중요한 요소가 되었다. 또한 보행자 보호를 위한 UN 세계 기술규정(Global Technical Regulation, GTR)에서 보행자 안전을 위한 규정 GTR No.9이 제정됨에 따라 대한민국을 비롯한 미국, 유럽, 일본 등 주요 국가들은 이 법규를 준수해야 하는 의무가 생겼다. 보행자를 보호하는 방법으로는 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 첫 번째 방법으로 충격흡수를 위한 자동차의 재질변경 및 설계변경 등이 있다. 이 방법은 보행자 보호에 한계가 있을 뿐 아니라 자동차의 성능저하와 밀접한 관련이 있어 적용하기 용이하지 않다. 두 번째 방법은 보다 효과적으로 보행자를 보호하는 방법이다. 보행자를 보호하기 위한 별도의 장치나 장비를 장착하여 보행자가 받는 충격을 흡수하고 분산시키는 방법이다. 많은 제조사들이 두 번째 방법으로 보행자 보호에 활발한 연구를 진행하고 있으며, 대표적인 예로 후드리프트 시스템과 보행자에어백이 있다. 과거 승용차량의 보행자에어백 설계를한 연구가 있다. 본 연구와 유사한 설계과정을 제안하였다. 하지만 본 연구에서 제안한 설계과정은 과거의 연구와 근사모델을 생성하고 확인하는 과정에서의 차이가 있다. 과거 연구에서 제안한 설계과정은 근사모델을 생성하고 도출된 설계변수를 이용하여 확인실험을 진행 후 머리상해지수(Head Injury Criterion, HIC)를 비교한다. 이때 생성된 모든 근사모델에 대하여 확인실험을 진행하고 머리상해지수를 비교하는데, 이는 효율적이지 못한 방법일뿐 아니라 생성된 근사모델이 신뢰할 수 있는 모델인지 판단이 불가능한 단점이 존재한다. 이를 보완하여 본 연구는 근사모델을 생성하고, 생성된 근사모델 간의 정확도를 비교하여 가장 정확도가 높은 근사모델만 선택하여 확인실험을 진행하였다. 본 연구에서 제안한 설계과정은 순서에 따라 총 6개의 솔루션이 정의되며, 마지막 단계에서 총 6개의 솔루션을 서로 비교하여 가장좋은 솔루션을 선택한다. 본 연구는 차대 보행자 사고 시 자동차의 보행자에어백을 작동하여 보행자의 머리상해지수를 효과적으로 줄이는 설계방법을 개발하는데 목적이 있다. 또한 머리상해지수를 줄이기 위해 보행자에어백의 설계과정을 제안하며, 제안한 설계과정은 실험계획법의 이론을 바탕으로 구성 하였다