Diseño centrado en el usuario de soluciones avanzadas del vehículo eléctrico para la optimización del consumo energético

Transcripción

1 Identificación de requisitos de confort aplicables a vehículo eléctrico tanto a nivel postural como de confort térmico Diseño centrado en el usuario de soluciones avanzadas del vehículo eléctrico para la optimización del consumo energético Entregable: E2.1 Paquete de trabajo: 2 Responsable: IBV

2 El contenido de este documento ha sido generado por IBV, ITI y AIMPLAS como resultado del proyecto DIVEO (IMDECB/2016/4) en el marco de la convocatoria de ayudas dirigidas a centros tecnológicos de la Comunitat Valenciana para el ejercicio 2016, financiado por IVACE (Generalitat Valenciana).

3 Contenido 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 3 2. REQUISITOS DE CONFORT TÉRMICO Parámetros relacionados con el confort térmico 4 3. REQUISITOS DE CONFORT POSTURAL Adecuación dimensional del asiento Ángulos articulares confortables en postura de conducción Condiciones de visibilidad Alcances a los controles 8 INSTITUTO DE BIOMECÁNICA DE VALENCIA Identificación de requisitos de confort aplicables a vehículo eléctrico tanto a nivel postural como de confort térmico

4 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS El presente informe contiene un conjunto de requisitos de confort térmico y postural desarrollados por el Instituto de Biomecánica (IBV) que pueden servir de referencia en el diseño del vehículo eléctrico, siendo también aplicable para el vehículo convencional. Más concretamente, se han identificado los requisitos de confort térmico que deberán cumplir los sistemas de climatización para que la optimización energética del consumo no suponga una merma del confort del ocupante, así como los requisitos de confort postural que se puedan ver afectados por los nuevos diseños de interior. Este contenido corresponde a los resultados de la tarea 2.1. del proyecto DIVEO (Diseño centrado en el usuario de soluciones avanzadas del vehículo eléctrico para la optimización del consumo energético) financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE). El contenido del informe se encuentra estructurado en los siguientes apartados. Requisitos de confort térmico. Requisitos de confort postural. 3

5 2. REQUISITOS DE CONFORT TÉRMICO Las condiciones del microclima generado en la zona de contacto pasajero-asiento en función del tipo de material del asiento o de los sistemas activos de calefacción y pueden mermar de forma significativa al confort de los ocupantes del vehículo. En este apartado se identifican aquellos parámetros que influyen en el bienestar térmico del ocupante en el vehículo, así como un conjunto de requisitos asociados a cada parámetro PARÁMETROS RELACIONADOS CON EL CONFORT TÉRMICO Diferentes autores, Parsons (2000), Silva (2002) y Nilsson (Thesis 2004) coinciden en que existen seis factores que deberían ser cuantificados para evaluar la respuesta térmica de las personas ante las condiciones ambientales (Figura 1): cuatro parámetros ambientales (temperatura del aire, temperatura radiante, velocidad del aire y humedad), y dos parámetros humanos (el índice de actividad física de los ocupantes (metabolic rate) y la resistencia térmica de la ropa que llevan). Figura 1. Factores que condicionan el confort térmico. A continuación, se identifican los requisitos de confort térmico que pueden servir de referencia para el diseño de los sistemas de climatización en el habitáculo. 3. REQUISITOS DE CONFORT POSTURAL El puesto de conductor supone mantener una postura forzada durante un tiempo prolongado, con una alta carga mental en muchas ocasiones. En esta situación, una postura que implique un nivel de disconfort elevado prolongado durante el tiempo puede provocar dolor, sobre todo en la zona lumbar, brazos y piernas. 4

6 En este apartado se identifican los principales requisitos para asegurar el confort postural en el habitáculo. Concretamente, se detalla el siguiente grupo de recomendaciones: Adecuación dimensional del asiento: Recomendaciones del asiento en función de las características antropométricas de los usuarios. Ángulos articulares confortables para la postura de conducción. Condiciones de visibilidad: consideraciones en la ubicación de mandos para garantizar su correcta observación durante la conducción. Alcance a los controles: Consideraciones en la ubicación de mandos en el interior del vehículo (tanto para el puesto de conducción como para el resto de los ocupantes) ADECUACIÓN DIMENSIONAL DEL ASIENTO Al diseñar el asiento, hay que considerar una serie de dimensiones funcionales que, junto a otros factores, condicionan la postura del ocupante y el grado de adecuación ergonómica. La forma, el tamaño, las dimensiones y los ajustes adecuados son determinantes en la adopción de la postura del conductor y pasajeros. Figura 2. Detalle de un asiento del conductor. Muchas de las dimensiones del asiento vienen determinadas por los datos antropométricos de forma que acomoden a un amplio rango de la población objetivo. En la Figura 3 se muestran las principales dimensiones de un asiento. La Figura 4 reúne las dimensiones antropométricas relacionadas con la adecuación dimensional del asiento. 5

7 Figura 3. Dimensiones principales del asiento Dimensiones 1- Altura poplítea 2- Longitud nalga poplítea 3- Anchura 4 de caderas 4- Altura del acromio 5- anchura biacromial 6- Altura sentado Figura 4. Dimensiones antropométricas relacionadas con la adecuación dimensional del asiento ÁNGULOS ARTICULARES CONFORTABLES EN POSTURA DE CONDUCCIÓN La aceptabilidad del diseño interior del puesto de conducción viene determinada por el confort del conductor. El confort se encuentra influenciado por los ángulos adoptados por las articulaciones durante la conducción. En cuanto a las extremidades inferiores, las principales articulaciones que interviene son la cadera, rodilla y tobillo que se adoptan durante el accionamiento de los pedales. 6

8 Ángulo tobillo Ángulo rodilla Ángulo cadera Figura 5. Zonas de confort de las extremidades inferiores para un conductor. De entre todas las articulaciones mencionadas, el ángulo del tobillo tiene una alta influencia en el confort del usuario ya que resulta más limitante y modifica su valor angular en función del accionamiento de los pedales. En la Figura 6 muestran los rangos recomendados para las articulaciones correspondientes a las extremidades superiores. 170º-190º 10º-35º 80º-110º Figura 6. Zonas de confort de las extremidades superiores para un conductor CONDICIONES DE VISIBILIDAD El diseño del vehículo debe realizarse de forma que los indicadores puedan ser observados por el conductor de manera sencilla, sin que exista ninguna obstrucción visual. 7

9 Línea visual estándard Figura 7. Campos de visión. La norma ISO 4040 indica un conjunto de recomendaciones sobre la ubicación de indicadores en relación al campo visual del conductor. Por otra parte, debe cumplirse una adecuada visibilidad exterior incluyendo tanto la carretera, los restantes vehículos circulando, así como las señales de tráfico ALCANCES A LOS CONTROLES La disposición de los controles en el puesto de conducción es un aspecto de diseño de especial importancia. Una correcta ubicación de los controles puede prevenir la adopción de posturas forzadas por parte del conductor evitando flexión elevada de brazos y tronco durante su accionamiento. Figura 8. Simulación de alcances máximos. 8