LU90417A1 - Outil de test - Google Patents

Description

Outil de test

Introduction

La présente invention concerne un outil de test servant notamment à tester et à calibrer des détecteurs de passager d'un système de protection d'un véhicule.

Afin de protéger la vie des passagers lors d'un accident de la circulation, les véhicules modernes sont équipés le plus souvent d'un système de protection comprenant plusieurs airbags et des prétensionneurs de ceintures, qui servent à absorber l'énergie d'un passager libérée lors du choc de l'accident. Il est clair que de tels systèmes sont d'autant plus efficaces qu'ils sont mieux adaptés aux besoins spécifiques de chaque passager, c'est-à-dire au poids et/ou à la taille du passager. C'est pourquoi on a perfectionné des systèmes de protection commandés par microprocesseur qui permettent plusieurs modes de fonctionnement, à savoir qui permettent par exemple une adaptation du moment et du volume de déploiement des airbags, du moment de déblocage de la ceinture de sécurité après le choc, etc. en fonction de la stature du passager et de sa position et orientation sur le siège.

Afin de permettre au microprocesseur de commande de décider du mode de fonctionnement optimal pour un certain passager, il est donc nécessaire de disposer d'un dispositif de détection de la stature du passager qui détermine la taille et/ou le poids du passager et qui l'indique au circuit de commande du système de protection. A cet effet, le brevet US-A-5,232,243 décrit par exemple un dispositif de détection du poids d'un passager qui comprend plusieurs capteurs de force individuels arrangés en matrice dans le coussin du siège du véhicule. Les capteurs de force ont une résistance électrique variable en fonction de la force appliquée et sont connus sous le nom de FSR (force sensing resistor). La résistance de chaque capteur est mesurée individuellement et cette information est traitée dans un microprocesseur afin de déterminer la stature du passager. En additionnant par exemple les forces correspondantes à ces valeurs de résistance, on obtient une indication sur la force totale exercée, c’est-à-dire sur le poids du passager. Dans une autre exécution, les informations provenant des différents capteurs de force servent à établir un profil de pression exercé par le passager sur le siège à l'aide duquel la classification peut se faire.

Afin de tester et éventuellement calibrer de tels systèmes de classification de passager, on applique une force sur le siège contenant le capteur de passager selon un profil de pression correspondant à une personne d'une certaine classe et on vérifie si la réponse du système de classification indique la bonne classe.

A présent l'application de la force se fait par une personne humaine qui s'assoit sur le siège. Or il est clair qu'une telle méthode est inefficace, prend beaucoup de temps et mène à des résultats non reproductibles.

Objet de l'invention L'objet de la présente invention est de proposer un outil de test permettant de tester un détecteur de passager de manière reproductible.

Description générale de l'invention

Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un outil de test pour tester un détecteur de passager, comprenant une structure interne en matière rigide, ladite structure interne comprenant un premier élément d’une forme semblable au bassin osseux, notamment au pelvis d'une personne ayant une stature resp. une corpulence donnée, et un deuxième élément et un troisième élément, chacun d’une forme semblable à une partie supérieure d'un fémur de ladite personne, lesdits premier, deuxième et troisième éléments étant assem- -blés l’un à l'autre de manière à simuler une partie de squelette de la personne en position assise. L’outil de test selon la présente invention comprend en outre un enrobement en matière élastique, ledit enrobement en matière élastique recouvrant ledit premier, ledit deuxième et ledit troisième élément de ladite structure interne et ayant une forme extérieure semblable aux fesses et au cuisses de ladite personne.

Pressé dans un siège équipé d'un détecteur de passager avec une force totale qui correspond substantiellement au poids d'une personne de la stature donnée, un tel outil permet grâce à sa combinaison avantageuse d'une structure interne rigide et d'un enrobement en matière appropriée, de parfaitement simuler l'empreinte des fesses et des cuisses de cette personne assise dans le siège. Il est à noter, que le terme stature est utilisé dans cette description dans un sens large, c’est-à-dire signifiant non seulement la taille en tant que hauteur du corps mais également en tant que largeur du corps, c’est-à-dire la corpulence.

En effet, la structure interne rigide, par exemple en plastique dur ou en métal, d'une forme semblable au squelette d’une personne de la stature donnée provoque une répartition des forces appliquées sur les mêmes endroits que dans le cas d'une personne humaine. La forme du premier élément de la structure interne, qui est semblable au bassin osseux d'une personne humaine, permet par exemple de retrouver dans l'empreinte de l'outil une concentration des forces qui se situe dans les mêmes régions que celle causée par les ischions d'une personne. Il est clair que la répartition des forces est d'autant plus exacte que la forme de la structure interne est plus biofidèle. De plus, on choisissant une matière appropriée pour l'enrobement en matière élastique, on parvient à imiter parfaitement l'élasticité et/ou la dureté du tissu musculaire humain. Tout comme la chair humaine, le matériau élastique se déforme lui-même sous l’action de la pression exercée par l'outil sur le siège, de sorte que le profil de pression généré par l’outil correspond parfaitement à celui d'un être humain. Une telle correspondance ne peut pas être acquise par un objet rigide. Il s'ensuit que l'outil de test selon la présente invention représente, du moins sur sa partie inférieure dirigée vers le siège, une reproduction idéale des fesses et des cuisses d'une personne assise de la stature donnée, non seulement du point de vue de la forme mais également du point de vue de la structure de la matière.

A l’aide d'un dispositif de positionnement, tel qu'un robot mécanique, un tel outil de test peut être placé de manière très exacte et dans un position bien définie sur un siège comprenant un détecteur de passager. Le robot peut appliquer ensuite une force à l'outil dé test afin de le presser dans le siège avec une force totale qui correspond substantiellement au poids d’une personne de la stature donnée. La force à appliquer par le robot doit par exemple correspondre à la différence du poids d'une personne de la stature donnée et du poids de l’outil lui même. De cette manière il devient possible d'exécuter des séries de tests dans des conditions bien définies et donc parfaitement reproductibles. L'outil de test peut par conséquent être utilisé dans des tests de température ou de vieillissement, pour lesquels il est indispensable de reproduire exactement les mêmes conditions de poids et de profil de pression sur un grand nombre de tests individuels. En outre l'outil est bien adapté à tester le détecteur dans des sièges différents et pour des équipements différents.

Il est à noter que la force à appliquer par le robot peut être répartie sur plusieurs régions de l’outil afin de simuler une position assise spécifique. En effet, seulement une partie de la pression exercée par une personne sur un siège est exercée par les fesses de la personne. Une autre partie de la force, variable selon la position des jambes, est par exemple exercée par les cuisses. En appliquant une plus grande partie de la force sur les "cuisses", on peut par exemple simuler une position dans laquelle les jambes de la personne sont dressées vers l'avant du véhicule et ne portent par conséquent pas leur poids propre.

Dans une exécution préférée de l'outil de test, la structure interne comprend en outre un quatrième élément ayant une première et une deuxième extrémité, ledit quatrième élément présentant une forme semblable à une partie inférieure d'une épine dorsale de ladite personne, ledit quatrième élément étant assemblé avec la première extrémité auxdits premier, deuxième et troisième éléments de manière à simuler une partie de squelette de la personne en position assise. Un outil présentant cette "épine dorsale" simulée présente un degré de biofidélité amélioré par rapport à la première exécution et permet par conséquent d'acquérir une meilleure répartition des forces sur le siège. Une partie de la force à appliquer peut alors être transmise directement sur le quatrième élément de la structure interne, simulant ainsi la partie du poids exercée par le thorax sur la colonne vertébrale de l'être humain.

Le quatrième élément est de préférence exécuté de manière à sortir vers le haut de l'enrobement de sorte que la deuxième extrémité du quatrième élément soit accessible à l'extérieur dudit enrobement. La deuxième extrémité porte alors de préférence un élément d'accouplement, qui permet d'accoupler l’outil à un bras de manutention du robot mécanique. Par cette exécution, la mise en place et le positionnement de l'outil sur le siège se trouvent nettement facilités. L'accouplement est avantageusement exécuté en tant que plate-forme de charge et permet alors d'appliquer aisément une partie de la force de pression directement sur ledit quatrième élément.

Dans une exécution très simple et économique de l’outil de test, lesdits premier, deuxième et troisième éléments sont assemblés l'un à l'autre de manière rigide. L’angle entre le "cuisses" et le "bassin" de la structure interne étant non variable, le nombre des positions assises qu'on peut simuler avec un tel outil est évidemment réduit. La variation de la répartition de la force appliquée par le robot permet néanmoins de simuler plusieurs positions différentes, de sorte qu'un tel outil suffit largement pour des tests de la production en ligne. Si l'on souhaite effectuer des tests plus sophistiqués, lesdits premier, deuxième et troisième éléments sont avantageusement assemblés l'un à l’autre à l'aide d’articulations. De cette manière des simulations de positions plus variées deviennent possible, comme par exemple une position avec un dossier de siège fortement incliné vers l’arrière ou une position d'un passager penché vers l'avant de la voiture.

La matière élastique de l'enrobement comprend de préférence du silicone. Le silicone existe en une large gamme de duretés différentes et en variant le rapport entre le silicone et de l'huile de silicone, la consistance désirée peut être ajustée. Il s'ensuit que le silicone est bien adapté à simuler les propriétés de la peau et du tissu musculaire d'un être humain. De plus, le silicone se laisse facilement manier. L'outil de test est par exemple fabriqué en suspendant la structure interne dans un moule ayant une forme intérieure appropriée et en coulant le silicone dans le moule.

Afin de simuler la structure de différents types de tissu humain, l'enrobement peut comprendre plusieurs couches ayant des élasticités et/ou des duretés différentes. Cette exécution permet par exemple de constituer un gradient de dureté à l'intérieur de l'enrobement et de simuler ainsi la différence de dureté d'un tissu musculaire à l'intérieur de l'outil et une couche de graisse extérieure. Il est également possible de compenser un manque de biofidélité de la structure interne à laide d'une couche plus dure. De plus, une couche plus dure à l'intérieur de l'enrobement augmente la stabilité de l'enrobement ce qui augmente avantageusement le durée de vie de l'outil de test. Il est à noter, que les différentes couches peuvent être composées de matières différentes et que par exemple seulement la couche extérieure comprend une couche en silicone.

Dans une exécution très avantageuse de l'outil de test, ledit enrobement comprend en outre un matériau électroconducteur. L'outil de test acquiert ainsi une certaine capacité électrique qu'on peut utiliser pour simuler la capacité électrique d'une personne assise sur un siège. Il est clair que la capacité de l’outil dépend de la quantité du matériau électroconducteur et de sa répartition dans l’enrobement. En variant ces paramètres, la capacité de l’outil peut donc être ajustée à une valeur qui correspond à celle d'une personne assise sur le siège. L'outil de test peut ainsi servir à tester également la réponse d'un système de détection de position capacitif intégré dans le siège. Cette intégration des différentes fonctions de test permet un test rapide de différents systèmes de détection lors de la production des sièges automobiles.

Le matériau électroconducteur comprend par exemple des conducteurs métalliques qui sont intégrés dans la matière élastique. Alternativement des ions métalliques ou du charbon pulvérulent peuvent être intégrés dans la matière élastique afin de la rendre conductrice. Dans une autre exécution, l'électroconduc-teur comprend du silicone éiectroconducteur et/ou du caoutchouc électroconducteur. Cette exécution présente l'avantage que le silicone électroconducteur ne modifie pas la consistance de l'enrobement et par conséquent n'influence pas la réponse de l'outil.

Afin d'intégrer une autre fonction de test dans l'outil de test, celui-ci peut comprendre un ou plusieurs capteurs de force qui sont disposés sur la surface extérieure de l’enrobement en matière élastique. Ces capteurs de force permettent par exemple de mesurer la réponse du siège quand l’outil est pressé dans le siège à l’aide d’un robot mécanique. On dispose donc d’un outil à l’aide duquel on peut directement mesurer les forces que le siège exerce sur un passager et obtenir ainsi une indication sur le confort du siège. Il est à noter que les capteurs de force peuvent comprendre des résistances variables connues sous le nom de Force Sensing Resistors ou toute autre sorte de capteur de force.

Dans une exécution préférée de l’invention, ledit outil comprend en outre une gaine de protection en étoffe échangeable, ladite gaine étant disposée en contact intime avec ledit enrobement en matière élastique. Cette gaine de protection peut par exemple comprendre une sorte de ieggins qui protège la surface extérieure de l’enrobement contre les saletés. Il est à noter que la gaine de protection peut comprendre les conducteurs métalliques pour simuler la capacité électrique ou bien les capteurs de force nécessaires pour tester le confort du siège. Dans ce cas, l’enrobement ne doit pas être modifié par l’intégration de ces éléments fonctionnels. En vêtant l’outil de base de la gaine comprenant les éléments fonctionnels nécessaires aux autres fonctions de test, on dispose donc d’un outil modulaire qui peut facilement être adapté à son utilisation prévue.

Il est clair, qu’en vue de tester le fonctionnement d’un système de classification, on aimerait bien disposer d’un set d’outils de test pour tester un détecteur de passager, le set comprenant plusieurs outils ayant des dimensions différentes pour simuler des profils de pression de personnes de statures différentes. Afin de tester les différentes classes d’un tel système de classification, il faut par exemple des outils représentant un homme de cinquantième percentile, une femme de cinquième percentile et un enfant de 10 ans.

Description à l'aide des figures D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés. Ceux-ci montrent:

Fig.1 : Une vue du dessus sur une exécution d'un outil de test;

Fig.2: une vue de côté de l'outil de la fig. 1.

La fig. 1 montre une vue sur une exécution d'un outil de test 10 selon la présente invention, la fig. 2 en montre une vue de côté. L'outil comprend principalement une structure interne 12 en matière rigide et un enrobement 14 en matière élastique.

La structure interne a la fonction de simuler une partie du squelette humain. Elle comprend un simulateur du bassin 16, deux simulateurs de fémurs 18 et 20 et de préférence un simulateur de colonne vertébrale 22, attachés au simulateur de bassin 16 de manière à simuler une position assise d'une personne de la stature donnée. Les différents éléments de la structure interne 12 sont fabriqués en une matière rigide, par exemple un plastique dur ou un métal, et présentent de préférence des formes biofidèles, c’est-à-dire leurs formes correspondent exactement aux parties respectives du squelette humain qu'ils simulent.

La structure interne 12 est enrobée d'un enrobement 14 en matière élastique. Cet enrobement présente au moins dans la partie inférieure 24 de l'outil une forme extérieure semblable aux fesses et cuisses d'une personne en position assise. L'enrobement peut par exemple comprendre du silicone, dont la dureté est facilement ajustable aux valeurs requises. Il est à noter, que la forme extérieure est de préférence celle des fesses et cuisses non comprimées. Ainsi l'outil se déformera tout comme la chair humaine sous l'action de la pression exercée par l'outil sur un siège, de sorte que le profil de pression généré par l'outil correspond parfaitement à celui d'un être humain.

Il est à noter que l'enrobement peut comprendre plusieurs couches 14^ 142, 143 présentant des consistances différentes afin de simuler un gradient de dureté dans l'outil.

Le simulateur de colonne vertébrale 22 est de préférence exécuté de manière à sortir vers le haut de l'enrobement 14 de sorte qu'une extrémité supérieure du simulateur de colonne vertébrale 22 soit accessible à l'extérieur dudit enrobement 14. Cette extrémité supérieure porte alors de préférence un élément d’accouplement 26, qui permet d’accoupler l'outil 10 à un bras de manutention d'un robot mécanique. Par cette exécution la mise en place et le positionnement de l'outii sur le siège se trouvent nettement facilités. L'accouplement 26 est avantageusement exécuté en tant que plate-forme de charge et permet alors d'appliquer aisément une partie de la force de pression directement sur le simulateur de colonne vertébrale 22.

D'autre points d’action de la force de pression peuvent se trouver directement sur l'enrobement 14. Ainsi une partie de la force de pression est de préférence appliquée sur l'enrobement 14 dans les régions 28 qui se trouvent au dessus des os du bassin, de manière à transmettre une partie appropriée de la force de pression par ces os sur les parties 30 de la structure simulant les ischions d'une personne. Finalement une partie de la force de pression est avantageusement appliquée sur les "cuisses" de l'outil, par exemple dans une région 32 située au dessus de l’extrémité dudit simulateur de fémur 18, 20. De cette manière on peut tenir compte du poids des cuisses et des jambes d’une personne assise.

Claims (14)

1. Outil de test (10) pour tester un détecteur de passager, comprenant a) une structure interne (12) en matière rigide, ladite structure interne comprenant i) un premier élément (16) d'une forme semblable au bassin d'une personne ayant une stature donnée, et ii) un deuxième élément (18) et un troisième élément (20), chacun d’une forme semblable à une partie supérieure d'un fémur de ladite personne, lesdits premier (16), deuxième (18) et troisième (20) éléments étant assemblés l'un à l'autre de manière à simuler une position assise de ladite personne, et b) un enrobement (14) en matière élastique, ledit enrobement (14) en matière élastique recouvrant ledit premier, ledit deuxième et ledit troisième élément de ladite structure interne et ayant une forme extérieure semblable aux fesses et aux cuisses de ladite personne.

2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure interne comprend en outre un quatrième élément (22) ayant une première et une deuxième extrémité, ledit quatrième élément (22) présentant une forme semblable à une partie inférieure d'une épine dorsale de ladite personne, ledit quatrième élément étant assemblé avec la première extrémité auxdits premier, deuxième et troisième éléments de manière à simuler une position assise de ladite personne.

3. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit quatrième élément sort dudit enrobement de sorte que ladite deuxième extrémité dudit quatrième élément soit accessible à l'extérieur dudit enrobement, ladite deuxième extrémité portant un élément d'accouplement (26).

4. Outil selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième éléments sont assemblés l'un à l'autre de manière rigide.

5. Outil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième éléments sont assemblés l'un à l’autre à l'aide d’articulations.

6. Outil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière élastique de l'enrobement comprend du silicone.

7. Outil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enrobement comprend plusieurs couches (14i, 142, M3) ayant des élasticités et/ou des duretés différentes.

8. Outil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit enrobement comprend un matériau électroconducteur.

9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau électroconducteur comprend des conducteurs métalliques qui sont intégrés dans la matière élastique.

10. Outil selon l’une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que le matériau électroconducteur comprend du silicone électroconducteur et/ou du caoutchouc électroconducteur.

11. Outil selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par au moins un capteur de force, ledit capteur de force étant disposé sur la surface extérieure de l'enrobement en matière élastique.

12. Outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par une gaine de protection en étoffe, ladite gaine étant disposée en contact intime avec ledit enrobement en matière élastique.

13. Outil selon la revendication 12, caractérisé par des conducteurs métalliques intégrés dans la gaine en étoffe.

14. Set d’outils de test pour tester un détecteur de passager comprenant plusieurs outils selon l’une des revendications précédentes, les outils ayant des dimensions différentes pour simuler des profils de pression de personnes de statures différentes.