Brevet FR2940835A1 — publié le 20100709

PROCEDE DE CARACTERISATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE D'UNE SERRURE DE VEHICULE AUTOMOBILE EN SITUATION DE CHOC. La présente invention concerne un procédé de caractérisation du comportement mécanique d'une serrure de véhicule automobile en situation de choc. Les situations de choc concernées sont les situations de chocs en général, qui comprennent, par exemple et de façon non limitative, les situations de choc frontal contre une barrière fixe ou un poteau, et les situations de choc latéral. De façon générale, lors d'un essai de choc en application d'un règlement d'homologation d'un véhicule automobile, il ne faut pas qu'il y ait d'ouverture de porte. Par ailleurs, les tests de sécurité passive de l'organisme international � EuroNCAP � (acronyme de l'expression anglaise � European New Car Assessment Program �) pénalisent l'ouverture d'une porte sous l'effet du choc par un point de décote attribué au véhicule. L'ouverture d'une porte en cas de choc peut être due aux fortes sollicitations mécaniques appliquées sur le boîtier de sa serrure, qui provoquent alors des déformations de cette dernière. La méconnaissance du comportement mécanique de la serrure, en particulier de son boîtier, a pour conséquence une incertitude sur le comportement de la porte elle-même lors des essais de chocs, et, en cas d'ouverture de la porte sous l'effet du choc, il est nécessaire de développer une solution technique pour empêcher l'ouverture et de réaliser des essais supplémentaires très coûteux. Il y a, par conséquent, nécessité de connaître le 35 comportement mécanique de la serrure en cas de choc. On connaît déjà des méthodes et procédés de prédiction de comportement de parties de véhicules en cas de choc. Ainsi, par exemple, le document US 644 688 B1 décrit un système de détection d'accident de véhicule, qui comporte un premier capteur du mouvement relatif pouvant être, en fonctionnement, couplé au véhicule proche d'un premier emplacement. Quand il est en fonctionnement couplé au véhicule, ce premier capteur est sensible et réagit rapidement à un premier mouvement relatif d'un premier élément du véhicule par rapport à un second élément du véhicule proche dudit premier emplacement. Ce premier emplacement est adapté de telle façon que ce premier mouvement relatif soit unipolaire pour un type d'accident et bipolaire pour un autre type d'accident. Le système comporte également un second capteur de mouvement relatif qui peut être, en fonctionnement, couplé au véhicule proche d'un second emplacement. Quand il est en fonctionnement couplé au véhicule, ce second capteur est sensible à un second mouvement relatif du premier élément du véhicule par rapport au second élément du véhicule proche dudit second emplacement. Ce second emplacement est adapté de telle façon que ce second mouvement relatif soit unipolaire pour tous les types d'accident. Un processeur, relié aux deux capteurs de mouvement, détermine le type d'accident en réponse à un premier signal fourni par le premier capteur de mouvement, et ce premier signal est en réponse au premier mouvement relatif évoqué ci-dessus. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de caractérisation du comportement mécanique d'une serrure de véhicule automobile en situation de choc, qui puisse constituer un procédé relativement � standardisé �, c'est-à-dire applicable mutatis mutandis à différents types de portes et de serrures de véhicules. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé de caractérisation, qui permette une meilleure caractérisation du comportement mécanique d'une serrure de porte de véhicule en cas de choc que les caractérisations obtenues par les procédés et méthodes connus de l'art antérieur. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel procédé de caractérisation, qui soit de conception et de mise en oeuvre simple, qui soit fiable, et économique, en particulier en permettant d'éviter un certain nombre d'essais relatifs aux problèmes d'ouverture de porte. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un procédé de caractérisation du comportement mécanique d'une serrure de véhicule automobile en situation de choc, et ce nouveau procédé comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : - on place au moins un contacteur sur un levier interne de la serrure identifié comme pouvant libérer le pêne de la serrure au cours du choc, ledit contacteur au moins fournissant une information de contact au cours du choc, - on place des accéléromètres sur plusieurs parties d'un boîtier de la serrure, chaque accéléromètre permettant de fournir une information de déformation relative au cours du choc, - on couple les informations de contact et les informations de déformation fournies, de façon à connaître l'instant précis de la déformation du boîtier de la serrure et reconstituer la cause et les conséquences de l'ouverture de la porte. De préférence, les accéléromètres sont des accéléromètres � tri axes �, qui permettent l'évaluation des sollicitations de torsion, fermeture et cisaillement. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, les accéléromètres sont au nombre de quatre, et sont placés de la manière suivante : - un accéléromètre est placé à chacune des deux extrémités longitudinales d'une partie supérieure du boîtier de la serrure, et - un accéléromètre est placé à chacune des deux 5 extrémités d'une base de la serrure. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, les accéléromètres placés à chacune des deux extrémités de la partie supérieure du boîtier de la serrure sont fixés en avant d'un câble et sur un support 10 de connexion, respectivement. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention encore, les accéléromètres placés à chacune des deux extrémités de la base de la serrure sont fixés sur une platine en avant du boîtier et sur l'arrière du boîtier, 15 respectivement. De préférence, les accéléromètres sont montés au cours de la fabrication de la serrure, à l'exception de l'accéléromètre fixé sur le support de connexion qui peut être positionné en fin de montage de la serrure par 20 perçage dudit support de connexion. De plus, selon le mode préféré de réalisation de l'invention aussi, on peut définir des critères de sollicitations acceptables par la serrure, et appliquer ces critères dans un modèle numérique de façon à prédire 25 un risque d'ouverture de la porte en cas de choc du véhicule. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de 30 l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels - la figure 1 représente, de manière schématique, le principe de mise en place de capteurs de mesure de déformations, pour la mise en oeuvre du procédé de 35 l'invention, - les figures 2 à 5 représentent respectivement, de manière schématique, la localisation d'un premier, d'un deuxième, d'un troisième et d'un quatrième capteur de mesure de déformations sur le boîtier de la serrure, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, - les figures 6 à 8 représentent, de manière schématique, le principe de mise en place de contacteurs sur des leviers internes de la serrure identifiés comme pouvant libérer le pêne de la serrure au cours du choc, - les figures 9 et 10 illustrent un premier mode de déformation par torsion de la serrure, avec ouverture de la porte au cours du choc, - les figures 11 et 12 illustrent un deuxième mode de déformation de type fermeture de serrure, et - les figures 13 et 14 illustrent un troisième de mode de déformation par cisaillement de la serrure. En référence au dessin de la figure 1, pour la mise en oeuvre du procédé de caractérisation du comportement mécanique d'une serrure de porte selon l'invention, sur le boîtier, référencé 1, de la serrure est montée une pluralité de capteurs, de type accéléromètres tri-axes, qui permettent, grâce à leur bon positionnement relatif, d'évaluer les sollicitations de torsion, fermeture et cisaillement de la serrure. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessous de l'instrumentation nécessaire à la mise en oeuvre du procédé de caractérisation, donné à titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de l'invention, il est prévu de disposer quatre capteurs 11, 12, 13 et 14, de manière à permettre la récupération des valeurs de mesure des déformations et sollicitations appliquées sur la serrure au cours du choc. Deux capteurs, référencés 11 et 14, sont positionnés respectivement sur l'une et l'autre extrémité, référencées 1SA et 1SB, de la partie supérieure 1S du boîtier 1. Le capteur 11 (figure 2) est placé en avant du câble 20 de commande d'ouverture intérieure, et le capteur 14 (figure 5) est placé sur le support de connexion 30. Deux autres capteurs, référencés 12 et 13, sont positionnés respectivement sur l'une et l'autre extrémité de la base 1I de la serrure. Le capteur 12 (figure 3) est placé en partie avant du boîtier, il est fixé sur la platine même de la serrure et non sur le boîtier de protection en plastique. Le capteur 13 (figure 4) est fixé en arrière du boîtier. Les capteurs 11, 12 et 13 doivent être montés au cours de la fabrication de la serrure du fait de leur fixation sur des pièces internes. Le capteur 14 peut être positionné en fin de montage par perçage du support de connexion 30. Il est également prévu des contacteurs sur chaque levier de la serrure ayant un lien avec le pêne de la 15 serrure. En référence aux dessins des figures 6 à 8, on a représenté, de manière schématique, la serrure en deux parties : une partie supérieure SSUP et une partie inférieure SINE. Le contacteur doit détecter le contact 20 entre les deux pièces 41 (figure 7) et 42 (figures 6 et 8), portées respectivement par les parties supérieures et inférieure de la serrure. Le levier 41 dans la partie supérieure SSUP de la serrure est lié au câble de commande d'ouverture interne 25 de la porte. Il transmet le mouvement de traction du câble au mécanisme lié au pêne de la serrure. Le levier 42 dans la partie inférieure SINE de la serrure est directement lié au pêne de la serrure. Son actionnement sous l'effet du contact avec le levier 41 30 libère le pêne. Il va de soi que l'implantation de ces contacteurs doit être en fonction du type de serrure. Les capteurs et les contacteurs étant montés comme exposé ci-dessus, les données qu'ils fournissent 35 permettent de reconstituer le scénario de déformation du boîtier de serrure, et d'identifier par un couplage déformation/contact les causes et les conséquences de l'ouverture de porte. Cette instrumentation spécifique permet d'établir un critère fiable pour chaque serrure standard afin de prévoir l'ouverture de porte en phase de dimensionnement. Les données fournies par les capteurs tri-axes et les contacteurs mentionnés ci-dessus permettent de reconstituer le scénario de déformation du boîtier de serrure soumis à l'essai de choc et d'identifier par un couplage de type � déformation/contact � les causes et les conséquences de l'ouverture de porte. On traite principalement trois modes de déformation grâce à cette instrumentation de capteurs et de contacteurs. A titre d'exemple est illustré, en référence aux figures 9 et 10, un mode de déformation de type torsion de la serrure, illustrée par la flèche T, avec ouverture de la porte au cours du choc. Sur la figure 9, la référence 50 désigne le porte 20 gâche solidaire de la porte du véhicule. La courbe A de la figure 10 est représentative du contact entre les leviers 41 et 42, et la courbe B illustre le déplacement relatif (en mm) entre la partie supérieure horizontale et la partie inférieure du 25 boîtier de serrure. La porte s'est ouverte au cours de cet essai de choc. On note une période de contact prolongé en phase avec le maximum de déplacement dans la zone référencée Z1 du graphe de la figure 10 illustrée par la quasi superposition des courbes A et B dans cette 30 zone Z1. Au-delà de cette zone, la courbe A traduit un soulèvement arrière sur la base de la serrure. A titre d'exemple également est illustré, en référence aux figures 11 et 12, un autre mode de déformation, illustré par la flèche Fe, avec fermeture de 35 serrure La courbe C de la figure 12 est la courbe représentative du contact entre les leviers 41 et 42, la courbe D illustre le déplacement relatif (en mm) entre la partie supérieure horizontale et la partie inférieure mesuré par le capteur haut et la courbe E le déplacement relatif (en mm) mesuré par les capteurs bas. On note également une période de contact prolongé en phase avec le maximum de fermeture de l'angle du boîtier dans la zone Z2 du graphe de la figure 12. A titre de troisième exemple est illustré, en référence aux figures 13 et 14, un mode de déformation de type cisaillement de la serrure, illustré par les flèches Ci. Sur la figure 13, sont visibles le capteur tri-axes 12 et le levier 42. La courbe F de la figure 14 est la courbe représentative du contact entre les leviers 41 et 42, et la courbe G illustre le déplacement relatif (en mm) entre la partie supérieure horizontale et la partie inférieure du boîtier de serrure mesuré par le capteur 12. Au même instant, sensiblement 28 millisecondes dans ces exemples (les zones Z1, Z2, Z3 des figures 11, 12 et 14 respectivement), on a un contact entre deux leviers internes susceptibles de libérer le pêne et on a atteint le maximum de déformation sur les trois modes de déformation décrits ci-dessus. La porte s'est alors ouverte. Des informations similaires ont été obtenues sur un essai sans ouverture de porte, ce qui a permis de fixer des critères de déplacement admissible et a permis de mettre au point une solution organique. Le procédé de caractérisation de la présente invention consiste, une fois l'instrumentation de capteurs et de contacteurs installée comme décrit précédemment, à coupler les informations de contact et les informations de déformation fournies, de façon à connaître l'instant précis de la déformation de la serrure et reconstituer la cause et les conséquences de l'ouverture de la porte. Le procédé de caractérisation permet de remonter à de nombreuses informations essentielles à la compréhension et à la maîtrise des phénomènes en jeu au cours d'un choc. Il permet également de mettre en avant des critères sur les sollicitations acceptables ou non par la serrure. On peut ensuite appliquer ces critères dans un modèle numérique pour prédire un risque d'ouverture, sans avoir à modéliser le mécanisme de la serrure, ce qui est impossible dans un modèle de choc du fait de la très faible taille des pièces. Le procédé décrit ci-dessus de caractérisation du comportement mécanique d'une serrure de véhicule automobile dans le cadre d'un choc, présente de nombreux autres avantages, parmi lesquels les avantages suivants : il constitue un procédé de mesure et de caractérisation de serrure qui est relativement � standardisé �, c'est-à-dire applicable à tous les projets de conception de véhicules, - il offre une meilleure prédiction du comportement 20 des portes des véhicules que les procédés et méthodes connus de l'art antérieur, - il permet de faire l'économie d'un ou plusieurs essais de chocs pour résoudre les problèmes d'ouverture de porte. 25 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. 30 REVENDICATIONS1. Procédé de caractérisation du comportement mécanique d'une serrure de véhicule automobile en situation de choc, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes . - on place des contacteurs sur chaque levier (41, 42) interne de la serrure identifié comme pouvant libérer le pêne de la serrure au cours du choc, chaque contacteur fournissant une information de contact au cours du choc, - on place des accéléromètres (11, 12, 13, 14) sur plusieurs parties d'un boîtier de la serrure, chaque accéléromètre permettant de fournir une information de déformation au cours du choc, - on couple les informations de contact et les informations de déformation fournies, de façon à connaître l'instant précis de la déformation du boîtier de la serrure et reconstituer la cause et les conséquences de l'ouverture de la porte. 2. Procédé de caractérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits accéléromètres (11, 12, 13, 14) sont des accéléromètres tri axes, de façon à permettre l'évaluation des sollicitations de torsion, fermeture et cisaillement. 3. Procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits accéléromètres (11, 12, 13, 14) sont au nombre de quatre. 4. Procédé de caractérisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les quatre accéléromètres (11, 12, 13, 14) sont placés de la manière suivante : - un accéléromètre (11, 14) est placé à chaque extrémité d'une partie supérieure (1S) du boîtier (1) de 35 la serrure, et - un accéléromètre (12, 13) à chaque extrémité d'une base (11) du boîtier (1) de la serrure. 5. Procédé de caractérisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les accéléromètres (11, 14) placés à chaque extrémité de la partie supérieure (1S) du boîtier (1) de la serrure sont fixés en avant d'un câble (20) de commande d'ouverture intérieure de la porte et sur un support de connexion (30), respectivement. 6. Procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les accéléromètres (12, 13) placés à chaque extrémité de la base (1I) du boîtier (1) de la serrure sont fixés sur une platine en avant du boîtier et sur l'arrière du boîtier, respectivement. 7. Procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que lesdits accéléromètres (11, 12, 13) sont montés au cours de la fabrication de la serrure, à l'exception de l'accéléromètre (14) fixé sur le support de connexion (30) qui peut être positionné en fin de montage de la serrure par perçage dudit support de connexion. 8. Procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on définit des critères de sollicitations acceptables par la serrure, et on applique ces critères dans un modèle numérique de façon à prédire un risque d'ouverture de la porte en cas de choc du véhicule.