Brevet FR2954984A1 — publié le 20110708

PROCEDE POUR DETERMINER LE CRITERE DE CHOC DE LA TETE D'UN PIETON SUR LE CAPOT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à un procédé permettant de 5 déterminer le critère de choc de la tête d'un piéton (HIC) sur le capot réel d'un véhicule automobile. De nombreuses recherches sont effectuées aujourd'hui pour limiter la gravité de la collision d'un véhicule avec un piéton. Une partie de ces recherches portent sur la réduction des lésions 10 infligées à la tête d'un piéton percuté par l'avant d'un véhicule. Comme cela est maintenant connu en effet, dans une telle situation d'accident, le corps du piéton a tendance à pivoter sous l'impact de la face avant du véhicule, sa tête venant alors percuter le capot du véhicule. Pour réduire la gravité d'un tel choc, il est indispensable que le 15 capot puisse se déformer vers l'intérieur du compartiment moteur, une telle déformation permettant une dissipation de l'énergie du choc. Pour optimiser une telle possibilité de déformation, deux solutions existent à ce jour. La première consiste à minimiser le nombre et la surface des points 20 durs sous le capot, c'est-à-dire des organes susceptibles de limiter la course d'enfoncement du capot en cas de choc. La seconde, moins fréquemment mise en oeuvre, consiste à prévoir que le capot soit actif, c'est-à-dire qu'il puisse se soulever en cas de choc avec un piéton, de manière à procurer la course d'enfoncement nécessaire. 25 Pour l'homologation des véhicules notamment en Europe, des normes ont été mises en place, qui d'une part définissent avec précision la sévérité du choc de la tête du piéton sur le capot, et d'autre part définissent la proportion maximale que peuvent occuper les zones du capot susceptibles d'engendrer des chocs à forte sévérité par rapport à la surface totale du capot. 30 Plus précisément, la sévérité du choc est déterminée au moyen du HIC (Head Injury Criteria), critère biométrique traduisant un risque de lésion cérébrale, calculé à partir de la courbe d'accélération de la tête en fonction du temps. Pour obtenir une homologation en Europe, un véhicule doit 35 notamment comporter un capot avant dont les zones à HIC supérieur ou égal à 2000 représentent moins d'un certain pourcentage (typiquement moins de 25%) de la surface impactée du capot. On comprend donc qu'il est essentiel de pouvoir déterminer avec précision, au moment de la conception du véhicule, les zones du capot 5 présentant un HIC supérieur à un seuil prédéterminé. La présente invention a donc notamment pour but de fournir un procédé permettant de déterminer de manière rapide et précise, de telles zones, un tel procédé ayant vocation à être mis en oeuvre par des logiciels de conception assistée par ordinateur. 10 On atteint donc le but de l'invention avec un procédé pour déterminer le critère de choc de la tête d'un piéton (HIC) sur le capot réel d'un véhicule automobile, comprenant les étapes consistant à : a) définir un capot technique, déduit du capot réel du véhicule par translation vers l'intérieur du compartiment moteur selon une distance 15 correspondant à la distance d'enfoncement lors d'un choc normalisé de la tête d'un piéton, b) déterminer les organes faisant saillie par rapport audit capot technique, c) projeter sur un même plan et selon une même direction ledit 20 capot technique et les courbes d'intersection dudit capot technique avec chacun desdits organes, d) décaler d'un pas prédéterminé ledit capot technique selon la direction de frappe de ladite tête, e) recommencer alors les étapes c) et d) pour chaque nouveau 25 décalage dudit capot technique selon ledit pas, et ce selon un nombre suffisant d'itérations pour balayer tout le volume dudit organe selon ladite direction de frappe, et f) déterminer, sur ledit plan, la courbe enveloppe de l'ensemble des projections desdites courbes, cette courbe enveloppe étant alors représentative 30 d'une zone dudit capot technique présentant un risque élevé de lésions à ladite tête en cas de choc sur le capot réel. Le procédé selon l'invention est un procédé simple et itératif qui peut facilement être mis en oeuvre par des logiciels de conception assistée par ordinateur, tels que le logiciel CATIA V5 commercialisé par la société 35 DASSAULT SYSTEMES. Un tel procédé, très aisé à programmer pour un homme du métier, permet de déterminer très rapidement les zones du capot réel donc le HIC dépasse un seuil prédéterminé (le seuil critique étant de 2000 dans la règlementation européenne). Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du procédé selon l'invention : - on répète le nombre d'itérations jusqu'à ce que ledit capot technique ne soit plus en interférence avec lesdits organes (3, 3a, 3b, 3c) ; - postérieurement à l'étape f), on détermine, sur ledit plan, une courbe de sécurité distante de ladite courbe d'une valeur représentative des dimensions de la tête dudit piéton ; - ladite valeur est sensiblement égale au rayon de la tête dudit piéton. Ces étapes supplémentaires permettent de répondre aux normes en vigueur, et notamment aux normes européennes, qui stipulent qu'il convient d'élargir les zones de points durs du capot réel d'une largeur de demi-tête pour déterminer les zones à HIC supérieur à 2000. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre et à l'examen des figures ci-annexées, dans 20 lesquelles : - la figure 1 représente, en perspective, un capot technique traversé par un projecteur avant droit de véhicule automobile, ainsi que la projection du capot technique et de la courbe d'intersection du capot technique avec le projecteur sur un plan sensiblement horizontal ; - la figure 2 est analogue à la figure 1, le capot technique étant représenté dans différentes positions déduites les unes des autres par translation selon une direction de frappe de la tête d'un piéton sur un capot réel, chaque translation étant effectuée selon un pas prédéterminé ; - la figure 3 représente, en vue en plan dans le plan P des figures 1 et 2, la courbe enveloppe de l'ensemble des courbes d'intersection du projecteur avec le capot technique dans ses positions successives représentées à la figure 2, ainsi qu'une courbe de sécurité distante de cette courbe enveloppe d'une demi largeur de tête de piéton ; 25 30 35 - la figure 4 représente, en perspective, le capot technique du véhicule automobile sur lequel sont placées les zones dont le critère HIC est supérieur à 2000, - la figure 5 est analogue à la figure 4, l'ensemble des zones à critère HIC supérieur à 2000 étant réunies les unes aux autres. Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues désignent les organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. On notera par ailleurs que l'on a représenté, sur chacune des figures, un repère XYZ dont les axes sont respectivement parallèles aux directions longitudinale, transversale et verticale du véhicule automobile considéré. On se reporte à la figure 1, sur laquelle on a représenté un capot technique 1 et un projecteur avant droit de véhicule 3. La représentation de ces organes, réalisée notamment au moyen de lignes de construction 5, peut être obtenue par un logiciel de conception assistée par ordinateur tel que le logiciel CATIA V5 commercialisé par la Société DASSAULT SYSTEMES. Comme cela va être compris à travers les explications qui vont suivre, le capot technique 1 est une surface purement théorique participant à la détermination des zones à critère HIC supérieur à un seuil prédéterminé. Plus précisément, le capot technique 1 se déduit du capot réel du véhicule par translation vers l'intérieur du compartiment moteur selon une distance correspondant à la distance d'enfoncement lors d'un choc normalisé de la tête d'un piéton. Dans certaines positions comme celle visible à la figure 1, le capot technique 1 est traversé par certains organes tels que le projecteur 3, qui se trouve sous le capot réel. Dans le procédé selon l'invention, on projette la courbe C d'intersection du capot technique 1 avec le projecteur 3 sur un plan P sensiblement horizontal, ce qui permet d'obtenir une courbe projetée C'. On projette également sur ce plan P le capot technique 1 du véhicule automobile, ce qui permet d'obtenir une surface plane 1'. L'intersection de la surface définie par la courbe C' avec la surface 35 projetée 1' du capot technique 1 définit une zone 7. Comme le montre la figure 2, dans le procédé selon l'invention, on déplace le capot technique 1 en translation selon une direction D de frappe de la tête d'un piéton sur le capot réel du véhicule, dans une série de positions successives selon un pas p. A titre indicatif, en Europe, un choc normalisé de piéton adulte est un choc dans lequel la tête de ce piéton vient percuter le capot réel sous un ange de 65° (correspondant à la direction D de la figure 2), le véhicule se déplaçant à 40 km/h. Pour un enfant, la direction normalisée de frappe de la tête sur le 10 capot est de 50°. Dans ces conditions de choc normalisé, une zone du capot réel présentant un critère HIC inférieur à 2000 (c'est-à-dire en pratique une zone qui ne se trouve pas au-dessus d'un point dur du compartiment moteur) est une zone dans laquelle la sévérité du choc normalisé de la tête du piéton sur le 15 capot sera considérée comme acceptable. Pour chaque position du capot technique 1, on réalise une courbe C' comme indiqué à la figure 1. On trace ensuite sur le plan P la courbe enveloppe Ce de l'ensemble des courbes C', et l'on trace autour de cette courbe Ce une courbe 20 dite de sécurité S, séparée de la courbe Ce d'une distance d, comme cela est visible en particulier sur la figure 3. La distance d correspond sensiblement à la largeur d'une demi-tête de piéton adulte, soit environ 82,5 mm dans les tests normalisés. On comprend que les étapes qui précédent permettent de 25 construire de manière itérative les surfaces sur le capot technique 1 qui se trouvent au droit de points durs (projecteur, bloc moteur, ...), c'est-à-dire les surfaces sur lesquelles le choc d'une tête de piéton sera générateur de lésions sévères. La direction particulière de la direction de frappe D (50° ou 65°), 30 ainsi que la profondeur du capot technique, correspondent aux normes d'essais applicables notamment en Europe, et permettent de définir les zones dont le critère HIC est supérieur à 2000 : ces zones correspondent en l'espèce aux zones d'intersection de la surface définie par chaque ligne de sécurité S avec la projection 1' du capot technique 1 (zones hachurées 9 sur la figure 2). 35 En effectuant, pour chaque point dur 3 disposé sous le capot réel les itérations et les constructions de zones 9 comme indiqué précédemment, on obtient donc, sur le capot technique 1 visible sur les figures 4 et 5, une série de zones 9a, 9b, 9c, ... associées à des organes 3a, 3b, 3c, ...placés sous le capot réel. Ces zones 9a, 9b, 9c, ... sont des zones présentant un critère HIC 5 supérieur à 2000, c'est-à-dire à forte sévérité vis-à-vis d'un choc normalisé de tête de piéton. Dans la réglementation européenne, il faut que la surface globale 90 définie par la réunion de toutes les zones 9a, 9b, 9c, présente une aire inférieure à un certain pourcentage de l'aire du capot technique 1. 10 Comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède, le procédé selon l'invention fournit des moyens simples et itératifs, aisément programmables sur un logiciel de conception assistée par ordinateur tel que CATIA V5 de l'éditeur DASSAULT SYSTEMES, permettant de définir des zones de choc normalisé de tête de piéton à forte sévérité. 15 Les résultats provenant de ce procédé peuvent être exportés dans un fichier texte et exploités dans un tableur, indiquant respectivement les aires de chacune des zones 9a, 9b, 9c, ...et de la zone globale 90. Un tel outil permet de connaître très rapidement la contribution d'un organe disposé sous le capot à la sévérité d'un choc de tête de piéton, en 20 fonction tant de la forme de cet organe que de sa position. Le procédé selon l'invention permet donc d'optimiser de manière simple et rapide l'agencement des organes disposés sous le capot en fonction des contraintes réglementaires relatives au choc de tête de piéton, ainsi que d'apporter les traitements appropriés (modifications de forme d'organes, de 25 matériaux, recours à des éléments fusibles, ...), permettant de satisfaire aux normes en vigueur. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre de simple exemple. REVENDICATIONS1. Procédé pour déterminer le critère de choc de la tête d'un piéton 5 (HIC) sur le capot réel d'un véhicule automobile, comprenant les étapes consistant à : a) définir un capot technique (1), déduit du capot réel du véhicule par translation vers l'intérieur du compartiment moteur selon une distance correspondant à la distance d'enfoncement lors d'un choc normalisé de la tête 10 d'un piéton, b) déterminer les organes (3, 3a, 3b, 3c) faisant saillie par rapport audit capot technique (1), c) projeter sur un même plan (P) et selon une même direction (Z) ledit capot technique (1) et les courbes (C) d'intersection dudit capot technique 15 (1) avec chacun desdits organes (3, 3a, 3b, 3c), d) décaler d'un pas prédéterminé (p) ledit capot technique selon la direction de frappe (D) de ladite tête, e) recommencer alors les étapes c) et d) pour chaque nouveau décalage dudit capot technique (1) selon ledit pas (p), et ce selon un nombre 20 suffisant d'itérations pour balayer tout le volume dudit organe selon ladite direction de frappe, et f) déterminer, sur ledit plan (P), la courbe enveloppe (Ce) de l'ensemble des projections (C') desdites courbes (C), cette courbe enveloppe (Ce) étant alors représentative d'une zone (9, 9a, 9b, 9c) dudit capot technique 25 (1) présentant un risque élevé de lésions à ladite tête en cas de choc sur le capot réel. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on répète le nombre d'itérations jusqu'à ce que ledit capot technique (1) ne soit plus en interférence avec lesdits organes (3, 3a, 3b, 3c). 30 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel, postérieurement à l'étape f), on détermine, sur ledit plan, une courbe de sécurité (S) distante de ladite courbe (Ce) d'une valeur (d) représentative des dimensions de la tête dudit piéton. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite valeur (d) 35 est sensiblement égale au rayon de la tête dudit piéton.