ISO 17373:2005
(Main)Road vehicles — Sled test procedure for evaluating occupant head and neck interactions with seat/head restraint designs in low-speed rear-end impact
Road vehicles — Sled test procedure for evaluating occupant head and neck interactions with seat/head restraint designs in low-speed rear-end impact
The sled test procedure described in ISO 17373:2005 simulates low-speed rear-end impact resulting in a velocity change of the struck vehicle of 15 km/h. Its main purpose is the evaluation of the whiplash associated disorders due to seat occupant interactions with seat systems during the loading phase under standard conditions.
Véhicules routiers — Mode opératoire d'essai sur chariot pour évaluer les interactions de la tête et du cou de l'occupant avec le siège et l'appuie-tête lors d'un choc arrière à faible vitesse
La méthode d'essai sur chariot décrite dans l'ISO 17373:2005 simule un choc arrière à faible vitesse entraînant une variation de vitesse de 15 km/h du véhicule heurté. Son objet principal est l'évaluation des troubles associés au «coup du lapin» dus aux effets sur l'occupant des systèmes de sièges au cours de la phase de chargement, dans des conditions normalisées.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17373
First edition
2005-09-01
Road vehicles — Sled test procedure for
evaluating occupant head and neck
interactions with seat/head restraint
designs in low-speed rear-end impact
Véhicules routiers — Mode opératoire d'essai sur chariot pour évaluer
les interactions de la tête et du cou de l'occupant avec le siège et
l'appuie-tête lors d'un choc arrière à faible vitesse
Reference number
ISO 17373:2005(E)
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ISO 2005
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ISO 17373:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Testing equipment. 2
4.1 Test facility . 2
4.2 Anthropomorphic test device (ATD) . 2
4.3 Test objects . 3
5 Requirements . 3
5.1 Anthropomorphic test device instrumentation and measurements . 3
5.2 Test temperature. 4
6 Test preparation. 4
6.1 Mounting of the seat and seat belt system on the sled. 4
6.2 Positioning of the ATD on the seat . 5
6.3 Additional considerations. 6
6.4 Film targets. 6
6.5 Test report . 7
6.6 Camera positions. 8
7 Test conditions . 8
7.1 Acceleration/deceleration pulse. 8
7.2 Active systems. 8
8 Data recording. 9
8.1 General. 9
8.2 Post-test measurements . 9
Annex A (normative) Positioning procedure for BioRID II. 10
Annex B (normative) Positioning procedure for RID2. 14
Annex C (normative) Positioning procedure for Hybrid III . 22
Annex D (informative) Test report . 23
Bibliography . 25
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ISO 17373:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17373 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 10, Impact
test procedures.
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ISO 17373:2005(E)
Introduction
Most head restraints of current vehicles are designed to minimize the risk of severe neck injuries such as bony
fractures, luxations and ligament ruptures. However, so called “whiplash associated disorders” (WAD) of an
AIS 1 injury severity degree still occur in considerable numbers. The majority of persons with such minor neck
disorders soon recover without ongoing symptoms. Some victims, however, report long term impairment after
even a “minor” event, also called “low-speed rear-end impact”. These injuries are difficult to diagnose – even a
careful medical examination including CT scan and MRI often reveals no visible reason for a reported
disorder – and the complexities involved are often misunderstood. Therefore, legal and insurance related
disputes are common.
It has been shown in the relevant scientific literature that:
whiplash associated disorders (WAD) predominantly occur in the struck vehicle in rear-end impacts;
discussions about better seat and head restraint design in order to reduce WAD have been ongoing for a
long time, given the complexity of the subject;
many organizations interested in seat design (manufacturers of automobiles or seats, universities,
accident investigators, consumer test houses) have devised their own dynamic test procedures;
to date, no standard test procedure is available that covers minor neck loading in typical “low-speed rear-
end impacts”;
accidentology analyses show that the majority of the neck disorders discussed here occur during rear-end
impacts which result in a velocity change of 10 km/h to 15 km/h for the struck vehicle.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17373:2005(E)
Road vehicles — Sled test procedure for evaluating occupant
head and neck interactions with seat/head restraint designs in
low-speed rear-end impact
1 Scope
The sled test procedure described in this International Standard simulates low-speed rear-end impact
resulting in a velocity change of the struck vehicle of 15 km/h. Its main purpose is the evaluation of the
whiplash associated disorders due to seat occupant interactions with seat systems during the loading phase
under standard conditions.
Seat-belts shall be used unless it is proven that they do not affect the occupant response.
The occupant protection potential of seat systems in other collision situations (e.g. higher velocity
change/vehicle accelerations possibly resulting in large deformation of the seat back) is not covered by this
International Standard.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 6487, Road vehicles — Measurement techniques in impact tests — Instrumentation
SAE J211/1, Instrumentation for impacts Tests — Part 1: Electronic Instrumentation
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
delta-νννν
∆ν
maximum velocity change of the sled
3.2
active system
any restraint system, including seat belt, triggered electronically or mechanically, designed to reduce the risk
of occupant injuries
3.3
t
0
time corresponding to the first data point above 0,5 g as defined by the acceleration time curve measured on
the sled filtered at CFC 60, on a specific sensor with a low amplitude range (e.g. 10 g)
[ISO 6487]
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ISO 17373:2005(E)
3.4
HRMD backset
horizontal measurement between the back surface of the HRMD head and the front surface of the head
restraint as measured by the backset probe of the HRMD
See Annex A.
NOTE HRMD: head restraint measuring device.
3.5
dummy backset
horizontal distance between dummy's head and head restraint
See 6.5.
3.6
dummy height
vertical distance between dummy's head and head restraint
See 6.5.
4 Testing equipment
4.1 Test facility
The test shall be performed on an acceleration sled. If a deceleration system is used, film analysis shall be
used to confirm proper dummy position immediately prior to t . Two sensors shall be used on the sled:
0
one with a low amplitude range for the definition of t ;
0
the second for the complete pulse.
NOTE Proper dummy position means the dummy has not moved outside tolerances specified in the seating
procedure.
4.2 Anthropomorphic test device (ATD)
4.2.1 Type
The test procedure is applicable to a 50th percentile male ATD.
Possible ATDs (dummies) that may be used are presented in Annexes A, B and C.
IMPORTANT — It is not in the scope of this test procedure to determine which dummy is to be used.
1)
NOTE ISO experts in this field of standardization recommend using the BioRID II test dummy .
4.2.2 Clothing and shoes
The dummy shall be clothed as defined by the dummy manufacturer.
1) BioRID is the trade name of a product supplied by Denton. This information is given for the convenience of users of
this International Standard and does not constitute an endorsement by ISO of the product named. Equivalent products
may be used if they can be shown to lead to the same results. See 6.2.
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ISO 17373:2005(E)
4.2.3 Temperature
The dummy temperature shall be in the range of 22 °C ± 3 °C, unless specified differently by the dummy's
manufacturer.
This temperature shall be obtained by soaking the dummy in temperatures that are within the range specified
above for at least 5 h prior to the test.
The dummy temperature shall be maintained within the specified range between the time of setting the limbs
and up to a maximum of 10 min before the time of the test.
4.2.4 Dummy joints
Dummy joint frictions shall be set according to dummy manufacturer's specified procedure or as defined in
Annexes A, B and C. The dummy joint stiffnesses shall be set as close as possible to the time of the test and,
in all cases, not more than 24 h before the test.
4.2.5 Post test dummy inspection
The dummies shall be visually inspected immediately after the test. Any lacerations of the skin or breakages
of the dummy shall be noted in the test report.
4.3 Test objects
These are seat assemblies of passenger cars, light truck vehicles and light commercial vehicles.
5 Requirements
5.1 Anthropomorphic test device instrumentation and measurements
The ATD shall be instrumented according to the requirements of the relevant ISO standards. Table 1 provides
an example of ATD measurements.
Table 1 — Examples of ATD measurements
Position Measurement Axes
Head Acceleration x/y/z
Force x/z
Upper neck (C1)
Moment of torque y
Recommended measurements
Acceleration x
Lower neck at the junction of the
Force x/z
cervical and thoracic spines
Moment of torque y
Chest Acceleration x/z
Pelvis Acceleration x/y/z
Rotational acceleration or
Head y
velocity
Force y
Upper neck (C1)
Optional measurements
Moment of torque x/z
Force y
Lower neck at the junction of the
cervical and thoracic spines
Moment of torque x/z
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5.2 Test temperature
The ambient temperature during the test shall be 22 °C ± 3 °C.
6 Test preparation
6.1 Mounting of the seat and seat belt system on the sled
6.1.1 General
The seat and seat belt system shall be mounted on the sled with the same position and orientation as in the
intended vehicle and using the appropriate attachment hardware (see Table 2). The orientation of the seat
and the seat belt system shall be assured by matching the relative co-ordinates of the attachment points.
The mounting supports on the sled and the adjustment mechanisms of the seat shall be adapted as described
in 6.1.2 to 6.1.4.
6.1.2 Seat and seat belt adjustments requirements
Table 2 — Seat and seat belt adjustments
Adjustment Required setting Notes Methods
Seat rails angle Manufacturer's design position
May be set to first notch
Seat fore/aft Mid position as defined in 6.1.3 rearwards of mid position if not See 6.1.3
lockable at mid position
Seat base tilt Manufacturer's design position Permissible up to mid Position See 6.1.3.10
Seat height Manufacturer's design position Otherwise lowest position
Otherwise 25° rearward of
vertical
Seat back angle Manufacturer's design position
(as defined by torso angle of
the H-point machine)
Head restraint height Manufacturer's design position
Head restraint tilt Manufacturer's design position
Seat lumbar support Manufacturer's design position Otherwise fully retracted See 6.1.3.11
Arm-rests Manufacturer's design position Otherwise in stowed position
Belt anchorage points Manufacturer's design position
If no design position then set to
Shoulder belt Manufacturer’s design position mid-position, or nearest notch
upwards
NOTE Adjustments not listed are set to mid-positions or nearest positions rearward, lower or outboard.
6.1.3 Method for seat adjustments
6.1.3.1 Place a mark on the moving part of seat runner close to the non-moving seat guide.
6.1.3.2 Move the seat to its most forward position of travel.
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6.1.3.3 Mark the unmoving seat guide in line with the mark on the seat runner. This corresponds to the
seat in its most forward position.
6.1.3.4 Move the seat to its most rearward position.
6.1.3.5 Mark the unmoving seat guide in line with the mark on the seat runner. This corresponds to the
seat in its most rearward position.
6.1.3.6 Measure the distance between the forward and rearward marks. Place a mark on the unmoving
seat guide mid-way between the forward and rearward marks.
6.1.3.7 Move the seat so that the mark on the moving part of the seat runner aligns with the mid-way
mark on the non-moving seat guide.
6.1.3.8 Lock the seat at this position. Ensure that the seat is fully latched in its runners on both sides (if
so equipped) of the seat. The seat is now defined as being at its “mid seating position”. The seat is tested in
this position.
6.1.3.9 If the seat does not lock in this position, move the seat to the first locking position that it is
rearward of the mid seating position. The seat is tested in this position.
6.1.3.10 If the seat base is adjustable for tilt it may be set to any angle from the flattest up to its mid front
tilt-up position according to the manufacturer’s preference.
6.1.3.11 If the seat back is adjustable for lumbar support it should be set to the fully retracted position,
unless the manufacturer specifies otherwise.
6.1.3.12 The head restraint shall be adjusted as specified in Table 2.
6.1.4 Method for seat belt adjustments
The anchorage points shall be positioned as specified in Table 2. The tolerance on the position of the
anchorage points is such that each anchorage point shall be situated at most at 50 mm from corresponding
points.
6.2 Positioning of the ATD on the seat
6.2.1 General
The seating procedure depends on the dummy used. The following seating procedures are included for
reference purposes.
6.2.2 Procedure for the BioRID II dummy
The procedure is presented in Annex A.
6.2.3 Procedure for the RID2 dummy
The procedure is presented in Annex B.
6.2.4 Procedure for the Hybrid III dummy
The procedure is presented in Annex C.
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ISO 17373:2005(E)
6.3 Additional considerations
In cases where, due to the rearward movement of the seat back during the test, a contact between the seat
back and structural parts of the target vehicle (e.g. the rear wall in a two-seat sports car) is to be expected,
such structural parts with all trim parts shall be replicated on the sled.
The body of the target vehicle may be mounted on the sled in order to replicate the seating position and the
structural parts mentioned above.
6.4 Film targets
6.4.1 ATD film targets
Film targets, as described in Table 3, shall be mounted on the side of the head at the location of the head
centre of gravity and at a second location on the head in order to determine head rotation. A second set of film
targets shall be rigidly mounted on the first thoracic vertebra to allow determination of the velocity and rotation
of this vertebra.
6.4.2 Seat film targets
For a subsequent film analysis, the following film targets shall be applied to the seat, when possible (see
Figure 1 and Table 4). These targets shall be linked to the seat structure to allow seat behaviour analysis.
T2: on the side face of the head restraint, at the same height as the head centre of gravity.
T2bis: on the side face of the head restraint, on its lower part.
T3: on the back rest, at the same height of the shoulder joint.
T4: on the back rest, according to Figure 1 relative to the H-point.
T5: seat recliner centre.
T6: if the backrest has a second articulation in its upper part.
Additional targets may be added to suit individual requirements.
Instrumentation and targets shall not interfere with the restraint system.
Table 3 — Suggested dummy targets
Target number Target location
T11 Head centre of gravity
T12 Cheek
T3bis Shoulder joint
TT1 Junction of the cervical and thoracic spines
NOTE TT1 is the target used to determine head neck kinematics.
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ISO 17373:2005(E)
Key
1 H-point
D Dummy backset.
E Dummy height.
Figure 1 — Example of dummy and seat film targets and measurements
Table 4 — Suggested dimensions for the test set-up
Designation Description Test device Dimension
A Vertical distance floor to H-point H-point-Machine As specified by manufacturer
B Horizontal distance footrest to H-point H-point-Machine
(850 ± 100) mm
C Vertical distance H-point to target T4 ATD
(100 ± 5) mm
α Angle of footrest to floor As specified by manufacturer
ϕ Pelvis angle ATD Depending on the ATD
6.5 Test report
The measured co-ordinates/angles of H-point, pelvis and torso, and all film target locations shall be
documented in a test report, e.g. as given in Annex D.
Dummy backset, D, and height, E, shall be measured as follows and should be included in the test report:
dummy backset is the horizontal distance between the rearmost point of the dummy's head and the
forward most point on the centreline of the head restraint (see Figure 1);
dummy height is the vertical distance between the upper most point of the dummy head and the
uppermost part of the head restraint (see Figure 1).
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All deviations from required settings shall be documented in the test report.
6.6 Camera positions
Cameras, preferably on-board cameras, shall be used, showing a side view of the torso, head and the
complete seat.
It shall be ascertained that the seat back, the head restraint, and the upper body parts of the ATD are visible
on the film/video during a time interval equal to or longer than 300 ms after the onset of the sled
deceleration/acceleration, t .
0
The camera frame rate shall be equal to or greater than 500 frames/sec. It is recommended to use a setting of
1 000 frames/sec.
7 Test conditions
7.1 Acceleration/deceleration pulse
The test pulse is defined in Figure 2 and Table 5. It is defined by a change of velocity of 15,5 km/h and an
average acceleration of 5 g over a duration of 91 ms. It is a triangular pulse with a peak acceleration of 10 g at
27 ms.
In a case of an accelerated sled, the test velocity shall be measured immediately after the acceleration phase
has been completed. If a decelerated sled is used, the test velocity shall be measured immediately before the
impact using a suitable measurement device.
7.2 Active systems
Systems that require a trigger signal in order to deploy during the collision shall be installed such that
deployment occurs under the same conditions as in the target vehicle.
If such systems are triggered electronically, the trigger unit may be mounted on the sled. As an alternative, the
trigger point can be specified as a time delay with respect to t , according to the manufacturer's specifications.
0
If such systems are triggered mechanically, it shall be ascertained that the triggering mechanics be mounted
in a position corresponding to the mounting arrangement in the target vehicle.
The triggering configuration and the status of the device after the test (deployed/not deployed, time of
deployment, remarks) shall be documented in the test report.
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ISO 17373:2005(E)
Key
X time (ms)
Y acceleration due to gravity (g)
a
15,5 km/h, 5 g mean acceleration.
Figure 2 — Acceleration/deceleration pulse
Table 5 — Windows for the acceleration/deceleration pulse
Time Acceleration
∆ν
ms g km/h
0 See definition 3.3
27 10 ± 0,5
15,5 ± 0,7
0
91 ± 3
8 Data recording
8.1 General
The measurement data shall be recorded in accordance with ISO 6487 or SAE J211/1. Measurement data
shall be considered for evaluation
until the point in time at which the head centre of gravity film target (T11) reaches the position x during
0
the rebound phase, i.e. its position shows same horizontal (x)co-ordinate relative to the sled as at the
beginning of the deceleration/acceleration phase, or
at 300 ms after t ,
0
whichever occurs first.
8.2 Post-test measurements
After the test, any damage to the seat shall be recorded.
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Annex A
(normative)
Positioning procedure for BioRID II
A.1 Introduction
The following positioning procedure has been developed for use with the Denton BioRID IIg Dummy, but is
applicable to all BioRID II variants.
A.2 Tools
[3]
H-Point machine (SAE J826 ).
Head restraint measuring device (HRMD) (SAE paper 1999-01-0639)
A.3 Establish BioRID position targets
A.3.1 The seat shall be set according to Table 2 (see 6.1.2).
A.3.2 Determine the H-point of the test seat using the H-point machine fitted with the HRMD and following
[4]
the RCAR procedure . (It should be noted that the H-point thus defined may differ slightly from that defined
using the H-Point machine without the HRMD.)
A.3.3 Set the head restraint to the test position and measure the head to head restraint distance (HRMD
backset and height) following the instructions in A.5.1.
A.3.4 Remove the HRMD and H-point machine.
A.4 Install BioRID in the seat
A.4.1 The H-Point shall be located 20 mm forward (± 10 mm) and 6 mm below (± 10mm) the location
recorded in A.3.2.
A.4.2 The pelvis angle shall be 26,5° from horizontal (± 2,5°).
A.4.3 The instrumentation plane of the head shall be level (± 1°).
A.4.4 The centre lines of the knees and ankles shall be 200 mm (± 10 mm) apart.
A.4.5 The upper arms shall be in contact with the seat back with elbows bent so that small fingers of both
hands are in contact with the vehicle seat and the palms are facing the dummy’s thighs.
A.4.6 Measure the distance between the head restraint and the back of the head (BioRID backset),
following the instructions in A.5.2. Two configurations can occur:
a) if the BioRID backset is less than the HRMD backset (see A.3.3) plus 20 mm, then proceed with the test;
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b) if the BioRID backset is more than 20 mm greater than the HRMD backset (as recorded in A.3.3), then
adjust the position and orientation of the pelvis within the limits specified in A.4.4.1 to A.4.4.4 to achieve a
BioRID backset that is 15 mm greater (± 5 mm) than the HRMD backset recorded in A.3.3.
NOTE The dummy may be set up taking advantage of the tolerance bands for pelvis angle and H-point location in
order to minimize the difference between actual and target BioRID backset. Use of the BioRID backset tolerance should
be undertaken once all other tolerance values have been used.
The BioRID setup is summarized in Table A.1.
Table A.1 — BioRID setup summary
Location Target measurements with HRMD Tolerance
Dummy H-Point (X-axis) Seat H point + 20 mm (forward) ± 10 mm
Dummy H-Point (Z-axis) Seat H point + 6 mm (lower) ± 10 mm
Pelvis angle 26,5° ± 2,5°
Head plane 0° (level)
± 1°
Dummy backset HRMD backset + 15 mm (forward) ± 5 mm
A.5 Backset measurements for BioRID positioning
A.5.1 HRMD backset measuring procedure to establish positioning target
a) Locate the screw on the centre of the rear surface of the HRMD backset probe.
b) Mark the forward most point of the head restraint along the vertical centreline of the head restraint.
c) Measure the backset as shown in Figure A.1; it is the horizontal distance between the rearmost point on
the HRMD skull (i.e. the screw on the backset probe) and the forward most point on centreline of the
head restraint.
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ISO 17373:2005(E)
Key
1 backset for BioRID positioning
Figure A.1 — Measuring HRMD backset to establish BioRID positioning
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17373
Première édition
2005-09-01
Véhicules routiers — Mode opératoire
d'essai sur chariot pour évaluer les
interactions de la tête et du cou de
l'occupant avec le siège et l'appuie-tête
lors d'un choc arrière à faible vitesse
Road vehicles — Sled test procedure for evaluating occupant head and
neck interactions with seat/head restraint designs in low-speed rear-end
impact
Numéro de référence
ISO 17373:2005(F)
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Appareillage d'essai . 2
4.1 Moyen d'essai. 2
4.2 Dispositif d'essai anthropomorphe (DEA) .2
4.3 Objets soumis à l'essai . 3
5 Exigences . 3
5.1 Instrumentation et mesures du dispositif d'essai anthropomorphe. 3
5.2 Température d'essai . 4
6 Préparation de l'essai. 4
6.1 Montage du système siège et ceinture de sécurité sur le chariot. 4
6.2 Positionnement du dispositif d'essai anthropomorphe sur le siège . 5
6.3 Considérations supplémentaires . 6
6.4 Mires de film . 6
6.5 Rapport d'essai . 7
6.6 Position des caméras. 8
7 Conditions d'essai . 8
7.1 Impulsion accélération/décélération. 8
7.2 Systèmes actifs. 8
8 Enregistrement des données . 9
8.1 Généralités . 9
8.2 Mesures après essai. 9
Annexe A (normative) Méthode de positionnement du BioRID II. 10
Annexe B (normative) Méthode de positionnement du RID2 . 14
Annexe C (normative) Méthode de positionnement du Hybrid III . 22
Annexe D (informative) Rapport d'essai . 23
Bibliographie . 25
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 17373 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 10,
Procédures d'essais de collision.
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ISO 17373:2005(F)
Introduction
La plupart des appuie-tête des véhicules actuels sont conçus pour limiter autant que possible le risque de
blessures graves au cou, par exemple fractures osseuses, luxations et ruptures de ligaments. Cependant, ce
que l'on appelle les troubles associés au «coup du lapin» d'un degré de gravité AIS 1 continuent d'intervenir
en quantités considérables. La majorité des personnes affectées par ces troubles mineurs au cou guérissent
rapidement sans garder de séquelles. Certaines victimes, cependant, signalent des lésions de longue durée
même à la suite d'un incident «mineur», également appelé «choc arrière à faible vitesse». Ces blessures sont
difficiles à diagnostiquer – il arrive fréquemment que même un examen médical attentif comprenant un
tomodensitogramme et une IRM ne révèle pas de raison visible d'un trouble signalé – et la complexité des
éléments entrant en jeu reste souvent incomprise. C'est pourquoi les conflits juridiques et les conflits
d'assurance sont courants.
Les points suivants ont été mis en évidence dans la littérature scientifique concernée:
les troubles associés au «coup du lapin» interviennent de façon prédominante dans le véhicule heurté
lors de chocs arrières;
compte tenu de la complexité du sujet, les débats relatifs à une amélioration de la conception des sièges
et des appuie-tête visant à réduire les troubles associés au «coup du lapin» sont en cours depuis
longtemps;
de nombreux organismes concernés par la conception des sièges (constructeurs d'automobiles ou de
sièges, universités, enquêteurs en matière d'accidents, organismes d'essais pour le consommateur) ont
établi leurs propres méthodes d'essais dynamiques;
à ce jour, on ne dispose d'aucune méthode d'essai normalisée reproduisant le chargement du cou lors de
«chocs arrières à faible vitesse» caractéristiques;
les analyses d'accidentologie montrent que la majorité des blessures du cou dont il est question ici
interviennent lors de chocs arrières provoquant une variation de la vitesse de 10 km/h à 15 km/h pour le
véhicule heurté.
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NORME INTERNATIONALE ISO 17373:2005(F)
Véhicules routiers — Mode opératoire d'essai sur chariot pour
évaluer les interactions de la tête et du cou de l'occupant avec
le siège et l'appuie-tête lors d'un choc arrière à faible vitesse
1 Domaine d'application
La méthode d'essai sur chariot décrite dans la présente Norme internationale simule un choc arrière à faible
vitesse entraînant une variation de vitesse de 15 km/h du véhicule heurté. Son objet principal est l'évaluation
des troubles associés au «coup du lapin» dus aux effets sur l'occupant des systèmes de sièges au cours de
la phase de chargement, dans des conditions normalisées.
La ceinture de sécurité doit être utilisée, sauf s'il est prouvé qu'elle n'affecte pas la réponse de l'occupant.
La capacité de protection de l'occupant offerte par les systèmes de sièges dans d'autres situations de collision
(par exemple valeurs élevées de variation de vitesse/d'accélération du véhicule, pouvant provoquer une
déformation importante du dossier de siège) n'est pas couverte par la présente Norme internationale.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 6487, Véhicules routiers — Techniques de mesurage lors des essais de chocs — Instrumentation
SAE J211/1, Instrumentation for impacts Tests — Part 1: Electronic Instrumentation
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
delta-νννν
∆ν
variation maximale de la vitesse du chariot
3.2
système actif
tout système de retenue, y compris la ceinture de sécurité, déclenché électroniquement ou mécaniquement,
conçu pour réduire le risque de blessures pour l'occupant
3.3
t
0
temps correspondant au premier point de données au-dessus de 0,5 g tel que défini par la courbe
accélération/temps mesurée sur le chariot à une fréquence de filtrage CFC 60, à l'aide d'un accéléromètre
spécifique à basse étendue d'amplitude (par exemple 10 g)
[ISO 6487]
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3.4
backset HRMD
mesure de la distance horizontale entre la face arrière de la tête du HRMD et la face avant de l'appuie-tête via
la pige de backset du HRMD
Voir Annexe A.
NOTE HRMD: dispositif de mesure de l'appuie-tête (head restraint measuring device).
3.5
backset mannequin
distance horizontale entre la tête du mannequin et l'appuie-tête
Voir 6.5.
3.6
hauteur mannequin
distance verticale entre la tête du mannequin et l'appuie-tête
Voir 6.5.
4 Appareillage d'essai
4.1 Moyen d'essai
L'essai doit être réalisé sur un chariot d'accélération. En cas d'utilisation d'un système de décélération, une
analyse de film doit être utilisée pour confirmer la position correcte du mannequin immédiatement avant t .
0
Deux accéléromètres doivent être utilisés sur le chariot:
l'un avec une étendue d'amplitude basse pour la mesure du t ;
0
le deuxième pour la mesure complète de l'impulsion.
NOTE Une position correcte du mannequin signifie que le mannequin ne doit pas s'être déplacé en dehors des
tolérances définies dans la méthode d'installation.
4.2 Dispositif d'essai anthropomorphe (DEA)
4.2.1 Type
e
La méthode d'essai est applicable à un dispositif d'essai anthropomorphe du 50 percentile homme.
Les dispositifs d'essai anthropomorphes possibles (mannequins) qui peuvent être utilisés sont présentés en
Annexes A, B et C.
IMPORTANT — Cette méthode n'a pas pour objet de déterminer quel mannequin d'essai est à utiliser.
1)
NOTE Les experts de l'ISO dans ce domaine de normalisation recommandent l'utilisation du mannequin BIORID II .
4.2.2 Vêtements et chaussures
Le mannequin doit être vêtu tel que défini par son fabricant.
1) BioRID est le nom commercial d'un produit fourni par Denton. Cette information est donnée pour la commodité des
utilisateurs de la présente Norme internationale et ne saurait engager la responsabilité de l'ISO concernant le produit
indiqué. Des produits équivalents peuvent être utilisés s'il est prouvé qu'ils conduisent aux mêmes résultats. Voir 6.2.
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4.2.3 Température
La température du mannequin doit être comprise dans la plage de 22 °C ± 3 °C, sauf si d'autres spécifications
sont prescrites par le fabricant du mannequin.
Cette température doit être obtenue en maintenant le mannequin à température dans la plage spécifiée
ci-dessus pendant un minimum de 5 h avant l'essai.
La température du mannequin doit être maintenue dans la plage spécifiée entre le moment de l'installation
des membres et jusqu'à un maximum de 10 min avant l'heure de l'essai.
4.2.4 Articulations du mannequin
Le frottement des articulations du mannequin doit être réglé conformément à la méthode spécifiée par le
fabricant du mannequin ou comme défini dans les Annexes A, B et C. On ne doit procéder au réglage de la
rigidité des articulations du mannequin qu'à un moment aussi proche que possible de l'heure de l'essai et,
dans tous les cas, pas plus de 24 h avant l'essai.
4.2.5 Examen du mannequin après essai
Un examen visuel des mannequins doit être effectué immédiatement après l'essai. Toute lacération de la
peau ou toute rupture du mannequin doit être consignée dans le rapport d'essai.
4.3 Objets soumis à l'essai
Ces objets sont des sièges complets de voitures particulières et de véhicules utilitaires légers.
5 Exigences
5.1 Instrumentation et mesures du dispositif d'essai anthropomorphe
Le dispositif d'essai anthropomorphe doit être instrumenté conformément aux exigences des normes ISO en
vigueur. Le Tableau 1 fournit un exemple des mesures du dispositif d'essai anthropomorphe.
Tableau 1 — Exemple de mesures du dispositif d'essai anthropomorphe
Position Mesure Axes
Tête Accélération x/y/z
Force x/z
Partie supérieure du cou (C1)
Moment y
Mesures recommandées
Accélération x
Partie inférieure du cou, à la jonction entre le
Force x/z
rachis cervical et le rachis dorsal
Moment y
Thorax Accélération x/z
Bassin Accélération x/y/z
Tête Accélération y
rotationelle ou
vitesse de rotation
Partie supérieure du cou (C1) Force y
Mesures facultatives
Moment x/z
Partie inférieure du cou, à la jonction entre le Force y
rachis cervical et le rachis dorsal
Moment x/z
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5.2 Température d'essai
La température ambiante pendant l'essai doit être de 22 °C ± 3 °C.
6 Préparation de l'essai
6.1 Montage du système siège et ceinture de sécurité sur le chariot
6.1.1 Généralités
Le système siège et ceinture de sécurité doit être monté sur le chariot dans la même position et selon la
même orientation que dans le véhicule étudié, et au moyen du matériel de fixation approprié (voir Tableau 2).
L'orientation du système siège et ceinture de sécurité doit être assurée par la coïncidence des coordonnées
relatives des points d'ancrage.
Les supports de montage sur le chariot et les mécanismes de réglage du siège doivent être adaptés tels que
décrits en 6.1.2 à 6.1.4.
6.1.2 Exigences relatives aux réglages du siège et de la ceinture de sécurité
Tableau 2 — Réglages du siège et de la ceinture de sécurité
Réglage Valeur de consigne prescrite Notes Méthodes
Angle des glissières de siège Position de conception donnée
par le fabricant
Réglage avant/arrière du siège Position intermédiaire définie Possibilité de régler le siège au Voir 6.1.3
en 6.1.3 premier cran situé en arrière de la
position intermédiaire si le siège
n'est pas verrouillable dans la
position intermédiaire
Inclinaison de la base du siège Position de conception donnée Autorisée jusqu'à la position Voir 6.1.3.10
par le fabricant intermédiaire
Hauteur du siège Position de conception du Sinon, position la plus basse
fabricant
Angle du dossier Position de conception donnée
Sinon, 25° en arrière de la verticale
par le fabricant
(comme défini par la ligne de torse
de la machine point H)
Hauteur de l'appuie-tête Position de conception donnée
par le fabricant
Inclinaison de l'appuie-tête Position de conception donnée
par le fabricant
Soutien lombaire du siège Sinon, entièrement escamoté Voir 6.1.3.11
Position de conception donnée
par le fabricant
Accoudoirs Position de conception donnée Sinon, en position escamotée
par le fabricant
Points d'ancrage de la ceinture Position de conception donnée
par le fabricant
Ceinture thoracique Position de conception donnée En l'absence de position de
par le fabricant conception, réglage en position
intermédiaire ou au cran le plus
proche vers le haut
NOTE Pour les réglages ne figurant pas dans la liste, adopter la position intermédiaire ou la position la plus proche vers l'arrière,
vers le bas ou vers l'extérieur.
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6.1.3 Méthode de réglage des sièges
6.1.3.1 Placer un repère sur la partie mobile de la glissière du siège, près du guide fixe du siège.
6.1.3.2 Déplacer le siège vers la position avant extrême de sa course.
6.1.3.3 Placer un repère sur le guide fixe du siège dans l'alignement du repère placé sur la glissière de
siège. Ce repère correspond à la position avant extrême du siège.
6.1.3.4 Déplacer le siège vers sa position extrême arrière.
6.1.3.5 Placer un repère sur le guide fixe du siège dans l'alignement du repère placé sur la glissière de
siège. Ce repère correspond à la position arrière extrême du siège.
6.1.3.6 Mesurer la distance entre les repères avant et arrière. Placer un repère sur le guide fixe du siège
à mi-chemin entre les repères avant et arrière.
6.1.3.7 Déplacer le siège de façon que le repère placé sur la partie mobile de la glissière du siège soit
aligné avec le repère à mi-course du guide fixe du siège.
6.1.3.8 Verrouiller le siège dans cette position. S'assurer que le siège est entièrement verrouillé dans ses
glissières des deux côtés (s'il est équipé de cette façon). Le siège est maintenant défini comme étant dans sa
«position d'assise intermédiaire». L'essai est réalisé sur le siège dans cette position.
6.1.3.9 Si, dans cette position, le siège n'est pas verrouillé, reculer le siège jusqu'à la première position
de verrouillage située en arrière de la position d'assise intermédiaire. L'essai est réalisé sur le siège dans
cette position.
6.1.3.10 Si la base du siège est réglable en inclinaison, elle peut être réglée sous un angle quelconque
entre l'angle le plus plat et la position intermédiaire de relèvement avant, selon la préférence du fabricant.
6.1.3.11 Si le dossier du siège dispose d'un soutien lombaire réglable, il est recommandé que ce dernier
soit placé dans la position d'escamotage complet, sauf spécification contraire du fabricant.
6.1.3.12 L'appuie-tête doit être réglé tel que défini au Tableau 2.
6.1.4 Méthode de réglages de la ceinture de sécurité
Les points d'ancrage doivent être positionnés tels que spécifiés au Tableau 2. La tolérance sur la position des
points d'ancrage est telle que chaque point d'ancrage doit être situé au plus à 50 mm des points
correspondants.
6.2 Positionnement du dispositif d'essai anthropomorphe sur le siège
6.2.1 Généralités
La méthode de positionnement dépend du mannequin utilisé. Les méthodes d'installation suivantes sont
fournies à titre de référence.
6.2.2 Méthode établie pour le mannequin BioRID II
La méthode est présentée à l'Annexe A.
6.2.3 Méthode établie pour le mannequin RID2
La méthode est présentée à l'Annexe B.
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6.2.4 Méthode établie pour le mannequin Hybrid III
La méthode est présentée à l'Annexe C.
6.3 Considérations supplémentaires
Dans les cas où, par suite du déplacement vers l'arrière du dossier du siège pendant l'essai, on peut
s'attendre à un contact entre le dossier du siège et des éléments de la structure du véhicule cible (par
exemple la paroi arrière dans les voitures de sport biplaces), ces éléments de la structure du véhicule avec
ses pièces d'habillage doivent être reproduits sur le chariot.
Il est possible de monter la caisse du véhicule cible sur le chariot pour reproduire la position d'installation et
les éléments de la structure mentionnés ci-dessus.
6.4 Mires de film
6.4.1 Mires de film du dispositif d'essai anthropomorphe
Des mires de film, telles que décrites au Tableau 3, doivent être montées sur le côté de la tête à
l'emplacement du centre de gravité de la tête et en un second emplacement de la tête, pour déterminer la
rotation de celle-ci. Un second ensemble de mires de film doit être monté de façon rigide sur la première
vertèbre dorsale pour permettre de déterminer la vitesse et la rotation de cette vertèbre.
6.4.2 Mires de film du siège
En vue d'une analyse ultérieure des films, les mires de film suivantes doivent être appliquées sur le siège
lorsque c'est possible (voir Figure 1 et Tableau 4). Ces mires doivent être reliées à la structure du siège pour
permettre l'analyse du comportement du siège.
T2: sur la face latérale de l'appuie-tête, à la hauteur du centre de gravité de la tête;
T2 bis: sur la face latérale de l'appuie-tête, en sa partie basse;
T3: sur le dossier, à la hauteur de l'articulation de l'épaule;
T4: sur le dossier, conformément à la Figure 1 par rapport au point H;
T5: axe d'articulation du dossier du siège;
T6: si le dossier possède une seconde articulation dans sa partie haute.
Des mires supplémentaires peuvent être ajoutées pour répondre à des besoins particuliers.
L'instrumentation et les mires ne doivent pas perturber le fonctionnement du système de retenue.
Tableau 3 — Mires proposées sur le mannequin
Numéro de la cible Emplacement de la cible
T11 Centre de gravité de la tête
T12 Joue
T3 bis Articulation d'épaule
TT1 Jonction entre le rachis cervical et le rachis dorsal
NOTE TT1 est la mire utilisée pour déterminer la cinématique du cou.
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Légende
1 point H
D Backset du mannequin.
E Hauteur du mannequin.
Figure 1 — Exemple de mires de film du siège et du mannequin et mesures
Tableau 4 — Dimensions suggérées pour le montage d'essai
Désignation Description Dispositif d'essai Dimension
Distance verticale entre plancher et point H Machine point H Selon les spécifications du
A
fabricant
Distance horizontale entre le repose-pieds et le Machine point H (850 ± 100) mm
B
point H
C Distance verticale entre point H et mire T4 DEA
(100 ± 5) mm
Angle entre repose-pieds et plancher Selon les spécifications du
α
fabricant
Angle du bassin DEA En fonction du DEA
ϕ
6.5 Rapport d'essai
Les coordonnées/angles mesurés du point H, du bassin et de l'angle du thorax, ainsi que tous les
emplacements de mires de film, doivent être documentés dans un rapport d'essai, par exemple comme
indiqué à l'Annexe D.
Les backset, D, et hauteur, E, du mannequin doivent être mesurés comme suit, et il convient de les inclure
dans le rapport d'essai:
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le «backset mannequin» est la distance horizontale entre le point le plus en arrière de la tête du
mannequin et le point le plus en avant sur l'axe central de l'appuie-tête (voir Figure 1);
la «hauteur mannequin» est la distance verticale entre le point le plus haut de la tête du mannequin et le
point le plus haut de l'appuie-tête (voir Figure 1).
Tous les écarts par rapport aux valeurs de consigne prescrites doivent être documentés dans le rapport
d'essai.
6.6 Position des caméras
Des caméras, de préférence embarquées, doivent être utilisées, permettant de présenter une vue de profil du
thorax, de la tête et du siège complet.
On doit s'assurer que le dossier du siège, l'appuie-tête et les parties supérieures du corps du dispositif d'essai
anthropomorphe sont visibles sur le film/la vidéo pendant un intervalle de temps égal ou supérieur à 300 ms
après le début de la décélération/accélération, t , du chariot.
0
La cadence de prise de vue de la caméra doit être égale ou supérieure à 500 images/s. Il est recommandé
d'utiliser un réglage de 1 000 images/s.
7 Conditions d'essai
7.1 Impulsion accélération/décélération
L'impulsion d'essai est définie à la Figure 2 et au Tableau 5. Elle est définie par une variation de vitesse de
15,5 km/h et une accélération moyenne de 5 g sur une durée de 91 ms. Sa forme est triangulaire avec un pic
d'accélération de 10 g à 27 ms.
Dans le cas d'un chariot accéléré, la vitesse d'essai doit être mesurée immédiatement après la fin de la phase
d'accélération. En cas d'utilisation d'un chariot décéléré, la vitesse d'essai doit être mesurée immédiatement
avant le choc au moyen d'un dispositif de mesure approprié.
7.2 Systèmes actifs
Des systèmes nécessitant un signal déclencheur pour se déployer pendant la collision doivent être installés
de façon que le déploiement se produise dans les mêmes conditions que dans le véhicule cible.
Si ces systèmes sont déclenchés électroniquement, le dispositif déclencheur peut être monté sur le chariot.
Une autre solution est que le point de déclenchement peut être défini comme un temps de retard par rapport à
t , selon les spécifications du fabricant.
0
Si ces systèmes sont déclenchés mécaniquement, il doit être vérifié que les mécanismes de déclenchement
sont montés dans une position correspondant au montage réel dans le véhicule cible.
La configuration de déclenchement et l'état du dispositif après l'essai (déployé/non déployé, temps de
déploiement, remarques) doivent être documentés dans le rapport d'essai.
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Légende
X temps (ms)
Y accélération due à la gravité (g)
a
15,5 km/h, accélération moyenne de 5 g.
Figure 2 — Impulsion accélération/décélération
Tableau 5 — «Fenêtres» de l'impulsion accélération/décélération
Temps Accélération ∆ν
ms g km/h
0 Voir définition 3.3
27 10 ± 0,5
15,5 ± 0,7
91 ± 3 0
8 Enregistrement des données
8.1 Généralités
Les données de mesure doivent être enregistrées conformément à l'ISO 6487 ou à SAE J211/1. Les données
de mesure doivent être prises en compte pour évaluation
soit jusqu'à l'instant où la mire de film (T11) du centre de gravité de la tête atteint la position x pendant la
0
phase de rebond, c'est-à-dire quand sa position présente la même coordonnée horizontale (x), par
rapport au chariot, qu'au début de la phase accélération/décélération,
soit 300 ms après t ,
0
l'instant arrivant le premier des d
...
Questions, Comments and Discussion
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