ISO/TR 14933:2001
(Main)Road vehicles — Test procedures for evaluating occupant interactions with deploying side impact airbags
Road vehicles — Test procedures for evaluating occupant interactions with deploying side impact airbags
Véhicules routiers — Méthodes d'essai pour évaluer les interactions de l'occupant avec les sacs gonflables latéraux en cours de déploiement
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 14933
First edition
2001-10-15
Road vehicles — Test procedures for
evaluating occupant interactions with
deploying side impact airbags
Véhicules routiers — Méthodes d'essai pour évaluer les interactions de
l'occupant avec les sacs gonflables latéraux en cours de déploiement
Reference number
ISO/TR 14933:2001(E)
© ISO 2001
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ISO/TR 14933:2001(E)
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Contents Page
1 Scope . 1
2 Terms and definitions . 1
3 Test device . 2
4 Instrumentation . 3
5 Air bag location/impacting object/other test matrix . 3
6 Test details . 5
Bibliography. 19
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ISO/TR 14933:2001(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
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the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
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Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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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.
In exceptional circumstances, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is
normally published as an International Standard ("state of the art", for example), it may decide by a simple majority
vote of its participating members to publish a Technical Report. A Technical Report is entirely informative in nature
and does not have to be reviewed until the data it provides are considered to be no longer valid or useful.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this Technical Report may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TR 14933 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 10, Impact test
procedures.
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iv ISO 2001 – All rights reserved
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ISO/TR 14933:2001(E)
Introduction
Side air bags (SAB) are inflatable devices intended to help reduce the risk of injury to the head, chest or pelvis, or all
these, of vehicle occupants adjacent to the impacted side of the vehicle. Side impact accident data indicate that the
vehicle side is most likely to be contacted by a passenger car, a truck or a fixed object such as a pole or tree (the
vehicle side also may contact the ground during rollovers, but such contact is generally expected to be less severe
than when contacted by the three main objects mentioned above). Accident data also indicate that serious-to-fatal
injuries in side impact are most likely to occur to the head, neck, chest, abdomen, pelvis and extremities.
During its inflation in an accident, an air bag generates a considerable amount of kinetic energy and, as a result,
substantial forces can be developed between the deploying air bag and the nearby occupant. A considerable but
unknown portion of the occupant population does not drive or ride in exactly the vehicle design position, but leans or
rests in various ways against the armrest, door, glazing or other side panel of the vehicle, where air bag reaction
forces may be even greater. These test procedures were developed to help improve the understanding of such
interactions and to help aid in the assessment of future air bag designs.
This Technical Report describes the more common interactions, recognizing that the range of possible interactions is
essentially limitless.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 14933:2001(E)
Road vehicles — Test procedures for evaluating occupant
interactions with deploying side impact airbags
1 Scope
This Technical Report outlines test procedures for evaluating the effects of the interactions between deploying side
air bags (SAB) and occupants. Out-of-position occupant test procedures are described in this Technical Report,
while in-position test procedures are covered in other ISO Technical Reports, for example, full vehicle pole crash
tests [9] and instrumented arm evaluations [8].
This Technical Report describes dummies, procedures, instrumentation and test configurations that can be used for
investigating the interactions that occur between a deploying side air bag and a vehicle occupant in front and rear
seats. Air bags may deploy from the door or side trim panel, the armrest, the seat back or cushion, the roof support
pillars, and the roof rail area. Occupants can range in size from young children to very large adults. These test
procedures are sufficiently broad to cover these areas. Static tests are used for these evaluations, since external
forces do not accelerate the vehicle buck.
Engineering judgment should be used in selecting the tests to be conducted with each individual system. Such tests
should be selected to produce the most comprehensive assessment of the system. Additional tests may need to be
conducted with slight modifications of the dummy positioning to help ensure the robustness of the occupant
interaction measurements.
References [13] to [17] in the Bibliography provide some background on human impact tolerance and criteria, while
references [18] and [19] describe scaling techniques for different size occupants and references [20] to [22] offer
interpretations of dummy responses relative to human injury potential that may be helpful in the evaluation.
2 Terms and definitions
For the purposes of this Technical Report, the following terms and definitions apply.
2.1
side air bag
SAB
air bag designed primarily to help reduce occupant injury potential where the significant collision force vector is
lateral
2.1.1
head air bag
air bag that deploys between the occupant's head and the vehicle side structure or an external object that could
contact the head
2.1.2
chest (thoracic) air bag
air bag that deploys between the occupants upper torso and the vehicle side structure
2.1.3
pelvic air bag
air bag that deploys between the occupant's pelvis/thigh area and the vehicle side structure
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ISO/TR 14933:2001(E)
2.1.4
combination air bag
air bag that deploys to help protect two or more occupants' body areas (e.g. a head-and-chest-combination air bag)
2.2
out-of-position occupant
�side impact collisions� occupant who is seated within the deployment area of a side air bag
2.3
instrumented arm
upper and/or lower arm that fits on a production dummy, with accelerometers and/or load cells to help measure the
interactive forces, accelerations and moments on the upper extremities during air bag deployment
2.4
moving deformable barrier
MDB
energy-absorbing movable barrier used to impact either side of a test vehicle
[ISO 10997:1996]
2.5
rigid pole
vertically-oriented, circular, rigid pole-like structure, beginning no more than 100 mm above the ground and
extending above the roof of the impacting vehicle
NOTE The pole is preferably (350� 10) mm in diameter and set off from any vertical mounting surface (e.g. if attached to a
fixed rigid barrier face) by at least 1 500 mm (see ISO 3560 and [9]).
2.6
seat bight
seat back/seat cushion junction
2.7
high-hooded vehicle
vehicle such as a large van or truck that has the top of its hood or radiator higher than 1 000 mm above ground
3Testdevice
3.1 General
Refer to Tables 2 and 3 for the dummies that are appropriate for use in the test described in this Technical Report.
NOTE These dummies are referenced in ISO/TR 12349-1 and ISO/TR 12349-2.
The dummy's head skin should be cleaned with alcohol and dusted with baby powder to achieve acceptable frictional
characteristics.
3.2 SID-Ils
The SID-IIs represents a 50th percentile 12 to 13 year old adolescent or small adult generic dummy designed to
indicate injury potential to the head, neck, shoulder, arm, chest, abdomen, lumbar spine, pelvis, thighs and legs. The
SID-IIs has been fully evaluated and has been adopted for use in ISO/TR 12349-1. It was specifically designed to
help evaluate the injury potential of side air bags.
NOTE 1 See Bibliography (Daniel et al. [23], Kinkish et al. [24] and Sherer et al. [25] for instrumentation details and side air bag
injury potential.
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4 Instrumentation
4.1 General
Measurements, possibly applicable to air bag testing, which can be made using the approved anthropomorphic test
device for each age group are given in ISO/TR 12349-1 and ISO/TR 12349-2. All measurements should be recorded
and filtered according to ISO 6487 and SAE J211 (most recent edition) for body regions. These measurements
should be continuous functions of time, so that other quantities referred to in the Bibliographical references may be
derived. Caution must be exercised with dummy compression measurements. In some of these tests, the rate of
loading may be high enough to cause discontinuities in the compression data of the SID-IIs.
Monitor the air bag deployment and dummy interactions by high-speed cameras (or equivalent video equipment)
operating at a minimum speed of 1 000 frames per second (3 000 fps is recommended). The cameras should be
positioned so that the field-of-view encompasses the test setup and includes the anticipated movement of the
dummy during the test.
4.2 Dummy test temperature
� �
The test dummy temperature should be within a temperature range of 20,6 C to 22,2 C at a relative humidity to
10 % to 70 % after a soak period of at least four hours prior to its application in a test, or that specified for the dummy
by the manufacturer.
4.3 Electrical grounding
The test dummy, vehicle and all related instrumentation shall be grounded. The test dummy shall be grounded with
cables attached to the dummy's head, thorax and pelvis, which shall be connected to earth ground during all testing.
Between tests, spray the dummy with an anti-static spray. Both grounding and spraying are very important due to the
high likelihood for electrostatic discharges resulting from the inflation of the air bag.
5 Air bag location/impacting object/other test matrix
The vehicle-to-fixed pole crash test procedure has been selected instead of a dynamic side impact crash test or high-
hooded vehicle simulation crash test (see Table 1). The rationale is that a pole crash test is the most severe and
produces the highest dummy interaction responses. Additionally, a pole test presents the greatest challenge for
designing the side air bag sensor system. Engineering judgment should be used to determine the appropriate seat
track positions when conducting the pole test. The child/adult out-of-position (OOP) and instrumented arm interaction
tests are shown in Tables 2 and 3 for front-and rear-seating positions.
Table 1 — Pole test matrix
Air bag types Seat position
Foremost Mid Rearmost
Seat X X X
Door X X X
Roof-rail X X X
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Table 2 — Side air bag OOP summary test matrix for driver seat (small-large adults)
Air bag type Test device Test position Body regions
Seat mount SID-Ils, with 1/2 arm Inboard facing, leaning against door Head, neck, thoracic,
(see 6.2.8.2) abdominal
(If same air bag as passenger,
tests may be conducted in
either position.)
SID-IIs, with instrumented arm Arm on armrest (see 6.1.2.2) Arm
Door mount SID-Ils, with 1/2 arm Forward facing against door trim (see 6.2.7.2) Neck, thoracic,
abdominal
(If same air bag as passenger,
tests may be conducted in
either position.)
SID-IIs, with instrumented arm Arm on armrest (see 6.1.2.2) Arm
Roof-rail mount SID-Ils, with 1/2 arm or Hybrid Forward facing, against door trim, seat highest Head, neck
III small female position (see 6.2.7.3)
(If same air bag as passenger,
tests may be conducted in
either position.)
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Table 3 — Side air bag OOP summary test matrix for front passenger and rear seats (children - adults)
Air bag type Test device Test position Body regions
Child on booster seat facing forward leaning Head, neck, thoracic,
against door trim (see 6.2.2.2) abdominal
3-year-old child Hybrid III Facing rearward leaning against door (see 6.2.3) Head, neck, thoracic,
Lying across seat, head on door trim, wedge Head, neck
support (see 6.2.6.3)
Seat mount
6-year-old child Hybrid III Child on booster seat facing forward leaning Head, neck, thoracic,
against door trim (see 6.2.2.3) abdominal
SID-IIs, with 1/2 arm Inboard facing against door (see 6.2.8.2) Head, neck, thoracic,
abdominal
SID-Ils, with instrumented arm Arm on armrest (see 6.1.2.2) Arm
Outboard facing, leaning against door trim Head, neck, thoracic
(see 6.2.4)
3-year-old child Hybrid III Inboard facing, leaning back against door trim Head, neck
(see 6.2.5.2)
Lying across seat, head against door trim Head, neck
Door/Quarterpanel
(see 6.2.6.2)
mount
Lying across seat, head on door trim, wedge Head, neck
support (see 6.2.6.3)
SID-Ils, with 1/2 arm Forward facing against door trim (see 6.2.7.2) Neck, thoracic,
abdominal
SID-IIs, with instrumented arm Arm on armrest (see 6.1.2.2) Arm
6-year-old child Hybrid III Inboard facing, leaning back against door, Head, neck
seated on booster (see 6.2.5.3)
Roof-rail mount SID-Ils, with 1/2 arm or Forward facing against door trim, seat highest Head, neck
Hybrid III small female position (see 6.2.7.3)
Facing inboard against door, seat highest Head, neck
position (see 6.2.8.3)
6 Test details
6.1 Test procedures referenced in other ISO documents
6.1.1 Dynamic vehicle-to-pole crash test
Refer to Table 1 and the test procedure given in [9].
6.1.2 Instrumented arm static test procedure
6.1.2.1 General
Refer to Tables 2 and 3 for test matrices.
6.1.2.2 Elbow on armrest
Refer to the test procedures given in [8].
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6.2 Child and small adult out-of-position static tests
6.2.1 General
These tests have been developed to help evaluate the inflation-induced injury potential of side air bags. The test
dummy positions were developed to both block the deployment path of the side air bags and position the
measurement systems of the dummy in the path of the deployment of the air bags. The tests are conducted in a static
mode. Evaluations should be conducted with representative seats and door trim panels located in the vehicle design
position.
The tests shall be conducted with the seat in its rearmost seat track and its full-down position, unless otherwise
�
specified. Position the seat back to the manufacturer's design angle or 25 . Adjust the headrest to its full-down
position. Set the upper safety belt anchor adjustment to its highest position. All windows on the inflation side should
be in the closed position, unless otherwise specified.
To aid in the dummy positioning, identify and mark the centerline of the seat back and seat cushion. Additionally,
draw a horizontal line locating the top edge of the side air bag module (line A).
In vehicles with more than one type of side air bag system per seating position, the evaluations should be conducted
individually and as a system.
6.2.2 Child on booster seat facing forward, leaning against door trim panel
6.2.2.1 General
These positions are for seat-mounted air bag systems (see Table 3). The intention of this test is to maximize the
head/neck interaction by aligning the neck with the top of the side air bag module. Modifications may have to be
made to the procedure to achieve this goal. The test is conducted using both the 3-year-old and 6-year-old child
Hybrid-III dummies.
The booster seat foam block dimensions are 300 mm deep by 450 mm wide by 75 mm thick. The foam has a density
of 40 g/l to 80 g/l. A typical foam material is expanded polypropylene (EPP).
Locate and mark on the seat cushion two points for heel placement at 75 mm from the centerline of the seat and
20 mm to 50 mm from the leading edge of seat cushion.
Centre the foam block on the seat cushion, extending it over the cushion bolsters and in contact with seat back
bolsters. Do not tape or otherwise attach the booster to the seat.
The dummy channels recommended to be measured are: head acceleration (ax,ay,az), head angular acceleration
(one channel), upper neck forces and moments (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz), lower neck forces and moments
(Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz), chest acceleration (ax,ay,az) and pelvic acceleration (ax,ay,az). The air bag
data channels (optional) are module force (one channel) and bag pressure (one channel). The primary
measurements of concern are the head acceleration and neck forces and moments.
6.2.2.2 Three-year-old child Hybrid-III dummy positioning
Follow the dummy positioning sequence specified below. The dummy positioned in the vehicle is shown in Figure 1.
a) Seat the dummy on the outboard edge of the foam block, aligning the spine with the leading edge of the seat
back bolster (forward-most contour line).
b) Place the head in between the seat bolster and the B-pillar.
c) Place the heels at the heel placement points (previously marked on the seat cushion).
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d) With feet held in position, slide the pelvis forward and parallel to the centreline of the vehicle until the head/neck
junction (i.e., lower edge of the skin at the base of the head) is aligned vertically with the top edge of the air bag
module, line A.
e) Reposition the heels over the placement points if necessary.
f) With the vehicle door closed and the dummy's right arm raised (to clear armrest), slide the pelvis and upper torso
outboard until contact with the door is achieved and the head rests between the B-pillar and the seat back. The
10 mm 20 mm
head/neck junction may shift down ( to ) during the process.
g) Place the right arm on the armrest.
h) Flex the left arm such that the upper arm is in contact with the seat back and the fingertips are in contact with
booster seat.
a) Front view b) Side view
Figure 1 — Three-year-old child on booster seat facing forward, leaning against door trim panel
6.2.2.3 Six-year-old child Hybrid-III dummy positioning
Follow the dummy positioning sequence specified below. The dummy positioned in the vehicle is shown in Figure 2.
a) Seat the dummy on the outboard edge of the foam block, aligning the spine with the leading edge of the seat
back bolster (forward-most contour line).
b) Place the head in between the seat bolster and the B-pillar.
c) Align the legs so that they cross the heel placement points (previously marked on the seat cushion).
NOTE The heels will probably be off the seat cushion.
d) With feet held in position, slide the pelvis forward and parallel to the centerline of the vehicle, until the dummy's
neck/torso junction is coincident with the top edge of the air bag module, line A.
e) Align the legs so that they cross the placement points, if necessary.
f) With the vehicle door closed and the dummy's right arm raised (to clear armrest), slide the pelvis and upper torso
outboard until contact with the door is achieved and the head rests between the B-pillar and the seat back. The
neck/torso junction may shift down (10 mm to 20 mm) during the process.
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g) Place the right arm on the armrest.
h) Flex the left arm such that the upper arm is in contact with the seat back and the finger tips are in contact with the
booster seat.
a) Front view b) Side view
Figure 2 — Six-year-old child on booster seat facing forward, leaning against door trim panel
6.2.3 Child facing rearward in vehicle, leaning against door
This position is for seat-mounted air bag systems (see Table 3). The intent of this test is to maximize chest interaction
by aligning the sternum with the top of the side air bag module. Modifications may have to be made to the procedure
to achieve this goal. The test is conducted using the three-year-old child Hybrid-III dummy.
Follow the dummy positioning sequence specified below. The dummy positioned in the vehicle is shown in Figure 3.
Figure 4 illustrates the dummy positioned on a high bolster-type seat.
a) Place the dummy along the outboard edge of the seat cushion kneeling and facing rearward, with its feet
overhanging the front edge of the seat cushion.
b) Align the sternum as closely as possible with the leading edge of the seat back bolster or forward-most contour
line. The sternum should be in contact with the seat.
c) Place the head between the seat and the B-pillar. The head should remain in its neutral orientation and should
not be forced into flexion or extension. For the rear seat, the head should be placed as far outboard as possible.
d) Position the outboard leg at the outermost outboard edge of the seat cushion and parallel to the seat centreline.
In the presence of seat cushion bolsters, the outboard leg should be placed as close as possible to the outboard
edge of the seat cushion bolster, while remaining on the cushion.
e) Slide the outboard knee and lower leg towards the seat bight until the top edge of the upper rib is aligned
horizontally with the top edge of the air bag module, line A. The sternum should be in contact with the leading
edge of the seat back bolster. In vehicles where the dummy fails to reach line A, place the outboard knee at the
seat bight, at the outboard edge of the seat cushion.
f) Align the inboard leg so that it is parallel to the centreline of the seat cushion. Slide the right knee and lower leg
towards the seat bight until a line drawn through both shoulder bolts is parallel to the transverse plane of the
vehicle.
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g) Rotate the inboard arm towards the seat back until the thumb comes into contact with the seat back.
h) Rotate the outboard arm and hand so that they are vertically down or as close to vertically down as possible.
a) Front view b) Side view
Figure 3 — Child facing rearward in vehicle leaning against door
a) Front view b) Side view
Figure 4 — Child facing rearward in vehicle leaning against door — High bolster-type seat (illustrated by
foam taped to bolster)
The dummy channels recommended to be measured are: head acceleration (ax,ay,az), head angular acceleration
(one canal), upper neck forces and moments (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz), lower neck forces and moments (Fx,
Fy,Fz,Mx,My,Mz), chest acceleration (ax,ay,az), mid-sternum compression (Dx), sternum acceleration
ax az Fx Fy Fz Mx My Mz ax ay az
( , ), lumbar spine forces and moments ( , , , , , ) and pelvic acceleration ( , , ). The
air bag data channels (optional) are module force (one channel) and bag pressure (one channel). The primary
measurements of concern are the sternum compression, rate of sternum compression, chest acceleration and neck
forces and moments.
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6.2.4 Child facing outboard-leaning against seat and door trim panel
This position is for door/quarter-mounted air bag systems (see Table 3). The intent of this test is to maximize chest
interaction by aligning the dummy's thorax midsagittal plane with the vertical centreline of the side air bag module.
Modifications may have to be made to the procedure to achieve this goal. The test is conducted with the vehicle
window open using the three year-old child Hybrid III dummy.
Follow the dummy positioning sequence specified below. The dummy positioned in the vehicle is shown in Figure 5.
a) Place the test dummy in a kneeling position on the seat facing outboard in the vehicle. The dummy's midsagittal
plane should be perpendicular to the seat cushion surface.
b) Adjust the dummy in the rearward direction, until the dummy comes into contact with the seat back surface.
c) Adjust the seat track position to align the dummy's thorax midsagittal plane, as closely as possible with the
vertical centreline of the air bag module.
d) Keeping the head in its neutral orientation (i.e. the head should not be forced into flexion or extension), adjust the
dummy in the cross-vehicle direction by leaning the torso outboard until the dummy's head or chest comes into
contact with the door trim panel.
e) Adjust the knee position to align the vertical height of the top of the upper rib with the top edge of the air bag
module (line A).
f) Adjust the dummy's arms so that they are parallel with its torso.
a) Front view b) Side view
Figure 5 — Child facing outboard, leaning against seat and door trim panel
The dummy channels to be measured are: head acceleration (ax,ay,az), head angular acceleration, upper neck
forces and moments (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz), lower neck forces and moments (Fx,Fy,Fz,Mx,My,
Mz), chest acceleration (ax,ay,az), mid-sternum compression (Dx), upper and lower sternal accelerations (ax),
upper and lower spine accelerations (ax), lumbar spine forces and moments (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz) and
pelvic acceleration (ax, ay, az). The air bag data channels (optional) are module force (one channel) and bag
pressure (one channel). The primary measurements of concern are the sternum compression, rate of sternum
compression, chest acceleration and neck forces and moments.
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6.2.5 Child facing inboard leaning against door or window glazing
6.2.5.1 General
This position is for door/quarter-mounted or roof rail-mounted air bag systems (see Table 3). The intent of this test is
to maximize head and neck interactions by aligning the dummy's thorax midsagittal plane with the vertical centreline
of the side air bag module. Modifications may have to be made to the procedure to achieve this goal. The test is
conducted using the three-year-old or six-year-old child Hybrid III dummy. The most appropriate dummy size
depends on the in-vehicle height location of the air bag module.
The dummy channels recommended to be measured are: head acceleration (ax,ay,az), head angular acceleration
one channel, upper neck forces and moments (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz), lower neck forces and moments (Fx,
Fy,Fz,Mx,My,Mz), chest acceleration (ax,ay,az) and pelvic acceleration (ax,ay,az). The air bag data
channels (optional) are module force (one channel) and bag pressure (one channel). The primary measurements of
concern are the head acceleration and neck compression and moments.
6.2.5.2 Door/quarter-mounted air bag modu
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ISO/TR 14933:2001(F)
Sommaire Page
1 Domaine d'application . 1
2 Termes et définitions . 1
3 Dispositif d'essai . 2
4 Instrumentation . 3
5 Emplacement du sac gonflable/objet entrant en collision/autre matrice d'essai . 3
6 Détails de l'essai . 5
Bibliographie. 20
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ISO/TR 14933:2001(F)
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 3.
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.
Exceptionnellement, lorsqu'un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont
normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l'état de la
technique par exemple), il peut décider, à la majorité simple de ses membres, de publier un Rapport technique. Les
Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas nécessairement être révisés avant que
les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent Rapport technique 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/TR 14933 a été élaboré par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 10,
Procédures d'essais de collision.
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ISO/TR 14933:2001(F)
Introduction
1)
Les sacs gonflables latéraux (SAB ) sont des dispositifs gonflables destinés à contribuer à la réduction des risques
de blessures de la tête, du thorax et du bassin des occupants se trouvant du côté du véhicule ayant subi la collision.
Les données accidentologiques concernant les collisions latérales indiquent que la cause la plus fréquente de chocs
impliquant le côté du véhicule est la collision avec une voiture particulière, un camion ou un objet fixe tel qu'un
poteau ou un arbre. Le côté du véhicule peut aussi entrer en contact avec le sol lors de retournements mais l'on
s'attend généralement à ce que ce type de contact soit moins grave que lorsque le contact a lieu avec les trois
principaux obstacles mentionnés ci-dessus. Les données accidentologiques indiquent également que ce sont la tête,
le cou, le thorax, l'abdomen, le bassin et les membres qui sont les plus susceptibles de subir des blessures graves,
voire mortelles, lors d'une collision latérale.
Pendant son déploiement lors d'un accident, un sac gonflable produit une d'énergie cinétique considérable et par
conséquent, il peut se développer des forces considérables entre le sac gonflable qui se déploie et l'occupant proche
en position normale. Un nombre élevé, mais néanmoins inconnu, d'occupants de véhicules routiers ne conduisent
ou ne se tiennent pas dans la position exacte prévue par la conception du véhicule, mais s'appuient ou se reposent
de différentes façons contre l'accoudoir, la porte, la vitre ou une autre paroi latérale du véhicule, où les forces de
réaction du sac gonflable peuvent se révéler encore supérieures. Les présents modes opératoires d'essai ont été
développés pour favoriser l'amélioration de la compréhension de ces interactions et pour apporter une aide à
l'évaluation des futurs modèles de sacs gonflables.
Le présent Rapport technique décrit les interactions les plus courantes mais il faut admettre que la gamme des
interactions possibles est, par essence, illimitée.
1) «Side air bag»
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 14933:2001(F)
Véhicules routiers — Méthodes d'essai pour évaluer les
interactions de l'occupant avec les sacs gonflables latéraux en
coursdedéploiement
1 Domaine d'application
Le présent Rapport technique décrit des méthodes d'essai destinées à évaluer les effets des interactions entre les
sacs gonflables latéraux (SAB) et les occupants. Les méthodes d'essai pour les occupants en position normale sont
données dans d'autres Rapports techniques ISO couvrant, par exemple, les essais de collision d'un véhicule
complet contre un poteau [9] et les évaluations de bras instrumenté [8]. Les modes opératoires d'essai des
occupants en position anormale sont décrits dans le présent Rapport technique.
Le présent Rapport technique décrit les mannequins, les modes opératoires, l'instrumentation et les configurations
d'essai que l'on peut utiliser pour étudier les interactions qui se produisent entre un sac gonflable latéral en cours de
déploiement et un occupant de véhicule sur les sièges avant et arrière. Les sacs gonflables peuvent se déployer à
partir de la porte, du panneau de garnissage latéral, de l'accoudoir, du dossier du siège, de l'assise, des montants du
toit ou de la zone du longeron supérieur. La taille des occupants va de celle des enfants jeunes à celle d'adultes très
grands. Les modes opératoires d'essai sont suffisamment généraux pour couvrir ces domaines. Des essais
statiques sont utilisés pour ces évaluations puisque les forces externes n'accélèrent pas le rebond du véhicule.
Il convient de tenir compte des paramètres d'ingénierie pour sélectionner les essais à effectuer avec chaque
système individuel. Il convient que ces essais soient sélectionnés pour produire l'évaluation de système la plus
complète. Il peut être nécessaire de réaliser des essais supplémentaires en procédant à de légères modifications du
positionnement du mannequin pour contribuer à garantir la fiabilité des mesures d'interaction des occupants.
Les références bibliographiques [13] à [17] fournissent des informations sur les critères et la tolérance du corps
humain par rapport à l'impact tandis que les références [18] et [19] décrivent les techniques de gradation des
occupants de différente taille et les références [20] à [22] proposent des interprétations des réactions du mannequin
par rapport aux blessures corporelles potentielles qui peuvent être utiles pour l'évaluation.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent Rapport technique, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
sac gonflable latéral
SAB
sac gonflable principalement conçu pour contribuer à réduire les blessures potentielles des occupants où le vecteur
force significatif de collision est latéral
2.1.1
sac gonflable tête
sac gonflable qui se déploie entre la tête de l'occupant et la structure latérale du véhicule ou un objet externe qui
pourrait entrer en contact avec la tête
2.1.2
sac gonflable thorax
sac gonflable thoracique
sac gonflable qui se déploie entre la partie supérieure du torse de l'occupant et la structure latérale du véhicule
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2.1.3
sac gonflable bassin
sac gonflable qui se déploie entre le bassin/l'environnement de la cuisse de l'occupant et la structure latérale du
véhicule
2.1.4
sac gonflable combiné
sac gonflable qui se déploie pour contribuer à la protection de deux régions corporelles ou plus
EXEMPLE Sac gonflable combiné thorax et tête des occupants.
2.2
occupant en position anormale
occupant hors position
�collisions latérales� occupant qui est assis à l'intérieur de la zone de déploiement d'un sac gonflable latéral
2.3
bras instrumenté
partie supérieure et/ou inférieure d'un bras qui se monte sur un mannequin d'essai équipé d'accéléromètres et/ou de
cellules de charge pour mesurer les forces d'interaction, les accélérations et les couples exercés sur les membres
supérieurs pendant le déploiement du sac gonflable
2.4
barrière mobile déformable
MDB
barrière mobile absorbant l'énergie utilisée pour la collision de chaque côté d'un véhicule d'essai
[ISO 10997:1996]
2.5
poteau rigide
structure rigide similaire à un poteau, circulaire, orientée à la verticale, commençant au maximum à 100 mm au-
dessus du sol et s'étendant au-dessus du toit du véhicule entrant en collision
NOTE Il convient que le diamètre du poteau soit de (350� 10) mm et décalé par rapport à toute surface de montage verticale
(comme s'il était fixé sur le devant d'une barrière rigide fixe) d'au moins (voir l’ISO 3560:— et [9]).
1 500 mm
2.6
jonction du coussin d’assise et du siège
jonction assise/dossier du siège
jonction entre le dossier et le coussin d'assise du siège
2.7
véhicule à capot haut
véhicule dont la partie supérieure du capot ou du radiateur est située à au moins 1 000 mm au-dessus du sol
EXEMPLE Camion ou grande camionnette.
3 Dispositif d'essai
3.1 Généralités
Les Tableaux 2 et 3 spécifient les mannequins qui conviennent pour les essais décrits dans le présent Rapport
technique.
NOTE Ces mannequins sont décrits dans l'ISO/TR 12349-1 et dans l'ISO/TR 12349-2.
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Il convient de nettoyer la peau de la tête du mannequin avec de l'alcool et de la saupoudrer de talc pour bébés afin
d'obtenir des caractéristiques de friction acceptables.
3.2 SID-IIs
Le SID-IIs est un mannequin 50e percentile générique correspondant à un adulte de petite taille ou à un adolescent
de 12 ans à 13 ans conçu pour mettre en évidence les risques de blessure au niveau de la tête, du cou, de l'épaule,
du bras, du thorax, de l'abdomen, de la colonne lombaire, du bassin, des cuisses et des jambes. Le SID-IIs a été
intégralement évalué et adopté pour les essais dans le Rapport technique ISO/TR 12349-1.
NOTE Voir les références [11] à [13] pour les détails d'instrumentation. Ce mannequin a été spécifiquement conçu pour
contribuer à l'évaluation des blessures que pourraient infliger des sacs gonflables latéraux.
4 Instrumentation
4.1 Généralités
Les mesurages, potentiellement applicables aux essais des sacs gonflables, qui peuvent être réalisés en se servant
d'un appareil anthropomorphique approuvé pour chaque groupe d'âge sont exposés dans l'ISO/TR 12349-1 et dans
l'ISO/TR 12349-2. Il convient d'enregistrer les résultats des mesurages et de les filtrer, conformément aux dernières
versions de l'ISO 6487 et de la SAE J211, par segments corporels. Il convient que les mesures soient des fonctions
continues dans le temps de manière que les autres grandeurs citées dans les références bibliographiques puissent
en être déduites. Prêter une attention particulière lors des mesurages de compression dans le mannequin. Dans le
cadre de certains de ces essais, le taux de charge peut être suffisamment élevé pour provoquer des discontinuités
des données de compression du SID-IIs.
Surveiller le déploiement du sac gonflable et les interactions du mannequin avec des caméras haute vitesse (ou
équipement vidéo équivalent) fonctionnant au minimum à une vitesse de 1 000 images par seconde (une vitesse de
3 000 images par seconde est recommandée). Il convient que les caméras soient positionnées de manière que le
champ de vision comprenne l'installation d'essai et inclue le mouvement anticipé du mannequin pendant l'essai.
4.2 Température d'essai du mannequin
� �
Il convient de maintenir la température d'essai du mannequin entre 20,6 C et 22,2 C et à une humidité relative
comprise entre 10 % et 70 % après une période d'imprégnation d'au moins quatre heures avant son utilisation dans
un essai ou pendant la période spécifiée par le fabricant pour le mannequin.
4.3 Mise à la terre électrique
Le mannequin d'essai, le véhicule et tous les instruments correspondants doivent être mis à la terre. Le mannequin
doit être mis à la terre, pendant tout l'essai, au moyen de câbles rattachés à la tête, au thorax et au bassin du
mannequin. Entre les essais, vaporiser un produit antistatique sur le mannequin. La mise à la terre et la vaporisation
du produit antistatique sont très importants en raison de la forte probabilité de décharges électrostatiques résultant
du gonflage du sac gonflable.
5 Emplacement du sac gonflable/objet entrant en collision/autre matrice d'essai
Le mode opératoire d'essai de collision d'un véhicule contre un poteau fixe a été sélectionné dans le Tableau 1 au
lieu de l'essai de collision latérale dynamique ou de l'essai de collision de simulation d'un véhicule à capot élevé. Le
raisonnement est qu'un essai de collision contre un poteau représente le cas le plus sévère et celui qui produit les
réactions d'interaction maximales du mannequin. De plus, un essai contre un poteau constitue l'épreuve la plus
exigeante en matière de conception du système du capteur de sac gonflable latéral. Il convient de déterminer, par un
jugement technique, la position du siège pour l'essai contre le poteau. Les essais d'interaction entre l'enfant/adulte
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en position anormale et le bras instrumenté sont donnés dans les Tableaux 2 et 3, pour les positions assises à l'avant
et à l'arrière.
Tableau 1 — Matrice d'essai de collision contre un poteau
Type de sac gonflable Position du siège
La plus avancée À mi-chemin La plus reculée
Siège X X X
Porte X X X
Longeron supérieur X X X
Tableau 2 — Matrice d'essai récapitulative pour le siège conducteur, avec sac gonflable latéral (adulte de
petite ou de grande taille en position anormale)
Segments
Type de sac gonflable Appareil d’essai Position d’essai
corporels
SID-IIs avec 1/2 bras
Vers l'intérieur, appuyé Tête, cou, thorax,
Montage dans le siège (Si le siège passager est équipé du même sac
contre la porte (voir 6.2.8.2) abdomen
gonflable, les essais peuvent être réalisés dans
l'une ou l'autre position.)
Bras sur l'accoudoir (voir
SID-IIs avec bras instrumenté Bras
6.1.2.2)
SID-IIs avec 1/2 bras
Orienté vers l'avant, contre
Cou, thorax,
Montage dans la porte (Si le siège passager est équipé du même sac le panneau de garnissage
abdomen
gonflable, les essais peuvent être réalisés dans de la porte (voir 6.2.7.2)
l'une ou l'autre position.)
Bras sur l'accoudoir (voir
SID-IIs, avec bras instrumenté Bras
6.1.2.2)
SID-IIs avec 1/2 bras ou HYBRID III petite
Orienté vers l'avant, contre
femme
le panneau de garnissage
Montage dans le longe-
de la porte, position de Tête, cou
ron supérieur (Si le siège passager est équipé du même sac
siège la plus haute (voir
gonflable, les essais peuvent être réalisés dans
6.2.7.3)
l'une ou l'autre position.)
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Tableau 3 — Matrice d'essai récapitulative pour les sièges avant et arrière, avec sac gonflable latéral
(enfants et adultes en position anormale)
Type de sac Segments
Appareil d’essai Position d’essai
gonflable corporels
HYBRID III enfant de Enfant sur siège rehausseur orienté vers l'avant, appuyé Tête,cou,thorax,
trois ans contre le panneau de garnissage de la porte (voir 6.2.2.2) abdomen
Orienté vers l'arrière, appuyé contre la porte (voir 6.2.3) Tête, cou, thorax
Couché en travers du siège, tête appuyée contre le panneau
Tête, cou
de garnissage de la porte, avec cale (voir 6.2.6.3)
Montage dans le
HYBRID III enfant de Enfant sur siège rehausseur orienté vers l'avant, appuyé Tête,cou,thorax,
siège
six ans contre le panneau de la porte (voir 6.2.2.3) abdomen
Tête,cou,thorax,
SID-IIs avec 1/2 bras Orienté vers l'intérieur, contre la porte (voir 6.2.8.2)
abdomen
SID-IIs avec bras
Bras sur l'accoudoir (voir 6.1.2.2) Bras
instrumenté
Montage dans le Orienté vers l'extérieur, appuyé contre le panneau de Tête,cou,thorax
panneau de la garnissage de la porte (voir 6.2.4)
porteoudansle
HYBRID III enfant de Orienté vers l'intérieur, appuyé contre le panneau de
Tête, cou
panneau latéral
trois ans garnissage de la porte (voir 6.2.5.2)
Couché en travers du siège, tête contre le panneau de
Tête, cou
garnissage de la porte (voir 6.2.6.2)
Couché en travers du siège, tête contre le panneau de
Tête, cou
garnissage de la porte, avec cale (voir 6.2.6.3)
Orienté vers l'avant contre le panneau de garnissage de la Cou, thorax, abdo-
SID-IIs avec 1/2 bras
porte (voir 6.2.7.2) men
SID-IIs avec bras
Bras sur l'accoudoir (voir 6.1.2.2) Bras
instrumenté
HYBRID III enfant de Orienté vers l'intérieur, appuyé contre la porte, assis sur le
Tête, cou
six ans rehausseur de siège (voir 6.2.5.3)
Orienté vers l'avant, appuyé contre le panneau de
Montage dans le
garnissage de la porte, siège en position la plus haute Tête, cou
longeron supé-
(voir 6.2.7.3)
rieur
SID-IIs avec 1/2 bras,
ou HYBRID III petite Orienté vers l'intérieur, appuyé contre la porte (voir 6.2.8.3) Tête, cou
femme
6 Détails de l'essai
6.1 Modes opératoires d'essai référencés dans d'autres documents ISO
6.1.1 Essai de collision dynamique d'un véhicule contre un poteau
Se reporter au Tableau 1 et au mode opératoire d'essai donné en [9].
6.1.2 Modes opératoires d'essai statique à l'aide d'un bras instrumenté
6.1.2.1 Généralités
Se reporter aux Tableaux 2 et 3 pour les matrices d'essai.
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6.1.2.2 Coude sur l'accoudoir
Se reporter au modes opératoires d'essai donnés en [8].
6.2 Essais statiques d'enfant et d'adulte de petite taille en position anormale
6.2.1 Généralités
Ces essais ont été développés pour aider à évaluer les blessures potentielles provoquées par le déploiement des
sacs gonflables latéraux. Les positions du mannequin d'essai ont été définies à la fois pour bloquer la trajectoire de
déploiement des sacs gonflables latéraux et pour positionner les systèmes de mesure du mannequin dans la
trajectoire de déploiement des sacs gonflables. Les essais sont réalisés en mode statique. Il convient de réaliser les
évaluations à l'aide de sièges représentatifs et de panneaux de garnissage de portes situés dans la position prévue
par la conception du véhicule.
Les essais doivent être réalisés avec le siège dans sa position la plus reculée et la plus basse, sauf spécification
�
contraire. Incliner le dos du siège suivant l'angle recommandé par le constructeur ou bien à 25 . Abaisser
complètement l'appui-tête. Régler l'ancrage supérieur de la ceinture de sécurité à sa position la plus haute
également. Il convient que toutes les fenêtres du côté déploiement soient fermées, sauf spécification contraire.
Pour faciliter le positionnement du mannequin, identifier et marquer la ligne médiane du dossier du siège et de
l'assise. De plus, tracer une ligne horizontale permettant de situer le bord supérieur du module de sac gonflable
latéral (ligne A).
Dans les véhicules équipés de plus d'un type de système de sac gonflable latéral par place assise, il convient de
réaliser les évaluations tant individuellement qu'au niveau du système complet.
6.2.2 Enfant sur rehausseur de siège, orienté vers l'avant et appuyé contre le panneau de garnissage de la
porte
6.2.2.1 Généralités
Les positions décrites ci-après sont destinées à essayer les systèmes de sacs gonflables montés dans le siège (voir
Tableau 3). L'objectif de cet essai est de maximiser l'interaction tête/cou en alignant le cou avec le haut du module
de sac gonflable latéral. Il peut être nécessaire de modifier le mode opératoire pour atteindre cet objectif. Pour cet
essai, on utilise des mannequins HYBRID III de trois ans et de six ans.
Les dimensions du bloc de mousse du rehausseur de siège sont de 300 mm de profondeur sur 450 mm de largeur
sur 75 mm d'épaisseur. La densité de la mousse est comprise entre 40 g/l et 80 g/l. Le polypropylène expansé (EPP)
constitue un exemple type de matériau en mousse.
Situer et marquer sur l'assise deux points pour le placement des talons à 75 mm par rapport à la ligne médiane du
siège et à entre 20 mm et 50 mm par rapport au bord de l'assise.
Centrer le bloc de mousse sur l'assise en l'étirant par dessus les rembourrages de l'assise et en le maintenant en
contact avec les rembourrages du dossier du siège. Ne pas utiliser de ruban adhésif ou autre pour attacher le
rehausseur au siège.
Les canaux de mesure recommandés pour le mannequin sont: l'accélération de la tête (ax,ay,az), l'accélération
angulaire de la tête (un canal), les forces et couples à la partie supérieure du cou (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz), les
forces et les couples à la partie inférieure du cou (Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz), l'accélération du thorax (ax,ay,
az) et l'accélération du bassin (ax,ay,az). Les canaux de mesure du sac gonflable (facultatifs) sont la force du
module (un canal) et la pression du sac gonflable (un canal). Les mesures les plus importantes sont l'accélération de
la tête et les forces et couples du cou.
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6.2.2.2 Positionnement du mannequin HYBRID III correspondant à un enfant de trois ans
Suivre la séquence de positionnement du mannequin spécifiée ci-dessous. Le mannequin positionné dans le
véhicule est représenté à la Figure 1.
a) Asseoir le mannequin sur le bord extérieur du bloc de mousse, en alignant la colonne vertébrale avec le bord
avant du rembourrage du dossier du siège (partie la plus en avant de la ligne de contour du dossier).
b) Placer la tête entre le rembourrage du siège et le montant B.
c) Placer les talons aux points de placement correspondants (précédemment repérés sur l'assise du siège).
d) Les pieds étant maintenus en position, faire glisser le bassin vers l'avant et parallèlement à la ligne médiane du
véhicule jusqu'à ce que la jonction tête/cou (c'est-à-dire le bord inférieur de la peau à la base de la tête) soit
alignée verticalement avec le bord supérieur du module de sac gonflable, ligne A.
e) Repositionner les talons sur les points de placement, si nécessaire.
f) Porte du véhicule fermée et bras droit du mannequin relevé (pour laisser l'accoudoir libre), faire glisser le bassin
et la partie supérieure du torse vers l'extérieur jusqu'à ce qu'ils touchent la porte et que la tête repose entre le
montant B et le dossier du siège. Ce faisant, la jonction tête/cou peut s'abaisser de 10 mm à 20 mm).
g) Placer le bras droit sur l'accoudoir.
h) Fléchir le bras gauche de manière que le bras touche le dossier du siège et que les bouts de ses doigts touchent
le rehausseur du siège.
a) Vuedeface b) Vuedecôté
Figure 1 — Enfant de trois ans, sur un rehausseur de siège, orienté vers l'avant et appuyé contre le panneau
de garnissage de la porte
6.2.2.3 Positionnement du mannequin HYBRID III correspondant à un enfant de six ans
Suivre la séquence de positionnement du mannequin spécifiée ci-dessous. Le mannequin positionné dans le
véhicule est représenté à la Figure 2.
a) Asseoir le mannequin sur le bord extérieur du bloc de mousse en alignant la colonne vertébrale avec le bord
avant du rembourrage du dossier du siège (partie la plus en avant de la ligne de contour du dossier).
b) Placer la tête entre le rembourrage du siège et le montant B.
c) Aligner les jambes de manière qu'elles croisent les points de placement des talons (précédemment marqués sur
l'assise du siège).
NOTE Les talons ne toucheront probablement pas l'assise du siège.
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d) Les pieds étant maintenus en position, faire glisser le bassin en avant et parallèlement à la ligne médiane du
véhicule, jusqu'à ce que la jonction cou/torse du mannequin coïncide avec le bord supérieur du module de sac
gonflable, ligne A.
e) Alignez les jambes de manière qu'elles croisent les points de placement, si nécessaire.
f) Porte du véhicule fermée et bras droit du mannequin relevé (pour laisser l'accoudoir libre), faire glisser le bassin
et la partie supérieure du torse vers l'extérieur jusqu'à ce qu'ils touchent la porte et que la tête repose entre le
montant B et le dos du siège. Ce faisant, la jonction tête/cou peut s'abaisser de 10 mm à 20 mm.
g) Placer le bras droit sur l'accoudoir.
h) Fléchir le bras gauche de manière que le bras touche le dossier du siège et que les bouts de ses doigts touchent
le rehausseur du siège.
a) Vuedeface b) Vuedecôté
Figure 2 — Enfant de six ans, sur un rehausseur de siège, orienté vers l'avant et appuyé contre le panneau
de garnissage de la porte
6.2.3 Enfant orienté vers l'arrière du véhicule et appuyé contre la porte
Cette position est destinée à essayer les systèmes de sacs gonflables montés dans le siège (voir Tableau 3). L'essai
a pour but de maximiser l'interaction du thorax en alignant le sternum avec le haut du module de sac gonflable
latéral. Il est possible d'apporter des modifications au mode opératoire pour atteindre cet objectif. Pour cet essai, on
utilise un mannequin HYBRID III correspondant à un enfant de trois ans.
Suivre la séquence de positionnement du mannequin spécifiée ci-dessous. Le mannequin positionné dans le
véhicule est représenté à la Figure 3. La Figure 4 illustre le mannequin positionné sur un siège à rembourrage.
a) Placer le mannequin le long du bord extérieur de l'assise du siège, à genoux et orienté vers l'arrière du véhicule,
avec les pieds au-dessus du bord avant de l'assise du siège.
b) Aligner le sternum aussi près que possible avec le bord avant du rembourrage du dossier du siège (partie la plus
en avant de la ligne de contour du dossier). Le sternum doit toucher le siège.
c) Placer la tête entre le siège et le montant B. Il convient de laisser la tête dans son orientation neutre et de ne pas
l'obliger à fléchir ou à se tendre. Pour le siège arrière, Il convient de placer la tête autant que possible près du
bord extérieur.
d) Positionner la jambe extérieure sur le bord le plus extérieur de l'assise du siège et parallèlement à la ligne
médiane du siège. Si le siège possède des rembourrages d'assise, Il convient de placer la jambe extérieure
aussi près que possible du bord extérieur du rembourrage de l'assise, tout en demeurant sur l'assise.
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