ES2297452T3 - Sistema de retencion para ocupantes de vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Sistema de retención (1) para ocupantes de vehículos con medios de retención (14), con un aparato de control (13) para el control de los medios de retención (14), así como con al menos un sensor de presión (11) dispuesto en una zona periférica (2) de un vehículo, caracterizado porque el sistema de retención (1) comprende, además, al menos un sensor de posición (10) para la medición de la posición (Pos) de al menos una parte móvil (2.1) del vehículo, en el que la señal de salida del sensor de posición (10) se puede conectar con la señal de salida del sensor de presión (11).
Description
Sistema de retención para ocupantes de
vehículos.
La invención se refiere a un sistema de
retención para ocupantes de vehículos de acuerdo con el preámbulo de
la reivindicación 1. El tráfico por carretera en regiones densamente
pobladas conduce a una amenaza para el vehículo y para los ocupantes
del vehículo a través de choques laterales (side Crash). Éstos están
unidos con un alto riesgo de lesión para los ocupantes, puesto que
solamente está disponible una zona de aplastamiento comparativamente
corta y el tiempo para el reconocimiento de una amenaza y la
activación siguiente de medios de retención es extremadamente
corto. Para el reconocimiento de impactos laterales se emplean de
una manera preferida sensores de presión, que detectan la presión en
el interior de la parte del vehículo. Por ejemplo, se puede medir la
presión en una cavidad rodeada por las puertas del vehículo. Tales
sensores de presión detectan modificaciones lentas no críticas de la
presión durante la circulación normal, que son provocadas, por
ejemplo, por influencias del medio ambiente o por la circulación por
carreteras de diferente altitud. Además, los sensores de presión
detectan un gradiente de presión rápido provocado por un impacto (a
través de compresión, por decirlo así, adiabática). Para poder
detectar tal gradiente rápido de la presión, sin influencia de las
modificaciones de la presión condicionadas por el medio ambiente o
por la altitud, se realiza una normalización relacionada con la
presión ambiental dominante. De esta manera, a partir de la señal
del sensor de presión se puede deducir un valor de medición
aproximadamente proporcional a la velocidad de impacto.
Desafortunadamente, tampoco este valor de medición puede servir de
una manera suficientemente fiable como criterio para un impacto
lateral, puesto que está sometido a grandes oscilaciones. Las
investigaciones de impactos con péndulos y los resultados de ensayos
de impacto han mostrado, en efecto, que la posición de los cristales
de las ventanas del vehículo tienen una influencia significativa
sobre este valor de medición e incluso lo pueden falsificar hasta el
punto de que no se puede reconocer ya de una manera fiable un
impacto lateral. Los resultados de ensayos prácticos indican que la
amplitud de la señal de salida del sensor de presión con un cristal
de ventana totalmente abierto se reduce ente un 10 y un 20%
aproximadamente con relación a un cristal cerrado. Esto se puede
deber, por ejemplo, a que cuando el cristal de la ventana está
totalmente bajado se forma en la zona de los labios de obturación un
intersticio abierto, que representa para el volumen de la puerta un
lugar no hermético y, por lo tanto, modifica el exponente del
politropo. Esto tiene el inconveniente desfavorable de que a medida
que se incrementa la presión debido a un impacto lateral no se
consigue ya un valor de la amplitud tan alto. Además, el cristal
bajado puede tener cubierto el orificio de entrada de la presión del
sensor de presión, lo que tiene como consecuencia que la onda de
presión directa es amortiguada a través del cristal. Este efecto
desfavorable sobre la señal de salida del sensor de presión depende
de numerosos parámetros, como por ejemplo de las dimensiones
geométricas de las partes del vehículo, especialmente de la puerta,
del volumen de la puerta, de la hermeticidad de la puerta, de la
forma y el tamaño de los cristales, del diseño y del envejecimiento
de los labios de obturación así como de la posición del cristal en
la puerta. Como consecuencia desfavorable se plantean problemas en
la detección de un impacto lateral. En el caso de que una ventana se
abra parcial o totalmente, hay que contar con una amplitud
esencialmente reducida en el caso de un gradiente de la presión.
Esto tiene como consecuencia que se consigue un valor umbral
predeterminado para la activación de medios de retención laterales
posiblemente sólo en un instante posterior. Pero debido a los
problemas ya mencionados al principio en el caso de un impacto
lateral, es extraordinariamente importante para la seguridad de los
ocupantes realizar lo más pronto posible una evaluación del riesgo,
para poder tomar una decisión para la activación de medios de
retención. Cada milisegundo, en el se demore esta decisión crítica,
puede elevar drásticamente el riesgo para los ocupantes. En el caso
límite, puede suceder incluso que se reduzca una señal de la
presión, que representa el impacto más débil de inactivación, debido
a que un cristal de la ventana está bajado, hasta el punto de que no
se pueda distinguir ya, dentro de la tolerancia de aplicación, con
seguridad de la señal del impacto más fuerte de inactivación. Como
impacto más débil de inactivación se aplica en este caso, por
ejemplo, la señal de la presión que se produce en el caso de un
impacto a una velocidad de aproximadamente 29 km/h sobre una barrera
deformable. Como impacto más fuerte de inactivación se aplica una
señal de la presión que se produce en el caso de un impacto a una
velocidad de aproximadamente 19 km/h sobre una barrera deformable.
En función del diseño del vehículo y especialmente de la puerta del
vehículo se puede producir, por lo tanto, una zona gris alrededor
del umbral de activación, en la que hay que contar con un
comportamiento indefinido de los medios de retención previstos para
la protección lateral. Aparte de la amplitud de la señal de la
presión se reduce también su amplitud del valor medio, puesto que en
virtud del punto no hermético se lleva a cabo una compensación más
rápida de la presión con el medio ambiente. También esto repercute
de forma desfavorable sobre la capacidad de detección de un
impacto
lateral.
lateral.
Se conoce a partir del documento DE 101 06 311
A1 un aparato para la aplicación en una puerta de un vehículo, que
comprende en una carcasa unos componentes de un accionamiento para
la subida y bajada de un cristal de ventana de un vehículo y unos
componentes de una unidad de sensor para la detección de un impacto.
Además, el aparato comprende, por decirlo así, un sensor GMR para
la medición del número de revoluciones de un motor eléctrico del
accionamiento, a través del cual se pueden detectar directamente la
posición de un accionamiento de articulación y la posición de un
cristal de una ventana. La posición del cristal de la ventana es
evaluada para una protección contra atrapamiento.
Se conoce a partir del documento DE 195 04 353
A1, que presenta las características de l preámbulo de la
reivindicación 1, un sensor de presión en un lado de un vehículo
para la detección de un impacto lateral. En este caso, la velocidad
del gradiente de la presión interna es esencialmente proporcional a
la velocidad de deformación o bien de impresión y un valor máximo
de la presión interior es esencialmente proporcional al tamaño de la
deformación o bien de la impresión.
La invención parte del reconocimiento de que la
señal de salida de un sensor de presión previsto para una medición
de la presión, que sirve para la detección de un impacto lateral
sobre el vehículo, depende en gran medida de la posición de una
parte móvil del vehículo, como especialmente un cristal dispuesto en
una puerta del vehículo. De acuerdo con la posición de la parte
móvil del vehículo se pueden modificar tanto la amplitud como
también la forma de la señal de salida del sensor de presión de una
manera desfavorable, de tal modo que la señal de salida del sensor
de presión no se puede evaluar ya con suficiente rapidez o con
suficiente exactitud, para poder reaccionar en el momento oportuno a
una situación crítica de accidente. Este inconveniente se evita a
través del sistema de retención con las características de la
reivindicación 1. La solución de acuerdo con la invención ofrece la
gran ventaja de que se posibilita una detección segura de un
impacto lateral por medio de un sensor de presión en la práctica de
una manera independiente de la posición de una parte móvil del
vehículo, como especialmente de una ventana. Otro inconveniente
consiste en que durante la aplicación de un sensor de presión,
previsto para la detección de un impacto lateral, no debe tenerse en
cuenta ya la posibilidad de una reducción de la señal provocada por
la posición de la parte regulable del vehículo debido a una
tolerancia adicional de la amplitud para la señal del sensor de
presión. Por lo tanto, por una parte, se puede realizar una
aplicación más exacta, mientras que, por otra parte, se mantienen
garantizados los tiempos de activación también en el campo, puesto
que una parte regulable del vehículo, como especialmente una
ventana abierta, no conduce ya a un retardo en la activación. A
través de la detección de la posición de la parte regulable del
vehículo con un sensor de posición y la conexión de la señal de
salida del sensor de posición con la señal del sensor de presión se
posibilita una evaluación segura de la señal de presión de una
manera independiente de la posición de la parte regulable del
vehículo. De una manera especialmente sencilla se calcula la
posición, por ejemplo, de una ventana en la puerta del vehículo, a
través de una escala colocada en la ventana, que es explorada por
un sensor de posición. Otras configuraciones ventajosas y
desarrollos de la invención se deducen a partir de las restante
reivindicaciones dependientes.
Los ejemplos de realización de la invención se
explican en detalle a continuación con referencia al dibujo. En este
caso:
La figura 1 muestra el diagrama de bloques de un
sistema de retención configurado de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra el cristal de una puerta de
un vehículo con un sensor de posición.
La figura 3 muestra el cristal de una puerta de
un vehículo con un sensor de posición.
La figura 4 muestra un primer diagrama de
flujo.
La figura 5 muestra un segundo diagrama de
flujo.
La figura 1 muestra el diagrama de bloques de un
sistema de retención 1 configurado de acuerdo con la invención. El
sistema de retención 1 comprende un aparato de control 13, que está
conectado con medios de retención 14 y que los controla. Además, el
sistema de retención 1 comprende un sensor de presión 11, que está
dispuesto de una manera preferida en el interior de una puerta de un
vehículo 2. Este sensor de presión 11 registra las oscilaciones de
la presión, que son generadas por un impacto lateral. Además, el
sistema de retención 1 comprende al menos un sensor de posición 10,
que detecta la posición de una parte móvil del vehículo. En la
parte móvil del vehículo se trata especialmente de un cristal 2.1
dispuesto en la puerta del vehículo 2. La parte móvil del vehículo
podría ser también un techo corredizo o el techo de un descapotable,
en la medida en que su posición influye en la señal de salida del
sensor de presión 11. Este sensor de posición 10 está dispuesto de
la misma manera en el interior de la puerta del vehículo 2. En la
figura 1 se representa el cristal 2.1 en dos posiciones diferentes
2a y 2b. En la posición 2a, el cristal 2.1 está totalmente cerrado.
En la posición 2b, el cristal está totalmente abierto. Por último,
el sistema de retención 1 comprende todavía un módulo funcional 12,
en el que están depositados, con preferencia en forma de una curva
característica 15, valores de corrección K como función de la
posición Pos del cristal 2.1
El modo de funcionamiento del sistema de
retención 1 se explica a continuación con la ayuda de los diagramas
de flujo representados en las figuras 4 y 5. En este caso, se hace
referencia en primer lugar a una primera fase de funcionamiento,
que se puede designar también como "fase de aprendizaje". Esta
primera fase de funcionamiento se explica a través del diagrama de
flujo representado en la figura 4. En una primera etapa 40 se
calcula cómo repercute la posición Pos del cristal 2.1 sobre la
señal de salida del sensor de presión 11, cuando se produce una
modificación rápida de la presión, por ejemplo a través de la
compresión del volumen de la puerta del vehículo 2. En este caso,
se realiza de una manera conveniente para cada tipo de puerta una
serie de medición, en la que se calculan señales de la presión del
sensor de presión 11 en función de la posición Pos del cristal 2.1.
La posición Pos del cristal 2.1 es detectada en este caso a través
del sensor de posición 10. De una manera preferida, en este proceso
de medición se aplica un método o destructivo, en el que se
impulsa, por ejemplo, la puerta del vehículo 2 con el impacto de un
péndulo, mientras que el cristal 2.1 se encuentra en diferentes
posiciones 2a, 2b. Aparte del estado 2a totalmente cerrado del
cristal 2.1 y del estado 2b totalmente abierto, se pueden detectar
de acuerdo con la técnica de medición también posiciones
intermedias discrecionales. A partir de esta serie de medición se
puede derivar una dependencia funcional de la señal de salida del
sensor de presión 11 de la posición Pos del cristal 2.1 en forma de
un valor de corrección K. Esta dependencia funcional se deposita en
una segunda etapa 41 en forma de una curva característica 15 o en
forma de valores característicos discretos en el módulo funcional
12.
Una segunda fase de funcionamiento del sistema
de retención 1, que corresponde a la circulación del vehículo, se
explica a continuación con referencia al diagrama de flujo
representado en la figura 5. Durante la circulación, el sensor de
presión 11 supervisa la presión en el interior de la puerta 2. El
sensor de posición 10 detecta la posición Pos del cristal 2.1. En
una etapa 50, el sensor de presión 11 detecta un gradiente
repentino fuerte de la presión en la zona de la puerta del vehículo
2. En la etapa 50 siguiente se determina, con la ayuda de la señal
de salida del sensor de posición 10, si el cristal está abierto o
no. Si el cristal 2.1 está cerrado, se deriva a la etapa 51a, que
conduce a una etapa 54. Esto significa que la señal de salida del
sensor de presión es conducida de forma inalterada al aparato de
control 13, que decide entonces si tiene lugar un impacto lateral
y, dado el caso, activa los medios de retención 14 para la
protección de los ocupantes. En cambio, si se establece en la etapa
51 que el cristal 2.1 está abierto, entonces se deriva a la etapa
51b, que conduce a la etapa 52. En la etapa 52 se consulta la
posición exacta Pos del cristal 2.1, que ha sido determinada por el
sensor de posición 10. n la etapa 53 se consulta un valor de
corrección K depositado en el módulo funcional 12, que está
asociado a esta posición Pos del cristal 2.1. La señal de la presión
del sensor de presión, que está enlazada con este valor de
corrección K, es conducida a continuación en la etapa 54 al aparato
de control 13, que debe decidir de nuevo si tiene lugar un impacto
lateral peligroso y si como consecuencia de ello deben activarse
los medios de retención 14. Si en el caso de un impacto lateral se
conoce la posición Pos del cristal 2.1, entonces se puede corregir
la señal de la presión del sensor de presión 11, por lo tanto, de
acuerdo con la invención, en el caso de impacto a través de valores
de corrección K, antes de que se transmita en adelante la señal al
aparado de control 13. Esto tiene especialmente la ventaja de que
durante la aplicación no debe tenerse en cuenta ya la posibilidad de
una reducción de la señal provocada por la posición Pos del cristal
2.1, a través de una tolerancia adicional de la amplitud para la
señal del sensor de presión 11. Por lo tanto, por una parte, se
puede llevar a cabo una aplicación más exacta, mientras que, por
otra parte, se pueden mantener garantizados los tiempos de
activación también en el campo, puesto que una ventana abierta 2 no
conduce ya a una demora en la activación. En el ejemplo de
realización descrito anteriormente de la invención, se ha resaltado
esencialmente que la amplitud de la señal de salida del sensor de
presión 11 debe adaptarse en función de la posición Pos del cristal
2, con el fin de corregir la influencia directa sobre un umbral de
la presión. En otras variantes de realización de la invención, se
pueden tener en cuenta adicionalmente también otras variables en un
valor de corrección K, que se modifican, dado el caso, con la
posición Pos del cristal 2.1, En particular, se puede tratar de la
amplitud del valor medio de la señal de la presión del sensor de
presión 111. En lugar de una curva característica 15 depositada en
el módulo funcional 12, se puede aplicar también un campo
característico polidimensional, en el que se tiene en cuenta
también, por ejemplo, todavía la temperatura del medio ambiente
como valor de corrección para la señal de la presión del sensor de
presión 11.
Dado el caso, se ha revelado que es conveniente
repetir la fase de aprendizaje descrita al principio, tal vez en el
marco de intervalos de mantenimiento prescritos para el vehículo,
puesto que, condicionado por el envejecimiento, se pueden ajustar
valores de corrección discrepantes.
A continuación se describen, con referencia a
las figuras 2 y 3 variantes de realización especialmente
convenientes de sensores de posición 10. La figura 2 muestra una
primera variante de realización, en la que el cristal 2.1 lleva al
menos en un borde una escala 20 o marcas, que pueden ser leídas por
el sensor de posición 10. La escala 20 o bien puede estar encolada
sobre el cristal 2.1, puede estar decapada en el cristal 2.1 o
puede estar realizada por medio de un procedimiento litográfico. La
escala 20 puede ser lineal o logarítmica. La lectura de la escala
20 a través del sensor de posición 10 se puede realizar de una
manera absoluta o incremental. Durante la detección de la posición
absoluta del cristal 2.1 se puede recurrir a principio probados.
Así, por ejemplo, el sensor de posición 10 puede disponer de medios
de exploración óptica para la lectura de la escala 20. No obstante,
también se puede emplear, además, un sensor de posición con medios
de exploración inductivos o capacitivos para la escala 20, cuando
la escala 20 está configurada de una manera correspondiente. En
otra variante de realización, que se explica en detalle con la ayuda
de la figura 3, se puede determinar la posición del cristal 2.1 a
través de una medición del espesor del cristal 2.1. A tal fin, como
muestra la visión sobre un canto lateral del cristal 2.1 en la
figura 3, el cristal 2.1 está configurado al menos en una zona
marginal en forma de cuña. Un espesor determinado del cristal 2.1
está asociado de este modo de una manera unívoca a una distancia
determinada desde el canto inferior o superior del cristal 2.1. A
través de la medición del espesor del cristal se puede calcular,
por lo tanto, la posición exacta Pos del cristal 2.1. Para
determinar el espesor del cristal 2.1, el sensor de posición 10
puede disponer, por ejemplo, de un elemento de exploración 30
mecánico, que descansa en la zona en forma de cuña del cristal 2.1
sobre la superficie del cristal 2.1 y se desvía más o menos de
acuerdo con el espesor del cristal. La desviación se convierte
entonces por el sensor de posición 10 de una manera conveniente en
una señal eléctrica correspondiente. En otras variantes, el espesor
del cristal se puede detectar por medio de un sensor de ultrasonido
o con medios interferométricos.
En una variante de realización todavía más
sencilla, se puede aprovechar también el desarrollo del movimiento
de un elevalunas eléctrico para la determinación de la posición del
cristal 2.1. En general, es posible una determinación
suficientemente exacta de la posición Pos del cristal 2.1 de acuerdo
con un proceso de calibración realizado una vez, en el que, por
ejemplo, se asocian las revoluciones de una parte de accionamiento
del elevalunas eléctrico a la posición del cristal 2.1
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1
\tabulSistema de retención
2
\tabulPuerta del vehículo
2.1
\tabulCristal
2a
\tabulPosición
2b
\tabulPosición
10
\tabulSensor de posición
11
\tabulSensor de presión
12
\tabulMódulo funcional
13
\tabulAparato de control
14
\tabulMedios de retención
15
\tabulCurva característica
20
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30
\tabulElemento de exploración
40
\tabulEtapa
41
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50
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52
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54
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K
\tabulValor de corrección
Pos
\tabulPosición.
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Claims (13)
1. Sistema de retención (1) para ocupantes de
vehículos con medios de retención (14), con un aparato de control
(13) para el control de los medios de retención (14), así como con
al menos un sensor de presión (11) dispuesto en una zona periférica
(2) de un vehículo, caracterizado porque el sistema de
retención (1) comprende, además, al menos un sensor de posición (10)
para la medición de la posición (Pos) de al menos una parte móvil
(2.1) del vehículo, en el que la señal de salida del sensor de
posición (10) se puede conectar con la señal de salida del sensor de
presión (11).
2. Sistema de retención de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de
retención (1) comprende un módulo funcional (12), en el que están
depositados valores de corrección (K) dependientes de la posición de
la parte móvil (2.1).
3. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
parte móvil es un cristal (2.1) dispuesto en la puerta del vehículo
(2) y porque el sensor de posición (10) está dispuesto en la puerta
del vehículo (2).
4. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
cristal (2.1) está provisto, con preferencia en una zona marginal,
con una escala (20).
5. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
escala (20) está encolada sobre el cristal (2.1).
6. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
escala (20) está decapada en el cristal (2.1).
7. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
escala (20) está configurada de tal forma que se puede explorar con
medios ópticos (10).
8. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
escala (20) está configurada de tal forma que se puede explorar con
medios inductivos o capacitivos (10).
9. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
cristal (2.1) está configurado al menos en una zona marginal en
forma de cuña, de tal manera que un valor del espesor del cristal
(2.1) se puede asociar de una manera unívoca a una distancia
definida desde un canto inferior o un canto superior del cristal
(2.1).
10. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
sensor de posición (10) comprende medios para la medición del
espesor del cristal (2.1).
11. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
sensor de posición (10) comprende un elemento de exploración (30)
para la exploración del espesor del cristal (2.1).
12. Sistema de retención de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
sensor de posición (10) comprende medios ópticos o acústicos para la
detección del espesor del cristal (2.1).
13. Procedimiento para el funcionamiento de un
sistema de retención de acuerdo con una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque en una primera fase de
funcionamiento se detectan por un sensor de presión (11) valores de
la presión dependientes de la posición de una parte móvil (2.1) del
vehículo, porque a estos valores de la presión se asocian valores de
corrección (K), porque los valores de corrección (K) son depositados
en un módulo funcional (12) y porque en una segunda fase de
funcionamiento se combinan valores de la presión detectados por el
sensor de la presión (11) con los valores de corrección (K)
depositados en el módulo funcional (12).
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