ES2300809T3 - Dispositivo para la activacion de medios de proteccion de personas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la activación de medios de protección de personas (13, 14), en el que el dispositivo está configurado de tal forma que el dispositivo activa los medios de protección de personas (13, 14) en función de una diferencia de tiempo de propagación entre una primera señal de una instalación de detección del impacto (11), que está dispuesta en la parte frontal del vehículo, y una segunda señal de una instalación de detección de la aceleración (25) que está dispuesta de forma centralizada, en el que la primera y la segunda señal caracterizan en cada caso un impacto, caracterizado porque el dispositivo determina la gravedad de un impacto en función de una diferencia de tiempo de propagación y activa los medios de protección de las personas (13, 14) en función de la gravedad del impacto.
Description
Dispositivo para la activación de medios de
protección de personas.
La invención parte de un dispositivo para la
activación de medios de protección de personas del tipo de la
reivindicación independiente de la patente.
Se conoce a partir del documento DE 100 233 907
A1 la utilización de un dispositivo para la activación de medios de
protección de personas. Aquí se utiliza, por ejemplo, la gravedad
del impacto, que es calculada por un sensor frontal, para la
activación de los medios de protección de personas.
Se conoce a partir del documento DE 197 45 309
A1 la detección acústica, eléctrica u óptica de una deformación
producida en el material en el caso de un choque en una pieza de
plástico, que está montada en el exterior del vehículo. De esta
manera se puede detectar el lugar exacto del accidente. Con la ayuda
de valores acústicos, que son captados en un sistema de guía de
ondas en forma de tubo y que son alimentados a un piezoelemento
central, solamente se puede determinar la gravedad del accidente. A
partir del documento DE 199 63 348 A1, que muestra las
características del preámbulo de la reivindicación 1, se determina
por medio de sensores de aceleración distribuidos con la ayuda de
una diferencia de tiempo de propagación entre las señales de
medición de los sensores de aceleración, el instante y el lugar de
la actuación de la fuerza.
El dispositivo de acuerdo con la invención para
la activación de medios de protección de personas con las
características de la reivindicación independiente de la patente
tiene, en cambio, la ventaja de que ahora se detecta el tiempo de
propagación entre una primera señal, que identifica un impacto,
desde una instalación de detección de impactos, que está dispuesta
en la zona delantera del vehículo, y una segunda señal desde una
instalación de detección de la aceleración dispuesta de forma
centralizada en el vehículo, que representa igualmente el impacto.
Este tiempo de propagación no sólo proporciona información sobre el
desarrollo del impacto, sino también sobre los implicados en el
choque. De esta manera, existe un parámetro, que sirve para la
activación mejorada de los medios de protección de personas, como
airbag, tensores del cinturón, arco contra vuelco o medios de
protección de los peatones.
A través de las medidas y de los desarrollos
indicados en las reivindicaciones dependientes son posibles mejoras
ventajosas del dispositivo indicado en la reivindicación
independiente de la patente para la activación de medios de
protección de las personas.
Es especialmente ventajoso que el dispositivo
determine, en función de la diferencia de tiempo de propagación, la
gravedad de un impacto y active los medios de protección de las
personas en función de la gravedad del impacto. El sensor de
aceleración montado de forma centralizada en el vehículo,
típicamente en el túnel, no ve el impacto directo sobre el objeto.
Transcurren algunos milisegundos hasta que se reconoce una señal de
aceleración. Este retardo de tiempo, es decir, la diferencia de
tiempo de propagación, es una función de la configuración del
impacto, es decir, de la velocidad del choque y de la relación de
las rigideces de los implicados en el accidente así como de sus
masas. A través de la determinación de este retardo de tiempo de
propagación entre el impacto y la consecución de un umbral de
inicio, es decir, el umbral de ruido, y a través del análisis del
impulso de impacto que sigue al umbral de inicio, se pueden realizar
buenas declaraciones sobre la gravedad del choque.
La primera y la segunda señal son generadas
porque en virtud de este impacto se superan en cada caso unos
umbrales de ruido. En este caso, se puede tratar especialmente en la
instalación de detección del impacto, de conmutadores de contacto.
Éstos se cierran a través de la acción del impacto.
Además, es ventajoso que el dispositivo inicie
un algoritmo de disparo en función de la señal de la instalación de
detección del impacto. De esta manera se sincroniza el algoritmo de
disparo con el instante real del impacto. A través de la
sincronización sobre el impacto real se puede conseguir una
separación sencilla, precisamente en la zona inferior de la
velocidad, en el caso de barreras blandas.
Además, es ventajoso que el dispositivo
determine, en función de la diferencia de tiempo de propagación,
una magnitud de un objeto de impacto e influya, en función de la
magnitud, sobre el algoritmo de disparo. Esto es posible
especialmente en los llamados choques con postes. De esta manera se
puede conseguir sobre todo la sensibilidad de disparo, es decir,
una modificación del umbral de ruido. A través de la introducción
del poste en las estructuras blandas del vehículo, apenas se
producen retardos después del impulso de impacto. Esto solamente se
modifica a partir de una marca de tiempo posterior. Allí incide el
poste sobre estructuras macizas, por ejemplo el bloque del motor, y
de esta manera proporciona el retardo del vehículo. Una
identificación del objeto conduce a una adaptación del umbral de
disparo.
Además, es ventajoso que el dispositivo de
acuerdo con la invención emita, con la ayuda de la diferencia de
tiempo de propagación, una estimación sobre el lugar del impacto,
teniendo en cuenta el lugar del impacto durante la activación de los
medios de protección de las personas.
De una manera ventajosa, la instalación de
detección del impacto presenta una instalación de detección de
contacto como conmutador de fuerza y/o una instalación de detección
de la aceleración. Estos sensores pueden estar dispuestos
directamente en el parachoques o, en cambio, en la zona ampliada del
frontal del vehículo, es decir, por ejemplo también en el capó
delantero.
Por último, es también ventajoso que la
instalación de detección del impacto esté distribuida en la parte
frontal del vehículo, con el fin de detectar mejor el lugar del
impacto.
Los ejemplos de realización de la invención se
representan en el dibujo y se explican en detalle en la descripción
siguiente.
En este caso:
La figura 1 muestra un diagrama de bloques del
dispositivo de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra otro diagrama de bloques del
dispositivo de acuerdo con la invención.
La figura 3 muestra otro diagrama de bloques del
dispositivo de acuerdo con la invención.
La figura 4 muestra un diagrama de flujo.
La figura 5 muestra una comparación de las
señales con la influencia del umbral de ruido.
La figura 6 muestra una comparación de las
señales sin la influencia del umbral de ruido.
La figura 7 muestra un efecto del umbral de
inicio y
La figura 8 muestra un choque con un poste.
En la Unión Europea, a partir de 2005 debe
introducirse por legislación una protección de los peatones en los
vehículos. Después de las soluciones pasivas iniciales, como una
configuración correspondiente de la parte frontal del vehículo, se
introducen también en fases posteriores medidas de protección
activas. A tales medidas de protección activas pertenecen airbag en
la zona del capó delantero y sensores de impacto, en función de
cuyas señales se activan estos airbag. Los sensores de impacto
pueden estar constituidos por sensores de
pre-impacto como sonido de radas y ultrasonido y/o
sensores de contacto. Los sensores de contacto muestran el impacto
directo con el objeto y pueden contribuir también, de acuerdo con el
principio de medición, a la clasificación del objeto de impacto.
Además, deben activarse airbag también para la protección de los
ocupantes todavía adaptados a la situación. A tal fin son necesarias
otras informaciones.
De acuerdo con la invención, se propone
aprovechar una diferencia de tiempo de propagación entre una señal
de un sensor de contacto y un sensor de aceleración dispuesto de
forma centralizada para la mejora de la activación de los medios de
protección de las personas. El sensor de contacto reconoce
precozmente un impacto, mientras que en virtud de su posición
central, la instalación de detección de la aceleración en el túnel
del vehículo, de una manera habitual en el aparato de control del
airbag, solamente lo reconoce algunos milisegundos más tarde. La
diferencia de tiempo de propagación puede proporcionar instrucciones
valiosas sobre la gravedad del choque, para la determinación del
tipo de choque, para la estimación de la magnitud del objeto de
impacto y para la estimación del lugar del impacto.
La figura 1 muestra en un primer diagrama de
bloques el dispositivo de acuerdo con la invención. En un vehículo
10 está dispuesta una instalación de detección de contacto 11 en la
zona delantera del vehículo. Esta instalación puede estar dispuesta
en este caso especialmente en el parachoques. En este caso se trata
de uno o varios conmutadores o también de sensores de aceleración.
La instalación de detección de contacto 11 está conectada a través
de una línea con un aparato de control 12 dispuesto de forma
centralizada para la activación de medios de protección de
personas. A modo de ejemplo, a través de salidas de datos, el
aparato de control 12 está conectado con medios de protección de
personas 13 y 14, que deben representar aquí airbag. De una manera
habitual, el aparato de control 12 está conectado con un número
mucho mayor de medios de protección de personas, pero solamente se
representan aquí dos medios a modo de ejemplo. En el aparato de
control 12 se encuentra no sólo un procesador, de una manera
habitual un microcontrolador, para la activación de los medios de
protección de personas 13 y 14 y para la evaluación de las señales
de la instalación de detección de contacto 11, sino también una
instalación de aceleración, que es sensible al menos en la dirección
longitudinal del vehículo. También las señales de esta instalación
de detección de la aceleración son evaluadas por el procesador del
aparato de control 12. En función de estas señales, el aparato de
control 12 activa entonces los medios de protección de las personas
13 y 14.
De acuerdo con la invención, el aparato de
control 12 determina ahora una diferencia de tiempo de propagación
entre las señales de la instalación de detección de contacto 11 y la
instalación de detección de la aceleración 12 propia. La
instalación de detección de contacto 11, cuya señal se transmite
casi sin demora de tiempo a través de la línea hacia el aparato de
control 12, reconoce un impacto, por ejemplo en la parte frontal
del vehículo, considerablemente antes que el aparato de control 12
dispuesto de forma centralizada con su sensor de aceleración. A
partir de esta diferencia de tiempo es posible determinar la
gravedad del impacto, una puesta en servicio precoz del algoritmo
de disparo en el aparato de control 12, una estimación de la
magnitud del objeto de impacto y una estimación del lugar del
impacto. La instalación de detección de contacto 11 se puede
complementar por medio de otros sensores, como sensores de
aceleración y sensores de pre-impacto. Otros
sensores, como una instalación de detección de los ocupantes y otros
sensores de aceleración o bien de presión están conectados con el
aparato de control 12, pero para mayor simplicidad no se representa
aquí.
La figura 2 muestra otro diagrama de bloques del
dispositivo de acuerdo con la invención. La instalación de
detección de contacto 20 está conectada en un módulo de evaluación
21, que acondiciona la señal de la instalación de detección de
contacto 20 y la transmite a través de la línea hacia el aparato de
control 22. El aparato de control 22 presenta un módulo de
recepción 23, que recibe la señal desde el módulo 21 y la transmite
a un procesador 24 en el aparato de control 22. El procesador 24
tiene en cuenta de la misma manera señales que proceden desde la
instalación de detección de la aceleración 25 que se encuentra en el
aparato de control 22. esta instalación de detección de la
aceleración 25 comprende al menos la aceleración en la dirección
longitudinal del vehículo. En función de estas señales de
aceleración y de la señal que procede de la instalación de detección
de contacto 20, el procesador 24 activa fases finales 26, en las
que está conectado aquí a modo de ejemplo un circuito de encendido
27. En particular, el procesador 24 inicia su algoritmo de disparo
en función de una señal que procede de la instalación de detección
de contacto 20. A partir de la diferencia de tiempo de propagación
entre la señal procedente de la instalación de detección de contacto
20 y la instalación de detección de la aceleración 25, el
procesador 24 determina la gravedad del impacto, una magnitud del
objeto de impacto, el lugar del impacto para determinar de esta
manera qué medios de protección de las personas y cómo deben
activarse.
La figura 3 muestras una configuración especial
de la instalación de detección de contacto. En la parte delantera
del vehículo 30 están distribuidos diferentes sensores 30, 32, 33 y
34 sobre la longitud de la parte frontal del vehículo, de una
manera habitual se trata de conmutadores. Estos conmutadores están
conectados en un módulo de evaluación 35, que acondiciona estas
señales, para transmitirlas al aparato de control 22. A través de
esta configuración es posible identificar muy fácilmente un lugar de
impacto. Los sensores de impacto en el lado frontal del vehículo
pueden estar dispuestos adicionalmente también superpuestos en la
altura. De esta manera, se puede prever un campo de tales sensores
de impacto en el lado frontal del vehículo.
La figura 4 explica en un diagrama de flujo el
desarrollo que se lleva a cabo en el dispositivo de acuerdo con la
invención. En la etapa del procedimiento 400 se genera la señal
desde la instalación de detección de contacto 20 y se transmite a
través del módulo 2 y del módulo 23 al procesador 24 del aparato de
control 22. En la etapa del procedimiento 401 se genera la segunda
señal desde la instalación de detección de la aceleración 25. Entre
estas dos señales existe una diferencia de tiempo de propagación,
que se determina en la etapa del procedimiento 402. Con la ayuda de
la diferencia de tiempo de propagación, el procesador 24 determina
la gravedad del impacto, en la etapa del procedimiento 403 inicia
el algoritmo 404 en función de la primera señal y determina la
magnitud de la parte contraria del accidente en la etapa del
procedimiento 405. Adicionalmente, con la ayuda de la diferencia de
tiempo de propagación y de otras señales se puede determinar el
lugar el impacto en la etapa del procedimiento 406. A partir de
ello se lleva a cabo entonces la activación de los medios de
retención 27 en la etapa del procedimiento 407.
En la figura 5 se representan en el diagrama
superior las aceleraciones en un impacto frontal y para un choque
con una barrera blanda y dura. En el diagrama inferior de la figura
5 se puede ver la disipación correspondiente de la velocidad. A
través de la sincronización con el impacto real, se puede conseguir
una separación simplificada precisamente en la zona inferior de la
velocidad y con barreras blandas. El aparato de control de airbag
tiene en cuenta de una manera constante las señales del sensor 25.
Si estas señales exceden un primer umbral (en adelante el umbral de
ruido), entonces el procesador inicia la evaluación de las señales.
La configuración de este umbral puede estar realizada de forma
diferente, como simple umbral o, por ejemplo, a través de la
comparación de dos integrales de ventana con diferente longitud, que
se desvían una de la otra en el caso de choque. En este caso
solamente es importante la determinación del punto de inicio a
través de las señales de aceleración. Las señales experimentan a
través de la estructura un cierto retardo, puesto que llegan
típicamente desde el parachoques a través de la estructura
longitudinal hacia el sensor en el aparato de control del airbag.
Este retardo es también una función de la velocidad de impacto y de
la dureza de la barrera. En la figura 5 se describen tres
configuraciones diferentes.
- Señal 50:
- 55 km/h contra una barrera rígida
- Señal 51:
- 26 km/h contra una barrera rígida
- Señal 52:
- 15 km/h contra una barrera rígida
Estas tres velocidades de impacto diferentes se
registran en la aceleración y en la modificación de la velocidad
integrada que resulta de ello. Se reconocen fácilmente las
similitudes en la curva de la integral entre las señales 51 y 52.
Esto conduce a un gasto considerable para la separación de estos dos
impactos diferentes, puesto que la señal 52 se puede clasificar como
no disparador.
En la figura 6 se representan todavía de nuevo
las mismas señales, pero con una sincronización a partir del
comienzo del impacto. Esto se realiza a través del sensor del
impacto 11. Las señales son ahora:
- Señal 60:
- 55 km/h contra una barrera rígida
- Señal 61:
- 26 km/h contra una barrera rígida
- Señal 62:
- 15 km/h contra una barrera rígida
En la consideración de la parte inferior de la
figura se puede ver fácilmente la separación óptica de las tres
señales diferentes. Esto se consigue a través de la información del
sensor de impacto 11.
La figura 7 muestra el efecto del umbral de
inicio. A través de la determinación del tiempo de retardo entre el
impacto y el alcance de un umbral de inicio y el análisis del
impulso de impacto que sigue después del umbral de inicio, se pueden
conseguir buenas manifestaciones sobre la gravedad choque.
Las figura 7 muestra que el impulso de impacto a
64 km/h sobre una barrera deformable se diferencia del impacto a 26
km/h con una barrera rígida. Considerando la velocidad disipada se
deduce, sin embargo, el choque a 26 km/h como señal más fuerte ya
después de un corto espacio de tiempo. El choque a 26 km/h se
representa a través de la curva 70 y, en concreto, en el diagrama de
tiempo y aceleración, y en el diagrama de tiempo y disipación de la
velocidad, mientras que el choque a 64 km/h se muestra a través de
la curva 71.
Además, en la figura 7 se muestran trazos
verticales (4, 5 ms; 8 ms; 19 ms), cuyas marcas se obtienen a
través de las señales correspondientes (71; 70; 72) por medio del
umbral representado (\sim 3 g). Las marcas de tiempo indican el
retardo a través de la estructura y son muy groseramente
inversamente proporcionales a la velocidad de impacto (solamente
indicador). Además, se puede evaluar la curva de la aceleración que
sigue a la marca (primer pico) y se puede obtener una manifestación
con relación a la dureza de la barrera, Se puede ver fácilmente que
la curva 71 genera un pico fuerte que es precoz y tiene una forma
esencialmente diferente que la de la señal 70. La curva 72 se
representa como referencia. También a partir de la figura 8 se
pueden derivar manifestaciones similares.
La figura 8 explica en un diagrama de tiempo y
aceleración y en un diagrama de tiempo y disipación de la velocidad
la actuación de un choque con un poste. Se puede reconocer la
magnitud del objeto de impacto, de manera que esto se puede
utilizar, en el choque con el poste, para una modificación de la
sensibilidad de disparo. Debido a la introducción del poste en las
estructuras blandas del vehículo, apenas se producen retardos
después del impulso de impacto. Esto solamente se modifica a partir
de la marca de tiempo 40 ms, como se representa a través de la curva
81. Allí el poste incide sobre estructuras macizas, por ejemplo un
bloque de motor, y, por lo tanto, proporciona el retardo del
vehículo. Una identificación del objeto, la magnitud del impacto y
el desarrollo del impacto pueden adaptar en este caso el umbral de
disparo.
Claims (6)
1. Dispositivo para la activación de medios de
protección de personas (13, 14), en el que el dispositivo está
configurado de tal forma que el dispositivo activa los medios de
protección de personas (13, 14) en función de una diferencia de
tiempo de propagación entre una primera señal de una instalación de
detección del impacto (11), que está dispuesta en la parte frontal
del vehículo, y una segunda señal de una instalación de detección de
la aceleración (25) que está dispuesta de forma centralizada, en el
que la primera y la segunda señal caracterizan en cada caso un
impacto, caracterizado porque el dispositivo determina la
gravedad de un impacto en función de una diferencia de tiempo de
propagación y activa los medios de protección de las personas (13,
14) en función de la gravedad del impacto.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el dispositivo inicia un algoritmo de
disparo en función de la primera señal.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el dispositivo determina una magnitud
de un objeto de impacto en función de la diferencia de tiempo de
propagación e influye sobre el algoritmo de disparo en función de la
magnitud.
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el dispositivo tiene en cuenta la
diferencia de tiempo de propagación durante la determinación del
lugar del impacto.
5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la instalación de detección del
impacto (11, 20) presenta una instalación de detección de contacto
y/o una instalación de detección de la aceleración y/o una
instalación de detección del entorno.
6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la instalación de detección del
impacto está distribuida en la parte frontal del vehículo (30).
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