ES2328573T3 - Sistema de fijacion para una disposicion de sensores en un parachoques para vehiculos automoviles. - Google Patents
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Abstract
Sistema de fijación con una disposición de sensores (8) que esta ubicada en la zona frontal de un vehículo y que registra las deformaciones de una parte (3) de absorción de energía dispuesta en la zona frontal del vehículo, cuyas deformaciones se originan durante un impacto del vehículo en un objeto (16), caracterizado porque la disposición de sensores (8) está integrada en la parte (3) de absorción de energía de modo que dicha disposición experimenta también las deformaciones de la parte (3) de absorción de energía hasta un valor umbral sin impedimentos derivados de fuerzas de cizalladura, de compresión o de tracción que conduzcan a una variación de las zonas sensibles de la disposición de sensores (8) o incluso a una destrucción de dicha disposición de sensores (8).
Description
Sistema de fijación para una disposición de
sensores en un parachoques para vehículos automóviles.
La invención concierne a un dispositivo de
protección para peatones y ciclistas destinado a un vehículo que
está equipado para reconocer las condiciones marco de un impacto de
un objeto a fin de detectar en qué consiste el objeto que ocasiona
el impacto y para reaccionar deliberadamente a este impacto en caso
de un reconocimiento positivo de que un participante del tráfico,
tal como un peatón o un ciclista, es la causa del impacto. Cada
impacto en la zona frontal del vehículo genera una deformación
característica en el lugar del impacto. A partir de la deformación
provocada por el objeto impactante se obtiene un trabajo de
deformación, con lo que los medios de evaluación, teniendo en
cuenta información de tiempo que es captada por sensores, pueden
determinar una velocidad de penetración del objeto y, teniendo en
cuenta el trabajo de deformación y la velocidad de penetración, se
obtiene un parámetro que caracteriza la masa del objeto. En el marco
del sistema según la invención se parte de que toda la energía
cinética que resulta de la velocidad relativa del objeto y el
vehículo y de la masa del objeto se convierte en trabajo de
deformación. Si se conoce este trabajo de deformación sobre la base
de la evaluación de las señales de los sensores y, además, se conoce
también la velocidad de penetración del objeto, se obtiene entonces
con estas magnitudes de partida un valor característico para la masa
del objeto. Se presenta así un criterio fiable para el disparo de
un dispositivo de protección del peatón o del ciclista.
Con el valor característico para la masa se
puede obtener el trabajo de deformación sobre la base de una tabla
archivada o de un cálculo. La tabla pone en relación diferentes
patrones de deformación con el trabajo de deformación producido por
el impacto sobre partes del revestimiento frontal o lateral del
vehículo. Cuando se conoce el patrón de deformación, el trabajo de
deformación se obtiene como una de las magnitudes de partida.
La masa está en la relación siguiente con el
trabajo de deformación:
en
donde
m_{0}: masa,
W_{def}: trabajo de deformación,
v_{0}: velocidad de penetración,
k: constante.
Esta relación resulta del balance de energía del
impacto, partiéndose de la consideración de que toda la energía
cinética del impacto se convierte completamente en trabajo de
deformación.
La masa del objeto puede calcularse como masa
efectiva por medio del parámetro caracterizante según la relación
siguiente:
en la
que
m_{0}: masa,
m_{ef}: masa efectiva,
f_{din}: factor dinámico.
Mediante este factor dinámico se tiene en cuenta
que la energía cinética no se convierte exclusivamente en trabajo
de deformación en el revestimiento exterior del vehículo, sino que,
por ejemplo, también experimenta una deformación la pierna de un
peatón que impacte en el revestimiento exterior del vehículo con la
disposición de sensores situada debajo del mismo. En este sentido,
el factor dinámico es un término de corrección que tiene en cuenta
las condiciones reales reinantes en el impacto.
\newpage
Por tanto, para obtener un valor característico
de la masa se prevén sensores en el lado frontal de un vehículo que
registran las deformaciones de la zona del lado frontal del vehículo
que está expuesta a un impacto. Estos sensores consisten
especialmente en sensores de fibra óptica en un extremo de los
cuales puede acoplarse luz y en el otro extremo de los cuales puede
medirse la intensidad de la luz saliente. Un sensor de fibra óptica
contiene zonas sensibles que se introducen de manera definida en la
capa de reflexión envolvente. En función del curvado de la zona
sensible a consecuencia de la deformación provocada por el choque de
un objeto se puede desacoplar más o menos luz de las zonas
sensibles, de modo que la intensidad medida de la luz saliente puede
emplearse como medida de la deformación de las zonas sensibles.
Tales sensores, por ejemplo de poli(metacrilato de metilo)
(PMMA) son adecuados especialmente, por varios motivos, para la
materialización de la presente invención. Los sensores de fibra
óptica son flexibles, ligeros, mecánicamente cargables y ampliamente
insensibles frente a fluctuaciones de la temperatura. No se
plantean problemas relacionados con la compatibilidad
electromagnética debido al empleo de radiación en el dominio de
longitudes de onda de la luz visible. Por tanto, se imponen
requisitos especiales a la fijación de los sensores en el lado
frontal del vehículo. Éstos tienen que integrarse en el sistema del
extremo frontal de tal manera que satisfagan su modo de
funcionamiento y al mismo tiempo se impida una destrucción del
sensor. Para realizar su función, los sensores tienen que participar
en la deformación del lado frontal del vehículo en caso de un
impacto, sin que ellos mismos estén expuestos a tensiones o cargas
de compresión debido a la fijación o a la carcasa de alojamiento
del
sensor.
sensor.
Se conoce por la publicación de patente
DE10145679 A1 una caja de sensor en la que se integra en posición
exacta un sensor dependiente de la dirección. La fijación de la
cubierta del sensor en la carcasa del mismo se materializa por
medio de una unión de abrochado automático, teniendo que estar
garantizado un pretensado mecánico definido durante la unión de
abrochado automático. Esta solución no necesita adhesivos de
inmovilización ni masas de encapsulado. En el caso más sencillo, la
carcasa del sensor y su cubierta son piezas de fundición inyectada.
Los sensores son sensores de aceleración y sensores de velocidad de
giro para los cuales es necesario un montaje dependiente de la
dirección en el vehículo automóvil, ya que, en caso contrario,
suministran señales de medida incorrectas. La carcasa consiste en
poli(tereftalato de butileno) o plásticos comparables. Esta
carcasa no es ella misma deformable para el cumplimiento de su
función, es decir que no puede utilizarse para resolver el presente
problema.
En la publicación de patente DE 44 10 895 A1 se
propone otra solución. El sensor se coloca dentro de un taladro de
un parachoques, siendo la limitación exterior del sensor una
membrana, ya que deberá utilizarse un sensor de ultrasonidos cuya
membrana tiene que ser puesta en vibración para la generación de las
señales de ultrasonidos. Como cubierta sirve una película o similar
que recubre una superficie grande del parachoques, de modo que el
sensor no es en sí visible desde fuera y tampoco está asegurado
contra destrucción o ensuciamiento. Para que la cubierta pueda
vibrar juntamente con la membrana del sensor, esta cubierta tiene
que fabricarse de un plástico que presente una rigidez determinada
(dureza Shore).
Estas soluciones no son adecuadas para su
utilización en sensores de deformación que, por su naturaleza,
tienen que disponerse en partes deformables de una zona frontal de
un vehículo. La fijación exacta de la dirección de medida desempeña
un papel subordinado, siendo más bien de importancia que el sensor
pueda medir las deformaciones del material absorbedor de energía de
una manera semejante a una banda extensométrica. Sin embargo,
precisamente en el caso de la solución revelada en el documento DE
44 10 895 A1 ni siquiera deberá producirse una deformación de la
membrana y de la carcasa circundante del sensor, ya que una
deformación tiene las mismas repercusiones sobre la frecuencia de
las vibraciones generadas o absorbidas por la membrana que falsean
el resultado de medida.
La disposición de sensores representada en el
documento DE 101 13 720 A1 mide la gravedad y la dirección de un
impacto por variación de una resistencia eléctrica a consecuencia de
una deformación. Se disponen en este caso sensores piezoeléctricos
en el lado superior y en el lado inferior de una banda de sensores,
estando separados los sensores en el lado superior y en el lado
inferior por un material deformable. La dirección del impacto viene
determinada por el lugar de variación de la resistencia eléctrica y
la gravedad del impacto se mide en si solamente se activa una fila
de sensores en el lado superior de la banda de sensores o si se
activan ambas filas de sensores. Los sensores del lado inferior de
la banda de sensores reaccionan únicamente cuando la acción de
amortiguación del material deformable sobrepasa un valor umbral. Por
tanto, se obtiene la diferencia temporal (t) entre el impacto en el
lado superior y el impacto en el lado inferior de las bandas de
sensores dispuestas a la distancia (d) en el material deformable,
con lo que se puede encontrar la velocidad de intrusión v = d/t.
En el documento DE 100 23 588 A1 se revela una
disposición de sensores que muestra la utilización de conductores
ópticos para reconocer la velocidad de intrusión, es decir, la
velocidad con la que un objeto impacta en el vehículo. Empleando
varios bucles de conductores eléctricos de longitud diferente se
puede determinar la dirección del objeto en la que éste penetra en
el vehículo.
Con el sensor presentado en el documento DE 100
85 023 T1 se obtienen el lugar del impacto, la medida del impacto
(por ejemplo, la anchura del vehículo o el impacto local en un polo)
y la velocidad de intrusión. El sensor es un elemento de
resistencia sensible a la flexión, pudiendo tratarse también de un
cable de fibra óptica. Se describe exclusivamente la medición de
una resistencia eléctrica que varía de manera característica debido
al impacto. No se hace uso de la posibilidad de una medición óptica.
El sensor esta montado en la parte absorbedora de energía de un
parachoques y puede estar montado también en una carcasa. El sistema
de fijación en el documento DE 100 85 023 T1 no es adecuado para un
sensor de deformación de fibra óptica, puesto que no se genera un
patrón de dilatación que proporcione conclusiones sobre la
naturaleza del impacto, para lo cual el sensor tiene que estar
dispuesto en forma móvil en la parte de absorción de energía. Sin
embargo, según el documento DE 100 85 023 T1, se obtiene, debido al
lugar de montaje en la parte de absorción de energía, tan sólo la
significancia del evento de impacto, pero no el tipo de evento de
impacto.
Según el documento DE 100 85 025 T1, se monta un
sensor de deformación en la parte de absorción de energía de un
parachoques, concretamente en una carcasa semejante a la del
documento DE 100 85 023 T1. La carcasa está construida en dos
piezas para simplificar el montaje del sensor. La carcasa puede
contener un material compresible, de modo que un sensor de
deformación encerrado o rodeado se pueda doblar y/o deformar como
reacción a un evento de impacto significativo. Por tanto, al igual
que en el documento anterior, se obtiene solamente la significancia
del evento de impacto, pero no el tipo de evento de impacto.
El documento US 6,561,301 B1 revela un sistema
de fijación con una disposición de sensores dispuesta en la zona
frontal de un vehículo para captar una deformación provocada por un
impacto de un objeto en el vehículo, así como con medios para
evaluar las señales suministradas por sensores, de modo que puedan
suministrarse informaciones sobre la característica del impacto. La
disposición de sensores está integrada aquí en una parte de
absorción de energía, de modo que la disposición de sensores
registra la deformación de la parte de absorción de energía que se
origina durante un impacto del vehículo en un objeto. El
inconveniente de esta disposición consiste en que el sensor puede
ser él mismo afectado y fácilmente destruido durante el impacto. Por
tanto, el cometido de la presente invención consiste en prever un
sistema de fijación para una disposición de sensores que no presente
los inconvenientes del estado de la técnica.
El cometido de la invención consiste en prever
una fijación de un sensor en una parte de un vehículo automóvil que
esté situada lo más cerca posible del frente delantero del vehículo.
El sensor consiste en un sensor de deformación que está configurado
como un sensor de contacto de fibra óptica.
Este sensor de deformación tiene que estar
montado, por su propia naturaleza, en una parte deformable del
vehículo, es decir, por ejemplo, en amortiguadores de choques
deformables y absorbedores de energía. Cada sensor de deformación
registra las deformaciones originadas por un impacto y envía una
señal de medida a una unidad central que compara la situación de
impacto con una situación de impacto con un peatón o un ciclista y
que puede activar elementos de seguridad correspondientes en el
vehículo. Tales elementos de seguridad comprenden soluciones de
airbag, capós frontales o lunas frontales que se elevan o alerones
extensibles.
Por tanto, el sensor ha de procesar las
deformaciones producidas en el vehículo y enviarlas a la unidad
central antes de que el impacto que motiva la deformación pueda
conducir a lesiones del peatón o del ciclista. El sensor tiene que
ejercer su función al menos hasta que un mecanismo de seguridad
pueda mitigar las consecuencias del impacto. El propio sensor no
deberá sufrir entonces daños ni deberá exponerse tampoco a tensiones
de tracción y compresión excesivas que conduzcan a una deformación
del propio sensor.
Por tanto, hay que asegurase de que el sensor se
incorpore en la parte de revestimiento exterior absorbedora de
energía o en el amortiguador de choques de modo que desarrolle las
deformaciones sin impedimentos por fuerzas de cizalladura,
compresión o tracción que conduzcan a una variación de las zonas
sensibles del sensor o incluso a una destrucción de dicho
sensor.
Para resolver el problema de la transmisión de
deformaciones sin impedimentos se emplea un sensor o una banda de
sensores. Este sensor o la banda de sensores se integra en una parte
deformable del lado frontal del vehículo, por ejemplo en el
material de espuma que se encuentra entre el forro exterior del
parachoques y el travesaño del parachoques. Al producirse el
impacto de un objeto en el parachoques se recalca o dilata
localmente el forro exterior del parachoques junto con el sensor o
la banda de sensores y el material de espuma. Según sea la forma
del objeto impactante, se generan un patrón de recalcado (forma
negativa) y un patrón de dilatación en el parachoques. Para que
puedan generarse este patrón de recalcado y este patrón de
dilatación, el sensor o la banda de sensores está alojado de forma
flotante en el material de espuma. Debido al alojamiento flotante
de la banda de sensores en el material de espuma, la banda de
sensores está en condiciones de adaptarse al contorno del objeto
impactante. Los sensores pueden estar dispuestos como pares de
sensores en la banda de sensores a fin de obtener una comparación
de los valores de medida de sensores individuales dispuestos en
paralelo. Varias filas de sensores permiten, además, una disposición
decalada de los sensores a fin de poder reproducir con más
precisión la imagen de la zona de deformación. Los sensores
consisten preferiblemente en sensores que se basan en un principio
de medida óptica. Este principio de medida puede materializarse
empleando conductores ópticos. En un conductor óptico de esta clase
se transporta luz a través de un núcleo permeable a la luz y esta
luz se refleja nuevamente desde una envolvente reflectante de luz
hacia dentro del núcleo. Mediante la sustitución del material
reflectante de ondas luminosas por un material absorbente de luz en
una parte de la envolvente se puede desacoplar una porción de la
luz. Debido a la deformación se obtiene un valor de la porción de
luz no desacoplada para cada uno de los sensores. Este valor es una
medida de la magnitud de la deformación, en este caso la magnitud
del hundimiento del material de espuma. El hundimiento del material
de espuma puede calcularse ahora por medio de un algoritmo, con lo
que se obtiene el perfil de penetración.
A partir del perfil de penetración se obtiene el
valor característico de la masa m_{0}, explicándose el método de
cálculo en la introducción de la descripción.
\newpage
El sistema de protección de peatones puede ser
activado, por ejemplo, a una masa m_{0} o una masa efectiva
m_{ef} entre aproximadamente 5 kg y 20 kg, mientras que a una masa
m_{0} o una masa efectiva m_{ef} inferior a aproximadamente 5
kg y mayor que 20 kg se impide una activación del mismo sistema de
protección de peatones.
La ventana de masa hace posible la activación
del sistema de protección de peatones únicamente cuando se presenta
con gran probabilidad el impacto de un peatón. En sistemas de
protección de peatones que comprenden una variación de la posición
del capó del motor, el criterio anteriormente citado impide el
disparo, es decir, la elevación del capó del motor en caso de
impacto con una pared o con un árbol. Se evita así que el capó de
motor levantado sea una amenaza adicional para los ocupantes del
vehículo, ya que existe el riesgo de que dicho capó sea empujado
hacia dentro del habitáculo del vehículo a través del
parabrisas.
A una velocidad de impacto comprendida entre,
por ejemplo, 20 km/h y 60 km/h es posible una activación de un
dispositivo para la protección de peatones y a una velocidad de
impacto inferior a aproximadamente 20 km/h y superior a 60 km/h se
impide una activación de un dispositivo para la protección de
peatones, con lo que se pretende evitar una puesta en peligro
adicional de los ocupantes del vehículo. La invención se ha
perfeccionado de manera especialmente ventajosa previendo sensores
con varias zonas sensibles que se encuentran en lugares diferentes
del vehículo. Gracias a la medida de que un sensor presente varias
zonas sensibles se puede reducir considerablemente el número de
sensores necesarios. Se acepta aquí conscientemente que se pierde al
menos parcialmente información relativa al lugar del impacto. Esto
es comprensible a la vista del antecedente de que en la mayoría de
los sistemas está disponible de todos modos tan sólo una única
medida para amortiguar el impacto, sea por medio de un airbag o
bien por la elevación del capó del motor en la zona trasera. No
obstante, aun cuando se pierda la información relativa al lugar del
impacto, se conserva entonces como información esencial la
referente a la característica del impacto. Así, por ejemplo, el
impacto de un peatón puede diferenciarse de un impacto en una
maniobra de aparcamiento, puesto que la característica del impacto
en un objeto estacionario no deformable se diferencia de la
característica del impacto en un objeto móvil limitadamente
deformable que es reconocido así en sus dimensiones como peatón o
ciclista.
El sistema de protección de peatones según la
invención se ha perfeccionado de manera especialmente ventajosa
disponiendo los sensores o las zonas sensibles de los sensores a lo
largo de un parachoques del vehículo y colocando los sensores uno
sobre otro. De esta manera, se tiene en cuenta el requisito de que
se capte el impacto del peatón lo más pronto posible. Cuando se
emplean sensores de contacto, la disposición de los sensores se
efectúa lo más adelante posible en el vehículo. Un sensor individual
puede extenderse así, por ejemplo, por toda la longitud del
parachoques o del alerón frontal u otro revestimiento exterior en la
zona frontal del vehículo, estando previsto un gran número de zonas
sensibles a lo largo de la longitud del vehículo para captar la
característica del impacto.
Puede ser útil que las zonas sensibles
pertenecientes a un sensor estén dispuestas a distancias regulares
a lo largo de, por ejemplo, un parachoques del vehículo. De esta
manera, un sensor puede cubrir con una característica uniforme toda
la zona sobre la cual se extiende este sensor.
La solución propuesta aprovecha las propiedades
de deformación de la espuma o de la parte de absorción de energía
para proporcionar con este comportamiento de deformación definido
unas conclusiones precisas sobre la causa de las deformaciones que,
como consecuencia de eventos de impacto, actúan sobre el lado
frontal del vehículo, es decir, especialmente sobre el
revestimiento exterior asociado a un parachoques o alerón frontal,
ya que el sensor de deformación transmite los valores de deformación
medidos a una unidad central. En la unidad central están archivados
los desarrollos de deformación característicos para el impacto con
peatones o con ciclistas. Tales desarrollos de deformación
provienen de las series de ensayos y simulaciones que se realizan
para la protección de peatones y para la protección de ciclistas.
Una comparación con los valores archivados proporciona
informaciones referentes a si se trata de un impacto en el que ha
participado un peatón. Además, se obtiene la variación temporal del
patrón de deformación, es decir que el sensor proporciona, en
períodos de tiempo definidos, manifestaciones sobre la evolución
del patrón de deformación. A partir del desarrollo temporal se
pueden obtener el rango de la masa y la velocidad de deformación.
Estos criterios de decisión conducen al disparo del sistema de
protección de peatones en caso de que el rango de la masa, la
velocidad del vehículo (obtenida independientemente) y la evolución
del patrón de deformación coincidan con los valores comparativos
característicos para un impacto de un peatón.
Para realizar las mediciones con ayuda de un
gran número de sensores o de una banda de sensores, la zona frontal
del vehículo contiene al menos una parte de absorción de energía que
lleva una disposición de sensores que registra las deformaciones de
la parte de absorción de energía que se originan durante un impacto
del vehículo en un objeto. La disposición de sensores está
integrada en la parte de absorción de energía y sufre también las
deformaciones de esta parte de absorción de energía, pero sin estar
ella misma expuesta a las cargas que se presenten.
Para realizar las mediciones con ayuda de un
gran número de sensores o de una banda de sensores, la zona frontal
del vehículo contiene al menos una parte de absorción de energía que
lleva una disposición de sensores que registra las deformaciones de
la parte de absorción de energía que se originan durante un impacto
del vehículo en un objeto. La disposición de sensores está
integrada en la parte de absorción de energía y sufre también las
deformaciones de dicha parte de absorción de energía.
En una forma de realización ventajosa la
disposición de sensores está pegada dentro de una ranura de la parte
de absorción de energía. La ranura contiene una capa adhesiva. La
capa adhesiva transmite la deformación derivada de un impacto al
sensor o a los sensores. La capa adhesiva absorbe fuerzas de
cizalladura hasta un valor umbral y forma un sitio de rotura
nominal para el caso de fuerzas de cizalladura superiores a un valor
umbral. El sensor se desacopla de la parte de absorción de energía
como consecuencia del fallo de la capa adhesiva.
La disposición de sensores está unida con la
parte de absorción de energía a través de una unión de enchufe. La
unión de enchufe está configurada como parte de la disposición de
sensores o de la parte de absorción de energía.
El sensor presenta zonas no sensoras. Las zonas
no sensoras pueden contener agujeros alargados.
La disposición de sensores puede montarse
también en una boquilla. En un ejemplo de realización la boquilla
está inserta dentro de la espuma de la parte de absorción de
energía. El material de la boquilla puede corresponder
sustancialmente al material de la parte de absorción de energía. La
boquilla se pega sobre la parte de absorción de energía y puede
estar unida con la parte de absorción de energía por medio de una
unión de enchufe que puede estar configurada como parte de la
disposición de sensores o como componente de la parte de absorción
de energía. El sensor está alojado de forma móvil en la boquilla
para que no se exponga él mismo a tensiones de
compresión-tracción que puedan conducir a que
resulte dañado el sensor.
La figura 1 muestra una representación en
perspectiva de una parte delantera de un vehículo con una parte de
absorción de energía según un primer ejemplo de realización.
La figura 2 muestra una sección a través de una
parte de absorción de energía conforme a un segundo ejemplo de
realización.
La figura 3 muestra una vista de una parte de
absorción de energía según el ejemplo de realización representado
en la figura 2.
La figura 4 muestra una sección a través de una
zona frontal de un vehículo según un tercer ejemplo de
realización.
La figura 5a muestra el funcionamiento de los
sensores según un primer ejemplo de realización.
La figura 5b muestra el funcionamiento de los
sensores según un primer ejemplo de realización.
La figura 6a muestra una primera disposición
posible de sensores sobre una banda de sensores.
La figura 6b muestra una segunda disposición
posible de sensores sobre una banda de sensores.
La figura 6c muestra una tercera disposición
posible de sensores sobre una banda de sensores.
La figura 7 muestra la constitución de un sensor
y el procesamiento de las señales.
La figura 8 muestra una vista del extremo
delantero de un vehículo automóvil.
La figura 9a muestra una sección a través de un
primer ejemplo de realización de la fijación del sensor o de la
banda de sensores.
La figura 9b muestra una sección a través de un
segundo ejemplo de realización de la fijación del sensor o de la
banda de sensores.
La figura 9c muestra una sección a través de un
tercer ejemplo de realización de la fijación del sensor o de la
banda de sensores.
La figura 9d muestra una sección a través de un
cuarto ejemplo de realización de la fijación del sensor o de la
banda de sensores.
La figura 9e muestra una sección a través de un
quinto ejemplo de realización de la fijación del sensor o de la
banda de sensores.
La figura 10 muestra una representación de los
valores de deformación medidos de un ejemplo para un impacto en un
poste.
La figura 11 muestra una representación de los
valores de deformación medidos de un ejemplo para un impacto en una
pierna (la llamada situación de impacto en el segmento inferior de
la pierna).
La figura 12 muestra una representación de los
valores de deformación medidos para un impacto rectangular.
La figura 13 es la determinación de la intrusión
según una primera disposición de ensayo.
La figura 14 es la determinación de la intrusión
conforme a una segunda disposición de ensayo.
La figura 15 es la determinación de la intrusión
según una tercera disposición de ensayo.
La figura 16 es la determinación de la intrusión
según una cuarta disposición de ensayo.
La figura 17 es la determinación de la intrusión
según una quinta disposición de ensayo.
La figura 18 es la determinación de la intrusión
según una sexta disposición de ensayo.
La figura 19 es la determinación de la intrusión
según una séptima disposición de ensayo.
La figura 20 es la determinación de la intrusión
según una octava disposición de ensayo.
La figura 21 es la determinación de la intrusión
según una novena disposición de ensayo.
La figura 22 es la determinación de la intrusión
según una décima disposición de ensayo.
La figura 23 es la determinación de la intrusión
según una undécima disposición de ensayo.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra una representación en
perspectiva de una parte delantera de un vehículo con una parte de
absorción de energía según un primer ejemplo de realización. En este
caso, la parte 3 de absorción de energía está integrada en un
elemento de unión 4 dispuesto entre la estructura portante 1 y el
parachoques 2. Según este ejemplo de realización, la parte 3 de
absorción de energía está configurada como una estructura plegable
a manera de celosía. Por tanto, la parte 3 de absorción de energía
puede asumir una parte de la función portante para el parachoques y
las estructuras internas previstas en éste, como rejilla del
radiador, faros y similares.
La figura 2 muestra una sección a través de una
parte 3 de absorción de energía conforme a un segundo ejemplo de
realización. La parte 3 de absorción de energía está montada entre
el parachoques 2 y la estructura portante 1. La parte 3 de
absorción de energía comprende un material de espuma que se encaja
ajustadamente en el parachoques. La parte de absorción de energía
se extiende por toda la anchura del vehículo cuando está previsto un
travesaño 32 en calidad de estructura portante 1. El travesaño 32
puede llevar unido un larguero 31, pero éste no se ha representado
completamente. No se adjudica ninguna función portante a la propia
parte 3 de absorción de energía.
En este caso, hay que prever una suspensión 7
del parachoques que se representa en la figura 2 y que comprende un
elemento de alojamiento 6. El parachoques envuelve ciertamente a la
parte de absorción de energía, pero no tiene que formar una unidad
con esta parte de absorción de energía. Un sensor o una banda de
sensores 8 está colocado dentro de una ranura 34. Esta ranura puede
extenderse sustancialmente por toda la anchura del vehículo. La
fijación del sensor o la banda de sensores 8 en la ranura se efectúa
por pegadura, por espumado o bien mediante una unión de enchufe o
una unión de pinzado. En la figura 2 están previstos sendos
elementos de pinzado 51 en los extremos del sensor o la banda de
sensores 8. Tanto entre el revestimiento exterior, es decir, el
parachoques 2, como entre la parte 3 de absorción de energía y el
sensor queda un espacio intermedio, con lo que la banda de sensores
puede deformarse sin impedimentos derivados de fuerzas de
compresión.
La figura 3 muestra una vista de una parte 3 de
absorción de energía según otro ejemplo de realización. Se muestra
una representación de despiece de un parachoques 2, una estructura
portante 1 y una parte 3 de absorción de energía. La parte 3 de
absorción de energía se encuentra también en la zona superior del
parachoques 2. La estructura portante 1 está montada en la zona del
alerón del parachoques 2. La parte 3 de absorción de energía se
extiende por toda la anchura del vehículo. En este caso, se
registran por medio de una banda de sensores 8 las deformaciones
producidas en toda la anchura del vehículo. La banda de sensores 8
está situada dentro de una ranura 34 de la parte de absorción de
energía. La banda de sensores contiene una pluralidad de sensores
que suministran señales de medida sobre la deformación del
parachoques 2 y la deformación producida en la parte 3 de absorción
de energía por un objeto impactante a través del parachoques 2. Las
mediciones de la deformación necesitan tan sólo una fracción de
milisegundo, de modo que puede realizarse un gran número de
mediciones por milisegundo. Es así posible obtener el desarrollo
temporal de la deformación, ya que la banda de sensores lleva
asociadas una unidad de transformación 9 que recibe las señales de
los sensores y las transforma en una magnitud eléctrica, así como
una unidad central 10 que procesa las magnitudes eléctricas y en la
cual se desarrolla un algoritmo que obtiene el trabajo de
deformación y los valores característicos de la masa y envía
señales de salida eléctricas a una unidad de regulación 11 para uno
o varios actuadores 12 que, en el caso de un impacto de un peatón,
disparan un mecanismo de seguridad no representado.
La cadena de señales de los ejemplos de
realización descritos en relación con la figura 1 y la figura 2
corresponde a la cadena de señales que se desarrolla, partiendo de
la banda de sensores de la figura 3, cuando se detecta un impacto.
No obstante, en la figura 1 ó 2 no se utiliza una banda de sensores
8, sino que se evalúan las señales de sensores individuales no
necesariamente acoplados uno con otro. Cuando se deforma el
parachoques, se obtiene cada ángulo individual para la deformación
del sensor afectado. Con ayuda de estos ángulos se puede obtener,
para una longitud de sensor conocida, el valor de la porción de la
deformación que ha sido medida por el sensor afectado. En el
supuesto de que la deformación discurra de forma aproximadamente
simétrica al comienzo de la deformación, se puede obtener, con
ayuda del número de sensores activos, un semiperfil de la
deformación.
Con estos semiperfiles de la deformación se
pueden determinar aproximadamente la forma del objeto y su
tamaño.
Mediante la medición de la evolución temporal de
las deformaciones se puede establecer nuevamente si se deforma el
propio objeto que genera la deformación. En un objeto deformable
estará retrasado el comienzo de la deformación, puesto que
primeramente se somete el objeto, es decir, por ejemplo, la pierna
del peatón, a una deformación antes de que se inicie la deformación
del parachoques.
La figura 4 muestra una sección a través de una
zona frontal de un vehículo según un tercer ejemplo de realización.
En esta figura se representan posibles disposiciones de sensores en
sección. Los sensores se encuentran entre el parachoques 2 y la
parte 3 de absorción de energía en un rebajo 13 existente en dicha
parte 3 de absorción de energía. Esta disposición inaugura la
posibilidad de montar el sensor o la banda de sensores en un momento
cualquiera. Además, el sensor o la banda de sensores son accesibles
en todo momento para una inspección o mantenimiento, ya que dicha
banda queda al descubierto después del desmontaje del
parachoques.
Como alternativa a esto, se pueden colocar
sensores dentro de cavidades 14 de la parte de absorción de energía.
Ejemplos de ello son las cavidades 14 en una parte 3 de absorción
de energía perteneciente al parachoques 2 o las partes 3 de
absorción de energía pertenecientes a un alerón frontal 15. Cuando
se monta el sensor en la zona del alerón frontal 15, el montaje se
efectúa de manera análoga a los ejemplos de realización
anteriormente indicados. Para garantizar la necesaria precisión de
la medición es ventajoso que en la zona del alerón frontal 15 se
presente una distribución de rigidez homogénea en toda la anchura
del vehículo. La figura 5a muestra el funcionamiento de los sensores
según un primer ejemplo de realización.
Como se ha representado en la figura 2 a la
figura 4, la banda de sensores anteriormente descrita se integra en
una parte 3 de absorción de energía que se puede deformar bajo la
acción de un choque, tal como, por ejemplo, en el material de
espuma que se encuentra entre el parachoques y una estructura
portante 1, tal como un travesaño del parachoques. La figura 5a
muestra una representación esquemática de un objeto 16 antes del
impacto en un vehículo. Dado que el objeto 16 se encuentra en un
momento anterior al impacto en el vehículo, se presenta una
velocidad relativa v_{0} \sim 0 que será la velocidad de
intrusión del objeto 16 en el vehículo en el momento del impacto.
Por tanto, en un objeto con una masa m_{0} se presenta una energía
cinética E_{cin}
La representación esquemática de un objeto 16
después del impacto en un vehículo muestra la deformación de la
disposición de sensores o de la banda de sensores integrados en el
lado frontal del vehículo. Después del impacto del objeto 16 en el
vehículo se puede partir con buena aproximación de la consideración
de que toda la energía cinética se convierte en trabajo de
deformación W_{def}.
Por tanto, resulta del balance de energía
Cuando el propio objeto 16 es deformable, el
trabajo de deformación se compone del trabajo de deformación
depositado en el vehículo y del trabajo de deformación depositado en
el objeto 16, es decir:
Sobre la base de esta relación se puede definir
con buena aproximación una masa efectiva m_{ef} en función de un
factor dinámico, de modo que se cumple que
Cuando un objeto hace impacto en el parachoques
2, éste se deforma localmente junto con los sensores (S01, S02,
S03, S04, S05, S06) o la banda de sensores y el material de espuma.
Según sea la forma del objeto impactante, se genera en el
parachoques un patrón de deformación que puede ser registrado por
los sensores según el principio siguiente y que proporciona un
valor de medida por sensor y por unidad de tiempo. Debido al
alojamiento flotante del sensor o de la banda de sensores en el
material de espuma, la banda de sensores con los pares de sensores
está en condiciones de adaptarse al contorno del objeto
impactante.
En una ejecución ventajosa los sensores
consisten en sensores de fibra óptica.
Cada sensor tiene aquí una constitución
representada con mayor exactitud en la figura 7. Un sensor de fibra
óptica contiene fibras ópticas que son la base de la medición. Una
fibra óptica consta de un núcleo conductor de luz, el conductor
óptico, y una envoltura cuyo índice de refracción es más pequeño que
el del núcleo para que no pueda salir luz hacia fuera. En el núcleo
se puede propagar la luz por la reflexión total en el límite
núcleo-envolvente. Cuando se eligen los materiales,
existen combinaciones diferentes para la envolvente y el núcleo,
los cuales pueden consistir ambos en vidrio de cuarzo, vidrio normal
o plástico o pueden contener una combinación de materiales, por
ejemplo una envolvente de plástico y un núcleo de vidrio de cuarzo.
Un sensor de fibra óptica mide variaciones en la transmisión de la
luz que sean originadas por acciones mecánicas sobre la envolvente
del conductor óptico. Sin embargo, el funcionamiento de un sensor de
fibra óptica se puede reducir fundamentalmente a unos pocos
principios. Se diferencia aquí entre sensores extrínsecos (externos)
e intrínsecos (internos).
En los sensores externos el conductor óptico se
hace cargo exclusivamente del transporte de luz o datos hacia el
sitio de medida y de vuelta hacia el receptor. En el propio sitio de
medida se hace cargo de la medición un sensor que no pertenece al
tipo de los sensores de fibra óptica y que modula entonces la luz
entrante en función del efecto de medida.
En los sensores internos de fibra óptica la
magnitud de medida actúa directamente sobre las propiedades de
transmisión del conductor óptico. En este caso, debido a influencias
exteriores, se produce una variación de las propiedades del
conductor óptico, tales como, por ejemplo, deformaciones de la
geometría o variaciones del índice de refracción, es decir que se
modifica la estructura interna del conductor óptico. En los sensores
internos de fibra óptica se diferencia a su vez entre dos clases de
fibras, las fibras monomodo y las fibras multimodo. En los sensores
multimodo se influye sobre las propiedades de transmisión del
conductor óptico por medio de la magnitud que se ha de medir, es
decir que se modifica la intensidad de la luz por medio de las
magnitudes que actúan desde fuera. En el sensor multimodo se varía
la fase de las ondas de luz guiadas con las acciones exteriores,
diferenciándose entre modulación de intensidad, de fase, de
frecuencia y de polarización.
Con el progreso de la optoelectrónica han
adquirido cada vez mayor importancia los sensores de fibra óptica.
La magnitud medida, la luz, no es especialmente susceptible frente a
la mayoría de las influencias exteriores. Es de destacar
especialmente aquí la insensibilidad muy alta frente a ondas
electromagnéticas y campos magnéticos. Se puede materializar aquí
muy bien una compensación de la temperatura. Además, el sistema hace
posible una transmisión de los datos casi sin pérdidas a lo largo
de una distancia grande. En la aeronáutica y en la navegación
espacial los sensores muestran su alto potencial de aplicación al
confeccionar perfiles de carga de estructuras portantes y al medir
la distribución de temperatura en la cabina de los pasajeros aéreos.
Ahora bien, los sensores de fibra óptica han encontrado aceptación
en otros sectores, como en la técnica de defensa, la navegación
marítima, el transporte de petróleo.
En principio, existen fenómenos físicos
diferentes con cuya ayuda un sensor de fibra óptica puede percibir
su entorno. La microflexión y la rejilla de Bragg de fibras son dos
efectos relevantes para la protección de peatones y se explican
seguidamente.
Si en un sensor de fibra óptica basado en la
microflexión según la figura 7 se dobla una fibra, se desacopla
entonces una parte de la luz respecto de la envolvente. Para
minimizar esta tasa de pérdida, la envolvente de una fibra es
provista normalmente de una capa reflectante. Sin embargo, este
efecto puede utilizarse también para determinar la flexión de la
fibra en una zona determinada. A este fin, se retira la capa
reflectante de la envoltura en la zona sensible de la fibra y se
incrusta la fibra en un material absorbente de luz para que no se
produzca ninguna retrodispersión.
La tasa de pérdida depende aquí directamente de
la dirección de la flexión de la fibra y la magnitud de la tasa de
pérdida es linealmente proporcional a la intensidad de la flexión.
Esta tasa de pérdida es transformada, en una optoelectrónica, en
una señal de tensión que es directamente proporcional a la flexión
de la zona sensible de la fibra.
En la disposición representada en la figura 5a
cada sensor está conectado a una unidad de transformación propia 9
que contiene una fuente de luz y un convertidor optoelectrónico
propio.
Un objeto 16, al hacer impacto en los sensores
S01 a S06, puede provocar una determinada deformación de los
sensores que depende, de una manera característica, de la forma del
objeto 16. Los sensores S01 a S06 son deformados de manera
diferente por el impacto del objeto 16, de modo que éstos
proporcionan también intensidades de señal diferentes. Si se
diseñan los sensores S01 a S06 de modo que éstos proporcionen, a
mayor deformación, una mayor intensidad de señal, se puede cumplir
entonces en el presente ejemplo gráficamente representado que la
intensidad de señal del sensor S03 es n veces mayor que la
intensidad de señal del sensor S02. Además, se cumple que la
intensidad de señal del sensor S02 sea aproximadamente n veces mayor
que la intensidad de señal del sensor S01. Lo mismo se cumple para
la relación de las intensidades de señal de los sensores S04, S05,
S06. Por tanto, en este ejemplo de realización se presenta una
relación característica entre las intensidades de señal que puede
ser también característica de una clase de objeto determinada, por
ejemplo la pierna de un peatón.
La intensidad de señal corresponde aquí a la
porción de la luz que ha sido absorbida. Si se forma el valor
diferencia de la luz introducida respecto de la luz que se alimenta
al convertidor optoelectrónico por conducción de retorno desde el
sensor, resulta la magnitud de base para la intensidad de señal. La
magnitud de base es convertida en una señal de tensión por el
convertidor optoelectrónico. Por tanto, cuanto mayor sea la
deformación, tanto mayor será el valor diferencia y tanto mayor
será así el valor de la señal de tensión.
Mediante el cálculo anteriormente descrito del
hundimiento del material de espuma se puede calcular ahora por
medio de un algoritmo, a partir de las señales de tensión, el perfil
de penetración o el perfil de intrusión. Este cálculo se efectúa en
la unidad central 10. El perfil de penetración calculado es
comparado después con perfiles de ensayo que provienen de ensayos
con cuerpos de ensayo diferentes en condiciones de ensayo
exactamente establecidas. Ejemplos de tales perfiles de ensayo se
muestran en las figuras 13 a 21. Sobre la base de esta comparación
se determina por parte de la unidad central si el impacto requiere
que se dispare un sistema de protección de peatones.
La figura 5b muestra una variante de la
disposición de sensores representada en la figura 5a. A diferencia
de la figura 5a, una serie completa de zonas 18 absorbentes de luz
está dispuesta a lo largo de la banda de sensores 8. Cuando se
deforma la banda de sensores, se produce una absorción de una parte
de los rayos de luz 17. Se mide la porción de la luz que se conduce
a través de la banda. Este método de medida es adecuado
especialmente para sensores que están montados en partes de
absorción de energía según la figura 1.
En las figuras 6a a 6c se representa el modo en
que pueden combinarse varias series de tales sensores. Estas
variantes pueden utilizarse especialmente en el caso de una oferta
de espacio relativamente pequeña para los sensores debido a la
configuración de las partes de absorción de energía. En la figura 6a
se representa una disposición en la que las zonas 18 absorbentes de
luz se repiten regularmente a lo largo de los sensores 19.
Asimismo, se pueden definir a lo largo de los diferentes sensores 19
unos tramos de sensor 20 que se repitan también regularmente. En
este ejemplo un objeto que incida de una manera determinada con
respecto a algunos de los tramos de sensor repetitivos 20 generará
siempre el mismo patrón de señal. Por tanto, el patrón de señal no
da ninguna información referente a cuál de los tramos de sensor
repetitivos 20 ha sido alcanzado. Sin embargo, se capta la
información sobre la característica del impacto.
En la figura 6b las zonas 18 de absorción de luz
están distribuidas también regularmente a lo largo de los distintos
sensores 19. No obstante, las distancias de las zonas 18 de
absorción de luz son diferentes en los distintos sensores. Por
tanto, esta disposición de sensores proporcionaría, al chocar un
objeto, un patrón de intensidad diferente del proporcionado al
chocar el objeto con una disposición de sensores según la figura
6a, pudiendo obtenerse informaciones diferentes sobre la
característica del impacto por medio de la clase de disposición de
las zonas 18 de absorción de luz.
La figura 6c muestra aún otra variante de la
disposición de zonas 18 de absorción de luz en los sensores 19,
estando previstas en este caso zonas 18 de absorción de luz con
dimensiones longitudinales diferentes.
Aparte de las disposiciones de sensores 19 y
zonas 18 de absorción de luz de los sensores que se indican en las
figuras 6a a 6c, son imaginables otras numerosas posibilidades,
como, por ejemplo, el empleo de zonas de absorción de luz de
dimensiones de anchura diferentes. La selección depende del lugar de
montaje de los sensores.
Si, aparte de la característica del impacto, se
debe determinar adicionalmente también el lugar del impacto, se
pueden instalar varias de estas disposiciones de sensores en sitios
diferentes del vehículo. Por tanto, se puede localizar unívocamente
el lugar del impacto y, al mismo tiempo, se puede establecer la
causa del impacto por medio de la característica.
La figura 7 muestra una disposición de sensores
de fibra óptica con fuente de luz 21 y detectores 22, 23. En un
material de soporte 24 están dispuestos dos sensores de fibra óptica
25, 26. El sensor de fibra óptica 25 no está equipado con una zona
18 de absorción de luz, mientras que el sensor de fibra óptica 26
está provisto de una zona 18 de absorción de luz; esto se ha
insinuado por la limitación representada como línea interrumpida 27
con respecto a la zona 18 de absorción de luz en el material de
soporte 24. Si se acopla ahora luz de una fuente de luz 21 en un
extremo 28 del conductor óptico del sensor de fibra óptica 26, la
luz es conducida entonces por el conductor óptico del sensor de
fibra óptica 26 y llega finalmente con una intensidad constante al
otro extremo 29 el conductor óptico del sensor de fibra óptica 26.
Se puede medir allí la intensidad luminosa por medio de un detector
22. Si se deforma ahora la zona 18 de absorción de luz del sensor de
fibra óptica 26, esto tiene influencia sobre la intensidad luminosa
que sale en esta zona y, por tanto, también sobre la intensidad
luminosa recibida por el detector 22. Debido a la deformación de la
zona 18 de absorción de luz incide sobre esta zona de absorción de
luz un mayor número de rayos de luz. Estos rayos de luz son
absorbidos y, en consecuencia, aminoran la intensidad luminosa. La
magnitud característica necesaria para la deformación resulta de la
diferencia entre la luz acoplada a través de la fuente de luz 21 y
la intensidad percibida en el detector 22. Para obtener la porción
de pérdidas que son originadas por el propio conductor óptico es
posible disponer en paralelo con el sensor de fibra óptica 26 otro
sensor de fibra óptica 25, pero no presentando éste ninguna zona de
absorción de luz. Si se acopla con este conductor óptico luz de la
misma fuente de luz 21 que se emplea también para el sensor de
fibra óptica 26, la señal de intensidad emitida por el detector 23
puede ser comparada entonces con la señal de intensidad emitida por
el detector 11. Mediante un circuito electrónico correspondiente,
que en este ejemplo de realización se ha simbolizado por medio de un
amplificador 30, se puede emplear la señal de intensidad del
detector 23 como señal de entrada para la fuente de luz 21 y, por
tanto, para la representación de un circuito de referencia. Por
consiguiente, se pueden compensar fluctuaciones de la intensidad
entregada por la fuente de luz 21 y pérdidas de los conductores
ópticos.
La señal de intensidad del detector 22, que se
denomina en general unidad de conversión 9, se emplea para generar
una señal de tensión, a saber, preferiblemente por medio de un
convertidor optoelectrónico conectado al detector 22.
Las señales de tensión pasan de la unidad de
conversión 9 a una unidad central 10. La unidad central 10 contiene
una unidad de filtro pasaaltos 43, una unidad de submuestreo 44 y
una unidad de calibración 45. En la unidad de submuestreo las
señales que entran desde la unidad de filtro pasaaltos 43, por
ejemplo con una tasa de exploración de 10 señales/milisegundo, son
reducidas a un número que puede procesarse adicionalmente después
en la unidad procesadora 46. Dado que la duración del procesamiento
de las señales en el marco del algoritmo es mayor que la tasa de
exploración, se retransmiten a la unidad procesadora 46 únicamente
señales de determinados intervalos de tiempo o valores medios de
las señales entrantes. Para que la señal entrante desde la unidad
de submuestreo pueda emplearse como señal de entrada para el
algoritmo que se desarrolla en la unidad procesadora 46, es
necesario un calibrado de la señal. A continuación, se efectúa la
evaluación de las señales en la unidad procesadora 46. Se
desarrolla allí el algoritmo que evalúa las informaciones sobre el
lugar de impacto representadas en las figuras 13 a 23 y las asigna
a una situación de impacto. Cuando la situación de impacto ha sido
identificada como impacto de un peatón, se activa el sistema de
seguridad de peatones por medio de uno o varios actuadores.
Se expone seguidamente con detalle el desarrollo
del algoritmo.
Después de una señal de disparo que se genera a
consecuencia de un impacto de un objeto, se captan paso a paso
valores de medida diferentes. En primer lugar, se capta el número de
sensores que reaccionan. Luego se determina la longitud de
intrusión sobre la base de una suma de tres máximos de señal. En el
paso siguiente se obtiene la velocidad de intrusión sobre la base
de una información de tiempo. Se captan particularidades dinámicas
del impacto, especialmente el comportamiento de deformación del
objeto impactante. Seguidamente, se determina el número de máximos
principales de las señales captadas por los sensores.
Partiendo de los parámetros determinados se
obtiene la masa m_{0} según la relación
Partiendo de este resultado de cálculo y
teniendo en cuenta adicionalmente los criterios dinámicos se obtiene
la masa efectiva m_{ef} según la relación
Este parámetro de masa efectiva se emplea en el
desarrollo ulterior del procedimiento. Sin embargo, es posible
también que, sin tarado de la masa y teniendo en cuenta criterios
dinámicos, la masa m_{0} directamente determinada se emplee
igualmente como criterio para las decisiones siguientes.
Como siguiente medida se determina si la masa
efectiva m_{ef} está situada en una ventana de masa comprendida
entre 5 kg y 20 kg. Si no ocurre esto, se decide entonces que no se
active una protección de peatones ("no disparar").
Por el contrario, si la masa efectiva está
situada dentro del intervalo prefijado, se determina entonces si la
velocidad de intrusión está situada dentro de una ventana de
velocidad prefijada comprendida entre 20 km/h y 60 km/h. Si la
velocidad de intrusión es inferior a 20 km/h o superior a 60 km/h,
no se activa entonces la protección de peatones. Si la velocidad de
intrusión está dentro de la ventana de velocidad prefijada, se
puede comprobar todavía, teniendo en cuenta los criterios dinámicos
proporcionados, la probabilidad de que se trate, por ejemplo, de un
peatón. Si no se trata de un peatón, no se puede disparar la
protección de peatones.
Sin embargo, si se determina que el impacto ha
sido provocado por un peatón, se induce entonces una activación de
la protección de peatones. En principio, en la mayoría de los casos
es suficiente solamente una decisión basada en el parámetro de masa
y en la velocidad de intrusión.
A continuación de una decisión positiva se
determinan todavía sobre la base de una comparación del número de
sensores y del número de máximos principales si el impacto ha sido
provocado con gran probabilidad por un objeto distinto del objeto
prefijado, por ejemplo un peatón. Si el impacto ha sido provocado
por un objeto distinto, no se activa entonces el sistema de
protección de peatones. Sin embargo, si se establece que, con gran
probabilidad, no se trata de un objeto diferente, se activa entonces
la protección de peatones.
La figura 8 muestra una vista del extremo
delantero de un vehículo automóvil para explicar la colocación de
disposiciones de sensores, tal como una banda de sensores 8. Sobre
una estructura portante 1, que consta de un larguero 31 y un
travesaño 32, está dispuesta una espuma elástica 33 en calidad de
parte 3 de absorción de energía. Esta espuma 33 tiene, por ejemplo,
un espesor de 60 a 70 mm. En una cavidad o en una ranura de la
espuma 33 está colocada la banda de sensores 8 con los sensores de
fibra óptica. Para que la banda de sensores 8 se pueda deformar sin
impedimentos, tiene que estar garantizado que la banda de sensores
pueda moverse libremente en la dirección de medida. Las tensiones
de tracción sobre la banda de sensores pueden dañar los conductores
ópticos de los sensores de fibra óptica. Si se producen fisuras en
la envolvente del conductor óptico, se varían las propiedades
ópticas de la envolvente. En el área de las fisuras se puede
originar una zona de absorción de luz, lo que conduce a que se
absorba más luz de la que correspondería a la deformación real. Por
tanto, el sensor registra una mayor deformación o una mayor
intrusión. Dado que los puntos de iniciación de las fisuras pueden
presentarse en sitios cualesquiera del conductor óptico, se puede
variar así toda la característica de impacto y se podrían producir
disparos erróneos del sistema de protección del vehículo. Por este
motivo, hay que evitar todo daño del sensor. El sensor o la banda
de sensores tienen que participar en toda deformación. El material
de soporte de la banda de sensores consiste para ello en un material
elástico, preferiblemente en un acero para muelles. Durante el
funcionamiento normal del vehículo, la banda de sensores 8 no está
sometida a influencias ambientales, ya que está situada detrás del
revestimiento exterior del vehículo, es decir, detrás de un
parachoques 2 en el caso de la figura 8.
El parachoques puede considerarse como un forro
exterior de plástico que puede presentar un espesor de, por
ejemplo, 2 a 3 mm. El forro exterior de plástico se deforma sin
astillarse ni romperse al producirse un impacto con un objeto. La
banda de sensores con su alojamiento flotante en una cavidad o en
una ranura de la espuma 33 acepta así todas las deformaciones que
actúen sobre la espuma 33 a través de este forro exterior de
plástico.
La figura 9a muestra una sección a través de una
espuma 33 con la banda de sensores y su fijación según un primer
ejemplo de realización. El recorrido de deformación necesario para
la deformación es proporcionado por una espuma 33 dispuesta sobre
un travesaño 32. Este recorrido de deformación es necesario para la
protección del peatón. La espuma 33 se emplea para instalar la
banda de sensores 8 de modo que pueda evitarse un deterioro de la
misma durante el impacto. Se prevé para ello una ranura 34 en la
espuma. En la ranura 34 se aplica una capa adhesiva 35. La capa
adhesiva absorbe la cizalladura que se presenta durante el impacto,
con lo que la propia banda de sensores 8 no está ya expuesta a
fuerzas de cizalladura. Si se sobrepasa una cizalladura determinada
y este valor rebasa un valor umbral determinado por las fuerzas de
ligazón del material adhesivo, se forma en el pegamento una especie
de sitio de rotura nominal. La banda de sensores 8 se desacopla así
de la espuma 33.
La figura 9b muestra otro ejemplo de realización
para la fijación de una banda de sensores 8 en una espuma 33. La
banda de sensores está situada en una ranura 34 de la espuma 33 y se
aloja dentro de una envolvente de plástico, una llamada boquilla
36. La boquilla abraza a la banda de sensores y puede consistir en
un material elástico, de modo que la banda de sensores sea retenida
en la boquilla por la elasticidad del material o bien mantenga al
sensor en la boquilla por medio de un pegamento. Debido a la
elasticidad del material se garantiza que la banda de sensores se
exponga solamente a fuerzas de cizalladura que estén por debajo del
valor umbral según la figura 9a. En lugar del empleo de un material
elástico para la boquilla, ésta o la banda de sensores puede ser
provista de una capa adhesiva según el ejemplo de realización
representado en la figura 9a. Esta boquilla puede consistir, por
ejemplo, en polipropileno o EPDM. Para envolver la banda de sensores
con la boquilla se tira de la banda de sensores a través de la
boquilla. Se coloca para ello en la boquilla, durante la
fabricación, un elemento de tracción tal como un cable de tracción o
similar. El elemento de tracción está equipado con elementos de
abrochado automático u otros elementos de retención que pueden
recibir un extremo de la banda de sensores. El elemento de tracción
se monta junto con la boquilla en la espuma 33. Esto significa que
la boquilla puede ser pegada, pinzada o espumada con la espuma
33.
La propia boquilla 36 se pega dentro de la
ranura en este ejemplo de realización.
La figura 9c es otro ejemplo de realización para
la fijación de la banda de sensores 8 en la espuma 33. La espuma 33
presenta para ello una ranura 34 con un canal 37 cuya sección
transversal es variable. La ranura 34 tiene una sección transversal
en forma de trapecio o en forma rectangular. En esta ranura se
encaja ajustadamente la banda de sensores con su boquilla. El fondo
38 de la ranura contiene un extremo del canal 37. El canal presenta
paredes 38 que discurren preferiblemente en forma cónica y que
convergen hasta una sección transversal mínima 39. Cuando se sigue
avanzando en dirección al fondo del canal, se ensancha nuevamente la
sección transversal. En la sección transversal ensanchada se aloja
un saliente 40 de un pasador 41 unido con la boquilla. Dado que el
pasador y el saliente 40 presentan conjuntamente una sección
transversal que sobrepasa la sección transversal mínima 39, cada
pasador se encuentra sujeto en la zona de la sección transversal
ensanchada 42 del canal 37. Por tanto, la boquilla, que está unida
con el pasador y que puede consistir también en el mismo material,
se enchufa dentro del canal 37 de la ranura, con lo que se forma una
unión de enchufe 50. Bajo la influencia de la deformación originada
por un impacto, los pasadores pueden moverse al menos localmente en
la dirección del eje longitudinal de la banda de sensores. Sin
embargo, debido a la unión de enchufe 50 la boquilla y los pasadores
están exactamente posicionados con respecto a la espuma.
En lugar de un canal 37 se pueden prever también
una serie de aberturas. Las aberturas están configuradas como
agujeros alargados que presentan una sección transversal
correspondiente al canal 37.
En principio, la boquilla puede ser incrustada
también en la espuma durante el espumado de ésta. Debido al
elemento de tracción incorporado en la boquilla se conserva la
sección transversal de dicha boquilla cuando el elemento de
tracción presenta una sección transversal correspondiente a la banda
de sensores. Posteriormente, se pueden soldar o pegar los dos
extremos de la boquilla 36 para ofrecer una mejor protección contra
influencias medioambientales.
\newpage
Los mismos principios de fijación pueden ser
transferidos también a bandas de sensores que no estén dispuestas
sobre toda la anchura del vehículo, sino que estén dispuestas tan
sólo localmente en partes 3 de absorción de energía, tal como se
representa en la figura 1.
En un ejemplo de realización representado en la
figura 9d la ranura 34 contiene botones. Estos botones encajan en
agujeros alargados 44 que están practicados en la disposición de
sensores 8. Estos agujeros alargados 44 se practican en zonas no
sensoras de la disposición de sensores. Gracias a los agujeros
alargados en zonas no sensoras se efectúa una compensación de las
fuerzas de cizalladura.
En la figura 9e se incorpora como capa de
deformación adicional debajo del sensor una espuma aún más blanda
que la capa de espuma blanda 52 para impedir efectos de compresión.
Por tanto, como espuma para la parte 3 de absorción de energía
puede emplearse también una espuma dura, tal como, por ejemplo, una
espuma de partículas de polipropileno expandido, una llamada espuma
EPP.
La espuma blanda está dispuesta en zonas
situadas alrededor del sensor, por ejemplo como una envoltura de la
boquilla o como un elemento de pinzado entre la espuma dura y el
sensor.
El sensor de fibra óptica se basa en el
principio de la microflexión. La banda de sensores completa consta
de ocho pares de sensores que están distribuidos sobre una longitud
de 48 cm. Cada par de sensores posee dos sensores que están
aplicados en bucles sobre los lados opuestos de una banda metálica.
Estos bucles forman un ángulo de 45º con el eje longitudinal de la
banda de sensores y se solapan entre ellos. El sensor es activo en
casi toda la longitud del mismo. Estas zonas se encuentran aquí en
ambos sensores de un par una vez en el lado superior y otra vez en
lado inferior del conductor óptico. En un ejemplo de realización un
conductor óptico de esta clase consiste en poli(metacrilato
de metilo) (PMMA) con un diámetro de no más de 0,5 mm.
Las señales de luz se convierten en señales de
tensión en un convertidor optoelectrónico y estas señales de
tensión se registran en la unidad de registro de datos. Debido a la
disposición a 45º de los bucles de sensores, cada sensor mide la
torsión y la flexión en las zonas sensibles correspondientes. A
consecuencia de las posiciones diferentes de las zonas permeables a
la luz de los sensores (lado superior o lado inferior), se pueden
calcular las porciones de tensión que son ocasionadas por torsión y
flexión. El enfoque teórico se expresa como sigue:
- V1 = a11\betac + a21\tauc
- V1: tensión de salida del sensor 1
- V2 = a12\betac + a22\tau\tauc
- V2: tensión de salida del sensor 2
- \quad
- aij: coeficientes de calibración
- \quad
- \betac: flexión pura
- \quad
- \tauc: torsión pura
La flexión y la torsión pueden derivarse después
de las señales de salida en la forma siguiente:
- \beta = (a22V1 - a21 V2)/(a11 a22 - a21 a12)
- :Flexión
- \tau = (a11V2 - a12 V1)/(a11 a22 - a21 a12)
- :Torsión
En el caso de una flexión pura del sensor de
fibra óptica se incrementa la señal de tensión de un sensor de un
par de sensores y se reduce la del otro en la misma cuantía, ya que
los dos están sometidos ciertamente, como partes integrantes de un
par, al mismo esfuerzo, pero sus zonas sensibles se encuentran en el
lado inferior y en el lado superior, respectivamente, de la banda
de sensores. Por el contrario, en el caso de una torsión pura se
pueden medir en ambos sensores de un par de sensores las mismas
diferencias de tensión con el mismo signo. Se puede deducir de ello
que todos los sensores del sensor de fibra óptica poseen los mismos
coeficientes de flexión y de torsión, sólo que con signo diferente
en los coeficientes de flexión de los sensores de un par.
Con a12 = -a11 y a21 = a22 resulta:
\beta = (V1-V2)/2a11
\tau = (V1 + V2)/2a22
La señal de tensión que ha sido provocada por
una flexión es entonces linealmente proporcional a la flexión del
sensor. Se representa esta flexión por medio de funciones angulares,
es decir que, partiendo de las señales de tensión de un par de
sensores, se puede calcular el ángulo con respecto al par de
sensores anterior.
El ángulo de un par de sensores con respecto al
par anterior está sometido a la relación siguiente:
1V \approx 118,8º (a11)
Mediante el procedimiento de triangulación se
puede calcular la deformación o el hundimiento del material de
espuma por medio del sensor de fibra óptica
en donde: sin = sen =
seno.
Para el cálculo del hundimiento máximo se cumple
que:
D = h1+h2+h3+...
D: profundidad de deformación
sw: anchura del sensor; en este ejemplo se tiene
que sw = 0,06 m
D =
sw(sen\alpha+sen(\alpha+\beta)+sen(\alpha+\beta+\chi)+...)
- \quad
- \alpha: ángulo del par de sensores 1
- \quad
- \beta: ángulo del par de sensores 2
- \quad
- \chi: ángulo del par de sensores 3
Una flexión en el sentido de las agujas del
reloj se define aquí como positiva y una flexión en sentido
contrario al de las agujas del reloj se define como negativa. Los
ángulos de los distintos pares de sensores se refieren cada uno de
ellos al par de sensores anterior o al punto de referencia en el
caso del par de sensores 1. El grado de resolución de la
determinación de la deformación depende aquí de la anchura del
sensor. Teniendo en cuenta la evolución temporal de la deformación,
se puede calcular la velocidad de deformación que proporciona una
manifestación temporalmente más temprana sobre el impulso del
objeto.
Como consecuencia de las propiedades del sensor,
se puede reproducir correctamente la imagen de tan sólo objetos
cuyo diámetro cumpla la condición siguiente: D>4sw/\pi con la
anchura de sensor (sw).
La figura 10 muestra una representación de los
valores de deformación medidos de un ejemplo para un impacto con un
poste. El eje 47 es aquí un eje de tiempo, el eje 48 sirve para
indicar la posición de los sensores y el eje 49 indica los valores
para la intrusión, es decir, los valores de deformación.
La figura 11 muestra una representación de los
valores de deformación medidos de un ejemplo para un llamado
impacto del segmento inferior de una pierna, es decir, la simulación
del impacto de una pierna de un peatón en un revestimiento exterior
de vehículo.
La figura 12 muestra una representación de los
valores de deformación medidos para un impacto rectangular.
La figura 13 muestra la evaluación de un ensayo
en el que se midió la evolución de un impacto por medio de una
disposición de sensores de fibra óptica. Como magnitud
caracterizadora del impacto se elige la intrusión o la velocidad de
intrusión. El gráfico representado indica la evolución de la
intrusión en función de la duración del impacto (ms) y del lugar de
medida. El lugar de medida es uno de los dieciséis sensores. El
resultado representado en la figura 13 consiste en un choque con un
poste, siendo la velocidad de impacto igual a 20 km/h. El diámetro
del poste es de 35 a 40 mm. El impacto se produce en el centro, es
decir, en la zona de los sensores S08 y S09. Los sensores están
dispuestos a una distancia sustancialmente idéntica una de otro
sobre la banda de sensores a lo largo de toda la anchura del
vehículo en una zona de absorción de choques, tal como una espuma.
El impacto conduce a una deformación y, para cada sensor, a una
porción de luz desacoplada que corresponde a un valor para la
deformación. El rayo de luz que pasa por el sensor es comparado en
su intensidad con el rayo de luz de la fuente de luz y emitido en
un convertidor óptico-eléctrico como señal de
tensión. Por medio de un algoritmo se asigna a cada señal de
tensión un valor para la deformación, es decir, la intrusión.
La figura 14 es una representación de un ensayo
en el que un poste impacta en los sensores S01 y S02 con una
velocidad de 20 km/h.
La figura 15 es una representación de un ensayo
en el que un poste impacta en los sensores S01 y S02 con una
velocidad de 40 km/h. El diámetro del poste es aquí de 50 a 60
mm.
La figura 16 es una representación de un ensayo
en el que un poste impacta en los sensores S08 y S09 con una
velocidad de 40 km/h. El diámetro del poste es aquí de 50 a 60
mm.
La figura 17 es una representación de un ensayo
en el que un cuerpo de ensayo que corresponde en su peso, sus
dimensiones y sus propiedades mecánicas al segmento inferior de una
pierna humana impacta en los sensores S08 y S09 con una velocidad
de 20 km/h. El diámetro del cuerpo de ensayo es aquí de 35 a 40
mm.
La figura 18 es una representación de un ensayo
en el que un cuerpo de ensayo, que corresponde en su peso, sus
dimensiones y sus propiedades mecánicas al segmento inferior de una
pierna humana, o sea, a la pierna propiamente dicha, impacta en los
sensores S01 y S02 con una velocidad de 40 km/h. El diámetro del
cuerpo de ensayo es aquí de 55 a 65 mm.
La figura 19 es una representación de un ensayo
en el que un cuerpo de ensayo en forma de una limitación de la
calzada (baliza de lugar de obra) impacta en los sensores S08 y S09
con una velocidad de 20 km/h. La intrusión medida como máximo es de
13,1 mm. La anchura del cuerpo de limitación es aquí de 30 a 50 mm,
la longitud es de 100 a 200 mm y la altura corresponde al menos a
la altura de la zona inferior del parachoques.
La figura 20 es una representación de un ensayo
en el que un cuerpo de ensayo en forma de un cubo de la basura
impacta en los sensores S08 y S09 con una velocidad de 20 km/h. La
intrusión medida como máximo es de 20,6 mm.
La anchura y la longitud del cubo de la basura
están comprendidas aquí entre 400 y 500 mm y la altura es de 900
mm. En el ensayo el cubo de la basura fue alcanzado en un canto que
está situado en la zona de los sensores S08 y S09. Si el mismo cubo
de la basura es alcanzado en la zona de los sensores S08 y S09 bajo
un ángulo diferente, resulta entonces la imagen representada en la
figura 21.
La figura 22 es una representación de un ensayo
en la que el vehículo impacta con los sensores S08 y S09 en un
muñeco con una velocidad de 15 km/h. La intrusión medida como máximo
asciende a 7 mm. El muñeco corresponde en sus dimensiones y
propiedades mecánicas a un niño de 6 años.
La figura 23 es una representación de un ensayo
en el que el vehículo impacta con los sensores S08 y S09 en un
muñeco a una velocidad de 20 km/h. La intrusión medida como máximo
asciende a 9,5 mm. Los ensayos muestran netamente que se pueden
diferenciar claramente uno de otro los impactos para diferentes
cuerpos de ensayo o muñecos. Por tanto, este procedimiento para
reconocer una situación de impacto representa un criterio seguro
para disparar un sistema de protección de peatones solamente en caso
de que se presente una colisión con un peatón o un ciclista a una
velocidad de 20-60 km/h.
- 1
- Estructura portante
- 2
- Parachoques
- 3
- Parte de absorción de energía
- 4
- Elemento de unión
- 5
- Larguero
- 6
- Elemento de alojamiento
- 7
- Suspensión
- 8
- Banda de sensores
- 9
- Unidad de conversión
- 10
- Unidad central
- 11
- Unidad de regulación
- 12
- Actuador
- 13
- Rebajo
- 14
- Cavidad
- 15
- Alerón frontal
- 16
- Objeto
- 17
- Rayo de luz
- 18
- Zona de absorción de luz
- 19
- Sensor
- 20
- Tramo de sensor
- 21
- Fuente de luz
- 22
- Detector
- 23
- Detector
- 24
- Material de soporte
- 25
- Sensor de fibra óptica
- 26
- Sensor de fibra óptica
- 27
- Limitación con respecto a la zona de absorción de luz
- 28
- Extremo del conductor óptico
- 29
- Extremo del conductor óptico
- 30
- Amplificador
- 31
- Larguero
- 32
- Travesaño
- 33
- Espuma
- 34
- Ranura
- 35
- Capa adhesiva
- 36
- Envolvente de plástico (boquilla)
- 37
- Canal
- 38
- Fondo de la ranura
- 39
- Sección transversal mínima
- 40
- Saliente
- 41
- Pasador
- 42
- Sección transversal ensanchada del canal
- 43
- Unidad de filtro pasaaltos
- 44
- Unidad de submuestreo
- 45
- Unidad de calibración
- 46
- Unidad procesadora
- 47
- Eje de tiempo
- 48
- Posición de los sensores
- 49
- Eje para valores de deformación
- 50
- Unión de enchufe
- 51
- Elemento de pinzado
- 52
- Capa de espuma blanda
Claims (9)
1. Sistema de fijación con una disposición de
sensores (8) que esta ubicada en la zona frontal de un vehículo y
que registra las deformaciones de una parte (3) de absorción de
energía dispuesta en la zona frontal del vehículo, cuyas
deformaciones se originan durante un impacto del vehículo en un
objeto (16), caracterizado porque la disposición de sensores
(8) está integrada en la parte (3) de absorción de energía de modo
que dicha disposición experimenta también las deformaciones de la
parte (3) de absorción de energía hasta un valor umbral sin
impedimentos derivados de fuerzas de cizalladura, de compresión o de
tracción que conduzcan a una variación de las zonas sensibles de la
disposición de sensores (8) o incluso a una destrucción de dicha
disposición de sensores (8).
2. Sistema de fijación según la reivindicación
1, caracterizado porque la disposición de sensores (8) está
colocada dentro de una ranura (34), un rebajo (13) y/o una cavidad
(14).
3. Sistema de fijación según la reivindicación
1, caracterizado porque la disposición de sensores (8) está
pegada dentro de una ranura (34) de la parte (3) de absorción de
energía, conteniendo la ranura (34) una capa adhesiva (35) que
absorbe fuerzas de cizalladura hasta un valor umbral, formando la
capa adhesiva (35) un sitio de rotura nominal al presentarse
fuerzas de cizalladura por encima de un valor umbral, con lo que el
sensor es desacoplado de la parte (3) de absorción de energía por
efecto del fallo de la capa adhesiva (35).
4. Sistema de fijación según la reivindicación
1, caracterizado porque la disposición de sensores (8) está
montada de forma móvil en una boquilla (36).
5. Sistema de fijación según la reivindicación
4, caracterizado porque la boquilla (36) está incrustada en
la espuma de la parte (3, 33) de absorción de energía,
correspondiendo sustancialmente el material de la boquilla (36) al
material de la parte (3, 33) de absorción de energía.
6. Sistema de fijación según la reivindicación
4, caracterizado porque se pega la boquilla (36) sobre la
parte (3, 33) de absorción de energía.
7. Sistema de fijación según la reivindicación
4, caracterizado porque la boquilla está unida con la parte
(3, 33) de absorción de energía por medio de una unión de enchufe
(50).
8. Sistema de fijación según la reivindicación
7, caracterizado porque la unión de enchufe (50) está
dispuesta en una ranura (34) de la parte (3) de absorción de
energía.
9. Sistema de fijación según la reivindicación
1, caracterizado porque la disposición de sensores (8) está
rodeada al menos en parte por una capa (52) de espuma blanda.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (25)
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|---|---|---|---|---|
| JP4082692B2 (ja) * | 2004-03-18 | 2008-04-30 | 株式会社デンソー | 歩行者検知装置 |
| DE102004023669B4 (de) * | 2004-05-13 | 2019-07-11 | Volkswagen Ag | Fußgängerschutzsystem für ein Kraftfahrzeug |
| DE102004046860B4 (de) * | 2004-09-27 | 2009-01-02 | Continental Automotive Gmbh | Sensoranordnung und Verfahren zum Anordnen eines Sensors in einem Fahrzeug |
| DE102004059931A1 (de) * | 2004-12-09 | 2006-06-14 | Siemens Ag | Jeweils stückweise sensitiv ausgebildetes Sensorband und Halbzeug zu dessen Herstellung |
| DE102005006763A1 (de) * | 2005-02-15 | 2006-08-24 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Objekterkennung |
| JP4276197B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2009-06-10 | 株式会社デンソー | 車両用衝突検出装置 |
| DE102005018588B4 (de) * | 2005-04-21 | 2009-04-02 | Continental Safety Engineering International Gmbh | Sensoranordnung in einem Karosseriebauteil |
| DE102005027089B4 (de) * | 2005-06-11 | 2013-03-21 | Daimler Ag | Profil zur Aufnahme eines Sensorbandes an einem Kraftfahrzeugstoßfänger sowie Stoßfänger |
| DE102005032082B3 (de) * | 2005-07-08 | 2006-12-21 | Siemens Ag | Trägerprofil für ein Sensorband zum Einbau in den Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs und Sensoranordnung |
| DE102006002782A1 (de) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Bayerische Motoren Werke Ag | Sensoranordnung an einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs |
| DE102006032998B4 (de) * | 2006-07-17 | 2010-09-16 | Continental Automotive Gmbh | Sensorbaugruppe mit einem Sensorband, insbesondere mit einem faseroptischen Sensorband |
| DE102006032999B4 (de) * | 2006-07-17 | 2011-04-14 | Continental Automotive Gmbh | Sensorbaugruppe mit einem Sensorband, insbesondere mit einem faseroptischen Sensorband |
| DE102008024121B4 (de) * | 2008-05-17 | 2018-06-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeug mit einem Fußgängerschutzsystem |
| DE102009033737A1 (de) | 2009-07-17 | 2011-01-27 | Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Anordnung von Sensoren für eine elektronische Betätigung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs |
| DE102009053138A1 (de) | 2009-11-05 | 2011-05-12 | Rehau Ag + Co. | Energieabsorbiervorrichtung |
| DE102011018915A1 (de) | 2011-04-28 | 2012-10-31 | Daimler Ag | Energieabsorptionselement für eine Fußgängerschutzeinrichtung eines Kraftwagens sowie Fußgängerschutzeinrichtung für einen Kraftwagen |
| US9355575B2 (en) | 2012-06-12 | 2016-05-31 | Humanetics Innovative Solutions, Inc. | Chest band assembly for crash test dummy |
| DE102013014358A1 (de) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Audi Ag | Aufprallerfassungseinheit für ein Fahrzeug |
| DE102015102833B4 (de) * | 2015-02-27 | 2019-10-17 | KMT e.K. | Sensorband für eine Aufprallerkennungseinrichtung eines Fahrzeugsicherheitssystems sowie Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sensorbands |
| US9932009B2 (en) | 2016-05-04 | 2018-04-03 | Ford Global Technologies, Llc | Bracket for front crash sensor |
| JP6485417B2 (ja) | 2016-08-05 | 2019-03-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用衝突検出装置及び車両用衝突検出方法 |
| EP3743682A4 (en) | 2018-01-24 | 2021-10-13 | Humanetics Innovative Solutions, Inc. | FIBER OPTIC SYSTEM INTENDED TO DETECT FORCES EXERCISED ON AN ANTHROPOMORPHIC TESTING DEVICE AND MEASURE DEFORMATION OF THIS DEVICE |
| US12050098B2 (en) | 2019-02-20 | 2024-07-30 | Humanetics Innovative Solutions, Inc. | Shape sensing system and method for anthropomorphic test devices |
| CN113710998B (zh) | 2019-02-20 | 2025-03-14 | 惠曼创新解决方案公司 | 用于在碰撞测试期间检测力的具有螺旋芯结构的光纤系统 |
| DE102019134175A1 (de) * | 2019-12-12 | 2020-11-19 | Audi Ag | Verfahren zur Befestigung eines Sensorelements und Befestigungsanordnung für ein Sensorelement und Sensoreinheit |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE490463C (de) * | 1927-09-10 | 1930-01-27 | Sure Guard Corp | Stossauffangvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge |
| GB2041606A (en) * | 1978-09-29 | 1980-09-10 | Brownbridge J | Warning devices |
| DE4410895B4 (de) * | 1994-03-29 | 2004-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum verdeckten Einbau eines Ultraschallsensors in einem Kraftfahrzeug-Außenteil |
| US6561301B1 (en) * | 1998-02-24 | 2003-05-13 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Collision discriminating apparatus for vehicles |
| JP2000225907A (ja) * | 1999-02-04 | 2000-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用バンパ |
| DE19943293C2 (de) * | 1999-09-10 | 2002-02-14 | Porsche Ag | Halteeinrichtung für einen Ultraschallwandler an einem Aussenteil eines Kraftfahrzeuges |
| DE10085025T1 (de) * | 1999-09-27 | 2002-09-26 | Visteon Global Tech Inc | Aufprallsensoraufbau und Verfahren zur Montage des Aufbaus in einem Fahrzeug |
| DE10023588A1 (de) * | 2000-05-13 | 2001-11-29 | Bosch Gmbh Robert | Intrusionssensor zur Erfassung einer Unfallschwere bei einem Fahrzeug |
| DE10113720B4 (de) * | 2001-03-21 | 2010-04-08 | Volkswagen Ag | Kollisions-Sensor für Kraftfahrzeuge und Verwendung desselben zur Erfassung der auf ein Bauteil eines Kraftfahrzeuges im Crashfall einwirkenden Kräfte |
| WO2002084875A2 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Ab Automotive Electronics Ltd. | Capacitive sensor |
| GB2376075A (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-04 | Ab Automotive Electronics Ltd | Bumper proximity detector using capacitive sensor |
| DE10145679A1 (de) * | 2001-09-15 | 2003-04-03 | Conti Temic Microelectronic | Elektronische Baugruppe |
-
2003
- 2003-07-23 DE DE10333735A patent/DE10333735A1/de not_active Withdrawn
-
2004
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