ES2211051T3 - Equipo sensor de airbag. - Google Patents
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Abstract
Equipo sensor para el disparo de un airbag lateral en un vehículo automóvil, constituido por al menos un sensor en la puerta de la carrocería, estando integrados en cada puerta de la carrocería dos sensores (1) y (2) distanciados uno de otro que irradian ondas milimétricas y cuyas señales de medida se evalúan en una unidad de procesamiento de señales (3), calculándose en un módulo de análisis de situación pospuesto (4) la velocidad transversal (Vq) con relación a la superficie (7) de la puerta y generándose en caso de riesgo un impulso de disparo (Ai) para una electrónica de disparo del airbag, caracterizado porque las señales de medida de los sensores (1) y (2) son generadas por medio de un procedimiento de modulación multifrecuencia, las señales de medida obtenidas en la unidad de pro cesamiento de señales (3) se resuelven por técnicas de radar en valores de velocidad (Vn) y valores de distancia (R) según centros de eco individuales (6) del objeto de colisión (5), a partir de los valoresde medida se efectúa una clasificación del objeto de colisión (5) según sus propiedades geométricas y a partir de una formación de diferencia de ambos resultados de medida de los sensores se obtiene un criterio acerca de si se presenta una situación de marcha en paralelo o una situación de choque, y a partir de una combinación analítica de la velocidad transversal calculada (Vq), la clase de objeto y la situación de choque se genera en el módulo de análisis de situación (4) en caso de peligro un impulso de disparo (Ai) para la electrónica de disparo del airbag.
Description
Equipo sensor de airbag.
La invención concierne a un equipo sensor de
airbag para disparar un airbag lateral en un vehículo automóvil
según el preámbulo de la reivindicación 1. Un equipo sensor de
airbag de esta clase es conocido por el documento
DE-A-19546715.
Los sistemas de disparo conocidos para airbags
emplean interruptores de aceleración o láminas de resistencia en
calidad de sensores disparadores. Los interruptores de aceleración y
también las láminas de resistencia reaccionan a una colisión con un
cuerpo extraño externo únicamente después de que se ha iniciado una
deformación de la carrocería. A causa de las pequeñas zonas de
aplastamiento en la región de la puerta y eventualmente en
determinados tipos de vehículos automóviles también en la región
frontal, un disparo de los airbags a su debido tiempo es de la
máxima importancia para la seguridad de los pasajeros. Además, es
ventajoso tener en cuenta como criterio de disparo la velocidad
relativa del contrario en la colisión, ya que así se puede suprimir
un disparo en el caso de una deformación cuasiestática esperable de
la carrocería. Con interruptores de aceleración o láminas de
resistencia no es posible una determinación de la velocidad relativa
del contrario en la colisión.
El tiempo de reacción de los sistemas de disparo
de airbag conocidos es demasiado largo. Los interruptores reaccionan
únicamente cuando se ha iniciado una deformación. Los interruptores
y la electrónica pospuesta de sistemas conocidos necesitan
aproximadamente 5 ms para generar un impulso de liberación, con un
tiempo total de 20 ms disponible en caso de colisión para el
desplegado del airbag.
Por ejemplo, en DE 195 46 715 A1 se presenta un
sistema sensor de airbag para acortar el tiempo de reacción de un
sensor de airbag. Se integran aquí en una puerta de la carrocería al
menos dos sensores yuxtapuestos a cierta distancia uno de otro, los
cuales detectan objetos de colisión en fase de aproximación. Sin
embargo, no se realiza aquí ninguna clasificación del propio
objeto.
Asimismo, en EP 0 728 624 A2 se describe un
sistema que inicia el disparo de airbags por medio de un equipo
sensor de radar y una lógica de decisión.
La invención se basa en el problema de generar un
instante de disparo oportuno para un eficaz desplegado del airbag y
tener en cuenta entonces como criterio de disparo la velocidad
relativa del contrario en la colisión.
Este problema se resuelve según la invención con
las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones
subordinadas se indican perfeccionamientos de la invención.
La invención emplea ventajosamente sensores de
ondas milimétricas para la captación de la velocidad relativa del
objeto que penetra en la zona cercana del vehículo automóvil.
Además, a través de los resultados de medida de ondas milimétricas
se puede efectuar una clasificación de un objeto de colisión según
su tamaño y forma y así se puede asociar el objeto a tipos de
vehículo determinados u otros objetos, como, por ejemplo, postes,
piedras, etc. Mediante esta clasificación se puede compensar la
falta de conocimiento sobre la masa del objeto de colisión y, por
tanto, se puede mejorar el análisis de disparo respecto del
potencial de riesgo. El empleo de sensores de ondas milimétricas
tiene, frente a sensores ópticos, la ventaja de queno son
necesarias ventanas ópticas en la carrocería y, por tanto, los
sensores son insensibles frente al ensuciamiento.
Se explica con más detalle un ejemplo de
ejecución de la invención haciendo referencia al dibujo.
La Figura 1 muestra la configuración básica de
sensor para un lado del vehículo,
la Figura 2 muestra la resolución del objeto de
colisión con técnicas de radar,
la Figura 3 muestra el procedimiento para extraer
la clasificación del objeto,
la Figura 4 muestra las señales de sensor y la
señal de disparo en el caso de marcha en paralelo y
la Figura 5 muestra las señales de sensor y la
señal de disparo para una situación de choque.
La Figura 1a muestra la configuración básica de
sensor para una puerta/lado de vehículo. La configuración de cada
uno de los lados del vehículo contiene dos extremos frontales de muy
alta frecuencia. En la Figura 1a se han representado solamente dos
de estos extremos frontales, los cuales se denominan sensor 1 y
sensor 2 en la descripción siguiente. Los sensores del segundo lado
están indicados solamente con sus flechas de señal en la unidad de
tratamiento de señales 3 común a todos los sensores. Mediante la
aplicación de un "procedimiento de dos frecuencias" conocido,
cada uno de los sensores 1 y 2 obtiene la capacidad de medir objetos
de radar en el campo cercano con alta resolución. En la unidad de
tratamiento de señales 3 se calculan a partir de las señales de
sensor los valores de distancia Rn y los valores de velocidad Vn de
los centros de eco 6 del objeto de colisión que entra en la zona
cercana de los sensores.
La Figura 1b ilustra el análisis espacial
obtenido a partir de tales valores con zonas de distancia y de
velocidad equidistantes. Las zonas de distancia equidistantes se
obtienen como estrechos segmentos de arco concéntricos adyacentes
uno a otro en torno al centro del sensor 1 y las zonas de velocidad
equidistantes se obtienen como segmentos adyacentes uno a otro que
parten del centro del sensor en forma de rayos. A título de ejemplo,
se han representado dos centros de eco captados de un objeto de
colisión con sus pares de valores R1, V1 y R2, V2.
El módulo de análisis de situación 4 genera
mediante formación de características un impulso de disparo Ai sobre
la base del análisis de velocidad anteriormente descrito y de la
clasificación del objeto realizada también en el módulo a partir de
los valores de medida del sensor. Asimismo, en el módulo de
análisis de situación 4 se analiza a partir de los valores de medida
si se trata de una situación de choque o de una situación de marcha
en paralelo no peligrosa.
La velocidad de un objetivo de radar se determina
midiendo la frecuencia Doppler. La determinación de la distancia a
un objetivo de radar se consigue con clases de modulación especiales
de un sensor. Dado que para un equipo sensor de airbag se requiere
una alta resolución de distancia (<10 cm), no se aplican para la
modulación procedimientos de tiempo de propagación, como la
modulación de frecuencia con forma de onda de modulación lineal,
sinusoidal o arbitraria o los procedimientos de impulsos, dado que
éstos emplean a las resoluciones requeridas mediciones de fase que
se realizan, por ejemplo, por medio de un procedimiento de dos
frecuencias (o bien un procedimiento multifrecuencia) o por medio de
modulación de amplitud. Sin embargo, estos métodos de medida de fase
se pueden aplicar en principio solamente en situaciones de objetivos
individuales. Por este motivo, un objeto de colisión complejo,
consistente en múltiples centros de eco, tiene que resolverse con
técnicas de radar.
La Figura 2 muestra una resolución de esta clase
con técnicas de radar en un objeto de colisión 5 que se aproxima a
un sensor 1. El sensor 1 resuelve el objeto de colisión en centros
de eco individuales 6 y capta los diferentes valores de distancia Rn
y valores de velocidad Vn con los cuales se aproximan los distintos
centros de eco al sensor 1. La línea de la máxima frecuencia Doppler
se ha representado con línea de trazos. Sobre esta línea, el valor
de velocidad Vn corresponde en magnitud y dirección a la velocidad
relativa Vr. A partir de la dirección y magnitud determinables de la
velocidad relativa Vr se puede calcular la velocidad transversal
V_{q} con la cual el objeto de colisión 5 se aproxima
perpendicularmente a la superficie 7 de la puerta.
Con ayuda de la Figura 3 se explica el
procedimiento para extraer la clasificación del objeto. Como ejemplo
de ejecución se supone aquí un extremo frontal de muy alta
frecuencia en el dominio de las ondas milimétricas a 76 GHz, que se
conmuta entre las frecuencias de emisión - frecuencia 1 y frecuencia
2 - o se hace funcionar simultáneamente a estas frecuencias. Este
procedimiento se conoce bajo el término de "procedimiento de dos
frecuencias". Las fases de las señales Doppler obtenidas a ambas
frecuencias de emisión son, dentro de un intervalo de univocidad,
una medida directa de la distancia del objeto de colisión 5 al
sensor. Para una distancia de frecuencia seleccionada de 50 MHz
entre la frecuencia 1 y la frecuencia 2, este intervalo de
univocidad está en 3 m. Dado que se presenta un entorno de múltiples
reflexiones, los distintos centros de eco 6 tienen que separarse uno
de otro mediante un análisis Doppler en un grupo de filtros Doppler
FFT (transformada rápida de Fourier). En un tiempo de análisis de,
por ejemplo, 1 ms se obtiene una resolución de velocidad de 2,4
m/s.
Para la detección subsiguiente se estudian las
magnitudes de los espectros Doppler en cuanto a rebasamientos del
valor umbral originados por contrastes. Los valores de distancia Rn
se determinan a partir de la fase relativa de las señales de salida
FFT.
Los centros de eco relevantes 6 son seguidos en
Rn y Vn a lo largo del tiempo. Con este seguimiento se puede
determinar el impacto del objeto de colisión 5 sobre la puerta. Para
el reconocimiento del objeto se extraen características de los datos
FFT a lo largo de varios ciclos de evaluación. Un sistema de
reconocimiento realiza la clasificación del objeto con ayuda de
estas características.
A un tamaño correspondiente del objeto de
colisión 5 y al sobrepasarse un valor umbral de la velocidad
transversal Vq, o al presentarse una relación prefijada de
velocidad transversal Vq y tamaño del objeto de colisión 5, un
análisis de situación subsiguiente genera un impulso de disparo Ai
para la liberación del encendido del disparo del airbag.
Para que la situación normal de una marcha en
paralelo de un objeto de colisión 5 puede diferenciarse de una
situación amenazadora de choque, es necesario una disposición de al
menos dos sensores 1 y 2 distanciados uno de otro en una puerta. La
distancia tiene que ser de algunos decímetros. Los respectivos
valores de velocidad Vn y valores de distancia Rn obtenidos en los
sensores 1 y 2 se aprovechan también para generar el impulso de
disparo Ai mediante una formación de diferencia entre los valores
de los dos sensores. Para obtener las informaciones en el
semiespacio de la puerta, los sensores 1 y 2 están equipados con
antenas que poseen una gran anchura de semivalor, por ejemplo
>60º.
Si se equipa el radar con valores de disparo
materializables, por ejemplo \DeltaR = 0,1 m y \DeltaV = 1 m/s,
la evolución de la señal de disparo obtenida sobre la base de la
formación de diferencia de las magnitudes Rn y Vn aparece mostrada
entonces en la Figura 4 para una marcha en paralelo desarrollada a
título de ejemplo y en la Figura 5 para una situación de choque
presentada a título de ejemplo.
Claims (4)
1. Equipo sensor para el disparo de un airbag
lateral en un vehículo automóvil, constituido por al menos un sensor
en la puerta de la carrocería, estando integrados en cada puerta de
la carrocería dos sensores (1) y (2) distanciados uno de otro que
irradian ondas milimétricas y cuyas señales de medida se evalúan en
una unidad de procesamiento de señales (3), calculándose en un
módulo de análisis de situación pospuesto (4) la velocidad
transversal (Vq) con relación a la superficie (7) de la puerta y
generándose en caso de riesgo un impulso de disparo (Ai) para una
electrónica de disparo del airbag,
caracterizado porque
las señales de medida de los sensores (1) y (2)
son generadas por medio de un procedimiento de modulación
multifrecuencia,
las señales de medida obtenidas en la unidad de
procesamiento de señales (3) se resuelven por técnicas de radar en
valores de velocidad (Vn) y valores de distancia (R) según centros
de eco individuales (6) del objeto de colisión (5), a partir de los
valores de medida se efectúa una clasificación del objeto de
colisión (5) según sus propiedades geométricas y a partir de una
formación de diferencia de ambos resultados de medida de los
sensores se obtiene un criterio acerca de si se presenta una
situación de marcha en paralelo o una situación de choque, y
a partir de una combinación analítica de la
velocidad transversal calculada (Vq), la clase de objeto y la
situación de choque se genera en el módulo de análisis de situación
(4) en caso de peligro un impulso de disparo (Ai) para la
electrónica de disparo del airbag.
2. Equipo sensor según la reivindicación 1,
caracterizado porque está prevista una unidad de
procesamiento de señales (3) mediante la cual se efectúa una
clasificación del objeto de colisión (5) según su tamaño y/o según
su forma.
3. Equipo sensor según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los sensores (1 y 2) están configurados
como extremos frontales de muy alta frecuencia de 76 GHz.
4. Equipo sensor según la reivindicación 1, 2 ó
3, caracterizado porque el procedimiento multifrecuencia es
un "procedimiento de dos frecuencias" con una distancia de 50
MHz entre las dos frecuencias.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19803068 | 1998-01-28 | ||
| DE19803068A DE19803068A1 (de) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | Airbag-Sensorik |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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