ES2287842T3 - Procedimiento y aparato de control de un dispositivo de retencion de vehiculo que utiliza un umbral determinado de manera dinamica. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar un dispositivo de retención en un vehículo, comprendiendo el procedimiento: detectar una condición de vehículo y crear (404) una primera señal indicativa de la aceleración del vehículo; determinar (408, 412, 420) una segunda señal a partir de la primera señal; y comparar (432) la segunda señal con un umbral; caracterizado porque el procedimiento comprende además: recuperar (424) el umbral basándose en la primera señal y en la segunda señal; generar (436) una señal de despliegue basándose en la comparación de la segunda señal con el umbral; y activar el dispositivo de retención cuando el valor de la segunda señal supera el umbral.

Description

Procedimiento y aparato de control de un dispositivo de retención de vehículo que utiliza un umbral determinado de manera dinámica.

La invención se refiere a un procedimiento para controlar un dispositivo de retención y a una unidad de procesamiento electrónico según los preámbulos de las reivindicaciones independientes.

Los dispositivos de retención tales como airbags y cinturones de seguridad se accionan, en general, durante choques o posibles choques para proteger a los ocupantes del vehículo de lesiones. La exactitud y oportunidad de despliegue y accionamiento son factores en la efectividad de los dispositivos de retención.

Algunos dispositivos de retención se controlan utilizando algoritmos que procesan aceleraciones medidas en diversas ubicaciones de un vehículo a motor. Las aceleraciones medidas se analizan utilizando diversas funciones tales como la integración (para obtener la velocidad), una suma de cuadrados de las aceleraciones medidas, pendientes de las aceleraciones medidas, y similares. Los resultados de las funciones se comparan con umbrales. Si los umbrales se rebasan, se despliegan los dispositivos de retención.

El documento US 6.157.880 (preámbulo de la reivindicación 1) da a conocer un detector de choque sensible a un impacto lateral. Se detecta una aceleración y se transforma en un valor de velocidad de vehículo, un valor de aceleración, y un valor de control de portazo. Un dispositivo de seguridad se activa si estos tres valores exceden umbrales predeterminados respectivos.

Sumario

La gravedad de un choque se refiere, en general, a la energía disipada en el vehículo durante un choque. Cuando la gravedad de un choque es baja, puede no ser necesario accionar los dispositivos de retención. Cuando la gravedad del choque es alta, deberían accionarse los dispositivos de retención. En una realización, la invención proporciona un procedimiento para controlar un dispositivo de retención en un vehículo. El procedimiento incluye detectar una primera señal que es indicativa de la aceleración del vehículo, y determinar una segunda señal a partir de la primera señal indicativa de la aceleración. El procedimiento incluye también recuperar un umbral que se establece basándose en la primera señal y en la segunda señal, comparando la segunda señal con el umbral, y activando el dispositivo de retención basándose en la comparación.

Otra realización adicional proporciona un aparato para controlar un dispositivo de retención en un vehículo. El aparato incluye un detector para detectar una pluralidad de condiciones de vehículo que tienen valores que son indicativos de aceleraciones del vehículo, y un acumulador para acumular los valores para obtener un valor acumulado. El aparato incluye también un transformador para transformar el valor acumulado en un valor transformado, y un generador de señal para activar el dispositivo de retención cuando el valor acumulado excede un umbral determinado a partir del valor transformado.

Otra realización adicional proporciona un vehículo. El vehículo incluye un dispositivo de retención, un detector para detectar una pluralidad de valores indicativos de la aceleración del vehículo, y un transformador para generar una primera señal y una segunda señal basándose en el valor indicativo de la aceleración del vehículo. El vehículo incluye también un procesador que tiene un comparador para comparar la primera señal con un umbral basado tanto en la primera como en la segunda señal. El procesador entonces genera una señal de despliegue cuando la primera señal supera el umbral. El dispositivo de retención está configurado para desplegarse al recibir la señal de despliegue.

Otras características y ventajas de realizaciones serán evidentes a los expertos en la técnica tras la revisión de la siguiente descripción detallada, reivindicaciones y dibujos.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos:

la figura 1 muestra una vista en planta esquemática de un vehículo;

la figura 2 muestra un diagrama de bloques de un sistema de control en el vehículo de la figura 1;

la figura 3 es un gráfico de un umbral de despliegue; y

la figura 4 es un diagrama de flujo del procesamiento llevado a cabo en realizaciones de la invención.

Antes de explicar alguna de las realizaciones de la invención con detalle, debe entenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrada en los siguientes dibujos. La invención puede tener otras realizaciones y ponerse en práctica o llevarse a cabo de maneras diversas. Debe entenderse también que la fraseología y terminología utilizadas en el presente documento tiene el fin de la descripción y no debe considerarse limitativa. El uso de "que incluye", "que comprende", "que tiene" y variaciones de los mismos en el presente documento van dirigidos a englobar los elementos que se listan a continuación y equivalentes de los mismos así como elementos adicionales. A menos que se limite de otra manera, los términos "conectado", "acoplado", y "montado" y variaciones de los mismos en el presente documento se utilizan en líneas generales y engloban conexiones, acoplamientos y montajes directos e indirectos. Además, los términos "conectado" y "acoplado" y variaciones de los mismos no se restringen a conexiones o acoplamientos mecánicos o físicos.

Descripción detallada

La figura 1 muestra una vista en planta esquemática de un vehículo 100. El vehículo 100 tiene cuatro ruedas 104A, 104B, 104C y 104D. Las ruedas 104A, 104B, 104C y 104D están conectadas a dos ejes 108A y 108B, tal como se muestra. Las cuatro ruedas se monitorizan por una pluralidad de detectores 112A, 112B, 112C y 112D de velocidad de rueda. Los detectores 112A, 112B, 112C y 112D de velocidad de rueda están acoplados a una unidad 116 de procesamiento electrónico ("ECU"). El vehículo 100 incluye también otros detectores tales como un detector 120 de parachoques delantero, un detector 124 de parachoques trasero, una pluralidad de detectores 128 de impacto lateral y acelerómetros 130A y 130B. Los detectores 112A, 112B, 112C y 112D de velocidad de rueda, el detector 120 de parachoques delantero, el detector 124 de parachoques trasero, la pluralidad de detectores 128 de impacto lateral y los detectores 130A y 130B se muestran genéricamente como detectores individuales. Estos detectores 112A, 112B, 112C, 112D, 120, 124, 128, 130A y 130B pueden incluir también múltiples detectores en una pluralidad de series de detectores, por ejemplo, que pueden acoplarse a la ECU 116. Otros tipos de detectores tales como detectores térmicos pueden utilizarse también en el vehículo 100.

El vehículo 100 incluye también una pluralidad de dispositivos de retención tales como airbags 132 delanteros, y airbags 136 laterales. Aunque la figura 1 muestra sólo dispositivos de retención tipo airbag, pueden utilizarse en el vehículo 100 otros tipos de dispositivos de retención tales como tensores de cinturón de seguridad, y airbags de cabeza y de torso.

En una realización, se utiliza un sistema 200 de control (figura 2) para separar condiciones de choque sin despliegue de condiciones de choque con despliegue. El sistema 100 de control recibe su entrada de una serie 204 de detectores que incluye detectores 112A, 112B, 112C y 112D, el detector 120 de parachoques delantero, el detector 124 de parachoques trasero, los detectores 128 de impacto lateral y los detectores 130A y 130B.

En una realización, cada uno de los detectores 130A y 130B detecta y monitoriza una condición específica del vehículo 100. Por ejemplo, los detectores 130A y 130B se utilizan para detectar una condición del vehículo que es indicativa de una cantidad de aceleración experimentada por el vehículo 100. En algunas realizaciones, los detectores 130A y 130B detectan condiciones de vehículo tales como el movimiento del vehículo 100. Las condiciones detectadas se transducen y se convierten a señales calibradas que son indicativas de la aceleración del vehículo 100. Si los detectores 130A y 130B están equipados con cualquier conjunto de circuitos de calibración o microprocesador en los mismos, los movimientos pueden convertirse internamente a una forma calibrada en los sensores 130A y 130B. De otro modo, las condiciones pueden convertirse a señales calibradas por otros procesos externos de una manera conocida en la técnica. Además, otros detectores tales como el detector 120 de parachoques delantero, el detector 124 de parachoques trasero, los detectores 128 de impacto lateral se utilizan para detectar eventos tales como choques o colisiones. Colectivamente, los valores de las señales proporcionadas por los detectores 112A, 112B, 112C, 112D, 120, 124, 128, 130A y 130B, o por la serie 204 de detectores se denominan valores detectados, o valores de aquí en adelante.

La ECU 116 incluye un procesador 212 que recibe los valores de la serie 204 de detectores. El procesador 212 filtra entonces los valores de la serie 204 de detectores con un filtro 214 paso alto, y procesa los valores según un programa almacenado en una memoria 216. Aunque la memoria 216 se muestra como externa al procesador 212, la memoria 216 puede ser interna al procesador 212. De manera similar, aunque el filtro 214 paso alto se muestra interno al procesador 212, el filtro 214 paso alto también puede ser externo al procesador 212. Además, el procesador 212 puede ser un microcontrolador de propósito general, un microprocesador de propósito general, un microprocesador o controlador dedicado, un procesador de señales, un circuito integrado para aplicaciones específicas ("ASIC"
Application Specific Integrated Circuit), o similar. En algunas realizaciones, el sistema 200 de control y sus funciones descritas se implementan en una combinación de firmware, software, hardware y similares. Para ser más específicos, tal como se ilustra en la figura 2, el procesador 212 se comunica con otros módulos (lo que se explica posteriormente) que se tratan como si estos módulos se implementaran en hardware. Sin embargo, la funcionalidad de estos módulos podría implementarse en software, y ese software podría, por ejemplo, almacenarse en la memoria 216 y ejecutarse por el procesador 212.

En algunas realizaciones, el filtro 214 paso alto filtra los valores de aceleración o señales de los detectores 130A y 130B de movimiento. Se permite que los componentes de frecuencia de las señales de aceleración que superan una frecuencia de corte pasen a través del filtro 214 paso alto. En algunas realizaciones, el filtro 214 paso alto tiene una frecuencia de corte ajustable que puede variarse y ajustarse al vehículo y a las necesidades específicas existentes. Por ejemplo, las aceleraciones medidas pueden integrarse y normalizarse discretamente en una ventana predeterminada para obtener inicialmente aceleraciones filtradas paso bajo. Las aceleraciones filtradas paso bajo pueden sustraerse entonces de las aceleraciones detectadas para obtener aceleraciones filtradas paso alto.

Las aceleraciones filtradas a partir del filtro 214 paso alto se reciben en un módulo 220 de valor absoluto. Específicamente, un valor absoluto de cada una de las aceleraciones filtradas se obtiene en el módulo 220 de valor absoluto. Un acumulador 224 suma o acumula entonces valores absolutos consecutivos que se detectan durante un periodo o una ventana de tiempo predeterminada. Por ejemplo, en algunas realizaciones, después de que se han recibido una primera aceleración filtrada y una segunda aceleración filtrada en el acumulador 224, se suman la primera y segunda aceleración para obtener un valor que puede ser indicativo de la energía disipada en el vehículo 100. El valor acumulado indica generalmente una envolvente de energía o la energía disipada en el vehículo 100 durante un choque. Aunque acumular los valores absolutos de las aceleraciones proporciona una indicación de la energía disipada en el vehículo, también pueden utilizarse otras técnicas de determinación de energía tal como sumar los cuadrados de las aceleraciones filtradas.

Un transformador 228 transforma las aceleraciones filtradas y de valor absoluto del módulo 220 de valor absoluto en al menos un valor transformado. En algunas realizaciones, el transformador 228 incluye un cuantificador 232 que muestrea o cuantifica las aceleraciones condicionadas con una resolución de cuantificación predeterminada.

Por ejemplo, en algunas realizaciones, las cantidades de aceleración entre 0 ms^{-2} y 2,99 ms^{-2} pueden muestrearse o cuantificarse para obtener un valor transformado de 0 ms^{-2} con una resolución de cuantificación de 3 ms^{-2}. De manera similar, las cantidades de aceleración entre 3 ms^{-2} y 6 ms^{-2} pueden muestrearse o cuantificarse para obtener un valor transformado de 3 ms^{-2} con la misma resolución de cuantificación. En algunas otras realizaciones, el transformador 228 incluye un filtro 236 paso bajo que filtra adicionalmente las aceleraciones filtradas para obtener un valor transformado que puede ser indicativo de la velocidad del vehículo 100.

Todavía en algunas otras realizaciones, el transformador 228 incluye un mapeador 240 que mapea las aceleraciones filtradas para obtener un valor transformado predeterminado de una manera similar a la del cuantificador 232. En algunas realizaciones, los valores transformados mapeados utilizados por el mapeador 240 se almacenan en una tabla de consulta en la memoria 216. En algunas realizaciones, los valores transformados mapeados utilizados por el mapeador 240 se determinan mediante una fórmula de mapeado almacenada en la memoria 216. Por ejemplo, las cantidades de aceleración entre 0 ms^{-2} y 2,99 ms^{-2} pueden mapearse para obtener un valor transformado de 1,5 ms^{-2}. De manera similar, las cantidades de aceleración entre 3 ms^{-2} y 6 ms^{-2} pueden mapearse para obtener un valor transformado de 4,5 ms^{-2}. En tal caso, los valores transformados mapeados de 1,5 ms^{-2} y 4,5 ms^{-2} o bien se almacenan en la memoria 216, o se determinan mediante el procesador 212 utilizando una fórmula de mapeado predeterminada que depende de la aplicación disponible. En todavía algunas otras realizaciones, el transformador 228 puede emplear una combinación del cuantificador 232, el filtro 236 paso bajo y el mapeador 240 para determinar el valor transformado. En todavía otras realizaciones, el transformador 228 puede emplear un integrador para integrar los valores de aceleración para obtener valores transformados que son indicativos de la velocidad del vehículo 100.

Una vez que se ha obtenido el valor transformado del transformador 228, el valor transformado se utiliza para recuperar un umbral de una tabla de consulta en la memoria 216. El umbral se corresponde generalmente con el valor transformado. En algunas realizaciones, el procesador 212 procesa y convierte el valor transformado a una dirección de memoria en la que el umbral correspondiente se almacena en la memoria 216. A partir de entonces, el umbral se recupera desde la memoria 216. En algunas otras realizaciones, un generador 244 de señales procesa y convierte el valor transformado a una dirección de memoria en la que se almacena el umbral correspondiente, y recupera el umbral desde la memoria 216. Es decir, la tabla de consulta en la memoria 216 puede incluir una pluralidad de valores transformados determinados empíricamente basándose en la transformación utilizada por el transformador 228.

La figura 2A muestra un primer sistema 250 ejemplar para calcular un valor que es indicativo de la energía disipada en el vehículo 100 utilizando el filtro 214 paso alto, el módulo 220 de valor absoluto y el acumulador 224. Una vez que las aceleraciones se han filtrado en un filtro 214' paso alto, las aceleraciones filtradas se pasan a continuación a valor absoluto en un módulo 220' de valor absoluto para obtener algunas aceleraciones condicionadas. Las aceleraciones condicionadas se acumulan a continuación en un acumulador 224' durante un periodo de T_{win}. De manera similar, la figura 2B muestra un segundo sistema 254 ejemplar para calcular un valor que es indicativo de la energía disipada en el vehículo 100 utilizando el filtro 214 paso alto, el módulo 220 de valor absoluto y el acumulador 224. En tal caso, se implementa un filtro 214'' paso alto con un filtro 258 paso bajo en una estructura de forma directa. En este caso, el filtro 258 paso bajo incluye un integrador 262 que tiene un periodo de integración T_{FIR}, y un amplificador 266 que tiene una ganancia de -1/ T_{FIR}. Las aceleraciones filtradas paso bajo se añaden entonces a las aceleraciones para obtener una pluralidad de aceleraciones filtradas en un sumador 270. Las aceleraciones filtradas se pasan a valor absoluto en un módulo 220'' de valor absoluto para obtener algunas aceleraciones condicionadas. Las aceleraciones condicionadas se acumulan entonces en un acumulador 224'' durante un periodo de T_{win}. Por supuesto, también pueden utilizarse otras implementaciones de filtros paso alto tal como una implementación en cascada, dependiendo de la aplicación disponible.

La figura 3 muestra una representación gráfica 300 de umbral de despliegue. Los valores transformados se miden a lo largo del eje 304 x, y los valores acumulados se miden a lo largo de un eje 308 y. La curva 312 ilustra un evento de despliegue o choque en el que se despliegan dispositivos de retención basándose en los valores transformados y los valores acumulados. La curva 316 ilustra un evento sin despliegue o choque en el que los dispositivos de retención se desactivan basándose en los valores transformados y en los valores acumulados. La curva 320 ilustra un umbral ejemplar que puede almacenarse en la memoria 216. En algunas realizaciones, la curva 320 de umbral se ajusta de modo que todos los eventos sin despliegue permanecen por debajo de la curva 320 de umbral. En general, la curva 320 de umbral se determina de manera dinámica a partir de los valores acumulados que se han acumulado a lo largo de momentos diferentes, los valores acumulados que se han acumulado a lo largo de un determinado número de condiciones o aceleraciones, los valores transformados generados a partir de valores acumulados, y similares. Por ejemplo, un primer valor acumulado puede obtenerse a partir de acumular una pluralidad de aceleraciones condicionadas durante un primer periodo de tiempo, mientras que un segundo valor acumulado puede obtenerse a partir de aceleraciones condicionadas durante un segundo periodo de tiempo. De esta manera, los valores acumulados determinados a partir de las dos acumulaciones son diferentes, obteniendo de este modo valores transformados diferentes y umbrales diferentes. Una vez que se supera el umbral, se identifica un evento de despliegue o choque. Más específicamente, en algunas realizaciones, para cada uno de los valores transformados, se determina un valor acumulado de despliegue asociado buscando en la tabla de consulta en la memoria 216. Además, la tabla de consulta se calibra generalmente utilizando datos de aceleración determinados durante pruebas de choques. En algunas realizaciones, también se registran los datos de aceleración para un choque sin despliegue.

Con referencia de nuevo a la figura 2, el umbral recuperado se compara con el valor acumulado del acumulador 224 en el generador 244 de señales. En algunas realizaciones, el generador 244 de señales incluye un comparador 248 que compara el valor acumulado con el valor recuperado. El generador 244 de señales activa el dispositivo 208 de retención cuando el valor acumulado supera el umbral recuperado determinado a partir del valor transformado, o cuando se ha identificado un choque con despliegue. Específicamente, el generador 244 de señal genera una señal de despliegue que acciona los dispositivos de retención cuando el valor acumulado supera el umbral recuperado. Sin embargo, el generador 244 de señales genera una señal de desactivación que desactiva los dispositivos de retención cuando el valor acumulado está por debajo del umbral recuperado.

En algunas realizaciones, el generador 244 de señales generará sólo una señal de activación o señal de despliegue cuando el valor acumulado supere el umbral recuperado, y no generará ninguna señal de desactivación en otro caso. De este modo, también pueden utilizarse otras técnicas de despliegue para activar los dispositivos de retención. Por ejemplo, todavía en algunas otras realizaciones, el generador 244 de señales puede generar también la señal de activación o señal de despliegue basándose en una combinación de señales generadas por otros algoritmos de despliegue y los resultados del comparador 248. Es decir, las señales de técnicas de despliegue adicionales se combinan y se procesan en el generador 244 de señal para llegar a una decisión de despliegue final.

La figura 4 incluye un diagrama 400 de flujo que ilustra adicionalmente los procesos que se producen en algunas realizaciones que incluyen procesos que pueden llevarse a cabo mediante software, firmware, o hardware. Tal como se observó, los detectores detectan aceleraciones y otros parámetros. Esto se muestra en el bloque 404. Las condiciones de vehículo, tales como las aceleraciones, se filtran paso alto (tal como se describió anteriormente) para obtener aceleraciones filtradas, tal como se muestra en el bloque 408. Las aceleraciones filtradas se procesan a continuación en el módulo 220 de valor absoluto para obtener los valores absolutos de las aceleraciones filtradas tal como se muestra en el bloque 412. Los valores absolutos de las aceleraciones se acumulan (bloque 420). Los valores acumulados son indicativos de la energía disipada en el vehículo 100. Los valores de las aceleraciones a partir del bloque 404 se transforman de manera similar a una pluralidad de aceleraciones transformadas o valores transformados, tal como se muestra en el bloque 416. Esto puede hacerse de una manera similar a la técnica descrita anteriormente. Los valores transformados se utilizan para recuperar un umbral en el bloque 424 de una tabla 428 almacenada en la memoria 216. El umbral recuperado del bloque 424 se compara a los valores acumulados en el bloque 432. Si los valores acumulados superan el umbral recuperado, se genera una señal de despliegue en el bloque 436. Si los valores acumulados están por debajo del umbral recuperado, se genera una señal de desactivación en el bloque 440.

En las siguientes reivindicaciones se exponen diversas características de la invención.

Claims (10)

1. Procedimiento para controlar un dispositivo de retención en un vehículo, comprendiendo el procedimiento:

detectar una condición de vehículo y crear (404) una primera señal indicativa de la aceleración del vehículo;

determinar (408, 412, 420) una segunda señal a partir de la primera señal; y

comparar (432) la segunda señal con un umbral;

caracterizado porque el procedimiento comprende además:

recuperar (424) el umbral basándose en la primera señal y en la segunda señal;

generar (436) una señal de despliegue basándose en la comparación de la segunda señal con el umbral; y

activar el dispositivo de retención cuando el valor de la segunda señal supera el umbral.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además filtrar (408) paso alto la primera señal detectada indicativa de la aceleración.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que determinar la segunda señal comprende además:

determinar (412) un valor absoluto de la primera señal; y

mapear (240) el valor absoluto de la primera señal.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que determinar la segunda señal comprende además al menos una de las acciones de cuantificar (232) la cantidad de aceleración y filtrar (236) paso bajo la cantidad de aceleración.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además generar (440) una señal de desactivación al dispositivo de retención cuando un valor de la segunda señal está por debajo del umbral.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además generar una señal de activación al dispositivo de retención cuando un valor de la segunda señal supera el umbral.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además:

detectar una segunda cantidad de aceleración;

determinar un valor absoluto de la primera señal;

determinar un valor absoluto de la segunda cantidad de aceleración; y

sumar los valores absolutos de la primera señal y de la segunda cantidad de aceleración.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que determinar la segunda señal comprende determinar una envolvente de energía de la primera señal.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que determinar la segunda señal comprende determinar una energía de la primera señal.

10. Unidad de procesamiento electrónico con una memoria, caracterizada porque la memoria está programada para ejecutar un procedimiento según una de las anteriores reivindicaciones.