ES2313698T3 - Procedimiento y dispositivo para controlar un sistema de proteccion de personas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar un sistema de protección de personas de un vehículo de motor con los pasos siguientes detección de una señal de aceleración (a), caracterizado por los pasos siguientes: determinación automática del valor mínimo absoluto (V) y del valor máximo absoluto (B) de la señal de aceleración (a) o de de la señal de aceleración sumada o integrada; y emisión de una señal de control para activar el sistema de protección de personas en dependencia de la relación entre el valor mínimo (V) y el valor máximo (B).
Description
Procedimiento y dispositivo para controlar un
sistema de protección de personas.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo para controlar un sistema de
protección de personas, en especial un sistema de protección de
personas para peatones.
En el caso de chocar un vehículo con un peatón,
este último puede sufrir graves lesiones, incluso con velocidades
reducidas del vehículo. La Unión Europea ha publicado por ello
directrices que obligan a los fabricantes de vehículos de motor a
construir sus vehículos de motor de tal modo, que se reduzca el
riesgo de lesiones para un peatón. Los fabricantes buscan para ello
dos estrategias de solución. Una primera estrategia prevé una
modificación de la carrocería, para crear zonas deformables para los
peatones. Aquí se adaptan entre otras la superficie frontal y en
especial el parachoques en cuanto a su disposición y estructura. La
segunda estrategia prevé recoger al peatón mediante instalaciones
de protección de personas activas, por ejemplo airbags exteriores o
una elevación del capó de motor antes de un impacto contra la
columna A o el bloque motor.
Para la segunda estrategia se necesitan sensores
apropiados, que reconozcan un impacto de un peatón contra el
vehículo. Para esto pueden utilizarse diferentes principios
sensoriales, entre otros sensores de aceleración, de presión, de
golpeo, piezoeléctricos y/u ópticos.
Muchos de los dispositivos activos de protección
de personas, como por ejemplo el airbag exterior, sólo pueden
usarse una vez. Después tienen que sustituirse, con lo que se
producen costes considerables para el propietario del vehículo. Por
ello la valoración sensorial debería poder distinguir con seguridad
un choque con un peatón frente a otros choques.
La transmisión de impulsos de un peatón al
vehículo puede estimarse a partir de la velocidad del vehículo y
del peso corporal normal de personas. A partir de las señales del
sensor de aceleración se determina por ello, convenientemente, la
transmisión de impulsos. Si la transmisión de impulsos está dentro
de un margen normal para un peatón, se activa el sistema de
protección de personas.
El margen normal de la transmisión de impulsos
se fija, entre otras cosas, mediante la masa normal del peatón y la
velocidad del vehículo. Aquí se supone que el peatón no tiene
velocidad propia o sólo tiene una velocidad propia reducida
despreciable de unos pocos kilómetros por hora. Un balón en vuelo
con una velocidad propia considerable de por ejemplo 55 km/h
podría, sin embargo, conducir también a una transmisión de impulsos
que se corresponda con la de un peatón. Por ello, a causa de un
balón de este tipo puede activarse de forma errónea el sistema de
protección de personas.
Del documento del género expuesto WO 01/98117 A1
es conocido que en el caso de un sistema de protección de peatones
se detecten señales de aceleración y se tengan en cuenta a la hora
de activar medios de protección de peatones.
Una ventaja del procedimiento conforme a la
invención con las particularidades de la reivindicación 1 y del
dispositivo con las particularidades de la reivindicación 10 estriba
en que un impacto de un objeto con velocidad propia puede
diferenciarse de un peatón con velocidad propia despreciable.
El procedimiento conforme a la invención para
controlar un sistema de protección de personas prevé para ello una
detección de una señal de aceleración, una determinación automática
de un valor mínimo absoluto y de un valor máximo absoluto de la
señal de aceleración y la emisión de una señal de control para
activar el sistema de protección de personas, dependiendo de la
relación entre el valor mínimo absoluto y el valor máximo absoluto,
en especial cuando una relación en cuanto a importe entre el valor
mínimo y el valor máximo supera un valor umbral
predetermina-
do.
do.
En el caso de un impacto de un objeto contra un
vehículo, los sensores de aceleración registran una señal de
aceleración oscilatoria. Esta presenta varios extremos consecutivos
en el tiempo y después se evaporan. Conforme a la invención se ha
reconocido que la relación entre el mínimo absoluto y el máximo
absoluto de las oscilaciones depende de si el objeto presenta una
velocidad propia o no. En el caso de un choque con un peatón, esta
relación es mayor que en el caso de un choque con el balón ligero,
pero rápido.
Las señales de aceleración llevan un signo. Una
aceleración positiva designa con ello una aceleración en la
dirección de marcha y, de forma correspondiente, una aceleración
negativa en una dirección contrapuesta a la dirección de marcha. El
máximo absoluto debe asociarse en consecuencia a una aceleración en
la dirección de marcha y el mínimo absoluto a una aceleración en la
dirección opuesta. Sobre todo este último va acompañado del impacto
de un peatón o el choque de otro objeto. El mínimo sigue al impacto
del objeto con el vehículo. El siguiente máximo es consecuencia de
la carrocería o de receptor de aceleración inducido a oscilar.
Casi siempre el mínimo que se produce primero
presenta el valor mínimo absoluto. El máximo que sigue al primer
mínimo presenta casi siempre después el valor máximo absoluto,
cuando el sensor de aceleración está dispuesto cerca del punto de
impacto. En el caso de que el sensor de aceleración esté dispuesto
en el borde de la carrocería y el impacto se produzca en el centro
de la carrocería, se obtiene un máximo antecesor del primer mínimo.
El máximo antecesor presenta después casi siempre el valor máximo
absoluto.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
perfeccionamientos y configuraciones ventajosos.
Conforme a una configuración se filtra la señal
de aceleración, y la determinación automática del valor máximo y
del valor mínimo se lleva a cabo con base en la señal de aceleración
filtrada. El filtrado puede llevarse a cabo mediante la integración
de la señal de aceleración o mediante un promediado basado en un
filtro de ventana deslizante. Por medio de esto se suprimen
fluctuaciones breves de la señal de aceleración.
Conforme a una configuración se determina el
valor mínimo después de que el importe absoluto de la señal de
aceleración o de la señal de aceleración filtrada supere un primer
valor umbral inferior. Por medio de esto puede producirse una
inicialización. Un ruido inicial de la señal de aceleración se
suprime efectivamente por medio de esto. La determinación del
mínimo absoluto y del máximo puede finalizarse si ha transcurrido
un periodo de tiempo predeterminado desde el inicio de la
determinación. El periodo de tiempo predeterminado se obtiene entre
otras cosas del momento en el que como muy tarde debe accionarse el
sistema de protección de personas, para conseguir un efecto.
Conforme a una configuración la señal de
aceleración es detectada por un sensor de aceleración o un sensor de
golpeo.
La presente invención se explica a continuación
con más detalle, con base en unos ejemplos de ejecución preferidos
y figuras. En las figuras muestran:
la figura 1 representación esquemática de un
ejemplo de ejecución del dispositivo conforme a la invención,
la figura 2 representación de una señal de
aceleración al impactar un peatón,
la figura 3 señal de aceleración al impactar un
balón y
la figura 4 diagrama de flujo de un ejemplo de
ejecución de la presente invención.
En las figuras los símbolos de referencia
iguales designan componentes iguales o similares.
Un sensor de aceleración 1 está aplicado al
frontal de un vehículo de motor 10. Al chocar este vehículo con un
peatón se obtiene una señal de aceleración a, que es registrada por
el sensor 1. Una señal de aceleración a a modo de ejemplo se ha
representado a lo largo del tiempo t en la figura 2. Aquí sólo se
muestra un corte temporal de la señal de aceleración a relevante
para la invención. La señal presenta en un primer momento t1 un
mínimo P1 y en un momento t2 subsiguiente un máximo P2. El máximo
que se produce inicialmente en el momento t0 no se contempla, a
causa de su reducido valor y porque no llega a un valor umbral T
predeterminado.
A partir del mínimo P1 se determina el valor
extremo o el valor de pico V. Del mismo modo se determina el valor
máximo B del máximo de P2. La relación en cuanto a importe entre V y
B es mayor, en el caso del impacto de un peatón, que un valor
umbral S predeterminado. Esto se aprovecha conforme a la invención
por medio de que después sólo se activa una señal de control 200
para accionar un sistema de protección de personas, si la relación
es mayor que el valor umbral S.
En comparación con la figura 2, en la figura 3
se plasma la señal de aceleración a a lo largo del tiempo t, cuando
un balón rápido colisiona con el mismo vehículo.
Aquí se obtiene también un comportamiento
oscilatorio de la señal de aceleración a. Al primer mínimo P3 en el
momento t3 después del impacto le sigue a su vez un máximo P4 en un
momento t4. Sin embargo, la relación entre los valores de señal del
mínimo P3 y el valor de señal del máximo P4 es menor que lo
explicado anteriormente con relación a un choque con un peatón. La
relación en cuanto a importe sería en este caso menor que el valor
umbral S elegido adecuadamente con anterioridad.
Con relación a la figura 4 y al diagrama de
flujo representado en la misma se explica una forma de ejecución
del procedimiento conforme a la invención. En un primer paso se
detecta una señal de aceleración (S1). Si ésta supera un valor
umbral mínimo, comienza el análisis de la señal de aceleración a
(S2). Durante el análisis se determina el mínimo P1. Para esto no
se utiliza directamente la señal de aceleración a entrante, sino los
valores sumados o integrados de la señal de aceleración a. Una
inicialización de la integral sobre el valor 0 puede realizarse con
el paso S2. La integración compensa oscilaciones breves de la señal
de aceleración a. De este modo tiene el efecto de un filtro y
contribuye a la robustez del procedimiento. A partir del mínimo se
determina (S3) el valor mínimo P2. A partir del máximo P2 que se
produce a continuación en la figura 1 se determina igualmente el
valor extremo B (S4).
A continuación se relaciona el importe del valor
mínimo V con el valor máximo B y se compara con el valor umbral S
predeterminado (S5). Ventajosamente puede reducirse la complejidad
de cálculo para ello necesaria, por medio de que el valor máximo B
se multiplica por el umbral S y este producto se compara con el
importe del valor mínimo V. Si el producto es inferior al valor
mínimo V, se presenta un choque con un peatón y se emite una señal
de control 200 para accionar un sistema de protección de personas
(S6). Con preferencia no sólo se recoge una señal de aceleración a
con un único sensor 1, sino por varios sensores 1. Las señales de
control aisladas se reúnen y se adicionan ponderadas. Si la señal de
control ponderada supera un valor umbral, se produce el verdadero
accionamiento del sistema de protección de personas.
Alternativamente pueden sumarse las señales de aceleración aisladas
de varios sensores de aceleración. A continuación se determina el
mínimo y el máximo de la señal de aceleración sumada. Su relación
se compara, de forma correspondiente a los ejemplos de ejecución
anteriores, con un valor umbral. Al superarse el valor umbral se
produce un accionamiento del sistema de protección de personas.
En las figuras 2 y 3 el mínimo absoluto y el
máximo absoluto se corresponden en cada caso con el primer mínimo o
el primer máximo. Sin embargo, también existen casos en los que
sobre todo el máximo absoluto se produce en otra
semi-oscilación, por ejemplo en el máximo que se
produce temporalmente en segundo lugar. Además de esto el máximo
absoluto también puede producirse antes del mínimo absoluto. La
secuencia desde el mínimo absoluto y el máximo absoluto depende del
punto de impacto y de la posición del sensor de aceleración. Las
curvas mostradas en las figuras 2 y 3 se corresponden con un
impacto cerca del sensor. Si el objeto choca sin embargo lejos del
sensor con la carrocería, puede producirse en consecuencia de una
acción de palanca en primer lugar una aceleración positiva. Esta
presenta después con frecuencia el mayor valor máximo que se
produce.
Las señales de control aisladas pueden estar
todas ponderadas con igual o distinta intensidad. Para este último
caso puede determinarse la distancia entre los sensores y el punto
de impacto. Una señal de control se pondera ventajosamente con
mayor intensidad cuanto más cerca esté el punto de impacto respecto
al sensor.
Debido a que la carrocería y los sensores
dependen de la temperatura, ha demostrado se ventajoso detectar las
señales de aceleración compensadas en temperatura o fijar el valor
umbral dependiendo de la temperatura.
Aparte de esto las señales de control pueden
combinarse también con otras señales de control, que estén
caracterizadas por una determinación de la masa y/o de la rigidez
del objeto que impacta.
El umbral puede adaptarse en dependencia de la
velocidad del vehículo.
Aunque la presente invención se ha descrito con
base en un ejemplo de ejecución preferido, no está limitada al
mismo. En especial pueden utilizarse en lugar de sensores de
aceleración, también sensores de golpeo o sensores similares.
Claims (9)
1. Procedimiento para controlar un sistema de
protección de personas de un vehículo de motor con los pasos
siguientes
detección de una señal de aceleración (a),
caracterizado por los pasos siguientes:
determinación automática del valor mínimo
absoluto (V) y del valor máximo absoluto (B) de la señal de
aceleración (a) o de de la señal de aceleración sumada o integrada;
y
emisión de una señal de control para activar el
sistema de protección de personas en dependencia de la relación
entre el valor mínimo (V) y el valor máximo (B).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la emisión de una señal de control para
activar el sistema de protección de personas se produce cuando la
relación en cuanto a importe entre el valor mínimo (V) y el valor
máximo (B) supera un valor umbral predeterminado.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la señal de
aceleración (a) se filtra, y la determinación automática del valor
máximo (B) y del valor mínimo (V) se lleva a cabo con base en la
señal de aceleración filtrada.
4. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el filtrado contiene una integración de
la señal de aceleración (a) o un promediado basado en un filtro de
ventana deslizante.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
determina el valor mínimo y el valor máximo después de que el
importe absoluto de la señal de aceleración (a) o de la señal de
aceleración filtrada supere un valor umbral inferior (T).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a través de
varias señales de aceleración (a) se promedian varios sensores (1)
o varias señales de control.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque las señales de aceleración (a) o señales
de control se ponderan de forma correspondiente a la distancia
entre un punto de impacto de un objeto y uno de los sensores (1),
de entre varios de los sensores (1), para la señal de aceleración
(a) respectiva.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las señales
de aceleración se detectan compensadas en temperatura o las señales
de control se emiten compensadas en temperatura.
9. Dispositivo para controlar un dispositivo de
protección de personas de un vehículo de motor con
al menos un sensor (1) para detectar una señal
de aceleración (a) al impactar un objeto, caracterizado por
una instalación de tratamiento de datos (2) para determinar
automáticamente el valor mínimo (V) absoluto y el valor máximo (B)
absoluto de la señal de aceleración, de la señal de aceleración
sumada o de la señal de aceleración integrada y
y un interfaz de emisión para emitir una señal
de control para activar el sistema de protección de personas,
dependiendo de la relación entre el valor mínimo (V) y el valor
máximo (B).
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