ES2388373T3 - Método y dispositivo de control para la detección de una circulación en cuneta de un vehículo - Google Patents

Abstract

Método (600) para la detección de una circulación en cuneta de un vehículo (100), comprendiendo el método(600):- recibir (610) una señal de sensor de aceleración de balanceo que representa una aceleración de al menos unaparte del vehículo sobre un eje longitudinal del vehículo (100);- determinar (620) un valor de detección (y) usando la señal de sensor de aceleración de balanceo o usando la señalde sensor de aceleración de balanceo como valor de detección; y- detectar (630) la circulación en cuneta del vehículo (100) cuando el valor de detección (y) muestra un valor que seencuentra dentro de un intervalo de valores de detección predeterminado.

Description

Método y dispositivo de control para la detección de una circulación en cuneta de un vehículo

Técnica anterior

La presente invención se refiere a un método para la detección de una circulación en cuneta de un vehículo según la reivindicación 1, a un dispositivo de control según la reivindicación 11 así como a un producto de programa informático según la reivindicación 12.

Para la activación de medios de retención o medios de seguridad pirotécnicos en un vehículo, a menudo se detecta y se analiza una gran transferencia de impulsos al habitáculo, que se produce como resultado de una colisión con otro participante del tráfico, un obstáculo móvil o uno estático. Dependiendo de los medios de retención, la activación optimizada con respecto al tiempo de los mismos puede servir para reducir ligeramente los movimientos de los ocupantes en relación con el habitáculo, que resultan de la transferencia de impulsos, por lo que puede minimizarse el riesgo de lesión. Como norma, puede diferenciarse entre medios de retención críticos con respecto al tiempo y no críticos con respecto al tiempo. Mientras que los airbags frontales y laterales convencionales pueden proporcionar protección sólo durante una pequeña fracción de segundo tras la activación de los mismos, los medios de retención tales como pretensores de cinturón pirotécnicos y airbags de cortina o airbags de ventana pueden ofrecer protección durante un periodo de tiempo sustancialmente más largo, es decir, incluso hasta varias decenas de segundos. Los medios de retención que se activan en caso de choque dependen del tipo de choque y de la gravedad del choque. En el caso de un choque, habitualmente se activan medios de retención críticos con respecto al tiempo y no críticos con respecto al tiempo en el plazo de un periodo de tiempo muy pequeño mediante las funciones de activación del sistema de seguridad electrónico. Para una multitud de escenarios de choque sencillos, el acoplamiento temporal de la activación de los medios de retención críticos con respecto al tiempo y no críticos con respecto al tiempo es razonable pero no obligatorio. La activación de manera considerablemente más temprana de los medios de retención no críticos con respecto al tiempo podría tener el efecto de aumentar su efecto protector en lugar de reducirlo. Esto se aplica específicamente cuando puede evitarse un movimiento de los ocupantes en relación con el habitáculo, que podría afectar sustancialmente por un lado al efecto protector de los medios de retención críticos con respecto al tiempo y por otro lado dar como resultado por sí mismo lesiones, antes de la colisión real del vehículo en escenarios de circulación complejos.

El documento DE 10 2006 045 682 B3 muestra un enfoque de detección de una circulación en cuneta de un vehículo basándose en un ángulo de dirección o un cambio detectado del ángulo de dirección y la modificación correspondiente de un criterio de activación. Sin embargo, esto resulta desventajoso ya que, una vez que el vehículo entra en la cuneta, debe esperarse un tiempo de reacción del conductor hasta que se accionan los medios de dirección de modo que se pierde un tiempo precioso antes de que puedan accionarse los medios de retención requeridos en la situación de circulación que se está produciendo.

EP 2 058 180 A da a conocer un sistema de predicción antivuelco de vehículo y despliegue de dispositivo de retención que incluye una pluralidad de sensores de datos para generar una pluralidad de señales de datos y un controlador configurado para recibir las señales de datos y para desplegar dispositivos de retención reajustables y no reajustables. El controlador está configurado para funcionar de acuerdo con un método según la invención para activar al menos un dispositivo de retención reajustable cuando una o más de las señales de datos supera un primer umbral, indicando que el vehículo está en una posición o experimenta movimiento que indica una posibilidad de que el vehículo vuelque y para desactivar el al menos un dispositivo de retención reajustable cuando una o más de las señales de datos cae por debajo del primer umbral.

El documento US 2004/0176897 A1 da a conocer un método y un sistema para clasificar estados de vehículos. Se adquiere información de aceleración lateral, información de aceleración vertical e información de ángulo de balanceo y se usa la información de ángulo de balanceo para compensar la información de aceleración para los efectos de la gravedad. La información de aceleración compensada se compara con uno o más umbrales para cambiar contravalores que puede calibrarse y se usan comparaciones de umbral adicionales para determinar el estado o el tipo de vuelco del vehículo.

El documento GB 2 335 521 A da a conocer una disposición de seguridad que se proporciona en un vehículo a motor. La disposición de seguridad comprende un aparato sensor de balanceo para detectar estados indicativos de un accidente de vuelco para proporcionar una señal de salida para desencadenar la activación de un dispositivo de seguridad. El aparato sensor de balanceo responde tanto a un parámetro angular tal como la velocidad angular del vehículo (por ejemplo, si la velocidad angular del vehículo supera un umbral), como también responde a la aceleración lateral, comparando de nuevo esta última aceleración con un umbral. Uno o ambos los umbrales usados para fines de comparación puede ser una función de otro parámetro del vehículo, o pueden ser umbrales fijos.

Descripción de la invención

Basándose en estos antecedentes, la presente invención sirve para presentar un método, además un dispositivo de control que emplea este método así como finalmente un producto de programa informático respectivo según las reivindicaciones independientes. Las realizaciones ventajosas resultan de las reivindicaciones dependientes respectivas y de la descripción posterior.

La presente invención proporciona un método para la detección de una circulación en cuneta de un vehículo, comprendiendo el método:

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recibir una señal de sensor de aceleración de balanceo que representa una aceleración de al menos una parte del vehículo alrededor de un eje longitudinal del vehículo;

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determinar una variable de detección usando la señal de sensor de aceleración de balanceo o usando la señal de sensor de aceleración de balanceo como variable de detección; y

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detectar la circulación en cuneta del vehículo cuando la variable de detección muestra un valor que se encuentra dentro de un intervalo de valores de detección predeterminado.

La presente invención proporciona además un dispositivo de control configurado para efectuar o implementar las etapas del método inventivo. Esta realización alternativa de la invención en forma de un dispositivo de control también puede servir para logar el objeto subyacente a la invención de manera rápida y eficaz.

En principio, un dispositivo de control puede ser un dispositivo eléctrico, que procesa señales de sensor y, dependiendo de los mismos, emite señales de control. El dispositivo de control puede comprender una interfaz, que puede configurarse en hardware y/o en software.

En el caso de una configuración en hardware, estas interfaces pueden formar parte, por ejemplo, de un sistema denominado ASIC, que comprende diversas funciones del dispositivo de control. Sin embargo, también es posible que las interfaces sean circuitos integrados, individuales, o al menos que consistan parcialmente en componentes diferenciados. En el caso de una configuración en software, las interfaces pueden ser módulos de software, que pueden proporcionarse en un microcontrolador cerca de otros módulos de software, por ejemplo.

También resulta ventajoso un producto de programa informático con un código de programa almacenado en un soporte legible por ordenador tal como una memoria de semiconductor, un disco duro o una memoria óptica y utilizarlo para realizar el método según una cualquiera de las realizaciones mencionadas anteriormente, cuando el programa se ejecuta en un dispositivo de control.

La presente invención proporciona la ventaja de que, mediante el uso de sensores de cantidad de balanceo respectivos (que detectan una aceleración de balanceo, una tasa de balanceo o un ángulo de balanceo del vehículo, por ejemplo), puede efectuarse una detección rápida y eficaz de una circulación en cuneta del vehículo. El balanceo es un movimiento del vehículo sobre el eje longitudinal del vehículo. La presente invención se basa específicamente en el hecho de que, cuando el vehículo entra en la cuneta, específicamente a una velocidad superior a una velocidad mínima, el resultado será un descenso de las ruedas en un lado del vehículo. Este rebote tendrá el efecto de que al menos un eje del vehículo se inclinará más rápido que la carrocería del vehículo. Para desviar de nuevo el vehículo, se efectúa un movimiento de balanceo de la carrocería del vehículo, con el resultado de una aceleración de balanceo en el vehículo. Esta aceleración de balanceo puede usarse para detectar la circulación en cuneta del vehículo.

La presente invención ofrece además la ventaja de que la circulación en cuneta del vehículo puede detectarse rápidamente mediante el uso de sensores formados respectivamente, sin tener que esperar una intervención sobre la dirección por parte del conductor. Además, al dar valores umbral respectivos, puede efectuarse una evaluación muy precisa en un dispositivo de control configurado respectivamente de modo que se hace posible una detección rápidamente y sumamente precisa de la situación de circulación respectiva mediante el uso de componentes económicos.

Según una realización ventajosa de la invención, en la etapa de recepción, puede recibirse al menos un valor de señal de aceleración adicional, representando al menos un valor de señal de aceleración adicional una aceleración vertical con respecto al vehículo y/o la aceleración de gravedad, y en la que, en la etapa de determinación, el valor de detección se determina usando el al menos un valor de señal de aceleración adicional. Una realización de este tipo de la invención proporciona el beneficio de que, mediante el uso de la aceleración de balanceo por un lado, y el uso de una aceleración vertical con respecto al vehículo por otro lado, existe la posibilidad de una comparación (o una formación de cociente) de estas dos aceleraciones. Esto permite una diferenciación más precisa entre una circulación en rampa no crítica, en la que no es necesario que se activen medios de seguridad, y una circulación en cuneta crítica con respecto a la seguridad, en la que, por ejemplo, deben activarse medios de retención de ocupantes respectivos.

Resulta ventajoso cuando, en la etapa de recepción, se recibe una información de inercia del vehículo con respecto a las condiciones de circulación actuales y/o una información de masa sobre la masa del vehículo, en la que, en la etapa de determinación, el valor de detección se determina basándose en la información de inercia y/o la información de masa. Una realización de este tipo de la presente invención ofrece la ventaja de que pueden tenerse en cuenta características precisas del vehículo para la determinación de una circulación en cuneta, con el resultado de que puede efectuarse la detección de la circulación en cuneta del vehículo de manera más precisa.

En una realización adicional de la presente invención, en la etapa de detección puede detectarse la circulación en cuneta cuando el valor de detección se encuentra en un intervalo de valores de detección que incluye fundamentalmente valores entre cero y un valor final, representando el valor final la mitad de una anchura del vehículo. Una realización de este tipo de la presente invención ofrece la ventaja de que pueden detectarse valores de sensor defectuosos y por tanto no plausibles en la evaluación. Esto representa un aumento de seguridad adicional.

Además, en otra realización de la invención, en la etapa de detección, puede detectarse la circulación en cuneta cuando tanto el valor de detección estaba al menos temporalmente dentro del intervalo de valores de detección predeterminado como, tras esto, la señal de sensor de aceleración de balanceo, una tasa de balanceo recibida adicionalmente o un ángulo de balanceo recibido adicionalmente adopta un valor mayor que un umbral de valor de balanceo predefinido dentro de un intervalo de tiempo predeterminado. Una realización de este tipo de la presente invención proporciona el beneficio de que en primer lugar se utiliza un criterio de inicio muy preciso para la detección de una circulación en cuneta del vehículo pero también se tiene en cuenta el recorrido adicional de la circulación en cuneta por medio de un movimiento de balanceo trazado. Esto representa una precisión adicional en la detección de la circulación en cuneta.

También es ventajoso cuando, en la etapa de recepción, se recibe adicionalmente una señal de plausibilidad, que representa una cantidad física independiente del movimiento de balanceo del vehículo, y en la que, en la etapa de detección, se detecta la circulación en cuneta del vehículo cuando la señal de plausibilidad cumple un criterio de plausibilidad predeterminado. Una realización de este tipo de la presente invención ofrece la ventaja de una verificación de la circulación en cuneta detectada por medio de señales, que se detectan de una manera independiente del movimiento de balanceo del vehículo. Esto permite una detección incluso más precisa de una circulación en cuneta del vehículo, por lo que se obtiene un aumento de seguridad adicional para un ocupante del vehículo.

Además, en una realización adicional de la invención en la etapa de recepción, se recibe al menos una señal de plausibilidad, que representa una velocidad de rueda de una rueda del vehículo, la velocidad de guiñada del vehículo, una intervención sobre la dirección por parte del conductor del vehículo o al menos un par de frenado o circulación en uno de los bordes del vehículo. Tales señales de plausibilidad ofrecen, junto a una posibilidad de detección sencilla, una opción buena y fiable para la plausibilidad de una circulación en cuneta del vehículo.

En otra realización de la invención, en la etapa de recepción, puede recibirse además una señal de sensor de velocidad, que representa una velocidad del vehículo, en la que, en la etapa de detección, se detecta una circulación en cuneta cuando la señal de sensor de velocidad muestra un valor que se encuentra por encima de un valor umbral de velocidad predeterminado. La ventaja de una realización de este tipo de la invención consiste en el hecho de que, en primer lugar, se producirá una circulación en cuneta crítica con respecto a la seguridad principalmente cuando el vehículo se desliza al interior de la zona de cuneta a una velocidad relativamente alta, y en segundo lugar, sólo se producirá el rebote de las ruedas en un lado del vehículo cuando el vehículo entra en la cuneta a una velocidad mínima determinada.

Un aspecto adicional de la presente invención puede revelarse cuando, en la etapa de detección se inhibe una detección de una circulación en cuneta cuando el valor de detección muestra un valor que se encuentra fuera del intervalo de valores de detección. Una realización de este tipo de la presente invención proporciona la ventaja de que puede tener lugar una cierta plausibilidad de las señales de sensor obtenidas más pronto durante la detección de la circulación en cuneta. De esta forma, pueden detectarse posibles errores de medición de manera rápida y eficaz de modo que una realización de este tipo de la presente invención puede proporcionar un aumento de seguridad adicional en la detección de la circulación en cuneta del vehículo.

Además, para garantizar la máxima seguridad para el conductor de un vehículo durante la circulación, en una realización adicional de la invención, puede proporcionarse una etapa de activación de medios de seguridad cuando se detecta una circulación en cuneta del vehículo en la etapa de detección. Especialmente puede llevarse a cabo una activación de medios de seguridad no críticos con respecto al tiempo, lo que proporciona una función de seguridad por ejemplo durante más de 0,25 segundos. Por tanto, un pasajero del vehículo puede mantenerse en una posición en la que los medios de seguridad críticos con respecto al tiempo muestran el mejor efecto.

La invención se explica a modo de ejemplo en más detalle por medio de los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un escenario de aplicación para una primera realización de la presente invención;

las figuras 2a-c muestran representaciones de modelos de resorte doble del vehículo para diferentes estados de circulación, en una transición de una superficie de calzada a una cuneta;

las figuras 3a-b muestran representaciones de modelos de resorte doble adicionales del vehículo para diferentes estados de circulación, en una transición de una circulación en calzada a una circulación en cuneta;

las figuras 4a-b muestran representaciones de un ángulo de balanceo en una desviación de las ruedas en una circulación en cuneta (figura 4a) en contraposición a una circulación en pendiente (figura 4b);

la figura 5 muestra un diagrama de flujo de una realización de la presente invención en forma de un método para detectar una circulación en cuneta de un vehículo; y

la figura 6 muestra un diagrama de flujo de una realización adicional de la presente invención en forma de un método.

En las figuras, los elementos iguales o similares pueden proporcionarse con números de referencia iguales o similares, facilitándose una descripción repetida. Además, las figuras de los dibujos, la descripción de las mismas así como las reivindicaciones incluyen numerosas propiedades en combinación. Un experto en la técnica entiende claramente que estas propiedades también pueden considerarse individualmente o pueden combinarse para formar combinaciones adicionales que no se describen explícitamente en el presente documento. Además, la invención puede comentarse en la siguiente descripción usando diferentes medidas y dimensiones, por lo que establecer estas medidas y dimensiones no debe entenderse de manera que la invención se entienda limitada a estas medidas y dimensiones. Además, las etapas del método inventivo también pueden ejecutarse de manera repetida o en un orden distinto al descrito. Si una realización incluye una conexión “y/o” entre una primera propiedad y una segunda propiedad, esto puede interpretarse de manera que la realización puede comprender, según una forma, tanto la primera propiedad como una segunda propiedad y, según otra forma, puede comprender sólo la primera propiedad o sólo la segunda propiedad.

Una aplicación particularmente ventajosa de la presente invención consiste en permitir la activación temprana de medios de retención no críticos con respecto al tiempo en situaciones de circulación peligrosas que, en casos de choque complejos, pueden producirse en un momento considerablemente anterior a la colisión real del vehículo, en los que deben activarse los medios de retención críticos con respecto al tiempo. Un elemento importante en una situación de circulación peligrosa típica, “salirse de la calzada”, es la “circulación en cuneta”.

La detección temprana y segura de una “circulación en cuneta” permite, en combinación con otros elementos de situación de circulación, la activación temprana de medios de retención no críticos con respecto al tiempo en situaciones peligrosas. Esto sirve para garantizar que los ocupantes permanecen fijos en una posición útil para los medios de retención críticos con respecto al tiempo durante un tiempo suficiente. Esto sirve para garantizar la protección fundamental en el caso de movimientos de los ocupantes prolongados, complejos, en los que los sistemas de seguridad críticos con respecto al tiempo, eficaces una sola vez, no pueden ofrecer una protección completa. El enfoque presentado en el presente documento garantiza que en el transcurso de tiempo posterior del movimiento del vehículo, se detecta de manera segura un riesgo significativo de lesión para los ocupantes, por lo que también se hace posible la activación temprana de medios de retención irreversibles, por ejemplo.

Un aspecto importante de la presente invención es el descubrimiento de que los escenarios de choque complejos se producen por la concatenación temporal de “acontecimientos peligrosos”. Un elemento fundamental de tales “acontecimientos peligros” es la circulación en cuneta. La clasificación segura de una circulación en cuneta requiere la selección de propiedades características. La posible cantidad de propiedades características para la detección de circulación en cuneta puede incluir, entre otras cosas las propiedades enumeradas a continuación:

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Aceleración de balanceo

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Tasa de balanceo (ArX)

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Ángulo de balanceo

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Aceleración vertical (AccZ)

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Velocidad de guiñada

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Aceleración lateral (AccY)

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Velocidades de las ruedas individuales

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Par de frenado y circulación en las ruedas individuales

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Ángulo de dirección

La clasificación de seguridad de una circulación en cuneta puede incluir una evaluación de una selección de las propiedades mencionadas o la evaluación de todas las propiedades mencionadas. Ventajosamente, las propiedades individuales se agrupan de manera adecuada para la representación de los elementos o fases esenciales de una circulación en cuneta.

Una línea de actuación para la clasificación de una circulación en cuneta puede incluir, por ejemplo, un total de tres elementos de fases:

1.

Criterio de inicio y reajuste para la “detección en cuneta”

2.

Lógica de la “detección en cuneta” y lógica de eliminación

3.

Plausibilidad independiente de la “detección en cuneta”

Para aclarar la aplicación del enfoque propuesto en el presente documento, en primer lugar se muestra de manera más detenida cómo se incorpora la detección de una circulación en cuneta, que se explicará en mayor detalle más adelante, en un sistema de seguridad para un vehículo. Para este fin, en la figura 1 se representa un vehículo 100, que comprende varios sensores para la detección de una situación de circulación crítica. Pueden proporcionarse, por ejemplo, en una zona frontal o posterior, sensores 110 de aceleración o sensores 120 ultrasónicos, que pueden conectarse cada uno a una unidad 130 de evaluación. Los dos tipos de sensor mencionados sólo se eligen a modo de ejemplo con el fin de poder ilustrar mejor la funcionalidad de un sistema de seguridad. Por tanto, en lugar de sensores de aceleración o ultrasónicos, pueden usarse tipos de sensor que reaccionan con otras cantidades físicas.

Dado un cierto conjunto de señales de señales del sensor 110 de aceleración y/o el sensor 120 ultrasónico, la unidad 130 de evaluación puede activar medios de seguridad irreversibles tales como un airbag 140 frontal en el volante de un conductor 150 del vehículo 100, por ejemplo. Sin embargo, debe observarse que el intervalo de tiempo en el que el airbag 140 frontal proporciona un efecto protector, es de tan solo algunos milisegundos (medios de seguridad críticos con respecto al tiempo). Sin embargo, si el ocupante 150 del vehículo, que es el conductor 150, no está sentado en una posición erguida en el asiento 160 de vehículo, el airbag 140 frontal no puede proporcionar protección óptima. Puede ocurrir incluso que una situación de este tipo represente un riesgo adicional de lesión para el conductor 150.

Una desviación del conductor 150 con respecto a la posición para el efecto protector óptimo del airbag 140 frontal u otro medio de seguridad crítico con respecto al tiempo puede producirse, por ejemplo, cuando el vehículo, antes de un choque, sube o baja por una cuneta, por lo que el ocupante 150 del vehículo se somete a fuerzas laterales. Con el fin de garantizar no obstante un efecto protector lo mejor posible de los medios 140 de seguridad críticos con respecto al tiempo en una situación de este tipo de circulación en cuneta, puede usarse el enfoque que se explica en mayor detalle a continuación. Para la implementación de este enfoque, puede usarse un sensor 170 adicional, que detecta una cantidad relacionada con un movimiento de balanceo del vehículo 100, que es un movimiento del vehículo 100 sobre su eje longitudinal. La cantidad detectada por el sensor 170 puede ser el ángulo de balanceo, una tasa de balanceo o una aceleración de balanceo, transmitiéndose la cantidad detectada a la unidad 130 de evaluación. Mediante diferenciación o integración, de una manera conocida para un experto en la técnica, puede determinarse una tasa de balanceo y/o una aceleración de balanceo a partir de un ángulo de balanceo, o puede determinarse una tasa de balanceo y/o un ángulo de balanceo a partir de una aceleración de balanceo. Entonces, usando la aceleración de balanceo, la tasa de balanceo o el ángulo de balanceo, puede detectarse la circulación en cuneta del vehículo 100 según el enfoque, que se explicará en mayor detalle a continuación. Si se detecta una circulación en cuneta de este tipo, pueden activarse, por ejemplo medios 180 de seguridad no críticos con respecto al tiempo (tal como por ejemplo un airbag de cortina). Esto sirve para mantener al ocupante 150 del vehículo en una posición, en la que un medio de seguridad crítico con respecto al tiempo tal como el airbag 140 frontal puede ofrecer una protección óptima. Este medio 180 de seguridad no crítico con respecto al tiempo puede proporcionar un efecto protector durante un periodo de tiempo sustancialmente más largo que los medios 140 de seguridad críticos con respecto al tiempo, por ejemplo en el intervalo de varios segundos hasta varios minutos. En la presente situación es importante, sin embargo, que los medios de seguridad no críticos con respecto al tiempo se activen temprano con el fin de mantener al ocupante 150 del vehículo en la posición óptima. A su vez, esto da como resultado el hecho de que se requiere una detección muy precisa de un acontecimiento, que podría mover al ocupante 150 del vehículo fuera de su posición óptima. El presente enfoque permite específicamente una detección sumamente precisa de una

circulación en cuneta obtenida a partir de una pequeña cantidad de señales de sensor.

Según la realización presentada en el presente documento, el método de clasificación de una circulación en cuneta incluye un total de cuatro elementos o fases que, sin embargo, no deben efectuarse todos obligatoriamente para que se cumpla el enfoque inventivo.

Una primera propiedad puede identificarse en la selección de un criterio de inicio y reajuste para la detección de una circulación en cuneta.

En esta primera fase, se seleccionan las propiedades adecuadas para un criterio de inicio y reajuste, constituyendo la aceleración de balanceo y la aceleración vertical una buena base para la detección de una circulación en cuneta del vehículo. Para ilustrar el enfoque inventivo, el vehículo 100 se representa a continuación en forma de un modelo de resorte doble, en el que los amortiguadores mecánicos en las suspensiones de rueda delantera y trasera pueden considerarse como resortes, por ejemplo. Los resortes pueden considerarse por tanto dispuestas a una distancia I. En los extremos superior e inferior de los resortes, actúan fuerzas en la dirección vertical (es decir en la dirección z) Z1, Z2, Z3, Z4 sobre el vehículo o al menos sobre los puntos respectivos de suspensión de los resortes, tal como queda claro en las figuras siguientes. Según las representaciones de la figura 2, una circulación en cuneta está constituida de al menos tres estados de circulación. En el estado de circulación en suelo nivelado fuera de una cuneta (figura 2a), la dinámica de balanceo de la carrocería del vehículo se determina sustancialmente por la dinámica de dirección y las fuerzas laterales (viento, colisión,...).

El estado de circulación en la cuneta se ilustra en la representación de la figura 2c, en la que todas las ruedas tocan el suelo. Es decir, el vehículo baja por la cuneta de manera transversal. Aunque puede observarse una dinámica de balanceo finita en ambos estados de circulación, la misma es habitualmente pequeña en comparación con la dinámicas de balanceo del estado de circulación ilustrado en la figura 2b. Si al menos una de las ruedas del vehículo está en un estado de rebote (véase la figura 2b), entonces, considerando la aceleración vertical, es habitual que se observe una aceleración de balanceo grande basándose en diferentes ángulos de inclinación de los ejes del vehículo ϕg y la carrocería del vehículo ϕv. Factores dependientes del vehículo de la aceleración de balanceo son el momento de inercia Jx en el eje longitudinal, la masa del vehículo m, la constante de resorte s y la anchura del vehículo I.

Por tanto, la figura 2 representa los tres estados de circulación esenciales para la clasificación de una circulación en cuneta. En la figura 2a, se aplican las siguientes correlaciones:

en la que

representa la aceleración de balanceo de la carrocería del vehículo. La ecuación de moción para la aceleración de balanceo según la representación de la figura 2b se basa en el modelo de resorte doble ilustrado del vehículo y en el enfoque de Newton para el par motor.

En este caso, la correlación que se aplica en la figura 2b es

en la que J representa el tensor de inercia del vehículo, m representa la masa del vehículo, s representa la constante de resorte,

representa la aceleración del vehículo en la dirección vertical, g representa la aceleración de gravedad e l representa la anchura del vehículo. Para un estado de circulación según la figura 2c, de nuevo se aplican las siguientes correlaciones:

Tal como puede observarse a partir de la figura 2, específicamente de la figura 2b, una aceleración de balanceo notable en la transición del vehículo de suelo nivelado (figura 2a) al suelo inclinado (figura 2c) sólo se produce en

determinadas condiciones durante la transición. Por ejemplo, si la transición se está produciendo muy lentamente, el ángulo de inclinación de los ejes será similar al de la carrocería, de modo que, en la mayoría de los casos, se observará una aceleración de balanceo muy ligera o ninguna en absoluto. Puesto que a menudo se requiere una velocidad mínima para la detección de un estado de circulación peligroso (de otro modo un accidente será de consecuencias no graves), puede suponerse que, en la transición del vehículo a la cuneta, se observará al menos temporalmente una aceleración de balanceo notable, que entonces puede usarse como señal de activación para la evaluación de una circulación en cuneta.

Una propiedad adecuada para la activación de la evaluación de una detección de situación de circulación para la circulación en cuneta se ilustra en la figura 3. El estado de circulación real “en cuneta” normalmente estará compuesto por dos estados de circulación “todas las ruedas sobre el suelo” (figura 3a) y “ruedas en un lado del vehículo no están en contacto con el suelo” (figura 3b). Tal como ya se ilustró con referencia a la figura 2b, en la situación de circulación según la figura 3a, se aplica la siguiente correlación,

mientras que en la situación de circulación según la figura 3b (o según la figura 2c), lo que se aplica es

Para una transición entre los estados de circulación de las ilustraciones de la figura 3a y la figura 3b, se aplica lo siguiente:

Una propiedad adecuada que describe la transición entre los dos estados es por tanto la propiedad y. La propiedad y puede adoptar valores de entre 0 y la mitad de la anchura del vehículo I/2 y se calcula a partir del cociente de la aceleración de balanceo y la aceleración vertical según la correlación

Por tanto, en la figura 3, puede detectarse el estado de circulación real de “circulación en cuneta” como una composición de los dos estados de circulación “todas las ruedas sobre el suelo” (figura 3a) y “ruedas en un lado del vehículo sin contacto con el suelo” (figura 3b). Puesto que básicamente ha de esperarse una aceleración de balanceo en uno de los estados de circulación mostrados, también se observará una aceleración de balanceo al menos reducida en un estado compuesto. Por tanto, una propiedad adecuada para describir el estado compuesto es la cantidad y=[0,I/2]. Esta propiedad y adopta el valor y=l/2 en el estado del vehículo representado en la figura 3a, y the valor y=0 en el estado ilustrado a la derecha.

Las figuras 4a y 4b muestran características a modo de ejemplo de las propiedades y para la circulación en cuneta y el ángulo de balanceo para las circulaciones en cuneta (figura 4a) y una circulación en rampa como circulación no en cuneta (figura 4b). En las figuras 4a y 4b, se representa la propiedad y en el eje x y se representa la propiedad “ángulo de balanceo” en el eje y. En la figura 4a, se representan las trayectorias de la propiedad (y, ángulo de balanceo) como función del tiempo para un total de cuatro circulaciones de prueba en cuneta. En la figura 4b, se representa la trayectoria de la propiedad para una “circulación de prueba no en cuneta”. A pesar de los grandes ángulos de balanceo reales del vehículo, la propiedad y es, en este caso, considerablemente más pequeña que en las circulaciones en cuneta según la figura 4a.

Aunque se observan grandes ángulos de balanceo para el vehículo tanto en la figura 4a como en la figura 4b, se observa que la propiedad y es considerablemente más distintiva en la circulación a través de una cuneta. Esto puede atribuirse al hecho de que, en una circulación no en cuneta, la aceleración de balanceo compensará o al menos atenuará la aceleración vertical (y la aceleración de gravedad). En una circulación en cuneta, no se produce tal efecto.

Si se observan valores fuera del intervalo de valores [0,1/2] para la propiedad y, entonces ha de evaluarse la propiedad como no plausible y ha de establecerse la lógica como “reajustada”. Si es necesario, con respecto a posibles errores del sensor, la propiedad y debe observarse en primer lugar referida al intervalo de valores característicos, antes de que pueda cumplirse la condición de inicio. Por tanto, pueden usarse valores umbral, que se representan por ejemplo como líneas de puntos en las representaciones de las figuras 4a y 4b, para la plausibilidad y para el inicio o el reajuste de la función de detección de circulación en cuneta.

En una segunda fase o segundo elemento de la detección de circulación en cuneta, la tasa de balanceo o el ángulo de balanceo pueden considerarse como propiedad directa en la transición de una circulación sobre una superficie de calzada a una circulación en cuneta. En una circulación en cuneta, se produce una tasa de balanceo y un ángulo de balanceo del vehículo significativos, que pueden calcularse integrando la tasa de balanceo. Como condición de activación y reajuste para el cálculo del ángulo de balanceo (y por tanto, para la detección de la circulación en cuneta), puede usarse por ejemplo el criterio de inicio/reajuste, que se mencionó anteriormente en la primera fase. De otro modo, pueden usarse rutinas de integración establecidas, por ejemplo la función “RoSe”, que ya están implementadas en dispositivos de control fabricados por Bosch.

Se detecta la circulación en cuneta cuando por ejemplo la tasa de balanceo supera un valor umbral característico con respecto al ángulo de balanceo y se cumple el criterio de inicio/reajuste mencionado anteriormente o se cumplió poco antes. Pueden excluirse en el presente caso las situaciones de circulación, que generan propiedades similares pero que no pueden atribuirse a una “circulación en cuneta”, ya que por ejemplo mediante la evaluación mencionada anteriormente de la propiedad y mencionada, ya se ha hecho posible una plausibilidad previa de los valores de sensor de cantidad de balanceo recibidos con respecto a una circulación en cuneta. Tanto el criterio de inicio como de reajuste para la “detección de circulación en cuneta” y la propia “detección de circulación en cuneta” mencionada anteriormente se basan en observar las propiedades “aceleración vertical”, “aceleración de balanceo”, “tasa de balanceo” y/o “ángulo de balanceo”.

El enfoque descrito anteriormente sirve para distinguir situaciones de circulación de una circulación en cuneta de situaciones de circulación que no requieren una activación de medios de seguridad. Por ejemplo, en un primer caso a modo de ejemplo de colisión lateral con un obstáculo arbitrario (por ejemplo, otro vehículo), también existe la posibilidad de que todas las cantidades de sensor o propiedades mencionadas anteriormente (es decir, los valores de señal para las cantidades de “aceleración vertical”, “aceleración de balanceo”, “tasa de balanceo” y/o “ángulo de balanceo”), muestran valores que son típicos para una circulación en cuneta también. Sin embargo, una diferencia sustancial entre la circulación en cuneta y la colisión lateral de vehículo es que, en la circulación en cuneta, la dinámica de balanceo se induce por la aceleración de gravedad, mientras que en una colisión de vehículo, se induce por la propia colisión. Mediante el análisis de las aceleraciones lateral y vertical en combinación con la aceleración de balanceo, puede eliminarse la mala interpretación en el primer caso a modo de ejemplo.

En un segundo caso a modo de ejemplo, en un caso de una colisión de roce del vehículo con un objeto estacionario (poste) o un segundo vehículo, puede inducirse una dinámica de balanceo similar a la de la circulación en cuneta. Mediante una evaluación de los sensores periféricos de aceleración y presión en las proximidades de la zona lateral del vehículo en relación con el sistema central de sensores u otros sensores periféricos, este tipo de dinámica de vehículo puede separarse de una “circulación en cuneta”.

En una tercera fase o un tercer elemento de la detección de circulación en cuneta según la realización presentada en detalle en el presente documento, puede efectuarse una plausibilidad independiente de la “detección de circulación en cuneta” mediante una evaluación de las señales de sensor independientes de un movimiento de balanceo del vehículo. Una plausibilidad independiente de una “circulación en cuneta” puede efectuarse por ejemplo mediante una evaluación de las velocidades de rueda en el lado izquierdo y derecho del vehículo, de la velocidad de guiñada, de la intervención sobre la dirección y/o de las presiones de frenado sobre las ruedas individuales. La razón de las velocidades de rueda en los lados izquierdo y derecho del vehículo o las propiedades derivadas de las mismas (vibraciones, ...) generalmente muestra una variación característica cuando el vehículo pasa de “no en cuneta” (es decir, un suelo de calzada nivelado, por ejemplo en una calle) a la cuneta. Una alteración de este tipo de la velocidad de rueda también puede observarse en una curva pronunciada, por ejemplo. Mediante la evaluación de la velocidad de guiñada, también puede predecirse de manera posible/adicional o alternativa el ángulo de dirección y/o una posible intervención de frenada, básicamente, un cambio relativo de las velocidades de rueda en ambos lados del vehículo. Para el caso de que no pueda asignarse un cambio relativo de las velocidades de rueda o propiedades derivadas de las mismas a una curva o una intervención de frenada unilateral, la circulación en cuneta será una explicación plausible para la observación establecida anteriormente.

En la figura 5, puede ilustrarse de nuevo la realización descrita anteriormente en forma de una vista general. Esta vista general representa un diagrama 50 de flujo de la realización de la detección de “circulación en cuneta”, que se ha descrito en el presente documento en detalle. En una primera etapa 52, pueden recibirse datos de sensor, por ejemplo datos de los sensores de velocidad de giro, aceleración, velocidad de rueda, presión de frenado y ángulo de dirección, a partir de los que pueden determinarse ciertas propiedades en una segunda etapa 54. En esta etapa, por ejemplo, pueden deducirse las propiedades mencionadas anteriormente. Por ejemplo, en esta etapa 54, puede

efectuarse una integración o diferenciación de la cantidad de balanceo detectada de modo que, por ejemplo, la aceleración de balanceo, la tasa de balanceo o el ángulo de balanceo pueden proporcionarse en forma de una cantidad preparada. Las propiedades proporcionadas en la etapa 54 se usan con el fin de deducir a partir de ellas criterios para un inicio y reajuste de la detección de cuneta en una etapa 58 adicional, por ejemplo. Para este fin, 5 puede evaluarse la propiedad y mencionada anteriormente, por ejemplo. Si se cumplen los criterios de inicio mencionados anteriormente para la evaluación de la circulación en cuneta, en una etapa 58 adicional puede efectuarse una observación de la aceleración de balanceo (o una integración de ángulo de balanceo), y, cuando puede sugerirse una circulación en cuneta a partir de la aceleración de balanceo observada (o el ángulo de balanceo obtenido), una lógica de eliminación puede evitar la mala interpretación de los datos de sensor recibidos en una

10 etapa 60 adicional. Con el fin de garantizar una precisión muy alta de la detección de circulación en cuneta, puede efectuarse una evaluación de al menos una señal de sensor independiente a partir de un movimiento de balanceo del vehículo en una etapa 62 paralela. De este modo puede obtenerse una plausibilidad de circulación en cuneta independiente del movimiento de balanceo. Concatenando los resultados de la lógica de activación, eliminación y plausibilidad, se toma entonces la decisión de la detección de una circulación en cuneta en una etapa 64 final.

15 En la figura 6, se representa una realización adicional de la presente invención en forma de un método 600 para la detección de una circulación en cuneta de un vehículo. El método 600 incluye una primera etapa de recibir 610 una señal de sensor de aceleración de balanceo, que representa una aceleración del vehículo sobre su eje longitudinal. Además, el método 600 comprende una segunda etapa de determinar 620 un valor de detección usando la señal de sensor de aceleración de balanceo o de usar la señal de sensor de aceleración de balanceo como valor de

20 detección. En una tercera etapa, el método 600 comprende detectar 630 la circulación en cuneta del vehículo cuando el valor de detección muestra un valor que se encuentra dentro de un intervalo de valores de detección predeterminado.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

   1. Método (600) para la detección de una circulación en cuneta de un vehículo (100), comprendiendo el método (600):

   -

   recibir (610) una señal de sensor de aceleración de balanceo que representa una aceleración de al menos una parte del vehículo sobre un eje longitudinal del vehículo (100);

   -

   determinar (620) un valor de detección (y) usando la señal de sensor de aceleración de balanceo o usando la señal de sensor de aceleración de balanceo como valor de detección; y

   -

   detectar (630) la circulación en cuneta del vehículo (100) cuando el valor de detección (y) muestra un valor que se encuentra dentro de un intervalo de valores de detección predeterminado.

2. 2.

   Método (600) según la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa de recepción (610), se recibe al menos un valor de señal de aceleración adicional, representando el al menos un valor de señal de aceleración adicional una aceleración vertical con respecto al vehículo y/o la aceleración de gravedad, y en el que, en la etapa de determinación (630), el valor de detección (y) se determina usando el al menos un valor de señal de aceleración adicional.

3. 3.

   Método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en la etapa de recepción (610), se recibe una información de inercia (J) del vehículo (100) con respecto a las condiciones de circulación actuales y/o una información de masa sobre la masa (m) del vehículo (100), en el que, en la etapa de determinación, el valor de detección (y) se determina basándose en la información de inercia (J) y/o la información de masa (m).

4. 4.

   Método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en la etapa de detección (630) se detecta la circulación en cuneta cuando el valor de detección (y) se encuentra en un intervalo de valores de detección que incluye fundamentalmente valores entre cero y un valor final, representando el valor final la mitad de una anchura (I) del vehículo (100), en el que el valor de detección y se calcula según la siguiente ecuación

   en la que J x representa el momento de inercia sobre el eje longitudinal del vehículo, m representa la masa del vehículo,

   representa la aceleración de balanceo de la carrocería del vehículo,

   representa la aceleración del vehículo en la dirección vertical y g representa la aceleración de gravedad.

5. 5.

   Método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en la etapa de detección (630), se detecta la circulación en cuneta cuando tanto el valor de detección (y) estaba al menos temporalmente dentro del intervalo de valores de detección predeterminado como, tras esto, la señal de sensor de aceleración de balanceo, una tasa de balanceo recibida adicionalmente o un ángulo de balanceo recibido adicionalmente adopta un valor mayor que un valor umbral de cantidad de balanceo predefinido dentro de un intervalo de tiempo predeterminado.

6. 6.

   Método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en la etapa de recepción (610), se recibe adicionalmente una señal de plausibilidad, que representa una cantidad física independiente del movimiento de balanceo del vehículo, y en el que, en la etapa de detección (630), se detecta la circulación en cuneta del vehículo (100) cuando la señal de plausibilidad cumple un criterio de plausibilidad predeterminado.

7. 7.

   Método (600) según la reivindicación 6, caracterizado porque, en la etapa de recepción (610), se recibe al menos una señal de plausibilidad, que representa una velocidad de rueda de una rueda del vehículo (100), la velocidad de guiñada del vehículo (100), una intervención sobre la dirección por parte del conductor (150) del vehículo (100) o al menos un par de frenado o circulación en uno de los bordes del vehículo (100).

8. 8.

   Método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en la etapa de recepción (610), se recibe adicionalmente una señal de sensor de velocidad, que representa una velocidad del vehículo (100), en el que, en la etapa de detección, se detecta una circulación en cuneta cuando la señal de sensor de velocidad muestra un valor que se encuentra por encima de un valor umbral de velocidad mínima predeterminado.

9. 9.

   Método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en la etapa de detección (630), se inhibe una detección de una circulación en cuneta cuando el valor de detección (y) muestra un valor que se encuentra fuera del intervalo de valores de detección.

10. 10.

    Método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, se proporciona

    5 además una etapa de activación de medios (180) de seguridad cuando, en la etapa de detección (630), se detecta una circulación en cuneta del vehículo.

11. 11.

    Dispositivo (130) de control configurado para realizar la etapas de un método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. 12.

    Producto de programa informático con un código de programa almacenado en un soporte legible por ordenador,

    10 para realizar el método (600) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, cuando el programa se ejecuta en un dispositivo (130) de control.