ES2392406A1 - Sistema y método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad. - Google Patents

Sistema y método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad. Download PDF

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Abstract

Sistema y método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad. El sistema comprende:medios de pesaje (404) para obtener el peso (P) de la persona sentada;medios sensores de detección del abrochado del cinturón (702);medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada (500) para obtener la longitud ({dl}L) de cinta (400) del cinturón de seguridad desenrollada;medios de control (700) para:-detectar (300) el abrochado del cinturón;- obtener (302) la longitud ({dl}L) de cinta desenrollada;- obtener (302) el peso (P) de la persona sobre el asiento;- determinar (308, 314), en función de la detección (300) del abrochado del cinturón y de los valores de longitud ({dl}L) de cinta desenrollada y de peso (P), si el cinturón de seguridad está correctamente abrochado.Se emplea para el control permanentemente del abrochado correcto del cinturón de seguridad de los ocupantes del vehículo.

Description

Sistema y método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad
Campo de la invención
La presente invención se enmarca en el campo de la automoción, concretamente se refiere a un sistema y método de retención destinado a la seguridad pasiva de los ocupantes del vehículo. El objeto específico de la invención consiste en un dispositivo electrónico y un método de bloqueo de la hebilla del cinturón de seguridad destinado al aseguramiento permanente del abrochado correcto del cinturón de seguridad, que puede emplearse para impedir el desabrochado voluntario o involuntario por parte de niños o personas dependientes, garantizando su correcta sujeción en todo momento.
Antecedentes de la invención
Hoy en día, llevar el cinturón de seguridad correctamente abrochado durante un viaje en automóvil es una necesidad básica para evitar los daños o disminuir la gravedad de los accidentes de tráfico dentro de un rango de velocidades. Es conocida por todos la alta tasa de fallecimiento o de daños graves en accidentes por no llevar puesto el cinturón. Existen además leyes de tráfico que consideran infracción grave y sancionan el no llevarlo correctamente abrochado.
En un trayecto con niños o personas dependientes, la responsabilidad de que éstos lleven puesto el cinturón, recae sobre el conductor. Es conocido también el instinto de los niños, ávidos de tocar y apretar cualquier objeto que se encuentre en su alcance, lo cual conlleva el peligro de que presionen el botón de la hebilla y suelten el cinturón de seguridad mientras el vehículo está circulando, con la consiguiente pérdida de seguridad en caso de accidente. De la misma manera, por el pequeño tamaño de los niños, éstos pueden fácilmente escabullirse bajo la cinta del cinturón y quedar totalmente desprotegidos durante la conducción. Además, si el conductor tiene que estar pendiente durante el trayecto de que los niños u otros pasajeros dependientes no se lo desabrochen, puede ser una causa de distracción del conductor y provocar graves consecuencias.
Es pues necesaria, la existencia de un sistema de control que aporte más seguridad a todos los pasajeros, impidiendo el desabrochado descontrolado del cinturón y la distracción del conductor.
En el estado de la técnica hasta ahora conocido, existen diversos mecanismos de bloqueo de la hebilla del cinturón como la patente DE19818540-C2. Este bloqueo mecánico puede ser peligroso en situaciones de rescate de pasajeros, ya que su desbloqueo requiere una cierta fuerza mínima y los niños u ocupantes que no tengan esta capacidad pueden quedarse atrapados en el vehículo.
Se conocen sistemas de bloqueo electrónico de la hebilla que se proponen en la patente DE10030851-C1, en la solicitud de patente DE102008018-A1 y en el modelo de utilidad ES1057987. No obstante, estas invenciones requieren del bloqueo expreso por parte del conductor o por dependencia de la velocidad y además no contemplan la posibilidad del bloqueo selectivo de los pasajeros, ni distinguen si se bloquea a un ocupante niño o adulto.
El documento de patente CH618094-A5 describe un dispositivo de apertura de un cierre cualquiera, provisto de sensores para soltar automáticamente la unión en caso de accidente, fuego o agua. Sin embargo, en ella no se impide el desabrochado durante la conducción mediante un bloqueo controlado del cierre.
Descripción de la invención
La invención que aquí se propone pretende solventar los anteriores problemas del estado de la técnica actual, con un sistema de seguridad pasiva, el cual impida, de forma selectiva o general, desabrocharse el cinturón durante la conducción.
La incorporación de la presente invención en un vehículo disminuye las muertes causadas por no llevar correctamente abrochado el cinturón de seguridad en un accidente.
Es objeto de la presente invención un sistema y un método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad. El sistema comprende:
-
medios de pesaje para la obtención del peso de la persona sentada en el asiento correspondiente al cinturón de seguridad;
-
medios sensores de detección del abrochado del cinturón;
-
medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada encargados de obtener una medida
para la obtención de la longitud de cinta del cinturón de seguridad desenrollada; -medios de control encargados de:
• detectar el abrochado del cinturón a partir de la información suministrada por los medios sensores de detección de abrochado del cinturón;
• obtener la longitud de cinta desenrollada a partir de la información suministrada por los medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada;
• obtener, a partir de la información suministrada por los medios de pesaje, el peso de la persona sobre el asiento;
• determinar, en función de la detección del abrochado del cinturón y de los valores de longitud de cinta desenrollada y de peso, si el cinturón de seguridad está correctamente abrochado.
En una realización preferente los medios de control están configurados para comparar la longitud de cinta desenrollada y el peso con unos valores o rangos almacenados en al menos una base de datos y determinar el correcto abrochado del cinturón de seguridad en función de dicha comparación.
Los medios de control están preferiblemente configurados para:
-
clasificar el peso, en función de su valor, en una determinada clase;
-
clasificar la longitud de cinta desenrollada, en función de su valor, en una determinada clase;
-
comparar las clases de peso y longitud de cinta desenrollada obtenidas;
-
determinar, en función de dicha comparación y de la detección del abrochado del cinturón, si el cinturón de seguridad está correctamente abrochado.
Para la clasificación del peso y de la longitud de cinta desenrollada los medios de control pueden estar configurados para comparar dichos valores de peso y longitud de cinta desenrollada con unos valores o rangos almacenados en al menos una base de datos.
Los medios de control pueden estar configurados para, en caso de determinar en una primera comprobación un incorrecto abrochado del cinturón de seguridad, repetir la obtención de peso y longitud de cinta desenrollada y la determinación sobre el correcto abrochamiento o no del cinturón de seguridad. La repetición de las comprobaciones se puede realiza de al menos una cualquiera de las siguientes formas:
-
durante un número de veces determinado;
-
durante un tiempo determinado;
-
hasta que se obtenga la detección del abrochado correcto.
Los medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada comprenden preferiblemente un encoder acoplado al eje de giro del enrollador de cinta para el conteo del número de vueltas de cinta desenrollado.
Los medios de control están preferentemente configurados para, en caso de detectar el incorrecto abrochado del cinturón de seguridad, realizar al menos una de las siguientes acciones:
-
impedir el arranque del motor del vehículo;
-
emitir una señal acústica y/o visual.
La comprobación del correcto abrochado se puede realizar cuando la llave de encendido del vehículo está conectada. En este caso, la comprobación del correcto abrochado se puede realiza en el momento de activar el encendido del vehículo y/o durante la conducción del vehículo.
El sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad puede comprender adicionalmente un dispositivo indicador del estado de bloqueo del cinturón de seguridad.
El sistema puede comprender medios de bloqueo electrónicos de la hebilla del cinturón de seguridad, estando los medios de control configurados para determinar, en función de al menos el peso, si la persona sentada en el asiento es un niño y, una vez detectado el correcto abrochado del cinturón del niño, bloquear automáticamente dicho cinturón mediante los correspondientes medios de bloqueo electrónicos.
El sistema puede comprender medios de bloqueo electrónicos de la hebilla del cinturón de seguridad y medios manuales y selectivos de control de dichos medios de bloqueo electrónicos, estando los medios de control configurados para determinar, en función al menos del peso, si la persona sentada en el asiento es un adulto y, una vez detectado el correcto abrochado del cinturón del adulto, permitir el bloqueo manual de dicho cinturón mediante los medios manuales y selectivos de control de los medios de bloqueo electrónicos.
Otra aspecto de la presente invención incluye un método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad, que comprende:
-
detectar el abrochado del cinturón;
-
obtener el peso de la persona sentada en el asiento correspondiente al cinturón de seguridad;
-
obtener la longitud de cinta del cinturón de seguridad desenrollada;
-
determinar, en función de la detección del abrochado del cinturón y de los valores de longitud de cinta desenrollada y de peso, si el cinturón de seguridad está correctamente abrochado.
El método puede comprender comparar la longitud de cinta desenrollada y el peso con unos valores o rangos almacenados en al menos una base de datos y determinar el correcto abrochado del cinturón de seguridad en función de dicha comparación.
El resto de aspectos ya comentados para el sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad son aplicables para el equivalente método de detección.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
La Figura 1 muestra el diagrama de encendido del indicador luminoso del estado de bloqueo.
Las Figuras 2A, 2B, 2C, 2D y 2E muestran el mecanismo de bloqueo de la hebilla del cinturón de seguridad.
La Figura 3 muestra el diagrama de comprobación del correcto abrochado del cinturón de seguridad.
La Figura 4 muestra una vista interior del vehículo donde está instalado el sistema de detección objeto de la presente invención.
La Figura 5 muestra en detalle el enrollador de cinta con los medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada.
En la Figura 6 se muestra la comparación de los datos de longitud con los de peso para determinar el correcto abrochado del cinturón de seguridad.
La Figura 7 muestra, de manera esquemática, las conexiones eléctricas entre los distintos elementos del sistema de detección objeto de la invención.
Descripción detallada de la invención
El sistema tiene dos modos de funcionamiento, manual y automático; y el fabricante programará uno u otro, con la posibilidad de reprogramarlo.
El modo manual es un sistema de seguridad destinado a todos los pasajeros del vehículo y, especialmente, a los niños. En este modo, los niños deben llevar el cinturón correctamente abrochado antes de arrancar el motor, tal como lo manda la ley. Al insertar la llave de encendido y dar contacto, primero se detectan los asientos ocupados por niños y seguidamente se comprueba el abrochado correcto de los respectivos cinturones de seguridad. Si se cumplen estas dos premisas, se activa automáticamente el bloqueo de la hebilla del cinturón de estos niños. Si por el contrario, se detecta algún niño y la comprobación del abrochado correcto es negativa, la hebilla no se bloquea y, además, el motor no puede ser arrancado.
De manera análoga a los niños, puede haber un ocupante adulto discapacitado o con alguna deficiencia mental, que aumente la posibilidad de desabrocharse el cinturón de manera inconsciente o involuntaria. Para ello, en este modo manual, el conductor tiene la opción de bloquear la hebilla del cinturón de forma manual y selectiva para cualquier pasajero una vez haya insertado la llave en el contacto o con el vehículo en marcha.
Este bloqueo manual por parte del conductor, se activará pulsando un botón o pantalla táctil dispuesta al alcance del mismo.
Así, tanto el niño como el adulto dependiente bloqueado, no podrán desabrocharse el cinturón durante toda la conducción hasta que el conductor apague el motor del vehículo, momento en el cual se desactivarán todas las hebillas previamente bloqueadas. El conductor también puede desbloquear cualquier hebilla en cualquier momento manualmente a través del mencionado botón o pantalla. Adicionalmente tiene la posibilidad de bloquear y desbloquear de forma general las hebillas de todos los cinturones.
Además, el sistema de bloqueo puede disponer del ya conocido sistema de detección de ocupantes y detección de abrochado; de esta manera, al arrancar el motor, cuando el vehículo llega a una cierta velocidad y algún ocupante adulto no lleva abrochado el cinturón, se emite una señal acústica u óptica de aviso.
El sistema de detección de niños mide la fuerza de carga en el asiento mediante sensores de presión ya conocidos y clasifica a los ocupantes por categorías según el peso. Una posible clasificación de los ocupantes, diferencia entre las siguientes categorías o clases de pesos:
I. Asiento vacío o con sillita de niños vacía;
II. Niño sentado en una sillita hasta el grupo I (utiliza el cinturón propio de la sillita);
III. Niño sentado en una sillita de los grupos II y III (utiliza el cinturón del vehículo);
IV.
Adulto de bajo peso y volumen;
V.
Adulto de alto peso y volumen.
Un ejemplo de rangos de peso se expone en la tabla 600 de la Figura 6.
Esta clasificación de ocupantes es necesaria para la comprobación del correcto abrochado del cinturón, que se explicará detalladamente más adelante.
Distinguir el primer grupo es necesario para que no se active el sistema de aseguramiento de abrochado correcto (aviso acústico o inhibición del arranque) cuando no haya pasajero.
Distinguir entre los niños que utilizan el cinturón del vehículo y los que utilizan el cinturón de la sillita es necesario, porque la longitud de cinta es distinta cuando se utiliza el cinturón para sujetar la silla que para sujetar un niño.
Las clases para adultos pueden subdividirse en rangos de peso más estrechos, en función de la precisión que se quiera para la detección del abrochado correcto.
El bloqueo automático por detección de niños debe activarse cuando además del abrochado de la hebilla se detecte un peso de una de las tres primeras clases, que corresponde a un máximo de unos 40kg (peso de una sillita de grupo III, más el peso del niño de mayor peso (36kg) que por ley debe utilizar sistema de retención infantil).
Todos los sistemas electrónicos están conectados a una centralita de control para que ésta lo transmita a su debido receptor.
El modo automático es un sistema de máxima seguridad para todos los ocupantes del vehículo, cuyo objetivo es disminuir a cero las posibilidades de que, en un accidente, algún ocupante no lleve correctamente abrochado el cinturón de seguridad. En este modo, todos los pasajeros deben llevar correctamente abrochado el cinturón de seguridad antes de arrancar el motor, tal como manda la ley. Al insertar la llave de encendido y dar contacto, primero se detecta qué asientos están ocupados mediante sensores de peso y seguidamente se comprueba si éstos están correctamente abrochados mediante el sistema de comprobación de abrochado correcto. Si se cumplen estas dos premisas, se activa automáticamente el bloqueo de la hebilla de los respectivos cinturones de seguridad. Si por el contrario, se detecta algún ocupante y la comprobación del abrochado correcto es negativa, la hebilla no se bloquea y, además, el motor no puede ser arrancado. Una vez bloqueadas las hebillas, el motor puede ser arrancado y ningún pasajero podrá desabrocharse el cinturón durante la conducción, hasta que el conductor apague el motor del vehículo o hasta que éste desactive el sistema de bloqueo a través del botón o pantalla táctil.
Para mayor seguridad y facilitar la rescatabilidad de los pasajeros, en cualquier modo de funcionamiento, el sistema será desbloqueado automáticamente en caso de accidente, incendio o inmersión en agua, al cabo de un tiempo prudente del suceso y cuando el vehículo esté parado. Estos sucesos se detectan mediante sensores de impacto, de humo y de humedad respectivamente, colocados en determinadas partes del vehículo. Pueden ser aprovechados los mismos sensores de impacto utilizados para la activación de los airbags, pero con otras señales de activación. Si en estas situaciones u otras, falla el sistema eléctrico, el mecanismo está configurado de tal manera que las hebillas queden desbloqueadas, para que los pasajeros no queden atrapados con el sistema de retención.
Si de todos modos en un accidente, el sistema queda bloqueado y los pasajeros atrapados con el cinturón, el conjunto de sistema de retención incorpora un cúter especial para cortar la cinta, colocado en un espacio accesible para el usuario.
El dispositivo electrónico de bloqueo puede ser activado por un botón o pulsador en el salpicadero para cada cinturón y a disposición del conductor.
Alternativamente al botón o pulsador, el sistema de bloqueo también puede ser activado por algún dispositivo con pantalla táctil, que ponga al alcance del conductor el control de los distintos asientos de los pasajeros de forma que pueda fácilmente bloquear cada hebilla del cinturón de seguridad por separado o de forma general, sin necesidad de tener un botón para cada cinturón del vehículo.
El conductor adicionalmente tiene a su alcance unos indicadores luminosos del estado de bloqueo y correcto abrochado de cada uno de los cinturones, para facilitar la identificación de las hebillas bloqueadas y los cinturones incorrectamente abrochados. Dichos indicadores luminosos pueden estar incorporados en los mismos botones de activación del bloqueo.
El bloqueo pretende impedir el desabrochado de la hebilla en todas las situaciones posibles de conducción.
La Figura 1 muestra el diagrama de encendido del indicador luminoso del estado de bloqueo. Inicialmente el indicador del estado de bloqueo está apagado 100. Al insertar la llave en el encendido, se encienden a un primer color de estado alerta 102 (color A) todos los indicadores luminosos de los cinturones desabrochados o incorrectamente abrochados.
-
Si a través de los sensores de peso se detecta que hay una persona ocupante de un peso mayor que un valor específico, y se abrocha correctamente el cinturón, lo cual se detecta a través de un contador de cinta -como se explicará en detalle posteriormente-y el detector de abrochado correcto, el indicador de estado de bloqueo se vuelve a apagar.
-
Si a través de los sensores de peso se detecta que hay una persona ocupante de un peso mayor que un valor específico y se abrocha el cinturón de forma incorrecta, lo cual se detecta a través del contador de cinta y el detector de abrochado correcto, la luz de estado alerta 102 (color A) se mantiene encendida.
-
Si a través de los sensores de peso se detecta que el ocupante de algún asiento es menor que un peso específico –detección de niño-, el bloqueo del cinturón de dicho asiento se activa automáticamente de la forma descrita anteriormente y el indicador luminoso cambia de color a un color B indicador de estado de bloqueo 104. De esta manera se identifica el bloqueo de la hebilla, el correcto abrochado del cinturón y la correcta disposición para empezar la conducción.
-
Si se activa de forma manual y selectiva el bloqueo del cinturón de algún ocupante, pulsando el botón o pantalla táctil, estando el indicador luminoso apagado, éste se enciende al color del estado de bloqueo (color B).
Las Figuras 2A, 2B, 2C, 2D y 2E muestran el mecanismo de bloqueo de la hebilla del cinturón de seguridad. La Figura 2A muestra una vista en alzado, y la Figura 2C su correspondiente sección vertical. La Figura 2B muestra un detalle del elemento de bloqueo del cinturón de seguridad, y la Figura 2D su correspondiente sección vertical. La Figura 2E muestra el elemento de bloqueo en posición abierta (desbloqueado). Una realización preferente pero no limitativa del dispositivo de bloqueo electrónico de la hebilla del cinturón de seguridad, consiste en una pieza de bloqueo 204 que actúa eléctricamente bloqueando un orificio del mecanismo de la hebilla 208 e impidiendo de esta manera el movimiento del botón 202 de apertura de la hebilla, es decir, evitando el desabrochado del cinturón.
El movimiento de la pieza de bloqueo 204 es provocado por el efecto de un electroimán 206, de manera que cuando el electroimán se polarice por una señal eléctrica, un cilindro empuje la pieza de bloqueo insertándola en dicho orificio del mecanismo de la hebilla, de manera que quede bloqueado el botón 202 de apertura de la hebilla.
El dispositivo además se compone de un muelle 210 unido a la pieza de bloqueo 204 mediante un eje, de manera que inversamente al caso anterior, cuando desaparezca la señal eléctrica y el electroimán se despolarice, la pieza elástica estire la pieza de bloqueo 204 hasta su posición inicial de desbloqueo, hasta quedar en una posición que no interfiera en el recorrido de la pieza de apertura o botón 202 de la hebilla, ni ninguna otra pieza del mecanismo de cierre de la hebilla del cinturón.
El electroimán 206 está conectado a la pantalla o botón de activación del bloqueo mediante cableado y a través de una centralita que controla todo el sistema.
El sistema de detección de niños se compone de un sensor de carga que distingue rangos de peso insertado en el interior de cada uno de los asientos y conectados a la centralita de control del bloqueo.
La comprobación del abrochado correcto se muestra en la Figura 3. Se basa en ir comparando los valores de longitud de cinta que estira el usuario al abrocharse y el grupo de pesos al que pertenece, con los valores de una base de datos memorizada en la centralita de control del sistema.
Esta base de datos está compuesta por rangos de valores y tiene en cuenta todos los estándares posibles de usuarios, considerando también las parejas de valores de pesos y longitudes de niños con y sin sillita, como se ha explicado anteriormente.
La longitud de cinta se puede obtener con un motor encoder, acoplado al eje de giro del enrollador del cinturón, de manera que cuente las vueltas de cinta desenrollada. Después del abrochado del cinturón 300, se empezarán a tomar valores de longitud de cinta en intervalos de tiempo cortos. Cada pareja de datos 302 formada por el valor de longitud de cinta fL obtenido junto con el peso P del usuario correspondiente medido por el sensor de carga del asiento, se compara 306 con una base de datos. La primera pareja de medidas (longitud de cinta-peso usuario) que se encuentre en el rango de valores de la base de datos, se dará por buena y se considerará el abrochado correcto 308, la salida será de abrochado correcto (AC en la figura).
En caso de detección de niño 310, según la medida de pesos del sensor de carga, la salida de abrochado correcto 308 activa el bloqueo automático de la hebilla y cambia el indicador luminoso a color de estado bloqueo 104 (color B), lo cual permite el arranque del vehículo, tal y como se ha explicado anteriormente. En los otros casos, por ejemplo si se detecta un adulto 312, esta misma salida de abrochado correcto 308 apaga 100 el indicador de estado de bloqueo, como se ha explicado antes, permitiendo el arranque del vehículo y el bloqueo manual y selectivo.
Si los valores no se encuentran en la base de datos, entonces la salida será de abrochado incorrecto 314 o de error (AI en la figura). En este caso, se emitirá opcionalmente la señal acústica y/u óptica de aviso, el motor no podrá ser arrancado y se procederá a tomar la siguiente pareja de datos 302 valor de longitud de cinta y peso de usuario. Este nuevo dato se volverá a analizar y así sucesivamente, hasta que los valores entren dentro del rango y se obtenga el abrochado correcto.
Todo esto sucede en un intervalo de tiempo muy corto, de manera que no complique ni ralentice el libre arranque del motor. En caso de que los valores reales no sean valores estándar, el conductor siempre tiene la posibilidad de validar manualmente el abrochado correcto, haciendo un doble clic al botón de activación o pantalla.
Una vez el abrochado sea correcto, el sistema seguirá tomando datos durante la conducción en menor periodicidad, para detectar si algún usuario se quita el cinturón sin desabrochárselo, como hacen a menudo los niños. Si esto sucede, se emitirá la señal acústica de aviso.
La categoría de peso del usuario se mide con el sensor de peso ya descrito anteriormente.
La salida del contador de cinta (medida del valor de longitud de cinta) junto con la salida del detector de niños determinan la señal de actuación para bloquear la hebilla o para dar la señal de aviso de abrochado incorrecto y para el encendido del indicador de estado de alerta 102.
La Figura 4 muestra una vista interior del vehículo donde está instalado el sistema de detección de la presente invención, con los distintos elementos: cinta 400 o banda del cinturón de seguridad, enrollador de cinta 402, sensores de carga 404 de los asientos delanteros 406 y traseros 408, e indicadores de estado de bloqueo 410 de los cinturones de seguridad (en este caso una pantalla).
La Figura 5 muestra en detalle el enrollador de cinta 402 y los medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada o contador de cinta 500.
El contador de cinta 500 comprende un encoder 502, el cual se encarga de determinar su posición contando el número de impulsos que se generan cuando un rayo de luz es atravesado por marcas opacas en la superficie de un disco unido al eje. A su vez, este eje está acoplado al eje de giro del enrollador de cinta 402, de manera que el encoder 502 cuenta las vueltas n que gira el enrollador de cinta 402. Un programa de control (ejecutado por ejemplo en un microcontrolador) se encarga de multiplicar el número de vueltas n por el perímetro del carrete de cinta (2n·r), obteniendo así el incremento de longitud de cinta desenrollada:
fL=2n·r·n
siendo fL la longitud de cinta estirada por el usuario del cinturón, r el radio del carrete de cinta (conocido) y n el número de vueltas giradas por el carrete al estirar la cinta.
Esta señal de longitud de cinta desenrollada se envía a la centralita de control. Otra opción es enviar la señal del encoder 502, o el número de vueltas n, directamente a la centralita de control para que ésta se encargue de calcular la longitud de cinta desenrollada. Una vez se ha detectado (por parte del sensor de abrochado de la hebilla) el abrochado 300 del cinturón de seguridad para un asiento, en la centralita de control se clasifica, para dicho asiento, la longitud de cinta desenrollada fL dentro de un rango de pesos y se compara 306 con la clasificación de la carga medida en el correspondiente asiento por el sensor de peso 404, para determinar si el abrochado es correcto o incorrecto.
En la Figura 6 se muestra en detalle la comparación 306 de los datos de longitud con los de peso para determinar el correcto abrochado del cinturón de seguridad. La centralita de control recibe el dato de longitud fL, medido por el contador de cinta 500, y el dato de peso P, medido por el sensor de carga 404, de un ocupante. La centralita de control accede a una base de datos 600 previamente memorizada, la cual se divide en diferentes clases (V,A,B,C,D). A cada clase le corresponde un rango de pesos y un rango de longitudes. En la figura se muestran una serie de rangos a modo de ejemplo, no limitativos. Las longitudes de la tabla pueden referirse al incremento de longitud fL de cinta desenrollada o bien a la longitud total L de cinturón desplegado (L= fL +cte).
El dato de entrada de peso P, detectado a través del sensor de peso, se clasifica 602 en una clase Xp en función del peso, según la tabla de la base de datos 600. Así mismo, el dato de entrada de longitud fL de cinta desenrollada se clasifica 602 en una clase XL en función de la longitud fL, según la tabla de la base de datos 600.
A continuación, la centralita de control compara 606 las dos clases. Si las clases coinciden y el cinturón ha sido abrochado, se determina que el abrochado es correcto 308. Se entiende por abrochado correcto que la hebilla ha sido abrochada y la cinta estirada es coherente con el peso del ocupante. Es decir, si la cinta no ha sido estirada o la longitud estirada es menor que un valor bajo previamente determinado, el peso debe ser cero (asiento vacío) o inferior a una carga previamente determinada, que incluya el peso de una sillita de niños vacía. Si se ha corrido una cantidad de cinta grande, se entiende que el ocupante ocupa un volumen grande, y por tanto la medida de peso también debe ser alta.
Si por el contrario las clases comparadas (Xp, XL) no coinciden o la hebilla no ha sido abrochada, se determina que el abrochado es incorrecto. Se entiende por abrochado incorrecto, o bien que el usuario no se ha abrochado, o bien se ha abrochado mal. Es decir, si por ejemplo el usuario se deshace del tramo diagonal del cinturón, esto se detecta con un peso alto y una longitud de cinta correspondiente a alguna clase inferior.
La salida de la comparación de datos junto con la salida 300 del sensor de abrochado de la hebilla, determinan si el abrochado es correcto 308 o si es incorrecto 314. En caso contrario, la conducción puede continuar de forma normal. En caso de error del sistema o de incoherencia real entre el volumen del ocupante y la carga sobre el asiento, el conductor siempre tendrá la posibilidad de validar el abrochado correcto manualmente. Obsérvese que mientras en la Figura 3 el abrochado del cinturón 300 (mediante el sensor de abrochado de la hebilla) es el que inicia la comparación de datos, en la Figura 6 el abrochado del cinturón 300 se compara con el resultado de la comparación 606. Esto es, la comparación de datos 306 para determinar el abrochado correcto 308 o incorrecto 314 se podría activar de diferentes formas: cada cierto tiempo, cuando se detecte el abrochado del cinturón 300, cuando se detecte una variación de longitud de cinta desenrollada, cuando se detecte un peso en un asiento, etc.
La Figura 7 muestra, de manera esquemática, las conexiones eléctricas entre los distintos elementos del sistema de detección objeto de la invención. La mayoría de las señales son gestionadas por unos medios de control, la centralita de control 700. Dicha centralita de control 700 recibe, entre otros:
-
la señal del sensor de abrochado 702, el cual determina el abrochado 300 del cinturón de seguridad (esto es, si está o no abrochado; se pueden emplear sensores de abrochado ya conocidos);
-
la señal proveniente del contador de cinta 500 (que bien puede ser la propia señal del encoder 502 o bien una señal tratada por el propio contador de cinta 500, como por ejemplo el número de vueltas n que ha dado el enrollador de cinta 402 o la longitud de cinta desenrollada fL calculada según se ha explicado anteriormente);
-
la señal proveniente del sensor de carga 404 de cada asiento;
-
las señales de los sensores de impacto 704, sensor de incendio 706, sensor de humedad 708, sensor de vuelco 710;
-
las señales de los botones de activación de bloqueo 712, normalmente ubicados junto al conductor (pudiendo ser botones táctiles de una pantalla);
5 -la señal proveniente de la llave de encendido 714;
Las señales recibidas por la centralita de control 700 pueden ser bien señales brutas que necesite tratar (por ejemplo, la señal analógica con información del peso de los sensores de carga 404, que tendrá que tratar de acuerdo a una calibración previa de dichos sensores de carga 404) para obtener la medida útil, o bien la señal definitiva ya tratada que porte la información necesaria (por ejemplo, si recibe directamente el peso P de los
10 sensores de carga).
La centralita de control 700 a su vez controla:
-
el encendido del motor 716;
-
los indicadores 410, mostrados normalmente en una pantalla, del estado de bloqueo de los cinturones de seguridad de los distintos asientos (el control de los indicadores se puede realizar según el flujo mostrado en 15 la Figura 1);
-
el control del mecanismo de bloqueo de la hebilla 212, por ejemplo a través del control del electroimán
210.
-
el aviso acústico de abrochado incorrecto.
La presente invención, si bien se aplica especialmente para la detección del correcto abrochado de
20 cinturones de seguridad de vehículos automóviles, se podría también emplear en otros campos, como por ejemplo la detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad de asientos en atracciones móviles (e.g. de cabinas con asientos) de un parque de atracciones, haciendo las oportunas modificaciones.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad, que comprende: medios de pesaje (404) para la obtención del peso (P) de la persona sentada en el asiento correspondiente al cinturón de seguridad; medios sensores de detección del abrochado del cinturón (702); caracterizado por que adicionalmente comprende: medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada (500) encargados de obtener una
    medida para la obtención de la longitud (fL) de cinta (400) del cinturón de seguridad desenrollada; medios de control (700) encargados de:
    • detectar (300) el abrochado del cinturón a partir de la información suministrada por los medios sensores de detección de abrochado del cinturón (702);
    • obtener (302) la longitud (fL) de cinta desenrollada a partir de la información suministrada por los medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada (500);
    • obtener (302), a partir de la información suministrada por los medios de pesaje (404), el peso
    (P) de la persona sobre el asiento;
    • determinar (308,314), en función de la detección (300) del abrochado del cinturón y de los valores de longitud (fL) de cinta desenrollada y de peso (P), si el cinturón de seguridad está correctamente abrochado.
  2. 2.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según la reivindicación 1, donde los medios de control (700) están configurados para comparar (306) la longitud (fL) de cinta desenrollada y el peso (P) con unos valores o rangos almacenados en al menos una base de datos (600) y determinar (308,314) el correcto abrochado del cinturón de seguridad en función de dicha comparación.
  3. 3.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de control (700) están configurados para: -clasificar (602) el peso (P), en función de su valor, en una determinada clase (Xp); -clasificar (604) la longitud (fL) de cinta desenrollada, en función de su valor, en una determinada clase (XL); -comparar las clases de peso (P) y longitud de cinta desenrollada (XL) obtenidas;
    -determinar, en función de dicha comparación y de la detección (300) del abrochado del cinturón, si el cinturón de seguridad está correctamente abrochado.
  4. 4.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según la reivindicación 3, donde para la clasificación (602,604) del peso (P) y de la longitud (fL) de cinta desenrollada los medios de control (700) están configurados para comparar dichos valores de peso (P) y longitud (fL) de cinta desenrollada con unos valores o rangos almacenados en al menos una base de datos (600).
  5. 5.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de control están configurados para, en caso de determinar en una primera comprobación un incorrecto abrochado del cinturón de seguridad (314), repetir la obtención (302) de peso (P) y longitud (fL) de cinta desenrollada y la determinación sobre el correcto abrochamiento o no del cinturón de seguridad.
  6. 6.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según la reivindicación 5, donde la repetición de las comprobaciones se realiza de al menos una cualquiera de las siguientes formas: -durante un número de veces determinado; -durante un tiempo determinado;
    -hasta que se obtenga la detección del abrochado correcto (308). 7.-Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las
    ES 2 392 406 Al
    reivindicaciones anteriores, donde los medios sensores de medición de longitud de cinta desenrollada (500) comprenden un encoder (502) acoplado al eje de giro del enrollador de cinta (402) para el conteo del número de vueltas de cinta (400) desenrollado.
  7. 8. Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de control (700) están configurados para, en caso de detectar el incorrecto abrochado (314) del cinturón de seguridad, realizar al menos una de las siguientes acciones:
    -
    impedir el arranque del motor (716) del vehículo;
    -
    emitir una señal acústica y/o visual.
  8. 9. Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la comprobación del correcto abrochado se realiza si la llave de encendido
    (714) del vehículo está conectada.
  9. 10. Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según la reivindicación 9, donde la comprobación del correcto abrochado se realiza en cualquiera de las siguientes situaciones:
    -
    en el momento de activar el encendido del vehículo;
    -
    durante la conducción del vehículo.
  10. 11.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un dispositivo indicador del estado de bloqueo del cinturón de seguridad.
  11. 12.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de bloqueo electrónicos de la hebilla del cinturón de seguridad, donde los medios de control (700) están configurados para determinar (310), en función de al menos el peso (P), si la persona sentada en el asiento es un niño y, una vez detectado el correcto abrochado (308) del cinturón del niño, bloquear automáticamente dicho cinturón mediante los correspondientes medios de bloqueo electrónicos.
  12. 13.
    Sistema de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de bloqueo electrónicos de la hebilla del cinturón de seguridad y medios manuales y selectivos de control de dichos medios de bloqueo electrónicos, donde los medios de control están configurados para determinar (312), en función al menos del peso (P), si la persona sentada en el asiento es un adulto y, una vez detectado el correcto abrochado (308) del cinturón del adulto, permitir el bloqueo manual de dicho cinturón mediante los medios manuales y selectivos de control de los medios de bloqueo electrónicos.
  13. 14. Método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad, que comprende:
    detectar (300) el abrochado del cinturón;
    obtener (302) el peso (P) de la persona sentada en el asiento correspondiente al cinturón de seguridad;
    caracterizado por que comprende adicionalmente:
    obtener (302) la longitud (fL) de cinta (400) del cinturón de seguridad desenrollada;
    determinar (308,314), en función de la detección (300) del abrochado del cinturón y de los valores de longitud (fL) de cinta desenrollada y de peso (P), si el cinturón de seguridad está correctamente abrochado.
  14. 15. Método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad según la reivindicación 14, que comprende comparar (306) la longitud (fL) de cinta desenrollada y el peso (P) con unos valores o rangos almacenados en al menos una base de datos (600) y determinar (308,314) el correcto abrochado del cinturón de seguridad en función de dicha comparación.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201130881
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 27.05.2011
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : B60R22/48 (2006.01) B60R22/357 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    Y
    US 2005092539 A1 (CHITALIA JANAK et al.) 05.05.2005, 1-4,7-15
    columna 3, línea 35 – columna 5, línea 25; figuras 1-3.
    Y
    DE 102007041535 A1 (DAIMLER AG) 12.03.2009, 1-4,7-15
    página 2, párrafos [1],[2],[13],14]; figura 1.
    A
    US 7233239 B2 (JOSEPH A. TABE) 16.09.2008, 1-15
    columna 16, línea 36 – columna 33, línea 52; figura 7.
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 05.10.2012
    Examinador O. Fernández Iglesias Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201130881
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B60R Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130881
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 05.10.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130881
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2005092539 A1 (CHITALIA JANAK et al.) 05.05.2005
    D02
    DE 102007041535 A1 (DAIMLER AG) 12.03.2009
    D03
    US 7233239 B2 (JOSEPH A. TABE) 16.09.2008
  15. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El objeto de la invención es un sistema y método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad, el cual posee unos medios de pesaje para obtener el peso de la persona sentada en el asiento, y unos medios sensores de detección del abrochado del cinturón. La invención comprende, a su vez, sensores de longitud de cinta desenrollada y unos medios de control cuya misión es, a partir de la detección del abrochado del cinturón, la longitud de la cinta desenrollada y el peso de la persona, determinar con estos datos si el cinturón está correctamente abrochado.
    El documento D01 se considera el estado de la técnica más cercano a la invención, tal y como se recoge en las reivindicaciones 1 y 14 de la solicitud. Este documento divulga un sistema y método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad, el cual posee unos medios de pesaje (26) para obtener el peso de la persona sentada en el asiento, y unos medios sensores de detección del abrochado del cinturón (24). La invención comprende a su vez unos medios de control (36) cuya misión es, a partir de la detección del abrochado del cinturón (24) y del peso de la persona (26), determinar con estos datos si el cinturón está correctamente abrochado. (Ver columna 3, línea 35 -columna 5, línea 25; figuras 1-3).
    La diferencia entre el documento D01 y el objeto técnico de las reivindicaciones 1 y 14 radica en que el sistema de la solicitud detecta la longitud de cinta desenrollada en el proceso de abrochado del cinturón, además tiene en cuenta este dato, a través de los medios de control, para determinar el correcto abrochado del cinturón. El problema técnico que subyace en la presente invención se puede considerar como la detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad a partir de la medición de los datos de peso, longitud de cinturón desenrollado y señal de abrochado de la hebilla.
    Este problema y su correspondiente solución se encuentran recogidos en el documento D02 que divulga un sistema de correcto abrochado del cinturón de seguridad. En este sistema existen medios sensores de longitud de cinta desenrollada (1), siendo este dato recogido por unos medios de control (3). (Ver página 2, párrafos [1], [2], [13], [14]; figura 1). Por tanto resulta obvio para un experto en la materia aplicar estas características con su correspondiente efecto técnico al documento D01, de forma que se obtenga el sistema y método de detección del correcto abrochado del cinturón de seguridad. En consecuencia, las reivindicaciones 1 y 14 de la solicitud carecen de actividad inventiva a la vista de lo divulgado en los documentos D01 y D02. (Art. 8.1 de la Ley 11/86).
    Las características divulgadas por las reivindicaciones dependientes 2-4, 7-13 y 15 se hallan recogidas en los documentos D01 y D02, mientras que los detalles divulgados en las reivindicaciones dependientes 5 y 6 se consideran de conocimiento común en el estado de la técnica como se puede apreciar en el documento D03. Por tanto, se considera que las reivindicaciones 2-6 y 15 carecen de actividad inventiva de acuerdo a lo establecido en el artículo 8.1 de la Ley 11/86.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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