EN UN VEHÍCULO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a la industria automotriz, particularmente está relacionada con los cinturones de seguridad con que están equipados los vehículos, y a un sistema que determina a distancia el uso de los cinturones de seguridad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente existe un considerable número de invenciones relacionadas con diferentes aspectos de los cinturones de seguridad en vehículos, algunas de estas invenciones son las siguientes:

Patente MX 171527.

La presente invención comprende un sistema retenedor de seguridad para un vehículo que comprende: un cinturón de seguridad que se puede fijar con una porción de éste por medio de una hebilla. El medio de hebilla comprende una porción de lengüeta fijada a un cinturón de seguridad y una porción de hebilla para recibir la lengüeta. Un primer medio de sensor se proporciona para generar una primera señal indicadora de la condición cerrada y abierta. El sistema incluye medios de anillo en forma de D adaptados para que se monten de manera giratoria en un miembro del vehículo, para que reciban en forma deslizable una porción de cinturón de hombro del cinturón de seguridad y segundos medios sensores, que accionan en conjunto con los medios de anillo en forma de D para generar una segunda señal indicadora del movimiento del anillo en forma de D, y medios retractores adaptados para asegurarse a un miembro estructural del vehículo, incluyendo una argolla de recepción que se fija a un extremo del cinturón del hombro y un motor eléctrico reversible, para entrar en contacto e impulsar la argolla de recepción para hacerla girar en direcciones de embobinado y reversa, en respuesta a las señales de control de embobinado y de reversa. Este sistema incluye en forma adicional terceros medios para generar una tercera señal indicadora de la torsión del motor, así como medios de control lógico para generar el control de embobinado y de reversa en respuesta a las condiciones de los primero y segundos medios sensores, incluyendo primeros medios de almacenamiento que responden a una señal, para almacenar un valor indicativo de la posición del anillo en forma de D.

Patente MX272881. La presente invención comprende métodos, sensores y sistemas para detectar un ocupante o sus características y para la vigilancia del cinturon de seguridad. Un sensor de ocupante con un arreglo complejo de antenas o una antena sencilla simple determina una característica de cambio o descarga de la antena. Determinando el cambio en voltaje o corriente de la antena como una función de tiempo, cualquier ocupante puede ser detectado o caracterizado. El sensor restringe la activación de la bolsa de aire o es usado para otro propósito. El mismo o un diferente sensor de ocupante es usado para las advertencias del cinturon de seguridad. Un sensor de seguro del cinturon determina si un cinturon de seguridad está siendo usado: el sensor de ocupante determina si el cinturon de seguridad debe de ser usado. Un conductor es advertido cuando un cinturon de seguridad debe de ser usado por un ocupante. Solicitud de Patente MX/a/2015/015550.

La presente invención comprende un vehículo que incluye un sistema de retención que tiene un retractor, una correa, una lengüeta conectada al retractor a través de la correa y una hebilla. La hebilla se configura para recibir la lengüeta. La lengüeta tiene un primer sensor configurado para emitir una señal en respuesta al movimiento asociado con la lengüeta y una primera luz. La hebilla tiene una segunda luz. El vehículo incluye además un módulo de control de retención configurado para, en respuesta a la señal, iluminar la primera y la segunda luces. Un sistema de retención para un vehículo incluye un montaje de asiento y un montaje de cinturón de seguridad. El montaje de asiento incluye una hebilla que tiene un sensor de hebilla conectado funcionalmente a una fuente de luz de la hebilla. El montaje de cinturón de seguridad se asocia con el montaje de asiento e incluye un retractor, una correa y una lengüeta que tiene una fuente de luz de la lengüeta. El sensor de hebilla se configura de manera tal que la iluminación de la fuente de luz de la lengüeta activa el sensor de hebilla e ilumina la fuente de luz de la hebilla. Un montaje de cinturón de seguridad incluye un retractor, una correa, un montaje de lengüeta y una hebilla. El entramado se almacena dentro de y se conecta con el retractor y se configura para extenderse a través de una porción de un asiento. El montaje de lengüeta se conecta a la correa, dispuesto opuesto al retractor, e incluye una luz. La hebilla se configura para recibir el montaje de lengüeta de manera tal que la hebilla se abrocha y bloquea la lengüeta dentro de la hebilla.

Solicitud de Patente MX/a/2015/002952. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, un sistema de monitoreo para un vehículo que posee un asiento y una retención con correa del cinturón de seguridad incluye un sensor de longitud de correa acoplado a la retención, un sensor de posición y un procesador. El procesador está en comunicación con el sensor de longitud de correa y el sensor de posición y está programado para emitir una señal basándose en una determinación de que una longitud de la correa extendida esté fuera de un rango aceptable de longitud de correa para una categoría asignada de tamaño del ocupante utilizando el sensor de posición. En un ejemplo, el procesador puede estar programado para determinar una posición de la correa utilizando el sensor de posición y para asignar la categoría de tamaño del ocupante basándose en una comparación de la posición determinada de la correa y un conjunto de categorías de tamaño del ocupante correspondientes a las posiciones predeterminadas de la correa. Además, el procesador puede estar programado para asignar una categoría de longitud de correa basándose en una comparación de la longitud de la correa extendida y un conjunto de categorías de longitud correspondientes a las longitudes predeterminadas de la correa extendida. De acuerdo con esto, el procesador puede determinar si la longitud de la correa extendida está fuera del rango aceptable de longitud de correa para la categoría de tamaño del ocupante comparando la categoría de longitud de correa y la categoría de tamaño del ocupante. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un vehículo, que incluye una retención que posee una correa del cinturón de seguridad, un primer indicador asociado con la correa, al menos un dispositivo de seguridad ajustable y un sensor de posición. El vehículo incluye, además, un monitor de posición del ocupante en comunicación con el sensor de posición y programado para asignar una categoría de tamaño del ocupante y determinar una posición del ocupante utilizando información respecto de una posición detectada del primer indicador. En el vehículo se incluye un sistema de control que está en comunicación con el sistema de monitoreo y está programado para llevar a cabo un ajuste del dispositivo de seguridad basándose en la posición y en la categoría de tamaño del ocupante recibidas del monitor de posición del ocupante. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un método para determinar el uso adecuado del cinturón de seguridad por parte del ocupante de un vehículo incluye determinar una longitud extendida de una correa del cinturón de seguridad y asignar una categoría de tamaño del ocupante utilizando la información recibida de un sensor de posición dentro del vehículo. El método también incluye acceder a los datos de la memoria, incluyendo un rango correspondiente de longitudes de la correa extendida para la categoría de tamaño asignada y determinar si la longitud de la correa extendida se encuentra dentro del rango correspondiente.

Solicitud de Patente MX/a/2015/015937. La invención de la presente solicitud de patente comprende un sistema de vehículo que incluye al menos dos sensores. Un primer sensor se configura para emitir una señal de contención de niños que indica una presencia de un sistema de contención de niños. Un segundo sensor se configura para emitir una señal de tensión del cinturon que representa una tensión asociada con un cinturon de seguridad. Un dispositivo de procesamiento se programa para determinar si el sistema de contención de niños incluye un asiento para niño o un asiento elevador en base a la señal de contención de niños y la señal de tensión del cinturon.

De acuerdo con la descripción anterior de las invenciones contenidas en las patentes y solicitudes de patente antes mencionadas, se tiene que las mismas se refieren a Sistemas para asegurar la seguridad de los ocupantes de los vehículos, que comprenden cinturones de seguridad que están asociados a diferentes tipos de dispositivos, entre los que están sensores que realizan diferentes funciones, tales como: sensores que generan señales para indicar que el cinturon está cerrado o abierto; sensores que restringen la activación de la bolsa de aire en los vehículos; sensores que son usados para advertir respecto al uso del cinturon de seguridad; sensores que determinan si el cinturon de seguridad debe ser usado; sensores configurados para emitir una señal en respuesta al movimiento asociado con la lengüeta y la hebilla; sensores de longitud de correa; sensores para emitir una señal de contención de niños y un sensor que emite una señal de tensión del cinturon. Además de los sensores existen otros dispositivos que forman parte de los sistemas descritos anteriormente. Las invenciones anteriores tienen como un aspecto común el que los sistemas actúan a nivel del vehículo, no sobrepasan este ámbito de funcionamiento; por el contrario la presente invención es diferente y novedosa respecto a las invenciones del Estado de la Técnica debido a que por su estructura funciona en un ámbito que no es solo el de un vehículo.

Es por lo tanto un objeto de la presente invención el proporcionar un sistema mediante el cual se realiza la detección remota del uso del cinturón de seguridad en un vehículo.

Otro objeto de la presente invención consiste en proporcionar un sistema que se intercomunica con equipos de posicionamiento global GPS, entre otros, para la detección remota del uso del cinturón de seguridad en vehículos.

Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de detección remota del uso del cinturón de seguridad, que se utilice en cualquier tipo de vehículo, de cualquier modelo o marca del medio de transporte en el que se desee instalar. Aun otro objeto de la invención es el proporcionar un método con un diseño flexible que puede ser usado por la mayoría de dispositivos GPS del mercado, y puede usarse para detectar la conexión de varios cinturones de seguridad al mismo tiempo.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1. Muestra un diagrama general de bloques en el que se representan las partes que forman el sistema de la presente invención.

Figura 2. Se refiere a un diagrama simplificado del sistema de la presente invención.

Figura 3. Ilustra el circuito de protección contenido en el regulador de tensión. Figura 4. Se refiere a un circuito de filtrado en el que se muestra una configuración pulí up. (Elevar la tensión de salida de un circuito lógico)

Figura 5. Muestra la relación de un flanco de subida con la posición del cinturón de seguridad.

Figura 6. Muestra la relación de un flanco de bajada con la posición del cinturón de seguridad.

Figura 7. Ilustra un flanco de subida que produce una notificación de desconectado.

Figura 8. Ilustra un flanco de bajada que produce una notificación de conectado. Figura 9. Muestra la arquitectura del microcontrolador de 8 bits que utiliza una fuente regulada de 5V

Figura 10. Se refiere a la conexión del microcontrolador con un controlador de interrupciones.

Figura 11. Ilustra bloques de operación del sistema.

Figura 12. Ilustra un circuito que muestra la conexión del microcontrolador con un circuito integrado y a su vez con un puerto serial. Figura 13. Se refiere a la codificación de los mensajes del microcontrolador para facilitar su interpretación por parte de cualquier dispositivo GPS.

Figura 14 muestra un diagrama de comunicación entre el GPS y una plataforma de rastreo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La función principal del sistema de la presente invención en términos generales es detectar cuando un cinturón de seguridad se conecta o se desconecta, notificar el evento al GPS, el cual por su parte lo comunica a una plataforma de rastreo GPS. Una de las ventajas principales de este sistema es que permite la detección remota de colocación del cinturón de seguridad y que esta información se puede usar cómo método preventivo en accidentes si se utiliza en conjunto con un sistema de localización vehicular remota GPS.

En la figura 1 se muestra un diagrama de bloques que en forma general muestra las partes que comprenden el sistema de la presente invención, en donde el (1) representa la batería del automóvil que es la fuente inicial de energía para el sistema; un regulador de voltaje (2) que se conecta directamente a la batería del vehículo que provee 12V, la alimentación al regulador de voltaje es de 12V y la salida del regulador es de 5V, el regulador garantiza que no lleguen más de 5V al microcontrolador, con lo cual se evita que se dañe el sistema, un regulador de voltaje apropiado es el circuito integrado L7805, aunque otros se pueden utilizar; el (3) representa un circuito de filtrado con una configuración de pull-up para detectar los flancos de bajada y subida para señalar las posiciones que adopta el cinturón de seguridad; el (4) corresponde a un microcontrolador de 8 bits que utiliza una fuente regulada de 5V y que controla todas las funciones del sistema; el (5) se refiere a un puerto serial asincrono mediante el cual el microcontrolador hace interfaz con cualquier dispositivo GPS; el (6) es cualquier dispositivo GPS y el (7) es la plataforma de rastreo con la cual se comunica el GPS, mediante un protocolo TCP/IP, (Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet). Como antes se expresó la Figura 2 muestra un diagrama simplificado del sistema de la presente invención, el cual comprende el cinturón de seguridad (8), que contiene parte del sistema de la presente invención, el cual comprende un microcontrolador (4), mismo que se comunica con un dispositivo GPS (6) y éste a su vez se comunica con una plataforma de rastreo (7).

A continuación se hace una descripción aun más detallada del sistema de la presente invención. El regulador de voltaje (2) de preferencia es un circuito integrado L7805, se diseña de forma tal que tiene un circuito de protección, el diagrama eléctrico se muestra en la figura 3, el mismo comprende: la entrada de voltaje (9) de 12V directamente de la batería del automóvil, así como la salida de voltaje (10) regulado a 5V y opera con 30 mA; un diodo de protección (11); un condensador Cl (12) con una capacidad de 25μΡ y un condensador C2 (13) con una capacidad de 100 μΡ; comprende asimismo una conexión a tierra (14) del circuito. La anterior es la descripción del circuito que además de regular el voltaje, evita cortos y corrientes dañinas que puedan inutilizar al microcontrolador; en la figura 3 se muestra un corto circuito que se va a tierra (14).

Adicionalmente a la protección anterior basada en hardware, el microcontrolador cuenta con protección interna, preferentemente de la empresa Burr-Brown que detecta corrientes superiores a los 15mA y desconecta al microcontrolador para evitar daños. Otro medio de protección es el software que previene condiciones de bloqueo en el programa interno y se basa en un contador independiente Watchdog (perro guardián).

A continuación se muestra la rutina de software que atiende dichas condiciones.

Detección de conexión/desconexión del cinturón. Etapa de filtrado. El sistema de la presente invención comprende un circuito de filtrado (3) el cual se muestra en la figura 4, dicho circuito comprende una entrada del voltaje de alimentación regulado de 5V (15); un interruptor (31)-(32) conectado a la lengüeta (16) del cinturón (8) y el cierre (17) del cinturón (8); una resistencia de polarización Rl (18); y un condensador Cl (19); así como la salida de corriente (20), comprende también una conexión a tierra (21),

Como se ilustra en la figura 4, el cinturón (8) se conecta en una configuración de pullup (elevar la tensión), para detectar los flancos de bajada que señalarían que el cinturón ha sido asegurado, así como los flancos de subida que señalarían el estado opuesto (el cinturón ha sido desconectado). La salida de este filtro se conecta directamente al pin 4 del microcontrolador (4) para que en la siguiente etapa se pueda tomar una decisión con base en la interrupción de hardware generada.

Es importante señalar que la resistencia (18) y el capacitor o condensador (19), señalados en el circuito de filtrado (3), hacen las veces de un filtro pasabaja que elimina el ruido debido al movimiento del vehículo, esto para evitar las señales de alta frecuencia que produzcan falsos eventos de conexión/desconexión,

En suma las condiciones que detecta el software al ser conectado el microcontrolador (4) a la etapa de filtrado son las siguientes:

Un flanco de subida identificado con la flecha (22), indica que el cinturón ha sido desconectado, tal como se muestra en la figura 5, asimismo se muestran las partes del cinturón: lengüeta (16) y cierre (17) que están separados, y los valores binarios 0 y 1.

Un flanco de bajada identificado con la flecha (23) indica que las partes del el cinturón (8) han sido conectadas, es decir la lengüeta 16 y el cierre (17). Lo anterior se muestra muy claramente en la figura 6, también se muestran los valores binarios 0 y 1.

Un flanco de subida, debido a que el cinturón ha sido desconectado, produce una notificación de DESCONECTADO (24) en el programa del microcontrolador; tal como se ilustra en la figura 7.

Un flanco de bajada, debido a que el cinturón ha sido conectado, produce una notificación de CONECTADO (25) en el programa del microcontrolador; tal como se ilustra en la figura 8.

Arquitectura del microcontrolador. El sistema de la presente invención está provisto de un microcontrolador (4) de 8 bits, de la familia ATMega, de preferencia del fabricante Atmel, el cual se muestra en las figuras 1, 2 y 9.

Las características de operación del microcontrolador (4) son las siguientes:

5v de voltaje directo

10mA de consumo promedio

Frecuencia de 8MHz

8kb de memoria FLASH programable

512 bytes de EEPROM

lkb de SRAM interna En la misma figura 9 se muestra la arquitectura del microcontrolador (4), el cual controla todas las funciones que realiza el sistema para la detección remota del uso del cinturón de seguridad en un vehículo. El sistema se diseñó con el objetivo de que la unidad de procesamiento o microcontrolador (4) no determine ni limite el funcionamiento del sistema. La unidad de procesamiento o microcontrolador (4) puede ser sustituida, intercambiable, por procesadores de otros fabricantes y otros modelos. Las ventajas son que al tratarse del componente más costoso, si se identifica la existencia de un componente con un menor precio se puede hacer más económica la producción del sistema. En contraparte, si es necesario sustituir el componente por uno más poderoso o eficiente (independientemente del costo) esto también es posible.

Circuito de Interrupción. El microcontrolador (4) tiene la característica de atender las interrupciones externas asociadas a algunos de sus pines. Es por esta razón que se aprovecha la característica del hardware, en particular del pin con numeración 4, para captar cambios en la señal relacionada al cinturón de seguridad (8). La figura 10 muestra la conexión del microcontrolador (4) con un ISR (26), dispositivo para la interrupción de la rutina de servicio.

Un ISR (también llamado un controlador de interrupciones) se utiliza cuando se invoca una solicitud de interrupción desde un dispositivo de hardware, maneja la petición y la envía al microcontrolador, interrumpiendo el proceso activo. Cuando el ISR se completa, el proceso se reanuda.

En la figura 11, se ilustran bloques de la operación del sistema; en donde el primer bloque (27) se refiere a la detección del cinturón (8), el cual comprende el circuito de filtrado (3) y el de interrupción (26); un segundo bloque (28) comprende al puerto serial asincrono (29).

Circuito de Comunicación con el GPS.

Puerto serial:

Haciendo referencia a los periféricos con los que cuenta el microcontrolador (4), éste hace interfaz con cualquier dispositivo GPS que sea capaz de comunicarse de manera asincrona por medio de un puerto serial. Las siguientes son las configuraciones de velocidad de transmisión de datos que son compatibles:

2400 baudios

4800 baudios

9600 baudios

57,600 baudios

115,200 baudios

Para la interfaz con el puerto serial (29) se requiere una conversión de señales de voltaje digital a analógico, propias de la comunicación asincrona a través del puerto serial (29) de preferencia RS-232. El circuito realiza esta función de preferencia por medio del circuito integrado (30) MAX232.

En la figura 12 se muestra el circuito que ilustra la conexión del microcontrolador (4) de preferencia ATMega 8 y el circuito integrado (30).

De acuerdo a especificación, el microcontrolador (4) generará dos mensajes de notificación que corresponden a los eventos señalados anteriormente. La codificación del mensaje es ASCII simple con terminación en salto de línea, para facilitar su interpretación por parte de cualquier dispositivo GPS que ofrezca la funcionalidad de escuchar mensajes a través de un puerto serial asincrono.

En la figura 13 se ilustran los 2 mensajes de notificación, siendo el primero el de desconectado (24,) en el que se muestra el cinturón de seguridad (8) con la lengüeta (16) y el cierre (17) del cinturón separados; y el segundo de conectado (25), en el que se muestran la lengüeta (16) y el cierre (17) del cinturón unidos.

La etapa final de comunicación, que se muestra en la figura 14, implica la manera en la que el GPS (6) hace entender a la plataforma de rastreo vehicular (7) a la cual se encuentra asociada, el mensaje de que el cinturón (8) ha sido conectado o desconectado. En el caso particular de la plataforma (7) en la que se realizó la implementación, el GPS mantiene una comunicación constante con la plataforma a través del protocolo de comunicación TCP/IP. Las siglas TCP/IP se refieren a dos protocolos de red, que son "Transmissión Control Protocol" (Protocolo de Control de Transmisión) e "Internet Protocol" (Protocolo de Internet) respectivamente. La plataforma de rastreo vehicular (7) es preferentemente Xentinel, en la cual mediante un monitor se puede observar si el cinturón (8) está en posición cerrada o abierta.

Lo anterior es muy útil para las compañías que por ejemplo tienen flotillas de vehículo y desde una posición remota se determina si el cinturón de seguridad (8) está abierto o cerrado, con lo anterior se toman las medidas de seguridad necesarias para que los conductores siempre lleven el cinturón de seguridad (8) cerrado. El sistema de la presente invención se aplica para otros propósitos además del descrito anteriormente; por ejemplo para cumplir con una condición que se establecen con las compañías de seguro para reducir costo de póliza o incrementar las cantidades aseguradas.

El sistema de la presente invención es el único que permite monitorear el estado de un cinturón de seguridad dentro de un vehículo, a saber, si se encuentra abierto o cerrado. Cualquier cambio en el estado del cinturón es reportado en tiempo real gracias a su capacidad de interactuar con sistemas de geolocalización GPS que permitan reportar estos cambios a la plataforma que les da servicio. Su distinción principal es la universalidad de la aplicación, ya que no hay restricciones en el tipo de vehículo, modelo o marca del medio de transporte en el que se desee instalar.

Se puede instalar uno o varios sistemas en cualquier vehículo que cuente con cinturones de seguridad, para determinar si el conductor y/o pasajeros lo utilizan mientras se conduce.

Puede reportar con la ayuda de un sistema de localización GPS, cuando determinado cinturon es abierto o desconectado, y también cuando el cinturon vuelve a cerrarse.