| WO2007031964A1 | 2007-03-22 | |||
| WO2002025614A1 | 2002-03-28 | |||
| WO2002089654A2 | 2002-11-14 |
| US20060180379A1 | 2006-08-17 | |||
| US20030210150A1 | 2003-11-13 | |||
| EP1312499A2 | 2003-05-21 | |||
| US3106981A | 1963-10-15 | |||
| US4564833A | 1986-01-14 |
| Reivindicaciones
Sistema alerta de somnolencia. 1. Sistema alerta de somnolencia es un sistema que detecta cuando un conductor de un vehículo automóvil ha perdido Ia atención en Ia conducción por somnolencia o cualquier otro motivo, que emite señales de alerta para despertar al conductor en forma de destello luminoso y si éste no fuera suficiente, mediante señales acústicas sucesivas, y en situación extrema comunicando con los ordenadores de gestión del vehículo para que activen las luces intermitentes de emergencia, corten Ia inyección de combustible, se apliquen los frenos para detener el vehículo y se active cualquier otra medida que el fabricante del automóvil considere oportuna, para reducir las consecuencias de un accidente que pudiera provocar el vehículo sin control, caracterizado porque Ia situación de conciencia del conductor se identifica por las permanentes correcciones de trayectoria que son necesarias para mantener al vehículo en marcha centrado en Ia vía. Las correcciones de trayectoria son identificadas por un sensor tomando señales de uno de los distintos parámetros disponibles como el flujo de aceite o su presión cuando se trata de servodirecciones hidráulicas, de Ia tensión o intensidad de corriente si son eléctricas o directamente del movimiento angular del volante o eje de dirección del vehículo. El dispositivo sensor envía las señales de corrección de trayectoria a un microprocesador. Este microprocesador es un contador de tiempo que retorna a cero cada vez que recibe una señal de corrección de trayectoria. La ausencia de señales hace avanzar el contador hasta alcanzar un nivel, variable en función de Ia velocidad del vehículo entre aproximadamente 4 y 6 segundos, en que conecta sucesivamente distintos escalones del módulo de avisos separados entre sí en aproximadamente 1 segundo de tiempo. En Ia primera fase o fase de alerta, el módulo de aviso emite señales destinadas a despertar al conductor. Si no se consigue, el contador avanza hasta Ia fase de emergencia situada en el último escalón del módulo en el que se emiten las señales a los distintos ordenadores de Ia gestión de funciones del automóvil para que actúen emitiendo señales de peligro y procedan al corte de Ia inyección, frenado del vehículo y cualquier otra medida que el fabricante del vehículo considere oportuna.
HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)
2. Sistema alerta de somnolencia según Ia reivindicación 1 caracterizado por un microprocesador que recoge las señales de corrección de trayectoria y velocidad, inhibiendo señales de segundo orden provocadas por oscilaciones en el sistema de dirección procedente de Ia vía y transmitida a través de las ruedas. El microprocesador es un contador de tiempo que se activa cuando el vehículo ha superado una velocidad mínima, alrededor de 50 Km/h. Esta velocidad se puede establecer fija o configurable. El microprocesador está conectado al módulo sensor que Ie envía permanentemente señales derivadas de las correcciones de trayectoria con las que se detiene el conteo retornando el contador cada vez a cero (reseteado) para que reinicie automáticamente el conteo. En ausencia de señal del dispositivo sensor, el contador avanza hasta alcanzar los escalones de conexión con el módulo de avisos distantes aproximadamente entre 4 y 6 segundos de tiempo. Estos escalones de conexión se desplazan en función de Ia velocidad del vehículo de modo que a mayor velocidad se arriba antes al primer escalón que a baja velocidad. El tiempo hasta el primer escalón aparte de ser modificado por Ia velocidad puede ser también configurable para modificar Ia sensibilidad según Io requiera IeI tipo de carretera. Vías sin separación entre los carriles de dirección opuesta pueden requerir una mayor sensibilidad que una autopista, por ejemplo. Por debajo de una velocidad determinada, por ej. 50 Km/H, Ia conexión queda interrumpida. La separación entre cada uno de los escalones es de aproximadamente 1 segundo de tiempo.
3. Sistema alerta de somnolencia según Ia reivindicación 1 caracterizado por Ia toma de señal del movimiento del volante mediante un sistema inductivo del tipo activo cuyo encoder se monta directamente sobre el aro interior alargado del rodamiento de guía del eje de dirección al que va acoplado el volante.
HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26) |
Descripción de Ia invención
Sistema alerta de somnolencia
La invención objeto de esta solicitud de patente consiste en un sistema para detectar cuando un conductor de un vehículo automóvil ha perdido Ia atención en Ia conducción por somnolencia o cualquier otro motivo. Es de aplicación principalmente en el sector de Ia automoción y pretende añadir un elemento adicional a Ia seguridad activa de los vehículos automóviles que requieran de un conductor. En primer lugar como componente de vehículos de nueva fabricación (OEM) pero también como accesorio para instalar en vehículos ya fabricados mediante las adaptaciones que correspondan.
Las soluciones que hasta el momento se han presentado para resolver este problema basados en sistemas que observan Ia pupila del conductor o detectan el contacto y presión de los dedos en el volante (ES 2 130 055, N Q solicitud 9602674, fecha presentación 18.12.96) parecen ser tecnológicamente complejos de incorporar en forma práctica en los vehículos.
El invento que presento resuelve estos problemas de una forma sencilla y aplicando tecnologías de amplia difusión en el sector de Ia automoción como son los sensores para gobernar el antibloqueo de ruedas, sistemas de estabilidad o control de tracción así como los sistemas electrónicos de gestión de las distintas funciones del vehículo.
La novedad que presenta esta invención es que para Ia detección del estado de somnolencia o desvanecimiento del conductor no recurre a aspectos fisiológicos de Ia persona sino que se basa en el hecho de que para mantener Ia trayectoria del vehículo es necesario realizar en forma permanente y consciente pequeñas correcciones de trayectoria con el volante como consecuencia de las irregularidades de Ia vía, estado de los neumáticos, geometría de Ia dirección, carga del vehículo, etc., de una magnitud de pocos grados angulares. La ausencia de estas correcciones se puede interpretar como una falta de atención del conductor producida por un estado de somnolencia u otras causas.
En síntesis, el funcionamiento de este dispositivo es el siguiente. Un sensor detecta las correcciones de trayectoria que realiza el conductor y su señal es recibida por un microprocesador específico que se encuentra en Ia centralita o unidad electrónica del sistema. Este microprocesador es básicamente un contador de tiempo que retorna a cero cada vez que recibe una señal del sensor. La ausencia de estas señales hace avanzar el contador hasta un nivel predeterminado, aproximadamente 4 a 6 segundos de tiempo dependiendo de Ia velocidad del vehículo, en el que conecta sucesivamente con los distintos niveles o escalones del módulo de avisos para que este active las correspondientes señales de alarma destinadas a despertar al conductor, y en Ia situación extrema, último escalón, directamente a Ia detención del vehículo. Si el conductor reacciona con cualquiera de las señales de alarma, mediante un ligero movimiento del volante devuelve el sistema al estado de vigilancia, salvo si se ha alcanzado el último escalón del módulo de aviso en que Ia desconexión del sistema sólo es posible actuando sobre el pulsador de emergencia.
Los movimientos de Ia dirección del vehículo para Ia corrección de Ia trayectoria del vehículo, que es el elemento nuclear de este invento, se puede detectar en diversos puntos. En servodirecciones hidráulicas por Ia presión o flujo del aceite, en las eléctricas, por Ia tensión o intensidad de corriente, o se puede detectar directamente midiendo los pequeños desplazamientos angulares del volante de dirección. Todas estas variaciones son detectadas por un sensor. En vehículos equipados con un sistema activo de estabilidad, Ia señal podría, si bien con alguna adaptación, ser obtenida directamente del elemento que mide el giro del volante.
En Io sucesivo describiré el sistema considerando Ia medición del desplazamiento angular del volante mediante un sistema inductivo del tipo activo que en principio parece ser el más adecuado para esta aplicación.
El sistema de detección del movimiento angular se compone de un encoder y de un sensor conectado a un dispositivo electrónico que Ie alimenta e interpreta las señales que emite. El encoder va fijado al eje del volante de dirección y el sensor se aloja en Ia columna de dirección.
Una solución práctica consiste en montar el encoder directamente en el rodamiento de guía de Ia columna de dirección.
El dispositivo sensor debe emitir señales solamente a partir de movimientos angulares que correspondan al movimiento de corrección de trayectoria y debe 75 inhibir las inducidas por movimientos más reducidos producidos por las oscilaciones propias de rodadura que desde las ruedas se transmitan al sistema de dirección. Las señales emitidas por el dispositivo sensor se envían al microprocesador del sistema.
80 El microprocesador es un contador de tiempo conectado al dispositivo sensor de corrección de trayectoria que recibe también información de Ia velocidad del vehículo procedente de una fuente adecuada.
Cada vez que el contador recibe una señal del dispositivo sensor, el conteo regresa a cero y se reinicia automáticamente (reseteado) Ante Ia ausencia de
85 señales de corrección de trayectoria el contador avanza hasta que alcanza los escalones de conexión con el módulo de avisos, aproximadamente entre 4 y 6 segundos de tiempo. Estos escalones de conexión se desplazan en función de Ia velocidad de modo que a mayor velocidad se arribe antes al primer escalón que a baja velocidad. La separación entre los escalones es de aproximadamente 1
90 segundo de tiempo. Por debajo de una velocidad determinada, por ej. 50 Km/H, Ia conexión queda interrumpida. Esta velocidad mínima también puede ser configurable.
El módulo de aviso tiene diversos niveles o escalones que conectan 95 sucesivamente con el contador del microprocesador a intervalos fijos de tiempo, aproximadamente de 1 seg. En Ia fase de alarma, el primer escalón que alcanza es el de aviso que activa un destello de luz intenso dirigido hacia el conductor. El escalón siguiente es de peligro y activa una señal acústica. Se puede añadir un segundo escalón de peligro que active una señal acústica más intensa que Ia
100 anterior. En esta fase, si el conductor reacciona, con un ligero movimiento del volante desconecta Ia situación de alarma para retornar el sistema al modo de vigilancia. Si no hay reacción del conductor, el sistema pasa a Ia fase de emergencia en que el contador alcanza el último escalón. En este punto el módulo de aviso envía las señales oportunas a los ordenadores que gobiernan
105 las distintas funciones del vehículo para que se activen los intermitentes de
emergencia, se interrumpa Ia inyección de combustible, se apliquen los frenos y cualquier otra medida que el fabricante del automóvil considere oportuna. En Ia fase de emergencia, las medidas desencadenadas solamente pueden ser anuladas pulsando el interruptor de emergencia.
110 El objeto de esta fase de emergencia es el de reducir Ia velocidad del vehículo hasta detenerlo para minimizar las consecuencias que pudieran derivarse de un accidente provocado por el vehículo sin control. En esta fase, un movimiento del volante no desactiva el sistema con el objeto de evitar su desconexión si el conductor inconsciente cae sobre él como consecuencia de Ia desaceleración del
115 vehículo y también para que un acompañante pueda desde el asiento de acompañante dirigir el vehículo hasta su detención. La anulación de las medidas de emergencia mediante el pulsador de emergencia permitiría que un acompañante pueda tomar el control total del vehículo.
120 La centralita o unidad electrónica del sistema alerta de somnolencia reúne los elementos antes descritos, es decir, el dispositivo sensor, el microprocesador y el módulo de aviso y es alimentado a través de un interruptor de emergencia propio para este sistema. Este interruptor debe ser distinto en forma y color del interruptor de las luces de emergencia para no ser confundidos. Dispondrá de un
125 led que indique cuando el sistema está activo.
Los elementos de aviso estarán situados en el tablier delante del conductor. El aviso luminoso directamente delante del conductor y en una posición que no pueda ser ocultada por el volante en ninguna de sus posiciones de ajuste. La
130 alarma acústica se situará en cualquier sitio audible sin atenuación en el puesto del conductor. Sería conveniente además que en el momento de dispararse, se desconectara el equipo de audio si está encendido.
El pulsador de emergencia se situará en el centro de Ia consola o en un lugar que sea de fácil acceso para un acompañante, especialmente si se trata de camiones
135 y muy en especial, en vehículos de transporte de pasajeros.
La ventaja del sistema propuesto es su simplicidad y Ia utilización de un parámetro fiable, como Ia corrección de trayectoria, para deducir Ia falta de atención en Ia conducción, ya sea por sueño o cualquier otra causa. Asimismo los
140 elementos que Io componen son de pequeñas dimensiones y fácilmente
¡ncorporables dentro del vehículo. Además están basados en tecnologías de amplia difusión en el sector de Ia automoción en particular e industrial en general, por Io que tanto los costes de desarrollo como los de implantación serán bajos y Ia Habilidad alta.
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La aplicación de este sistema no añade ningún riesgo al vehículo en caso de disfunción. En el caso poco frecuente de que durante un tiempo relativamente prolongado no se requiera una corrección de trayectoria y el sistema de alarma se active injustificadamente, un ligero movimiento del volante en el momento de
150 destello de Ia luz de alarma Io devuelve al estado de vigilancia.
La Figura 1 adjunta muestra un esquema del sistema alarma de somnolencia. 1) Sensor de corrección de trayectoria. En este caso se muestra un sensor inductivo situado en Ia columna de Ia dirección 155 2) Unidad electrónica
2a) Dispositivo sensor 2b) Microprocesador 2c) Módulo de avisos 3) Fuente información de velocidad 160 4) Pulsador de emergencia
5) Señal luminosa (destello)
6) Señal acústica de baja intensidad
7) Señal acústica de alta intensidad
8) Activación intermitentes, corte inyección, frenado, etc. 165 9) Alimentación
10) Encoder
La Figura 2 adjunta muestra un ejemplo de montaje del sensor en Ia columna de dirección con el encoder montado sobre Ia prolongación del aro interior del 170 rodamiento de guía del eje de dirección.
1) Columna de dirección
2) Eje de Ia dirección
3) Rodamiento
4) Encoder (montado sobre Ia prolongación del aro interior del rodamiento) 175 5) Sensor
HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)