En el sistema de Airbag y Sistema de Ocupación de asientos es indispensable tener censado correctamente si una persona esta o no en el asiento, es por ello que se explicará para qué nos sirve el sensor de peso de asiento, que en términos breves determina el peso del ocupante mediante un juego de resistencias para activar el asiento ocupado y así activar las bolsas de aire en caso de una colisión . Si el sensor de ocupación del asiento en el lado del acompañante queda sometido a un peso superior a aprox. 5 kg, la unidad de control para airbag detecta «asiento ocupado».
Al no estar ocupado el asiento del acompañante, el sensor tiene una alta resistencia. En cuanto se ocupa la plaza, la resistencia disminuye. Si la resistencia aumenta a más de 480 ohmios, la unidad de control para airbag detecta una interrupción e inscribe una avería en la memoria. La unidad de control para airbag emplea la información del sensor de detección de ocupación del asiento y del conmutador en el cierre del cinturón para detectar el uso del cinturón.
Un sensor de peso del asiento para detectar el peso de un ocupante del asiento. El sensor de peso tiene una caja montada entre una base de asiento y un miembro de asiento. Una o más resistencias de galgas extensométricas están montadas en la caja.
Las resistencias generan una señal eléctrica en respuesta a la tensión de la carcasa por el peso del ocupante del asiento. La señal eléctrica cambia en función del peso del ocupante. Un sujetador pasa a través del miembro de asiento, la caja y la base del asiento.
El sujetador asegura el sensor entre la base del asiento y el miembro del asiento. La carcasa está adaptada para transferir a la resistencia de banda extensométrica el peso del ocupante hasta un nivel predeterminado. La caja evita que la galga extensométrica reciba un peso más allá del nivel predeterminado de modo que el sensor no se dañe por una carga excesiva. La carcasa también permite que el sensor de peso sea insensible a las fuerzas fuera del eje que de otro modo podrían contribuir a lecturas de peso inexactas.
Los sensores de peso se han convertido en la forma más común de detectar a un ocupante; sin embargo, los fabricantes de automóviles están experimentando con formas nuevas y posiblemente más efectivas de detectar quién o qué está armado. Algunos sistemas experimentales toman imágenes ópticas de los pasajeros para determinar si un niño o un adulto está sentado en el asiento y utilizan esa información para activar o desactivar las bolsas de aire según corresponda.
Los sensores de colisión necesitan detectar una colisión y convertirla en señales que se emplean en milisegundos. Las fuerzas de aceleración que actúan sobre los sensores después de una colisión pueden alcanzar los 100 g (100 veces la fuerza gravitacional de la Tierra). Cuando un automóvil se detiene abruptamente por un impacto, todos los cuerpos u objetos que no estén firmemente sujetos al automóvil continuarán moviéndose a la velocidad del impacto. Los sensores miden esta aceleración y la transmiten a la unidad de control como datos utilizables.
Estas señales van conectadas a una red CAN de alta velocidad por el tiempo de respuesta que debe de tener el airbag y así accionar las bolsas de aire y proteger al conductor de lesiones graves o incluso la muerte, mas sin embargo lo que se puede definir que a lo largo de los años se han ido desarrollando más y mejores sensores los cuales para algunos conductores llegan a ser problemáticos porque con colisiones pequeñas activan las bolsas de aire, pero esto es con el fin de proteger más y mejor a los conductores
Dependiendo del sistema de airbag y del número de airbags instalados, los sensores de choque o de aceleración se instalan directamente en la unidad de control o como satélites en la parte delantera del vehículo o en el lateral del vehículo.
Los sensores frontales siempre se proporcionan por duplicado. Estos sensores generalmente operan de acuerdo con el sistema de masa de resorte. Con este sistema, el sensor aloja un rodillo ponderado que se llena con pesos estandarizados. Una bisagra de resorte de bronce se enrolla alrededor del rodillo con peso y sus extremos se unen al rodillo con peso y al alojamiento del sensor. Como resultado, el rodillo con peso solo puede moverse si la fuerza se aplica desde una determinada dirección. Si se aplica fuerza, el rodillo ponderado rueda contra la fuerza del resorte de bronce y cierra el circuito a la unidad de control mediante un contacto. El sensor también alberga una resistencia de alta impedancia para ejecutar autodiagnósticos.
Componentes Principales
Tipo de Sensor
Tiempo de respuesta
Ventajas
Desventajas
Sensor de Aceleración
15-50ms
-Rígido -Bajo costo
-Mayor tiempo de respuesta
SBS
10-30ms
-Rápido en algunas colisiones -Mejor selección entre choque grave o leve
-Diferentes configuraciones de autos tienen diferentes SBS
Manguera de presión
10-15
-Bajo costo -Menor tiempo de respuesta
-Agujeros o bloqueos impiden su función
Comparación de diferentes sensores utilizados en los choque frontales
Los sensores de colisión recopilan los datos necesarios para tomar decisiones sobre el despliegue de la bolsa de aire.
Los sensores de choque miden la rapidez con la que un vehículo reduce la velocidad en un choque frontal o acelera hacia un lado en un choque de impacto lateral. Algunos vehículos están equipados con un sistema de detección diseñado para detectar el inicio de un choque por vuelco.
Los sensores de choque frontales pueden estar ubicados en la parte delantera del vehículo cerca del motor, en el compartimiento de pasajeros o, a veces, en la unidad de control electrónico (ECU).
Los sensores de impacto lateral pueden estar ubicados en la ECU, la puerta, el umbral de la puerta o entre las puertas delantera y trasera.
Los sensores de colisión de vuelco pueden estar ubicados en la ECU o en el centro de gravedad del vehículo.
El frenado severo o de pánico por sí solo no puede hacer que se despliegue una bolsa de aire; Las bolsas de aire se despliegan solo en choques.
Las bolsas de aire o Airbag SRS ( Supplemental Restraint System ) es un sistema de seguridad pasiva instalada en el interior del habitaculo que en conjunto con el uso del cinturón de seguridad, ofrecen una mejor protección y reduciendo los daños a causa de una colisión esto lo logra gracias a que una bolsa de aire se infla rápidamente en caso de una colisión y llena el espacio que existe entre el ocupante y el volante y tablero.
Para que pueda trabajar la bolsa de aire una serie de sensores y actuadores estan trabajando en conjunto y controlado por el módulo AIRBAG/SRS que recibe las señales de los sensores en caso de un choque o colisión para poder accionar los actuadores los cuales harán detonar o inflar dichas bolsas de aire.
Para que el airbag se dispare deberemos circular a una velocidad superior a 28-30 kilómetros/hora y que la dirección del choque se encuentre dentro de un ángulo de 30 grados a ambos lados del e longitudinal del coche.
Es un elemento muy importante pues a 60 km/h un mapa de unos 1.360 gr. situado en la bandeja trasera del coche saldría disparado con un peso equivalente a 77 Kg
El sistema del airbag lleva conectado un sensor de choque que es el que regula la activación del mismo y adicionalmente lleva conectado en serie un sensor de seguridad para evitar el disparo accidental debido a un mal funcionamiento o a perturbaciones electromagnéticas. Este sistema tampoco se activará en caso de vuelco.
Para que el sistema de Airbag active las Bolsas necesarias en los asientos frontales lleva una serie de alfombrilla que actúa como un sensor de peso que como su nombre lo dice detecta el peso que se le esta aplicando al asiento y se lo indica al Módulo de control SRS, lo que ayuda en un optimo funcionamiento del Airbag debido a que detonará las bolsas que sean necesarias al momento de una colisión
Componentes del Airbag
Espiral o clock spring:
Las bobinas de resorte del reloj vienen en diferentes tamaños según el automóvil. El resorte del reloj enrolla una cinta conductora eléctrica única y está alojado en un retenedor de plástico. Está ubicado entre el volante y la columna. El conector eléctrico en el resorte del reloj tiene una cinta conductora larga.
Los cables del sistema eléctrico del airbag se conectan a través de la base del conector eléctrico del resorte del reloj al extremo de la cinta conductora. El otro extremo de la cinta está unido a través de los cables en la parte superior del conector eléctrico del resorte del reloj a la unidad de bolsa de aire. A medida que el volante gira, la cinta conductora se enrolla y desenrolla permitiendo el contacto eléctrico entre los sistemas eléctricos.
La lámina conductora va enrollada de tal manera que es capaz de seguir el movimiento giratorio de 2,5 giros en cada dirección
Cubierta protectora
Es el elemento más visible del sistema, protege la bolsa de aire y el generador de gas. En caso de impacto, se rasga por una costura predeterminada, permitiendo el inflado correcto de la bolsa.
Bolsa de aire
Es una bolsa de tela o poliamida, localizada detrás de la cubierta protectora. Está recubierta de neopreno con una capa de silicona para protegernos de los gases calientes y las llamas producidos en las proximidades del generador. En la parte posterior lleva unos agujeros que hacen la purga de gas, de forma que la absorción de energía sea la apropiada para el impacto del conductor.
Generador de gas
Es un dispositivo explosivo, que contiene un propelente sólido antienvejecimiento (propergol), compuesto por azida de sodio (NaN3), nitrato potásico (NO3K) y sílice (SiO2), encerrado en una cámara de combustión sellada en forma de cápsulas.
En el centro del generador de gas se introduce una cápsula de ignición que lleva su propia carga. En caso de accidente esta cápsula recibe un impulso eléctrico que la hace detonar, activándose el propergol, cuya combustión produce el gas necesario (nitrógeno) para llenar la bolsa.
El gas pasa de la cámara de combustión a la bolsa a través de unas rejillas laterales que tienen un efecto filtrante y refrigerante El alojamiento para el generador se hace en acero de alta tensión. El airbag de acompañante, al ser de mayor tamaño, puede precisar de dos generadores de gas.
Módulo AIRBAG / SRS
La unidad de control es el núcleo del sistema airbag y se ubica en el centro del vehículo. Normalmente se encuentra en la zona del tablero de instrumentos o en algunas veces debajo de los asientos frontales del vehículo, esta unidad de control se encarga de recibir señales de los diferentes sensores de choque, y de peso para poder activar los actuadores de manera rápida y eficaz.
Cumple con las siguientes funciones:
Detección de accidentes.
Detección a tiempo de las señales emitidas por los sensores.
Activación a tiempo de los circuitos de encendido necesarios.
Suministro de energía de los circuitos de encendido por medio del condensador, independientemente de la batería del vehículo.
Autodiagnosis de todo el sistema.
Registro de los fallos surgidos en la memoria de averías.
Encendido del testigo luminoso de control del airbag si falla el sistema.
Unión a las otras unidades de control por medio de CAN-Bus.
En las unidades de control modernas se almacena información que se ha obtenido gracias a diversos tests que simulan accidentes. Permiten clasificar el accidente por su grado de gravedad.
Se realizan las siguientes clasificaciones:
Gravedad 0 = accidente leve; no se ha accionado ningún airbag
Gravedad 1 = accidente de gravedad media; es posible que se hayan activado los airbags en una primera fase
Gravedad 2 = accidente grave; se han accionado los airbags en la primera fase
Gravedad 3 = accidente muy grave; se han accionado los airbags en la primera y en la segunda fase
A qué velocidad se accionan los airbags?
La velocidad a la que sale el airbag del coche es enorme, se estima que sobrepasa los 250 km/h.
El proceso completo de inflado de la bolsa (que no se llena de aire, sino de nitrógeno) dura tan solo unas pocas centésimas de segundo, y aquí tienes unos datos extra: un airbag frontal se dispara aproximadamente al cabo de 30 milésimas de segundo de producirse el impacto, unas 50-60 milésimas de segundo después, la cabeza del conductor ya impacta contra su airbag; la del ocupante lo hace unas 10 milésimas de segundo más tarde.
Tiempo de activación
Tras el impacto, el módulo de control transmite la orden de activación, a los 15 ms, la bolsa se rompe la cubierta protectora para empezar a salir. A los 45ms, la bolsa se despliega y el conductor incide sobre ella y a los 80 ms, esta completamente sumergido sobre ella y a su vez esta empieza a desalojar el gas para amortiguar el golpe. A los 150 ms el conductor ya ha retornado a su posición inicial y la bolsa se encuentra prácticamente desinflada. El airbag de pasajero se mueve dentro de estos tiempos pero con un retardo de unos 5 ms.
