Cinturón de Seguridad

El cinturón de seguridad tiene como misión evitar el desplazamiento de los ocupantes hacia delante cuando se produce una colisión o una fuerte deceleración, impidiendo daños físicos, sobre todo en la cabeza y en el tórax, y sujetando además el cuerpo al asiento evitando que salga despedido.

Componentes del Cinturón de Seguridad

El cinturón de seguridad consta de 3 puntos de anclaje y está formado por:

  • Cinta de material textil
  • Carrete
  • Hebilla
  • Cierre de liberación rápida
  • Muelle en espiral
  • Mecanismo de bloqueo

El conjunto formado por cinta, hebilla, carrete, muelle y mecanismo se aloja en un soporte metálico que se atornilla a la parte baja de los pilares del chasis, mientras que los cierres van fijados a los asientos o al suelo de la carrocería, tanto en el caso de cinturones delanteros como traseros.

Indicador de Cinturón Colocado

Una vez conectado el encendido, la unidad de control del sistema airbag analiza, por un lado, las informaciones de los interruptores ubicados en los cierres de cinturón de los mismos y, por otro, la información del sensor de ocupación de asiento del lado del acompañante.

Pretensores

Con el fin de reducir los posibles daños en los ocupantes debido a la deceleración por una colisión, los pretensores suprimen los recorridos en que el cinturón ha quedado destensado, manteniendo el cuerpo recto y pegado al asiento, para reforzar de este modo la acción del cinturón de seguridad. Está integrado en el conjunto del carrete del cinturón, o del cierre.

Pretensor Mecánico

Se trata de un dispositivo de accionamiento mecánico en el que intervienen una carga explosiva y un sistema percutor para activarla. En el instante de una colisión, y con la detonación de esta carga, se consigue arrastrar un cable o girar un carrete que, a su vez, provoca el tensado del cinturón, con lo que los cuerpos se mantienen sujetos a los asientos delanteros. Los hay pretensor por cable y pretensor por circulación de bolas.

Pretensor Eléctrico

En cuanto a su constitución no tiene grandes diferencias con respecto a los pretensores mecánicos, ya que incorpora una carga pirotécnica para la impulsión de un pistón que tira de un cable de acero, sistema que ya conocemos. La diferencia más notable es la incorporación de un detonador eléctrico que recibe señal de una unidad de control para la activación de la carga explosiva. Habitualmente, dicha unidad es la misma que la del airbag, trabajando ambos elementos conjuntamente.

Tipos de Fuerza en Pretensores Eléctricos

  • Fuerza baja: reducción de la holgura del cinturón.
  • Fuerza media: pretensión parcial.
  • Fuerza alta: pretensión total.

De no ser necesario, la UCE puede decidir no realizar la detonación y realizar un tensado electrónico.

Funcionamiento del Sistema de Pretensores

  1. Mediante la inercia o la UCE se detona la carga pirotécnica.
  2. Se activan los pretensores pirotécnicos de los cinturones de seguridad.
  3. Los pasajeros son retraídos contra el asiento.
  4. Un mecanismo de bloqueo inmoviliza el eje del cinturón de seguridad, evitando que este pueda desenrollarse.
  5. El cinturón de seguridad alivia la tensión contra el asiento debido al movimiento de avance que realizan los ocupantes.

Alivio de Presión del Cinturón

Para reducir la presión que ejerce el cinturón de seguridad sobre el cuerpo se posibilita un desenrollado parcial controlado del cinturón a través de un eje y un carrete bobinador.

Electrónica y Redes de Comunicación

Decodificador

El decodificador es un circuito digital que tiene como entrada una información codificada en binario, y tiene tantas salidas como posibles combinaciones binarias distintas de entrada (tiene 2 entradas y 4 salidas).

Codificador

El codificador es un circuito digital que realiza la función inversa al decodificador (tiene 8 entradas pero 3 salidas).

Multiplexor

El multiplexor es un circuito digital con varias entradas de datos y una sola salida controlado por un número determinado de líneas de control.

Demultiplexor

El demultiplexor es un circuito digital que realiza la función contraria a la del multiplexor, por tanto, posibilita la conexión de la entrada de datos con alguna de las salidas, dependiendo de la combinación de las líneas de control.

Funciones y Estructura de los Sistemas de Control Electrónico

  • Recibe las señales de entrada: una señal de un sensor o de otra unidad de control es enviada con información a la unidad de control.
  • Procesa la información: la señal recibida es procesada y comparada con las instrucciones programadas en la unidad de control. Las señales de entrada se transforman en órdenes de salida.
  • Almacena información en su memoria: la unidad de control almacena en la memoria las instrucciones del software y algunas informaciones para su posterior procesamiento.
  • Emite señales de salida: después de procesar las señales de los sensores y comprobar las instrucciones del software, la unidad de control da órdenes de salida a actuadores o a otras unidades de control.

Estructura Interna de la Unidad de Control

  • El microprocesador procesa los datos mediante un software que le informa en cada momento cómo, cuándo y dónde ha de actuar.
  • Las instrucciones básicas que ponen en marcha el microordenador se encuentran en la memoria ROM. Esta memoria se programa de origen y es solo de lectura.
  • El software consiste en un programa específico que maneja las diferentes magnitudes que necesita una unidad de control.
  • Los interfaces entrada/salida son circuitos integrados que permiten la comunicación con los sensores y actuadores conectados a la unidad de control.
  • El convertidor analógico-digital transforma las señales de entrada de tipo analógico en impulsos digitales.

Sensores

Los sensores son capaces de convertir cualquier parámetro físico, químico o biológico en una magnitud eléctrica.

  • Un sensor es activo cuando la magnitud física a detectar proporciona la energía necesaria para la generación de la señal eléctrica.
  • Un sensor es pasivo cuando la magnitud a detectar se limita a modificar alguno de los parámetros eléctricos característicos del elemento sensor, tales como resistencia, capacidad, etc.

Actuadores

  • Electromagnéticos: son los basados en el magnetismo o en el electromagnetismo.
  • Calefactores: son aquellos que generan calor.
  • Electromotores: son accionamientos donde intervienen motores eléctricos, por ejemplo motores paso a paso.
  • Acústicos: son los dispositivos relacionados con el sonido, por ejemplo, el actuador acústico del cuadro de instrumentos.
  • Pantallas de cristal líquido (LCD): son los actuadores que presentan un mensaje visual o introducen una información gráfica.

Evolución de las Redes en el Automóvil

  • Un control preciso y una reacción más rápida.
  • Menor número de piezas móviles.
  • Sistemas simplificados.
  • Posibilidad de autodiagnóstico.
  • Desarrollo de nuevos sistemas.

Clasificación de las Redes

  • Redes de clase A (baja velocidad): son redes de datos cuya velocidad de transmisión es inferior a 10 kbps.
  • Redes de clase B (media velocidad): la velocidad de estas redes va desde los 10 kbps a los 125 kbps.
  • Redes de clase C (alta velocidad): son redes cuya velocidad de transmisión va de 125 kbps a 1 Mbps.
  • Otras redes de muy alta velocidad son: FLEXRAY (STP). TTP Bus.

Transmisión del Mensaje

  • El emisor: genera y distribuye la información.
  • El codificador: transforma o codifica los datos del mensaje para que se puedan enviar.
  • El medio de transmisión: es el soporte o vía por donde circula el mensaje.
  • El decodificador: convierte los datos del mensaje recibidos para que el receptor los entienda.
  • El receptor: es el destinatario de la información y posiblemente el que la utilice.

Red VAN

La red VAN está compuesta de dos hilos de cobre trenzados denominado Data y Data/ o Data y Data B. Esta red permite la construcción de numerosos haces de cable en función del número de unidades de control. Es posible realizar la conexión de hasta 16 unidades de control, entre maestras o esclavas, por bus. La red VAN trabaja con velocidades de comunicaciones medias que van entre los 62,5 kbits/s a 125 kbits/s.

Red CAN

La transmisión de datos en la red CAN se realiza sin enviar la información a una unidad de control determinada. Un sistema de identificación define el contenido del mensaje y lo prioriza. Un sistema de identificación define el contenido del mensaje y lo prioriza.

Ventajas de la Red CAN

  • Si el protocolo de datos ha de ser ampliado con información suplementaria solamente se necesitan modificaciones en el software.
  • Existe un bajo porcentaje de errores gracias a una verificación continua de la información transmitida por parte de las unidades de control y mediante protecciones adicionales en los protocolos de datos.
  • Gracias al uso múltiple de una misma señal para distintas unidades de control se necesitan menos sensores y cables.
  • La transmisión de datos entre las unidades de control es muy rápida.
  • El bus de datos CAN está normalizada a nivel mundial según ISO 11898. Por este motivo las unidades de control de diferentes fabricantes pueden intercambiar datos entre sí.
  • Permite centralizar las funciones de diagnosis.

Componentes de la Red CAN

  • Los cables del Bus. Son los encargados de transmitir los datos en forma de señales eléctricas. Trabajan en forma bidireccional.
  • El controlador. Recibe los datos a transmitir del microprocesador de la unidad de control, los acondiciona y los pasa al transceptor.
  • El transceptor. Está formado por un receptor que trabaja como amplificador diferencial integrado.
  • Las resistencias. Tienen por finalidad evitar que los datos transmitidos sean falseados o devueltos en forma de eco desde los extremos de los cables.

Tensiones en la Red CAN

En la red CAN, el CAN-High se encuentra entre 3,5 y 2,5 voltios y en el CAN-Low se halla entre 2,5 voltios y 1,5 voltios. A la salida del amplificador diferencial se obtiene una señal cuadrada con valores de 0 voltios y 2 voltios.

Averías Comunes en la Red CAN

  • Que una o varias unidades de control estén averiadas.
  • Que un cable del bus de datos esté en cortocircuito con masa o con positivo.
  • Que los cables del bus de datos estén en cortocircuito.
  • Que uno o varios cables del bus de datos estén cortados.

Red LIN

La red LIN se compone básicamente de una unidad maestra, las unidades esclavas y el cable para la transmisión de datos.

  • Unidad maestra. Esta unidad traduce los datos entre las unidades de control de la red LIN y la red CAN, controlando la transmisión de datos y su velocidad. El diagnóstico de las unidades de control esclavas se realiza a través de la unidad maestra.
  • Unidades esclavas. Estas unidades de control tienen una función específica, como por ejemplo la unidad de control para la calefacción del parabrisas, o bien sensores y actuadores. Los sensores incorporan una electrónica que analiza los valores medidos y los transmite a la red LIN mediante señales digitales. Los actuadores son grupos de componentes electrónicos o electromecánicos inteligentes, a los que se les transmiten instrucciones en forma de señales de datos LIN, procedentes de la unidad de control LIN maestra. A través de la unidad de control maestra se puede consultar el estado operativo efectivo de los actuadores, de modo que es posible efectuar la comprobación de los estados teórico y efectivo.
  • El cable. La red LIN dispone de un único cable para la transmisión de datos. Este cable tiene una sección de 0,35 mm2 y no dispone de apantallamiento.

En la red LIN, el mensaje es enviado cíclicamente por la unidad de control maestra. Para su reconocimiento es precedido de un encabezamiento. El encabezamiento está formado por cuatro campos:

  • Pausa de sincronización (1)
  • Limitación de la sincronización (2).
  • Campo de sincronización (3).
  • Campo del identificador (4).

EL MENSAJE PUEDE SER DE DOS TIPOS:

  • Mensaje con mandato maestro.
  • Mensaje con respuesta de esclava.