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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kollisionsfeststellungssensor
für Fahrzeuge
zur Feststellung einer Kollision eines Fahrzeugs, und eine Vorrichtung
zur Beurteilung von Hindernissen zur Unterscheidung der Art eines
mit dem Fahrzeug kollidierenden Hindernisses. Der Kollisionsfeststellungssensor
und die Vorrichtung zur Beurteilung von Hindernissen werden in passender
Weise benutzt, um festzustellen, ob ein mit dem Fahrzeug kollidierendes Hindernis
ein Mensch, beispielsweise ein Fußgänger, ist oder nicht.
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Eine
sich aus einer Kollision eines Fahrzeugs ergebende Kollisionslast
wird beispielsweise, unter Bezugnahme auf die US2004/0129479A1, durch
Messen einer Spannungsveränderung
eines Drahtes aufgrund der Kollision ermittelt. Der Draht, der eine
vorgegebene Anfangsspannung hat, wird in Querrichtung längs der
Frontfläche
eines Stoßstangenverstärkungselements
des Fahrzeugs gespannt.
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Bezugnehmend
auf JP-2004-156945A wird ein Paar leitender, zueinander paralleler
Drähte
in Querrichtung im Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordnet, die
einander aufgrund einer Kollision des Fahrzeugs berühren werden.
Somit kann die Kollision des Fahrzeugs in Übereinstimmung damit festgestellt
werden, ob die leitenden Drähte
einander berühren
oder nicht.
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Bezugsnehmend
auf JP-7-190732A sind eine Licht emittierende Einheit und eine Licht
empfangende Einheit jeweils an zwei Enden einer Lichtableitfaser
angeordnet, die in Querrichtung am Frontstoßdämpfer angebracht ist. Die Lichtableitfaser
wird unter der Wirkung einer Kollision des Fahrzeugs verformt oder
gebrochen, so daß die
empfan gene Lichtmenge an der Licht empfangenden Einheit verringert
wird. Somit wird die Kollision entdeckt.
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Außerdem werden
verschiedene Fußgängerschutzvorrichtungen
vorgeschlagen, die dem Wunsch nachkommen, daß ein Fußgänger vor der Kollision mit
dem Fahrzeug bewahrt werden soll. Wenn in Fällen, in denen das Hindernis
kein Fußgänger ist,
werden nachteilige Wirkungen verursacht. Deshalb ist es erwünscht, Fußgänger von
anderen Hindernissen zu unterscheiden, die mit dem Fahrzeug kollidieren.
Unter Bezugnahme auf JP-11-028994A wird der Fußgänger auf der Basis der Zeitdauer
der Kollisionslast unterschieden, die einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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Des
weiteren wird, unter Bezugnahme auf
US6561301B1 der Fußgänger gemäß der Steigerungsrate der Kollisionslast
unterschieden, nachdem die Kollisionslast einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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Zusätzlich wird
auch vorgeschlagen, einen Fußgänger auf
der Basis des Spitzenwerts der Kollisionslast zu unterscheiden.
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Wie
oben beschrieben, ist das Fahrzeug mit einem Kollisionslastermittlungssensor
versehen. Der Fußgänger wird
danach unterschieden, ob die festgestellte Signalform (einschließlich der
Größe) der Kollisionslast
innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt oder nicht, der die
Kollisionslastsignalform in dem Falle einschließt, in dem der Fußgänger mit
dem Fahrzeug kollidiert. Das heißt, der Fußgänger wird in Abhängigkeit
davon erkannt, ob oder ob nicht die Signalform der Kollisionslast
derjenigen ähnlich
ist, die auf eine Kollision zwischen Fußgänger und Fahrzeug zurückgeht.
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Unter
Bezugnahme auf
US6927584B2 ist
ein mattenartiger, druckempfindlicher Sensor aus mehreren Sensorzellen
in Sitze von Fahrzeugen eingebettet. Passagiere werden ermittelt
durch die Feststellung eines besetzten Zustands der Sitze. Die Sensorzellen
sind so gestaltet, daß sie
ein quadratisches Feld aufweisen und zur Verringerung der Anzahl
der Verdrahtungen durch eine Verdrahtungskonstruktion nach Art einer
Matrix aktivierbar sind. Das heißt, in dem Falle, in dem die
Sensorzellen (die sich z.B. insgesamt auf „64" belaufen) in dem im wesentlichen quadratischen
Feld angeordnet sind und eine Verdrahtungskonstruktion nach Art
einer 8x8-Matrix bilden, sind sich auf 16 belaufende Verdrahtungen ausreichend.
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Jedoch
kann dieser mattenartige, druckempfindliche, aus mehreren Sensorzellen
konstruierte Sensor auch in die Stoßstange eines Fahrzeugs als Kollisionsermittlungssensor
für Fahrzeuge
eingebaut werden. In diesem Falle werden die Sensorzellen (deren
Zahl beispielsweise „64" ist) in einer Linie
angeordnet. Wenn für
die Sensorzellen eine Verdrahtungsanordnung entsprechend einer 1x64-Matrix vorgesehen
wird, sind sich insgesamt auf „65" belaufende Verdrahtungen
erforderlich. Somit ist aufgrund der großen Zahl an Verdrahtungen ein
großer
Verdrahtungsraum erforderlich, falls der mattenartige, druckempfindliche
Sensor als Kollisionsermittlungssensor für das Fahrzeug benutzt wird.
Demgemäß wird die
Durchführung
(Durchführung
der Fahrzeugmontage) der Montage an der Fahrzeugstoßstange verschlechtert.
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Im
Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, einen Kollisionsermittlungssensor für ein Fahrzeug
und eine diesen anwendende Hindernisunterscheidungsvorrichtung vorzusehen,
die aufgrund einer Reduzierung der Zahl der Verdrahtungen einen verringerten
Verdrahtungsraum aufweist, um dessen Montage am Fahrzeug zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist ein Kollisionsermittlungssensor für ein Fahrzeug
vorgesehen, mit Sensorzellen (20), die sich auf i belaufen (i ist
eine ganze Zahl größer als
oder gleich „1"), die linear mit einer
vorgegebenen Teilung in einer Stoßstange des Fahrzeugs in deren
Längsrichtung
angeordnet sind. Die Sensorzellen stellen aufgrund einer Kollision
zwischen einem Hindernis und der Stoßstange jeweils auf die Stoßstange
an verschiedenen ihrer Stellen einwirkende Drücke fest. Sich auf i belaufende
Verdrahtungen der Sensorzellen haben eine Verbindungsrelation, die
die gleiche ist wie jene einer Verdrahtungsanordnung, die einer
nxm-Matrix entspricht (wobei n, m ganze Zahlen sind, die größer als
oder gleich „2" sind, und i ≤ nxm).
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Somit
kann die gesamte, auf das Fahrzeug ausgeübte Kollisionslast durch Aufaddieren
der von den Sensorzellen ermittelten Drücke berechnet werden. Die Hindernismasse
kann in Übereinstimmung mit
der gesamten Kollisionslast und einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet
werden, die durch eine die Fahrzeuggeschwindigkeit feststellenden
Einheit ermittelt wird. Die Breite des Hindernisses kann auf der
Basis eines Bereichs ermittelt werden, in dem die Drücke höher sind
als oder die gleichen sind wie ein vorgegebener Wert. Der Bereich
wird durch mehrere Sensorzellen ermittelt, die in einer Linie angeordnet sind.
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Überdies
kann der Raum für
die Verdrahtungen durch eine Verringerung der Anzahl der Verdrahtungen
reduziert werden, so daß die
Durchführung der
Fahrzeugmontage verbessert wird, weil die sich auf i belaufenden
Verdrahtungen der Sensorzellen die gleiche Verbindungsrelation wie
die Verdrahtungsanordnung nach einer nxm-Matrix aufweisen. Beispielsweise sind
sich auf „16" belaufende Verdrahtungen
ausreichend, falls die sich insgesamt auf „64" belaufenden Sensorzellen linear angeordnet sind
und mit der gleichen Verbindungsrelation (zwischen den Verdrahtungen)
versehen sind, wie der einer Verdrahtungsanordnung gemäß einer
8x8-Matrix.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Hindernisunterscheidungsvorrichtung
vorgesehen, die mit wenigstens einem Kollisionsermittlungssensor
und eine Steuereinheit zur Unterscheidung der Art des mit der Stoßstange des
Fahrzeugs kollidierenden Hindernisses auf der Basis der durch die
Sensorzellen ermittelten Drücke versehen
ist.
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Deshalb
kann beispielsweise die Art des Hindernisses auf der Basis der Masse
des Hindernisses unterschieden werden, die gemäß der gesamten, durch den Kollisionsermittlungssensor
ermittelten Kollisionslast und der von der die Fahrzeuggeschwindigkeit
feststellenden Einheit ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet
wird. Alternativ kann die Art des Hindernisses auch auf der Basis
der Masse und der Breite des Hindernisses ermittelt werden. Die
Hindernisbreite wird auf der Basis des Bereichs berechnet, in dem
die Drücke
größer sind
als der oder gleich sind dem vorgegebenen Wert: Der Bereich kann
durch die Vielzahl der linear angeordneten Sensorzellen ermittelt
werden.
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden deutlicher durch die folgende, unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen verfaßte,
detaillierte Beschreibung. In den Zeichnungen ist:
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1 ein
Blockschaltbild, das die gesamte Konstruktion einer Hindernisunterscheidungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Draufsicht, die die Umgebung einer Stoßstange
des Fahrzeugs gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
zeigt;
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3 eine
schematische, perspektivische Ansicht, die die Stoßstange
in Richtung des Pfeils III in 2 zeigt;
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4 eine
schematische Seitenansicht, die die Stoßstange in Richtung des Pfeils
IV in 2 zeigt;
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5A eine
schematische Ansicht, die ein Verdrahtungsmuster einer Vorderseite
eines mattenartigen, druckempfindlichen Sensors gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
zeigt;
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5B eine
schematische Ansicht eines Verdrahtungsmusters einer Rückseite
des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors;
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6 eine
schematische Ansicht, die ein Verdrahtungsmuster zeigt, bei dem
Sensorzellen ein einem quadratischen Bereich angeordnet sind und mit
einer Verdrahtungskonstruktion nach Art einer 8x8-Matrix versehen
sind;
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7 ein
schematischer Querschnitt, der eine innere Struktur einer Sensorzelle
des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
zeigt;
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8 eine
Grafik, die eine Druck-Widerstands-Charakteristik einer druckempfindlichen
Tintenschicht gemäß der bevorzugten
Ausführungsform zeigt;
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9A eine
schematische Ansicht, die ein Verdrahtungsmuster einer Vorderseite
eines mattenartigen, druckempfindlichen Sensors gemäß einem Vergleichsbeispiel
und
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9B eine
schematische Ansicht, die ein Verdrahtungsmuster einer Rückseite
des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors zeigt.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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[Bevorzugte Ausführungsform]
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 ist eine
Vorrichtung S zur Beurteilung von Hindernissen hauptsächlich mit
wenigstens einem druckempfindlichen Sensor 1 (d. h. einem
Kollisionsfeststellungssensor), wie einem mattenartigen druckempfindlichen
Sensor, einer die Fahrzeuggeschwindigkeit feststellenden Einheit 2 und
einer Steuereinheit 3 (Schaltung zur Beurteilung von Hindernissen) ausgestattet,
die mit beispielsweise einer Fußgängerschutzvorrichtung
durch einen Signaldraht oder dergleichen verbunden ist. Die die
Fahrzeuggeschwindigkeit feststellenden Einheit 2 besteht
beispielsweise aus wenigstens einem Geschwindigkeitssensor.
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Wie
in den 2–4 gezeigt,
besitzt das Fahrzeug zwei Seitenelemente 6, die sich an
einem Fahrzeugaufbau 5 in einer am Fahrzeug von vorn nach
hinten verlau fenden Richtung (Fahrzeuglängsrichtung) erstrecken und
in einem linken bzw. einem rechten Bereich des Fahrzeugs verlaufen.
Der rechte Bereich und der linke Bereich des Fahrzeugs sind in Bezug
auf eine Breitenrichtung am Fahrzeug (d. h. die Links-Rechts.-Richtung) definiert.
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Ein
sich in der Breitenrichtung des Fahrzeug erstreckendes Stoßstangenverstärkungselement 7 ist
an den vorderen Endflächen
der Seitenelemente 6 angebracht. Ein aus einem federnden
Material, wie geschäumtem
Harz gefertigter Stoßstangendämpfer 8 ist
an der Vorderfläche
des Stoßstangenverstärkungselements 7 befestigt.
Das Stoßstangenverstärkungselement 7 und
der Stoßstangendämpfer 8 werden
von einer Stoßstangenabdeckung 9 bedeckt,
die sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
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Der
mattenartige, drucksensitive Sensor 1 hat insgesamt eine
linienförmige
Gestalt und ist längs des
Stoßstangenverstärkungselements 7 angeordnet.
Das bedeutet, der mattenartige druckempfindliche Sensor 1 erstreckt
sich in Längsrichtung
einer Stoßstange 4,
die aus der Stoßstangenabdeckung 9 und
dem Stoßstangendämpfer 8 zusammengesetzt ist.
Die Längsrichtung
der Stoßstange 4 stimmt
mit der Breitenrichtung des Fahrzeugs überein.
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Bei
dieser Ausführungsform,
wie sie in den 3 und 4 gezeigt
ist, sind die zwei mattenartigen druckempfindlichen Sensoren 1 an
der der Front des Fahrzeugs zugewandten Seite des Stoßstangenverstärkungselements 7 vorgesehen
und nahe dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des Stoßstangenverstärkungselements 7 angeordnet.
In diesem Falle ist jeder der mattenartigen, druckempfindlichen
Sensoren 1 sandwichartig zwischen das Stoßstangenverstärkungselement 7 und den
Stoßstangendämpfer 8 eingefügt.
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Die
Steuereinheit 3 kann aus einer Signalverarbeitungsschaltung
konstruiert sein, in die ein Mikroprozessor einbezogen ist, um auf
der Basis von Ausgangssignalen der druckempfindlichen Sensoren 1 und
jenen von der die Fahrzeuggeschwindigkeit feststellenden Einheit 2 zu
entscheiden, ob ein mit dem Fahrzeug kollidierendes Hindernis ein
Mensch (z.B. ein Fußgänger) ist.
In dem Falle, in dem festgestellt wird, daß das Hindernis ein Fußgänger ist,
wird die Fußgängerschutzvorrichtung
(d.h. ein Fußgängerschutz-Airbag
und eine Vorrichtung zum Anheben der Motorhaube) und dergleichen
betätigt.
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Als
nächstes
wird die Konstruktion des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors 1 beschrieben.
Die 5A zeigt ein Verdrahtungsmuster einer Vorderseite
(d. h. der der Fahrzeugfront zugewandten Seite) des mattenartigen,
druckempfindlichen Sensors 1. Die 5B zeigt
ein Verdrahtungsmuster einer Rückseite
(d. h. dem Fahrzeugheck zugewandten Seite) des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors 1.
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Jeder
der mattenartigen, druckempfindlichen Sensoren 1 ist mit
Sensorzellen 20 versehen, die sich auf i belaufen (i ist
eine ganze Zahl größer oder
gleich „1") und alle linear
angeordnet sind (d. h. in einer Reihe) mit einer vorgegebenen Teilung
(z.B. etwa 20 mm). Die Sensorzellen 20 des mattenartigen,
druckempfindlichen Sensors 1 sind in Gruppen unterteilt, die
sich auf n belaufen (n ist eine ganze Zahl größer oder gleich „2"), die in 5A von
links nach rechts aufeinanderfolgend durch R1–Rn gekennzeichnet sind. Außerdem schließt jede
der Gruppen R1–Rn die
Sensorzellen 20 ein, die sich auf m belaufen (m ist eine
ganze Zahl größer oder
gleich „ 2") und in 5A von
links nach rechts durch C1–Cm
gekennzeichnet sind. Dabei werden R1–Rn als Gruppensymbol und C1–Cm als
Symbol der inneren Gruppe bezeichnet.
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Beispielsweise
sind unter Bezugnahme auf die 5A und 5B die
sich auf „64" (d. h. i = 64) belaufenden
Sensorzellen 20 in acht Gruppen R1–R8 unterteilt (d. h. n = 8)
und jede der Gruppen R1–R8
schließt
die Sensorzellen 20 ein, die durch C1–C8 (d. h. m = 8) gekennzeichnet
sind.
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In
diesem Falle ist das Verdrahtungsmuster der sich auf i belaufenden
Sensorzellen 20 derart ausgeführt, daß sie eine Verbindungsrelation
(zwischen den Verdrahtungen) aufweist, die die gleiche ist wie jene
einer Schaltungskonstruktion gemäß einer
nxm-Matrix. Das heißt,
die Sensorzellen 20 (die sich auf m belaufen) der gleichen Gruppe
(d. h. die Sensorzellen 20 mit dem gleichen Gruppensymbol) sind
miteinander durch eine Verdrahtung verbunden. In ähnlicher
Weise sind die Sensorzellen 20 (die sich auf n belaufen),
die das gleiche Symbol der inneren Gruppe aufweisen, miteinander
durch eine Verdrahtung verbunden.
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Beispielsweise
ist in dem Falle, in dem der mattenartige, druckempfindliche Sensor 1 mit
den sich auf „64" belaufenden Sensorzellen 20 versehen ist,
ist das Verdrahtungsmuster der Sensorzellen 20 derart ausgeführt, daß die Verbindungsbeziehung (zwischen
den Verdrahtungen) die gleiche ist wie die einer Verdrahtungskonstruktion
gemäß einer 8x8-Matrix.
Das heißt,
die Sensorzellen 20 (die sich auf 8 belaufen) der gleichen
Gruppe (d. h. die Sensorzellen 20 mit dem gleichen Gruppensymbol)
sind miteinander durch eine Verdrahtung verbunden. In ähnlicher
Weise sind die Sensorzellen 20 (die sich auf 8 belaufen),
die das gleiche Symbol der inneren Gruppe aufweisen, miteinander
durch eine Verdrahtung verbunden.
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In
diesem Falle ist der mattenartige, druckempfindliche Sensor 1 mit
praktisch dem gleichen Verdrahtungsmuster versehen wie jenem in
dem Falle, in dem die sich auf „64" belaufenden Sensorzellen 20 in „8" Zeilen und „8" Spalten angeordnet
sind und mit der Verdrahtungskonstruktion der 8x8-Matrix gemäß 6 versehen
sind.
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Deshalb
ist gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
die Summe der für
die sich auf „64" belaufenden Sensorzellen 20 vorgesehenen
Verdrahtungen „16" („8" für die Vorderseite
und „8" für die Rückseite).
Somit bemißt
sich in dem Falle, in dem die Teilung auf 1 mm festgesetzt ist,
der Verdrahtungsbereich (einschließlich des oberen Randes und
des unteren Randes, die jeweils auf 1 mm eingestellt sind) auf 1
mm × 6
+ 1 mm × 2
= 8 mm. Demgemäß ist eine Breite
von oben nach unten von wenigstens 8 mm für die Verdrahtungsanordnung
ausreichend. In diesem Falle ist es vorzuziehen, die Verdrahtungswiderstände der
Sensorzellen 20 des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors 1 zu
harmonisieren.
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Die 9A und 9B zeigen
ein Verdrahtungsmuster gemäß einem
Vergleichsbeispiel. In diesem Falle sind sich auf „64" belaufende Sensorzellen eines
mattenartigen, druckempfindlichen Sensors 101 linear angeordnet.
Die Verdrahtungsanordnung der Sensorzellen wird so ausgeführt, daß eine Verdrahtungskonstruktion
gemäß einer
1x64-Matrix zur Verfügung
steht. In diesem Falle ist die Summe der Verdrahtungen zur Verbindung
der Sensorzellen „65" („64" für die Vorderseite
und „1" für die Rückseite). Somit
bemißt
sich in dem Falle, in dem die Teilung auf 1 mm festgesetzt ist,
der Verdrahtungsbereich (einschließlich des oberen Randes und
des unteren Randes, die jeweils auf 1 mm eingestellt sind) auf 1 mm × 63 + 1
mm × 2
= 65 mm. Demgemäß ist eine Breite
von oben nach unten von wenigstens 65 mm für die Verdrahtungsanordnung
ausreichend.
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Als
nächstes
wird die innere Struktur des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors 1 gemäß dieser
Ausführungsform
beschrieben.
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Wie
in 7 gezeigt, ist der mattenartige, druckempfindliche
Sensor 1 mit einem Paar von Harzfilmen 10 versehen,
zwischen denen sandwichartig ein Abstandsfilm 13 angeordnet
ist. Einer der Harzfilme 10 ist in Bezug auf den anderen
(Rückseite)
an der der Fahrzeugfront zugewandten Seite (Vorderseite) angeordnet.
Der Abstandsfilm 13 ist mit den Harzfilmen 10 jeweils
durch zwei Haftschichten 14 verbunden. Jeder der Harzfilme 10 und
der Abstandsfilm 13 können
aus einem Harz, beispielsweise PEN (Polyethylennaphtalat) bestehen.
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Der
Harzfilm 10 hat eine im wesentlichen dünne und langgestreckte Gestalt.
Mehrere leitende Tintenschichten 11, die jede in der Draufsicht
eine quadratische Form aufweisen, sind an der inneren Oberfläche eines
jeden Harzfilms 10 (der Vorderseite und der Rückseite)
ausgebildet und mit der vorgegebenen Teilung linear angeordnet.
Die inneren Oberflächen
der Harzfilme liegen einander gegenüber. Die am Harzfilm 10 der
Vorderseite (der Fahrzeugfront zugewandte Seite) angebrachten leitenden
Tintenschichten 11 sind jeweils in Positionen angeordnet, die
jeweils denen der leitenden Tin tenschichten 1 entsprechen,
die an der Rückseite
(die dem Fahrzeugheck zugewandte Seite) ausgebildet sind.
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Der
Abstandsfilm 13 ist mit mehreren Öffnungen 13a versehen,
deren Anzahl die gleiche ist wie die Anzahl der leitenden Tintenschichten 11 der
Vorderseite und die Anzahl der leitenden Tintenschichten 11 der
Rückseite.
Die Öffnungen 13a haben
in der Draufsicht eine im wesentlichen quadratische Gestalt und
sind mit der gleichen Teilung wie der der leitenden Tintenschichten 11 linear
angeordnet. Jede der Öffnungen 13a ist
den druckempfindlichen Tintenschichten 12 zugewandt, die
jeweils an der leitenden Tintenschicht 11 der der Fahrzeugfront
zugewandte Seite und der dem Fahrzeugheck zugewandten Seite ausgebildet
sind. Das heißt,
es ist ein innerer Abstandsraum 15 zwischen den beiden
druckempfindlichen Tintenschichten 12 ausgebildet, die entsprechend
auf der leitenden Tintenschicht 11 auf der der Fahrzeugfront
zugewandten Seite und auf der dem Fahrzeugheck zugewandten Seite
ausgebildet sind. Die in Längsrichtung
des Fahrzeugs gemessene Größe des inneren
Abstandsraums 15 ist gleich der Dicke des Abstandsfilms 13.
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In
diesem Falle ist jede der Sensorzellen 20 aus einem Paar
der leitenden Tintenschichten 11 konstruiert, die jeweils
am Harzfilm 10 der Vorderseite und am Harzfilm der Rückseite
in den einander zugeordneten Positionen ausgebildet sind (wenn man in
der von vorn nach hinten verlaufenden Richtung des Fahrzeugs blickt),
und aus einem Paar der druckempfindlichen Tintenschichten 12,
die jeweils diese leitenden Tintenschichten 11 bedecken
und einander über
den inneren Abstandsraum hinweg gegenüberliegen. Die druckempfindliche
Tintenschicht 12 weist eine Charakteristik auf, nach der
ihr elektrischer Widerstand mit einer Zunahme des auf sie ausgeübten Drucks
abnimmt, wie dies in 8 gezeigt ist.
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Als
nächstes
wird die Lastermittlung (Kollisionsermittlung) durch den mattenartigen,
druckempfindlichen Sensor 1 beschrieben. Zunächst wird
eine Spannung von 5V (durch einen nicht gezeigten Endwiderstand)
an die sich auf „8" belaufenden Sensorzellen 20 der
Gruppe R1 über
die Verdrahtung angelegt, die diese Sensorzellen 20 ver bindet.
In diesem Falle wird das durch C1–C8 identifizierte Potential zwischen
dem Endwiderstand und jeder der Sensorzellen 20 der Gruppe
R1 sequentiell durch die diese Sensorzellen 20 verbindende
Verdrahtung ermittelt.
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Wenn
eine Kollisionslast größer als
ein oder gleich einem vorgegebenen Wert in der Position der Sensorzelle 20 vom
Harzfilm 10 der Vorder- (Front-) Seite in Richtung zur
Rückseite
ausgeübt
wird, werden der Harzfilm 10 und die druckempfindliche
Tintenschicht 12 gebogen und in Richtung ihrer Dicke zusammengepreßt.
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Wie
oben beschrieben, weist die Sensorzelle 20 einen elektrischen
Widerstand von 5V im nicht komprimierten Zustand auf. Wenn die druckempfindliche
Tintenschicht 12 komprimiert wird, nimmt der elektrische
Widerstand der Sensorzelle 20 in Richtung der Dicke auf
einen Wert um 0V ab, so daß ein vorgegebener
Strom durch die leitende Tintenschicht 11 geleitet wird.
Das heißt,
das Potential der leitenden Tintenschicht 11 wird sich
ansprechend auf die Kollisionslast im Bereich von 0V–5V verändern.
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In ähnlicher
Weise können
die Potentiale der Sensorzellen 20 sequentiell ermittelt
werden, wenn die Spannung von 5V über jede die (durch C1–C8 identifizierten)
Sensorzellen 20 enthaltende Verdrahtung angelegt wird.
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Somit
kann festgestellt werden, bei welcher der Sensorzellen 20 (des
mattenartigen, druckempfindlichen Sensors 1) ein Druck
auftritt und wie hoch dieser ist. Das heißt, die Sensorzellen 20 stellen
jeweils die Drücke
fest, die auf die Stoßstange 4 an
unterschiedlichen Positionen entsprechend der Kollision zwischen
dem Hindernis und der Stoßstange 4 einwirken.
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Als
nächstes
wird das Hindernisunterscheidungsverfahren der Hindernisunterscheidungsvorrichtung
S beschrieben.
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Wenn
ein Hindernis mit der Stoßstange 4 des
Fahrzeugs kollidiert, werden die Kollisionslastsignale (Aktionszustandssignale)
von den Sensorzellen 20 des druckempfindlichen Sensors 1 und
die Fahrzeuggeschwindigkeitssignale von der die Fahrzeuggeschwindigkeit
feststellenden Einheit 2 jeweils in die Steuereinheit 3 eingegeben.
Die jeweiligen Kollisionslastsignale von den Sensorzellen 20 der
zwei druckempfindlichen Sensoren 1 werden zur Berechnung
einer von der Frontseite her auf das Fahrzeug ausgeübten Gesamtkollisionslast
aufaddiert.
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Dann
werden die Gesamtkollisionslast und die durch die die Fahrzeuggeschwindigkeit
feststellenden Einheit 2 ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit in
eine vorab gespeicherte Tabelle eingegeben. Dadurch kann die Masse
des Hindernisses berechnet werden. In diesem Falle ist die berechnete
Masse des Hindernisses ein Wert der Gesamtkollisionslast dividiert
durch die Änderungsrate
der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Dann
beurteilt die Steuereinheit 3, ob die Masse des Hindernisses
der eines Menschen (z. B. eines Fußgängers) äquivalent ist oder nicht. Wenn die
Masse des Hindernisses der eines Menschen äquivalent ist, wird festgestellt,
daß das
Hindernis ein Mensch ist. Es wird deshalb die Fußgängerschutzvorrichtung auf der
Basis eines Ausgangssignals der Steuereinheit 3 aktiviert.
Andererseits wird, wenn die Masse des Hindernisses nicht der eines
Menschen äquivalent
ist, festgestellt, daß das
Hindernis kein Mensch ist. In diesem Falle wird die Fußgängerschutzvorrichtung
nicht aktiviert.
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Gemäß dem mattenartigen,
druckempfindlichen Sensor 1 dieser Ausführungsform sind die sich auf
i belaufenden Sensorzellen 20 (i ist eine ganze Zahl größer als
oder gleich 1) mit der vorgegebenen Teilung linear in Längsrichtung
der Stoßstange 4 angeordnet.
Es kann somit die Größe der Kollisionslast, die
Masse des mit dem Fahrzeug kollidierenden Hindernisses, die Breite
des Hindernisses und dergleichen ermittelt werden durch Feststellung
der Drücke (die
auf die Stoßstange 4 an
verschiedenen ihrer Positionen durch die Kollision mit dem Hindernis
ausgeübt
werden) mittels der mehreren Sensorzellen 20.
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Überdies
wird die Verdrahtungsanordnung der sich auf i belaufenden Sensorzellen 20 derart ausgeführt, daß die Verbindungsrelation
(zwischen den Verdrahtungen) die gleiche ist, wie jene der Verdrahtungskonstruktion
der nxm-Matrix. Dabei sind n, m ganze Zahlen größer als oder gleich "2" und i ≤ nxm (beispielsweise n = m =
8). Deshalb kann die Zahl der Verdrahtungen verringert werden, so
daß der
Verdrahtungsbereich verringert wird. Demgemäß kann die Gestaltung der Befestigung
am Fahrzeug verbessert werden.
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Weil
n gleich m gesetzt wird (z. B. i = 64 und n = m = 8), wird bei dieser
Ausführungsform
die Verdrahtungszahl am geringsten, so daß die die beste Wirkung zur
Reduzierung des Verdrahtungsbereichs erzielt wird. Beispielsweise
ist es in dem Falle, in dem sich die Sensorzellen 20 auf „64" belaufen, notwendig,
daß sich
die Verdrahtungen auf „20" belaufen, wenn sie
mit einer Verdrahtungskonstruktion versehen sind, bei der die Verdrahtungs-Verbindungsrelation
die gleiche ist wie jene einer Verdrahtungskonstruktion einer 4x16-Matrix
(n = 4, m = 16). Andererseits ist eine Addition der Verdrahtungen
zu „16" ausreichend, wenn
die Verdrahtungs-Verbindungsrelation einer 8x8-Matrix (n = m = 8) Verdrahtungskonstruktion
gleichend angeordnet ist. In diesem Falle ist die Zahl der Verdrahtungen
am geringsten.
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Des
weiteren ist bei dieser Ausführungsform die
Steuereinheit 3 (Hindernisunterscheidungsschaltung) vorgesehen,
um auf der Basis der durch die zwei druckempfindlichen Sensoren 1 ermittelten
Drücke
die Art des mit der Stoßstange 4 des
Fahrzeugs kollidierenden Hindernisses zu unterscheiden. Somit kann
auf der Basis des Ermittlungsergebnisses der mattenartigen, druckempfindlichen
Sensoren 12 das mit der Stoßstange 4 kollidierende
Hindernis hinsichtlich seiner Art unterschieden werden.
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[Andere Ausführungsform]
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Bei
der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist der mattenartige,
druckempfindliche Sensor 1 zwischen dem Stoßstangenverstärkungselement 7 und
dem Stoßstangendämpfer 8 angeordnet.
Jedoch können
die mattenartigen, druckempfindli chen Sensoren 1 auch an
anderen Positionen angeordnet sein. Beispielsweise können die mattenartigen,
druckempfindlichen Sensoren 1 auch zwischen der Stoßstangenabdeckung 9 und
dem Stoßstangendämpfer 8 angeordnet
sein. Alternativ kann in dem Falle, in dem ein unterer Stoßstangendämpfer im
unteren Bereich der Stoßstange 4 zum Abpuffern
der Kollision angeordnet ist, der mattenartige, druckempfindliche
Sensor 1 auch zwischen dem unteren Stoßstangendämpfer und der Stoßstangenabdeckung
angeordnet sein.
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Außerdem kann
der mattenartige, druckempfindliche Sensor 1 auch durch
eine andere Art eines druckempfindlichen Sensors ersetzt werden,
der mehrer Sensorzellen aufweist.
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Überdies
kann der mattenartige, druckempfindliche Sensor in dem Falle, in
dem der Harzfilm 10 an einer dünnen und langen Gummiplatte
oder dergleichen anhaftet, was die Aufnahme der Kollisionslast erschwert,
mit einer Konstruktion zur Einstellung einer Lastermittlungsempfindlichkeit
der Sensorzelle 20 versehen werden.
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Die
Zahl und die Bereichsteilung der Sensorzellen 20 kann auch
geändert
werden, um die Fahrzeugbreite, die geforderte Genauigkeit und dergleichen
zu berücksichtigen.
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Außerdem kann
die vorliegende Erfindung auch für
eine andere Erkennung als die von Fußgängern genutzt werden. Des weiteren
können
dem Hinderniserkennungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
andere Parameter hinzugefügt
werden. Beispielsweise kann das des Hindernisses gemäß dem Aktionsmuster
des mattenartigen, druckempfindlichen Sensors 1 ermittelt
werden und die Steifigkeit des Hindernisses kann entsprechend der
Wellenform der Kollisionslast berechnet werden.
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Darüber hinaus
ist bei der bevorzugten Ausführungsform
die die Fahrzeuggeschwindigkeit feststellenden Einheit 2 vorgesehen,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit festzustellen. Jedoch kann die die Fahrzeuggeschwindigkeit
feststellenden Einheit 2 auch weggelassen werden. In diesem
Falle wird das mit dem Fahrzeug kollidierende Hindernis hinsichtlich
seiner Art nur auf der Basis der Kollisionslast unterschieden.