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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
zum Betätigen einer
Schutzvorrichtung beispielsweise eines Fußgängerschutz-Airbags und ähnlichem.
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Kürzlich wurde
ein Fußgängerschutz-Airbagsystem
für ein
Fahrzeug entwickelt, um einen Fußgänger zu schützen. Wenn das Fahrzeug mit
einem Fußgänger kollidiert,
liefert das Fußgängerschutz-Airbagsystem
einen Airbag, der auf einer Haube des Fahrzeugs aufgeblasen wird,
um zu verhindern, dass ein Kopfabschnitt und ein Brustabschnitt
des Fußgängers mit
der Haube oder einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs kollidiert.
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Somit
wird eine Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung bzw. -Unterscheidungsvorrichtung
erforderlich, um das Fußgängerschutz-Airbagsystem zu
aktivieren. Das heißt
es wird für
die Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung erforderlich in
Realzeit zwischen einem Fußgänger zu
diskriminieren, der durch Aufblasen des Airbags geschützt werden
soll, und anderen Hindernissen, die nicht geschützt werden brauchen. In einem
Fall, bei dem der Fußgängerschutz-Airbag
in unnötiger
Weise aufgeblasen wird, fallen extra Reparaturkosten an. Darüber hinaus muss
die Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung eine
schnelle Ansprechqualität
aufweisen, da nämlich
der Fußgängerschutz-Airbag
früher
als die heftige Kollision des Fußgängers mit dem Fahrzeug aufgeblasen
werden muss.
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Gemäß der
US 6784792 B2 ist
sowohl die Haube als ein Stoßfänger des
Fahrzeugs mit einem die Kollision detektierenden Sensor ausgestattet,
um zu beurteilen, ob das Hindernis ein Fußgänger ist oder nicht und zwar
basierend auf den Ausgangsgrößen der
Sensoren.
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In
diesem Fall ist ein einzelner Sensor an der Haube angebracht, so
dass das Kollisionshindernis nicht in seiner Art unterschieden werden
kann bis eine Kollision mit der Haube stattfindet. Das heißt die schnelle
Ansprechqualität
der Diskriminiervorrichtung bzw. Unterscheidungsvorrichtung gemäß der JP-2003-535769A
ist nicht zufriedenstellend. Wenn somit das Hindernis ein Fußgänger ist,
ist es schwierig den Fußgängerschutz-Airbag
aufzublasen, um den Fußgänger zu
schützen,
bevor der Fußgänger in heftiger
Weise mit der Haube kollidiert ist. Da ferner der die Kollision
detektierende Sensor an der Haube angebracht ist, kann ein Hindernis
mit einer Gesamthöhe
die kleiner ist als diejenige der Haube nicht sehr gezielt in der
Art unterschieden werden.
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Im
Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile ist es Aufgabe der
vorliegenden Erfindung eine Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
für ein
Fahrzeug zu schaffen, die unmittelbar eine Art-Unterscheidung eines
Hindernisses durchführen kann
und zwar inklusive einem solchen, welches eine kleine Gesamthöhe besitzt,
so dass ein Fußgängerschutz-Airbag
und ähnliches
aufgeblasen werden kann bevor eine heftige Kollision des Hindernisses mit
einer Haube des Fahrzeugs stattfindet und zwar in einem Fall, bei
dem das Hindernis ein Fußgänger ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst eine Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
für ein
Fahrzeug wenigstens eine obere Detektoreinheit, die zwischen einem
Stoßfänger des
Fahrzeugs und Seitenteilen des Fahrzeugs angeordnet ist, wenigstens
eine untere Detektoreinheit, die an einer unteren Seite der oberen
Detektoreinheit angeordnet ist und zwar in Bezug auf eine Richtung
senkrecht zum Boden und einer Diskriminiereinheit. Die obere Detektoreinheit
detektiert wenigstens eine Komponente einer Kollisionsenergie, wenn
ein Hindernis mit dem Stoßfänger kollidiert.
Die Komponente bildet eine Fortsatzrichtung des Seitenteils. Die
untere Detektoreinheit detektiert eine Kollisionsenergie, die dichter zum
Boden hin ist als die Komponente der Seitenteilerweiterungsrichtung
der Kollisionsenergie, welche durch die obere Detektoreinheit detektiert
wird. Die Diskriminiereinheit führt
eine Art-Unterscheidung des Hindernisses durch indem sie die Kollisionsenergie, welche
durch die obere Detektoreinheit detektiert wurde, mit derjenigen
der unteren Detektoreinheit vergleicht.
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Somit
kann die Kollisionsenergie, die auf den Stoßfänger aufgebracht wird, durch
die obere Detektoreinheit und die untere Detektoreinheit detektiert werden,
so dass das Hindernis in seiner Art unmittelbar dann unterschieden
werden kann, nachdem das Hindernis mit dem Stoßfänger kollidiert ist. Die Kollisionsenergie
gibt einen Heftigkeitsgrad der Kollision an und kann über eine
Kollisionslast, eine Fahrzeugbeschleunigung oder ähnlichem
berechnet werden.
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Die
oben genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich klarer anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen
zeigen:
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1A eine
schematische Draufsicht, die eine Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wiedergibt;
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1B eine
schematische Seitenansicht der Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung;
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2 eine
perspektivische Teilansicht, welche die Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung zeigt,
die in einem Fahrzeug montiert ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 ein
Blockschaltbild, welches eine Eingangsgröße und eine Ausgangsgröße in einem
Inneren der Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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4 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen der Ausgangsgröße einer
Lastzelle und der Zeit wiedergibt und auch eine Beziehung zwischen einer
Ausgangsgröße eines
G-Sensors und der Zeit wiedergibt in einem Fall, bei dem ein Hindernis
am Boden fixiert ist und eine große Gesamthöhe besitzt;
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5 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen der Ausgangsgröße der Lastzelle
und der Zeit und eine Beziehung zwischen der Ausgangsgröße des G-Sensors
und der Zeit in einem Fall wiedergibt, bei dem das Hindernis am
Boden fixiert ist und eine kleine Gesamthöhe besitzt;
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6 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen der Ausgangsgröße der Lastzelle
und der Zeit und eine Beziehung zwischen der Ausgangsgröße des G-Sensors
und der Zeit in einem Fall darstellt, bei dem das Hindernis nicht
am Boden fixiert ist und einen hochgelegenen Schwerpunkt besitzt;
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7 ein
Flussdiagramm, welches einen Diskriminierprozess einer Diskriminiereinheit
gemäß der ersten
Ausführungsform
wiedergibt;
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8 eine
schematische Seitenansicht, welche eine Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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9 eine
perspektivische Teilansicht, welche die Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung an
einem Fahrzeug montiert gemäß der zweiten
Ausführungsform
darstellt;
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10 eine
perspektivische Teilansicht, die eine Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß eine dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ein
Blockschaltbild, welches eine Eingangsgröße und eine Ausgangsgröße im Inneren einer
Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer
vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt; und
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12 ein
Flussdiagramm, welches einen Airbag-Steuerprozess einer Airbag-Steuereinheit gemäß der vierten
Ausführungsform
veranschaulicht.
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Es
werden nun bevorzugte Ausführungsformen
unter Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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[ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM]
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Eine
Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Hinweis auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Wie
in 1A gezeigt ist, ist ein Frontstoßfänger 11 des
Fahrzeugs an einer Frontfläche
(in Bezug auf die Fahrzeugfahrrichtung) eines Absorbers 12 des
Fahrzeugs angeordnet und erstreckt sich in der Fahrzeugbreitenrichtung
(senkrecht zur Fahrzeugfahrrichtung). In einem Fall, bei dem ein
Hindernis mit dem Frontstoßfänger 11 kollidiert,
kann der Frontstoßfänger 11 so
deformiert werden, dass der Aufschlag auf das Hindernis durch den
Absorber 12 abgefedert wird.
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Der
Absorber 12 ist an einer Frontfläche eines Verstärkungsteiles 13 des
Fahrzeugs angeordnet. Wenigstens eine obere Detektoreinheit ist
zwischen dem Verstärkungsteil 13 und
Seitenteilen 16, 17 angeordnet. Die obere Detektoreinheit
kann aus einer rechten Lastzelle 14 und einer linken Lastzelle 15,
um ein Beispiel zu nennen, konstruiert sein.
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In
diesem Fall ist das Verstärkungsteil 13 an dem
rechten Seitenteil 16 bzw. dem linken Seitenteil 17 über die
rechte Lastzelle 14 bzw. die linke Lastzelle 15 fixiert.
Die rechte Lastzelle 14 ist zwischen einer rückwärtigen Fläche des
Verstärkungsteiles 13 und einer
Frontfläche
des rechten Seitenteiles 16 montiert. Die linke Lastzelle 15 ist
zwischen der rückwärtigen Fläche des
Verstärkungsteiles 13 und
einer Frontfläche
des linken Seitenteiles 17 montiert.
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Gemäß den 1B und 2 ist
ein unteres Teil 18 aus einem Plattenabschnitt und aus
zwei Stütz-
oder Stegabschnitten konstruiert. Die zwei Stütz- oder Stegabschnitte (stay
portions) (das heißt der
Stegabschnitt auf der rechten Seite und der Stegabschnitt der linken
Seite) erstrecken sich jeweils von unteren Flächen des rechten Seitenteiles 16 und des
linken Seitenteiles 17 zu der unteren Fahrzeugseite und
der Fahrzeugfrontseite hin, so dass sich eine L-förmige Gestalt
ergibt, wenn man in der Fahrzeugbreitenrichtung blickt. Der Plattenabschnitt
besitzt eine im Wesentlichen flache Plattengestalt, die im Wesentlichen
parallel zum Boden verläuft.
Zwei Fahrzeugbreitenrichtung-Enden des Plattenabschnitts sind jeweils
mit den Steg- oder Pfostenabschnitten der rechten Seite und der
linken Seite integriert, um dadurch das untere Teil 18 zu
bilden. Die Fahrzeugbreitenrichtung entspricht der Fahrzeuglinks-Rechts-Richtung.
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Wenigstens
eine untere Detektoreinheit ist an einem Frontende (an der Seite
des Frontstoßfängers 11)
des unteren Teils 18 angeordnet. Die untere Detektoreinheit
kann beispielsweise aus einem rechten G-Sensor 19 und einem
linken G-Sensor 20 konstruiert sein, die jeweils an einem
rechten Abschnitt und einem linken Abschnitt des Frontendes des
unteren Teiles 18 angebracht sind. Die untere Detektoreinheit
ist an der unteren Seite der oberen Detektoreinheit in Bezug auf
eine Richtung senkrecht zum Boden hin angeordnet.
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Wenn
ein Hindernis mit einem oberen Abschnitt des Frontstoßfängers 11 kollidiert,
wird der Aufschlag aufgrund der Kollision durch den Absorber 12 abgefedert
und wird dann auf die rechte Lastzelle 14 und die linke
Lastzelle 15 über
das Verstärkungsteil 13 übertragen,
so dass die obere Detektoreinheit Signale ausgibt, die wenigstens
einer Komponente einer Seitenteil-Erweiterungsrichtung der Kollisionsenergie
entsprechen.
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Wenn
andererseits das Hindernis mit dem unteren Abschnitt des Frontstoßfängers 11 kollidiert, wird
der Aufschlag aufgrund der Kollision zu dem rechten G-Sensor 19 und
dem linken G-Sensor 20 übertragen,
so dass die untere Detektoreinheit Signale entsprechend der Kollisionsenergie
ausgibt.
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Die
Ausgangssignale aus der rechten Lastzelle 14, der linken
Lastzelle 15, dem rechten G-Sensor 19 und dem
linken G-Sensor 20 werden berechnet und werden durch eine
Diskriminiereinheit 12 verarbeitet. Es kann somit die Kollisionsenergie
aufgrund der Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis bestimmt
werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann jeder Sensor (zum Beispiel die Lastzelle 14, 15)
aus einem einzelnen erfassenden Abschnitt konstruiert sein, der an
dem Fahrzeugkonstruktionsteil montiert ist.
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Die
Diskriminiereinheit bzw. Unterscheidungseinheit 21 ist
beispielsweise am Boden in dem Fahrzeug montiert. Die Diskriminiereinheit 21 kann
in Form einer Signalprozessorschaltung konstruiert sein, bei der
ein Mikroprozessor mit integriert ist, um ein Beispiel zu nennen.
Gemäß 3 werden
die Ausgangssignale aus der rechten Lastzelle 14, der linken
Laststelle 15, dem rechten G-Sensor 19 und dem
linken G-Sensor 20 zu der Diskriminiereinheit 21 gesendet,
die einen Hindernis-Diskriminierprozess (welcher noch später beschrieben
wird) ausführt,
wie in 7 gezeigt ist.
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4 zeigt
Beziehungen zwischen der Zeit (nach dem Stattfinden der Kollision)
und den Ausgangsgrößen (zum
Beispiel Kollisionslastsignale und Beschleunigungssignale) der rechten
Lastzelle 14 und des rechten G-Sensors 19 im Falle
einer Kollision mit einem Hindernis wie beispielsweise einem seitlichen
Straßenschild,
welches am Boden fixiert ist und eine Gesamthöhe besitzt, die größer ist
als diejenigen des rechten Seitenteils 16 und des linken
Seitenteiles 17. 5 zeigt
die Beziehungen zwischen der Zeit (nach dem Ereignis der Kollision)
und den Ausgangsgrößen (zum
Beispiel den Kollisionslastsignalen und den Beschleunigungssignalen)
der rechten Lastzelle 14 und des rechten G-Sensors 19,
in einem Fall einer Kollision mit einem Hindernis wie bei spielsweise
einem Straßenbordstein,
der am Boden fixiert ist und eine Gesamthöhe besitzt, die kleiner ist als
diejenigen des rechten Seitenteiles 16 und des linken Seitenteiles 17. 6 zeigt
die Beziehungen zwischen der Zeit (nach den Ereignis der Kollision) und
den Ausgangsgrößen (zum
Beispiel Kollisionslastsignale und Beschleunigungssignale) der rechten Lastzelle 14 und
des rechten G-Sensors 19 in einem Fall einer Kollision
mit einem Hindernis wie beispielsweise einem Menschen (zum Beispiel
Fußgänger) der
nicht am Boden fixiert ist und einen relativ hoch liegenden Schwerpunkt
hat.
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Wie
in den 4 bis 6 gezeigt ist, werden die Ausgangssignale
der rechten Lastzelle 14, die an dem rechten Seitenteil 16 angebracht
ist, und von dem rechten G-Sensor 19, der an dem unteren Teil 18 angebracht
ist, normiert indem der Zeitpunkt des Auftretens der Kollision zwischen
dem Hindernis und dem Frontstoßfänger 11 als
t0 eingestellt wird. Gemäß den 4 bis 6 werden
nun die Unterschiede in den Ausgangsgrößen der Lastzellen 14, 15,
und der G-Sensoren 19, 20 aufgrund der Hindernis-Art-Variation
beschrieben.
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Gemäß den 4 und 5 ist
die Ausgangsgröße der rechten
Lastzelle 14, die in 4 gezeigt
ist, relativ groß und
zwar während
der Periode vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4, da nämlich die
Gesamthöhe
des Hindernisses größer ist
als die Höhen
der Seitenteile 16 und 17 und zwar im Vergleich
mit derjenigen, die in 5 gezeigt ist.
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Darüber hinaus
ist gemäß den Darstellungen in
den 4 und 6 während der Periode von dem Zeitpunkt
t1 bis zum Zeitpunkt t4 die Ausgangsgröße der rechten Lastzelle 14,
die in 4 gezeigt ist, relativ klein und die Ausgangsgröße des rechten G-Sensors 19 ist
erkennbar groß,
verglichen mit denjenigen Größen, die
in 6 gezeigt sind.
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Andererseits
variiert in einem Fall, bei dem das Hindernis (zum Beispiel ein
Straßenrandstein) eine
kleine Gesamthöhe
besitzt und am Boden fixiert ist, wie in 5 gezeigt
ist, die Ausgangsgröße der rechten
Lastzelle 14 nahezu nicht und zwar während der Periode von dem Zeitpunkt
t1 bis zum Zeitpunkt t4, und die Ausgangsgröße des rechten G-Sensors 19 ist
im Wesentlichen die gleiche wie diejenige, die in 4 gezeigt
ist.
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Darüber hinaus
ist während
der Periode vom Zeitpunkt t1 an bis zum Zeitpunkt t4 die Ausgangsgröße des rechten
G-Sensors 19, der in 5 gezeigt
ist, in signifikanter Weise größer als
diejenige der rechten Lastzelle 14, die in 5 gezeigt
ist, verglichen mit dem Fall einer Kollision mit dem Hindernis,
welches nicht am Boden fixiert ist entsprechend der Darstellung
in 6.
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Wie
in 6 gezeigt ist sind beide Ausgangsgrößen der
rechten Lastzelle 14 und des rechten G-Sensors 19 groß und unterscheiden
sich voneinander im Laufe der Zeit, die verstreicht nachdem die
Kollision aufgetreten ist. Bei der anfänglichen Kollisionsperiode
(vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2) ist die Ausgangsgröße des rechten
G-Sensors 19 größer als
diejenige der rechten Lastzelle 14. Während der Zeitspanne von dem
Zeitpunkt t3 (der nach dem Zeitpunkt t2 liegt) bis zum Zeitpunkt
t4, ist die Ausgangsgröße des rechten
G-Sensors 19 kleiner als diejenige der rechten Lastzelle 14.
Das heißt
während
der Periode von dem Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 sind die Ausgangsamplituden
des rechten G-Sensors 19 und der rechten Lastzelle 14 umgekehrt.
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Der
Grund dafür
ist, dass nach dem Auftreten der Kollision das Hindernis zu der
Seite einer Haube des Fahrzeugs gedreht wird und zwar mit der Achse
des Frontstoßfängers 11,
an welcher das Hindernis mit dem Fahrzeug kollidiert. Daher ist
verglichen mit den Fällen,
die in den 4 und 5 gezeigt
sind, bei denen die Hindernisse am Boden fixiert sind, die Ausgangsgröße der rechten
Lastzelle 14, die an dem oberen Abschnitt des Frontstoßfängers 11 angebracht
ist, relativ groß zum
Zeitpunkt t4 im Falle eines Hindernisses (zum Beispiel Fußgängers),
welches nicht am Boden fixiert ist, wie in 6 gezeigt
ist. Darüber
hinaus wird in diesem Fall die Ausgangsamplitude des rechten G-Sensors 19 und diejenige
der rechten Lastzelle 14 während der Periode vom Zeitpunkt
t2 bis zum Zeitpunkt t3 umgekehrt.
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Die
Ausgangsgrößen der
linken Lastzelle 15 und des linken G-Sensors 20 haben
die gleiche Variationstendenz und zwar entsprechend den unterschiedlichen
Hindernisarten, wie diejenige, die oben unter Hinweis auf die 4 bis 6 beschrieben wurde.
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Als
nächstes
wird der Hindernis-Diskriminierprozess (als Prozess 71 bezeichnet)
der Diskriminiereinheit 21 unter Hinweis auf 7 beschrieben.
Der Hindernis-Diskriminierprozess wird gestartet, wenn eines der
Ausgangssignale von den Lastzellen 14, 15 und
den G-Sensoren 19, 20 einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Zuerst
werden bei einem Schritt S71 die Kollisionsenergien (Aufschläge), die
auf die Lastzellen 14, 15 und die G-Sensoren 19, 20 wirken,
jeweils berechnet und ausgegeben, basierend auf den Ausgangssignalen
der Lastzellen 14, 15 und der G-Sensoren 19, 20.
Dann werden bei einem Schritt S72 die Kollisionsenergien (die bei
dem Schritt S71 berechnet wurden) der rechten Lastzelle 14 und
der linken Lastzelle 15 gemittelt, um einen Lastzellen-Mittelwert Da
zu berechnen. In ähnlicher
Weise werden bei einem Schritt S73 die berechneten Kollisionsenergien des
rechten G-Sensors 19 und des linken G-Sensors 20 gemittelt,
um einen G-Sensor-Mittelwert Ga zu berechnen.
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Danach
wird bei einem Schritt S74 der Lastzellen-Mittelwert Da mit einem
Schwellenwert Dth verglichen. Wenn bestimmt wird, dass der Lastzellen-Mittelwert
Da größer ist
als der Schwellenwert Dth, wird ein Schritt S75 ausgeführt. Wenn
bestimmt wird, dass der Lastzellen-Mittelwert Da kleiner ist oder
gleich ist mit dem Schwellenwert Dth, wird ein Schritt S76 ausgeführt.
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Wie
oben beschrieben ist, ist verglichen mit dem Fall (siehe 5),
bei dem das Hindernis eine Gesamthöhe besitzt, die kleiner ist
als diejenigen der Seitenteile 16 und 17 und am
Boden fixiert ist, die Ausgangsgröße der Lastzelle 14, 15 relativ
groß und zwar
in einem Fall (siehe 4), bei dem das Hindernis eine
Gesamthöhe
besitzt, die größer ist
als diejenigen der Seitenteile 16 und 17 und am
Boden fixiert ist, und in dem Fall (siehe 6), bei
dem das Hindernis nicht am Boden fixiert. Daher kann der Schwellenwert
Dth so eingestellt werden, um das Hindernis zu unterscheiden, welches eine
Gesamthöhe
hat, die kleiner ist als diejenigen der Seitenteile 16 und 17 und
am Boden fixiert ist.
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Wenn
bei einem Schritt S75 bestimmt wird, dass die Differenz zwischen
dem G-Sensor-Mittelwert
Ga und dem Lastzellen-Mittelwert Da größer ist als ein Schwellenwert
Mth1, wird ein Schritt S77 ausgeführt. In einem Fall, bei dem
bestimmt wird, dass die Differenz zwischen G-Sensor-Mittelwert Ga
und dem Lastzellen-Mittelwert Da kleiner ist als oder gleich ist
mit dem Schwellenwert Mth1, wird ein Schritt S78 ausgeführt.
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Wie
weiter oben unter Hinweis auf die 4 und 6 beschrieben
wurde, ist in einem Fall, bei dem das Hindernis eine Gesamthöhe besitzt,
die größer ist
als diejenigen der Seitenteile 16 und 17 und am
Boden fixiert ist, die Ausgangsgröße des G-Sensors 19, 20 größer als
diejenige der Lastzelle 14, 15, verglichen mit
dem Fall einer Kollision mit einem Hindernis, welches nicht am Boden
fixiert ist. Der Schwellenwert Mth1 wird basierend auf dieser Eigenschaft
eingestellt, um zwischen dem Hindernis zu diskriminieren, welches
nicht am Boden fixiert ist, und dem Hindernis, welches eine Gesamthöhe größer als diejenigen
der Seitenteile 16 und 17 besitzt und am Boden
fixiert ist.
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Wenn
andererseits bestimmt, dass der Lastzellen-Mittelwert Da kleiner
ist als oder gleich ist mit dem Schwellenwert Dth und zwar bei dem
Schritt S74, wird der Schritt S76 ausgeführt. Bei dem Schritt S76 wird
beurteilt, ob die Differenz zwischen dem G-Sensor-Mittelwert Ga und dem Lastzellen-Mittelwert
Da größer ist
als ein Schwellenwert Mth2 oder nicht. In dem Fall, bei dem bestimmt
wird, dass die Differenz zwischen dem G-Sensor-Mittelwert Ga und dem
Lastzellen-Mittelwert Da größer ist
als der Schwellenwert Mth2, wird ein Schritt S79 ausgeführt. Auf
der anderen Seite wird in einem Fall, bei dem bestimmt wird, dass
die Differenz zwischen dem G-Sensor-Mittelwert Ga und dem Lastzellen-Mittelwert
Da kleiner ist oder gleich ist dem Schwellenwert Mth2, der Schritt
S78 ausgeführt.
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Bei
dem Schritt S79 wird bestimmt, dass das Hindernis eine Gesamthöhe besitzt,
die kleiner ist als diejenigen der Seitenteil 16 und 17 und
am Boden fixiert ist, da die Bedingungen, die in 5 gezeigt sind,
befriedigt werden. Wie oben beschrieben wurde ist verglichen mit
dem Fall (siehe 6) eines Hindernisses, welches
nicht am Boden fixiert ist, die Ausgangsgröße des G-Sensors 19, 20 signifikant größer als
bei einem Hindernis, welches eine Gesamthöhe besitzt, die kleiner ist
als diejenige der Seitenteile 16 und 17 und am
Boden fixiert ist. Der Schwellenwert Mth2 wird basierend auf dieser
Eigenschaft eingestellt.
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Der
Schritt S78 wird ausgeführt,
wenn die Bedingungen, die bei den Schritten S75 und S76 gegeben
sind, nicht befriedigt werden. Da in diesem Fall die Bedingung,
die in 6 gezeigt ist, befriedigt wird, wird bestimmt,
dass das Hindernis nicht am Boden fixiert ist und einen relativ
hochliegenden Schwerpunkt hat.
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Wie
oben beschrieben ist, ist die Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
mit der oberen Detektoreinheit ausgestattet, die beispielsweise
die rechte Lastzelle 14 und die linke Lastzelle 15 enthält, die
so angeordnet sind, dass die Kollision mit dem oberen Abschnitt
des Frontstoßfängers 11 detektiert werden
kann und wobei die untere Detektoreinheit beispielsweise den rechten
G-Sensor 19 und den linken G-Sensor 20 enthält, die
so angeordnet sind, dass die Kollision mit dem unteren Abschnitt
des Frontstoßfängers 11 detektiert
werden kann.
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Es
kann somit ein Hindernis nach der Art bestimmt oder unterschieden
werden und zwar zwischen einem Menschen (zum Beispiel Fußgänger) und
einem Objekt, welches eine Gesamthöhe besitzt, die kleiner ist
als diejenigen der Seitenteile 16 und 17, und
zwar unmittelbar nachdem das Hindernis den Frontstoßfänger 11 berührt hat.
Demzufolge kann in einem Fall, bei dem das Hindernis aus einem Menschen
besteht, ein Airbag oder ähnliche
Einrichtung aktiviert (ausgeblasen) werden, um den Menschen vor
schwerwiegenden Kollisionen mit der Fahrzeughaube zu schützen.
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[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie sie in den 8 und 9 gezeigt
ist, ist die untere Detektoreinheit (die den rechten G-Sensor 19 und
den linken G-Sensor 20 beispielsweise enthält) direkt
an dem unteren Abschnitt des Stoßfängers 11 montiert.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind der rechte G-Sensor 19 und
der linke G-Sensor 20 an dem unteren Teil 18 angebracht.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
kann der Aufschlag, der auf den unteren Abschnitt des Stoßfängers 11 wirkt,
detektiert werden (durch die untere Detektoreinheit) ähnlich wie
bei der ersten Ausführungsform.
Somit kann das untere Teil 18, welches in Verbindung mit
der ersten Ausführungsform beschrieben
wurde, weggelassen werden, so dass das Fahrzeug im Gewicht reduziert
werden kann und auch die Kosten gesenkt werden können.
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[DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM]
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Es
wird nun eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf 10 beschrieben.
In diesem Fall sind eine rechte Lastzelle 101 und eine
linke Lastzelle 102 (welche die obere Detektoreinheit bilden)
jeweils an oberen Flächen von
Frontenden (auf der Seite des Verstärkungsteiles 13) des
rechten Seitenteiles 16 und des linken Seitenteiles 17 angeordnet.
Da die Seitenteile 16, 17 und das Verstärkungsteil 13 Teile
des Fahrgestellrahmens des Fahrzeugkörpers sind, wird die Steifigkeit des
Fahrzeugs erhöht
indem die obere Detektoreinheit an den Seitenteilen 16 und 17 angebracht
wird.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
erstrecken sich gemäß der Darstellung
in 10 ein rechtes unteres Teil 103 und ein
linkes unteres Teil 104 jeweils von den unteren Flächen des
rechten Seitenteiles 16 und des linken Seitenteiles 17 zu
der unteren Fahrzeugseite und der Fahrzeugfrontseite hin, so dass sich
eine L-förmige
Gestalt ergibt, wenn man in der Fahrzeugbreitenrichtung blickt.
In diesem Fall entsprechen das rechte untere Teil 103 und
das linke untere Teil 104 jeweils den zwei Stegabschnitten
(von der rechten Seite und der linken Seite) des unteren Teils 8,
die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Der Plattenabschnitt des unteren Teiles 8, welcher die
zwei Strebenabschnitte verbindet, ist bei der dritten Ausführungsform
weggelassen. Das heißt
das rechte untere Teil 103 ist unabhängig von dem linken unteren
Teil 104 in der Fahrzeugbreitenrichtung. In diesem Fall
sind der rechte G-Sensor 19 und der linke G-Sensor 20 (welche
die untere Detektoreinheit bilden) jeweils an den Frontenden (an
der Seite des Stoßfängers 11)
des rechten unteren Teils 103 und des linken unteren Teiles 104 angebracht.
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Da
das rechte untere Teil 103 und das linke untere Teil 104 nicht
miteinander verbunden sind können
der rechte G-Sensor 19 und der linke G-Sensor 20 unabhängig die
Kollision mit dem Fahrzeug detektieren. Beispielsweise in einem
Fall, bei dem ein Hindernis mit dem rechten Abschnitt des Stoßfängers 11 kollidiert,
kann der Aufschlag, der auf das rechte untere Teil 103 aufgebracht
wird, auf das linke untere Teil 104 übertragen werden, da das rechte
untere Teil 103 nicht mit dem linken unteren Teil 104 verbunden
ist. Somit wird die Ausgangsgrößendifferenz
zwischen dem rechten G-Sensor 19 und dem linken G-Sensor 20 vergrößert. Daher
kann die Kollisionsrichtung des Hindernisses, welches mit dem Frontstoßfänger 11 kollidiert,
in einfacher Weise über diese
Ausgangsgrößendifferenz
bestimmt werden.
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Somit
kann gemäß der dritten
Ausführungsform
die Fahrzeugsteifigkeit erhöht
werden und es kann die Kollisionsrichtung des Hindernisses in einfacher
Weise bestimmt werden.
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[VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM]
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Es
wird nun eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die 11 und 12 beschrieben.
In diesem Fall ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 111 zusätzlich für die Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
vorgesehen.
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Wie
in 11 gezeigt ist, werden die Ausgangssignale des
Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 111 und diejenigen der
Diskriminiereinheit 21 zu einer Airbag-Steuereinheit 112 des
Fahrzeugs gesendet. Die Airbag-Steuereinheit 112 führt einen
Airbag-Steuerprozess aus, der in 12 veranschaulicht
ist, basierend auf den Ausgangssignalen von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 111 und
der Diskriminiereinheit 21.
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Gemäß 12 wird
der Airbag-Steuerprozess dann gestartet, wenn eines der Ausgangssignale
der rechten Lastzelle 14, der linken Lastzelle 15, des
rechten G-Sensors 19 und des linken G-Sensors 20 einen
vorbestimmten Wert überschreitet.
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Zuerst
wird bei dem Schritt S121 der oben beschriebene Hindernis-Diskriminierprozess 71,
der in 7 gezeigt ist, durch die Diskriminiereinheit 21 durchgeführt. Dann
wird bei einem Schritt S122 die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit
v basierend auf den Ausgangssignalen von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 111 berechnet.
Danach wird bei dem Schritt S123 beurteilt, ob es sich bei dem Hindernis,
welches bei dem Schritt S121 auf seine Art diskriminiert wurde,
um ein Objekt handelt, welches am Boden fixiert ist. Wenn bestimmt
wird, dass das Hindernis am Boden fixiert ist, wird ein Schritt S124
ausgeführt.
Wenn bestimmt wird, dass das Hindernis nicht am Boden fixiert ist,
wird ein Schritt S125 ausgeführt.
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Bei
dem Schritt S124 wird beurteilt, ob die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit
v größer ist als
ein Schwellenwert Vth oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die momentane
Fahrzeuggeschwindigkeit v größer ist
als der Schwellenwert Vth, wird ein Schritt S126 ausgeführt. Bei
dem Schritt S126 wird ein Passagierschutz-Airbagaufblasbefehl an
einen Passagierschutz-Airbag ausgegeben. Wenn bestimmt wird, dass
die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner ist als oder gleich
ist mit dem Schwellenwert Vth, wird der Airbag-Steuerprozess beendet.
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Wenn
andererseits bestimmt wird, dass das Hindernis nicht am Boden fixiert
ist und zwar bei dem Schritt S123, wird der Schritt S125 ausgeführt. Bei dem
Schritt S125 wird ferner beurteilt, ob das in seiner Art bei dem
Schritt S121 diskriminierte Hindernis ein Fußgänger ist oder nicht. Wenn bestimmt
wird, dass das Hindernis aus einem Fußgänger besteht, wird der Schritt
S127 ausgeführt.
Bei dem Schritt S127 wird ein Fußgängerschutz-Aufblasbefehl zu
einem Fußgängerschutz-Airbag
gesendet. Wenn bestimmt wird, dass das Hindernis, welches bei dem Schritt
S121 hinsichtlich seiner Art diskriminiert wurde, kein Fußgänger ist,
wird der Airbag-Steuerprozess beendet.
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Demnach
können
bei der Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung der vierten
Ausführungsform
zusätzlich
zu den Effekten, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform
beschrieben wurden, der Passagier und auch der Fußgänger jeweils
effektiv durch den Passagierschutz-Airbag, den Fußgängerschutz-Airbag
und ähnliches
geschützt
werden.
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[ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN]
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
ist die obere Detektoreinheit aus Lastzellen 14 und 15 konstruiert.
Es können
die Lastzellen 14, 15 jedoch auch durch einen
mattenartigen Drucksensor (mat-typed pressure sensor), einem Berührungssensor,
einem G-Sensor oder ähnlichem
ersetzt werden, um die obere Detektoreinheit zu konstruieren. In ähnlicher
Weise kann der G-Sensor 19, 20 durch einen mattenartig
ausgebildeten Drucksensor, einen Berührungssensor, einem Dehnungsstreifensensor oder ähnlichem
ersetzt werden, um die untere Detektoreinheit zu konstruieren.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
ist die obere Detektoreinheit durch die zwei Lastzellen 14 und 15 konstruiert,
die jeweils an einem rechtsseitigen Fahrzeugabschnitt und einem
linksseitigen Fahrzeugabschnitt angeordnet sind, und die untere
Detektoreinheit ist aus zwei G-Sensoren 19 und 20 konstruiert,
die jeweils an einem rechten Fahrzeugabschnitt und einem linken
Fahrzeugabschnitt angeordnet sind. Jedoch ist die Zahl der erfassenden
Teile, welche jede der Einheiten gemäß der oberen Detektoreinheit
und der unteren Detektoreinheit bilden, nicht auf die oben beschriebenen
Ausführungsformen
beschränkt.
Beispielsweise kann die obere Detektoreinheit auch aus einem einzelnen G-Sensor
gebildet sein, der im Wesentlichen am Zentrum des Verstärkungsteiles 13 angeordnet
ist. In ähnlicher
Weise kann die untere Detektoreinheit aus einem einzelnen G-Sensor
gebildet sein, der an der Rückseite
des Frontstoßfängers 11 angeordnet
ist.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
ist die obere Detektoreinheit an der Grenze (oder der Nähe der Grenze)
zwischen dem Verstärkungsteil 13 und
dem Seitenteil 16, 17 positioniert. jedoch kann
die obere Detektoreinheit auch an irgendeiner Position zwischen
dem Frontstoßfänger 11 und
dem Seitenteil 16, 17 angeordnet sein. Beispielsweise
kann die obere Detektoreinheit zwischen dem Absorber 12 und
dem Frontstoßfänger 11 angeordnet
sein. Somit kann die Kollisionsenergie ohne eine Abfederung durch
den Absorber 12 detektiert werden.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird eine Diskriminierung hinsichtlich des Hindernisses basierend
auf Ausgangsgrößen aus der
oberen Detektoreinheit und der unteren Detektoreinheit durchgeführt. Jedoch
kann das Hindernis auch basierend auf anderen Informationen diskriminiert
werden beispielsweise einer Ausgangsgröße aus einer Fahrzeugkamera
oder ähnlichem,
die mit den Ausgangsgrößen der
oberen Detektoreinheit und der unteren Detektoreinheit kombiniert
wird. Somit kann die Hindernis-Arten-Diskriminierung hinsichtlich
der Genauigkeit weiter verbessert werden.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird eine Arten-Diskriminierung des Hindernisses durchgeführt, welches
mit dem Fahrzeug von der Fahrzeugfrontseite her kollidiert. Jedoch
kann auch ein Hindernis unterschieden werden, welches mit dem Fahrzeug
von anderen Richtungen aus kollidiert. Beispielsweise kann ein Dehnungsmessstreifen-Sensor
zwischen einem Seitenteil eines hinteren Fahrzeugabschnitts und
einem Verstärkungsteil
des hinteren Fahrzeugabschnitts eingefasst sein und es kann ein
G-Sensor an einem hinteren Stoßfänger des hinteren
Fahrzeugabschnitts angeordnet sein. Somit kann ein Hindernis, welches
mit dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs kollidiert, nach seiner
Art unterschieden werden.
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Bei
der ersten Ausführungsform
wird bei einem Schritt S75 gemäß 7 die
Beziehung zwischen dem G-Sensor-Mittelwert Ga und Lastzellen-Mittelwert
Da beurteilt und verarbeitet. Das heißt, wenn die Differenz zwischen
dem G-Sensor-Mittelwert Ga und dem Lastzellen-Mittelwert Da größer ist als
der Schwellenwert Mth1, wird bestimmt, dass das Hindernis eine Gesamthöhe besitzt,
die größer ist
als diejenige der Seitenteile 16 und 17 und am
Boden fixiert ist.
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Jedoch
kann die Beziehung zwischen dem G-Sensor-Mittelwert Ga und dem Lastzellen-Mittelwert
Da auch basierend auf einem anderen Kriterium beurteilt werden beispielsweise
dem Wert des G-Sensor-Mittelwertes Ga geteilt durch den Lastzellen-Mittelwert Da. In
diesem Fall wird bei dem Schritt S75 des Hindernis-Diskriminierprozesses
bestimmt, dass das Hindernis eine Gesamthöhe hat, die größer ist
als diejenige der Seitenteile 16 und 17 und am
Boden fixiert ist, wenn der Wert des G-Sensor-Mittelwertes Ga geteilt
durch den Lastzellen-Mittelwert Da größer ist als ein Schwellenwert
Mth3.
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Alternativ
kann der Lastzellen-Mittelwert Da mit einem Schwellenwert Mth4 verglichen
werden, und es kann der G-Sensor-Mittelwert Ga mit einem Schwellenwert
Mth5 verglichen werden. Wenn in diesem Fall bei dem Schritt S75
des Hindernis-Diskriminierprozesses beide der zwei Vergleichsergebnisse (zum
Beispiel die Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Schwellenwert)
positiv sind (TRUE), wird bestimmt, dass das Hindernis eine Gesamthöhe besitzt,
die größer ist
als diejenige der Seitenteile 16 und 17 und am
Boden fixiert ist.
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Der
Hindernis-Diskriminierprozess, der in Verbindung mit der ersten
Ausführungsform
beschrieben wurde, bildet lediglich ein Beispiel. Andere Kriterien
für eine
Arten-Diskriminierung des Hindernisses (zum Beispiel einem am Boden
fixierten Objekt) können
ebenso verwendet werden.
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Beispielsweise
kann der Sensor-Ausgangsgrößencharakter
wie beispielsweise der Zustandsübergang
im Falle einer Kollision mit einem Hindernis, welches nicht am Boden
fixiert ist und einen relativ hochliegenden Schwerpunkt besitzt,
ebenso als Diskriminier-Kriterium verwendet werden. Gemäß 6 nähert sich
die Ausgangsgröße der unteren
Detektoreinheit derjenigen der oberen Detektoreinheit, nachdem die
Ausgangsgröße der unteren
Detektoreinheit größer bleibt
als diejenige der oberen Detektoreinheit mit einer Differenz dazwischen,
die größer ist
als oder gleich ist mit einem vorbestimmten Wert (Schwellenwert).
Danach kehrt sich die Amplitudenbeziehung zwischen der Ausgangsgröße der unteren Detektoreinheit
und derjenigen der oberen Detektoreinheit um. Das heißt die Ausgangsgröße der oberen Detektoreinheit
bleibt größer als
diejenige der unteren Detektoreinheit und zwar mit einer Differenz
zwischen diesen, die größer ist
als oder gleicht ist mit einem vorbestimmten Wert (Schwellenwert).
Dieser Zustandsübergang
kann ebenfalls als Diskriminier-Kriterium für ein Hindernis verwendet werden, welches
am Boden nicht fixiert ist. Somit kann die Arten-Diskriminiergenauigkeit
eines Hindernisses weiter verbessert werden.
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Darüber hinaus
kann auch ein Zeitkonzept zu dem Diskriminier-Kriterium hinzuaddiert
werden, welches aus dem Sensor-Zustandsübergang konstruiert wird, um
eine Beispiel zu nennen. Beispielsweise kann in einem Fall gemäß 6,
bei dem das Hindernis nicht am Boden fixiert ist und einen hochliegenden
Schwerpunkt hat, nachdem die Ausgangsgröße der unteren Detektoreinheit
größer verbleibt als
diejenige der oberen Detektoreinheit mit einer Differenz zwischen
diesen, die größer ist
als oder gleich ist mit einem vorbestimmten Wert (Schwellenwert) während der
Periode zwischen den Zeitpunkten t1 bis zu dem Zeitpunkt t2, die
Ausgangsgröße der unteren
Detektoreinheit diejenige der oberen Detektoreinheit angenähert werden
und zwar während
der Periode zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3. Danach
wird die Amplitudenbeziehung zwischen der Ausgangsgröße der unteren
Detektoreinheit und derjenigen der oberen Detektoreinheit umgekehrt.
Das heißt
die Ausgangsgröße der oberen Detektoreinheit
bleibt größer als
diejenige der unteren Detektoreinheit mit einer Differenz zwischen
diesen, die größer ist
als oder gleich ist mit einem vorbestimmten Wert (Schwellenwert)
und zwar während der
Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4. Die ser
Zustandsübergang
kann ebenfalls als Diskriminier-Kriterium verwendet werden. Somit
kann die Arten-Diskriminiergenauigkeit eines Hindernisses weiter
verbessert werden und zwar verglichen mit dem Fall, bei welchem
das Zeitkonzept nicht in das Diskriminier-Kriterium miteinbezogen
ist.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird ein Hindernis unter drei Arten unterschieden, das heißt einem
Hindernis, welches eine große Gesamthöhe hat und
am Boden fixiert ist, einem Hindernis, welches eine kleine Gesamthöhe hat und
am Boden fixiert ist, uns einem Hindernis, welches nicht am Boden
fixiert ist. Jedoch kann ein Hindernis auch unter nur zwei Arten
diskriminiert werden, das heißt einem
Objekt, welches am Boden fixiert ist und einem Objekt, welches nicht
am Boden fixiert ist.
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In
einem Fall, bei dem das Hindernis nicht am Boden fixiert ist, ist
die Ausgangsgröße der oberen
Detektoreinheit relativ groß und
zwar verglichen mit dem Fall, bei dem das Hindernis am Boden fixiert ist.
Diese Eigenschaft kann dafür
verwendet werden, um zwischen einem Objekt zu diskriminieren, welches
am Boden fixiert ist, und einem Objekt, welches nicht am Boden fixiert
ist. Wenn in diesem Fall die Ausgangsgröße der oberen Detektoreinheit
größer ist
als oder gleich ist mit einem Schwellenwert, wird bestimmt, dass
das Hindernis am Boden fixiert ist. Wenn die Ausgangsgröße der oberen
Detektoreinheit kleiner ist als der Schwellenwert, wird bestimmt, dass
das Hindernis am Boden fixiert ist. In diesem Fall kann die Kollisionshindernis-Diskriminiervorrichtung
mit Hilfe eines signifikant einfachen Algorithmus konstruiert werden.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
werden die Schwellenwerte (zum Beispiel Dth und Mth1) jeweils für Verzweigungs-Beurteilungen
in dem Hindernis-Diskriminierprozess und ähnlichem verwendet. Jedoch
kann auch als Schlussfolgerung eine mehrwertige Menge, ein neutrales
Netzwerk oder ähnliches
für die
Verzweigungs-Beurteilungen
verwendet werden anstelle der genannten Schwellenwerte.
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Bei
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
werden die Schwellenwerte (Dth, Mth1, Mth2 und ähnliche) für eine Hindernis-Arten-Diskriminierung
verwendet.
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Jedoch
können
die Schwellenwerte auch nicht fixiert sein. Beispielsweise können die
Schwellenwerte von Hand oder auch automatisch einstellbar sein unter
der Berücksichtigung,
dass Umgebungstemperaturschwankungen und Alterungsverschlechterungen
der oberen Detektoreinheit und der unteren Detektoreinheit auftreten.
Somit kann die Genauigkeit der Hindernis-Arten-Diskriminierung weiter
verbessert werden.