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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fußgängererfassungssystem zur Erfassung
einer Kollision eines Fußgängers mit
einem Fahrzeug.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
letzter Zeit wurde versucht, eine Technologie zu entwickeln, um
die Sicherheit eines Menschen bei einem Unfall mit einem Fahrzeug
sicherzustellen. Insbesondere ist es erforderlich, einen Fußgänger vor
ernsthaften Schaden zu bewahren, wenn er/sie mit dem Fahrzeug kollidiert,
sowie die Sicherheit eines Fahrzeuginsassen zu gewährleisten.
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Es
wurde daran gedacht, als ein Verfahren zum Schutz des mit dem Fahrzeug
kollidierenden Fußgängers, ein
Verletzungsniveau (d.h. eine Stärke eines
bei einer Kollision verursachten Aufpralls bzw. Stoßes), welches
auf einen Fußgänger wirkt,
der mit dem Fahrzeug kollidiert und dann auf eine Haube des Fahrzeugs
fällt,
zu verringern. Durch Verringerung des Verletzungsniveaus kann der
Fußgänger vor ernsthaftem
Schaden bewahrt werden.
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Beispielsweise
hebt ein in der
US
6,516,278 B1 (
JP
200180545 A ) offenbartes Fußgängerschutzsystem die Haube
an, wenn der Fußgänger mit
einem Stoßfänger des
Fahrzeugs kollidiert, so dass die Haube einen sekundären Stoß bzw. Aufprall
zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger dämpft. Bei einer herkömmlichen
Kollision des Fußgängers mit
dem fahrenden Fahrzeug wird der Fußgänger vom Fahrzeug nach oben
geschleudert und kollidiert dann sekundär (secondarily) mit der Haube
des Fahrzeugs. Die Haube ist zu diesem Zeitpunkt angehoben und wird
daher verformt, um den sekun dären
Aufprall zu dämpfen.
Das Verletzungsniveau, welches der Fußgänger durch den sekundären Aufprall
erleidet, wird somit verringert.
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Das
Fußgängerschutzsystem
der
US 6,516,278 B1 erfasst
die Kollision des Fußgängers basierend
auf einer Veränderung
einer Beschleunigung, die auf den Stoßfänger im Moment der Kollision
wirkt. Obwohl die Änderung
der Beschleunigung anzeigt, daß jemand
oder etwas mit dem Stoßfänger kollidiert
ist, ist es schwierig, basierend auf der Veränderung festzustellen, ob ein
Objekt, das mit dem Stoßfänger kollidiert
ist, ein menschlicher Körper
ist. Das Fußgängerschutzsystem
kann Fehler bzw. Probleme beim Fahren des Fahrzeugs verursachen,
falls es, basierend auf der Beschleunigungsänderung am Stoßfänger, die
von einer Kollision des Stoßfängers mit
einem stehenden Fahrbahn- bzw.
Gehsteigschild (standing pavement marker) oder einem Pylon verursacht
wurde, irrtümlicherweise
feststellt, dass der Fußgänger mit
dem Stoßfänger kollidiert
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fußgängererfassungssystem
für ein Fahrzeug
bereitzustellen, das in der Lage ist, festzustellen, ob ein Objekt,
das mit dem Fahrzeug kollidiert ist, ein Fußgänger (eine Person) ist oder
nicht.
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Ein
Fußgängererfassungssystem
für ein Fahrzeug
weist mehrere Beschleunigungssensoren auf, die an unterschiedlichen
Stellen in einem peripheren Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet sind, sowie
eine Berechnungseinheit, um, basierend auf einem von einem Bestimmungs-Beschleunigungssensor
ausgegebenes Signal, der zu den mehreren Beschleunigungssensoren
gehört,
eine Bestimmung auszuführen,
ob ein mit dem Fahrzeug kollidierendes Objekt ein Fußgänger ist.
Der Bestimmungs-Beschleunigungssensor ist ein anderer von den mehreren
Beschleunigungssensoren als ein nächster Beschleunigungssensor,
der von den mehreren Beschleunigungssensoren am nächsten an
einem Kollisionsabschnitt liegt, mit dem das Objekt kollidiert ist.
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Wenn
ein Aufprall einer Kollision des Objekts mit dem Kollisionsabschnitt
sich vom Kollisionsabschnitt zum Ort des Bestimmungs-Beschleunigungssensors
fortpflanzt, wird die Empfindlichkeit einer Intensität des Aufpralls
zu einer Art des Objekts erweitert. Das Fußgängererfassungssystem kann daher mit
einer hohen Genauigkeit feststellen, dass der Fußgänger mit dem Fahrzeug kollidiert.
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Beispielsweise
ist der Bestimmungs-Beschleunigungssensor einer von den mehreren
Beschleunigungssensoren und benachbart zum Nächsten Beschleunigungssensor.
Die Berechnungseinheit kann den Kollisionsabschnitt basierend auf
einem Vergleich zwischen den von den mehreren Beschleunigungssensoren
ausgegebenen Signalen erfassen, oder kann den Kollisionsabschnitt
unter Verwendung eines Signals vom Berührungssensor erfassen. Ferner
können
die mehreren Beschleunigungssensoren in einem Mittelabschnitt und
zwei Endabschnitten eines Fahrzeugstoßfängers bereitgestellt sein.
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Die
Berechnungseinheit kann die Feststellung, ob das mit dem Fahrzeug
kollidierende Objekt der Fußgänger ist,
unter Verwendung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs durchführen. Ferner kann
die Berechnungseinheit bestimmen, dass das mit dem Fahrzeug kollidierende
Objekt der Fußgänger ist,
wenn eine repräsentative
Größe der vom
Bestimmungs-Sensor erfassten Verzögerung größer ist als ein Grenzwert.
Zusätzlich
kann die Berechnungseinheit den Grenzwert basierend auf einer Geschwindigkeit
des Fahrzeugs ändern,
und die repräsentative Größe kann
ein Zeitintegral der vom Bestimmungs-Sensor erfassten Verzögerung sein.
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Ferner
kann die Berechnungseinheit den Kollisionsabschnitt basierend auf
einem Vergleich eines Grenzwerts mit jedem der Signale ermitteln,
die von den mehreren Beschleunigungssensoren ausgegeben wurden.
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Grundsätzlich enthält das Fahrzeug
einen Stoßfänger mit
einer Verstärkung
und zwei Seitenteilen. Die Verstärkung
erstreckt sich in eine Breitenrichtung (width direction) des Fahrzeugs,
wobei die Seitenteile an jeweiligen Endabschnitten der Verstärkung angebracht
sind, und wobei die Seitenteile die Verstärkung tragen (support). In diesem
Fall können die
Beschleunigungssensoren an einem Mittelabschnitt der Verstärkung in
Breitenrichtung und einem Abschnitt zwischen dem Mittelabschnitt
und zumindest einem der Seitenteile angebracht sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung zusammen mit ihren zusätzlichen
Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen kann am besten anhand der nachfolgenden
Beschreibung, den angefügten
Ansprüchen
und den beigefügten Zeichnungen
verstanden werden. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Fußgängererfassungssystems für ein Fahrzeug
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Abschnitts des Fußgängererfassungssystems
in einer Umgebung eines Stoßfängers des
Fahrzeugs;
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3 ein
Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Bestimmung, ob eine Kollision
mit einem Fußgänger verursacht
wird, zeigt;
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4 bis 6 Zeitschaubilder,
die experimentell erfasste Veränderungen
in der Beschleunigung, die auf den Stoßfänger zum Zeitpunkt der Kollision
wirkt, darstellen;
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7 eine
schematische Darstellung eines Fußgängererfassungssystems für ein Fahrzeug
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
vergrößerte Darstellung
eines Abschnitts des Fußgängererfassungssystems
in einer Umgebung eines Stoßfängers des
Fahrzeugs;
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9 eine
schematische Darstellung eines Fußgängererfassungssystems für ein Fahrzeug
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
schematische Darstellung eines Fußgängererfassungssystems für ein Fahrzeug
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
vergrößerte Darstellung
eines Abschnitts eines Fußgängererfassungssystems
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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12 ein
Bestimmungskennfeld, das verwendet wird, um eine Kollisionsposition
bei der fünften
Ausführungsform
festzustellen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(Erste Ausführungsform)
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Wie
in 1 dargestellt, weist ein Fußgängererfassungssystem für ein Fahrzeug
V eine Berechnungseinheit 3 und Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 auf.
Die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 sind
an einem Stoßfänger 1 des
Fahrzeugs V angebracht.
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Das
Fahrzeug V weist einen Motorraum E vor einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs
V. Das Fahrzeug V, in welchem das Fußgängererfassungssystem installiert
ist, ist jedoch nicht darauf beschränkt, einen Motorraum aufzuweisen,
sondern kann jegliche Art von Fahrzeug mit einem Stoßfänger 1 sein.
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Wie
in 2 dargestellt, weist der Stoßfänger 1 vor dem Motorraum
E eine Stoßfängerverstärkung 10,
einen Absorber 11, der an einer Vorderseite der Stoßfängerver stärkung 10 angeordnet
ist, sowie eine Stoßfängerabdeckung 12 an
einer Vorderseite des Absorbers 11 auf. Die Stoßfängerverstärkung 10 ist
am Fahrzeug V durch vordere Seitenteile bzw. Vorderseitenteile VM
befestigt, die an einer linken vorderen Ecke und einer rechten vorderen
Ecke des Fahrzeugs angeordnet sind. Der Absorber 11 besteht aus
einem elastischen Material, beispielsweise aus Harzschaum (resin
foam), und verringert einen Aufprall, der auf die Vorderseite der
Stoßfängerverstärkung 10 aufgebracht
wird.
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Die
Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 sind
an verschiedenen Stellen an einer Rückseite der Stoßfängerverstärkung 10 angebracht.
Genauer gesagt ist der Beschleunigungssensor 21 in der
Mitte einer Breitenrichtung der Stoßfängerverstärkung 10 angeordnet.
Jeder der Beschleunigungssensoren 20 und 22 ist
an einer Position angeordnet, an der die Stoßfängerverstärkung 10 und eines
der Vorderseitenteile VM miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten:
die Beschleunigungssensoren 20 und 22 sind an
oder in der Nähe
von den beiden Enden des Stoßfängers 1 angeordnet.
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Die
Berechnungseinheit 3 ist parallel elektrisch mit den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 verbunden
und führt
eine Erfassung bezüglich
einer Kollision basierend auf Signalen von den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 aus.
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Die
Berechnungseinheit 3 ist als ein einzelnes Teil zusammen
mit einer CPU ausgebildet, welche einen Airbag steuert und dabei
als eine Insassenschutzeinheit dient. Die Berechnungseinheit 3 arbeitet
als ein Fußgängerschutzteil
zum Schutz eines Fußgängers, wenn
sie eine Feststellung ausführt, dass
der Fußgänger mit
dem Fahrzeug V kollidiert ist.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 3 ein
Betrieb des Fußgängererfassungssystems
einschließlich
der Feststellung bezüglich
der Kollision, für
den Fall, dass ein Objekt mit dem Fahrzeug V kollidiert, beschrieben.
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Wenn
ein Objekt mir dem Stoßfänger 1 des fahrenden
Fahrzeugs V kollidiert, empfängt
der Stoßfänger 1 eine
Beschleunigung in eine Richtung hin zur Rückseite des Fahrzeugs V. Die
Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 erfassen
eine Veränderung
in der Beschleunigung und geben Signale in Abhängigkeit von der erfassten
Veränderung
aus. Die Berechnungseinheit 3 erfasst, in einem Schritt 110,
basierend auf den drei Signalen der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22,
eine Kollisionsposition des Stoßfängers 1,
mit dem das Objekt kollidiert ist. Beispielsweise erfasst die Berechnungseinheit 3, dass
eine Kollisionsposition des Objekts in der Nähe eines Sensors (nächster Sensor)
ist, der von den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 ein
Signal mit der höchsten
Stärke
ausgegeben hat.
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Dann
startet die Berechnungseinheit 3 eine Kollisionsobjekt-Feststellung,
um, basierend auf einem von einem benachbarten Sensor ausgegeben Signal,
festzustellen, ob das Objekt ein Körper eines Fußgängers ist
oder nicht. Der benachbarte Sensor ist einer der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22,
der benachbart zum nächsten
Sensor liegt. Genauer gesagt wird in einem Schritt 120 der
Beschleunigungssensor 21 als der benachbarte Sensor bestimmt,
wenn der Beschleunigungssensor 20 oder 22 in Schritt 110 als
der nächste
Sensor bestimmt wurde. Einer der Beschleunigungssensoren 20 und 22 wird
in einem Schritt 130 als der benachbarte Sensor bestimmt,
wenn die Berechnungseinheit in Schritt 110 bestimmt, dass
der Beschleunigungssensor 21 der nächste Sensor ist, und der eine
der Beschleunigungssensoren 20 und 22 näher an der
Kollisionsstelle ist als der andere der Beschleunigungssensoren 20 und 22.
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Bei
der Kollisionsobjekt-Feststellung berechnet die Berechnungseinheit 3 basierend
auf den Signalen der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 eine
Verzögerung
(d.h. eine umgekehrte Beschleunigung) G des Stoßfängers 1 (Schritt 120 oder 130), eine
Deformationsrate bzw. Verformungsrate ΔV des Stoßfängers 1 (ein Schritt 140),
und eine maximale Verformungsrate ΔVmax des Stoßfängers 1 (ein Schritt 150).
Die Verformungsrate ΔV
kann durch Integration der berechneten Verzögerung G über eine Zeit erhalten werden.
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Dann
vergleicht die Berechnungseinheit in einem Schritt 170 die
maximale Deformationsrate bzw. Verformungsrate ΔVmax mit einem in einem Schritt 160 eingestellten
vorbestimmten Grenzwert ΔVth.
Der vorbestimmte Grenzwert ΔVth
kann bestimmt werden, wenn das Fußgängererfassungssystem im Fahrzeug
V installiert wird. Die Berechnungseinheit 3 bestimmt in
einem Schritt 180, dass das Objekt der Körper des
Fußgängers ist,
wenn die maximale Verformungsrate ΔVmax größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔVth ist.
Im Gegensatz dazu bestimmt die Berechnungseinheit 3 in
einem Schritt 190, dass das Objekt etwas anderes als der
Körper des
Fußgängers ist,
wenn die maximale Verformungsrate ΔVmax nicht größer als
der vorbestimmte Grenzwert ΔVth
ist.
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Wenn
die Berechnungseinheit 3 feststellt, dass das Objekt der
Körper
der Fußgängers ist,
aktiviert sie das Fußgängerschutzsystem.
Der Fußgänger ist
somit geschützt.
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Das
Fußgängererfassungssystem
hat einen Vorteil in der Genauigkeit der Erfassung, ob das mit dem
Fahrzeug V kollidierende Objekt der Fußgänger ist oder nicht, und unterdrückt daher
das Auftreten von Problemen bzw. Fehlern (trouble), der durch eine fehlerhafte
bzw. irrtümliche
Feststellung, dass der Fußgänger mit
dem Fahrzeug V kollidiert ist, verursacht wird.
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Die
Zeitdiagramme der 4, 5 und 6 zeigen
Beschleunigungen (Verzögerungen
G), die jeweils von den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 in
experimentellen Situationen gemessen wurden, bei denen ein Testobjekt
mit einem Endabschnitt des Stoßfängers 1 kollidiert,
welcher näher
am vorderen Passagierplatz (d.h. dem Sitz neben dem Fahrersitz)
des Fahrzeugs V liegt (das bedeutet, einem Endabschnitt des Stoßfängers 1 näher am Beschleunigungssensor 20).
Durchgehende Linien 201, 211 und 221 zeigen
die erfassten Beschleunigungen in der Situation, bei der das Testobjekt
eine Testpuppe ist, die ein Baby imitiert, das unter sechs Jahre
als ist und mit dem Fahrzeug V bei einer Geschwindigkeit von 25
km/h kollidiert. Durchgehende Linien 202, 212 und 222 zeigen
die erfassten Beschleunigungen in der Situation, bei der das Testobjekt
ein stehendes Fahrbahn- bzw. Gehsteigschild (standing pavement marker)
oder ein Pylon ist und mit dem Fahrzeug V bei einer Geschwindigkeit
von 40 km/h kollidiert. Im Ursprung der Graphen, wo die Zeit auf
null gesetzt ist, kollidiert das Testobjekt mit dem Fahrzeug V.
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Wie
in 4 dargestellt, zeigen die Beschleunigungen 202 und 202,
die vom Beschleunigungssensor 20 erfasst wurden, in den
obigen zwei Situationen eine ähnliche
Veränderung
für eine
gewisse Zeit. Im Gegensatz dazu haben, wie in 5 dargestellt,
die Beschleunigungen 211 und 212, die vom Beschleunigungssensor 21 erfasst
wurden, in den beiden Situationen unterschiedliche Veränderungen über die
Zeit. Zusätzlich
haben, wie in 6 dargestellt, die vom Beschleunigungssensor 22 erfassten
Beschleunigungen 221 und 222 in den beiden Situationen
noch deutlicher voneinander verschiedene Veränderungen über die Zeit. Das impliziert,
dass der Aufprall der Kollision durch einen Übertragungsweg zum Beschleunigungssensor 22 gedämpft wurde.
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Wie
vorstehend beschrieben, bestimmt das Fußgängererfassungssystem, basierend
auf einem Signal von einem Beschleunigungssensor um (insbesondere
benachbart zu) den benachbarten Sensor bzw. Nachbarschaftssensor
(vicinity sensor), der einer der Beschleunigungssensoren 20 bis 22 ist,
der am nächsten
an einer Kollisionsposition des Fahrzeugs liegt, ob das mit dem
Fahrzeug V kollidierende Objekt der Fußgänger ist. Mit anderen Worten:
Das Fußgängererfassungssystem
bestimmt basierend auf einem Signal, das sich über die Zeit unterschiedlich
(differently) verändert,
je nachdem, ob das kollidierende Objekt der Fußgänger ist oder nicht, ob das mit
dem Fahrzeug V kollidierende Objekt der Fußgänger ist. Das Fußgängererfassungssystem
hat daher einen Vorteil bei der Genauigkeit der Feststellung, ob
das mit dem Fahrzeug V kollidierende Objekt der Fußgänger ist
oder nicht, und unterdrückt
daher ein Problem bzw. einen Fehler, der durch fehlerhafte bzw.
irrtümliche
Feststellung, dass der Fußgänger mit
dem Fahrzeug V kollidiert ist, verursacht wird.
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Der
benachbarte Sensor gibt das Signal aus, das eine ausreichend intensive
Beschleunigung anzeigt, da der benachbarte Sensor nicht zu weit
entfernt von der Kollisionsposition angeordnet ist und die Beschleunigung
nicht zu sehr gedämpft
wird. Das vom benachbarten Sensor ausgegebene Signal braucht daher
keine Verstärkung
oder eine geringe Verstärkung.
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Zusätzlich stellt
die Berechnungseinheit basierend auf einem Vergleich der Signale,
die von den mehreren Sensoren 20, 21 und 22 ausgegeben
wurden, grob eine Kollisionsposition fest, mit welcher das Objekt
kollidiert ist. Das Fußgängererfassungssystem
benötigt
daher keinen Zusatzsensor, der zur Bestimmung der Kollisionsposition
gedacht ist. Die Herstellungskosten für das Fußgängererfassungssystem werden
daher niedrig gehalten (suppressed). Zusätzlich wird die Kollisionsposition
leicht durch Vergleichen der Signale von den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 miteinander
erfasst.
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(Zweite Ausführungsform)
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Ein
Fußgängererfassungssystem
gemäß der zweiten
Ausführungsform
unterscheidet sich hauptsächlich
von dem der ersten Ausführungsform
darin, dass das Fußgängererfassungssystem
der zweiten Ausführungsform
ferner, wie in 7 dargestellt, einen Berührungssensor
aufweist, der im Stoßfänger 1 installiert
ist und eine Berührung
am Stoßfänger 1 erfasst.
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Der
Berührungssensor 4 weist,
wie in 8 dargestellt, einen Abtastabschnitt 40 (sensing
portion) und einen Erfassungsabschnitt 41 auf. Der Abtastabschnitt 40 besteht
aus leitfähigem
Gummi in Form eines Streifens (strip band) und ist am Stoßfänger 1 angebracht,
wobei er sich seiner in Breitenrichtung entlang des Stoßfängers 1 erstreckt
und daran angebracht angeordnet ist. Der Erfassungsabschnitt 41 erfasst
eine Veränderung
der Leitfähigkeit
des Abtastabschnitts 40 durch Erfassen eines spezifischen Widerstands
des Abtastabschnitts 40, auf welchen ein Druck aufgebracht
wird.
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Genauer
gesagt ist der Abtastabschnitt 40 des Berührungssensors 4 an
der Frontfläche
der Stoßfängerverstärkung 10 angebracht.
Eine Lastplatte 13 mit einer plattengleichen Form ist an
einer Frontfläche
des Abtastabschnitts 40 angebracht. Der Absor ber 11 und
die Stoßfängerabdeckung 12 sind an
einer Vorderseite der Lastplatte 13 angeordnet.
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Das
Fußgängererfassungssystem
erfasst unter Verwendung des Berührungssensors 4 den Kollisionsabschnitt,
bei welchem das Objekt mit dem Stoßfänger 1 kollidiert.
Dann bestimmt das Fußgängererfassungssystem
auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform, ob der Fußgänger mit dem
Fahrzeug kollidiert ist.
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Wie
vorstehend beschrieben, unterscheidet sich das Fußgängererfassungssystem
der zweiten Ausführungsform
hauptsächlich
darin von dem der ersten Ausführungsform,
daß das
Fußgängererfassungssystem
der ersten Ausführungsform
eine Kollisionsposition feststellt, bei welcher das Objekt kollidiert.
Daher kann das Fußgängererfassungssystem den
Kollisionsabschnitt genauer erfassen als das der ersten Ausführungsform.
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Zusätzlich kann
das Fußgängererfassungssystem
die Erfassung der Zeitveränderung
der Beschleunigung über
die Zeit mit den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 starten,
nachdem die Berechnungseinheit 3 ein Signal von Berührungssensor 4 erhält.
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Daher
kann das Fußgängererfassungssystem
der zweiten Ausführungsform
die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 aktivieren,
nachdem die Berechnungseinheit 3 feststellt, dass eine
Kontaktierung des Stoßfängers 1 vorliegt.
Es ist daher nicht notwendig, dass die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 ständig aktiviert
sind. Zusätzlich
ist es möglich,
eine irrtümliche
zw. fehlerhafte Erkennung einer Kollision zu vermeiden, die durch
ein Rauschen bzw. eine Störung
das bzw. die zwischen den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 und
der Berechnungseinheit 3 erzeugt wurde, verursacht wird. Darüber hinaus
können
günstige
Sensoren, die dazu geeignet sind, eine Kollision nur in einem kleinen, diese
umgebenden Bereich zu erfassen, als Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 dienen,
da die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 nicht
die Kollisionsposition erfassen müssen.
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(Dritte Ausführungsform)
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Ein
Fußgängererfassungssystem
gemäß der dritten
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der zweiten Ausführungsform hauptsächlich darin, dass
das Fahrzeug V ferner, wie in 9 dargestellt, einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 aufweist.
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Der
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5 ist elektrisch mit der
Berechnungseinheit 3 verbunden. Die Berechnungseinheit 3 ist
daher in der Lage, Berechnungen basierend auf einer Geschwindigkeit
des Fahrzeugs V durchzuführen.
Insbesondere kann die Berechnungseinheit 3 in Schritt 160 in 3 den Grenzwert ΔVth basierend
auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs feststellen. Das Fußgängererfassungssystem
kann daher mit einer höheren
Genauigkeit feststellen, dass der Fußgänger mit dem Fahrzeug V kollidiert.
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(Vierte Ausführungsform)
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Ein
Fußgängererfassungssystem
gemäß der vierten
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der zweiten Ausführungsform hauptsächlich darin, dass,
wie in 10 dargestellt, die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 seriell
mit Berechnungseinheit 3 verbunden sind.
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Das
Fußgängererfassungssystem
der vierten Ausführungsform
benötigt
eine geringere Verkabelung (wire harness), da es nicht notwendig
ist, jeden Beschleunigungssensor 20, 21 und 22 direkt
mit der Berechnungseinheit 3 zu verbinden. Daher hat das
Fußgängererfassungssystem
der vierten Ausführungsform
einen Vorteil bei seiner Installation in das Fahrzeug V.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Die
fünfte
Ausführungsform
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1, 11 und 12 beschrieben.
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Ähnlich zur
vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform weist, wie in 1 dargestellt, ein
Fußgängererfassungssystem
gemäß der fünften Ausführungsform
eine Berechnungseinheit 3 und Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 auf.
Die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 sind
an einem Stoßfänger 1 des
Fahrzeugs V angebracht, wie in 11 dargestellt.
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Das
Fahrzeug V enthält
einen Motorraum E vor einem Fahrgastraum des Fahrzeugs V. Das Fahrzeug,
in welchem das Fußgängererfassungssystem installiert
ist, ist jedoch nicht darauf beschränkt, einen Motorraum E zu enthalten,
sondern kann jegliches Fahrzeug mit dem Stoßfänger 1 sein.
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Wie
in 11 dargestellt, umfasst der Stoßfänger 1 vor
dem Motorraum E eine Stoßfängerverstärkung 10,
einen Absorber 11, der an einer Vorderseite der Stoßfängerverstärkung 10 angeordnet
ist, sowie eine Stoßfängerabdeckung 12 an
einer Vorderseite des Absorbers 11. Die Stoßfängerverstärkung 10 ist
am Fahrzeug V mittels Vorderseitenteilen VM befestigt, die an einer
linken vorderen Ecke und einer rechten vorderen Ecke des Fahrzeugs
V angeordnet sind. Der Absorber 11 besteht aus einem elastischen
Material wie beispielsweise Harzschaum und verringert den Aufprall,
der auf eine Vorderseite der Stoßfängerverstärkung 10 aufgebracht
wird.
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Die
Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 sind
an verschiedenen Stellen auf einer Rückseite der Stoßfängerverstärkung 10 angebracht,
so dass die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 Beschleunigungen
in Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs erfassen können.
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Genauer
gesagt ist Beschleunigungssensor 21 in einem Mittelabschnitt
in Breitenrichtung der Stoßfängerverstärkung 10 angeordnet.
Jeder der Beschleunigungssensoren 20 und 22 ist
an einer Stelle bzw. Position angeordnet, die von einer Position
eines Vorderseitenteils VM etwas versetzt zum Mittelabschnitt ist.
Mit anderen Worten: Jeder der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 ist
zwischen den Vorderseitenteilen VM in Breitenrichtung des Fahrzeugs
angeordnet.
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Die
Berechnungseinheit 3 ist parallel elektrisch mit den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 verbunden
und führt
eine Erfassung bezüglich
einer Kollision basierend auf Signalen von den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 aus.
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Die
Berechnungseinheit ist als ein einzelnes Teil zusammen mit einer
ECU konstruiert, welche einen Airbag steuert und dadurch als eine
Fußgängerschutzeinheit
dient. Die Berechnungseinheit 3 fungiert als ein Fußgängererfassungsteil,
um einen Fußgänger zu
schützen,
wenn sie eine Feststellung durchführt, dass der Fußgänger mit
dem Fahrzeug V kollidiert ist.
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Nachfolgend
wird eine Operation des Fußgängererfassungssystems
inklusive einer Feststellung bezüglich
der Kollision beschrieben, für
den Fall, dass ein Objekt mir dem Fahrzeug V kollidiert.
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Wenn
ein Objekt mir dem Stoßfänger 1 des fahrenden
Fahrzeugs V kollidiert, empfängt
der Stoßfänger 1 eine
Beschleunigung in eine Richtung hin zur Rückseite des Fahrzeugs V. Die
Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 erfassen
eine Veränderung
in der Beschleunigung und geben Signale in Abhängigkeit von der erfassten
Veränderung
aus. Die Berechnungseinheit 3 erfasst durch Vergleichen der
drei Signale der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 mit
Daten aus einem, in 12 dargestellten, vorbestimmten
Erfassungskennfeld eine Kollisionsposition des Stoßfängers 1,
mit dem das Objekt kollidiert ist.
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Genauer
gesagt vergleicht die Berechnungseinheit 3 einen ersten
Grenzwert mit einem Intensitätswert
eines jeden der drei Signale der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22.
Wenn der Intensitätswert
niedriger als der erste Grenzwert ist, stellt die Berechnungseinheit 3 fest,
dass der Intensitätswert „niedrig" ist. Wenn der Intensitätswert höher als
der erste Grenzwert ist, vergleicht die Berechnungseinheit anschließend den Intensitätswert mit
einem zweiten Grenzwert, der höher
ist als der erste Grenzwert. Wenn der Intensitätswert niedriger als der zweite
Grenzwert ist, stellt die Berechnungseinheit 3 fest, dass
der Intensitätswert „mittel" ist. Wenn der Intensitätswert höher als
der zweite Grenzwert ist, stellt die Berechnungseinheit 3 fest,
dass der Intensitätswert „hoch" ist.
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Die
Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 erfassen
auch die Beschleunigung des Fahrzeugs V während das Fahrzeug V unter
einer normalen Situation fährt.
Der erste Grenzwert wird auf einen Wert gesetzt, so dass die Berechnungseinheit 3 feststellt, daß die von
den Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 empfangenen
Intensitätswerte „gering" sind, solange das
Fahrzeug normal fährt.
Die Berechnungseinheit 3 kann daher feststellen, ob das
Fahrzeug unter normalen Bedingungen fährt oder nicht.
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Die
Berechnungseinheit 3 stellt dann die Kollisionsposition
des Stoßfängers 1 basierend
auf dem Erfassungskennfeld und den Ergebnissen der Intensitätswerte
der Signale der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 fest.
Wenn beispielsweise die Intensitätswerte
der Signale der Beschleunigungssensoren 20 (links), 21 (mitte)
und 22 (rechts) jeweils „gering", „mittel" und „hoch" sind, stellt die
Berechnungseinheit 3 fest, dass die Kollisionsposition
der rechte Abschnitt des Stoßfängers 1 ist.
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Die
Berechnungseinheit 3 führt
anschließend,
wie für
die erste Ausführungsform
beschrieben und in 3 dargestellt, Erkennungen aus,
ob ein mit dem Fahrzeug V kollidierendes Objekt ein Fußgänger ist.
Daher hat das Fußgängererfassungssystem der
fünften
Ausführungsform ähnlich günstige Auswirkungen
wie das Fußgängererfassungssystem
der ersten Ausführungsform.
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Das
Fußgängererfassungssystem
der fünften
Ausführungsform
erfasst die Kollisionsposition unter Verwendung des Erfassungskennfelds
und der Intensitätswerte
der drei Signale der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22.
Mit anderen Worten: das Fußgängererfassungssystem
führt einen
Vergleich erster bis dritter Grenzwerte mit Signalen, die von den
Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 ausgegeben
werden, durch, und bestimmt Abstände von
der Kollisionsposition zu jedem der Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22.
Dann erfasst das Fußgängererfassungssystem
die Kollision basierend auf den bestimmten Abständen. Zusätzlich werden die Sensoren 20, 21 und 22,
die verwendet werden, um festzustellen, ob das Kollisionsobjekt
ein Fußgänger ist,
auch zum bestimmen der Kollisionsposition verwendet. Das Fußgängererfassungssystem
benötigt daher
keinen für
die Bestimmung der Kollisionsposition vorgesehene Zusatzsensor.
Die Herstellungskosten für
das Fußgängererfassungssystem
werden daher verringert.
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Zusätzlich sind
die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 zwischen
den Vorderseitenteilen VM angeordnet. falls ein Objekt mit dem Stoßfänger 1 kollidiert,
bei welchem die Stoßfängerverstärkung 10 an
den Vorderseitenteilen VM befestigt ist, pflanzt sich der Aufprall
der Kollision nicht nur durch die Stoßfängerverstärkung 10 sondern auch
durch die Vorderseitenteile VM fort. Genauer gesagt klingt der sich
durch die Stoßfängerverstärkung fortpflanzende Aufprall
(die Kraft) ab, wenn er über
einen Abschnitt geht, an dem die Stoßfängerverstärkung 10 und eines
der Seitenteile VM angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform
sind die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 jedoch
zwischen den Vorderseitenteilen VM angeordnet. Demgemäß pflanzt
sich der Aufprall der Kollision ohne ein von den Vorderseitenteilen
VM verursachtes Abklingen vom Beschleunigungssensor 20 zum
Beschleunigungssensor 22 fort. Mit anderen Worten verursachen
die Vorderseitenteile Vm keinen Fehler, wenn die Berechnungseinheit 3 die
Kollisionsposition bestimmt. Daher kann das Fußgängererfassungssystem die Kollisionsposition
mit hoher Genauigkeit feststellen.
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Wie
vorstehend bei den anderen Ausführungsformen
beschrieben, hat das Fußgängererfassungssystem
der vorliegenden Erfindung mehrere Beschleunigungssensoren und eine
Berechnungseinheit.
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Die
Beschleunigungssensoren sind an unterschiedlichen Punkten in einem
peripheren Abschnitt eines Fahrzeugs installiert und erfassen Veränderungen
von Beschleunigungen (Verzögerung),
welche durch eine Kollision eines Objekts mit dem Fahrzeug verursacht
werden. Veränderungen
der Beschleunigungen über
die Zeit hängen
hauptsächlich
von einem Veränderungszustand
der Verzögerung
des Fahrzeugs ab. Der periphere Abschnitt des Fahrzeugs ist ein
Abschnitt, an welchem die Beschleunigungssensoren einen Aufprall
der Kollision erfassen können.
In diesem Sinne ist die Lage der Beschleunigungssensoren nicht auf
Plätze
an der Außenfläche des
Fahrzeugs beschränkt.
Die Beschleunigungssensoren können
Beschleunigungen in jede Richtung, wie beispielsweise eine Richtung
von vorne nach hinten (anteroposterior) oder eine laterale Richtung
erfassen. Eine Richtung, in welche die Beschleunigungssensoren die
Beschleunigungen erfassen können,
kann durch Verändern
der Orientierungen oder Erfassungseigenschaften (detection characteristics)
der Beschleunigungssensoren eingestellt werden.
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Die
Berechnungseinheit führt,
basierend auf Signalen von den Beschleunigungssensoren, eine Bestimmung
durch, um das mit dem Fahrzeug kollidierende Objekt zu klassifizieren.
Beispielsweise kann die Berechnungseinheit feststellen, dass ein Fußgänger mit
dem Fahrzeug kollidiert ist, wenn eines der Signale eine Beschleunigung
anzeigt, die größer als
ein Beschleunigungsgrenzwert ist.
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Zusätzlich bestimmt
das Fußgängererfassungssystem
der vorliegenden Erfindung das kollidierende Objekt basierend auf
einem der mehreren Beschleunigungssensoren, welcher ein anderer
ist, als der am nächsten
am Kollisionspunkt gelegene, mit dem das kollidierende Objekt kollidiert
ist. Der eine Beschleunigungssensor (nachfolgend als der nächste Beschleunigungssensor
bezeichnet), der am nächsten
am Kollisionspunkt liegt, gibt ein Signal aus, das sich nicht merklich
in Abhängigkeit
einer Art des kollidierenden Objekts verändert. Mit anderen Worten:
Eine Empfindlichkeit des Signals bezüglich des kollidierenden Objekts
vom nächsten
Beschleunigungssensor ist gering. Es ist daher schwierig, basierend
auf dem Signal vom nächsten
Beschleunigungssensor festzustellen, ob das kollidierende Objekt
ein menschlicher Körper
ist oder nicht. Das Fußgängererfassungssystem
kann daher dazu neigen, das kollidierende Objekt falsch festzustellen,
falls es das kollidierende Objekt basierend auf dem nächsten Beschleunigungssensor
feststellt.
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Im
Gegensatz dazu gibt ein anderer Beschleunigungssensor als der nächste Beschleunigungssensor
Signale aus, die relativ empfindlich für eine Art des kollidierenden
Objekts sind. Mit anderen Worten: Eine Abhängigkeit der Signale der anderen Beschleunigungssensoren
als dem nächsten
Beschleunigungssensor vom kollidierenden Objekt ist größer als
jene der Signale vom nächsten
Beschleunigungssensor. Das Fußgängererfassungssystem der
vorliegenden Erfindung unterdrückt
das Auftreten von falschen Klassifizierungen unter Verwendung eines
Signals von einem anderen Beschleunigungssensor als dem nächsten Beschleunigungssensor, um
das kollidierende Objekt zu klassifizieren.
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Das
Fahrzeug kollidiert möglicherweise
mit verschiedenen Arten von Objekten mit unterschiedlicher Härte. Beispielsweise
sind ein stehendes Gehsteigschild und ein Pylon härter als
ein menschlicher Körper
und absorbieren daher einen geringeren Teil des Aufpralls der Kollision
als der menschliche Körper.
Zusätzlich
sind ein stehendes Gehsteigschild und ein Pylon im Allgemeinen leichter
als ein menschlicher Körper
und verursachen daher einen geringeren Stoß bzw. Aufprall auf das Fahrzeug
als der menschliche Körper.
Daher wird erwartet, dass eine Zeitabhängigkeit eines Signals, das
von einem der Beschleunigungssensoren, der die Kollision des menschlichen
Körpers
erfasst, ausgegebenen wird, sich deutlich von der eines Signals
unterscheidet, das von einem Beschleunigungssensor ausgegeben wird,
der die Kollision eines anderen Objektes als dem menschlichen Körper erfasst.
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Es
kann jedoch schwierig sein, basierend auf dem Signal vom nächsten Beschleunigungssensor festzustellen,
ob das kollidierende Objekt ein menschlicher Körper ist oder nicht. Im Gegensatz dazu
gibt ein anderer Beschleunigungssensor als der nächste Beschleunigungssensor
Signale aus, die relativ empfindlich für die Feststellung sind, ob
das kollidierende Objekt ein menschlicher Körper ist oder nicht. Das Fußgängererfassungssystem
der vorliegenden Erfindung bestimmt basierend auf einem der relativ
empfindlichen Signale, ob das kollidierende Objekt ein menschlicher
Körper
ist oder nicht.
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Es
wird angenommen, dass die Unterschiede der ausgegebenen Signale
in Übereinstimmung mit
dem kollidierenden Objekt durch spezifische Eigenschaften der Dämpfung des
Aufpralls durch den Stoßfängerkörper (insbesondere
einer Stoßfängerverstärkung) verursacht
werden. Es wird vermutet, dass die Eigenschaften der Dämpfung von
der Gesamtsteifigkeit bzw. -festigkeit des Körpers (einschließlich des
Stoßfängers) des
Fahrzeugs und einer Abhängigkeit
der Steifigkeit bzw. Festigkeit von Positionen im Stoßfänger abhängt.
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Die
zur Feststellung verwendeten Beschleunigungssensoren, ob der Fußgänger mit
dem Fahrzeug kollidiert ist oder nicht, sind nicht, wie in der vorgenannten
Ausführungsform
beschrieben, auf einen Beschleunigungssensor beschränkt, der
benachbart zum nächsten
Beschleunigungssensor (Kollisionsabschnitt) liegt.
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Das
Fußgängererfassungssystem
kann in jedem Verfahren einen Kollisionsabschnitt im Fahrzeug feststellen,
mit dem das Objekt kollidiert ist.
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Der
in der zweiten Ausführungsform
beschriebene Berührungssensor 4 kann
ein Bandschalter (tape switch) sein.
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Die
Zahl der Beschleunigungssensoren kann größer oder kleiner als drei sein.
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Die
Berechnungseinheit 3 in den vorgenannten Ausführungsformen
kann durch eine andere Berechnungseinheit ersetzt werden, welche
gemäß der Beschleunigungssensoren
feststellen kann, ob das kollidierende Objekt der Fußgänger ist
oder nicht. Jede Berechnungsvorrichtung, die zu einem anderen Zweck
im Fahrzeug installiert ist, kann als die Berechnungseinheit verwendet
werden.
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Eine
Größe, die
in der Berechnungseinheit 3 in Schritt 170 zum
Vergleich mit einem Grenzwert verwendet wird, ist nicht auf die
Deformationsrate bzw. Verformungsrate (d.h. ein Zeitintegral der
Verzögerung)
beschränkt.
Die Berechnungseinheit 3 kann eine andere repräsentative
Größe (z.B.
eine maximale Verzögerung)
der Verzögerung als
der Verformungsrate mit dem Grenzwert vergleichen. Die Berechnungseinheit 3 kann
dann feststellen, daß das kollidierende
Objekt ein Fußgänger ist,
falls die repräsentative
Größe des Verzögerung größer als
der Grenzwert ist.
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Der
Stoßfänger 1 kann
an der Vorderseite oder der Rückseite
des Fahrzeugs V angebracht sein, der Vorderseite oder der Rückseite
zugewandt. Der Stoßfänger 1 kollidiert
mit dem Hindernis in Front-Heck-Richtung und die Beschleunigungssensoren 20, 21 und 22 können die
Beschleunigung in Front-Heck-Richtung erfassen.
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Es
ist verständlich,
daß derartige
Veränderungen
und Modifikationen im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen,
wie er durch die angefügten Ansprüche definiert
wird.