DE102006034836A1

DE102006034836A1 - Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102006034836A1
Application number: DE102006034836A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Kariya Takahashi; Tadashi Kariya Ozaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: DE102006034836B4; JP2007050855A

Abstract

Eine Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) hat eine Vibrationserzeugungseinheit (10, 17), die einen vorbestimmten Abschnitt (13a, 16) eines Fahrzeugs zum Vibrieren bringt, eine Vibrationserfassungseinheit (11, 17) zum Erfassen der Vibration des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) sowie eine Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12), um basierend auf einer Variation einer Eigenfrequenz des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) zu bestimmen, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger aufgetreten ist oder nicht. Die Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) und die Vibrationserfassungseinheit (11, 17) sind entweder an einer Stoßfängerabdeckung (13a) oder einem Seitenteil (16) des Fahrzeugs befestigt. Die Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12) ermittelt die Variation der Eigenfrequenz gemäß Erfassungssignalen der Vibrationserfassungseinheit (11, 17).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger.

Bezugnehmend auf die JP-2001-183127A wird im allgemeinen beispielsweise eine Zusammenstoßerfassungsvorrichtung als eine Fahrzeugskollisionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Kollision eines Fahrzeugs verwendet. Die Zusammenstoßerfassungsvorrichtung ist an einem Dachpaneel des Fahrzeugs angeordnet und hat eine vibrationserzeugende Einheit, einen Reflektionswellendetektor sowie eine elektronische Steuereinheit.

Sowohl die vibrationserzeugende Einheit als der Reflektionswellendetektor bestehen aus einem piezoelektrischen Material. Die vibrationserzeugende Einheit vibriert, wenn Ansteuersignale in diese eingegeben werden. Die Vibration wird auf den Rahmen des Fahrzeugs übertragen. Der Reflektionswellendetektor gibt Spannungssignale aus, welche zu einer Reflektionswelle der Vibration korrespondieren, welche auf den Rahmen des Fahrzeugs übertragen wird.

Die elektronische Steuereinheit gibt die Ansteuersignale an die vibrationserzeugende Einheit aus. Darüber hinaus bestimmt die elektronische Steuereinheit basierend auf der Zeitveränderung des vom Reflektionswellendetektor ausgegebenen Spannungssignals, ob die Kollision die Fahrzeugs auftritt oder nicht, und wo die Kollision am Fahrzeug auftritt. Wenn der Zeitpunkt des Auftretens der Spitze der Reflektionswelle früher eintritt als der für den Fall einer nicht vorhandenen Kollision, bestimmt die elektronische Steuereinheit, dass die Kollision des Fahrzeugs an einer Position auftritt, welche der Reflektionswelle entspricht.

Jüngst wurde eine Fußgängerschutzvorrichtung, wie beispielsweise ein Airbag vorgeschlagen, um einen mit dem Fahrzeug kollidierenden Fußgänger zu schützen. Wenn der Fußgänger mit dem Fahrzeug kollidiert, wird das Airbag, das auf einer Haube des Fahrzeugs oder dergleichen angeordnet ist, entfaltet, um den Fußgänger zu schützen. Jedoch kann die vorstehend beschriebene Zusammenstoßerfassungsvorrichtung zum Erfassen der Kollision des Fahrzeugs nicht feststellen, ob das Fahrzeug mit dem Fußgänger kollidiert oder nicht. Das bedeutet, die Zusammenstoßerfassungsvorrichtung kann für den Fall, bei dem die Kollision zwischen dem Fußgänger und dem Fahrzeug auftritt kein geeignetes Betätigungssignal für die Fußgängerschutzvorrichtung bereitstellen.

Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger basierend auf Vibration erkennt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung die Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung eine vibrationserregende Einheit bzw. Vibrationserzeugungseinheit, welche angeordnet ist, um einen vorbestimmten Abschnitt eines Fahrzeugs anzuregen, so dass der vorbestimmte Abschnitt vibriert, eine vibrationserfassende Einheit bzw. Vibrationserfassungseinheit, welche die Vibration des vorbestimmten Abschnitts erfasst, sowie eine Fußgängerkollisionserfassungseinheit, um basierend auf einer Variation einer Vibrationseigenschaft des vorbestimmten Abschnitts des Fahrzeugs zu Bestimmen, ob eine Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger auftritt. Die Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung ermittelt die Variation der Vibrationseigenschaft gemäß bzw. anhand von Erfassungssignalen der Vibrationserfassungseinheit.

Daher kann die Kollision des Fahrzeugs mit dem Fußgänger im wesentlichen basierend auf der Vibration des vorbestimmten Abschnitts des Fahrzeugs erfasst werden. Der vorbestimmte Abschnitt hat natürliche Vibrationseigenschaften, welche durch das Material und seine Struktur bestimmt werden. Wenn eine Kollision des Fahrzeugs auf tritt, werden die natürlichen Vibrationseigenschaften des vorbestimmten Abschnitts verändert. Die natürlichen Vibrationseigenschaften haben unterschiedliche Änderungsverhalten in Reaktion auf die Arten der Hindernisse welche mit dem Fahrzeug kollidieren. Im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Fußgänger zeigen die natürlichen Vibrationseigenschaften des vorbestimmten Abschnitts des Fahrzeugs eine charakteristische Veränderung aufgrund der Elastizität und Masse des Fußgängers. Daher kann die Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger basierend auf der Variation der natürlichen Vibrationseigenschaft des vorbestimmten Abschnitts des Fahrzeugs erfasst werden.

Vorzugsweise wird der vorbestimmte Abschnitt des Fahrzeugs aufgrund der Kollision deformiert. Daher wird die natürliche Vibrationseigenschaft des vorbestimmten Abschnitts aufgrund der Kollision verändert. Somit kann die Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger im wesentlichen basierend auf der Variation der natürlichen Vibrationseigenschaft des vorbestimmten Abschnitts des Fahrzeugs erfasst werden.

Die vorstehende sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgend detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher ersichtlich, dabei zeigt:
1 ein Blockschaubild einer Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Schnittdarstellung, die einen Fahrzeugfrontabschnitt darstellt, an dem ein Vibrator sowie ein Vibrationserfassungssensor gemäß der ersten Ausführungsform an einer Stoßfängerabdeckung angebracht sind;
3 eine schematische Darstellung, welche eine Konstruktion des Vibrators und des Vibrationserfassungssensors gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 einen Graph, der eine Vibrationseigenschaft der Stoßfängerabdeckung aus 3 zeigt;
5 ein schematisches Schaubild, das Zustände des Vibrators und des Vibrationserfassungssensors gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wenn eine Kollision mit einem Fußgänger auftritt;
6 einen Graph, der Vibrationseigenschaften der Stoßfängerabdeckung gemäß der ersten Ausführungsform vor der Kollision und danach zeigt;
7 eine schematische Schnittdarstellung, die einen Fahrzeugfrontabschnitt zeigt, an dem ein Vibrator sowie ein Vibrationserfassungssensor an einem Seitenteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht sind;
8 eine teilweise vergrößerte Ansicht eines oberen Abschnitts des Seitenteils aus 7;
9 eine schematische Darstellung, welche Konstruktionen des Vibrators und des Vibrationserfassungssensors gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
10 ein Blockschaubild, welches eine Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 eine schematische Darstellung, die eine Konstruktion einer Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
12 einen Graph, der eine Vibrationseigenschaft eines Stoßfängers aus 11 darstellt;
13 eine schematische Darstellung, die Zustände der Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, wenn eine Kollision mit einem Fußgänger auftritt;
14 einen Graph, der Vibrationseigenschaften des Stoßfängers gemäß der dritten Ausführungsform darstellt, wenn die Kollision mit dem Fußgänger auftritt; und
15 einen Graph, der Vibrationseigenschaft der Stoßfängerabdeckung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, wenn eine Kollision mit einem Gebäude oder dergleichen auftritt.
Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
[ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM]
Eine Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Die Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 kann in geeigneter Weise für ein Fahrzeug verwendet werden. Wie in 1 dargestellt, hat die Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 eine vibrationserregende Einheit bzw. Vibrationserzeugungseinheit 10 (zum Beispiel einen Vibrator), eine vibrationserfassende Einheit bzw. Vibrationserfassungseinheit 11 (zum Beispiel einen Vibrationserfassungssensor) sowie eine Steuereinheit 12 (zum Beispiel eine Fußgängerkollisionserfassungseinheit).
Die Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 erfasst eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Menschen (zum Beispiel einem Fußgänger) und gibt das Erfassungssignal in eine Fußgängerschutzeinrichtung wie beispielsweise eine Airbagvorrichtung des Fahrzeugs ein. In Reaktion auf die Erfassung der Kollision mit dem Fußgänger wird die Fußgängerschutzvorrichtung betätigt (zum Beispiel wird ein Airbag entfaltet) um den Fußgänger zu schützen.
Bezugnehmend auf 2 sind der Vibrator 10 und der Vibrationserfassungssensor 11 an einem vorbestimmten Abschnitt (zum Beispiel einer Stoßfängerabdeckung 13a eines Frontstoßfängers 13) des Fahrzeugs angeordnet. Die Stoßfängerabdeckung 13a ist aus Harz oder dergleichen ausgebildet, und ist beispielsweise plattenförmig. Die Stoßfängerabdeckung 13a, die ein stoßabsorbierendes Teil (Pufferteil) ist, ist an einem Verstärkungsteil 13c mit einem Energieabsorber 13b befestigt, welcher dazwischen angeordnet ist. Die natürlichen Vibrationseigenschaften (zum Beispiel Eigenfrequenz) der Stoßfängerabdeckung 13a hängt vom Material und seiner Struktur ab.
Bezugnehmend auf 3 vibriert der Vibrator 10, wenn der Vibrator 10 mit einer Wechselspannung versorgt wird, mit einer Frequenz, welche gleich der der Wechselspannung ist. Der Vibrator 10 kann beispielsweise aus einem plattenförmigen piezoelektrischen Element ausgebildet sein. Der Vibrator 10 ist an einer Oberfläche einer Fahrzeugrückseite der Stoßfängerabdeckung 13a befestigt, beispielsweise durch Ankleben mittels eines Klebstoffs 14 oder dergleichen. Der Vibrator ist elektrisch mit der Steuereinheit 12 verbunden. In diesem Fall sind die Fahrzeugvorderseite und die Fahrzeugrückseite im Hinblick auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs definiert.
In diesem Fall legt die Steuereinheit 12 die Wechselspannung an den Vibrator 10 an, so dass der Vibrator 10 mit einer Frequenz welche gleich der Frequenz des Wechselstroms ist in eine Dickenrichtung davon vibriert. Daher wird die Stoßfängerabdeckung 13a durch den Vibrator 10 angeregt bzw. erregt, um in eine Dickenrichtung der Stoßfängerabdeckung 13a zu vibrieren.
Der Vibrationserfassungssensor 11 kann beispielsweise aus einem plattenförmigen piezoelektrischen Element gebildet sein, um die Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a zu erfassen. Der Vibrationserfassungssensor 11 ist an einer Oberfläche der Stoßfängerabdeckung 13a befestigt, beispielsweise durch Ankleben mittels des Klebstoffs 14 oder dergleichen. Diese Fläche ist an der Fahrzeugvorderseite der Stoßfängerabdeckung 13a angeordnet. Das bedeutet, der Vibrationserfassungssensor 11 und der Vibrator sind jeweils an entgegengesetzten Seiten der Stoßfängerabdeckung 13a angeordnet.
Der Vibrationserfassungssensor 11 ist elektrisch mit der Steuereinheit 12 verbunden. Der Vibrationserfassungssensor 11 ist derart angeordnet, um in der Lage zu sein, die Vibration der Dickenrichtung der Stoßfängerabdeckung 13a zu erfassen. Beispielsweise erzeugt, wenn die Vibration in Dickenrichtung auf den Vibrationserfassungssensor 11 übertragen wird, der Vibrationserfassungssensor 11 eine Spannung, welche der Amplitude der Vibration entspricht. Das bedeutet, der Vibrationserfassungssensor 11 wandelt die Vibrationssignale, welche auf diesen übertragen werden, in entsprechende Spannungssignale um. Ferner gibt der Vibrationserfassungssensor 11 die Spannungssignale an die Steuereinheit 12 aus.
Wie vorstehend beschrieben, speist die Steuereinheit die Wechselspannung in den Vibrator 10 ein. Ferner bestimmt die Steuereinheit 12 basierend auf der Variation der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a ob die Kollision mit dem Fußgänger aufgetreten ist oder nicht. Die Variation kann gemäß den vom Vibrationserfassungssensor 11 ausgegebenen Spannungssignalen berechnet werden. Die Steuereinheit 12 ist elektrisch mit dem Vibrator 10, dem Vibrationserfassungssensor 11 und der Fußgängerschutzvorrichtung, wie beispielsweise der Airbagvorrichtung, verbunden.
Nachfolgend wird der Betrieb der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 beschrieben.
Bezugnehmend auf 3 legt die Steuereinheit 12 die Wechselspannung an den Vibrator 10 an, so dass der Vibrator 10 mit einer Frequenz vibriert, welche gleich der Frequenz der Wechselspannung ist. Die Stoßfängerabdeckung 13a wird durch die Vibration des Vibrators 10 angeregt. Der Vibrationserfassungssensor 11 erzeugt die Spannungssignale, welche der Frequenz der Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a entsprechen, und sendet die Spannungssignale an die Steuereinheit 12.
In diesem Fall kann die Steuereinheit 12 sequentiell die Frequenz der an dem Vibrator 10 angelegten Wechselspannung ändern, so dass die Frequenz und auch die Amplitude der Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a (welche durch den Vibrator 10 angeregt ist) variieren. Bezugnehmend auf 4 wird die Amplitude der Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a bei dessen Eigenfrequenz maximal. In diesem Fall berechnet die Steuereinheit 12, basierend auf den Spannungssignalen vom Vibrationserfassungssensor 11 die Frequenz (welche im wesentlichen gleich der natürlichen Frequenz bzw. Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a ist), bei der die Vibrationsamplitude der Stoßfängerabdeckung 13a im wesentlichen maximal ist. Daher kann die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a im wesentlichen festgestellt werden.
Wie in 5 dargestellt ist, gelangt der Fußgänger 15 in Kontakt mit der Stoßfängerabdeckung 13a, wenn der Fußgänger 15 (zum Beispiel von einer Fahrzeugvorderseite) mit der Stoßfängerabdeckung 13a kollidiert, so dass die Stoßfängerabdeckung 13a deformiert wird. In diesem Fall nimmt, bezugnehmend auf 6, die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a aufgrund der Deformierung (Verformung) desselben, die von der Elastizität und Masse des Fußgängers abhängt, verglichen zur Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a vor der Kollision, ab.
Gemäß dieser Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 12 für den Fall, bei dem die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a niedriger als oder gleich einem vorbestimmten Wert wird, der geringer als die Eigenfrequenz desselben vor der Kollision ist, dass die Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger 15 aufgetreten ist, und sendet ein Fußgängerkollisionssignal an die Fußgängerschutzeinheit wie beispielsweise die Airbagvorrichtung.
Auf der anderen Seite wird die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a bei einem Fall, bei dem das Fahrzeug mit einem Hindernis (einem anderen als einen Fußgänger) kollidiert, das eine höhere Steifigkeit hat, beispielsweise ein Gebäude oder dergleichen, verglichen mit der vor der Kollision, größer. Daher kann die Kollision des Fahrzeugs mit dem Gebäude oder dergleichen von der mit dem Fußgänger unterschieden werden.
Nachfolgend werden die Effekte gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
In diesem Fall kann die Kollision des Fahrzeugs mit dem Fußgänger 15 im wesentlichen basierend auf der Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a erfasst werden. Die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a ist dessen natürliche Vibrationseigenschaft und hängt vom Material und seiner Struktur ab. Wenn die Kollision zwischen einem Hindernis (beispielsweise einem Fußgänger oder einem Gebäude) und dem Fahrzeug an der Stoßfängerabdeckung 13a auftritt, variiert die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a. Kollisionen mit Hindernissen unterschiedlicher Art verursachen unterschiedliche Variationsweisen der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a.
Bei dem Fall, bei dem das Fahrzeug mit dem Fußgänger 15 kollidiert, nimmt die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a aufgrund des Einflusses der Elastizität und Masse des Fußgängers 15 ab. Daher kann, für den Fall, bei dem die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a in einen vorbestimmten Bereich kommt (zum Beispiel kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert wird) bestimmt werden, dass die Kollision mit dem Fußgänger 15 auftritt.
Darüber hinaus ist die Stoßfängerabdeckung 13a gemäß der ersten Ausführungsform mit unterschiedlichen Vibrationsfrequenzen vorgesehen, um unterschiedliche Amplituden aufzuweisen. Die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a wird gemäß dem Maximum der Amplituden im Hinblick auf die Vibrationsfrequenzen berechnet. Daher kann die Abnahme der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a im wesentlichen festgestellt werden.
Darüber hinaus besteht der Vibrator 10 aus dem piezoelektrischen Element um in der Lage zu sein, mit der Frequenz zu vibrieren welche gleich der Frequenz der an den Vibrator angelegten Wechselspannung ist. Da der Vibrationserfassungssensor 11 aus dem piezoelektrischen Element gebildet ist, kann die Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a im wesentlichen erfasst werden.
Wie vorstehend beschrieben wird die Abnahme der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a gemäß dem Amplitudenmaximum im Hinblick auf die Vibrationsfrequenzen derselben berechnet. Alternativ kann die Abnahme der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a auch gemäß der Variation der Amplitude bei einer vorbestimmten Vibrationsfrequenz bestimmt werden.
Wie in 6 gezeigt ist, nimmt die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a verglichen zu der vor der Kollision ab, wenn der Fußgänger mit der Stoßfängerabdeckung 13a kollidiert. Daher nimmt die Amplitude der vorbestimmten Vibrationsfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a mit der Abnahme der Eigenfrequenz desselben zu und dann ab. Auf der anderen Seite nimmt die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a zu, wenn das Fahrzeug mit einem Hindernis kollidiert, das eine höhere Steifigkeit wie der Fußgänger hat, beispielsweise das Gebäude oder dergleichen. In diesem Fall nimmt die Amplitude der vorbestimmten Vibrationsfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a mit der Zunahme der Eigenfrequenz ab.
Das bedeutet, wenn die Eigenfrequenz des vorbestimmten Abschnitts (zum Beispiel der Stoßfängerabdeckung 13a des Fahrzeugs) abnimmt, zeigt die Amplitude des vorbestimmten Abschnitts mit der vorbestimmten Frequenz eine charakteristische Veränderung. Daher kann die Abnahme der natürliche Frequenz bzw. Eigenfrequenz des vorbestimmten Abschnitts gemäß der Veränderung der Amplitude der vorbestimmten Frequenz am vorbestimmten Abschnitt bestimmt werden, so dass die Kollision mit dem Fußgänger erfasst werden kann. In diesem Fall kann die Stoßfängerabdeckung 13a angeregt werden, um mit der vorbestimmten Frequenz zu vibrieren.
Darüber hinaus ist, wie vorstehend beschrieben, der Vibrationserfassungssensor 11 an der dem Vibrator 10 entgegengesetzten Seite der Stoßfängerabdeckung 13a angebracht. Alternativ kann der Vibrationserfassungssensor 11 auch an einer anderen Stelle des Fahrzeugs derart angebracht sein, dass die Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a im wesentlichen erfasst werden kann.
[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben. Bezugnehmend auf die 7 sind der Vibrator 10 und der Vibrationserfassungssensor 11 fest an einem Seitenteil 16 (d. h. einem vorbestimmten Abschnitt) des Fahrzeugs angebracht, und an einem oberen Abschnitt eines vorderen Endes des Seitenteils 16 (mit Hinblick auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs) angeordnet.
Das Seitenteil 16, das ein aufprallabsorbierendes Teil darstellt, besteht aus einer Stahlplatte oder dergleichen und ist im wesentlichen wie ein hohles Prisma ausgebildet. Das vordere Ende des Seitenteils 16 ist an dem Verstärkungsteil 13c befestigt.
Wie in 8 dargestellt, sind im wesentlichen
geformte Gräben 16a und 16b am oberen Abschnitt am Frontende des Seitenteils 16 angeordnet und stehen einander gegenüber. Daher ist ein Trägerabschnitt 16c, der sich in die Frontheckrichtung (d. h. in Fahrzeugfahrtrichtung) erstreckt, zwischen den Gräben 16a und 16b ausgebildet. Die natürlichen Vibrationseigenschaften des Trägerabschnitts 16c wie beispielsweise die natürliche Frequenz hängt von dessen Material und Struktur ab.
Bezugnehmend auf 9 sind der Vibrator 10 und der Vibrationserfassungssensor 11 jeweils an einer unteren Fläche und einer oberen Fläche des Trägerabschnitts 16c angebracht, beispielsweise durch Kleben mittels des Klebstoffs 14 oder dergleichen.
Nachfolgend wird der Betrieb der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 beschrieben.
Wenn der Fußgänger 15 (zum Beispiel von der Fahrzeugvorderseite) mit der Stoßfängerabdeckung 13a kollidiert, wird der Aufprall aufgrund der Kollision auf das Seitenteil 16 durch den Energieabsorber 13b und das Verstärkungsteil 13c übertragen. Daher wird der Trägerabschnitt 16c des Seitenteils 16 aufgrund des Aufpralls deformiert. In diesem Fall nimmt die Eigenfrequenz des Trägerabschnitts 16c verglichen mit der vor der Kollision aufgrund des Einflusses der Elastizität und Masse des Fußgängers 15 ab.
Auf der anderen Seite wird, wenn eine Kollision zwischen Stoßfängerabdeckung 13a und dem Hindernis (das ein anderes als der Fußgänger ist) auftritt, welches die hohe Steifigkeit hat, wie beispielsweise das Gebäude oder dergleichen, der Trägerabschnitt 16c aufgrund des Aufpralls so verformt, dass die Eigenfrequenz des Trägerabschnitts 16c zunimmt. Daher kann, ähnlich zur ersten Ausführungsform, die Kollision mit dem Fußgänger 15 basierend auf der Variation der Eigenfrequenz des Trägerabschnitts 16c erfasst werden, siehe hierzu die 4 und 6.
Nachfolgend werden die Effekte der zweiten Ausführungsform beschrieben.
In diesem Fall kann die Kollision mit dem Fußgänger durch Anordnung des Trägerabschnitts 16c (des Seitenteils 16) erfasst werden, welcher aufgrund der Kollision verformt wird, so dass sich dessen Eigenfrequenz ändert.
Ferner ist die Variation der Eigenfrequenz des Trägerabschnitts 16c gemäß dieser Ausführungsform aufgrund eines anderen Grundes als der Kollision beschränkt, so dass die Kollision mit dem Fußgänger im wesentlichen erfasst werden kann. In dem Fall, wo der Vibrator 10 und der Vibrationserfassungssensor 11 an der Stoßfängerabdeckung 13a angeordnet sind, kann die Stoßfängerabdeckung 13a aufgrund des Luftwiderstands bei der Fahrt des Fahrzeugs verformt werden, so dass dessen Eigenfrequenz verändert wird. Bei der zweiten Ausführungsform sind der Vibrator 10 und der Vibrationserfassungssensor 11 am Seitenteil 16 angebracht, welches gegenüber dem Einfluß des Luftwiderstands und dergleichen resistent ist. Daher kann die Variation der Eigenfrequenz auf grund eines anderen Grundes als der Kollision verhindert werden, so dass die Kollision mit dem Fußgänger im wesentlichen erfasst werden kann.
Was für die Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 in der zweiten Ausführungsform nicht beschrieben wurde, ist identisch zu dem der ersten Ausführungsform.
[DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM]
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 10 bis 15 beschrieben. Wie in 10 dargestellt, enthält die Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 eine Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 sowie eine Steuereinheit 12 (d. h. eine Fußgängerkollisionserfassungseinheit). Die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 ist an einem vorbestimmten Abschnitt des Fahrzeugs, beispielsweise der Stoßfängerabdeckung 13a des Frontstoßfängers 13 angeordnet.
Die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 ist fest an der Fläche der Fahrzeugvorderseite der Stoßfängerabdeckung 13a angeordnet, beispielsweise durch Kleben mittels des Klebstoffs 14, und elektrisch mit der Steuereinheit 12 verbunden.
Bezugnehmend auf 11 vibriert, wenn die Steuereinheit 12 die Wechselspannung an die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 anlegt, die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 mit einer Frequenz gleich der der Wechselspannung. Darüber hinaus ist die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 dazu geeignet, die Vibration zu erfassen. Beispielsweise kann die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 aus einem im wesentlichen plattenförmigen piezoelektrischen Element oder dergleichen ausgebildet sein.
Wenn die Wechselspannung durch die Steuereinheit 12 an die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 angelegt wird, vibriert die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 in deren Dickenrichtung mit der Frequenz welche gleich jener der Spannung ist. Daher wird die Stoßfängerabdeckung 13a durch die Vibration der Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 angeregt, um in die Dickenrichtung der Stoßfängerabdeckung 13a zu vibrieren.
Die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 erzeugt Spannungssignale, welche der Amplitude der Vibration in Dickenrichtung der Stoßfängerabdeckung 13a entsprechen, und gibt die Spannungssignale an die Steuereinheit 12 aus. Die Steuereinheit 12 ist elektrisch mit der Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 verbunden sowie mit der Fußgängerschutzeinheit, wie beispielsweise der Airbagvorrichtung.
Darüber hinaus bestimmt die Steuereinheit 12 basierend auf der Variation der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a ob die Kollision mit dem Fußgänger aufgetreten ist oder nicht. Die Variation wird gemäß der ausgegebenen Spannungssignale der Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 berechnet.
Nachfolgend wird der Betrieb der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 beschrieben.
Bezugnehmend auf 11 legt die Steuereinheit 12 die Wechselspannung, die eine vorbestimmte Frequenz hat, welche niedriger als die Eigenfrequenz (vor der Kollision) der Stoßfängerabdeckung 13a ist, an die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 an. Wenn die Wechselspannung angelegt wird, vibriert die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 mit der Frequenz welche gleich der vorbestimmten Frequenz der Wechselspannung ist. Daher wird die Stoßfängerabdeckung 13a durch die Vibration der Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 angeregt zu vibrieren bzw. zu schwingen.
Die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 erzeugt die Spannungssignale, welche der Amplitude der Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a entsprechen, und gibt die Spannungssignale an die Steuereinheit 12 aus. Die Steuereinheit 12 berechnet die Amplitude der Vibration der Stoßfängerabdeckung 13a basierend auf den Spannungssignalen von der Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17, wie in 12 dargestellt.
Bezugnehmend auf 13 berührt der Fußgänger 15, wenn der Fußgänger 15 mit der Stoßfängerabdeckung 13a kollidiert, die Stoßfängerabdeckung 13a derart, dass die Stoßfängerabdeckung 13a verformt wird. Daher nimmt, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a verglichen zu der vor der Kollision ab. Daher nimmt, wie in 14 dargestellt, die Amplitude der vorbestimmten Frequenz der Stoßfängerabdeckung 13a mit der Abnahme der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a zu, und nimmt anschließend ab. Somit bestimmt die Steuereinheit 12, dass die Kollision mit dem Fußgänger 15 aufgetreten ist, und sendet das Fußgängerkollisionssignal an die Airbagvorrichtung oder dergleichen für den Fall, bei dem die Amplitude der vorbestimmten Frequenz der Stoßfängerabdeckung 13a zunimmt und dann abnimmt.
Auf der anderen Seite nimmt, wenn die Stoßfängerabdeckung 13a mit dem Hindernis (einem anderen als dem Fußgänger) welches die höhere Steifigkeit hat, wie beispielsweise das Gebäude, kollidiert, die Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a zu. Daher nimmt, wie in 15 dargestellt, die Amplitude der vorbestimmten Frequenz der Stoßfängerabdeckung 13a mit der Zunahme der Eigenfrequenz der Stoßfängerabdeckung 13a ab. Demgemäß kann die Kollision des Fahrzeugs mit dem Gebäude oder dergleichen von der mit dem Fußgänger unterschieden werden.
Gemäß dieser Ausführungsform sind die vibrationserzeugende Einheit bzw. Vibrationserzeugungseinheit und die vibrationserfassende Einheit bzw. Vibrationserfassungseinheit aus einem einzelnen piezoelektrischen Element 17 gebildet, so dass die Komponentenanzahl und Kosten verringert werden können.
Wie vorstehend beschrieben ist, die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 fest an der Stoßfängerabdeckung 13a angebracht. Alternativ dazu kann die Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit 17 auch an einer anderen Position (zum Beispiel dem Trägerabschnitt 16c des Seitenteils 16) des Fahrzeugs angebracht sein, wo die Verformung aufgrund der Kollision auftritt.
Was für die dritte Ausführungsform der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 nicht beschrieben wurde, ist gleich dem der ersten Ausführungsform.

Claims

Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1), aufweisend: eine Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) welche angeordnet ist, um einen vorbestimmten Abschnitt (13a, 16) eines Fahrzeugs anzuregen, dass der vorbestimmte Abschnitt (13a, 16) vibriert; und eine Vibrationserfassungseinheit (11, 17) welche eine Vibration des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) erfasst, gekennzeichnet durch eine Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12), um basierend auf einer Variation einer Vibrationseigenschaft des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) des Fahrzeugs zu Bestimmen, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger auftritt oder nicht, wobei die Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12) die Variation der Vibrationseigenschaft gemäß Erfassungssignalen der Vibrationserfassungseinheit (11, 17) bestimmt.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12) basierend auf der Variation einer Eigenfrequenz des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) des Fahrzeugs bestimmt, ob die Kollision mit dem Fußgänger aufgetreten ist oder nicht.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei: der vorbestimmte Abschnitt (13a, 16) angeregt wird, um mit unterschiedlichen Frequenzen zu vibrieren; und wobei Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12) die Eigenfrequenz des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) durch Berechnen eines Maximalwerts der Amplituden des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) bestimmt, welche jeweils auf die unterschiedlichen Frequenzen bezogen sind.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12) die Variation der Eigenfrequenz des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) durch Berechnen einer Variation einer Amplitude einer vorbestimmten Vibrationsfrequenz des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) bestimmt.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest eine der Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) und der Vibrationserfassungseinheit (11, 17) aus einem piezoelektrischen Element besteht.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vibrationserzeugungseinheit und die Vibrationserfassungseinheit aus einem einzelnen piezoelektrischen Element (17) gebildet werden.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der vorbestimmte Abschnitt (13a, 16) des Fahrzeugs aufgrund der Kollision deformiert wird.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12) feststellt, daß bei dem Fall, bei dem die Eigenfrequenz des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) geringer oder gleich einem vorbestimmten Wert wird, der geringer als dessen Eigenfrequenz vor der Kollision ist, die Kollision mit dem Fußgänger auftritt.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der vorbestimmte Abschnitt (13a, 16) angeregt wird, um mit der vorbestimmten Frequenz zu vibrieren.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) und die Vibrationserfassungseinheit (11, 17) an dem vorbestimmten Abschnitt (13a, 16) des Fahrzeugs befestigt sind.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei der vorbestimmte Abschnitt entweder eine Stoßfängerabdeckung (13a) oder ein Seitenteil (16) des Fahrzeugs ist.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei die Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) und die Vibrationserfassungseinheit (11, 17) an einem Ende des Seitenteils (16) angebracht sind, wobei das Ende an einem Fahrzeugfrontabschnitt angeordnet ist.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7 bis 9, wobei: die Vibrationserzeugungseinheit (10) und die Vibrationserfassungseinheit (11) jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten des vorbestimmten Abschnitts (13a, 16) des Fahrzeugs angeordnet sind; und der vorbestimmte Abschnitt eine Stoßfängerabdeckung (13a) oder ein Seitenteil (16) des Fahrzeugs ist.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) und die Vibrationserfassungseinheit (11, 17) durch einen Klebstoff (14) fest an dem vorbestimmten Abschnitt (13a, 16) des Fahrzeugs befestigt sind.
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Fußgängerkollisionserfassungseinheit (12) eine Wechselspannung an die Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) anlegt, so dass die Vibrationserzeugungseinheit (10, 17) mit einer Frequenz vibriert, welche gleich der Frequenz der Wechselspannung ist.