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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung
zum Erfassen einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger.
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Bekannte
Kollisionserfassungsvorrichtungen, die Kollisionen für den Fahrzeuginsassenschutz erkennen,
werden beispielsweise in der
DE 100 34 524 A1 und der
DE 102 45 780 A1 offenbart.
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Die
DE 100 34 524 A1 betrifft
ein Verfahren zur Erkennung einer unfallbedingten Verformung von mindestens
einem Bauteil eines Fahrzeugs, bei dem durch eine Sensoreinrichtung
mindestens ein Körperschall-Frequenzspektrum
erfasst und ein das sensierte Körperschall-Frequenzspektrum
repräsentierendes
Sensorsignal der Sensoreinrichtung zu einer Auswerteeinheit geleitet
wird. Dabei wird mindestens ein Bauteil des Fahrzeugs wiederholt
mit einem definierten Frequenzimpuls angeregt und die aus diesen
Frequenanregungen resultierenden Körperschall-Frequenzspektren
des oder der frequenzimpulsangeregten Bauteile erfasst und in der
Auswerteeinrichtung ausgewertet, sowie eine signifikante Änderung
eines durch eine definierte Frequenzanregung hervorgerufenen Körperschall-Frequenzspektrums
gegenüber
einem vorher sensierten Körperschall-Frequenzspektrum
als eine unfallbedingte Verformung des oder der überwachten Bauteile des Kraftfahrzeugs
charakterisierendes Signal interpretiert.
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Die
DE 102 45 780 A1 schlägt eine
Vorrichtung zur Aufprallerkennung mittels Körperschall in einem Fahrzeug
vor, die sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung mittels
wenigstens einem Detektor Körperschall
erzeugt, der zu wenigstens einem Schwingungssensor zur Aufprallerkennung übertragen
wird. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass Festkörper eine
Schallausbreitungeschwindigkeit von ungefähr 5000 m/s aufweisen, so dass
eine schnelle Übertragung
des Körperschalls
Informationen über
ein sehr frühes
Stadium eines Zusammenstoßes
liefern können.
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Bezugnehmend
auf die
JP-2001-183127
A 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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1 ein
Blockschaubild einer Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Schnittdarstellung, die einen Fahrzeugfrontabschnitt
darstellt, an dem ein Vibrator sowie ein Vibrationserfassungssensor gemäß der ersten
Ausführungsform
an einer Stoßfängerabdeckung
angebracht sind;
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3 eine
schematische Darstellung, welche eine Konstruktion des Vibrators
und des Vibrationserfassungssensors gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
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4 einen
Graph, der eine Vibrationseigenschaft der Stoßfängerabdeckung aus 3 zeigt;
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5 ein
schematisches Schaubild, das Zustände des Vibrators und des Vibrationserfassungssensors
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt, wenn eine Kollision mit einem Fußgänger auftritt;
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6 einen
Graph, der Vibrationseigenschaften der Stoßfängerabdeckung gemäß der ersten
Ausführungsform
vor der Kollision und danach zeigt;
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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;
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8 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
eines oberen Abschnitts des Seitenteils aus 7;
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9 eine
schematische Darstellung, welche Konstruktionen des Vibrators und
des Vibrationserfassungssensors gemäß der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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10 ein
Blockschaubild, welches eine Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 eine
schematische Darstellung, die eine Konstruktion einer Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit
gemäß der dritten
Ausführungsform zeigt;
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12 einen
Graph, der eine Vibrationseigenschaft eines Stoßfängers aus 11 darstellt;
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13 eine
schematische Darstellung, die Zustände der Vibrations-Erzeugungs-Erfassungseinheit
gemäß der dritten
Ausführungsform
zeigt, wenn eine Kollision mit einem Fußgänger auftritt;
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14 einen
Graph, der Vibrationseigenschaften des Stoßfängers gemäß der dritten Ausführungsform
darstellt, wenn die Kollision mit dem Fußgänger auftritt; und
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15 einen
Graph, der Vibrationseigenschaft der Stoßfängerabdeckung gemäß der dritten Ausführungsform
zeigt, wenn eine Kollision mit einem Gebäude oder dergleichen auftritt.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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[ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM]
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachfolgend
werden die Effekte gemäß der ersten
Ausführungsform
beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]
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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.
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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.
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Wie
in 8 dargestellt, sind im wesentlichen D-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.
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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.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 beschrieben.
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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.
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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.
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Nachfolgend
werden die Effekte der zweiten Ausführungsform beschrieben.
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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.
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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.
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Was
für die
Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 in
der zweiten Ausführungsform
nicht beschrieben wurde, ist identisch zu dem der ersten Ausführungsform.
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[DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM]
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Was
für die
dritte Ausführungsform
der Fußgängerkollisionserfassungsvorrichtung 1 nicht beschrieben
wurde, ist gleich dem der ersten Ausführungsform.