DE102006040216A1

DE102006040216A1 - Kollisionsermittlungssystem

Info

Publication number: DE102006040216A1
Application number: DE102006040216A
Authority: DE
Inventors: Satoru Kariya Takehara; Shingo Kariya Wanami; Toshihito Kariya Nonaka; Yu Kariya Obara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2026-08-29
Also published as: US7708102B2; US20070051599A1; JP4852940B2; JP2007071596A; DE102006040216B4

Abstract

Ein Kollisionsermittlungssystem für ein Fahrzeug besitzt ein Druck ermittelndes Element (2) zur Ermittlung eines Drucks in einem im Wesentlichen geschlossenen Raum (53), der in einem Umfangsbereich (5) des Fahrzeugs angeordnet ist, und ein Vibration ermittelndes Element (3) zur Ermittlung einer Vibration des Fahrzeugs. Der Druck im genannten Raum (53) wird zur Ermittlung einer Fahrzeugkollision auf der Basis von durch das Druck ermittelnde Element (2) ermittelten Drucksignalen und von durch das Vibration ermittelnde Element (3) ermittelten Vibrationssignalen berechnet. Deshalb kann der Einfluss der Fahrzeugvibration auf die Ermittlung des Drucks im genannten Raum (53) beschränkt und damit die Ermittlung der Fahrzeugkollision verbessert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsermittlungssystem, das eine Kollision mit einer verbesserten Genauigkeit bezüglich des Einflusses einer Vibration ermittelt.

Im allgemeinen ist ein Fahrzeug mit einem Insassenschutzsystem zum Schutz der Insassen bei einer Kollision des Fahrzeugs versehen. Das Passagierschutzsystem besitzt beispielsweise eine Luftkisseneinrichtung zur Entfaltung eines Luftkissens (Airbag) zum Schutz des Kopfbereichs oder dergleichen des Insassen und/oder eine Vorspannvorrichtung zur Aufnahme eines losen durchhängenden Teils eines Sicherheitsgurts des Fahrzeugs.

Die Luftkisseneinrichtung und die Vorspannvorrichtung werden von einer Steuereinheit wie einer ECU gesteuert. Die ECU führt die Feststellung einer Fahrzeugkollision auf der Basis von Signalen von auf dem Fahrzeug angebrachten Sensoren durch und löst die Luftkisseneinrichtung und die Vorspannvorrichtung aus, wenn die Fahrzeugkollision festgestellt wird.

Beispielsweise kann der Sensor zu Feststellung der Fahrzeugkollision aus einem Beschleunigungssensor zur Feststellung einer Beschleunigungsänderung des Fahrzeugs bestehen, sowie einem Berührungssensor, der an einem Umfangsabschnitt des Fahrzeugs angebracht ist, um eine darauf einwirkende Belastung festzustellen, und einem Drucksensor zur Feststellung einer Druckveränderung in einem in einem Umfangsabschnitt des Fahrzeugs ausgebildeten Raum, oder dergleichen.

Es ist für das Insassenschutzsystem erwünscht, die Insassen nicht nur vor den Folgen eine Fahrzeugkollision in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (d.h. in der von vorn nach hinten verlaufenden Richtung) zu schützen, sondern auch vor den Folgen einer seitli chen Kollision des Fahrzeugs, die einen Stoß auf das Fahrzeug in dessen Breitenrichtung verursacht.

Beispielsweise ist, wie in JP-2-249740A offenbart, die Luftkissenvorrichtung zum Schutz der Insassen bei der seitlichen Kollision des Fahrzeugs mit einem seitlichen Luftkissen versehen, der in Übereinstimmung mit Ermittlungssignalen eines Druckfühlers eingesetzt werden kann. Der Druckfühler ermittelt die Veränderung eines Innendrucks der Fahrzeugtür.

Jedoch wird in diesem Falle die Information über die Vibration des Fahrzeugs, die durch die Stoßlast der Kollision erregt wird, in die Ermittlungssignale des Druckfühlers eingeschlossen sein, weil der Druckfühler an der Fahrzeugtür angebracht ist, um deren Innendruck zu messen. Insbesondere beim Auftreten einer Fahrzeugkollision wird die durch die Kollision verursachte Stoßlast auf die Fahrzeugkarosserie, wie etwa die Fahrzeugtür, übertragen. Als Ergebnis wird die Fahrzeugtür angeregt zu vibrieren und die Vibration wird auf den Druckfühler übertragen. Beim konventionellen System mit seitlichem Luftkissen wird die Vibration der Fahrzeugtür deren vom Druckfühler festzustellenden Innendruck hinzugefügt, wodurch ein Fehler bei der Kollisionsdefinition entsteht, die auf der Basis der Ermittlungssignale des Druckfühlers ausgeführt wird.

Obwohl der Fehler durch eine Korrektur der Ermittlungsignale des Druckfühlers durch die ECU reduziert werden kann, ist die Ansprechgenauigkeit vermindert und es wird Bearbeitungszeit benötigt, was unerwünscht ist.

Angesichts der oben beschriebenen Nachteile ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kollisionsermittlungssystem vorzusehen, bei dem ein Fehler beim Feststellen einer Kollision reduziert ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt ein Kollisionsermittlungssystem für ein Fahrzeug ein Druck ermittelndes Element zur Ermittlung eines Drucks in einem im wesentlichen geschlossenen Raum, der im Umfangsbereich eines Fahrzeugs angeordnet ist; und ein Vibration ermittelndes Element zur Ermittlung der Vibration des Fahrzeugs. Der Druck in dem Raum wird auf der Basis von Drucksignalen berechnet, die vom Druck ermittelnden Element ermittelt werden, und von Vibrationssignalen, die vom Vibration ermittelnden Element ermittelt werden.

Somit kann die Beeinflussung der Druckermittlung im genannten Raum des Fahrzeugs durch Fahrzeugvibration beschränkt werden. Demgemäß kann die Ermittlung der Fahrzeugkollision auf der Basis der Druckänderung im genannten Raum verbessert werden.

Vorzugsweise sind das Druck ermittelnde Element und das Vibration ermittelnde Element in Kontakt miteinander angeordnet.

Das heißt, das Vibration ermittelnde Element und das Druck ermittelnde Element können einander benachbart angeordnet sein. Somit kann die vom Fahrzeug auf das Druck ermittelnde Element übertragene Vibration vom Vibration ermittelnde Element zuverlässig erkannt werden. Somit kann die Ermittlung der Fahrzeugkollision weiter verbessert werden.

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher ersichtlich aus der folgenden, detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. In diesen ist
1A eine schematische Ansicht, die ein an einem Fahrzeug angebrachtes Kollisionsermittlungssystem nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und
1B eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht, die ein Detail IB in 1A zeigt,
2 ein schematisches Schaltbild, das die Schaltungskomponenten einer Ermittlungsvorrichtung für den Innendruck gemäß der ersten Ausführungsform zeigt,
3 ein Diagramm, das das Ermittlungsergebnis der Ermittlungsvorrichtung für den Innendruck gemäß der ersten Ausführungsform bei einer seitlichen Kollision zeigt,
4 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht, die eine Konstruktion der Ermittlungsvorrichtung für den Innendruck gemäß einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform zeigt,
5 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht, die eine Konstruktion der Ermittlungsvorrichtung für den Innendruck gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform zeigt,
6A eine schematische Ansicht, die ein an einem Fahrzeug angebrachtes Kollisionsermittlungssystem nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und
6B eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht, die ein Detail VIB in 6A zeigt,
7 ein schematisches Schaltbild, das die Schaltungskomponenten einer Ermittlungsvorrichtung für den Innendruck gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt und
8 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht, die eine Konstruktion der Ermittlungsvorrichtung für den Innendruck gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform zeigt.
Die Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
Ein Kollisionsermittlungssystemgemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1–3 beschrieben. Das Kollisionsermittlungssystem kann beispielsweise passend bei Kraftfahrzeugen angewandt werden.
Das Kollisionsermittlungssystem ist mit einer Innendruckermittlungsvorrichtung 1 zur Messung eines Drucks in einem im wesentlichen geschlossenen Raum 53 versehen, der in einem Umfangsabschnitt (z.B. Tür 5) des Fahrzeugs angeordnet ist. Wie in den 1A und 1B gezeigt ist, besitzt die Tür 5 des Fahrzeugs eine äußere Schale 50, eine innere Schale 51 und ein Fensterglas 52, das zwischen die äußere Schale 50 und die innere Schale 51 eingefügt ist. Die äußere Schale 50 bildet einen Teil einer äußeren Wandung des Fahrzeugs. Die innere Schale 51 bildet einen Teil einer Innenwandung des Fahrzeugs. Das heißt, die innere Schale 51 befindet sich auf der Seite des Passagierraums des Fahrzeugs.
Die Tür 5 enthält zwischen der äußeren Schale 50 und der inneren Schale 51 den im wesentlichen geschlossenen Raum 53. Zwischen dem Raum 53 und der Außenseite der Tür 5 besteht eine kleine Verbindung (Fluidverbindung). Wenn sich der Druck (Luftdruck) auf der Außenseite der Tür 5 verändert, verändert sich auch der Druck (Luftdruck) im Raum 53 im Inneren der Tür 5. Der Raum 53 ist derart ausgebildet, daß der Druck im Raum 53 (d.h. der Innendruck der Tür 5) zunehmen wird, wenn sich die Kapazität (d.h. das Volumen) des Raums 53 plötzlich ändert.
Wie in den 1A und 1B gezeigt, schließt die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 des Kollisionsermittlungssystems ein Druckermittlungselement 2 (z.B. einen Druckfühler) und ein Vibrationsermittlungselements 3 (z.B. einen Vibrationsfühler) ein.
Die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 kann an der inneren Schale 51 der Tür 5 angebracht sein, wobei eine der Befestigung am Fahrzeug dienende Seite 100 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 die dem geschlossenen Raum zugewandte Seite (d.h. die Oberfläche auf der Seite des Raums 53) der inneren Schale 51 berührt.
Der Druckfühler 2 kann beispielsweise ein Druckfühler der Membranbauart sein. In diesem Falle schließt der Druckfühler 2 eine Sensoreinheit 20 (erste Sensoreinheit) ein.
Wenn die Membran 21 in Richtung ihrer Dicke verformt wird, wird in einem Mittelabschnitt und einem Umfangsabschnitt der Membran 21 eine Druckspannung bzw. eine Zugspannung auftreten. Somit ändert sich der Widerstand der Membran 21. Beispielsweise wird die Membran 21 in Richtung ihrer Dicke verformt, wenn ein Druck (und/oder eine Vibration) in Richtung der Dicke der Membran 21 ausgeübt wird. Als Ergebnis wird der Widerstand der Membran 21 verändert. Der auf die Membran 21 ausgeübte Druck kann ermittelt werden auf der Basis des Ausmaßes der bei ihr auftretenden Verformung, die entsprechend der Widerstandsänderung berechnet wird. In diesem Falle entspricht die Richtung der Dicke der Membran 21 der Ermittlungsrichtung der Membran 21 (d.h. der Ermittlungsrichtung des Druckfühlers 2.
Der Vibrationsfühler 3 kann mit der gleichen Konstruktion versehen werden wie der Druckfühler 2. Beispielsweise kann der Vibrationsfühler 3 ein Vibrationsfühler der Membran-Bauart sein, die die gleiche ist wie beim Druckfühler 2. Das heißt, der Vibrationsfühler 3 umfaßt eine Sensoreinheit n 30 (zweite Sensoreinheit), die einen dünnwandigen Abschnitt 31 (z.B. eine Membran) aufweist und eine Schaltung 32 zur Messung eines Widerstands der Membran 31.
In ähnlicher Weise werden in einem Mittelabschnitt und einem Umfangsabschnitt der Membran 31 eine Druckspannung bzw. eine Zugspannung auftrete, wenn die Membran 31 in Richtung ihrer Dicke verformt wird. Somit verändert sich der Widerstand der Membran 31. Beispielsweise wird, wenn eine Vibration (und/oder ein Druck) in Richtung der Dicke der Membran 31 auf die Membran 31 übertragen wird, die Membran 31 in Richtung ihrer Dicke vibrieren oder verformt werden. Als Ergebnis wird der Widerstand der Membran verändert. Die auf die Membran 31 ausgeübte Vibration kann auf der Basis des Ausmaßes ihrer Verformung ermittelt werden, die in Übereinstimmung mit der Veränderung ihres Widerstands berechnet wird. In diesem Falle entspricht die Dickenrichtung der Membran 31 der Ermittlungsrichtung der Membran 31 (d.h. der Ermittlungsrichtung des Vibrationsfühlers 3).
In diesem Falle kann die Ermittlungsoberfläche der Membran 21 im wesentlichen die gleiche Fläche einnehmen wie jene der Membran 31. Die Ermittlungsfläche der Membranen 21, 31 ist eine Oberfläche, die rechtwinklig zur Ermittlungsrichtung (Dickenrichtung) der Membran 21, 31 verläuft.
Wie in 2 gezeigt, weist der Druckfühler 2 die Schaltung 22 zur Ermittlung der Widerstandsänderung der Membran 21 auf. In ähnlicher Weise besitzt der Vibrationsfühler 3 die Schaltung 32 zur Ermittlung der Widerstandänderung der Membran 31. Die Schaltungen 22 bzw. 32 können vom Druckfühler 2 und Vibrationsfühler 3 ausgegebene Signale verarbeiten (z.B. verstärken und einer Analog-Digital-Umsetzung unterziehen) und den Druckfühler 2 bzw. den Vibrationsfühler 3 einer Fehlerdiagnose unterziehen. Die Fühler 2, 3 können auch Schaltungskomponenten, wie eine Datenübertragungseinheit und dergleichen aufweisen.
Das Kollisionsermittlungssystem besitzt weiter eine Recheneinheit 4, in welche die Drucksignale vom Druckfühler 2 und die Vibrationssignale vom Vibrationsfühler 3 eingegeben werden. In diesem Falle berechnet die Recheneinheit 4 den Druck im Raum 53 im Inneren der Tür 5 auf der Basis der eingegebenen Druck- und Vibrationssignale. Die Recheneinheit 4 ist beispielsweise mit einer ECU gebildet, die mit der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 integriert sein kann.
Wie aus den 1A und 1B hervorgeht, kann die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 mit der der Befestigung am Fahrzeug dienenden Seite 100 an der inneren Schale 51 der Tür 5 angebracht werden. In diesem Falle wird in Bezug auf die innere Schale 51 die erste Sensoreinheit 20 des Druckfühlers 2 über die zweite Sensoreinheit des Vibrationsfühlers 3 gestapelt und die auf ihre Dicke bezogene Richtung (Ermittlungsrichtung) der Membran 21 ist so angeordnet, daß sie im wesentlichen mit der der Membran 31 zusammenfällt. Das heißt, daß die erste Sensoreinheit 20 und die zweite Sensoreinheit 30 in der Richtung der Dicke der Membranen 21 und 31 gestapelt sind. Die erste Sensoreinheit 20 ist auf der Seite einer Kommunikationsöffnung 11 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 positioniert und die zweite Sensoreinheit 30 ist auf der der Befestigung am Fahrzeug dienenden Seite 100 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 positioniert.
Die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 besitzt ein Gehäuseelement 10, das mit der Kommunikationsöffnung 11 zur Verbindung des Inneren mit dem Äußeren des Gehäuseelements 10 versehen ist. Der Druckfühler 2 ist im Gehäuse 10 derart befestigt, daß die Membran 21 über die Kommunikationsöffnung 11 vom Raum 53 aus beaufschlagbar ist.
Zwei in Richtung ihrer Längserstreckung gelegene Enden der Kommunikationsöffnung sind jeweils mit Mündungen versehen. Die Mündung am einen Ende der Kommunikationsöffnung 11 ist der Membran 21 benachbart und die Mündung an ihrem anderen Ende ist an der seitlichen Oberfläche des Gehäuseelements 10 ausgebildet. Das heißt, die Mündung am anderen Ende der Kommunikationsöffnung 11 ist an einer der zur Befestigung am Fahrzeug dienenden Seite 100 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 gegenüberliegenden Seite des Gehäuseelements 10 angeordnet (Kommunikationsöffnung 11). Somit kann der Druck im Raum 53 über die Kommunikationsöffnung 11 auf die Membran 21 übertragen werden.
In diesem Falle sind die beiden entgegengesetzt gerichteten Oberflächen der ersten Sensoreinheit 20 der Öffnung am einen Ende der Kommunikationsöffnung 11 und der zweiten Sensoreinheit 30 zugewandt. Die zweite Sensoreinheit 30 berührt die (der zweiten Sensoreinheit 30 zugewandte) Oberfläche der ersten Sensoreinheit 20, um vom Gehäuseelement 10 und der ersten Sensoreinheit 20 dicht umschlossen zu werden. Das heißt, die zweite Sensoreinheit 30 des Vibrationsfühlers 3 ist gegenüber den Raum 53 isoliert.
Nun wird die Ermittlung einer Kollision des Fahrzeugs mittels des Kollisionsermittlungssystems beschrieben.
Beispielsweise, wenn eine seitliche Kollision zwischen einem Hindernis und der Tür 5 des Fahrzeugs auftritt, berührt das Hindernis die äußere Schale 50 der Tür 5 und drückt die äußere Schale 50 in Richtung auf die Innenseite des Fahrzeugs. Damit wird die äußere Schale 50 derart verformt, daß sie sich zumindest teilweise gegen die innere Schale 51 bewegt. Weil der durch die Kollision verursachte Stoß nicht direkt auf die innere Schale 51 übertragen wird, kann die Gestalt der inneren Schale 51 im wesentlichen beibehalten werden.
Deshalb wird in dem Falle, daß die äußere Schale 50 durch die Kollision verformt wird, die Kapazität des Raums 53 im Inneren der Tür 5 plötzlich reduziert. Die Fluidaustauschmenge zwischen dem Raum 53 und dem Äußeren der Tür ist relativ beschränkt und demzufolge steigt der Druck im Raum 53 an. Der Druck im Raum 53 wird durch den Druckfühler 2 ermittelt.
Die Stoßlast aufgrund der Kollision des Fahrzeugs wird von der Tür 5 auf das ganze Fahrzeug übertragen. Die innere Schale 51 und die äußere Schale 50 der Tür 5 werden durch die Stoßlast angeregt zu vibrieren. Die Vibration der inneren Schale 51 wird durch den Vibrationsfühler 3 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 ermittelt, die an der inneren Schale 51 angebracht ist. In diesem Falle ist die Vibration der inneren Schale 51 auch in das Ermittlungssignal des Druckfühlers 2 eingeschlossen.
Gemäß dieser Ausführungsform werden die vom Druckfühler 2 ermittelten Drucksignale und die vom Vibrationsfühler 3 ermittelten Vibrationssignale an die Re cheneinheit 4 gesandt, so daß der Druck im Raum 53 auf der Basis der Drucksignale und der Vibrationssignale berechnet wird.
Insbesondere die Vibration der inneren Schale 51 aufgrund der Stoßlast erregt die Membran 21 des Druckfühlers 2. Als Ergebnis vibriert die Membran 21. Deshalb stellt der Druckfühler 2 nicht nur den auf die Membran übertragenen Druck (d.h. den inneren Druck des Raums 53) fest, sondern auch die Schwingung der Membran 21, die durch die Vibration der inneren Schale 51 erregt wird. Das heißt in diesem Falle, die Verformung der Membran 21 wird nicht nur durch den Druck im Raum 53, sondern auch durch die darauf von der inneren Schale 51 übertragene Vibration verursacht.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Vibration der inneren Schale 51 durch den Vibrationsfühler 3 ermittelt. Bei der Berechnung des Drucks im Raum 53 mittels der Recheneinheit 4 wird das Ermittlungsergebnis (Vibrationssignale) des Vibrationsfühlers 3 vom Ermittlungsergebnis (Drucksignale) des Druckfühlers 2 subtrahiert.
Wie oben beschrieben, besitzt der Druckfühler 2 die gleiche Konstruktion wie der Vibrationsfühler 3. Außerdem ist die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 derart an der inneren Schale 51 befestigt, daß die erste Sensoreinheit 20 in Bezug auf die innere Schale auf die zweite Sensoreinheit 30 gestapelt ist und deren Ermittlungsrichtungen im wesentlichen zusammenfallen. Das heißt, der Druckfühler 2 und der Vibrationsfühler 3 sind mit im wesentlichen dem gleichen Ermittlungsverfahren und den gleichen Ermittlungseigenschaften ausgestattet.
Somit entspricht die Vibration der inneren Schale 51, die von der zweiten Sensoreinheit 30 ermittelt wird, im wesentlichen der Vibration, die von der inneren Schale 51 auf die erste Sensoreinheit 20 übertragen wird und von der ersten Sensoreinheit 20 ermittelt wird.
Die 3 zeigt die vom Druckfühler 2 ermittelten Drucksignale, die vom Vibrationsfühler 3 ermittelten Vibrationssignale und die Korrektur-Drucksignale vom Druck im Raum 50, die über die Recheneinheit 4 durch eine Subtraktion der Vibrationssignale von den Drucksignalen erhalten werden. Wie aus 3 zu ersehen ist, kann der Einfluß der Fahrzeugvibration auf die Ermittlung des Drucks im Raum 53 weitgehend zurückgedrängt werden durch Korrektur der Drucksignale vom Druckfühler 2 mittels der Vibrationssignale vom Vibrationsfühler 3.
Somit kann der Druck im Raum 53 zutreffend ermittelt werden. Deshalb kann die Fahrzeugkollision mit größerer Genauigkeit definiert werden auf der Basis des durch die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 ermittelten Drucks im Raum 53.
Gemäß dieser Ausführungsform kann der Druck im Raum 53 durch eine einfache Korrektur (d.h. Subtraktion der Vibrationssignale von den Drucksignalen) gemessen werden, wodurch die Genauigkeit der Berechnung des Drucks im Raum 53 verbessert wird.
Das Kollisionsermittlungssystem kann nützlich eingesetzt werden bei einer Insassenschutzeinrichtung mit einem Luftkissen (beispielsweise einem seitlichen Luftkissen) oder dergleichen, das eingesetzt wird, um Insassen bei einer Fahrzeugkollision zu schützen. In diesem Falle kann das Signal für den Druck im Raum 53, das durch die Recheneinheit 4 berechnet wird, an eine Luftkissen-ECU (AB ECU) gesandt werden. Die eine CPU besitzende Luftkissen-ECU steuert die Anwendung des seitlichen Luftkissens entsprechend dem Drucksignal, um die Insassen bei einer seitlichen Kollision des Fahrzeugs zu schützen. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Genauigkeit bei der Ermittlung einer Fahrzeugkollision verbessert werden, wodurch Fehlfunktionen der Insassenschutzvorrichtung reduziert werden können.
Nun wird eine erste Abwandlung der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, weist die Ermittlungsoberfläche der Membran 31 eine größere Fläche auf als jene der Membran 21. Die erste Sensoreinheit 20 des Druckfühlers 2 ist in Bezug auf die der Befestigung am Fahrzeug dienende Seite 100 der Innen druckermittlungsvorrichtung 1 auf die zweite Sensoreinheit 30 des Vibrationsfühlers 3 aufgesetzt. Das heißt, die erste Sensoreinheit 20 ist auf der Seite der Kommunikationsöffnung 11 angeordnet und die zweite Sensoreinheit 30 ist auf der der Befestigung am Fahrzeug dienende Seite 100 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 positioniert.
In diesem Falle ist ein Teil der zweiten Sensoreinheit 30 direkt von der ersten Sensoreinheit 20 bedeckt, um ihn in Bezug auf den Raum 53 zu isolieren, der mit der Kommunikationsöffnung 11 in Verbindung steht. Die zweite Sensoreinheit 30 kann anders als ihr die erste Sensoreinheit 20 berührender (direkt von ihr bedeckter) Teil durch ein (nicht gezeigtes) Harzelement oder dergleichen abgeschlossen werden, um gegenüber dem Raum 53 isoliert zu sein. In diesem Falle können die Schaltungen zur Ermittlung der Widerstandsveränderungen der Membranen 21 und 31 des Druckfühlers und des Vibrationsfühlers 3 als eine einzige Schaltung 22 (oder 32) konstruiert sein.
Alternativ kann die zweite Sensoreinheit 30 des Vibrationsfühlers 3 ohne direkte Berührung der ersten Sensoreinheit 20 des Druckfühlers 2 angeordnet werden, das heißt, ohne direkt von der ersten Sensoreinheit 20 bedeckt zu werden. In diesem Falle wird die zweite Sensoreinheit 30 durch das (nicht gezeigte) Harzelement oder dergleichen abgeschlossen und die erste Sensoreinheit 20 wird in Bezug auf die der Befestigung am Fahrzeug dienende Seite 100 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 auf die zweite (durch ein Harzelement abgeschlossene) Sensoreinheit 30 aufgesattelt. Das heißt, die zweite Sensoreinheit 30 ist gegenüber dem Raum 53 durch das Harzelement isoliert.
Ähnlich der ersten Ausführungsform kann die die Fahrzeugkollision auch über die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ermittelt werden.
Nun wird eine zweite Abwandlung der ersten Ausführungsform beschrieben.
In diesem Falle sind, wie in 5 dargestellt, der Druckfühler 2 bzw. der Vibrationsfühler 3 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 mit Gehäusen 23 und 33 versehen.
Die erste Sensoreinheit 20 und die Schaltung 22 des Druckfühlers 2 sind im Gehäuse 23 untergebracht und die zweite Sensoreinheit 30 und die Schaltung 32 des Vibrationsfühlers 3 sind im Gehäuse 33 untergebracht. Das Gehäuse 23 ist in Bezug auf die der Befestigung am Fahrzeug dienende Seite 100 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 auf das Gehäuse 33 aufgestapelt. Somit wird die zweite Sensoreinheit 30 durch das Gehäuse 23 und das Gehäuse 33 abgeschlossen, um gegenüber dem Raum 53 isoliert zu sein, der mit der Kommunikationsöffnung 11 in Verbindung steht. In diesem Falle können die erste Sensoreinheit 20 und die zweite Sensoreinheit 30 derart befestigt werden, daß ihre Ermittlungsrichtungen im wesentlichen zusammenfallen.
Ähnlich der ersten Ausführungsform kann die Fahrzeugkollision auch über die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ermittelt werden.
(ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM)
Ein Kollisionsermittlungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 6A–7 beschrieben. Das Kollisionsermittlungssystem besitzt die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 zur Ermittlung des Drucks im Raum 53 im Inneren der Tür 5 des Fahrzeugs. Die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 ist mit dem Druckfühler 2, dem Vibrationsfühler 3 und die Recheneinheit 4 versehen.
Wie aus den 6A und 6B ersichtlich ist, ist die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 mit dem Gehäuseelement 10 zur Aufnahme des Druckfühlers 2 und des Vibrationsfühlers 3 versehen. Sowohl der Druckfühler 2 als auch der Vibrationsfühler 3 können als Druckfühler der Membranbauart konstruiert sein und die gleiche Konstruktion aufweisen. In diesem Falle ist die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 an der inneren Schale 51 derart befestigt, daß der Druckfühler 2 und der Vibrationsfühler 3 in einer Linie in Bezug auf ihre Ermittlungsrichtung angeordnet sind. Die Ermittlungsrichtungen des Druckfühlers 2 und des Vibrationsfühlers 3 können parallel zueinander verlaufen.
Das Gehäuseelement 10 ist mit der Kommunikationsöffnung 11 zur Verbindung des Inneren des Gehäuseelements 10 mit der Außenseite versehen. Die beiden Enden der Kommunikationsöffnung 11 sind jeweils mit den Mündungen versehen. Die Mündung am einen Ende der Kommunikationsöffnung 11 ist so angeordnet, daß sie der Membran 21 des Druckfühlers 2 benachbart ist und sich die Öffnung am anderen Ende der Kommunikationsöffnung 11 auf der seitlichen Oberfläche des Gehäuseelements 10 befindet. Somit steht die Membran 21 mit dem Raum 53 über die Kommunikationsöffnung 11 in Verbindung. Das heißt, die Membran 21 ist aus dem Raum 53 beaufschlagbar.
Der Vibrationsfühler3 im Gehäuseelement 10 eingeschlossen, um gegenüber dem Raum 53 isoliert zu sein, so daß der Druck im Raum 53 nicht auf die Membran 31 des Vibrationsfühlers 3 einwirkt. Somit ermittelt die Membran 31 nur die Vibration der Innendruckermittlungsvorrichtung 1, die durch die Vibration der inneren Schale 51 hervorgerufen wird.
Die 7 zeigt die Schaltungsbestandteile der Innendruckermittlungsvorrichtung 1. Bezugnehmend auf 7 weist der Druckfühler 2 die Schaltung 22 zur Ermittlung der Widerstandsänderung der Membran 21 und der Vibrationsfühler 3 die Schaltung 23 zur Ermittlung der Widerstandsänderung der Membran 31 auf. Die Schaltungen 22 bzw. 32 können vom Druckfühler 2 und vom Vibrationsfühler 3 ausgegebene Signale verarbeiten (z.B. verstärken und einer Analog-Digital-Umsetzung unterziehen) und beim Druckfühler 2 und dem Vibrationsfühler 3 eine Fehlerdiagnose durchführen.
Die Drucksignale vom Druckfühler 2 und die Vibrationssignale vom Vibrationsfühler 3 werden in die Recheneinheit 4 eingegeben, die mit einer Subtraktionsschaltung, einem Analog-Digital-Umsetzer, einer Kommunikationseinheit und dergleichen versehen sein kann. Die Recheneinheit 4 berechnet den Druck im Raum 53 der Tür 5 basierend auf den eingegebenen Drucksignalen und den Vibrationssignalen. Die Recheneinheit 4 kann in die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 integriert sein.
Wie die 6A und 6B zeigen, ist die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 an der raumseitigen Oberfläche (d.h. der Oberfläche auf der Seite des Raums 53) der inneren Schale 51 derart angebracht, daß die Membran 21 des Druckfühlers 2 vom Raum 53 her beaufschlagbar ist.
Gemäß dieser Ausführungsform stellt der Vibrationsfühler 3 die Vibration der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 fest, die auch durch den Druckfühler 2 ermittelt wird, der vorgesehen ist, um den Druck des Raums 53 der Tür 5 festzustellen. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird bei der Berechnung des Drucks im Raum 53 durch die Recheneinheit 4 das Ermittlungsergebnis (Vibrationssignale) des Vibrationsfühlers 3 vom Ermittlungsergebnis (Drucksignale) des Druckfühlers 2 subtrahiert. Damit kann der Druck im Raum 53 gemäß den Drucksignalen der Korrektur gemessen werden.
In diesem Falle sind der Druckfühler 2 und der Vibrationsfühler 3 mit der gleichen Konstruktion versehen und so angeordnet, daß sie zueinander parallele Ermittlungsrichtungen aufweisen. Das heißt, der Druckfühler 2 und der Vibrationsfühler 3 sind mir der im wesentlichen gleichen Ermittlungseigenschaft und dem im wesentlichen gleichen Ermittlungsverfahren ausgestattet. Somit kann die auf den Druckfühler 2 übertragene Vibration im wesentlichen über den Vibrationsfühler 3 ermittelt werden. Deshalb kann die auf den Druckfühler 2 übertragene Vibration im wesentlichen über den Vibrationsfühler 3 ermittelt werden. Deshalb kann der Einfluß der Vibration auf die Ermittlung des Drucks im Raum 53 der Tür 5 beschränkt werden.
Das Kollisionsermittlungssystem kann in geeigneter Weise für eine Insassenschutzvorrichtung benutzt werden, die ein seitliches Luftkissen oder dergleichen aufweist, um eine seitliche Kollision des Fahrzeugs oder dergleichen festzustellen. In diesem Falle kann das Signal des Drucks innerhalb des Raums 53, der durch die Recheneinheit 4 berechnet wird, an die Luftkissen-ECU (A/B-ECU) gesandt werden. Die eine ECU besitzende Luftkissen-ECU steuert den Einsatz des seitlichen Luftkissens in Übereinstimmung mit dem Drucksignal, um die Insassen bei der seitlichen Kollision des Fahrzeugs zu schützen. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Ermittlungsgenauigkeit bei der Fahrzeugkollision verbessert, womit Fehlfunktionen beim Insassenschutz reduziert werden.
Nun wird eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform beschrieben.
In diesem Falle werden, wie in 8 gezeigt, die Membran 21 des Druckfühlers 2 und die Membran 31 des Vibrationsfühlers 3 in Bezug auf ihre Ermittlungsrichtung in einer Linie angeordnet und miteinander in ihrer Anordnungsrichtung integriert. Das heißt, die Ermittlungsoberflächen der Membranen 21 und 31 sind miteinander in ihren Ausdehnungsrichtungen (rechtwinklig zur Richtung ihrer Dicke) integriert.
Die Membran 21 ist aus dem Raum 53 durch die Kommunikationsöffnung 11 beaufschlagbar, während die Membran 31 durch das (nicht gezeigte) Harzelement oder dergleichen abgeschlossen wird, um gegenüber dem Raum 53 isoliert zu sein.
Ähnlich der zweiten Ausführungsform kann gemäß dieser Abwandlung die Fahrzeugkollision auch mittels der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 festgestellt werden. In diesem Falle sind die Membran 21 des Druckfühlers 2 und die Membran 31 des Vibrationsfühlers 3 integriert ausgebildet. Somit können beispielsweise die Schaltungen (zur Ermittlung der Widerstandsänderungen der Membranen 21 und 31) des Druckfühlers 2 und des Vibrationsfühlers 3 als eine einzige Schaltung 22 kombiniert werden. Das heißt, die Schaltung 22 des erhält eine Doppelfunktion als Schaltung des Druckfühlers 2 und jene des Vibrationsfühlers 3. Somit kann die Innendruckermittlungsvorrichtung 1 mit kleinerer Baugröße gestaltet werden.
(ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN)
Der Vibrationsfühler 3 der Innendruckermittlungsvorrichtung 1 kann auch als ein anderer Fühler als ein Druckfühler, beispielsweise als ein Beschleunigungssensor konstruiert sein, der eine Ermittlungseigenschaft aufweist, die anders ist als beim Druckfühler 2. Somit kann die Ermittlungsgenauigkeit verbessert werden.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen funktioniert der Druckfühler 2 als ein Hauptfühler für die Ermittlung der Fahrzeugkollision und der Vibrationsfühler 3 funktioniert im Verhältnis zum Druckfühler 2 als ein Sicherungsfühler, um eine fehlerhafte Ermittlung der Fahrzeugkollision zu hemmen. Jedoch kann auch der Vibrationsfühler 3 als der Hauptfühler funktionieren und der Druckfühler 2 funktioniert im Verhältnis zum Vibrationsfühler 3 als Sicherungsfühler, um eine fehlerhafte Ermittlung der Fahrzeugkollision zu hemmen. Das heißt, die Fahrzeugkollision kann auf der Basis einer Haupterfassung ermittelt werden in Übereinstimmung mit der Vibration des Fahrzeugs (z.B. der inneren Schale 51), die durch den Vibrationsfühler 3 festgestellt wird, und eine Sicherheitsfeststellung in Übereinstimmung mit dem Druck im Raum 53 wird durch den Druckfühler 2 ermittelt.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der im wesentlichen geschlossene Raum 53 in der Tür 5 des Fahrzeugs angeordnet. Jedoch kann das Fahrzeug auch an einer anderen Stelle seines Umfangsbereichs als der Tür 5 mit dem im wesentlich geschlossenen Raum versehen werden, so daß die Fahrzeugkollision, wie eine Frontalkollision, festgestellt werden kann.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind sowohl der Druckfühler 2 als auch der Vibrationsfühler 3 auf der raumseitigen Oberfläche der inneren Schale 51 angebracht. Das heißt der Druckfühler 2 und der Vibrationsfühler 3 sind im Raum 53 angeordnet. Jedoch kann der Vibrationsfühler 3 auch außerhalb des Raums 53 in einer Position angeordnet sein, wo die auf den Druckfühler 2 übertragene Vibration ermittelt werden kann. Beispielsweise kann der Vibrationsfühler 3 dem Druckfühler 2 gegenüber angeordnet sein, mit der inneren Schale 51 zwischen ihnen. In diesem Falle sind der Druckfühler 2 bzw. der Vibrationsfühler 3 auf entgegengesetzten Oberflächen der inneren Schale 51 angeordnet.

Claims

Kollisionsermittlungssystem für ein Fahrzeug, umfassend: ein Druck ermittelndes Element (2) zur Ermittlung eines Drucks in einem im wesentlichen geschlossenen Raum (53), der im Umfangsbereich (5) eines Fahrzeugs angeordnet ist; und ein Vibration ermittelndes Element (3) zur Ermittlung der Vibration des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung einer Kollision des Fahrzeugs der Druck in dem Raum (53) auf der Basis von Drucksignalen berechnet wird, die vom Druck ermittelnden Element (2) ermittelt werden, und von Vibrationssignalen, die vom Vibration ermittelnden Element (3) ermittelt werden.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Druck ermittelnde Element (2) und das Vibration ermittelnde Element (3) in Kontakt miteinander angeordnet sind.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 2, bei welchem: das Druck ermittelnde Element (2) eine erste Fühlereinheit (20) besitzt, die den Druck im genannten Raum (53) feststellt; das Vibration ermittelnde Element (3) eine zweite Fühlereinheit (30) besitzt, die die Vibration des Fahrzeugs feststellt; und die erste Fühlereinheit (20) und die zweite Fühlereinheit (30) in einer Ermittlungsrichtung des Druck ermittelnden Elements (2) gestapelt sind.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 3, bei welchem das Vibration ermittelnde Element (3) aus einem Druckfühler besteht.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 3, bei welchem das Vibration ermittelnde Element (3) aus einem Beschleunigungsfühler besteht.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 3, bei welchem entweder das Druck ermittelnde Element (2) oder das Vibration ermittelnde Element (3) einen Hauptfühler bildet und das andere einen sichernden Fühler zur Ermittlung einer Kollision des Fahrzeugs bildet.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Recheneinheit (4) zur Berechnung des Drucks im genannten Raum (53) auf der Basis der Drucksignale vom Druck ermittelnden Element (2) und der Vibrationssignale vom Vibration ermittelnden Element (3).
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 1, bei welchem der genannte Raum (53) in einer Tür (5) des Fahrzeugs angeordnet ist.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Insassenschutzvorrichtung zum Schutz der Fahrzeuginsassen, wenn eine Kollision des Fahrzeugs entsprechend den Drucksignalen vom Druck ermittelnden Element (2) und den Vibrationssignalen vom Vibration ermittelnden Element (3) ermittelt wird.
Kollisionsermittlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem das Vibration ermittelnde Element (3) im genannten Raum (53) angeordnet ist.
Kollisionsermittlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem das Druck ermittelnde Element (2) im genannten Raum (53) angeordnet ist.
Kollisionsermittlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem der Druck im genannten Raum (53) durch Subtraktion der durch das Vibration ermittelnde Element (34) ermittelten Vibrationssignale von den durch das Druck ermittelnde Element (2) ermittelten Drucksignalen berechnet wird.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 3, bei welchem die erste Fühlereinheit (20) des Druck ermittelnden Elements (2) und die zweite Fühlereinheit (30) des Vibration ermittelnden Elements (3) miteinander integriert sind.
Kollisionsermittlungssystem nach Anspruch 8, bei welchem das Druck ermittelnde Element (2) und das Vibration ermittelnde Element (3) an der Tür (5) des Fahrzeugs angebracht sind.