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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kollisionsermittlungsvorrichtung,
die beispielsweise bei Fahrzeugen nutzbar gemacht werden kann.
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Im
allgemeinen kann ein Fahrzeug mit einer Kollisionsermittlungsvorrichtung
versehen werden, um eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger oder
dergleichen zu entdecken, wie in der JP-11-310095A offenbart. In
diesem Falle wird auf der Basis einer Veränderung des Drucks einer in
einem elastischen Rohr eingeschlossenen Flüssigkeit festgestellt, ob das
Kollisionshindernis ein Fußgänger ist
oder nicht.
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Die
Druckänderung
der in das elastische Rohr eingeschlossenen Flüssigkeit wird jedoch durch eine Änderung
der Temperatur oder des barometrischen Drucks beeinflußt. Deshalb
wird eine irrtümliche
Feststellung eines Fußgängers verursacht.
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Im
Hinblick auf die oben beschriebene Unzulänglichkeit ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Kollisionsermittlungsvorrichtung
vorzusehen, die die Kollision eines Fahrzeugs mit größerer Genauigkeit
ermittelt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung schließt die
Kollisionsermittlungsvorrichtung für ein Fahrzeug ein Element
zur Definition eines Verformungsraums, eine Durchflußermittlungseinheit
und eine Kollisionbestimmungseinheit ein. Das Element zur Definition eines
Verformungsraums definiert dabei einen vorgegebenen Raum und ist
durch eine Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis
verformbar. Das Element zur Definition eines Verformungsraums enthält ein Fluid
und besitzt eine Öffnung,
durch die der vorgegebene Raum mit der Außenseite in Verbindung steht.
Die Durchflußermittlungseinheit
stellt den Durchflußwert
des durch die Öffnung
des vorgegebenen Raums fließenden
Fluids fest. Die Kollisionsbestimmungseinheit stellt auf der Basis
des von der Durchflußermittlungseinheit
festgestellten Durchflusses fest, ob eine Kollision vorliegt oder
nicht.
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Beispielsweise
wird unmittelbar nach der Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem
Hindernis das den Verformungsraum definierende Element so verformt,
daß der
vorgegebene Raum kleiner wird. Dadurch fließt das Fluid im vorgegebenen
Raum durch die Öffnung
aus diesem aus. Das heißt,
der Durchfluß des
Fluids durch die Öffnung
verändert sich
als Reaktion auf die Kollision. Basierend auf dem von der Durchflußermittlungseinheit
festgestellten Durchfluß kann
die Kollisionsbestimmungseinheit im wesentlichen die Kollision des
Fahrzeugs bestimmen.
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In
diesem Falle wird der Durchfluß des
Fluids durch die Öffnung
des vorgegebenen Raums wenig durch Änderungen der Temperatur und
des barometrischen Drucks beeinflußt, obwohl der Druck des im vorgegebenen
Raum vorhandenen Fluids durch die Veränderung der Temperatur und
den barometrischen Druck beeinflußt wird. Demgemäß kann die Kollision
des Fahrzeugs verläßlich festgestellt
werden.
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Die
obigen und andre Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen offensichtlicher aus der folgenden, detaillierten Beschreibung hervor,
die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, In
diesen ist
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1 eine
teilweise in Längsrichtung
eines Fahrzeugs geschnittene Ansicht eines Frontabschnitts eines
Fahrzeugs gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Ansicht, die den Frontabschnitt gemäß der ersten Ausführungsform bei
der Ansicht von vorn zeigt, bei dem eine Stoßstangenabdeckung und ein Stoßstangenstoßdämpfer entfernt
sind;
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3 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die den Frontabschnitt des Fahrzeugs
gemäß der ersten
Ausführungsform
in dem Falle zeigt, in dem eine Kollision zwischen dem Fahrzeug
und einem Hindernis auftritt;
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4 ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Ausmaß der Verformung eines Rohrs
und einem Durchfluß von
Luft darstellt, der durch einen Luftströmungssensor gemäß der ersten
Ausführungsform
festgestellt wird;
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5 ein
Diagramm, das Änderungen
des Durchflusses von Luft zeigt, die von dem Luftströmungssensor
gemäß der ersten
Ausführungsform mit
der seit dem Auftreten der Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem
Fußgänger und
jener zwischen dem Fahrzeug und einem leichtgewichtigen Hindernis,
wie einem Farbkegel, verstreichenden Zeit festgestellt werden;
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6 ein
Blockschaltbild, das die Konstruktion einer ECU einer Kollisionsermittlungsvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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7 ein
Diagramm, das ein Kollisionsermittlungsverfahren mittels einer Kollisionsermuttlungseinheit
gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt;
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8 ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen dem durch den Luftströmungssensor
festgestellten Luftdurchfluß und
einer Kollisionslast gemäß der ersten
Ausführungsform
darstellt;
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9 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die einen Frontabschnitt eines Fahrzeugs
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Fahrzeuglängsrichtung zeigt;
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10 einen
Querschnitt längs
der Linie X-X in 9 und
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11 eine
teilweise geschnittene Ansicht, die den Frontabschnitt des Fahrzeugs
gemäß der zweiten
Ausführungsform
in dem Falle zeigt, in dem eine Kollision zwischen dem Fahrzeug
und einem Hindernis auftritt.
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Die
beispielsweisen Ausführungsformen werden
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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[ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM]
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Eine
Kollisionsermittlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.
Die Kollisionsermittlungsvorrichtung kann beispielsweise bei einem
Fahrzeug genutzt werden.
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Die
Kollisionsermittlungsvorrichtung besitzt wenigstens ein einen verformbaren
Raum definierendes Element 15 (z.B. zwei Rohre), welches
in seinem Inneren einen vorgegebenen Raum definiert und zwischen
einem Stoßstangenstoßabsorber 12 und
einem Verstärkungselement 14 (erstes
Element) des Fahrzeugs angeordnet ist, wenigstens eine Durchflußermittlungseinheit 16 (z.B.
zwei Luftströmungssensoren)
und eine Steuereinheit 20 (z.B. eine ECU) zur Feststellung,
ob eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis, wie
einem Fußgänger, stattfindet
oder nicht, auf der Basis von Ausgangssignalen von der Durchflußermittlungseinheit 16.
Die Luftströmungssensoren 16 können an
den Enden der Rohre 15 angebracht sein. Falls festgestellt
wird, daß das
Kollisionshindernis ein Fußgänger ist,
wird über die
ECU 20 eine Fußgängerschutzvorrichtung 40 des Fahrzeugs
betätigt,
um den Fußgänger zu
schützen.
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Die
Konstruktion des Frontabschnitts des Fahrzeugs wird unter Bezugnahme
auf die 1 und 2 beschrieben.
Eine Stoßstangenabdeckung 11 ist
auf der vordersten Oberfläche
des Fahrzeugs angeordnet, um die der Fahrzeugvorderseite zugeordnete
Oberfläche
des Stoßstangenstoßabsorbers 12 abzudecken.
Der Stoßstangenstoßabsorber 12 ist
im Vorderabschnitt des Fahrzeugs angeordnet und erstreckt sich in
Richtung der Fahrzeugbreite (d. h. in der Links-Rechts-Richtung
des Fahrzeugs). Der Stoßstangenstoßabsorber 12 (Stoßdämpfungsabschnitt)
ist geeignet, einen Stoß zu
dämpfen
(zu absorbieren), der durch die Kollision von der Fahrzeugfrontseite
ausgeht. Das heißt,
der Stoßstangenstoßabsorber 12 ist
aufgrund der Kollision des Fahrzeugs relativ zum Verstärkungselement 14 oder
dergleichen in Längsrichtung
des Fahrzeugs beweglich.
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Eine
Lastaufnahmeplatte 13 (zweites Element) ist zwischen dem
Stoßstangenstoßabsorber 12 und
den Rohren 15 angeordnet. Die Lastaufnahmeplatte 13 kann,
in der Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs gesehen, im wesentlichen
L-förmig
sein. Insbesondere ist die Lastaufnahmeplatte 13 mit einem
Abdeckabschnitt versehen, der sich im wesentlichen horizontal in
der Links-Recht-Richtung erstreckt, und mit einer Stirnplatte, die
sich von einer der Vorderseite des Fahrzeugs zugewandten Seite des
Abdeckabschnitts aus in Richtung auf die Fahrzeugunterseite erstreckt.
Die Lastaufnahmeplatte 13 kann beispielsweise aus Metall,
wie einem Stahlmaterial, gefertigt sein. Das heißt, die Lastaufnahmeplatte
besitzt eine höhere
Steifigkeit als der Stoßstangenstoßabsorber.
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Ein
Teil des Stoßstangenstoßabsorbers 12 befindet
sich auf dem Abdeckabschnitt, um von der Lastaufnahmeplatte 13 getragen
zu werden. Außerdem
ist die Stirnplatte der Lastaufnahmeplatte 13 so angeordnet,
daß sie
geeignet ist, an einer der Fahrzeugrückseite zugewandten Oberfläche des
Stoßstangenstoßabsorbers 12 anzuliegen.
Das heißt,
daß die
der Fahrzeugrückseite
zugewandte Oberfläche des
Stoßstangenstoßfängers 12,
falls der Stoßstangenstoßabsorber 12 aufgrund
einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis in Richtung auf
die Fahrzeugrückseite
bewegt wird, in Richtung auf die Fahrzeugrückseite gegen die Stirnplatte
der Lastaufnahmeplatte 13 stoßen wird. Die Lastaufnahmeplatte 13 kann
so angeordnet sein, daß sie
relativ zum Verstärkungselement 14 oder
dergleichen nur im wesentlichen in der Längsrichtung des Fahrzeugs beweglich
ist.
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Das
Verstärkungselement 14 bildet
einen Bestandteil des Fahrzeugrahmens und erstreckt sich in der
Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs. Wie in 1 gezeigt,
kann das Verstärkungselement 14 ein hohles
Element und in seinem Inneren, im wesentlichen in seinem Mittelbereich,
mit zwei Stützrippen versehen
sein. Das Verstärkungselement 14 ist
mit einem geringen Zwischenraum an der der Fahrzeugrückseite
zugewandten Seite der Lastaufnahmeplatte 13 angeordnet.
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Das
Rohr 15 ist verformbar. Das Rohr 15 kann aus einem
elastischen Material, wie etwa Gummi, gefertigt sein und beispielsweise
eine im wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Jedes der Rohre 15 erstreckt
sich im wesentlichen in der Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs und ist zwischen
einer der Fahrzeugrückseite
zugewandten Oberfläche
der Stirnplatte der Lastaufnahmeplatte 13 und der der Fahrzeugvorderseite
zugewandten Oberfläche
des Verstärkungselements 14 angeordnet.
In diesem Falle sind die beiden Rohre 15 im wesentlichen
zueinander parallel und in zwei relativ zueinander in der in Bezug
auf das Fahrzeug von oben nach unten verlaufenden Richtung unterschiedlichen Positionen
angeordnet. Wie in 2 gezeigt, kann beispielsweise
das der rechten Seite des Fahrzeugs (die linke Seite in 2)
zugewandte Ende eines jeden der Rohre 15 geschlossen und
das der linken Seite des Fahrzeugs (die rechte Seite in 2)
zugewandte Ende eines jeden der Rohre 15 offen sein.
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Weil
sich in jedem der Rohre 15 der vorgegebene Raum befindet
und es an einem Ende (beispielsweise am linken Ende des Rohrs 15)
mit einer Öffnung
versehen ist, steht der vorgegebene Raum über die Öffnung mit dem Bereich außerhalb
des Insassenraums des Fahrzeugs in Verbindung. Demgemäß ist der
Raum im Rohr 15 mit Luft versehen, die jener ähnlich ist,
die sich außerhalb
des Fahrzeugs (des Insassenraums) befindet. In diesem Falle, wird der
Raum im Rohr 15 ansprechend auf eine Verformung des Rohrs 15 verformt.
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Die
zwei Luftströmungssensoren 16 sind
jeweils an den offenen Enden ((z.B. den in Bezug auf das Fahrzeug
linksseitigen Enden) der beiden Rohre 15 angeordnet, um
jeweils die Durchflüsse
F der zwischen den Räumen
in den Rohren 15 und deren Außenseite strömenden Luft
zu ermitteln. Das heißt,
der Luftströmungssensor 16 ermittelt
einen Ausström-Durchfluß der der
aus dem Innenraum des Rohrs 15 nach der Außenseite
ausströmenden
Luft und einen Einström-Durchfluß der von
der Außenseite
her in den Innenraum des Rohrs 15 einströmenden Luft.
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In
diesem Falle kann der Luftströmungssensor 16 als
Sensor der Hitzdraht-Bauform oder als ein Sensor des Karmanwirbeltyps
oder dergleichen ausgebildet sein. Der Hitzdrahtsensor besitzt eine
Heizspirale, die an einem Ermittlungsobjekt (z.B. ein Öffnungsende
des Rohrs 15) angebracht ist. Die Temperatur der Heizspirale
steigt, wenn ein elektrischer Strom durch die Heizspirale fließt. Weil
die Heizspirale durch die sie umfließende Luft gekühlt wird,
wird eine Änderung
des Widerstands der Heizspirale verursacht. Andererseits ermittelt
der Karmanwirbeltyp-Sensor den Durchfluß F der Luft auf der Basis
einer Beobachtung des durch die strömende Luft gebildeten Karman-Wirbels.
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Wie
in 3 gezeigt, bewegen sich, falls eine Kollision
zwischen dem Frontabschnitt des Fahrzeugs und einem Hindernis stattfindet,
die Stoßstangenabdeckung 11 und
der Stoßstangenstoßabsorber 12 relativ
auf das Verstärkungselement 14 zu (das
heißt,
in Richtung auf die Fahrzeugrückseite). Überdies
bewegt sich die Lastaufnahmeplatte 13 relativ zum Verstärkungselement 14 (in
Richtung auf die Fahrzeugrückseite)
aufgrund der Rückwärtsbewegung
des Stoßstangenstoßabsorbers 12.
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In
diesem Falle werden die Relativbewegungen der Stoßstangenabdeckung 11,
des Stoßstangenstoßabsorbers 12 und
der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem Verstärkungselement 14 in
Richtung auf die Fahrzeugrückseite
entsprechend der auf das Fahrzeug einwirkenden, durch die Kollision
mit dem Hindernis verursachten Kollisionslast verschieden sein.
Das heißt,
je größer die
die durch die Kollision verursachte Kollisionslast ist, desto größer werden die
Relativbewegungen der Stoßstangenabdeckung 11,
des Stoßstangenstoßabsorbers 12 und
der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem Verstärkungselement 13 in
Richtung auf die Fahrzeugrückseite
sein.
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Beispielsweise
ist im Falle einer zwischen dem Frontabschnitt des Fahrzeugs und
einem Gebäude
oder dergleichen auftretenden Kollision die auf das Fahrzeug einwirkende
Kollisionslast größer, verglichen
mit dem Falle einer Kollision mit einem Menschen (z.B. einem Fußgänger) oder
dergleichen. In diesem Falle nimmt die Relativbewegung der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem
Verstärkungselement
in Richtung auf die Fahrzeugrückseite
zu.
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Andererseits
ist die auf das Fahrzeug ausgeübte
Kollisionslast kleiner, falls eine Kollision zwischen dem Frontabschnitt
des Fahrzeugs und dem Fußgänger eintritt.
In diesem Falle nimmt die Relativbewegung der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem
Verstärkungselement 14 in
Richtung auf die Fahrzeugrückseite
ab, im Vergleich mit dem Falle einer Kollision mit einem Gebäude.
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Falls
sich eine Kollision zwischen dem Frontabschnitt des Fahrzeugs und
einem Farbkegel (Markierungskegel) oder dergleichen ereignet, ist
die auf das Fahrzeug einwirkende Kollisionslast im Vergleich mit
einer Kollision mit einem Fußgänger kleiner.
In diesem Falle nimmt die Relativbewegung der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem
Verstärkungselement 14 in
Richtung auf die Fahrzeugrückseite
ab im Vergleich zur Kollision mit einem Fußgänger.
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Bei
der Kollision mit dem Frontabschnitt des Fahrzeugs wird das Rohr 15 zusammengedrückt und verformt,
wenn sich die Lastaufnahmeplatte 14 relativ zum Verstärkungselement 14 gegen
die Fahrzeugrückseite
bewegt. Insbesondere wird das Rohr 15 entsprechend der
Relativbewegung der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem
Verstärkungselement 14 in
Richtung auf die Fahrzeugrückseite
einer Druckverformung ausgesetzt. Aufgrund der Verformung des Rohrs 15 wird
der Raum im Rohr 15 enger (d.h. wird verformt).
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Somit
wird die vor der Kollision im Raum innerhalb des Rohrs 15 befindliche
Luft teilweise aus dem Rohr 15 ausströmen. Zu diesem Zeitpunkt ermittelt
der am Öff nungsende
des Rohrs 15 angeordnete Luftströmungssensor 16 den
Durchfluß F
der aus dem Raum im Rohr 15 ausströmenden Luft.
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Wie
in 4 gezeigt, besteht eine wesentliche proportionale
Beziehung zwischen dem Ausmaß der
Verformung des Rohrs 15 und dem Durchfluß F der
Luft, der durch den am Rohr 15 befestigten Luftströmungssensor 16 festgestellt
wird. In diesem Falle findet die Verformung des Rohrs 15 im
wesentlichen in Längsrichtung
des Fahrzeugs statt. Das heißt,
der große
Durchfluß F
der Luft am Öffnungsende
des Rohrs 15 wird durch eine große Verformung des Rohrs 15 verursacht.
Somit kann der Luftströmungssensor 16 den
Durchfluß F
der Luft ermitteln, der sich ansprechend auf die Relativbewegung
der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem Verstärkungselement 14 in
Richtung auf die Fahrzeugrückseite
verändert.
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Die 5 zeigt
einen Durchfluß F
der Luft (ermittelt vom Luftströmungssensor 16)
aufgetragen über
der seit dem Eintreten der Kollision verstrichenen Zeit, beziehungsweise
im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger und im Falle einer Kollision
mit einem leichtgewichtigen Hindernis (leichtgewichtig im Vergleich
zu einem Fußgänger), wie
einem Farbkegel. In 5 wird der Fall einer Kollision
mit einem Fußgänger durch
die durchgehende Linie angezeigt und der Fall einer Kollision mit
dem leichgewichtigen Hindernis durch die unterbrochene Linie. Außerdem ist
der Durchflußwert
im Falle der Ausströmung
der Luft aus dem Innenraum des Rohrs 15 nach seiner Außenseite
auf die positive Seite der Ordinate gesetzt und der Durchflußwert für den Fall
der Einströmung
der Luft in den Innenraum des Rohrs 15 von seiner Außenseite
aus auf die negative Seite der Ordinate.
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Wenn
das Fahrzeug mit dem Hindernis kollidiert, nimmt die auf das Zusammendrücken zurückzuführende Verformung
des Rohrs 15 unmittelbar nach dem Auftreten der Kollision
beständig
zu und nimmt dann aufgrund des Rückfederns
des Rohrs 15 wieder ab. Wie in 5 gezeigt,
strömt
unmittelbar nachdem die Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem
Hindernis stattgefunden hat, Luft aus dem Innenraum des Rohrs 15.
Danach, nachdem eine gewisse Zeitspanne seit dem Auftreten der Kollision verstri chen
ist, strömt
Luft in das Innere des Rohrs von dessen Außenseite. Der Durchflußwert des
Einströmens
des Fluids wird groß,
wenn die auf das Fahrzeug einwirkende Kollisionslast zunimmt.
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Der
Durchfluß F
der Luft, der vom Luftströmungssensor 16 ermittelt
wird, entspricht der Relativbewegung der Lastaufnahmeplatte 13 gegenüber dem
Verstärkungselement 14 in
Richtung auf die Rückseite
des Fahrzeugs. Deshalb ist der Absolutwert des Durchflusses F der
Luft (angezeigt durch die durchgehende Linie in 5)
größer als
im Falle der Kollision mit einem leichtgewichtigen Hindernis, wie einem
Farbkegel. Das heißt,
der Durchfluß F
der durch die Öffnung
des Raums innerhalb des Rohrs 15 strömenden Luft ändert sich
ansprechend auf die Kollisionslast.
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Als
nächstes
wird die ECU 20 der Ermittlungsvorrichtung für die Kollision
eines Fahrzeugs unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben.
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Wie
in 6 gezeigt, kann die ECU 20 eine Kollisionsfeststellungseinheit 21,
eine Kollisionslastberechnungseinheit 22, eine Hindernismassenberechnungseinheit 23 und
eine Hindernisunterscheidungseinheit 24 aufweisen. Die
Kollisionsfeststellungseinheit 21 stellt auf der Basis
der Ausgangssignale des Luftströmungssensors 16 fest,
ob zwischen dem Frontabschnitt des Fahrzeugs und einem Hindernis
eine Kollision aufgetreten ist oder nicht.
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Die 7 zeigt
den Durchfluß F
der Luft (ermittelt vom Luftströmungssensor 16),
der sich mit der seit dem Auftreten der Fahrzeugkollision verstreichenden
Zeit verändert.
In 7 wird der Durchflußwert der Luftausströmung für den Fall,
daß die
Luft aus dem Innenraum des Rohrs 15 nach dessen Außenseite
ausströmt,
auf eine positive Seite der Ordinate gesetzt und der Durchflußwert der
Lufteinströmung
für den
Fall, daß die
Luft in den Innenraum des Rohrs 15 von dessen Außenseite
her einströmt,
auf eine negative Seite der Ordinate.
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Wie
oben beschrieben, hält
die Zunahme der Verformung des Rohrs 15 unmittelbar nach
der Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis an und nimmt
dann wegen dessen Rückfederung
wieder ab. Deshalb strömt,
wie in 7 gezeigt, die Luft unmittelbar nach dem Auftreten
der Kollision aus dem Innenraum des Rohrs 15 aus. Danach
strömt
die Luft von außen
her in den Innenraum des Rohrs 15, nachdem eine Zeitspanne
verstrichen ist,
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Falls
der ermittelte Durchflußwert
für die
Luftausströmung
(z. B. der Ermittlungswert einer der Luftströmungssensoren 16)
einen vorgegebenen Schwellenwert Fth überschreitet, stellt die Kollisionsfeststellungseinheit 21 fest,
daß eine
Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis stattfindet.
Das heißt,
daß, wie
in 7 gezeigt, wenn seit dem Eintreten der Kollision
die Zeit T1 verstrichen ist, die Kollision zwischen dem Fahrzeug
und dem Hindernis stattfindet.
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Falls
die Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis durch die
Kollisionsfeststellungseinheit 21 festgestellt wurde, berechnet
die Kollisionslastberechnungseinheit 22 die auf das Fahrzeug aufgrund
der Kollision einwirkende Kollisionslast.
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Insbesondere
stellt die Kollisionslastberechnungseinheit zunächst fest, ob die Kollision
durch die Kollisionsfeststellungseinheit 21 festgestellt
wurde oder nicht. Wenn die Kollision durch die Kollisionsfeststellungseinheit
festgestellt wurde, werden die Ermittlungswerte des Durchflusses
F von den Luftströmungssensoren 16 in
die Kollisionslastberechnungseinheit 22 eingegeben. Damit
berechnet die Kollisionslastberechnungseinheit 22 die Kollisionslast
auf der Basis der Durchflußwerte
F der Luft.
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Wie
oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben,
besteht eine wesentliche proportionale Beziehung zwischen dem Ausmaß der Verformung des
Rohrs 15 und dem vom Luftströmungssensor 16 ermittelten
Luftdurchfluß F.
Deshalb besteht die in 8 gezeigte, durch den Luftströmungssensor 16 ermittelte
Beziehung zwischen dem Durchfluß F (durch
eine feste Linie angezeigt) der Luft und der Kollisionslast (durch
eine unterbrochene Linie angezeigt), die auf den Abschnitt des Fahrzeugs
einwirkt, der der Be festigungsposition des Luftströmungssensors 16 entspricht.
In diesem Falle kann die Kollisionslast berechnet werden, die auf
den Abschnitt des Fahrzeugs einwirkt, der der Befestigungsposition
des Luftströmungssensors 16 entspricht,
indem der Luftdurchfluß F über die
Zeit integriert wird, die nach dem Auftreten der Kollision verstrichen
ist und die Einheit des Integrationsergebnisses umgewandelt wird.
Somit kann die auf das Fahrzeug einwirkende Kollisionslast beispielsweise
als Summe der Kollisionslasten berechnet werden, die auf die Abschnitte
des Fahrzeugs einwirken, die den Befestigungspositionen der Luftströmungssensoren 16 entsprechen.
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Unter
Bezugnahme auf 8 nimmt de Kollisionslast, die
auf den Abschnitt des Fahrzeugs einwirkt, der der Befestigungsposition
des Luftströmungssensors 16 entspricht,
mit der verstreichenden Zeit zu, wenn der Durchfluß F der
Luft einen positiven Wert aufweist (d. h., wenn die Luft aus dem
Rohr 15 ausströmt).
Andererseits nimmt de Kollisionslast, die auf den Abschnitt des
Fahrzeugs einwirkt, der der Befestigungsposition des Luftströmungssensors 16 entspricht,
mit der verstreichenden Zeit ab, wenn der Durchfluß F der
Luft einen negativen Wert aufweist (d. h., wenn die Luft in das
Rohr 15 einströmt).
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Das
Fahrzeug ist außerdem
mit einer Geschwindigkeitsfeststellungseinheit 30 (z.B.
einem Geschwindigkeitssensor) zur Feststellung der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs versehen. Die Hindernismassenberechnungseinheit 23 kann
auf der Basis der durch die Kollisionslastberechnungseinheit 22 berechneten
Kollisionslast und der vom Geschwindigkeitssensor 30 ermittelten
Fahrzeuggeschwindigkeit die Masse des Hindernisses berechnen, das
mit dem Fahrzeug kollidiert. Die Masse des Hindernisses kann beispielsweise
durch das Verfahren berechnet werden, daß durch die JP-2005-156528A
offenbart ist. In diesem Falle wird die Masse des Hindernisses unter
Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Kollision
und einer über
die Zeit ermittelten Integrationswertes der auf das Fahrzeug einwirkenden
Kollisionslast berechnet.
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Die
Hindernisunterscheidungseinheit 24 ist vorgesehen, um das
Kollisionshindernis auf der Basis der Masse des Hindernisses, die
durch die Hindernismassenberech nungseinheit 23 berechnet
werden kann, nach seiner Art zu unterscheiden. Falls beispielsweise
die Masse des Hindernisses in einem vorgegebenen Bereich liegt (z.
B. definiert durch eine Obergrenze und eine Untergrenze), stellt
die Hindernisunterscheidungseinheit 24 fest, daß das Kollisionshindernis
ein Fußgänger ist.
Falls die Masse des Hindernisses kleiner ist als die Untergrenze
des vorgegebenen Bereichs, stellt die Hindernisunterscheidungseinheit 24 fest,
daß das
Hindernis ein Farbkegel oder dergleichen ist. Falls die Masse des
Hindernisses größer ist
als die Obergrenze des vorgegebenen Bereichs, stellt die Hindernisunterscheidungseinheit 24 fest,
daß das
Kollisionshindernis ein Gebäude,
ein Fahrzeug oder dergleichen ist.
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Falls
festgestellt wird, daß eine
Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger vorliegt, kann durch die
Hindernisunterscheidungseinheit 24 oder dergleichen die
Fußgängerschutzvorrichtung 40 betätigt werden.
Die Fußgängerschutzvorrichtung 40 kann
an der Motorhaube des Fahrzeugs befestigt sein, um einen Fußgänger vor
einer Kollision mit dem Fahrzeug zu schützen. Die Fußgängerschutzvorrichtung 40 umfaßt beispielsweise
eine Vorrichtung zum Anheben zumindest des (in Bezug auf die von
vorn nach hinten verlaufende Längsrichtung
des Fahrzeugs) hinteren Abschnitts der Motorhaube und/oder eine
Luftsack-(airbag)-Vorrichtung, die auf der Motorhaube oder dergleichen
bereitgehalten werden kann.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann das erste Element auch in anderer Form als das Verstärkungselement 14 vorgesehen
sein. Beispielsweise kann das erste Element aus einem anderen, am
Fahrzeugrahmen befestigten Element konstruiert sein. Das heißt, ein
Seitenteil oder dergleichen des Fahrzeugs, das einen Teil des Fahrzeugrahmens
bildet, kann ebenfalls benutzt werden. Es ist wünschenswert, daß das erste
Element widerstandsfähig
gegenüber
Verformungen ist, die durch eine Kollision des Fahrzeugs entstehen
könnten.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
steht die Öffnung
des vorgegebenen Raums des Rohrs 15 mit dem Äußeren des
Fahrzeugs in Verbindung. Das heißt, das Strömungsmittel, wie Luft, das
im vorgegebenen Raumvorgesehen ist, steht mit Luft außerhalb des Fahrzeugs
in Verbindung. Somit werden sich, falls sich die Temperatur und
der Barometerdruck der Luft außerhalb
des Fahrzeugs verändern,
auch die Temperatur und der Druck der Luft im vorgegebenen Raum
in ähnlicher
Weise verändern
wie jene außerhalb
des Fahrzeugs. Demgemäß befindet
sich in diesem Falle (Normalzustand) in dem keine Kollision des
Fahrzeugs auftritt (das heißt,
der vorgegebene Raum nicht deformiert wird), Luft mit im wesentlichen konstantem
Volumen im vorgegebenen Raum.
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Das
heißt,
der Durchfluß des
durch die Öffnung
des vorgegebenen Raums in dem den Verformungsraum definierenden
Element 15 (z.B. das Rohr) strömenden Fluids wird geringer
durch die Veränderung
der Temperatur und des Barometerdrucks beeinflußt. Somit kann die Kollision
des Fahrzeugs im wesentlichen auf der Basis des Durchflusses F festgestellt
werden, im Vergleich mit dem Falle, in dem die Kollision auf der
Basis des Fluiddrucks festgestellt wird. Der Druck des Fluids im
vorgegebenen Raum des Rohrs 15 wird leicht durch die Veränderung
von Temperatur und barometrischem Druck beeinflußt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind die Rohre 15 als die den Verformungsraum definierenden
Elemente zwischen dem Verstärkungselement 14 (das
das erste Element ist) und der Lastaufnahmeplatte 13 angeordnet.
Die Lastaufnahmepatte 13 ist an der der Rückseite
des Fahrzeugs zugewandten Seite des Stoßstangenstoßabsorbers 12 angebracht und
bewegt sich aufgrund der Kollision relativ zum Verstärkungselement 14,
so daß das
Rohr 15 die entsprechende Verformung besitzt. In diesem
Falle kann die konventionelle Komponente (z.B. Stoßstangenstoßabsorber 12)
des Fahrzeugs benutzt werden kann.
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Außerdem kann
gemäß dieser
Ausführungsform
das den Verformungsraum definierende Element leicht montiert werden,
weil das Rohr 15 im wesentlichen in der Links-Rechts-Richtung
des Fahrzeugs angeordnet ist. In diesem Falle kann die Kollision
ansprechend auf die verschiedenen Positionen in der Richtung der
Fahrzeugbreite festgestellt werden, an denen die Kollision auftritt.
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Im
allgemeinen kann die Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem
Gebäude
(oder einem anderen Fahrzeug oder dergleichen) über einen Beschleunigungssensor
oder dergleichen festgestellt werden. Jedoch ist im Falle einer
Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger ein Aufprall (Kollisionslast)
auf das Fahrzeug im Vergleich zu einer Kollision mit einem Gebäude oder
dergleichen gering. Deshalb ist es schwierig, die Kollision mit
dem Fußgänger nur
durch den Beschleunigungssensor festzustellen. Gemäß dieser
Ausführungsform
kann der mit einem Fahrzeug kollidierende Fußgänger im wesentlichen auf der
Basis des Durchflusses des Fluids durch die Öffnung des vorgegebenen Raums
in dem den Verformungsraum definierenden Element erkannt werden.
Deshalb kann die unnötige
Betätigung
(falls das Hindernis kein Fußgänger ist)
der Fußgängerschutzvorrichtung 40 beschränkt werden.
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[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 9-11 beschrieben.
In diesem Falle ist der Frontabschnitt des Fahrzeugs mit einer gegenüber der
oben beschriebenen ersten Ausführungsform
unterschiedlichen Konstruktion versehen.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist, wie in den 9 und 10 gezeigt,
das Fahrzeug mit einem Stoßstangenstoßabsorber 52 versehen,
der am Frontabschnitt des Fahrzeugs angebracht ist und sich in der
Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs erstreckt. Der Stoßstangenstoßabsorber 52 ist
verformbar, um den aus der Kollision des Fahrzeugs resultierenden
Stoß zu
absorbieren (zu puffern). In diesem Falle besitzt der Stoßstangenstoßabsorber 52 einen
Querschnitt (rechtwinklig zur Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs),
der im wesentlichen C-förmig
ist. Das heißt,
der Stoßstangenstoßabsorber 52 ist
hohl und besitzt eine der Fahrzeugrückseite zugewandte Öffnung.
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Die Öffnung des
Stoßstangenstoßabsorbers 52 wird
von einem Abdeckelement 53 bedeckt, das zwischen dem Stoßstangenstoßabsorber 62 und dem
Verstärkungselement 14 angeordnet
ist. Das Abdeckelement 53 ist an der der Fahrzeugfront
zugewand ten Seite des Verstärkungselements 14 angeordnet
und am Stoßstangenstoßabsorber 52 befestigt.
Das Abdeckelement 53 besitzt ein durchgehendes Loch, das
einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich, beispielsweise,
dem Innendurchmesser des Rohrs 15 des ersten Ausführungsbeispiels
ist.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
wird vom Stoßstangenstoßabsorber 52 und
dem Abdeckelement 53, die zwischen sich eine Kammer 52a (vorgegebener
Raum) einschließen,
ein den Verformungsraum definierendes Element 51 gebildet.
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Die
Kammer 52a kann sich in der im wesentlichen von links nach
rechts verlaufenden Richtung des Fahrzeugs erstrecken und steht
mit dem Äußeren des
Fahrzeugs (des den Verformungsraum definierenden Elements 51) über das
Durchgangsloch des Abdeckelements 53 in Verbindung. Das
heißt, das
Durchgangsloch des Abdeckelements 53 bildet eine Öffnung des
vorgegebenen Raums in dem den verformbaren Raum definierenden Element 51.
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Der
Luftströmungssensor 16 ist
am Durchgangsloch des Abdeckelements 53 angeordnet, um den
Durchfluß F
des Fluids (z.B. der Luft) festzustellen, das zwischen der Kammer 52a und
dem Äußeren des
den Verformungsraum definierenden Elements strömt. In diesem Falle stellt
der Luftströmungssensor 16 den
Durchfluß der
aus der Kammer 52a nach außen ausströmenden Luft fest und den Durchfluß der von
außen
in die Kammer 52a nach innen einströmenden Luft.
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Die 11 zeigt
den Frontabschnitt des Fahrzeugs in einer Kollision zwischen dem
Fahrzeug und dem Hindernis. Bezugnehmend auf 11 bewegen
sich, wenn das Fahrzeug mit dem Hindernis kollidiert, die Stoßstangenabdeckung 11 und
der Stoßstangenstoßabsorber 52 gegen
das Verstärkungselement 14.
Das heißt,
die Stoßstangenabdeckung 11 und
der Stoßstangenstoßabsorber 52 bewegen
sich gegen die Fahrzeugrückseite.
Die Relativbewegungen (gegen die Fahrzeugrückseite) der Stoßstangenabdeckung 11 und
des der Fahrzeugfrontseite zugewandten Abschnitts des Stoßstangenstoßabsorbers 52 gegenüber dem
Verstärkungselement 14 werden
sich unter dem Einfluß der
auf das Fahrzeug einwirkenden Kollisionslast verändern. Das heißt, je größer die
auf das Fahrzeug einwirkende Kollisionslast ist, desto größer sind
die Relativbewegungen der Stoßstangenabdeckung 11 und
des der Fahrzeugfrontseite zugewandten Abschnitts des Stoßstangenstoßabsorbers 52 gegenüber dem
Verstärkungselement 14.
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Somit
ist bei der zweiten Ausführungsform das
erste Element vom Verstärkungselement 14 gebildet
und das zweite Element von der Stoßstangenabdeckung 11.
Das den Verformungsraum definierende Element 51, das den
Stoßstangenstoßabsorber 52 und
das Abdeckelement 53 einschließt, ist zwischen dem Verstärkungselement 14 und
der Stoßstangenabdeckung 11 angeordnet,
die sich aufgrund der Kollision relativ zum Verstärkungselement 14 bewegt,
so daß das
den Verformungsraum definierende Element 51 eine entsprechende
Verformung aufweist.
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Falls
die Kammer 52a im Stoßstangenstoßabsorber 52 verformt
ist, so daß deren
innere Kapazität
kleiner wird, strömt
die Luft in der Kammer 52a teilweise durch die Öffnung der
Kammer 52a nach deren Außenseite. Der Durchfluß F der
durch die Öffnung
der Kammer 52a strömenden
Luft kann durch den an der Öffnung
der Kammer 52a angeordneten Luftströmungssensor 16 festgestellt
werden.
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Das
Verhältnis
zwischen der Verformung der Kammer 52a und dem durch den
Luftströmungssensor 16 ermittelten
Durchfluß F
der Luft ist bei der zweiten Ausführungsform dem Verhältnis (bezugnehmend
auf 4) zwischen der Verformung des Rohrs 15 und
dem vom Luftströmungssensor 16 der ersten
Ausführungsform
ermittelten Durchfluß F ähnlich.
Das heißt,
der Durchfluß F
der die Öffnung
der Kammer 52a durchströmenden
Luft wird groß aufgrund
einer Zunahme der Verformung der Kammer 52a. Der Luftströmungssensor 16 kann
den sich aufgrund der Relativbewegung (in Richtung auf die Rückseite
des Fahrzeugs) des der Fahrzeugfrontseite, zugewandten Abschnitts
des Stoßstangenstoßabsorbers 52 gegen
das Verstärkungselement 14 verändernden
Luftdurchfluß F
ermitteln.
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Ähnlich der
ersten Ausführungsform
stellt die ECU 20 fest, ob eine Kollision zwischen dem
Fahrzeug und dem Hindernis auftritt oder nicht, und sortiert das
Hindernis nach seiner Art auf der Basis des Durchflusses F (ermittelt
durch den Luftströmungssensor 16)
der Luft durch die Öffnung
der Kammer 52a. Die Fußgängerschutzvorrichtung 40 kann
durch die ECU 20 oder dergleichen betätigt werden, wenn der mit dem
Fahrzeug kollidierende Fußgänger festgestellt
wurde.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist der Stoßstangenstoßabsorber 52 (das
stoßdämpfende Element)
des Fahrzeugs hohl ausgebildet, um darin die Kammer 52 zu
definieren, die den vorgegebenen Raum bildet und mit der Umgebung
durch das Durchgangsloch im Abdeckelement 53 in Verbindung
steht. Deshalb kann die Zahl der Komponenten eingeschränkt werden.
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Was
bei der zweiten Ausführungsform
nicht über
die Kollisionsermittlungsvorrichtung beschrieben wurde, ist im wesentlichen
das Gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
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[WEITERE AUSFÜHRUNGSFORM]
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Beispielsweise
kann der durch den Luftströmungssensor 16 ermittelte
Durchfluß F
des Fluids (das durch die Öffnung
des den Verformungsraum definierenden Elements strömt) benutzt
werden, um nicht nur die Fußgängerschutzvorrichtung 40 zu
betätigen,
sondern auch eine Insassenschutzvorrichtung des Fahrzeugs. Somit
können
die Insassen des Fahrzeugs vor den Folgen der Kollision zwischen dem
Fahrzeug und einem Gebäude
(oder einem anderen Fahrzeug oder dergleichen) geschützt werden. In
diesem Falle kann die ECU 20 der Kollisionsermittlungsvorrichtung
mit der Insassenschutzvorrichtung verbunden sein.
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Außerdem kann
der Luftströmungssensor 16 auch
als Strommesser der Bauart als Pitot-Rohr oder dergleichen gestaltet
sein.
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Des
weiteren kann das den Verformungsraum definierende Element auch
im hinteren Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet sein, so daß eine Kollision
zwischen dem hinteren Fahrzeugabschnitt und einem Hindernis festgestellt
werden kann.
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Zudem
kann auch das der linken Fahrzeugseite zugewandte Ende des Rohrs 15 geschlossen sein.
In diesem Falle ist das der rechten Fahrzeugseite zugewandte Ende
des Rohrs 15 offen. Somit kann der Luftströmungssensor 16 an
dem der rechten Fahrzeugseite zugewandten Ende des Rohrs 15 angeordnet
werden.
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Außerdem sind
gemäß der ersten
Ausführungsform
die zwei Rohre 15 jeweils an unterschiedlichen Positionen
in Bezug auf die von oben nach unten verlaufende Richtung am Fahrzeug
angeordnet. Im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger, der
in Richtung der Motorhaube oder dergleichen des Fahrzeugs fällt, wird
die durch den Luftströmungssensor 16 am
Rohr 15 auf der oberen Seite des Fahrzeugs festgestellte
Kollisionslast unterschiedlich gegenüber jener sein, die vom Luftströmungssensor 16 am
Rohr 15 auf der unteren Seite des Fahrzeugs ermittelt wird.
Andererseits wird im Falle einer Kollision mit einem Gebäude (oder
einem anderen Fahrzeug oder dergleichen), das nicht fällt, die
durch den Luftströmungssensor 16 am
Rohr 15 auf der oberen Seite des Fahrzeugs festgestellte
Kollisionslast im wesentlichen gleich jener sein, die vom Luftströmungssensor 16 am
Rohr 15 auf der unteren Seite des Fahrzeugs festgestellt
wird. Deshalb kann das mit dem Fahrzeug kollidierende Hindernis
auch auf der Basis des Unterschieds der Kollisionslasten, die vom
Luftströmungssensor 16 auf
der oberen Seite des Fahrzeugs bzw. auf seiner unteren Seite festgestellt
werden, nach seiner Art sortiert werden.