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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterscheiden
bzw. Bestimmen eines Kollisionshindernisses, welche geeigneterweise
für ein
Fahrzeug verwendet werden kann, so dass ein mit dem Fahrzeug kollidierendes
Hindernis nach seiner Art unterschieden bzw. bestimmt wird.
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Es
ist im Allgemeinen wünschenswert,
einen Fußgänger vor
einer Kollision mit einem Fahrzeug zu schützen. Es werden deshalb verschiedene
Fußgängerschutzvorrichtungen
vorgeschlagen. Es werden jedoch in dem Fall, in welchem die Fußgängerschutzvorrichtung
betätigt
wird, obwohl es sich bei dem Hindernis nicht um einen Fußgänger handelt,
verschiedene nachteilhafte Effekte bewirkt. Es ist dementsprechend
notwendig zu bestimmen, ob es sich bei dem Kollisionshindernis um
einen Fußgänger handelt
oder nicht.
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Wie
z. B. in der
JP-1
1-310095 A offenbart, wird die Bestimmung des Fußgängers auf
der Grundlage der Erhöhungsrate
einer Kollisionsbelastung durchgeführt, nachdem die Kollisionsbelastung
einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Aus
der
DE 20 2004
005 434 U1 ist eine Fußgängerschutzvorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug bekannt, bei welcher in Längsrichtung des Stoßfängers, d.
h. in Querrichtung des Fahrzeuges als Sensor eine Kontaktleiste
angebracht ist, die bei einer Deformation um einen spezifischen
Schaltweg ihren Schaltzustand ändert
und so einen Aufprall signalisiert. Zur Erlangung von im Wesentlichen
gleichen Reaktionseigenschaften der Vielzahl der Sensorelemente
wird die Integrationstiefe des Sensors in einem Schaum einer Dämpfungseinrichtung
abhängig
von baulichen Einflüssen,
beispielsweise der Stossfängerverkleidung,
verändert.
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Die
DE 101 13 720 A1 offenbart
einen Kollisions-Sensor für
Kraftfahrzeuge, bei welchem ein Sensorbauteil aus einem verformbaren
Material besteht, wobei auf der Oberfläche des Sensorbauteiles und
der dazu beabstandeten Unterfläche
verteilt mehrere Einzelsensoren angeordnet sind. Das Sensorbauteil
ist beispielsweise an der Stoßstange
befestigt. Die Anordnung der Einzelsensoren richtet sich dabei nach
dem jeweilig zu ermitteinden Messergebnis, dass mit den Einzelsensoren
erzielt werden soll.
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Wenn
ein Belastungssensor in Reaktion auf unterschiedliche Kollisionsauftrittsabschnitte
(an dem Fahrzeug) in der Fahrzeugbreitenrichtung unterschiedliche
Empfindlichkeiten aufweist, ist es schwierig zu bestimmen, dass
Hindernisse, welche mit unterschiedlichen Teilen des Fahrzeugs kollidieren,
von der gleichen Art sind, auch wenn die Hindernisse von der gleichen
Art sind.
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Mit
Bezug auf die
WO-2004-033261
A1 wird deshalb angestrebt, die Empfindlichkeitseigenschaft des
Belastungssensors (der Vorrichtung, welche die Kollision mit dem
Hindernis auf der Grundlage der Belastungsvariation erfasst) mit
Bezug auf die unterschiedlichen Teile des Belastungssensors in der Fahrzeugbreitenrichtung
zu homogenisieren bzw. vereinheitlichen.
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Wie
jedoch in der
WO-2004-033261
A1 offenbart, wird ein komplizierter Aufbau verwendet,
so dass die Übertragung
des Stoßes
(aufgrund der Kollision) mit Bezug auf jedes Teil des Belastungssensors
lokal geändert
wird. Es ist somit eine Vereinfachung erforderlich. In Anbetracht
der vorstehend beschriebenen Nachteile ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Kollisionshindernisses
vorzusehen, welche ein Kollisionshindernis in Bezug auf unterschiedliche Kollisionsauftrittspositionen
eines Fahrzeugs im Wesentlichen nach seiner Art unterscheidet und
einen vereinfachten Aufbau aufweist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichnes des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Da
die mehreren Sensorelemente, welche die unterschiedlichen Erfassungsempfindlichkeiten aufweisen,
an dem Langelement in Fahrzeugbreitenrichtung befestigt sind, kann
der Aufbau und die Montage der Vorrichtung zum Bestimmen eines Kollisionshindernisses
vereinfacht werden. Da überdies
die Vielzahl der Sensorelemente in Bezug auf die auf die Stoßstange
angewendete Belastung eine im Wesentlichen gleiche Reaktionseigenschaft
aufweisen, kann das nachfolgende Verfahren leicht werden.
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Jedes
der Sensorelemente ist vorzugsweise an einer inneren Oberfläche des
Langelements montiert und weist einen Spacer bzw. Abstandskalter
sowie eine Belastungserfassungseinheit auf, welche die physikalische
Eigenschaft erfasst. Die Abstandshalter der Vielzahl von Sensorelementen
unterteilen den durch das Langelement definierten Raum in eine Vielzahl
von Spalte, in welchen in jedem von ihnen die Belastungserfassungseinheit
des entsprechenden Sensorelements angeordnet ist.
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Die
Belastungserfassungseinheit enthält überdies
vorzugsweise einen ersten Kontaktabschnitt und einen zweiten Kontaktabschnitt,
welcher eine druckempfindliche Tinte aufweist. Der erste Kontaktabschnitt
und der zweite Kontaktabschnitt liegen einander gegenüber, wobei
der Spalt zwischen ihnen angeordnet ist. Ein Widerstand zwischen
dem ersten Kontaktabschnitt und dem zweiten Kontaktabschnitt variiert
in Reaktion auf einen auf die Belastungserfassungseinheit angewendeten
Druck.
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Die
Empfindlichkeit (d. h. die Amplitude des Drucks, welche erfasst
werden kann) des Sensorelements kann durch eine Änderung der Zusammensetzung
und dergleichen der druckempfindlichen Tinte leicht eingestellt
werden.
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Die
obigen sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, welche
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt, ersichtlich.
Es zeigt:
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1 eine
partielle Längsschnittsansicht, welche
einen Frontabschnitt eines Fahrzeugs zeigt, in welchem eine Vorrichtung
zum Bestimmen eines Kollisions hindernisses entsprechend einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung montiert ist;
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2 eine
partielle Lateralschnittsansicht, welche den Frontabschnitt des
Fahrzeugs der 1 zeigt;
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3 eine
partielle Querschnittsansicht, welche einen Belastungssensor entsprechend
der ersten Ausführungsform
zeigt;
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4 eine
Frontansicht, welche einen Spacer bzw. Abstandshalter des Belastungssensors entsprechend
der ersten Ausführungsform
zeigt;
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5 eine
graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Belastung
und einem Grad der Verformung eines Mittenabschnitts einer Stoßstange,
sowie einer Beziehung zwischen einer Belastung und einem Grad der
Verformung eines Endabschnitts der Stoßstange entsprechend der ersten Ausführungsform;
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6 eine
partielle Querschnittsansicht, welche einen Belastungssensor entsprechend
einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform zeigt;
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7 eine
schematische Ansicht, welche eine Verdrahtung des Belastungssensors
entsprechend der ersten Ausführungsform
zeigt;
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8A eine
schematische perspektivische Ansicht, welche ein Sensorelement zeigt,
das entsprechend einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform
unabhängig
aufgebaut ist, sowie 8B eine schematische demontierte
Ansicht, welche das Sensorelement der 8A zeigt;
und
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9 eine
partielle laterale Schnittansicht, welche eine Vorrichtung zum Bestimmen
eines Kollisionshindernisses entsprechend einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die
beispielhaften Ausführungsformen
werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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Eine
Vorrichtung zum Bestimmen eines Kollisionshindernisses entsprechend
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 8B beschrieben.
Die Vorrichtung zum Bestimmen eines Kollisionshindernisses kann
geeigneterweise z. B. für
ein Fahrzeug verwendet werden. Die Vorrichtung zum Bestimmen eines
Kollisionshindernisses kann in diesem Fall an einem Frontabschnitt
des Fahrzeugs z. B. an einer Frontseite eines Maschinenraums des
Fahrzeugs angeordnet sein. Wie in 1 und 2 gezeigt, weist
die Vorrichtung zum Bestimmen eines Kollisionshindernisses zumindest
einen Belastungssensor 1 und eine Recheneinheit (nicht
gezeigt) auf.
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Eine
Stoßstange
des Fahrzeugs ist mit einem Stoßstangenabsorber 2 versehen,
welcher in einer Stoßstangenabdeckung 5 angeordnet
ist und sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, so dass er
eine Kollisionsenergie in dem Fall einer Kollision des Fahrzeugs
absorbiert (d. h. den Stoß puffert).
Der Stoßstangenabsorber 2 kann
z. B. aus einem Schaummaterial aufgebaut sein.
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Die
beiden Belastungssensoren 1, welche in der Stoßstange
positioniert sind, sind in diesem Fall zwischen dem Stoßstangenabsorber 2 und
einem Verstärkungselement 3 des
Fahrzeugs zwischenangeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen
in der Fahrzeugbreitenrichtung. Einer der Belastungssensoren 1 ist
an der Oberseite des anderen positioniert. Das heißt, die
beiden Belastungssensoren 1 sind in der Fahrzeugvertikal richtung
geordnet. Das Verstärkungselement 3 ist
an Frontenden der Seitenelemente 4 des Fahrzeugs befestigt,
so dass es die Fahrzeugstoßstange
verstärkt.
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Der
Belastungssensor 1 weist, wie in 3 gezeigt,
mehrere Sensorelemente sowie ein Langelement auf, welches einen
ersten bandförmigen
Abschnitt 11 und einen zweiten bandförmigen Abschnitt 12 enthält. Jedes
der Sensorelemente weist einen ersten Kontaktabschnitt 15 und
einen zweiten Kontaktabschnitt 14 auf. Der erste bandförmige Abschnitt 11 und
der zweite bandförmige
Abschnitt 12 weisen im Wesentlichen eine Bandform sowie
einen Spacer bzw. Abstandshalter 13 auf, welcher zwischen
diesen zwischenangeordnet ist. Die ersten Kontaktabschnitte 15 und
zweiten Kontaktabschnitte 14 sind überdies jeweils an den Innenoberflächen des
ersten bandförmigen
Abschnitts 11 und des zweiten bandförmigen Abschnitts 12 befestigt.
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Die
Länge des
ersten bandförmigen
Abschnitts 11 und des zweiten bandförmigen Abschnitts 12 kann
entsprechend der Länge
des Teils des Fahrzeugs, an welchem eine Belastung (aufgrund einer Kollision
oder dergleichen) erfasst werden soll, bestimmt werden. Die Länge des
ersten bandförmigen Abschnitts 11 und
des zweiten bandförmigen
Abschnitts 12 kann z. B. mit der Breite der Stoßstange im
Wesentlichen gleich festgesetzt werden, so dass die auf die Stoßstange
ausgeübte
Belastung über
die gesamte Breitenrichtung der Stoßstange (Fahrzeug) erfasst
wird. Die Breite des ersten bandförmigen Abschnitts 11 und
des zweiten bandförmigen
Abschnitts 12 wird deshalb durch die Abmessungen der zweiten Kontaktabschnitte 14,
der ersten Kontaktabschnitte 15 und des Abstandshalters 13 bestimmt.
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Es
ist wünschenswert,
für zumindest
den zweiten Kontaktabschnitt 14 und/oder den ersten Kontaktabschnitt 15 (welche
die Belastungserfassungseinheit bilden) eine druckempfindliche Tinte vorzusehen.
Durch eine Kombination der druckempfindlichen Tinte mit dem Kontaktabschnitt 14, 15 kann der
elektrische Widerstand zwischen dem Kontaktabschnitt 14 sowie 15 in
Reaktion auf einen auf den Kontaktabschnitt 14, 15 ausgeübten Druck
variieren. Zusätzlich
zu der druckempfindlichen Tinte kann ebenfalls ein elektrisch leitendes
Material (z. B. Kohlenstoff oder Metall, wie z. B. Silber) kombiniert
oder einzeln verwendet werden.
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Alternativ
kann selbst ohne das Verwenden der druckempfindlichen Tinte eine
Belastung erfasst werden, welche höher als ein vorbestimmter Wert
ist, falls der Kontakt zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und
dem ersten Kontaktabschnitt 15 erfasst wird.
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Die
Belastungserfassung kann darüber
hinaus alternativ durch Messen einer elektrischen Kapazität, einer
elektromotorischen Kraft oder dergleichen zusätzlich zu der Widerstandsvariation
durchgeführt werden.
Es kann z. B. ein Dielektrikum zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und
dem ersten Kontaktabschnitt 15 zwischenangeordnet werden.
Die zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und dem ersten
Kontaktabschnitt 15 ausgeübte Belastung kann in diesem
Fall durch Messen der elektrischen Kapazität erfasst werden. Anstatt dem
Dielektrikum kann ebenfalls ein piezoelektrisches Material zwischen
dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und dem ersten Kontaktabschnitt 15 zwischenangeordnet
werden, so dass die auf die Kontaktabschnitte 14 und 15 ausgeübte Belastung
direkt als eine Spannungsvariation (elektromotorische Kraft) erfasst
werden kann.
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Das
Messverfahren der Variation des Widerstands und dergleichen ist
in dieser Ausführungsform nicht
begrenzt. Die Variation des Widerstands und dergleichen kann in
diesem Fall durch ein allgemeines Verfahren, z. B. durch direktes
Erfassen der Spannungsvariation, oder durch Vorsehen einer Oszillationsschaltung
und Erfassen einer Oszillationsfrequenz der Oszillationsschaltung
erfasst werden.
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Die
auf den Belastungssensor 1 ausgeübte Belastung (d. h., die Verformung
des Belastungssensors 1) kann durch den Abstandshalter 13 reguliert werden.
Das heißt,
die durch den Belastungssensor 1 erfasste Belastung variiert
in Reaktion auf die Abmessungen eines Raums S (Spalt), welcher durch den
Abstandshalter 13 definiert und zwischen dem ersten bandförmigen Abschnitt 11 und
dem zweiten bandförmigen
Abschnitt 12 positioniert ist. Das heißt, wenn die Abmessung d (welche
eine Abmessung in Längsrichtung
der bandförmigen
Abschnitte 11, 12 ist) des Raums S des Sensorelements
groß wird, nimmt
die Verformung des Abstandshalters 13 (Raum S) zu, selbst
wenn eine geringe äußere Belastung
auf das Sensorelement ausgeübt
wird. Die erfasste Belastung (d. h. das Ausgangssignal) des Belastungssensors 1 wird
somit relativ hoch.
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Das
Material, welches den Abstandshalter 13 bildet, ist in
diesem Fall nicht begrenzt. Der Abstandshalter 13 kann
z. B. aus einer dünnen
Platte, die aus einem Plastik, einem Metall, oder dergleichen hergestellt
ist, gebildet sein. Der Abstandshalter 13 kann alternativ
ebenfalls aus einem elastischen Material, wie z. B. einem Gummi,
einem Schaummaterial, oder dergleichen gebildet sein.
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Wie
in 4 gezeigt, kann der Belastungssensor 1 entsprechend
dieser Ausführungsform
mit dem Abstandshalter 13 versehen sein, welcher im Wesentlichen
plattenförmig
ist, so dass er ein integrales Element (d. h. ein einteiliges Element)
ist. Der Abstandshalter 13 ist in diesem Fall darin mit
mehreren Räumen
S (Durchgangslöchern)
versehen, welche derart angeordnet sind, dass sie den Positionen der
Sensorelemente entsprechen. Das heißt, der Abstandshalter-Abschnitt
(des Abstandshalters 13) jedes Sensorelements definiert
in diesem den Raum S.
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Die
mehreren Räume
S können
eine im Wesentlichen zylindrische Form und unterschiedliche Durchmesser
d aufweisen. Das heißt,
der Raum zwischen dem bandförmigen
Abschnitt 11 und dem bandförmigen Abschnitt 12 ist
durch den Abstandshalter 13 in die mehreren Spalte S unterteilt.
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Der
Belastungssensor 1 kann alternativ, wie nachstehend beschrieben,
ebenfalls mit den mehreren Abstandshalter-Abschnitten, welche voneinander getrennt
sind und jeweils für
die Sensorelemente vorgesehen sind, versehen sein.
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Die
Erfassungsempfindlichkeit des Sensorelements kann wie in 3 und
in 4 gezeigt durch Ändern des Durchmessers d des
Raums S eingestellt werden. Das heißt, wenn der Durchmesser d
groß wird,
wird die Beanspruchung, welche notwendig ist, dass sich der zweite
Kontaktabschnitt 14 und der erste Kontaktabschnitt 15 einander
annähern,
gering. Die Erfassungsbelastung (Ausgangssignal) des Sensorelements,
welches den zweiten Kontaktabschnitt 14 und den ersten
Kontaktabschnitt 15 aufweist, kann deshalb selbst wenn
die äußere Kraft
relativ gering ist, erhöht
werden. Mit der Zunahme des Durchmessers d kann dementsprechend
die Empfindlichkeit des entsprechenden Sensorelements gesteigert werden.
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Zum
Beispiel in dem Fall, in welchem die Stoßstange an ihrem Mittenabschnitt
in Breiterrichtung eine im Wesentlichen flache Form aufweist und an
ihrem Endabschnitt in Breitenrichtung eine hohe Krümmung aufweist
(d. h. die Stoßstange
weist eine allgemeine Form auf), ist die Steifigkeit der Stoßstange
in der Nähe
ihrer Endabschnitte relativ hoch. Das Ausmaß der Verformung der Stoßstange
in der Nähe ihrer
Endabschnitte ist somit, wie in 5 gezeigt, geringer
als die Verformung in der Nähe
ihres Mittenabschnitts, selbst wenn darauf die gleiche Kraft ausgeübt wird.
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Die
Räume S
(durch die Abstandshalter-Abschnitte 131 und die Abstandshalter-Abschnitte 133 des
Abstandshalters 13 definiert) der Sensorelemente, welche
in der Nähe
der beiden Endabschnitte der Stoßstange positioniert sind,
sind, wie in 4 gezeigt, entsprechend dieser
Ausführungsform
mit dem größeren Durchmesser
d als die Räume
S (durch den Abstandshalter-Abschnitt 132 des Abstandshalters 13 definiert)
der Sensorelemente, welche in der Nähe des Mittenabschnitts der
Stoßstange
positioniert sind, versehen.
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Das
Sensorelement, welches an dem Endabschnitt der Stoßstange
positioniert ist, kann somit aufgrund einer geringeren Belastung
als das Sensorelement, welches an dem Mittenabschnitt positioniert
ist, verformt werden. Die Variation des Ausmaßes der Verformung der Sensorelemente,
welche an unterschiedlichen Teilen der Stoßstange positioniert sind,
kann deshalb verringert werden.
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Die
Erfassungsempfindlichkeit des Sensorelements kann überdies
ebenfalls durch Ändern
der Dicke des Abstandshalters 13, zusätzlich zu der Änderung
des Durchmessers d des Raums S (definiert durch den Abstandshalter 13)
des Sensorelements eingestellt werden. Mit einer Abnahme der Dicke
des Abstandshalters 13 des Sensorelements kann die Ausgangsamplitude
(d. h. die erfasste Belastung) des zweiten Kontaktabschnitts 14 und
des ersten Kontaktabschnitts 15 des Sensorelements erhöht werden,
während
eine geringe Belastung auf das Sensorelement ausgeübt wird.
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In
dem Fall, in welchem es schwierig ist, die Dicke des Abstandshalters 13 für jedes
der Sensorelemente (welche jeweils an unterschiedlichen Positionen
in der Fahrzeugbreitenrichtung positioniert sind) einzustellen,
kann die zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und dem
ersten Kontaktabschnitt 15 des Sensorelements ausgeübte Belastung durch
Anordnen eines zweiten Abstandshalters 16 an entweder einer
Oberfläche
(an der Seite des Bandabschnitts 12) des zweiten Kontaktabschnitts 14,
oder einer Oberfläche
(an der Seite des Bandabschnitts 11) des ersten Kontaktabschnitts 15, wie
in 6 gezeigt (in welcher der zweite Abstandshalter 16 an
der Oberfläche
des ersten Kontaktabschnitts 15 angeordnet ist) eingestellt
werden.
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Die
mehreren zweiten Abstandshalter 16 können jeweils für die unterschiedlichen
Sensorelemente, sowie getrennt voneinander vorgesehen werden. Die
Erfassungsempfindlichkeit jedes der Sensorelemente kann somit durch Ändern der
Dicke t2 des zweiten Abstandshalters 16 eingestellt werden.
Die Oberflächen
des ersten Kontaktabschnitts 15 und des zweiten Kontaktabschnitts 14 liegen
in diesem Fall einander gegenüber.
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Ähnlich dem
Fall des Einstellens der Dicke des Abstandshalters 13 wird
die durch den zweiten Kontaktabschnitt 14 und den ersten
Kontaktabschnitt 15 erfasste Belastung mit der Zunahme
der Dicke t2 des zweiten Abstandshalters 16 hoch. Die Erfassungsempfindlichkeit
des Sensorelements wird somit verbessert.
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Der
Abstandshalter 13 des Belastungssensors kann wie vorstehend
beschrieben mit der integralen Form (d. h. fortlaufenden Form) versehen
werden, so dass er im Wesentlichen gleiche Abmessungen in Längsrichtung
als die des ersten bandförmigen
Abschnitts 11 und des zweiten bandförmigen Abschnitts 12 aufweist.
Das Sensorelement kann alternativ mit Bezug auf 8A und 8B aus
dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und dem ersten Kontaktabschnitt 15 gebildet
sein, zwischen welchen ein Abstandshalter-Abschnitt 13a zwischenangeordnet ist.
Die mehreren Abstandshalter-Abschnitte 13a sind voneinander
getrennt und können
jeweils für
die Sensorelemente des Belastungssensors 1 vorgesehen werden.
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Der
Abstandshalter 13a des Sensorelements kann in diesem Fall
z. B. den zweiten Kontaktabschnitt 14 an einem Randabschnitt 14a des
zweiten Kontaktabschnitts 14, sowie den ersten Kontaktabschnitt 15 an
einem Randabschnitt 15a des ersten Kontaktabschnitts 15 kontaktieren.
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Die
Sensorelemente des Belastungssensors 1 können, wie
in 7 gezeigt, jeweils mit Verdrahtungen, welche voneinander
unabhängig
sind, versehen werden, so dass der Widerstand zwischen dem zweiten
Kontaktabschnitt 14 und dem ersten Kontaktabschnitt 15 jedes
der Sensorelemente gemessen werden kann. Die auf jedes Sensorelement
ausgeübte
Belastung kann somit erfasst werden.
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Alternativ
kann ebenfalls ein anderes Verdrahtungsverfahren für die Sensorelemente
des Belastungssensors 1 verwendet werden. Sämtliche
der Sensorelemente können
z. B. in mehrere Gruppen unterteilt werden (oder sämtliche
der Sensorelemente werden als eine Gruppe betrachtet), und die Sensorelemente
jeder Gruppe erfassen kollektiv die auf die Sensorelemente ausgeübte Belastung.
Die Sensorelemente jeder Gruppe können in diesem Fall parallel
oder in Reihe verbunden sein, so dass die Belastung kollektiv erfasst
wird. Durch Erfassen des Widerstands der Sensorelemente jeder Gruppe,
welche zusammen verbunden sind, kann die auf die Sensorelemente
jeder Gruppe ausgeübte
Belastung kollektiv berechnet werden.
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Die
Berechnungseinheit ist vorgesehen, so dass sie die Variation der
physikalischen Größe (der physikalischen
Eigenschaft) wie z. B. den Widerstand und dergleichen (wie vorstehend
beschrieben) an den Sensorelementen bestimmt, und ein mit dem Fahrzeug
kollidierendes Hindernis auf der Grundlage der Variation der physikalischen
Größe nach
seiner Art unterscheidet.
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Im
Folgenden wird der Art-Unterscheidungsvorgang der Vorrichtung zum
Bestimmen des Kollisionshindernisses entsprechend dieser Ausführungsform
beschrieben.
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Wenn
eine Kollision zwischen dem Fahrzeug (z. B. der an dem Fahrzeugfrontabschnitt
positionierten Stoßstange)
und dem Hindernis (z. B. einem Fußgänger oder einem anderen Objekt
wie z. B. einem Fahrzeug, welches eine höhere Masse als ein Fußgänger aufweist)
auftritt, wird die Kollisionsbelastung auf das Fahrzeug ausgeübt. Es wird
somit eine Belastung in einer Stauchungsrichtung (z. B. in Bezug auf
die Fahrtrichtung des Fahrzeugs) in dem Fahrzeug erzeugt. Die Belastung
kann sequentiell auf die Stoßstangenabdeckung 5,
den Stoßstangenabsorber 2,
den Belastungssensor 1, das Stoßstangenverstärkungselement 3 und
das Seitenelement 4, wenn von der Seite des Fahrzeugs aus
betrachtet, ausgeübt
werden. In diesem Fall können
sowohl das Seitenelement 4 als auch das Stoßstangenverstärkungselement 3 mit
einer relativ hohen Steifigkeit versehen sein. Die auf das Stoßstangenverstärkungselement 3 ausgeübte Belastung
gleicht somit im Wesentlichen der auf den Belastungssensor 1 ausgeübten Belastung,
wobei der Belastungssensor 1 an der Frontoberfläche des
Stoßstangenverstärkungselements 3 angeordnet
ist.
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Die
Belastung von dem Äußeren wird
in diesem Fall auf den Belastungssensor 1 ausgeübt, um den
Belastungssensor 1 zu stauchen bzw. zusammenzudrücken. Der
Teil des Abstandshalters 13 (welcher in der Nähe des Teils
des Auftretens der Kollision des Fahrzeugs positioniert ist) und
die Räume
S, welche in dem Teil des Abstandshalters 13 definiert
sind, werden somit verformt. Die zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und
dem ersten Kontaktabschnitt 15 des Sensorelements angewendete Belastung
nimmt deshalb zu. Die physikalische Größe (z. B. der Widerstand) an
dem Kontaktabschnitt 14 sowie dem Kontaktabschnitt 15 des
Sensorelements variiert somit wie vorstehend beschrieben.
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Der
Durchmesser d des Raums S und die Kontaktfläche zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 14 und
dem ersten Kontaktabschnitt 15 des Sensorelements wird
entsprechend dieser Ausführungsform
in Reaktion auf die Anordnungsposition, in welcher das Sensorelement
an der Stoßstange
montiert wird, eingestellt (festgesetzt), so dass die Variationen
der physikalischen Größen, welche
an den unterschiedlichen Sensorelementen auftreten, in dem Fall,
in welchem die auf die unterschiedlichen Sensorelemente angewendete
Belastung (von dem mit dem Fahrzeug kollidierenden Hindernis) im
Wesentlichen gleich ist, auftreten, im Wesentlichen homogenisiert
werden. Das heißt,
die erfassten Belastungen der Sensorelemente, welche an den unterschiedlichen
Positionen in der Fahrzeugbreitenrichtung montiert sind, werden
in Bezug auf die gleiche äußere Kraft
in Wesentlichen homogenisiert.
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Gleich
an welcher Position der Stoßstange die
Kollision mit dem Hindernis auftritt, kann das Sensorelement in
der Nähe
der Auftrittsposition der Kollision deshalb das Signal ausgeben,
welches im Wesentlichen den gleichen Pegel aufweist, falls die auf die
Stoßstange
aufgrund der Kollision ausgeübte
Belastung im Wesentlichen gleich ist (d. h. die Kollision im Wesentlichen
den gleichen Grad aufweist).
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Das
Ausgangssignal des Sensorelements kann dementsprechend für die Art-Unterscheidung des
Hindernisses, ohne in Reaktion auf die Montageposition des Sensorelements
an der Stoßstange
korrigiert zu werden, verwendet werden.
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Die
auf die Stoßstange
ausgeübte
Belastung (Druck) wird entsprechend dieser Ausführungsform auf der Grundlage
des Ausgangssignals des Sensorelements des Belastungssensors 1 berechnet
und das Hindernis wird entsprechend dem Druckwert nach seiner Art
unterschieden. Die Integration der auf die Stoßstange angewendeten Belastung
wird z. B. in Bezug auf die Zeitdauer, während welcher die Belastung
angewendet wird, berechnet und der Integrationswert wird durch die
Fahrzeuggeschwindigkeit (welche durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
erfasst wird, der nicht gezeigt ist) unmittelbar vor dem Auftreten
der Kollision geteilt, so dass die Masse des mit der Stoßstange
kollidierenden Hindernisses berechnet wird.
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Wenn
die berechnete Masse innerhalb eines Massebereichs eines Fußgängers liegt
(z. B. welcher als Untergrenze die Masse eines sechsjährigen Kindes
und als Obergrenze die Masse eines Erwachsenen aufweist), wird bestimmt,
dass es sich bei dem Kollisionshindernis um einen Fußgänger handelt.
Es wird somit ein Betätigungssignal
in eine Fußgängerschutzvorrichtung
(nicht gezeigt) eingegeben, so dass die Fußgängerschutzvorrichtung geeigneter Weise
betätigt
wird. Der dem mit dem Fahrzeug kollidierenden Fußgänger zugefügte Schaden kann deshalb verringert
werden. Die Fußgängerschutzvorrichtung
ist in diesem Fall nicht begrenzt und kann mit einem Airbag versehen
sein, welcher auf einer Fahrzeughaube, und/oder einer Haubenhebevorrichtung zum
Anheben der Fahrzeughaube bei der Kollision, oder dergleichen eingesetzt
werden kann.
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Die
Erfassungsempfindlichkeit des Sensorelements in Bezug auf die darauf
angewendete Belastung wird entsprechend dieser Ausführungsform
in Reaktion auf die Anordnungsposition des Sensorelements an der
Stoßstange
des Fahrzeugs eingestellt (d. h., die Empfindlichkeiten der Sensorelemente
des Belastungssensors 1 werden diversifiziert). Es ist
somit nicht nötig
ein nachfolgendes Verfahren wie z. B. eine Korrektur durch die Berechnungseinheit
durchzuführen.
Die Vorrichtung zum Bestimmen des Kollisionshindernisses kann deshalb
vereinfacht werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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Entsprechend
einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung zum Bestimmen des
Kollisionshindernisses mit Bezug auf 9 mit dem
Belastungssensor 1 versehen werden, welcher mehrere Belastungssensorelemente vom
Kammer-Typ enthält
(z. B. drei Belastungssensorelemente 1a, 1b und 1c vom
Kammer-Typ).
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Jedes
der Belastungssensorelemente 1a, 1b und 1c vom
Kammer-Typ enthält
in der zweiten Ausführungsform
eine Kammer, welche geschlossen ist und mit einem Gas wie z. B.
Luft darin versehen ist, sowie eine Druckerfassungseinheit, welche
in der Kammer zum Erfassen eines Drucks in der Kammer angeordnet
sein kann. Das heißt,
das Langelement des Belastungssensors 1 definiert in ihm
die Kammern, welche jeweils geschlossen sind (d. h. voneinander
unabhängig
sind) und in der Fahrzeugbreitenrichtung sequentiell geordnet sind.
Der Abstandshalter 13 wird in diesem Fall nicht verwendet.
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Die
auf die Stoßstange
angewendete Kollisionsbelastung wird wie vorstehend beschrieben, leichter
auf das Sensorelement, welches in der Nähe des Mittenabschnitts der
Stoßstange
angeordnet ist, als dem, welches in der Nähe des Endabschnitts der Stoßstange
angeordnet ist, übertragen.
Das heißt, selbst
wenn die auf den Mittenabschnitt und den Endabschnitt der Stoßstange
angewendete Belastung gleich ist, wird das Sensorelement in der
Nähe des Mittenabschnitts
einfacher als das in der Nähe
des Endabschnitts verformt.
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Der
Druck in der Kammer des Belastungssensorelements 1b vom
Kammer-Typ und der Druck in der Kammer des Belastungssensorelements 1c vom
Kammer-Typ, welche jeweils in der Nähe der beiden Endabschnitte
der Stoßstange
angeordnet sind, kann entsprechend der zweiten Ausführungsform
höher als
der Druck in der Kammer des Belastungssensorelements 1a vom
Kammer-Typ sein, welches in der Nähe des Mittenabschnitts der
Stoßstange
angeordnet ist.
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Das
heißt,
selbst falls das Sensorelement 1a eine gleiche Verformung
als die des Sensorelements 1b, 1c aufweist, wird
das Ausgangssignal des Drucks in der Kammer des Sensorelements 1b, 1c höher als das
Ausgangssignal des Drucks in der Kammer des Sensorelements 1a festgesetzt.
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Indem
ein Verhältnis
zwischen dem inneren Druck des Sensorelements 1a und dem
des Sensorelements 1b, 1c in Reaktion auf ein
relatives Verhältnis
zwischen der Verformung des Sensorelements 1a und der des
Sensorelements 1b, 1c festgesetzt wird, kann das
Sensorelement 1b, 1c einen im Wesentlichen gleichen
Druckwert (Drucksignal) als das des Sensorelements 1a ausgeben,
selbst falls das Sensorelement 1b, 1c einen unterschiedlichen
Grad der Verformung als den des Sensorelements 1a aufgrund
der gleichen Kollisionsbelastung aufweist. Das heißt, die
Erfassungsempfindlichkeit der Sensorelemente, welche an unterschiedlichen
Positionen der Stoßstange
montiert sind, kann im Wesentlichen homogenisiert werden.
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In
Bezug auf die Vorrichtung zum Bestimmen des Kollisionshindernisses
sind jene Elemente, welche in der zweiten Ausführungsform nicht beschrieben
worden sind, mit denen der ersten Ausführungsform identisch.
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[Dritte Ausführungsform]
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Der
Belastungssensor 1 der Vorrichtung zum Bestimmen des Kollisionshindernisses
ist entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
aus einem Belastungssensor vom Rohr-Typ (nicht gezeigt) gebildet.
Der Belastungssensor 1 vom Rohr-Typ weist ein Rohr (Langelement) auf.
Ein Ende des Rohrs des Belastungssensors 1 vom Rohr-Typ
ist blockiert, und der Innendruck wird an seinem anderen Ende erfasst.
Der Belastungssensor 1 vom Rohr-Typ ist an der Stoßstange
montiert und erstreckt sich im Wesentlichen in der Fahrzeugbreitenrichtung über die
ganze Stoßstange.
Der Abstandshalter 13 wird in diesem Fall nicht verwendet.
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Die
Stoßstange
weist wie vorstehend beschrieben an ihren unterschiedlichen Teilen
(z. B. aufgrund der Kollisionsbelastung) eine unterschiedliche Verformung
auf. Die unterschiedlichen Teile des Rohrs können entsprechend der dritten
Ausführungsform
mit einer unterschiedlichen Steifigkeit versehen sein. In dem Fall,
in welchem z. B. die gleiche Belastung angewendet wird, kann der
Teil (des Rohrs), welcher aufgrund der Belastung eine kleine Verformung
aufweist, mit einer geringen Steifigkeit versehen werden und der
Teil (des Rohrs), welcher eine grosse Verformung aufweist, kann
mit einer hohen Steifigkeit versehen werden.
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Die
Steifigkeit des Rohrs kann über
die Dicke des Rohrs, das Material des Rohrs, den Durchmesser des
Rohrs, und dergleichen eingestellt werden (d. h., ein mit einer
größeren Dicke
versehenes Rohr weist eine höhere
Steifigkeit auf). Die Länge
des Rohrs in der Richtung, in welcher dieses aufgrund der Kollisionsbelastung
zusammengedrückt
wird, kann überdies
erhöht
werden, so dass eine relativ große Druckvariation in dem Rohr
bewirkt werden kann, selbst falls der Grad der Verformung des Rohrs gleich
ist.
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In
Bezug auf die Vorrichtung zum Erfassen des Kollisionshindernisses
sind die Elemente, welche in der dritten Ausführungsform nicht beschrieben worden
sind, mit denen der ersten Ausführungsform identisch.