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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kollisionserfassungsvorrichtung.
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Die
JP-11-28994A offenbart eine Kollisionserfassungsvorrichtung, die
in einem Fahrzeug installiert ist, um eine Kollision zwischen dem
Fahrzeug und einer Person zu erfassen. Die Kollision mit der Person
wird hierbei auf der Grundlage einer Signalwellenform, die von einem
Lastsensor oder einem Verschiebungssensor ausgegeben wird, der in
einer vorderen Stoßstange
des Fahrzeugs angeordnet ist, und einer von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
ausgegebenen Signalwellenform bestimmt. D. h., die Kollision mit
der Person wird darauf basierend bestimmt, dass die sich Signalwellenform
des Lastsensors oder dergleichen bei einer Kollision zwischen dem
Fahrzeug und einer Person schneller als bei einer Kollision zwischen
dem Fahrzeug und einem festen Objekt, wie beispielsweise einem anderen
Fahrzeug, einer Wand, einem Baum und einem Leitpfosten, erholt.
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Wenn
die Ausgangswellenform des Lastsensors oder dergleichen bei der
JP-11-28994A jedoch nicht
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, wird selbst dann bestimmt,
dass eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem festen Objekt
erfolgt, wenn das Kollisionshindernis die Person ist. D. h., die Kollision
mit der Person ist schwer zu erfassen. Ferner wird dann, wenn die
Ausgangswellenform des Lastsensors innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt,
fälschlicherweise
bestimmt, dass die Kollision zwischen dem Fahrzeug und der Person
erfolgt, wenn das Hindernis das feste Objekt mit einer der Person
entsprechenden Eigenschaft (z. B. Masse oder Steifigkeit) ist.
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Die
JP-2005-201658A, die vom Anmelder der vorliegenden Erfindung stammt,
offenbart eine Kollisionserfassungsvorrichtung, die bestimmt, ob das
Kollisionshindernis eine Person ist oder nicht, indem sie die Temperatur
des Kollisionsobjekts (das sich in der Nähe des Fahrzeugs befindet oder
das Fahrzeug berührt) über eine
Temperaturerfassungseinheit erfasst.
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Folglich
wird dann, wenn auf der Grundlage des Temperatursignals bestimmt
wird, dass das Kollisionsobjekt die Person ist, und zusätzlich bestimmt wird,
dass ein Aufprallsignal ausgegeben wird, ein Kollisionssignal ausgegeben.
Folglich wird selbst dann, wenn die Kollision zwischen dem Fahrzeug und
dem festen Objekt mit der der Person entsprechenden Eigenschaft
(z. B. Masse oder Steifigkeit) erfolgt, nicht bestimmt, dass das
Kollisionsobjekt die Person ist, da die Bestimmung auf der Grundlage
des Temperatursignals ausgeführt
wird. Auf diese Weise kann eine fehlerhafte, d. h. falsche Bestimmung
eingeschränkt
werden.
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In
diesem Fall ist es jedoch für
die Temperaturerfassungseinheit schwierig, das feste Objekt, das keine
Wärmequelle
ist, zu erfassen. Folglich wird dann, wenn das Fahrzeug mit einem
von der Person verschiedenen Hindernis (das sich näher als
das Erfassungsobjekt der Temperaturerfassungseinheit an dem Fahrzeug
befindet) kollidiert, fälschlicherweise bestimmt,
dass eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und der Person erfolgt,
wenn das Temperatursignal der Temperaturerfassungseinheit anzeigt,
dass das Erfassungsobjekt die Person ist.
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Es
ist angesichts des vorstehend beschriebenen Nachteils Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Kollisionserfassungsvorrichtung bereitzustellen,
die eine Kollision mit einer Person im Wesentlichen von einer Kollision
mit einem von der Person verschiedenen Hindernis unterscheiden und
eine fehlerhafte Erfassung einschränken kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug
bereitgestellt, mit: einer ersten Richtungssignalausgabeeinheit
zur Erfassung einer Intensität
von Infrarotstrahlung, die von einem Erfassungsobjekt abgestrahlt
wird, das sich in der Nähe
des Fahrzeugs befindet oder das Fahrzeug berührt, und zum Ausgeben eines
ersten Richtungssignals in Übereinstimmung mit
einer Existenzrichtung des Erfassungsobjekts auf der Grundlage der
erfasten Intensität;
einem Sendeelement, das an dem Fahrzeug befestigt ist, um eine Ultraschallwelle
auszusenden; einer zweiten Richtungssignalausgabeeinheit zur Erfassung
einer Ultraschallwelle, die von dem Sendeelement ausgesendet und
von einem Erfassungsobjekt reflektiert wird, und zum Ausgeben eines
zweiten Richtungssignals in Übereinstimmung
mit der Existenzrichtung des Erfassungsobjekts auf der Grundlage eines
Erfassungsergebnisses bezüglich
der Ultraschallwelle; einer Aufprallsignalausgabeeinheit zur Erfassung
eines Aufpralls auf das Fahrzeug und zum Ausgeben eines Aufprallsignals,
das anzeigt, dass der Aufprall auf das Fahrzeug aufgebracht wird,
auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses bezüglich des
Aufpralls; und einer Steuereinheit. Die Steuereinheit bestimmt,
dass eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einer Person erfolgt,
wenn sie bestimmt, dass eine Differenz zwischen dem ersten Richtungssignal und
dem zweiten Richtungssignal innerhalb eines ersten vorbestimmten
Bereichs liegt und das Aufprallsignal ausgegeben wird.
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Folglich
ist das Erfassungsobjekt dann, wenn die Steuereinheit bestimmt,
dass die Differenz zwischen dem ersten Richtungssignal und dem zweiten
Richtungssignal innerhalb des ersten vorbestimmten Bereichs liegt,
eine Wärmequelle
und derart greifbar, dass bestimmt werden kann, dass das Erfassungsobjekt
die Person ist. Wenn nur das erste Richtungssignal ausgegeben wird,
kann bestimmt werden, dass das Erfassungsobjekt die Wärmequelle ist,
die nicht greifbar ist. Wenn nur das zweite Richtungssignal ausgegeben
wird, kann bestimmt werden, dass das Erfassungsobjekt die Infrarotstrahlung nicht
abstrahlt. Auf diese Weise kann die Person im Wesentlichen von einem
anderen Hindernis unterschieden werden.
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Vorzugsweise
gibt die Aufprallsignalausgabeeinheit ferner ein eine Richtung des
auf das Fahrzeug aufgebrachten Aufpralls anzeigendes drittes Richtungssignal
auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses bezüglich des Aufpralls auf das
Fahrzeug aus. Die Steuereinheit bestimmt, dass die Kollision zwischen
dem Fahrzeug und der Person erfolgt, wenn sie bestimmt, dass eine
Differenz zwischen dem dritten Richtungssignal und dem ersten Richtungssignal
innerhalb eines zweiten vorbestimmten Bereichs und eine Differenz
zwischen dem dritten Richtungssignal und dem zweiten Richtungssignal innerhalb
eines dritten vorbestimmten Bereichs liegt.
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D.
h., das Kollisionssignal wird dann ausgegeben, wenn sich die Existenzrichtung
des Erfassungsobjekts und die Richtung, in welcher der Aufprall
auf das Fahrzeug aufgebracht wird, im Wesentlichen entsprechen.
Folglich wird das Kollisionssignal dann nicht ausgegeben, wenn der
Aufprall in einer von der Existenzrichtung des Erfassungsobjekts
verschiedenen Richtung auf das Fahrzeug aufgebracht wird, d. h.
beispielsweise dann, wenn sich die Annäherungsrichtung der Person
von der Rich tung unterscheidet, in welcher der Aufprall eines festen
Objekts, wie beispielsweise eines Strommasts, auf das Fahrzeug aufgebracht
wird.
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Auf
diese Weise kann die fehlerhafte Erfassung für den Fall eingeschränkt werden,
bei dem das feste Objekt auf das Fahrzeug prallt und sich die Person
gleichzeitig aus einer von der Aufprallrichtung verschiedenen Richtung
dem Fahrzeug nähert.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
näher ersichtlich
sein. In der Zeichnung zeigt:
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1A eine
schematische Seitenansicht einer in einem Fahrzeug installierten
Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 1B ein Blockdiagramm
eines elektrischen Aufbaus der Kollisionserfassungsvorrichtung sowie
eine Verbindung zu einem Airbagsystem gemäß der ersten Ausführungsform;
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2A eine
schematische Ansicht eines an einer vorderen Stoßstange des Fahrzeugs angebrachten
Personerfassungssensors gemäß der ersten
Ausführungsform,
und 2B eine schematische Ansicht des an einer Rückseite
eines Türspiegels
des Fahrzeugs angebrachten Personerfassungssensors gemäß der ersten
Ausführungsform;
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3A eine
schematische Draufsicht von Außerhalb
des Fahrzeugs auf den Personenerfassungssensor gemäß der ersten
Ausführungsform, und 3B eine
schematische Schnittansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB in der 3A;
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4A ein
Diagramm mit einer Änderung
eines Ausgangswerts des Personenerfassungssensors bei einer Erfassung
der Ultraschallwelle gemäß der ersten
Ausführungsform,
und 4B ein Diagramm mit einer Änderung eines Ausgangswerts
des Personenerfassungssensors bei einer Erfassung von Infrarotstrahlung
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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5 ein
Diagramm mit einer Änderung
eines Ausgangswerts des Personenerfassungssensors bei einer Erfassung
einer Person gemäß der ersten
Ausführungsform;
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6 ein
Ablaufdiagramm eines von einer ECU der Kollisionserfassungsvorrichtung
ausgeführten
Kollisionserfassungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform;
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7 eine
Teilschnittansicht eines Aufbaus einer Erfassungseinheit eines Personerfassungssensors
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8A eine
Teilschnittansicht eines Aufbaus einer Erfassungseinheit eines Personerfassungssensors
gemäß einer
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, und 8B eine
Teilschnittansicht eines Aufbaus einer Erfassungseinheit eines Personerfassungssensors
gemäß einer
Modifikation der dritten Ausführungsform;
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9 eine
Teilschnittansicht eines Aufbaus eines Empfangselements eines Personerfassungssensors
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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10 eine
Teilschnittansicht eines Aufbaus eines Personerfassungssensors,
bei der eine Erfassungseinheit des Personerfassungssensors gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Infrarotlicht bestrahlt wird.
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Die
beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf
die Zeichnung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Nachstehend
wird eine Kollisionserfassungsvorrichtung 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1A bis 6 beschrieben.
Die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 kann in geeigneter Weise
in einem Fahrzeug 80 installiert bzw. an einem Fahrzeug
angebracht werden, um eine Kollision des Fahrzeugs zu erfassen und
ein Kollisionshindernis hinsichtlich seiner Art zu bestimmen.
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Die
Kollisionserfassungsvorrichtung 1 kann beispielsweise in
geeigneter Weise für
ein Airbagsystem des Fahrzeugs 80 verwendet werden. Das
Airbag-System kann, wie in den 1A und 1B gezeigt,
die Kollisionserfassungsvorrichtung 1, eine Airbagsteuervorrichtung 50,
einen Airbag 70 und dergleichen aufweisen. Bei einer Kollision
zwischen dem Fahrzeug und einer Person wird der Airbag 70 derart an
der Innen- oder an der Außenseite
der Motorhaube des Fahrzeugs ausgelöst, dass ein Aufprall der Person
auf das Fahrzeug verringert bzw. gedämpft werden kann.
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Insbesondere
gibt die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 ein Kollisionssignal
an die Airbagsteuervorrichtung 50, wenn die Kollision zwischen
dem Fahrzeug und der Person erfasst wird. Folglich aktiviert die
Airbagsteuervorrichtung 50 den Airbag 70 und/oder
eine Hebevorrichtung zum Anheben der Motorhaube oder dergleichen,
um die mit dem Fahrzeug kollidierende Person zu schützen. Auf
diese Weise kann der Airbag 70 an der Innen- oder an der Außenseite
der angehobenen Motorhaube ausgelöst werden, so dass der Aufprall
der Person auf das Fahrzeug gedämpft
werden kann.
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Ferner
kann die Airbagsteuervorrichtung 50 eine Airbagauslösevorbereitungsvorrichtung 51 zur Vorbereitung
der Auslösung
des Airbags 70 aufweisen. Die Airbagauslösevorbereitungsvorrichtung 51 gibt
ein Auslösevorbereitungssignal
zur Vorbereitung der Auslösung
des Airbags 70 aus, so dass beispielsweise eine Zündung einer
Gaserzeugungsvorrichtung oder Druckluft zum Auslösen des Airbags 70 und
dergleichen vorbereitet werden können.
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Die
Kollisionserfassungsvorrichtung 1 weist, wie in 1B gezeigt,
wenigstens einen Personenerfassungssensor 30 mit einem
Infraroterfassungsabschnitt und einem Ultraschallerfassungsabschnitt, wenigstens
einen Sensor 27 zur Erfassung einer physikalischen Größe (Aufprallsignalausgabeeinheit) und
eine ECU 21 (elektronische Steuereinheit) auf.
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Der
Personenerfassungssensor 30 entspricht einer ersten Richtungssignalausgabeeinheit und
einer zweiten Richtungssignalausgabeeinheit. Die ECU 21 entspricht
einer Steuereinheit (Kollisionssignalausgabeeinheit).
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Der
Infraroterfassungsabschnitt des Personenerfassungssensors 30 erfasst
die Intensität
von Infrarotstrahlung, die von einem Erfassungsobjekt (Hindernis),
wie beispielsweise einer Person, die sich in der Nähe des Fahrzeugs
befindet oder das Fahrzeug berührt,
abgestrahlt wird, und gibt ein die Existenzrichtung des Erfassungsobjekts
anzeigendes erstes Richtungssignal auf der Grundlage der erfassten
Intensität
aus.
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Der
Personenerfassungssensor 30 weist, wie in 3A gezeigt,
ein Sendeelement 19 zum Aussenden einer Ultraschallwelle
auf. Der Ultraschallerfassungsabschnitt des Personenerfassungssensors 30 erfasst
die von dem Sendeelement 19 ausgesendete und von dem Erfassungsobjekt
reflektierte Ultraschallwelle und gibt ein die Existenzrichtung
des Erfassungsobjekts anzeigendes zweites Richtungssignal auf der
Grundlage des Erfassungsergebnisses bezüglich der Ultraschallwelle
aus.
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Der
Sensor 27 zur Erfassung einer physikalischen Größe (nachstehen
als Sensor 27 bezeichnet) erfasst einen Aufprall auf das
Fahrzeug und gibt ein Aufprallsignal, das anzeigt, dass ein Aufprall
auf das Fahrzeug ausgeübt
wird, auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses aus.
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Die
ECU 21 bestimmt, ob eine Differenz zwischen dem ersten
Richtungssignal und dem zweiten Richtungssignal innerhalb eines
ersten vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht und gibt dann, wenn
das Aufprallsignal ausgegeben wird, ein Kollisionssignal aus, das
anzeigt, dass eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Erfassungsobjekt
erfolgt.
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Die
ECU 21 kann beispielsweise aus einem Mikrocomputer der
ASIC-Bauart (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) mit einer
CPU, einem RAM, einem ROM, einer E/A (Eingabe-/Ausgabeschnittstelle),
einer Schnittstelle (nicht gezeigt) und dergleichen aufgebaut sein.
Die CPU kann über
die E/A oder dergleichen mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 (Geschwindigkeitsausgabeeinheit),
dem Sensor 27, dem Personenerfassungssensor 30 und über eine
Kommunikationsschnittstelle oder dergleichen mit der Airbagsteuervorrichtung 50 verbunden
sein.
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In
diesem Fall können
zwei Personenerfassungssensoren 30 vorgesehen sein, Die
zwei Personenerfassungssensoren 30 können beispielsweise, wie in 2A gezeigt,
an der rechten bzw. an der linken Seite der vorderen Stoßstange 84 bezüglich der Breitenrichtung
des Fahrzeugs 80 angeordnet sein. Alternativ können die
zwei Personenerfassungssensoren 30, wie in 2B gezeigt,
ebenso an den hinteren Seiten (jedoch nicht den Spiegeloberflächenseiten)
der Türspiegel 86 des
Fahrzeugs 80 angeordnet sein. In diesen Fällen kann
der Personenerfassungssensor 30, wie in den 2A und 2B gezeigt,
derart angeordnet sein, dass ein in der 3B gezeigter
Empfangsabschnitt 40a des Personenerfassungssensors 30 zur
Seite des Erfassungsobjekts freigelegt ist.
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Der
Personenerfassungssensor 30 weist, wie in den 3A und 3B gezeigt,
wenigstens eine Erfassungseinheit 10 zur Erfassung einer
Person, ein Sendeelement 19 zum Aussenden einer Ultraschallwelle
und ein Empfangselement 40 mit dem Empfangsabschnitt 40a zum
Empfangen der von dem Erfassungsobjekt reflektierten Ultraschallwelle auf.
Die Erfassungseinheit 10 ist über das Empfangselement 40 an
dem Fahrzeug 80 befestigt und durch das Empfangselement 40 geschützt.
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Das
Empfangselement 40 kann eine rechteckige flache Plattenform
aufweisen. In diesem Fall können
mehrere (beispielsweise vier) Erfassungseinheiten 10 vorgesehen
sein. Die vier Erfassungseinheiten 10 sind an dem Empfangselement 40 befestigt und
an der Innenseite des Fahrzeugs angeordnet. Die Erfassungseinheiten 10 können derart
angeordnet sein, dass vier Erfassungseinheiten 10 in zwei Reihen
in einer Länge-zu-Breite-Richtung
des Empfangselements angeordnet sind. In diesem Fall kann jede der
zwei Reihen beispielsweise zwei Erfassungseinheiten 10 aufweisen.
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Das
Empfangselement 40 kann hierbei als Übertragungsmedium zur Übertragung
der Ultraschallwelle zur Erfassungseinheit 10 dienen. Ferner kann
die Infrarotstrahlung das Empfangselement 40 passieren.
Das Empfangselement 40 besteht vorzugsweise aus einem infrarotdurchlässigen,
stabilen Material (wie beispielsweise Glas und Silizium).
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Jede
der Erfassungseinheiten 10 weist ein Erfassungselement 15 auf.
Die Erfassungseinheiten 10 sind derart angeordnet, dass
ein Abstand zwischen den Mittelpunkten der Erfassungsabschnitte 15 der
zwei benachbarten Erfassungseinheiten 10 im Wesentlichen
gleich einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge der
Ultraschallwelle ist.
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Das
Sendeelement 19 ist neben dem Personenerfassungssensor 30 angeordnet
und derart befestigt, dass seine Oberfläche zum Aussenden der Ultraschallwelle
zur Außenseite
des Fahrzeugs 80 freigelegt ist.
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Die
Erfassungseinheit 10 weist, wie in 3B gezeigt,
eine Halbleiterbaugruppe 11 (Platine) auf, die eine im
Wesentlichen rechteckige Form und eine SOI-(Silizium auf einem Isolator)-Struktur aufweisen
kann. Die Halbleiterbaugruppe 11 besteht aus einem infrarotdurchlässigen Material.
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Die
Halbleiterbaugruppe 11 weist ein Trageelement 11a (aus
beispielsweise Silizium), einen ersten Isolierfilm 11b,
eine Siliziumaktivierungsschicht 11c und einen zweiten
Isolierfilm 11d auf. Der erste Isolierfilm 11b,
die Siliziumaktivierungsschicht 11c und der zweite Isolierfilm 11d sind
nacheinander auf einer oberen Oberfläche 11m des Trageelements 11a übereinander
geschichtet. D. h., der erste Isolierfilm 11b ist derart
angeordnet, dass er die obere Oberfläche 11m berührt, und
die Siliziumaktivierungsschicht 11c ist zwischen dem ersten
Isolierfilm 11b und dem zweiten Isolierfilm 11d angeordnet.
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Jeder
der Mittenabschnitte des Trageelements 11a und des ersten
Isolierfilms 11b ist derart mit Hilfe einer MEMS-Technologie
oder dergleichen entfernt, dass beispielsweise eine Öffnung gebildet ist.
Folglich ist das Trageelement 11a als flache Plattenform
mit einem ausgehöhlten
Mittenabschnitt mit beispielsweise einer im Wesentlichen rechteckigen Öffnung aufgebaut.
In diesem Fall sind die Siliziumaktivierungsschicht 11c und
der zweite Isolierfilm 11d, die nicht ausgehöhlt sind,
derart aufgebaut, dass sie beispielsweise die im Wesentlichen rechteckige
Filmform aufweisen.
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Alternativ
kann die Halbleiterbaugruppe 11 ebenso eine Siliziumbaugruppe
aufweisen, auf welcher der erste Isolierfilm 11b als Film
gebildet wird. In diesem Fall kann die Siliziumaktivierungsschicht 11c aus
einem polykristallinen Silizium aufgebaut sein, das als Film auf
dem ersten Isolierfilm 11b gebildet wird und in das Ionen
injiziert werden. Ferner wird der zweite Isolierfilm 11d als
Film auf der Siliziumaktivierungsschicht 11c gebildet.
Auf diese Weise kann die Halbleiterbaugruppe 11 aufgebaut
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein filmförmiger
Vibrationserfassungsabschnitt 12 (beispielsweise piezoelektrischer
Bauart mit einer pyroelektrischen Eigenschaft) auf dem zweiten Isolierfilm 11d angeordnet.
Der Vibrationserfassungsabschnitt 12 kann einen piezoelektrischen
Film 12a aus beispielsweise PZT (Bleizirkoniumtitanat)
aufweisen und elektrisch mit Elektroden 13 verbunden sein.
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Auf
diese Weise wird das Erfassungselement 15 mit dem von dem
Trageelement 11a angehobenen Endabschnitt aufgebaut. Das
eine vorbestimmte Resonanzfrequenz aufweisende Erfassungselement 15 empfängt die
von dem Erfassungsobjekt reflektierte und zu der Erfassungseinheit 10 übertragene
Ultraschallwelle, um zu schwingen. Folglich wird die durch die Schwingung
(Resonanz) bewirkte Verschiebung des Erfassungselements 15 von
dem Vibrationserfassungsabschnitt 12 in ein Spannungssignal
gewandelt, so dass die Ultraschallwelle erfasst wird. D. h., der
Vibrationserfassungsabschnitt 12 dient als Ultraschallwellenerfassungselement.
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In
diesem Fall weist die Erfassungseinheit 10 (durch MEMS-Technologie
oder dergleichen gebildet) eine scharfe Resonanzfrequenz auf, um
der Erfassungseinheit 10 eine hohe Empfangsempfindlichkeit
für die
Ultraschallwelle zu verleihen. Folglich kann die Erfassungsgenauigkeit
bezüglich
des Richtungssignals verbessert werden.
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Da
der Vibrationserfassungsabschnitt 12 die pyroelektrische
Eigenschaft aufweist, kann die Intensität der von dem Erfassungsobjekt,
wie beispielsweise der Person, abgestrahlten Infrarotstrahlung von
dem Vibrationserfassungsabschnitt 12 erfasst werden. D.
h., der piezoelektrische Vibrationserfassungsabschnitt 12 dient
ebenso als Infraroterfassungselement.
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Das
Trageelement 11a der Erfassungseinheit 10 ist
an der Oberfläche
des Empfangselements 40 der Innenseite des Fahrzeugs 80 befestigt.
D. h., die Erfassungseinheit 10 ist über das Trageelement 11a an
einer Position an dem Empfangselement 40 angebracht, die
von der Außenseite
des Fahrzeugs 80 unsichtbar ist, wobei das Erfassungselement 15 das
Empfangselement 40 nicht berührt. Auf diese Weise kann das
Erfassungselement 10 vor einer externen Last und heranfliegenden
Fremdkörpern
geschützt
werden.
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Alternativ
kann das Empfangselement 40 ebenso an der vorderen Stoßstange 84 oder
an dem Türspiegel 86 des
Fahrzeugs 80 angebracht werden und aus einem Material gleich
dem der vorderen Stoßstange 84 oder
dem des Türspiegels 86 gebildet sein,
so dass es von einer Außenseite
des Fahrzeugs betrachtet nicht sichtbar ist.
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Die
Anzahl an Erfassungselementen 10 ist jedoch nicht auf vier
und die Anordnung der Erfassungseinheiten 10 ist nicht
darauf beschränkt,
dass jeweils zwei Erfassungseinheiten 10 in der Länge-zu-Breite-Richtung
angeordnet sind. Ferner alternativ kann ebenso ein Chip mit einer
Mehrzahl von integrierten Erfassungseinheiten 10 verwendet
werden.
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Der
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 ist neben einem Rad 82 des
Fahrzeugs angeordnet, um die Drehzahl des Rades 82 zu erfassen
und diese als Fahrzeuggeschwindigkeitssignal an die ECU 21 zu geben.
Die ECU 21 bestimmt auf der Grundlage des von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 eingegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, ob sich das Rad 82 des
Fahrzeugs dreht oder nicht, und bestimmt somit, ob das Fahrzeug
fährt oder
nicht.
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Der
Sensor 27 kann aus einem Beschleunigungssensor, einem Verschiebungssensor,
einem Drucksensor oder dergleichen aufgebaut sein, um den auf das
Fahrzeug 80 aufgebrachten Aufprall auf der Grundlage des
Erfassungsergebnisses als physikalische Größe (beispielsweise als Beschleunigung, Verschiebung
oder Druck) zu erfassen und ein Aufprallsignal, das anzeigt, dass
der Aufprall auf das Fahrzeug 80 ausgeübt wird, (an die ECU 21)
auszugeben.
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Der
Sensor 27 kann in der vorderen Stoßstange 84 des Fahrzeugs
angeordnet sein. Die mehreren Sensoren 27 können beispielsweise,
wie in den 2a und 2B gezeigt,
in der vorderen Stoßstange 84 eingebettet
und entsprechend an der rechten Seite, dem im Wesentlichen mittleren
Teil und der linken Seite des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Folglich
kann die von dem Erfassungsobjekt auf das Fahrzeug aufgebrachte
Aufprallkraft bei einer Kollision zwischen dem Erfassungsobjekt,
wie beispielsweise der Person, und der Front, der vorderen rechten
Seite oder der vorderen linken Seite des Fahrzeugs 80 von
dem Sensor 27 erfasst werden.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann ferner dann, wenn die mehreren Sensoren 27 in der
vorderen Stoßstange 84 eingebettet
sind, ein Berechnungsprozess ausgeführt werden, um eine Amplitude,
einen Ausgabezeitpunkt, eine Ausgabeperiode, eine Verzögerungszeit
und dergleichen der Aufprallsignale der mehreren Sensoren 27 zu
analysieren. Folglich kann ein drittes Richtungssignal zum Anzeigen
der Richtung, in welcher die Aufprallkraft aufgebracht wird, ausgegeben
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die ECU 21 getrennt von der Airbagsteuervorrichtung 50 aufgebaut.
Die Funktionen der ECU 21 können jedoch ebenso durch die
Airbagsteuervorrichtung 50 realisiert werden. Auf diese
Weise kann die Anzahl an Komponenten verringert werden.
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Ferner
kann das Sendeelement 19 ebenso getrennt von dem Personenerfassungssensor 30 aufgebaut
sein. Auf diese Weise kann ein die Ultraschallwelle mit einem hohen
Schalldruck aussendende Sendeelement 19 verwendet werden,
so dass die Signalintensität
der von dem Erfassungsobjekt reflektierten Ultraschallwelle erhöht werden
kann.
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Nachstehend
wird die Erfassung der Ultraschallwelle und der Infrarotstrahlung
beschrieben.
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Die 4A und 4B zeigen
jeweils zeitliche Änderungen
der Ausgangswerte der Erfassungseinheit 10 bei einer Erfassung
der Ultraschallwelle und der Infrarotstrahlung. Die Ultraschallwelle,
die, wie in 4A gezeigt, an dem Zeitpunkt
t1 von dem Sendeelement 19 ausgesendet und von dem Erfassungselement
reflektiert wird, wird von dem Empfangsabschnitt 40a des
Empfangselements 40a empfangen und, wie in 3B gezeigt,
in der Dickenrichtung des Empfangselements 40 in Richtung der
Erfassungseinheit 10 übertragen.
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Anschließend wird
die über
das Empfangselement 40 übertragene
Ultraschallwelle als die Schwingung (Druckwelle) in dem Festkörper über das
Trageelement 11a übertragen
und bewirkt, dass das Erfassungselement 15 zwischen den
Zeitpunkten t2 und t3 schwingt. Folglich wird das sich mit einer Wellenform ändernde
Spannungssignal bedingt durch die Schwingung des Erfassungselements 15 zwischen
den Zeitpunkten t2 und t3 (siehe 4A) von
dem Vibrationserfassungsabschnitt 12 an die ECU 21 gegeben.
In diesem Fall kann der Abstand zwischen dem Fahrzeug 80 und
dem Erfassungsobjekt auf der Grundlage der Zeitdifferenz t2 – t1 berechnet
werden.
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In
diesem Fall weist die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 die
mehreren Erfassungseinheiten 10 auf. Es können die
Zeitdifferenz und die Phasendifferenz der von den Erfassungseinheiten 10 erfassten
Ultraschallwellensignale berechnet werden. Auf der Grundlage der
Differenzen kann die Existenzrichtung des Erfassungsobjekts berechnet
und das die Existenzrichtung des Erfassungsobjekts anzeigende zweite
Richtungssignal ausgegeben werden.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
entspricht der Abstand zwischen den Mittenabschnitten der Erfassungsabschnitte 15 der
zwei benachbarten Erfassungseinheiten 10 im Wesentlichen
dem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge der Ultraschallwelle. Folglich
kann aus der Phasendifferenz der empfangenen Ultraschallwelle die
Zeitdifferenz erfasst werden. Folglich kann die Zeitdifferenz der empfangenen
Ultraschallwelle mit höherer
Genauigkeit erfasst werden.
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In
diesem Fall passiert die von dem Erfassungsobjekt abgestrahlte Infrarotstrahlung
das Empfangselement 40 und die Halbleiterbaugruppe 11,
um den Vibrati onserfassungsabschnitt 12 zu erreichen. Folglich
steigt der Ausgangswert des Spannungssignals, wie in 4B gezeigt,
zwischen den Zeitpunkten t4 und t5, bedingt durch die pyroelektrische
Eigenschaft des Vibrationserfassungsabschnitts 12. Folglich
kann die Infrarotstrahlung erfasst werden.
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In
diesem Fall weist die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 die
mehreren Erfassungseinheiten 10 auf, welche die Intensität der empfangenen
Infrarotstrahlung erfassen. Auf der Grundlage der Verteilung der
erfassten Intensität
kann das die Existenzrichtung des Erfassungsobjekts anzeigende erste Richtungssignal
ausgegeben werden.
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Auf
der Grundlage der Erfassungsergebnisse der Ultraschallwelle und
der Infrarotstrahlung der mehreren Erfassungseinheiten 10 kann
bestimmt werden, ob das Kollisionshindernis (Erfassungsobjekt) eine
Person ist oder nicht.
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Die
Erfassungseinheit 10 der Personenerfassungssensoren 30 gibt,
wie in 5 gezeigt, das sich bezüglich der Wellenform zwischen
den Zeitpunkten t6 und t7 ändernde
Spannungssignal des Ausgangswerts aus. In diesem Fall wird das Erfassungsobjekt über die
Ultraschallwelle, jedoch nicht über
die Infrarotstrahlung erfasst. Folglich wird berücksichtigt, dass das Erfassungsobjekt
ein greifbares Objekt ohne einen Wärmeanteil wie beispielsweise
ein Strommast ist. Auf diese Weise kann bestimmt werden, dass das
Erfassungsobjekt keine Person ist.
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Der
Ausgangswert der Erfassungseinheit 10 steigt, wie in 5 gezeigt,
zwischen den Zeitpunkten t8 und t9 mit einem deutlichen Rechtecksprung an.
In diesem Fall wird das Erfassungsobjekt über die Infrarotstrahlung,
jedoch nicht über
die Ultraschallwelle erfasst. Es wird berücksichtigt, dass das Erfassungsobjekt
ein nicht greifbares Objekt mit einem Wärmeanteil, wie beispielsweise
eine Wärmequelle, wie
beispielsweise Abgas aus einem Rohr, ist. Auf diese Weise kann bestimmt
werden, dass das Erfassungsobjekt keine Person ist.
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Auf
den Zeitpunkt t10 folgend steigt der Ausgangswert der Erfassungseinheit 10 zunächst mit
einem deutlichen Rechtecksprung an. An dem Zeitpunkt t11 wird die
Ultraschallwelle von dem Sendeelement 19 ausgesendet. Die
von dem Erfassungs objekt reflektierte Ultraschallwelle wird an dem
Zeitpunkt t12 erfasst. Zwischen den Zeitpunkten t12 und t13 werden
das Spannungssignal mit der Wellenform und das Spannungssignal mit
der Rechteckform zur Erfassung überlagert.
-
Wenn
die durch die Ultraschallwelle erfasste Existenzrichtung des Erfassungsobjekts
und die durch die Infrarotstrahlung erfasste Existenzrichtung des
Erfassungsobjekts im Wesentlichen übereinstimmen, was über einen
Vergleich des ersten und des zweiten Richtungssignals ermittelt
werden kann, wird berücksichtigt,
dass das Erfassungsobjekt ein greifbares Objekt mit einem Wärmeanteil
ist. D. h., es kann bestimmt werden, dass das Erfassungsobjekt die
Person ist.
-
Ferner
kann die Erfassungseinheit 10 die Intensität der Infrarotstrahlung
erfassen, um die Temperatur des Erfassungsobjekts auf der Grundlage
der erfassten Intensität
zu messen. Da die Körpertemperatur
des Menschen im Wesentlichen bei 36 °C legt, kann bestimmt werden,
dass das Erfassungsobjekt die Person ist, wenn die Temperatur des
Erfassungsobjekts in einem vorbestimmten Bereich von beispielsweise
32 bis 43 °C
liegt. Demgegenüber
wird bestimmt, dass das Erfassungsobjekt das von der Person verschiedene
feste Objekt ist, wenn die Temperatur des Erfassungsobjekts außerhalb
des vorbestimmten Bereichs liegt.
-
Nachstehend
wird der von der ECU 21 oder dergleichen ausgeführte Kollisionserfassungsprozess
unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben.
-
In
diesem Fall kann beispielsweise ein in der ECU 21 gespeichertes
Erfassungsprogramm wiederholt von der ECU 21 ausgeführt werden,
und zwar jede vorbestimmte Periode (z. B. alle 5 ms), ausgelöst durch
eine Zeitgeberunterbrechung oder dergleichen, so dass der Kollisionserfassungsprozess
wiederholt ausgeführt
wird.
-
Gemäß dem in
der 6 gezeigten Kollisionserfassungsprozess wird auf
einen Initialisierungsprozess folgend der Schritt S101 ausgeführt, um Sensordaten
abzurufen. Insbesondere werden das erste Richtungssignal und das
zweite Richtungssignal von dem Personenerfassungssensor 30,
das dritte Richtungssignal von dem Sensor 27 und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 jeweils an die
ECU 21 gegeben.
-
Anschließend wird
in Schritt S103 bestimmt, ob von dem Personenerfassungssensor 30 ein
Hindernis über
die Ultraschallwelle erfasst wird oder nicht. D. h., es wird auf
der Grundlage des in Schritt S101 abgerufenen zweiten Richtungssignals
(von dem Personenerfassungssensor 30) bestimmt, ob das
Hindernis vorhanden ist oder nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass das Hindernis vorhanden ist (JA in Schritt S103),
wird anschließend Schritt
S105 ausgeführt.
Wenn demgegenüber
bestimmt wird, dass das Hindernis nicht vorhanden ist (NEIN in Schritt
S103), ist es nicht erforderlich, den Airbag 70 auszulösen. Folglich
wird der in der 6 gezeigte Prozess beendet.
-
In
Schritt S105 wird bestimmt, ob eine Infrarotstrahlung aussendende
Wärmequelle über die
Infrarotstrahlung von dem Personenerfassungssensor 30 erfasst
wird oder nicht. D. h., es wird auf der Grundlage des in Schritt
S101 abgerufenen ersten Richtungssignals (von dem Personenerfassungssensor 30)
bestimmt, ob eine Wärmequelle
vorhanden ist oder nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Wärmequelle vorhanden
ist (JA in Schritt S105), wird anschließend Schritt S107 ausgeführt. Wenn
demgegenüber
bestimmt wird, dass die Wärmequelle
nicht vorhanden ist (NEIN in Schritt S105), ist die Wahrscheinlichkeit, mit
der das Erfassungsobjekt keine Person ist, derart hoch, dass es
nicht erforderlich ist, den Airbag 70 auszulösen. Folglich
wird der in der 6 gezeigte Prozess beendet.
-
Alternativ
kann in Schritt S105, zusätzlich
zur obigen Bestimmung, ebenso bestimmt werden, ob die Temperatur
der Wärmequelle
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht. D. h.,
in Schritt S101 wird ebenso ein die Temperatur der Wärmequelle
anzeigendes Temperatursignal von dem Personenerfassungssensor 30 abgerufen.
Auf der Grundlage des abgerufenen Temperatursignals wird bestimmt,
ob die Temperatur der Wärmequelle
innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Temperatur der Wärmequelle innerhalb des vorbestimmten
Bereichs liegt, ist die Wahrscheinlichkeit, mit der die Wärmequelle
die Person ist, hoch. Folglich wird Schritt S107 ausgeführt. Wenn
demgegenüber
bestimmt wird, dass die Temperatur der Wärmequelle nicht innerhalb des
vorbestimmten Bereichs liegt, ist die Wahrscheinlichkeit, mit der
die Wärmequelle
keine Person ist, hoch. Folglich ist es nicht erforderlich, den
Airbag 70 auszulösen.
Anschließend
wird der in der 6 gezeigte Prozess beendet.
-
In
Schritt S107 wird bestimmt, ob die Existenzrichtung des Hindernisses
und die der Wärmequelle
im Wesentlichen übereinstimmen.
D. h., das erste Richtungssignal und das zweite Richtungssignal,
die in Schritt S101 von dem Personenerfassungssensor 30 abgerufen
werden, werden miteinander verglichen, und es wird bestimmt, ob
die Differenz zwischen beiden innerhalb eines ersten vorbestimmten
Bereichs liegt.
-
Das
erste Richtungssignal und das zweite Richtungssignal können als
Winkelsignal bezüglich der
Fahrtrichtung des Fahrzeugs 80 erhalten werden. Wenn die
Differenz zwischen dem ersten Richtungssignal und dem zweiten Richtungssignal
beispielsweise kleiner oder gleich 5° ist, wird folglich bestimmt,
dass das erste und das zweite Richtungssignal im Wesentlichen übereinstimmen.
Auf diese Weise kann bestimmt werden, dass die Existenzrichtung des
Hindernisses und die der Wärmequelle
im Wesentlichen übereinstimmen.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Existenzrichtung des Hindernisses und die
der Wärmequelle
im Wesentlichen übereinstimmen
(JA in Schritt S107), wird anschließend Schritt S111 ausgeführt.
-
Wenn
demgegenüber
bestimmt wird, dass die Existenzrichtung des Hindernisses und die
der Wärmequelle
im Wesentlichen nicht übereinstimmen (NEIN
in Schritt S107), kann bestimmt werden, dass das Hindernis keine
Person ist, da die Wärmequelle und
das Hindernis jeweils in verschiedenen Richtungen vorhanden sind.
Folg lich ist es nicht erforderlich, den Airbag 70 auszulösen. Anschließend wird
in Schritt S109 ein Alarm ausgelöst,
um den Fahrer oder dergleichen über
das vorhandene Hindernisses zu informieren. Anschließend wird
der in der 6 gezeigte Kollisionserfassungsprozess
beendet.
-
In
Schritt S111 wird ein Prozess zum Ausgeben eines Auslösevorbereitungssignals
an die Airbagauslösevorbereitungsvorrichtung 51 ausgeführt, auf das
die Airbagauslösevorbereitungsvorrichtung 51 das
Auslösen
des Airbags vorbereitet.
-
D.
h., wenn in Schritt S107 bestimmt wird, dass die Person in Fahrtrichtung
des Fahrzeugs 80 vorhanden ist, wird durch die Ausgabe
des Auslösevorbereitungssignals
der ECU 21 an die Airbagauslösevorbereitungsvorrichtung 51 das
Auslösen
des Airbags 70 vorbereitet (z. B. die Zündung einer Gaserzeugungsvorrichtung).
Anschließend
wird Schritt S113 ausgeführt.
-
In
Schritt S113 wird bestimmt, ob der Sensor 27 einen Aufprall
auf das Fahrzeug 80 erfasst oder nicht. D. h., es wird
darauf basierend, ob das in Schritt S101 abgerufene Aufprallsignal
vorhanden ist oder nicht, bestimmt, ob das Erfassungsobjekt mit dem
Fahrzeug 80 kollidiert oder nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass das Erfassungsobjekt mit dem Fahrzeug kollidiert
(JA in Schritt S113), wird anschließend Schritt S115 ausgeführt. Wenn
demgegenüber
bestimmt wird, dass das Erfassungsobjekt nicht mit dem Fahrzeug
kollidiert (NEIN in Schritt S113), wird der in der 6 gezeigte
Kollisionserfassungsprozess beendet.
-
In
Schritt S115 wird bestimmt, ob die Existenzrichtung der Person und
die Aufprallrichtung im Wesentlichen übereinstimmen. D. h., das in
Schritt S101 von dem Sensor 27 abgerufene dritte Richtungssignal
wird jeweils mit dem ersten und dem zweiten Richtungssignal, die
in Schritt S101 von dem Personenerfassungssensor 30 abgerufen
werden, verglichen, und es wird bestimmt, ob die Differenzen zwischen
ihnen innerhalb eines zweiten vorbestimmten Bereichs bzw. innerhalb
eines dritten vorbestimmten Bereichs liegen.
-
Wenn
beispielsweise bestimmt wird, dass die Differenz zwischen dem dritten
und dem ersten Richtungssignal kleiner oder gleich 5° und die
Differenz zwischen dem dritten und dem zweiten Richtungssignal kleiner
oder gleich 5° ist,
wird bestimmt, dass die Existenzrichtung der Person und die Aufprallrichtung
im Wesentlichen übereinstimmen
(JA in Schritt S115). Folglich wird Schritt S117 ausgeführt.
-
Wenn
demgegenüber
bestimmt wird, dass die Existenzrichtung der Person und die Aufprallrichtung
im Wesentlichen nicht übereinstimmen,
wird in Schritt S115 NEIN bestimmt. D. h., eine Annäherungsrichtung
(z. B. vordere rechte Seite des Fahrzeugs 80) der Person
unterscheidet sich von der Richtung (z. B. vordere linke Seite des
Fahrzeugs 80) eines Aufpralls eines Baumes oder dergleichen
auf das Fahrzeug 80. In diesem Fall kann bestimmt werden,
dass die Person, die sich in der Nähe des Fahrzeugs befindet oder
das Fahrzeug berührt,
keine direkte Beziehung zu dem von dem Sensor 27 erfassten
Aufprall hat und nicht mit dem Fahrzeug kollidiert. Folglich ist
es nicht erforderlich, den Airbag 70 auszulösen. Folglich
wird der in der 6 gezeigte Kollisionserfassungsprozess
beendet.
-
Anschließend wird
in Schritt S117 auf der Grundlage des in Schritt S101 abgerufenen
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals bestimmt, ob das Fahrzeug fährt oder
nicht.
-
Wenn
bestimmt wird, dass das Fahrzeug fährt (JA in Schritt S117), wird
anschließend
Schritt S119 ausgeführt.
In Schritt S119 wird ein Kollisionssignal, das anzeigt, die Kollision
zwischen dem Fahrzeug 80 und der Person erfolgt, an die
Airbagsteuervorrichtung 50 gegeben, um die Person zu schützen.
-
Wenn
demgegenüber
bestimmt wird, dass das Fahrzeug steht (NEIN in Schritt S117), wird
der in der 6 gezeigte Kollisionserfassungsprozess
beendet.
-
In
Schritt S119 wird das Kollisionssignal an die Airbagsteuervorrichtung 50 gegeben.
Die das Kollisionssignal empfangende Airbagsteuervorrichtung 50 aktiviert
die Hebevorrichtung der Motorhaube und führt eine Auslösesteuerung
des Airbags 70 aus, um den Airbag 70 an der Innen-
oder an der Außenseite
der angehobenen Mo torhaube auszulösen. Auf diese Weise kann der
Aufprall auf die mit dem Fahrzeug 80 kollidierende Person
durch den ausgelösten Airbag 70 gedämpft werden.
-
Alternativ
kann der Kollisionserfassungsprozess derart ausgelegt sein, dass
der Ausgabeprozess des Personenkollisionssignals in Schritt S119 ausgeführt wird,
ohne den vorstehend beschriebenen Prozess in Schritt S117 auszuführen.
-
D.
h., es wird, ohne zu bestimmen, ob das Fahrzeug fährt oder
nicht, Schritt S119 ausgeführt, wenn
in Schritt S107 bestimmt wird, dass das Erfassungsobjekt die Person
ist (JA in Schritt S107), und in Schritt S113 bestimmt wird, dass
das Aufprallsignal ausgegeben wird (JA in Schritt S113), und in
Schritt S115 bestimmt wird, dass die Existenzrichtung der Person
und die Aufprallrichtung im Wesentlichen übereinstimmen (JA in Schritt
S115). In Schritt S119 wird das Aufprallsignal an die Airbagsteuervorrichtung 50 gegeben.
Folglich kann eine Person auf einem zweirädrigen Fahrzeug oder dergleichen
dann, wenn das zweirädrige
Fahrzeug oder dergleichen mit dem geparkten Fahrzeug 80 kollidiert,
durch den ausgelösten
Airbag 70 geschützt
werden.
-
Alternativ
kann der Kollisionserfassungsprozess ebenso derart ausgelegt sein,
dass der Ausgabeprozess des Kollisionssignals in Schritt S119 ausgeführt wird,
ohne die vorstehend beschriebenen Prozess in Schritt S115 und S117
auszuführen,
wenn in Schritt S105 bestimmt wird, dass die Temperatur der Wärmequelle
innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
-
D.
h., das feste Objekt wird selbst dann, wenn es mit den der Person
entsprechenden Masse- und Steifigkeitseigenschaften mit dem Fahrzeug 80 kollidiert,
in Schritt S105 auf der Grundlage des Temperatursignals nicht als
die Person bestimmt (NEIN in Schritt S105). Folglich kann die Kollision
zwischen der Person und dem Fahrzeug 80 im Wesentlichen auch ohne
die Bestimmungsprozesse der Schritte S115 und S117 erfasst werden,
wenn in Schritt S105 auf der Grundlage des Temperatursignals bestimmt wird,
dass das Erfassungsobjekt die Person ist (JA in Schritt S105), und
in Schritt S113 bestimmt wird, dass das Aufprallsignal ausgegeben
wird (JA in Schritt S113). Auf diese Weise kann eine fehlerhafte Erfassung
eingeschränkt
werden.
-
Nachstehend
werden die Effekte der Kollisionserfassungsvorrichtung beschrieben.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
kann die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 beispielsweise
in einem Fahrzeug 80 installiert werden. In diesem Fall erfasst
der Personenerfassungssensor 30 die Intensität der von
dem Erfassungsobjekt, das sich in der Nähe des Fahrzeugs befindet oder
das Fahrzeug berührt,
abgestrahlten Infrarotstrahlung, gibt das die Existenzrichtung des
Erfassungsobjekts anzeigende erste Richtungserfassungssignal auf
der Grundlage der erfassten Intensität aus und erfasst die von dem Erfassungsobjekt
reflektierte Ultraschallwelle und gibt das die Existenzrichtung
des Erfassungsobjekts anzeigende zweite Richtungssignal auf der
Grundlage des Erfassungsergebnisses aus. Ferner ist der Sensor 27 zur
Erfassung einer physikalischen Größe vorgesehen, um den auf das
Fahrzeug 80 aufgebrachten Aufprall zu erfassen und das
den Aufprall auf das Fahrzeug anzeigende Aufprallsignal auf der Grundlage
des Erfassungsergebnisses auszugeben.
-
Folglich
kann die ECU 21 dann, wenn bestimmt wird, dass die Differenz
zwischen dem ersten und dem zweiten Richtungssignal innerhalb des
ersten vorbestimmten Bereichs liegt und das Aufprallsignal ausgegeben
wird, das Kollisionssignal ausgeben, das anzeigt, dass die Kollision
zwischen dem Fahrzeug 80 und der Person erfolgen wird.
-
Da
die Richtung des die Infrarotstrahlung abstrahlenden Erfassungsobjekts
und die Richtung des die Ultraschallwelle reflektierenden Erfassungsobjekts
von dem Personenerfassungssensor 30 erfasst werden, kann
die ECU 21 bestimmen, dass das Erfassungsobjekt das greifbare
Objekt und die Wärmequelle
die Person ist, wenn bestimmt wird, dass die Differenz zwischen
dem ersten und dem zweiten Richtungssignal innerhalb des ersten
vorbestimmten Bereichs liegt.
-
Da
bestimmt werden kann, dass das Erfassungsobjekt die nicht greifbare
Wärmequelle
ist, wenn nur das erste Richtungssignal ausgegeben wird, und dass
das Erfassungsobjekt ein keine Infrarotstrahlung abstrahlendes Objekt
ist, wenn nur das zweite Richtungssignal ausgegeben wird, kann die Person
im Wesentlichen von dem von der Person verschiedenen Objekt unterschieden
werden. Auf diese Weise kann eine fehlerhafte Erfassung eingeschränkt werden.
-
Das
Kollisionssignal wird dann ausgegeben, wenn die ECU 21 bestimmt,
dass die Differenz zwischen dem dritten Richtungssignal und dem
ersten Richtungssignal innerhalb des zweiten vorbestimmten Bereichs
und die Differenz zwischen dem dritten Richtungssignal und dem zweiten
Richtungssignal innerhalb des dritten vorbestimmten Bereichs liegt,
d. h. wenn die Richtung des auf das Fahrzeug 80 aufgebrachten
Aufpralls und die Existenzrichtung des Erfassungsobjekts im Wesentlichen übereinstimmen. Das
Kollisionssignal wird nicht ausgegeben, wenn der Aufprall in der
von der Existenzrichtung des Erfassungsobjekts verschiedenen Richtung
auf das Fahrzeug aufgebracht wird.
-
Folglich
wird das Kollisionssignal nicht ausgegeben, wenn sich die Annäherungsrichtung
(zum Fahrzeug 80) der Person von der Richtung des Aufpralls
auf das Fahrzeug durch das feste Objekt, wie beispielsweise den
Strommast, unterscheidet. Folglich kann die fehlerhafte Entscheidung
selbst dann eingeschränkt
werden, wenn sich die Person aus der von der Aufprallrichtung verschiedenen
Richtung dem Fahrzeug nähert
und gleichzeitig der Aufprall des festen Objekts auf das Fahrzeug
erfolgt.
-
Da
das Kollisionssignal ausgegeben wird, wenn auf der Grundlage des
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 25 bestimmt
wird, dass das Fahrzeug 80 fährt, wird das Kollisionssignal
nicht ausgegeben, wenn das Fahrzeug geparkt ist bzw. steht. Folglich
arbeitet die Kollisionserfassungsvorrichtung hauptsächlich, wenn
das Fahrzeug fährt
und es leicht zu einem Verkehrsunfall mit einer Person kommen kann.
Auf diese Weise kann die fehlerhafte Erfassung in praxisnaherer
Hinsicht eingeschränkt
werden.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Differenz zwischen dem ersten Richtungssignal
und dem zweiten Richtungssignal innerhalb des ersten vorbestimmten Bereichs
liegt, erkennt die ECU 21 hinsichtlich der Ausgabe des
Auslösevorbereitungssignals
an die Airbagauslösevorbereitungsvorrichtung 51 im
Voraus die Existenz der Person als das Erfassungsobjekt, so dass
die Airbagauslösevorbereitungsvorrichtung 51 die
Auslö sung
des Airbags 70 vorbereiten kann. Auf diese Weise kann der
Airbag 70 schnell ausgelöst werden.
-
Die
Erfassungseinheit 10 kann die Intensität der von dem Erfassungsobjekt
abgestrahlten Infrarotstrahlung erfassen. Die Erfassungseinheit 10 kann ferner
die Ultraschallwelle über
die durch die von dem Erfassungsobjekt reflektierte und zu der Erfassungseinheit 10 übertragene
Ultraschallwelle bewirkte Schwingung erfassen.
-
Da
die Erfassungseinheit 10 das Erfassungselement 15 zur
Erfassung der Ultraschallwelle und der Infrarotstrahlung aufweist,
kann sie das erste Richtungssignal und das zweite Richtungssignal
ausgeben. Folglich kann der Vergleich zwischen den verschiedenen
Richtungssignalen leicht vorgenommen und die Genauigkeit hierbei
verbessert werden. Da die alleinige Erfassungseinheit 10 als
Ultraschallerfassungsabschnitt und als Infraroterfassungsabschnitt
dienen kann, kann die Komponentenanzahl verringert werden. Auf diese
Weise kann die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 klein
ausgelegt werden.
-
Da
die von dem Empfangselement 40 empfangene Ultraschallwelle über das
den Endabschnitt des Erfassungselements 15 anhebende zum
Tragen dieses Endabschnitts dienende Trageelement 11a zu dem
Erfassungselement 15 (das bedingt durch die hierauf übertragene
Ultraschallwelle zu schwingen beginnt) übertragen werden kann, kann
die Ultraschallwelle als Festkörperschwingung übertragen werden.
Auf diese Weise kann die Dämpfung
der Ultraschallwelle verringert werden, so dass sie effizient zu
dem Erfassungselement 15 übertragen werden kann.
-
Da
das Trageelement 11a derart an der von der des Empfangsabschnitts 40a des
Empfangselements 40 verschiedenen Position angebracht ist, dass
das Erfassungselement 15 das Empfangselement 40 nicht
berührt,
kann die Gefahr einer Beschädigung
des Erfassungselements 15 durch eine Berührung mit
dem Empfangselement 40 selbst dann eingeschränkt werden,
wenn sich das Empfangselement 40 durch die externe Kraft
zur Seite des Erfassungselements 15 bewegt.
-
Da
das Empfangselement 40 aus dem infrarotdurchlässigen Material
besteht, kann die Infrarotstrahlung das Erfassungselement 15 über das
Empfangselement 40 erreichen. Folglich ist es nicht erforderlich,
zusätzlich
ein Element als Reflexionselement vorzusehen, um die Infrarotstrahlung
zu dem Erfassungselement 15 zu übertragen. Auf diese Weise kann
die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 klein ausgebildet
werden.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
ist der Vibrationserfassungsabschnitt 12 aus dem piezoelektrischen
Material mit der pyroelektrischen Eigenschaft aufgebaut, so dass
das Erfassungselement 15 derart aufgebaut sein kann, dass
es als Ultraschallerfassungsabschnitt und als Infraroterfassungsabschnitt dient.
Der Vibrationserfassungsabschnitt 12 weist ferner eine
scharfe Resonanzfrequenz und eine hohe Empfindlichkeit für einen
Empfang der Ultraschallwelle auf, so dass die Genauigkeit zur Erfassung
des Richtungssignals verbessert werden kann.
-
(Zweite Ausführungsform)
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Vibrationserfassungsabschnitt 12 des
Personenerfassungssensors 30, wie in 7 gezeigt,
an einer von der der obigen ersten Ausführungsform verschiedenen Position
angeordnet sein.
-
In
diesem Fall kann der Vibrationserfassungsabschnitt 12 ebenso
auf der Oberfläche
der Siliziumaktivierungsschicht 11c auf der Seite des Trageelements 11a angeordnet
sein. Folglich kann die Infrarotstrahlung den Vibrationserfassungsabschnitt 12 erreichen,
ohne die Halbleiterbaugruppe 11 zu passieren, so dass die
Baugruppe 11 derart aufgebaut sein kann, dass sie für die Infrarotstrahlung
undurchlässig
ist. Aufgrund der verringerten Dämpfung der
Infrarotstrahlung kann ferner die Empfindlichkeit des Personenerfassungssensors 30 verbessert
werden.
-
(Dritte Ausführungsform)
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der piezoelektrische
Vibrationserfassungsabschnitt 12 für das Erfassungselement 15 der Erfassungseinheit 10 vorgesehen.
Der Vibrationserfassungsabschnitt 12 ist jedoch nicht auf
das piezoelektrische Vibrationserfassungselement beschränkt.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein kapazitiver Vibrationserfassungsabschnitt 12 verwendet
werden. Das Vibrationserfassungselement weist einen Infrarotabsorptionsfilm 18 (Infrarotinduktionsfilm)
auf der Vibrationsoberfläche
auf und erfasst die Ultraschallwelle über eine Kapazitätsänderung
zwischen Elektroden 16 und 17. Da der Vibrationserfassungsabschnitt 12 der
kapazitiven Bauart eine breite Resonanzfrequenz aufweist, kann der
zulässige
Bereich der Abweichung der Erfassungseinheit 10 erhöht werden.
Auf diese Weise kann die Ausbeute gesteigert werden.
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Der
kapazitive Vibrationserfassungsabschnitt 12 weist, wie
in 8A gezeigt, die auf dem ersten Isolierfilm 11b gebildete
erste Elektrode 16 und die aus einem infrarotdurchlässigen Material
gebildete zweite Elektrode 17 auf. Die zweite Elektrode 17 liegt
der ersten Elektrode 17 mit einem vorbestimmten Abstand
zwischen beiden gegenüber.
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Der
die Infrarotstrahlung erfassende und ein Spannungssignal ausgebende
Infrarotinduktionsfilm 18 ist auf der Oberfläche der
zweiten Elektrode 17 angeordnet. In diesem Fall kann der
Infrarotinduktionsfilm 18 beispielsweise aus Karbon, Graphit,
einem schwarzen Au-Film, einem schwarzen Pt-Film, Zion oder dergleichen
gebildet sein. Die erste Elektrode 16 weist ein Durchgangsloch 16a auf,
das vorgesehen ist, um den Einfluss der Luftdämpfung durch die Schwingung
einzuschränken.
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In
diesem Fall gleicht der Ultraschallwellenübertragungspfad dem des piezoelektrischen
Vibrationserfassungsabschnitts 12. Wenn der kapazitive Vibrationserfassungsabschnitt 12 die
Ultraschallwelle empfängt,
um zu schwingen, ändert
sich der Spalt zwischen der ersten Elektrode 16 und der
zweiten Elektrode 17 derart, dass die Kapazität des Kondensators
aus der ersten und der zweiten Elektrode 16, 17 variiert.
Auf diese Weise kann die Ultraschallwelle erfasst werden. Ferner
passiert die Infrarotstrahlung das Durchgangsloch 16a der
ersten Elektrode 16 und durchdringt die zweite Elektrode 17,
um den Infrarotinduktionsfilm 18 zu erreichen. Auf diese
Weise kann die Infrarotstrahlung erfasst werden.
-
Alternativ
können,
wie in 8B gezeigt, die Anordnungspositionen
der ersten und der zweiten Elektrode 16, 17 bezüglich der
in der 8A gezeigten Anordnung getauscht
werden. In diesem Fall kann der Infrarotinduktionsfilm 18 auf
der Vibrationsoberfläche
der zweiten Elektrode 17 auf der Seite des Trageelements 11a angeordnet
werden. Auf diese Weise kann die Infrarotstrahlung zu dem Infrarotinduktionsfilm 18 übertragen
werden, ohne die zweite Elektrode 17 zu passieren, so dass
die Dämpfung des
Infrarotlichts verringert werden kann.
-
(Vierte Ausführungsform)
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Gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Teil des Empfangselements 40,
welcher dem Erfassungselement 15 gegenüberliegt, derart aufgebaut,
dass die Infrarotstrahlung den Teil des Empfangselements 40 leichter
als den anderen Teil des Empfangselements 40 passieren
kann.
-
Das
Empfangselement 40 kann beispielsweise, wie in 9 gezeigt,
einen dem Erfassungselement 15 gegenüberliegenden Transmissionsabschnitt 40b aufweisen.
Der Transmissionsabschnitt 40b ist dünner als der andere Teil des
Empfangselements 40 ausgebildet, so dass die Infrarotstrahlung den
Transmissionsabschnitt 40b leicht passieren kann.
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Alternativ
kann der Transmissionsabschnitt 40b ebenso aus einem Material
gebildet sein, welches die Infrarotstrahlung leichter als das Material des
anderen Teils des Empfangselements 40 passieren kann. In
diesem Fall ist der Transmissionsabschnitt 40b in einem
an dem Empfangselement 40 angeordneten Durchgangsloch eingefügt. Der
Transmissionsabschnitt 40b ist dem Erfassungselement 15 gegenüberliegend
angeordnet.
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Folglich
kann der Grad, mit dem die Infrarotstrahlung durch Absorption und
dergleichen vor Erreichen des Erfassungselements 15 durch
das Empfangselement 40 gedämpft wird, verringert werden, so
dass die Empfindlichkeit der Erfassungseinheit 10 verbessert
werden kann.
-
(Fünfte Ausführungsform)
-
Nachstehend
wird eine fünfte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben.
Ein Reflexionselement 62 zum Reflektieren der Infrarotstrahlung
IR kann in dem Fahrzeug 80 angeordnet und benachbart zu dem
Empfangselement 40 positioniert sein. In diesem Fall weist
das Fahrzeug 80 einen Zuführungspfad auf, über den
die Infrarotstrahlung IR auf das Empfangselement 40 geführt wird.
-
Das
Fahrzeug 80 weist eine Öffnung
auf, die an dem Zuführungspfad
angeordnet und durch ein Glaselement 61 blockiert ist.
In diesem Fall strahlt die durch das Reflexionselement 62 reflektierte
Infrarotstrahlung 62 von der Innenseite des Fahrzeugs auf das
Erfassungselement 15.
-
Selbst
wenn der Personenerfassungssensor 30 direkt an der Rückseite
der Stoßstange
des Fahrzeugs 80 befestigt ist oder das Empfangselement 40 aus
einem für
Infrarotstrahlung undurchlässigen
Metall besteht, kann die Ultraschallwelle U folglich über das
Empfangselement 40 zu dem Erfassungselement 15 übertragen
und kann die Infrarotstrahlung IR folglich durch das Reflexionselement 62 auf
das Erfassungselement 15 geführt werden.
-
(Weitere Ausführungsformen)
-
Der
Personenerfassungssensor 30 und der Sensor 27 der
Kollisionserfassungsvorrichtung 1 können beispielsweise an einer
hinteren Stoßstange 85 (siehe 1A)
angebracht sein, die an dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 80 positioniert
ist. Folglich kann der Airbag 70 an dem hinteren Abschnitt
des Fahrzeugs 80, gleich dem Airbagsystem an dem vorderen
Abschnitt des Fahrzeugs 80, ausgelöst werden, wenn eine Kollision
zwischen dem Fahrzeug 80 und einer Peron erfolgt, wenn
das Fahrzeug 80 zurücksetzt.
Folglich kann ein Aufprall auf die Person durch die Kollision mit
dem Fahrzeug 80 bei einem Zurücksetzen des Fahrzeugs 80 gedämpft werden.
-
Ferner
weist die Erfassungseinheit 10 bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen das
Erfassungselement 15 zur Erfassung der Ultraschallwelle
und der Infrarotstrahlung auf. Die Erfassungseinheit 10 kann
jedoch ebenso einen Ultraschallsensor zur Erfassung der von dem
Erfassungsobjekt reflektierten Ultraschallwelle und einen Infrarotsensor
zur Erfassung der Intensität
der von dem Erfassungsobjekt abgestrahlten Infrarotstrahlung aufweisen.
D. h., der Ultraschallsensor und der Infrarotsensor sind getrennt
voneinander aufgebaut. Der Ultraschallsensor kann beispielsweise
an der vorderen Stoßstange 84 (siehe 2A)
des Fahrzeugs 80 angebracht sein. Der Infrarotsensor kann
an der Rückseite
des Türspiegels 86 (siehe 2B)
angebracht sein.
-
Folglich
wird die Übertragung
der Infrarotstrahlung von der Vorderseite des Fahrzeugs 80 zur Rückseite
des Türspiegels 86 durch
nichts (außer
der Windschutzscheide) behindert. Folglich kann die fehlerhafte
Erfassung eingeschränkt
werden.
-
Vorstehend
wurde eine Kollisionserfassungsvorrichtung offenbart.
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Eine
Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug weist eine erste
Richtungssignalausgabeeinheit 30, die eine Intensität von Infrarotstrahlung, die
von einem Erfassungsobjekt abgestrahlt wird, das sich in der Nähe des Fahrzeugs
befindet oder das Fahrzeug berührt,
erfasst, um ein erstes Richtungssignal auszugeben, eine zweite Richtungssignalausgabeeinheit 30,
die eine Ultraschallwelle, die von einem Sendeelement 19 ausgesendet
und von dem Erfassungsobjekt reflektiert wird, erfasst, um ein zweites
Richtungssignal auszugeben, eine Aufprallsignalausgabeeinheit 27,
die einen Aufprall auf das Fahrzeug erfasst, um ein Aufprallsignal
auszugeben, und eine Steuereinheit 21 auf. Die Steuereinheit 21 bestimmt,
dass eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einer Person erfolgt
wird, wenn sie bestimmt, dass eine Differenz zwischen dem ersten Richtungssignal
und dem zweiten Richtungssignal innerhalb eines ersten vorbestimmten
Bereichs liegt und das Aufprallsignal ausgegeben wird.