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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen
einer Kollision von Objekten, die einen Fußgänger
umfassen, mit einem Kraftfahrzeug.
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2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
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In
den letzten Jahren wurde ein System zum Schützen eines
Fußgängers, der mit einem Kraftfahrzeug kollidiert,
durch Entfalten eines Fußgängerschutz-Luftsacks
bzw. -Airbags oder Aufspringen einer Haube vorgeschlagen, und es
wurden Anstrengungen unternommen, dasselbe auf den Markt zu bringen.
Bei einem solchen System ist es notwendig, Typen von Objekten, die
mit dem Fahrzeug kollidieren, zu erfassen. Wenn ein anderes Objekt
als ein Fußgänger, das mit dem Fahrzeug kollidiert,
als ein Fußgänger falsch ermittelt wird, werden
Vorrichtungen zum Schützen eines Fußgängers
umsonst betrieben. Wenn ein schweres Objekt, wie zum Beispiel eine
Betonwand, als ein Fußgänger falsch ermittelt wird,
springt eine Haube auf, und die aufgesprungene Haube wird in eine
Insassenzelle eintreten. Dies ist sehr gefährlich. Es ist
wichtig, die Typen von kollidierenden Objekten zu erfassen, und
insbesondere zu erfassen, ob ein Fußgänger mit
dem Fahrzeug kollidiert oder nicht.
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Die
JP-A-2006-117157 schlägt
eine Vorrichtung zum Erfassen eines Fußgängers,
der mit einem Fahrzeug kollidiert, basierend auf Druckänderungen in
einer geschlossenen Kammer, die in einem Vorderstoßfänger
vorgesehen ist, vor. Die geschlossene Kammer ist vor einem Stoßfängerverstärkungsglied und
oberhalb eines Stoßdämpfers positioniert, und ein
Druck in der geschlossenen Kammer wird durch einen Drucksensor erfasst.
Da sich die geschlossene Kammer verformt, ändert sich bei
einer Kollision der Druck in der geschlossenen Kammer. Ob ein kollidierendes
Objekt ein Fußgänger ist oder nicht, wird basierend
auf einer Kurve, die den Druck in der geschlossenen Kammer relativ
zu der Zeit zeigt, erfasst.
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Wenn
sich die geschlossene Kammer aufgrund einer Kollision verformt,
verformt sich zu der gleichen Zeit ebenfalls der Stoßdämpfer,
der unterhalb der geschlossenen Kammer angeordnet ist, während
ein Kollisionsaufprall gedämpft wird. Da der Stoßdämpfer
aus einem Harz, wie zum Beispiel Polypropylen, hergestellt ist,
wird der Stoßdämpfer bei einer niedrigeren Temperatur
härter und bei einer höheren Temperatur weicher.
Das heißt, wie in 5A, die
hieran angefügt ist, gezeigt ist, wird eine Last-Verschiebungs-Charakteristik
(F-S) des Stoßdämpfers höher, sowie die
Temperatur höher wird. Die Last-Verschiebungs-Charakteristik
bedeutet eine Menge einer Verschiebung (oder Verformung) des Stoßdämpfers,
die durch eine Einheitslast, die an denselben angelegt wird, verursacht
wird. Die Menge einer Verschiebung des Stoßdämpfers
variiert mit anderen Worten gemäß der Umgebungstemperatur (zum
Beispiel gemäß der Jahreszeit oder Tageszeit).
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Das
herkömmliche Kammerglied, das den geschlossenen Raum bildet,
wird gemäß einem Anstieg der Umgebungstemperatur
leichter verformbar. Eine Last-Druck-Charakteristik (F-P) des Kammerglieds
wird dementsprechend höher, sowie die Umgebungstemperatur
höher wird, wie es in 5B gezeigt
ist. Die Last-Druck-Charakteristik des Kammerglieds bedeutet eine
Menge einer Druckerhöhung in der geschlossenen Kammer,
die durch eine Einheitslast, die an dieselbe aufgrund einer Kollision
angelegt wird, verursacht wird. Die Druckerhöhung in der
geschlossenen Kammer aufgrund der Kollision wird mit anderen Worten
gemäß der Umgebungstemperatur höher.
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Da
sich das Kammerglied und der Stoßdämpfer gleichzeitig
verformen, hängt die Last-Druck-Charakteristik (F-P) einer
kombinierten Einheit des Kammerglieds und des Stoßdämpfers stark
von der Umgebungstemperatur ab, wie es in 5C gezeigt
ist. Es wird daher schwierig, Typen von kollidierenden Objekten
basierend auf den Druckänderungen in der geschlossenen
Kammer zu bestimmen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts des im Vorhergehenden erwähnten
Problems geschaffen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen einer Kollision
zu schaffen, bei der die Last-Druck-Charakteristik eines Detektors
weniger abhängig von der Umgebungstemperatur gemacht wird,
um dadurch einen Fußgänger, der mit einem Fahrzeug
kollidiert, sicherer zu erfassen.
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Die
Vorrichtung zum Erfassen einer Kollision gemäß der
vorliegenden Erfindung ist in einem Vorderstoßfänger
eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Kollisionserfassungsvorrichtung
weist ein Kammerglied zum Bilden einer inneren Kammer darin, einen Stoßdämpfer
zum Dämpfen eines Kollisionsaufpralls, ein Stoßfängerverstärkungsglied,
das hinter dem Kammerglied und dem Stoßdämpfer
in einer Berührung damit angeordnet ist, und einen Drucksensor zum
Erfassen eines Drucks in der inneren Kammer auf. Es wird veranlasst,
dass eine Last-Druck-Charakteristik relativ zu der Umgebungstemperatur
des Kammerglieds, das die innere Kammer bildet, eine Last-Verschiebungs-Charakteristik
des Stoßdämpfers relativ zu der Umgebungstemperatur
ausgleicht.
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Der
Stoßdämpfer und das Kammerglied werden bei einem
Einheitskollisionsaufprall gemäß einer Erhöhung
der Umgebungstemperatur leichter verformbar, wodurch der Druck in
der inneren Kammer bei einer Kollision erhöht wird. Um
die Druckerhöhung in der inneren Kammer durch eine Einheitskollisionslast
unabhängig von der Umgebungstemperatur zu machen, ist das
Kammerglied gebildet, um sich leichter aufzublähen, sowie
die Umgebungstemperatur steigt, um dadurch ein Volumen der inneren
Kammer zu vergrößern und eine Druckerhöhung
aufgrund einer Kollision zu mildern.
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Um
das Kammerglied durch einen Kollisionsaufprall von einer Vorderseite
leichter aufblähen zu lassen, ist die Breite desselben
in der Vorder-zu-Hinter-Richtung des Fahrzeugs größer
als die Höhe desselben in der vertikalen Richtung. Ein
bestimmter Raum ist zwischen dem Kammerglied und dem Stoßdämpfer,
der unterhalb des Kammerglieds angeordnet ist, vorgesehen, um das
Kammerglied in der vertikalen Richtung durch den Kollisionsaufprall
leichter aufblähen zu lassen. Ein Querschnitt des Kammerglieds,
das den inneren Raum bildet, kann in einer hexagonalen Form, die
Dünnwandabschnitte aufweist, hergestellt sein, um den inneren
Raum durch den Kollisionsaufprall leichter aufblähen zu
lassen und das Volumen des inneren Raums zu vergrößern.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird durch eine Einheitslast eines Kollisionsaufpralls
eine Druckerhöhung in der inneren Kammer im Wesentlichen
unabhängig von der Umgebungstemperatur. Eine Fußgängerkollision
mit einem Fahrzeug wird somit sicher erfasst, und die Fußgängerschutzvorrichtung
kann geeignet betrieben werden.
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Andere
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind durch ein
besseres Verständnis der bevorzugten Ausführungsbeispiele,
die im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen
beschrieben sind, offensichtlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Draufsicht, die eine Vorrichtung zum Erfassen
einer Kollision, die an einem Kraftfahrzeug angebracht ist, gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Teilquerschnittsansicht, die die Kollisionserfassungsvorrichtung
als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
entlang einer Linie II-II, die in 1 gezeigt
ist, zeigt;
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3A ist
eine grafische Darstellung, die eine Last-Verschiebungs-Charakteristik
(F-S) eines Stoßdämpfers zeigt;
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3B ist
eine grafische Darstellung, die eine Last-Druck-Charakteristik (F-P)
eines Kammerglieds zeigt;
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3C ist
eine grafische Darstellung, die eine Last-Druck-Charakteristik (F-P)
einer kombinierten Einheit des Stoßdämpfers und
des Kammerglieds zeigt;
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4 ist
eine Teilquerschnittsansicht, die die Kollisionserfassungsvorrichtung
als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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5A ist
eine grafische Darstellung, die eine Last-Verschiebungs-Charakteristik
(F-S) eines herkömmlichen Stoßdämpfers
zeigt;
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5B ist
eine grafische Darstellung, die eine Last-Druck-Charakteristik (F-P)
eines herkömmlichen Kammerglieds zeigt; und
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5C ist
eine grafische Darstellung, die eine Last-Druck-Charakteristik (F-P)
einer kombinierten Einheit des herkömmlichen Stoßdämpfers
und des herkömmlichen Kammerglieds zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
unter Bezugnahme auf 1–3C beschrieben.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist eine Kollisionserfassungsvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung ein Kammerglied 7, das eine innere
Kammer 7a darin bildet, einen Drucksensor 8 zum
Erfassen eines Drucks in der inneren Kammer 7a, einen Stoßdämpfer 6 und
eine Stoßfängerverstärkungswand 4 auf.
Alle diese Komponenten sind durch eine Stoßfängerabdeckung 3 bedeckt
und in einem Vorderstoßfänger 2 angeordnet.
Signale des Drucksensors 8 werden durch einen Signal draht 9a einer
elektronischen Steuerungseinheit (ECU; ECU = Electronic Control
Unit) 9 zum Schützen eines Fußgängers,
der mit einem Kraftfahrzeug kollidiert, zugeführt.
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Die
Stoßfängerabdeckung 3, die aus einem Harzmaterial,
wie zum Beispiel Polypropylen, hergestellt ist, ist in der Breitenrichtung
des Fahrzeugs länglich. Die Stoßfängerabdeckung 3 bedeckt
das Kammerglied 7, den Stoßdämpfer 6 und
das Stoßfängerverstärkungsglied 4,
das hinter dem Kammerglied 7 und dem Stoßdämpfer 6 positioniert
ist, wie es in 2 gezeigt ist. Das Stoßfängerverstärkungsglied 4 ist
aus einem metallischen Material hergestellt und in der Breitenrichtung
des Fahrzeugs länglich. Das Stoßfängerverstärkungsglied 4 hat
einen rechtwinkligen inneren Raum, in dem eine Stange angeordnet
ist. Ein Paar von Seitengliedern 5, die in der Vorne-nach-Hinten-Richtung
länglich sind, ist hinter dem Stoßfängerverstärkungsglied,
wie in 1 gezeigt ist, angeordnet. Das Seitenglied 5 ist
aus einem metallischen Material hergestellt.
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Der
Stoßdämpfer 6 ist aus einem Schaumharz
hergestellt und in der Breitenrichtung des Fahrzeugs länglich.
Der Stoßdämpfer 6 ist mit einer Vorderoberfläche 4a des
Stoßfängerverstärkungsglieds 4 verbunden.
Der Stoßdämpfer 6 ist unterhalb des Kammerglieds 7 in
einem bestimmten Abstand getrennt davon positioniert und dämpft
einen Kollisionsaufprall, der dem Vorderstoßfänger 2 auferlegt
wird. Das Kammerglied 7 ist aus einem synthetischen Harzmaterial,
wie zum Beispiel Polyethylen, hergestellt und in der Breitenrichtung
des Fahrzeugs länglich. Das Kammerglied 7, das
eine rechtwinklige innere Kammer 7a darin bildet, ist mit
der Vorderoberfläche 4a des Stoßfängerverstärkungsglieds 4 verbunden
und oberhalb des Stoßdämpfers 6 in einem
bestimmten Abstand getrennt davon positioniert.
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Die
innere Kammer 7a hat einen rechtwinkligen Querschnitt,
der durch eine Wand, die eine Dicke von ein paar Millimetern (zum
Beispiel 2 mm) hat, umgeben ist, wie es in 2 gezeigt
ist. Die Breite derselben in der Vorne-nach-Hinten-Richtung des Fahrzeugs
ist größer als deren Höhe in der vertikalen Richtung
gemacht. Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel ist
die Breite W etwa zweimal H(W ≈ 2H)W≈2H.
Eine Breite Wa des Stoßdämpfers 6 ist
etwas größer als die Breite W des Kammerglieds 7.
Der Raum zwischen dem Kammerglied 7 und dem Stoßdämpfer 6 ist
etwa 5 mm oder ein wenig mehr.
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Der
Drucksensor 8 erfasst einen Druck in der inneren Kammer 7a.
Der Drucksensor 8 ist an einer Klammer, die beispielsweise
mit einer oberen Oberfläche des Stoßfängerverstärkungsglieds 4 verbunden
ist, befestigt, derart, dass der Druck in der inneren Kammer 7a durch
den Drucksensor 8 erfasst wird. Der Drucksensor 8 führt
elektrische Signale, die den Druck in der inneren Kammer 7a darstellen, durch
den Signaldraht 9a der elektronischen Steuerungseinheit
(ECU) 9 zum Schützen eines Fußgängers
zu. Wenn die ECU 9 basierend auf den Signalen, die von
dem Drucksensor 8 zugeführt werden, erfasst, dass
ein Fußgänger mit dem Fahrzeug kollidiert, werden
Fußgängerschutzvorrichtungen, wie zum Beispiel
ein Airbag oder eine Aufspringhaube betrieben.
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Da
die Breite W der Kammer 7 größer als ihre
Höhe H ist, und ein bestimmter Raum zwischen dem Kammerglied 7 und
dem Stoßdämpfer 6, wie es im Vorhergehenden
beschrieben ist, vorgesehen ist, bläht sich das Kammerglied 7 ohne
weiteres in der Aufwärts-und-Abwärts-Richtung
auf, wenn ein Kollisionsaufprall von der Vorderseite auferlegt wird.
Eine Druckerhöhung in der inneren Kammer 7a aufgrund eines
Kollisionsaufpralls wird daher durch das Aufblähen des
Kammerglieds 6 gemildert. Da eine Menge eines Aufblähens
größer ist, wenn die Umgebungstemperatur höher
ist, wird die Erhöhung des Drucks der inneren Kammer aufgrund
einer Kollision mehr gemindert, wenn die Temperatur höher
ist.
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Wie
in 3A gezeigt ist, erhöht sich die Last-Verschiebungs-Charakteristik
(F-S) des Stoßdämpfers 6 (Eine Menge
einer Verschiebung oder Verformung des Stoßdämpfers,
die durch eine Einheitslast, die an denselben aufgrund einer Kollision angelegt
ist, verursacht wird) gemäß der Umgebungstemperatur.
Die Last-Druck-Charakteristik (F-P) des Kammerglieds 7 (Eine
Menge einer Druckerhöhung in der inneren Kammer 7a,
die durch eine Einheitslast, die an dieselbe aufgrund einer Kollision
angelegt ist, verursacht wird) verringert sich jedoch, sowie die
Umgebungstemperatur höher wird. Dies liegt daran, dass
das Kammerglied 7 leichter aufgebläht wird, sowie
die Temperatur höher wird, wodurch der Druck der inneren
Kammer verringert wird.
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Durch
Kombinieren des Stoßdämpfers 6, der die
in 3A gezeigte Charakteristik hat, und des Kammerglieds 6,
das die in 3B gezeigte Charakteristik hat,
wird die Last-Druck-Charakteristik in der inneren Kammer 7a der
kombinierten Einheit im Wesentlichen flach, wie es in 3C gezeigt
ist. Dies bedeutet, dass die Druckerhöhung in der inneren Kammer 7a,
die durch einen Kollisionsaufprall verursacht wird, ungeachtet der
Umgebungstemperatur im Wesentlichen proportional zu der Aufpralllast,
die an den Vorderstoßfänger 2 angelegt
wird, ist. Die Kollision eines Fußgängers wird
somit sicher erfasst, und der Fußgänger kann durch
einen Betrieb der Schutzvorrichtungen geeignet geschützt
werden.
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Die
Form der inneren Kammer 7a kann ein wenig modifiziert sein,
um einen Raum zum Aufnehmen eines Rohrs des Drucksensors 8 hinzuzufügen. Dieser
Raum kann durch Verlängern eines Abschnitts des Kammerglieds
zu der Hinterseite gebildet sein. Die Charakteristik der kombinierten
Einheit, die in 3C gezeigt ist, kann durch Anpassen
der Form des Dämpfers 6 aufwärts verschoben
werden.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 zeigt
die gleiche Querschnittsansicht wie 2, das heißt
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II, die in 1 gezeigt
ist. Eine Kollisionserfassungsvorrichtung 10 als das zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung hat ein Kammerglied 70, das
ausgehend von dem Kammerglied 7, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet
ist, modifiziert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
auf die gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
die Breite W1 des Kammerglieds 70 größer
als deren Höhe H1. Die Querschnittsform des Kammerglieds 70 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel hexagonal. Andere Strukturen
und Funktionen sind gleich denselben wie jene des ersten Ausführungsbeispiels.
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Das
hexagonale Kammerglied 70 hat einen oberen Abschnitt 71 und
einen unteren Abschnitt 72, wobei beide Abschnitte aufwärts
bzw. abwärts vorstehen. Der obere Abschnitt 71 weist
einen Dünnwandabschnitt 71a auf, und der untere
Abschnitt 72 weist einen Dünnwandabschnitt 72a auf.
Eine Wanddicke der Dünnwandabschnitte 71a, 72a ist
etwa 0,5–1,0 mm, während eine Wanddicke von anderen Abschnitten
etwa 3,0 mm ist. Es ist vorzuziehen, die Wanddicke der Dünnwandabschnitte 71a, 72a kleiner
als eine Hälfte der anderen Abschnitte zu machen.
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Da
der Querschnitt der inneren Kammer 7a hexagonal ist, aufwärts
und abwärts vorsteht und die Dünnwandabschnitte 71a, 72a aufweist,
bläht sich die innere Kammer 7a ohne weiteres
aufwärts und abwärts auf, wodurch ein Volumen
der inneren Kammer 7a vergrößert wird.
Eine Menge eines Aufblähens durch einen Kollisionsaufprall
wird größer, sowie die Umgebungstemperatur höher
wird. Die Last-Druck-Charakterisik der inneren Kammer 7a zeigt
daher eine deutliche Tendenz, die gemäß der Umgebungstemperatur
nach unten geht, wie es in 3B gezeigt
ist. Die Vorteile, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel
erzielt werden, werden bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
weiter gesteigert.
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Alle
Wände, die die innere Kammer 7a bilden, können
als die Dünnwände gebildet sein. Der Dünnwandabschnitt
kann lediglich in entweder dem oberen Abschnitt 71 oder
dem unteren Abschnitt 72 hergestellt sein. Bei dem Fall,
bei dem der untere Abschnitt 72 den Stoßdämpfer 6 berührt,
kann der Dünnwandabschnitt lediglich in dem oberen Abschnitt 71 hergestellt
sein.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die im Vorhergehenden beschriebenen
Ausführungsbeispiele begrenzt, dieselbe kann jedoch verschieden modifiziert
sein. Alle Wände, die die innere Kammer 7a des
ersten Ausführungsbeispiels bilden, können beispielsweise
als eine Dünnwand hergestellt sein. Es ist vorzuziehen,
das Kammerglied 7 oder 70 mit einem Material zu
bilden, dass sich durch einen Kollisionsaufprall leichter aufbläht,
wie zum Beispiel einem Material, das eine Biegeelastizität,
die niedriger als 500 Mpa ist, eine Zugspannungsgrenze, die höher
als 5 MPa ist, und eine Zugdehnung, die höher als 300%
ist, hat. Das Kammerglied kann beispielsweise aus einem weichen
Polyethylen (LD-PE) oder einem Elastomer hergestellt sein.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorhergehenden
bevorzugten Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben
ist, ist es für Fachleute of fensichtlich, das Änderungen
an der Form und an Details daran vorgenommen werden können,
ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten
Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A [0003]