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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kollisionserfassungsvorrichtung, die einen Drucksensor zur Erfassung einer Druckveränderung in einem kammerförmigen Raum eines kammerförmigen Teils aufweist. Das kammerförmige Teil ist in der Stoßstange eines Fahrzeugs angeordnet und erzeugt dann, wenn die Stoßstange eine Kollision mit einem Gegenstand hat, eine Druckveränderung.
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In der japanischen Schrift
JP-A-2009-18735 ist eine Kollisionserfassungsvorrichtung beschrieben, zur Bestimmung, wenn eine Stoßstange mit einem Objekt eine Kollision hat, unabhängig davon, ob das Objekt ein Fußgänger ist oder nicht. Wenn die Kollisionserfassungsvorrichtung bestimmt, dass das Objekt ein Fußgänger ist, dann wird eine Schutzvorrichtung aktiviert, wie z. B. eine aktive Motorhaube oder ein Motorhaubenairbag, um den Fußgänger zu schützen. Die Kollisionserfassungsvorrichtung ist notwendig, um genau zu bestimmen, ob das Objekt ein Fußgänger ist oder nicht.
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Im Lichte der vorhergehenden und anderer Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kollisionserfassungsvorrichtung zu schaffen.
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Entsprechend einem Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Kollisionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug eine Stoßstangenverstärkung, ein kammerförmiges Teil, einen Stoßdämpfer und einen Drucksensor. Die Stoßstangenverstärkung ist in einer Stoßstangenschutzhülle angeordnet, die eine gebogene Form aufweist. Das kammerförmige Teil ist auf der Vorderseite der Stoßstangenverstärkung montiert und weist einen kammerförmigen Raum auf. Der Stoßdämpfer ist entweder oberhalb oder unter dem kammerförmigen Teil derart angeordnet, dass er den Aufprall absorbieren kann, der erfolgt, wenn die Stoßstange eine Kollision bekommt. Der Drucksensor erfasst eine Druckveränderung in dem Kammerförmigen Raum. Die Stoßstangenverstärkung weist eine Frontseite auf, die sich in eine Links- und Rechtsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Die Frontseite der Stoßstangenverstärkung ist in etwa parallel zu der gebogenen Form der Stoßstangenschutzvorrichtung über einen vorbestimmten Bereich, der in front- und rückseitiger Richtung des Fahrzeugs definiert ist. Das kammerförmige Teil hat eine Dimensionierung in der front- und rückseitigen Richtung und die Dimensionierung des kammerförmigen Teils ist gleichbleibend zu ungefähr derselben Links- und Rechtsrichtung. Der Stoßdämpfer hat eine Dimensionierung in der front- und rückseitigen Richtung und diese Dimensionierung des Stoßdämpfers ist beibehalten in etwa gleich in Links- und Rechtsrichtung.
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Demgemäß kann die Kollisionserfassungsvorrichtung genau bestimmen, ob das Objekt ein Fußgänger ist oder nicht.
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Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher deutlich. In den Zeichnungen stellen dar:
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1 eine schematische Draufsicht auf eine Kollisionserfassungsvorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist;
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2 eine schematische Schnittansicht, die die Kollisionserfassungsvorrichtung darstellt;
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3(a) eine schematische Schnittansicht, die entlang der Linie IIIA-IIIA von 1 geführt ist und 3(b) ist eine schematische Schnittansicht, die entlang der Linie IIIB-IIIB von 1 entsprechend einem Vergleichsbeispiel;
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4(a) eine vergrößerte Draufsicht, die eine Kollisionserfassungsvorrichtung entsprechend einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt und 4(b) ist eine schematische Querschnittdarstellung entlang der Linie IVB-IVB von 4(a); und
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5 eine schematische Schnittdarstellung, welche einen modifizierten Stoßdämpfer der Kollisionserfassungsvorrichtung dieser Ausführungsform darstellt.
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Eine Kollisionserfassungsvorrichtung 1 ist in einem Fahrzeug montiert. Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 ein kammerförmiges Teil 7, einen Stoßdämpfer 6 und einen Drucksensor 8. Das kammerförmige Teil 7 ist zwischen einer Frontseite einer Stoßstangenverstärkung 4 und einer Stoßstangenschutzvorrichtung 3 angeordnet. Der Stoßdämpfer 6 absorbiert einen Aufprall, der erzeugt wird, wenn eine Stoßstange 2 des Fahrzeugs eine Kollision mit einem Gegenstand hat. Der Stoßdämpfer 6 ist unter dem kammerförmigen Teil 7 angeordnet. Alternativ kann der Stoßdämpfer 6 über dem kammerförmigen Teil angeordnet sein. Der Drucksensor 8 ist an dem kammerförmigen Teil 7 über eine Spange 9 montiert. Der Drucksensor 8 ist elektrisch mit einer (nicht dargestellten) elektronischen Steuereinheit verbunden. Ein Seitenteil 5 ist mit der Stoßstangenverstärkung 4 verbunden.
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Die Stoßstange 2 ist zusammengebaut mit der Stoßstangenschutzvorrichtung 3, der Stoßstangenverstärkung 4, dem Seitenteil 5, dem Stoßdämpfer 6, dem kammerförmigen Teil 7 und dem Drucksensor 8.
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Die Stoßstangenschutzvorrichtung 3 ist an dem vorderen Ende des Fahrzeugs angeordnet und weist ungefähr eine gebogene Form auf, die sich in der Fahrzeugseitenvorrichtung entsprechend einer Links-Rechts-Richtung von 1 erstreckt. Die Stoßstangenschutzvorrichtung 3 überdeckt die Stoßstangenverstärkung 4, den Stoßdämpfer 6 und das kammerförmige Teil 7 und ist aus Kunststoff, wie z. B. Polypropylen hergestellt. Die Stoßstangenschutzvorrichtung hat eine ungefähr symmetrische Form im Verhältnis zur Mittellinie des Fahrzeugs. Die Stoßstangenverstärkung 4 ist in der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 angeordnet und ist aus Metall hergestellt. Die Stoßstangenverstärkung 4 weist eine Holmform auf und erstreckt sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs.
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Das Seitenteil 5 ist benachbart zu einer linken und rechten Seitenfläche des Fahrzeugs angeordnet und erstreckt sich in einer front- und rückseitigen Richtung des Fahrzeugs. Das Seitenteil 5 ist aus Metall hergestellt und das vordere Ende des Seitenteils 5 ist mit der Stoßstangenverstärkung 4 verbunden.
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Der Stoßdämpfer 6 ist in der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 angeordnet und ist an einer unteren Vorderseite der Stoßstangenverstärkung 4 befestigt. Der Stoßdämpfer 6 erstreckt sich in der Fahrzeugbreitenrichtung und ist aus einem Schaumkunststoff hergestellt. Der Stoßdämpfer 6 absorbiert einen Aufprall, der auf die Stoßstange 2 einwirkt. Eine Abmessung des Stoßdämpfers 6 in der front-rückseitigen Richtung ist beispielsweise 40 bis 150 mm abhängig von der Art des Fahrzeugs.
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Das kammerförmige Teil 7 ist in der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 angeordnet und ist auf der Vorderseite der Stoßstangenverstärkung 4 befestigt. Das kammerförmige Teil 7 ist ein Behälter, der näherungsweise eine Bogenfigur aufweist und sich in Richtung der Breitseite des Fahrzeugs erstreckt und aus synthetischem Kunststoff hergestellt ist.
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Ein kammerförmiger Hohlraum 7a wird begrenzt durch das kammerförmige Teil 7 und ist fest verschlossen durch eine Wandfläche des kammerförmigen Teils 7, das eine Dicke von mehreren Millimetern aufweist. Das kammerförmige Teil 7 absorbiert einen Aufprall, der auf die Stoßstange 2 einwirkt und überträgt eine Druckveränderung des kammerförmigen Raums 7a, die durch den Aufprall erzeugt wird und auf den Drucksensor 8 übertragen wird.
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Der Drucksensor 8 erfasst einen Druck des darin befindlichen Gases. Der Sensor 8 ist an dem kammerförmigen Teil 7 über eine Spange 8 befestigt. Der Sensor 8 erfasst eine Druckveränderung in dem kammerförmigen Hohlraum 7a und liefert ein Signal entsprechend der erfassten Druckveränderung an die elektronische Steuereinheit (ECU). Die elektronische Steuereinheit steuert eine Aktivierung eines Fußgänger-Schutz-Airbags (nicht dargestellt) oder einer Hochschwenkmotorhaube (nicht dargestellt). Die elektronische Steuereinheit bestimmt, ob die Stoßstange 2 eine Kollision mit dem Körper eines Fußgängers hat oder nicht in Abhängigkeit vom Ausgang des Sensors 8. Ein Signal, das die Geschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt, kann des weiteren einen Eingang an die elektronische Steuereinheit von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht dargestellt) liefern. Die Bestimmung kann durchgeführt werden basierend auf beiden dieser Signale.
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In einem Fall, in dem das Objekt, das mit dem Stoßdämpfer 2 kollidiert, keiin Fußgänger ist, ist es dann ein Nachteil, wenn die Schutzvorrichtung, wie z. B. ein Airbag oder eine Hochklappmotorhaube aktiviert wird. Wenn z. B. im Falle, dass Stoßstange 2 eine Kollision mit einem leichten Objekt hat, wie z. B. Pfosten oder einem Schild, ergibt sich eine unnötige Ausgabe, wenn das Fahrzeugschutzsystem aktiviert wird. Ferner ist in einem Falle, in dem die Stoßstange eine Kollision mit einem sehr schweren Gegenstand hat, wie z. B. einer Betonwand oder einem anderen Fahrzeug, die Gefahr gegeben, dass die hochklappende Motorhaube einen Insassen des betreffenden Fahrzeugs, das die Vorrichtung 1 aufweist, verletzt, weil die Motorhaube zurück in das Fahrzeuginnere des Fahrzeugs in angehobenen Zustand schwenkt.
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Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung genau zu bestimmen, ob das Objekt ein Fußgänger ist oder nicht. Deshalb ist das kammerförmige Teil 7 an der Frontseite der Stoßstangenverstärkung 4 in der Stoßstange 2 montiert und der Drucksensor 8 erfasst eine Druckveränderung in dem Kammerhohlraum 7a derart, dass die Kollisionserfassungsvorrichtung 1 eine Kollision zwischen der Stoßstange 2 und einem Fußgänger erfassen kann. Des Weiteren ist eine Erfassungsempfindlichkeit für die Kollision gleichmäßig bei jeder Position der Stoßstange 2 erforderlich. So ist z. B. eine Empfindlichkeit erforderlich, in gleicher Weise zwischen einem Mittelbereich und einem Endbereich der Stoßstange 2 in der Links- und Rechtsrichtung.
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In einem Vergleichsbeispiel ist jedoch der Abstand zwischen der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 und der Stoßstangenverstärkung 4 in Front- und Rückwärtsrichtung kleiner bei dem Endbereich als bei dem Mittelbereich. 3(a) zeigt einen Querschnitt des Mittelbereichs der Stoßstange 2 in dem Vergleichsbeispiel und 3(b) zeigt für das Vergleichsbeispiel einen Querschnitt bei dem Endbereich der Stoßstange 2.
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Wie in 1 dargestellt, hat der Mittelbereich der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 eine leichte Krümmung und an dem Endbereich der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 eine größere Krümmung als in dem Mittelbereich. Ein Endbereich der Stoßstangenverstärkung hat dieselbe Krümmung an dem Endbereich der Stoßstangenschutzvorrichtung 3.
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Wenn das kammerförmige Teil 7 eine rechtwinklige Ausnehmung in Vorwärts- und rückseitiger Richtung aufweist, dann hat das kammerförmige Teil 7 eine horizontale Erstreckung H und eine vertikale Erstreckung von V. Wie in 3(a) dargestellt, ist die horizontale Erstreckung H länger als die vertikale Erstreckung V bei dem Mittelbereich. In ähnlicher Weise ist die horizontale Erstreckung des Stoßdämpfers 6 länger als eine vertikale Erstreckung des Stoßdämpfers 6.
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Im Gegensatz hierzu wird in 3(b) die horizontale Erstreckung H näherungsweise gleich der vertikalen Erstreckung V bei dem Endbereich des kammerförmigen Teils 7 dargestellt. In ähnlicher Weise wird die horizontale Erstreckung in etwa gleich der vertikalen Erstreckung des Endbereichs des Stoßdämpfers 6 dargestellt.
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Die bei einer Kollision erzeugte Energie der Stoßstange 2 mit dem Fuß eines Fußgängers wird typischerweise vollständig durch die Schlagempfindlichkeit des Stoßdämpfers 6 absorbiert. Die Schlagempfindlichkeit des Stoßdämpfers 6 kann einer Deformationsabmessung entsprechen, die relativ zu der Vorwärts- und rückseitigen Richtung des Stoßdämpfers 6 ausgebildet ist.
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Daher ist im Mittelbereich dann, wenn die horizontale Abmessung H länger ist als die vertikale Abmessung V eine Reaktionskraft F klein, weil der Mittelbereich eine relativ große Schlagempfindlichkeit aufweist. Das Verhältnis zwischen der Reaktionskraft F und der Schlagempfindlichkeit S wird durch F-S-Charakteristiken definiert. Im Gegensatz dazu ist die Reaktionskraft in dem Endbereich groß, weil der Endbereich eine relativ kleine Schlagempfindlichkeit aufweist. Das bedeutet, dass der Mittelbereich relativ weich und der Endbereich relativ hart ausgebildet ist.
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Daher ist die Empfindlichkeit der Kollisionserfassung zwischen dem Mittelbereich und dem Endbereich in dem Vergleichsbeispiel verschieden. In diesem Vergleichsbeispiel kann, das Objekt das mit der Stoßstange 2 kollidiert ist, nicht genau bestimmt werden, ob es ein Fußgänger war oder nicht.
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Im Gegensatz dazu ist entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4(a) dargestellt, eine Stoßstangenverstärkung 14 einer Kollisionserfassungsvorrichtung 11 mit einer Frontseite ausgestattet, welche im Wesentlichen parallel zu der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 in Links- und Rechtsrichtung des Fahrzeugs ist. Dadurch wird ein vorbestimmter Zwischenabstand S1 zwischen der Stoßstangenverstärkung 14 und der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 in front- und rückseitiger Richtung bestimmt. Die Frontseite der Stoßstangenverstärkung 14 hat annäherungsweise die gleiche Krümmung wie die Frontseite der Stoßstangenschutzvorrichtung 3. Ein kammerförmiges Teil 17 und ein Stoßdämpfer 16 sind an der Frontseite der Stoßstangenverstärkung 14 befestigt.
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Die Stoßstangeschutzvorrichtung 3 hat eine vorbestimmte Abmessung in Links- und Rechtsrichtung und die Stoßstangenverstärkung 14, das kammerförmige Teil 17 und der Stoßdämpfer 16 haben eine Abmessung, die im Wesentlichen gleich der vorbestimmten Abmessung durch die Stoßstangenschutzvorrichtung in Links- und Rechtsrichtung gebildet ist.
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Wie in 4(b) gezeigt, hat das kammerförmige Teil 17 eine vorbestimmte Abmessung H in der Front- und Rückseitigen Richtung und wie in 4(a) gezeigt, ist die vorbestimmte Abmessung H im Wesentlichen gleich in Links- und Rechtsrichtung beibehalten. Die Frontseite des kammerförmigen Teils 17 hat im Wesentlichen die gleiche Krümmung wie die Frontseite der Stoßstangenschutzvorrichtung 3.
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In ähnlicher Weise hat der Stoßdämpfer 16 eine vorbestimmte Abmessung in front- und rückseitiger Richtung und die vorbestimmte Abmessung wird im Wesentlichen gleich in der Links- und Rechtsrichtung beibehalten. Die Frontseite des Stoßdämpfer 16 hat im Wesentlichen die gleiche Krümmung wie die Frontseite der Stoßstangenschutzvorrichtung 3.
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Ein Mittelbereich des kammerförmigen Teils 17 und ein Endbereich des kammerförmigen Teils 17 in der Links- und Rechtsrichtung haben im Wesentlichen den gleichen Querschnitt wie in 4(b) gezeigt. In ähnlicher Weise ist de Mittelbereich des Stoßdämpfers 16 und ein Endbereich des Stoßdämpfers 16 in der Links- und Rechtsrichtung im Wesentlichen mit dem gleiche Querschnitt ausgeführt, wie 4(b) zeigt.
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Ein Verhältnis der horizontalen Abmessung H zu der vertikalen Abmessung V des kammerförmigen Teils 17 ist annäherungsweise gleich 1:1. Die vertikale Abmessung V des kammerförmigen Teil 17 kann größer als die horizontale Abmessung H des kammerförmigen Teils 17 sein. Die horizontale Abmessung des Stoßdämpfers 16 ist etwas größer als die vertikale Abmessung V des Stoßdämpfers 16. Die F-S-Charakteristiken sind im Wesentlichen in einer Links- und Rechtsrichtung der Stoßstange 12 gleich konstant ausgebildet.
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Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform weist das kammerförmige Teil 17 ein vorbestimmte Abmessung H in der front- und rückseitigen Richtung auf und die vorbestimmte Abmessung H wird annäherungsweise gleich in der Links- und Rechtsrichtung beibehalten. Der Stoßdämpfer 16 hat eine vorbestimmte Abmessung in der front- und rückseitigen Richtung und die vorbestimmte Dimension wird annäherungsweise gleich in der Links- und Rechtsrichtung beibehalten.
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Die bedeutet, dass die Frontseiten des kammerförmigen Teils 17 und des Stoßdämpfers 16 gegenüber der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 im Wesentlichen parallel zu der Krümmungsausformung der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 sind.
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Daher weist die Stoßstange 12 im Wesentlichen gleiche F-S-Charakteristiken auf, wenn die Stoßstange 12 mit einem Objekt bei einer Position eine Kollision hat. Daher ist auch die Druckvariation des kammerförmigen Raums 17a im Wesentlichen die gleiche in jeder Position der Stoßstange 12. Dies bedeutet, dass die Sensitivität zur Erfassung einer Kollision im Wesentlichen die gleiche in jeder Position der Stoßstange 12 ist. Demgemäß kann die elektronische Steuereinheit ECU genau bestimmen, ob das Objekt ein Fußgänger ist oder nicht in Abhängigkeit des Signalausgangs von dem Drucksensor 8.
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Die Temperaturcharakteristiken sind in etwa gleich zwischen dem Mittelbereich und den Endbereichen des kammerförmigen Teils 17 und des Stoßdämpfers 16 ausgebildet. Zum Beispiel ist es im Falle einer niedrigeren Temperatur schwierig, dass das kammerförmige Teil 17 und der Stoßdämpfer 16 eine Deformation haben, weil das kammerförmige Teil 17 und der Stoßdämpfer 16 hart sind. Im Falle einer hohen Temperatur können das kammerförmige Teil 17 und der Stoßdämpfer 16 leicht eine Deformation aufweisen, weil das kammerförmige Teil 17 und der Stoßdämpfer 16 weich sind. Die Reaktionskraft F ändert sich mit dem Betrag der Deformation. Daher kann die Empfindlichkeit der Kollisionserfassung annäherungsweise konstant bei jeder Position gemacht werden, sogar dann, wenn sich die Temperaturcharakteristiken ändern.
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Wenn das kammerförmige Teil 17 in front- und rückseitiger Richtung zugeschnitten ist, dann weist der Querschnitt des kammerförmigen Teils 17 eine horizontale Abmessung H annäherungsweise parallel zu einer Basisseite des Fahrzeugs und die vertikale Abmessung V annäherungsweise senkrecht zu der Basisfläche des Fahrzeugs auf. Die vertikale Abmessung V ist gleich oder größer der horizontalen Abmessung H. Daher kann die Druckveränderung des kammerförmigen Teils 17 derart vergrößert werden, dass der Drucksensor 8 leicht eine Druckveränderung erfassen kann.
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Wie in 5 gezeigt, kann der Stoßdämpfer 26 eine Auskragung 26a aufweisen, die sich aufwärts erstreckt zwischen das kammerförmige Teil 17 und die Stoßstangenschutzvorrichtung 3, um so eine L-Form zu haben. Ein vorbestimmter Zwischenabstand wird zwischen der Auskragung 26a und der Frontseite des kammerförmigen Teils 17 in der front- und rückseitigen Richtung definiert. Die Auskragung 26a ist so angeordnet, dass sie der Frontseite des kammerförmigen Teils 17 gegenüberliegt.
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Wenn ein Abstandsmaß des kammerförmigen Teils 17 und der Stoßstangenschutzvorrichtung 3 relativ groß ist, dann kann die Stoßstangenverstärkung 14 sofort eine Deformation aufweisen wegen der Auskragung 26a, wenn die Stoßstange 12 eine Kollision hat. Daher kann die Kollision schneller erfasst werden. Des Weiteren kann die Stoßstangenverstärkung 14 durch Strangpressen von Aluminium hergestellt oder durch das Pressen von einem Eisenteil erzeugt werden.
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Die vorbestimmte Abmessung H des kammerförmigen Teils 17 in front- und rückseitiger Richtung wird im Wesentlichen beibehalten über die gesamte Links- und Rechtsrichtung. Des Weiteren kann die vorbestimmte Abmessung H auch kürzer ausgebildet werden.
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In dem Vergleichsbeispiel ist die Abmessung des kammerförmigen Teils 17 relativ lang bei dem Mittelbereich. Der Kammerförmige Raum 7a wird sofort vergrößert, wenn die Kollision stattgefunden hat. In diesem Falle wird die Druckveränderung in negativer Richtung erzeugt. Daher kann die Erfassung der Kollision verzögert werden.
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Bei dieser Ausführungsform jedoch kann die Abmessung H des kammerförmigen Teils 17 kürzer sein in der front- und rückseitigen Richtung. Daher braucht die Erfassung der Kollision nicht verzögert werden.
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Derartige Änderungen und Modifikationen können als im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verstanden werden und ergeben sich im Genaueren aus den anhängenden Ansprüchen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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