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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kollisionserfassungsvorrichtung
für ein Fahrzeug, die konfiguriert ist, eine Kollision
eines Objekts mit einem Fahrzeug zu erfassen.
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Derzeit
wird in der Praxis für den Fußgängerschutz
die folgende Technik angewandt. Wenn ein Objekt mit einem Fahrzeug
kollidiert wird bestimmt, ob das Kollisionsobjekt ein Fußgänger
ist. Wenn bestimmt wird, dass das Kollisionsobjekt ein Fußgänger ist,
wird eine Fußgängerschutzvorrichtung, wie zum Beispiel
eine aktive Motorhaube und ein Airbag zum Fußgängerschutz
betrieben bzw. betätigt.
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Zum
Beispiel offenbart die
JP-A-2007-290689 die
folgende Vorrichtung als Kollisionserfassungsvorrichtung für
ein Fahrzeug. Wie in den
12 und
13 dargestellt,
umfasst die Kollisionserfassungsvorrichtung der
JP-A-2007-290689 einen
Absorber
102, ein Kammerelement
103 mit einem
darin befindlichen Hohlraum
303a, und einem Drucksensor
104.
Der Absorber
102 ist an einer Vorderseite einer Stoßfängerverstärkung
101 angebracht,
welche sich entlang der Breiterichtung bzw. Breite des Fahrzeugs
(hiernach als Fahrzeugbreiterichtung bezeichnet) erstreckt, und
ist konfiguriert, um durch eine Komprimierung nach dem Ausüben
einer Aufprallkraft (hiernach als Komprimierungsdeformation bezeichnet)
zum Zeitpunkt einer Kollision eines Objekts mit dem Fahrzeug deformiert
zu werden. Das Kammerelement
103 und der Absorber
102 sind Seite
an Seite bzw. nebeneinander an der Vorderseite der Stoßfängerverstärkung
101 angebracht,
und das Kammerelement
103 ist oberhalb oder unterhalb des
Absorbers
102 angeordnet. Der Hohlraum
103a ist
dabei deformierbar ausgebildet. Der Drucksensor
104 ist
konfiguriert, eine Druckveränderung im Hohlraum
103a zu
erfassen. Ferner ist in
13 eine Stoßfängerabdeckung
105 dargestellt,
welche diese Komponenten abdeckt.
13 zeigt
eine Querschnittsansicht, welche die Kollisionserfassungsvorrichtung,
entlang einer Linie B'-B' in
12 darstellt.
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Wenn
ein Objekt mit dem Fahrzeug kollidiert, wird das Kammerelement
103 durch
die Komprimierungsdeformation des Absorbers
102 deformiert,
wobei sich ein Druck im Hohlraum
103a verändert.
Die Kollisionserfassungsvorrichtung ist konfiguriert, die Kollision
unter Verwendung der Druckveränderung zu erfassen. Zudem
offenbart die
JP-A-2006-117157 weiter
ein Verfahren zum Bestimmen, ob das Kollisionsobjekt ein Fußgänger
ist. Das Kollisionsobjekt wird insbesondere durch Vergleichen einer
Ausgangsspitze des Drucksensors
103 mit einem Schwellwert,
der gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt
wird, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht dargestellt)
erfasst wird, bestimmt. Falls es möglich ist zu bestimmen,
ob das mit dem Fahrzeug Kollisionsobjekt ein Fußgänger
ist, kann die Fußgängerschutzvorrichtung davor
geschützt bzw. daran gehindert werden, in einem Fall unnötig
ausgelöst zu werden, bei welchem das Kollisionsobjekt ein
leichter Gegenstand, wie zum Beispiel eine Gummipylone, ist.
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Wie
in
12 dargestellt ist der Absorber
102 konfiguriert,
in seinem Zentrum bzw. dessen Mitte dick zu sein, und an beiden
Enden in Fahrzeugbreiterichtung dünn. Dies ist deshalb
so, weil so eine Verletzung eines menschlichen Körpers
auf ein Minimum begrenzt werden kann, da eine große Absorptionsenergie
im Zentrum bzw. der Mitte des vorderen Stoßfängers
in Fahrzeugbreiterichtung, an welchem der schwere Schaden für
ein Bein des Fußgängers eintreten kann, aufgenommen
werden kann. Allerdings unterscheidet sich ein Merkmal bzw. eine
Eigenschaft des Deformationsbetrags bezüglich der Aufprallkraft,
das heißt, ein Kraft-Verschiebungsmerkmal bzw. eine Kraft-Verschiebungseigenschaft (F-S-Eigenschaft)
in einem dicken Abschnitt des Absorbers
102, von der in
einem dünnen Abschnitt des Absorbers
102. Somit
unterscheidet sich der Betrag der Komprimierungsdeformation im dicken
Abschnitt von dem im dünnen Abschnitt, selbst wenn die
gleiche Einschlagskraft der Kollision aufgenommen wird. Demgemäß unterscheidet
sich der Betrag der Deformation des Hohlraums
103a des
Kammerelements
103 im dicken Abschnitt von dem im dünnen
Abschnitt, wodurch eine Ausgabe des Drucksensors
104 abhängig
von der Position, in welcher das Objekt mit dem vorderen Stoßfänger
kollidiert, variieren kann. Somit kann es bei der Kollisionserfassungsvorrichtung,
welche in der
JP-A-2006-117157 offenbart wird,
schwierig werden, unter Verwendung des Schwellwerts zu bestimmen,
ob das Kollisionsobjekt ein Fußgänger ist oder
nicht.
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Hinsichtlich
der oben beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Kollisionserfassungsvorrichtung für ein
Fahrzeug vorzusehen, welche eine im Wesentlichen konstante Druckveränderung
erfassen kann, wenn eine konstante Aufprallkraft, unabhängig
von der Position der Kollision des Objekts, ausgeübt wird.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kollisionserfassungsvorrichtung
für ein Fahrzeug einen Absorber, ein Kammerelement und
einen Drucksensor. Der Absorber ist an einer Vorderseite einer Stoßfängerverstärkung
des Fahrzeugs in Vorne-nach-Hinten-Richtung des Fahrzeugs platziert,
wobei sich die Stoßfängerverstärkung
in Breiterichtung des Fahrzeugs erstreckt. Der Absorber ist durch
Komprimierung nach dem Ausüben einer Aufprallkraft deformierbar,
um die Aufprallkraft zum Zeitpunkt einer Kollision eines Objekts
mit dem Fahrzeug zu absorbieren. Das Kammerelement ist deformierbar
und definiert darin einen Hohlraum, wobei das Kammerelement und
der Absorber Seite an Seite an der Vorderseite der Stoßfängerverstärkung
platziert sind. Der Drucksensor erfasst eine Druckveränderung
im Hohlraum. Die Kollisionserfassungsvorrichtung erfasst eine Kollision
eines Objekts mit dem Fahrzeug basierend auf einer Ausgabe des Drucksensors.
Ein Deformationsbetrag des Absorbers nach dem Ausüben einer
vorbestimmten Aufprallkraft auf dem Absorber ist im Allgemeinen
entlang einer vorbestimmten Ausdehnung bzw. eines vorbestimmten
Abschnitts des Absorbers in Breiterichtung des Fahrzeugs konstant.
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Der
Deformierungsbetrag (hiernach als Eigenschaft des Betrags der Deformierung,
oder als Kraft-Verformung-Eigenschaft bezeichnet) des Absorbers
bezüglich der Aufprallkraft durch die Kollision des Objekts
ist im Wesentlichen in Fahrzeugbreiterichtung konstant. Das heißt,
wenn die Position der Kollision des Objekts in der vorbestimmten
Ausdehnung bzw. im vorbestimmtem Abschnitt in Fahrzeugbreiterichtung
ist, und die Aufprallkraft der Kollision konstant ist, wird der
Deformationsbetrag des Kammerelements, welches sich aufgrund der
Deformation des Absorbers durch die Komprimierung deformiert, im
Wesentlichen konstant. Somit kann die Druckveränderung
im Hohlraum des Kammerelements im Wesentlichen konstant sein, unabhängig von
der Position der Kollision des Objekts, wodurch das Kollisionsobjekt über
die Ausgabe des Drucksensors zuverlässig bestimmt werden
kann.
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Die
obenstehenden und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden anhand der detaillierten Beschreibung bezüglich
der beigefügten Figuren deutlicher ersichtlich. In den
Figuren zeigt:
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1 eine
Draufsicht, die eine Konfiguration einer Kollisionserfassungsvorrichtung
für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2(a) eine Querschnittsansicht, welche die
Kollisionserfassungsvorrichtung entlang der Linie B-B in 1 in
einem Normalzustand darstellt;
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2(b) eine Querschnittsansicht, welche die
Kollisionserfassungsvorrichtung entlang einer Linie B-B in 1 in
einem Zeitpunkt einer Kollision darstellt;
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3(a) eine schematische Querschnittsansicht,
welche die Kollisionserfassungsvorrichtung entlang der Linie A-A
in 1 darstellt;
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3(b) eine schematische Querschnittsansicht,
welche die Kollisionserfassungsvorrichtung entlang der Linie B-B
in 1 darstellt;
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3(c) eine schematische Querschnittsansicht,
welche die Kollisionserfassungsvorrichtung entlang der Linie C-C
in 1 darstellt;
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4(a) eine schematische Querschnittsansicht,
welche eine Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform entlang der Linie A-A in 1 darstellt;
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4(b) eine schematische Querschnittsansicht,
welche die Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform entlang der Linie B-B in 1 darstellt;
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5 einen
Graph, welcher eine Kraft-Verschiebungseigenschaft eines Absorbers
gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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6 einen
Graph, welcher ein Elastizitätsmodul eines Absorbers gemäß einer
zweiten Ausführungsform darstellt;
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7(a) eine schematische Querschnittsansicht,
welche eine Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform entlang der Linie B-B in 1 darstellt;
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7(b) eine schematische Querschnittsansicht,
welche die Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß der
dritten Ausführungsform entlang der Linie C-C in 1 darstellt;
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8 einen
Graph, welcher eine Kraft-Verschiebungseigenschaft eines Absorbers
gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
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9 einen
Graph, der ein Elastizitätsmodul eines Absorbers gemäß einer
vierten Ausführungsform darstellt;
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10(a) eine schematische Querschnittsansicht,
welche eine Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß eines
ersten modifizierten Beispiels entlang der Linie A-A in 1 darstellt;
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10(b) eine schematische Querschnittsansicht,
welche die Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß des
ersten modifizierten Beispiels entlang der Linie B-B in 1 darstellt;
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11(a) eine schematische Querschnittsansicht,
welche eine Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß eines
zweiten modifizierten Beispiels entlang der Linie B-B in 1 darstellt;
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11(b) eine schematische Querschnittsansicht,
welche die Kollisionserfassungsvorrichtung gemäß des
zweiten modifizierten Beispiels entlang der Linie C-C in 1 darstellt;
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12 eine
Draufsicht, welche eine Konfiguration einer konventionellen Kollisionserfassungsvorrichtung
für ein Fahrzeug darstellt; und
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13 eine
Querschnittsansicht, welche die Kollisionserfassungsvorrichtung
entlang der Linie B'-B' in 12 darstellt:
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Hiernach
werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezüglich
der Figuren beschrieben. In den entsprechenden Figuren wird eine Komponente
in einer Ausführungsform, welche sich auf eine Komponente
einer vorhergehenden Ausführungsform bezieht, mit gleichen
Bezugszeichen versehen, wie die Komponente in der vorhergehenden Ausführungsform,
wobei deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt
eine Draufsicht, welche eine Konfiguration einer Kollisionserfassungsvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. In 1 ist ein
Fahrzeug durch eine Draufsicht dargestellt, wobei eine Motorhaube
und dergleichen zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
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Die
Kollisionserfassungsvorrichtung, welche in 1 dargestellt
ist, umfasst einen Absorber 2, ein Kammerelement 3 mit
einem darin ausgebildeten Hohlraum 3a, und einen Drucksensor 4.
Der Absorber 2 ist an einer Vorderseite einer Stoßfängerverstärkung 1 angebracht,
welche sich in Fahrzeugbreiterichtung erstreckt, und ist konfiguriert,
die Aufprallkraft in einem Zeitpunkt einer Kollision eines Objekts mit
dem Fahrzeug durch eine Komprimierungsdeformation zu absorbieren.
Das Kammerelement 3 und der Absorber 2 sind nebeneinander
bzw. Seite an Seite an der Vorderseite der Stoßfängerverstärkung 1 angebracht,
wobei das Kammerelement 3 oberhalb oder unterhalb des Absorbers 2 angeordnet
ist. Der Hohlraum 3a ist konfiguriert, deformierbar zu
sein. Der Drucksensor 4 ist konfiguriert, eine Druckveränderung
im Hohlraum 3a zu erfassen. 2(a) zeigt eine
Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 1.
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Wie
in 1 dargestellt ist der Absorber 2 an vorderen
Enden von zwei Seitenelementen 6 angebracht, welche sich
in Vorne-nach-Hinten-Richtung des Fahrzeugs (hiernach als Fahrzeug-Vorne-nach-Hinten-Richtung
bezeichnet) erstrecken und einen Rahmen des Fahrzeugs ausbilden.
Ferner ist der Absorber 2, wie in 2(a) dargestellt,
an der Vorderseite der Stoßfängerverstärkung 1 angebracht,
welche sich in Fahrzeugbreiterichtung erstreckt. Eine Endfläche
des Absorbers 2 berührt einen unteren Halbabschnitt
der Stoßfängerverstärkung 1.
Die Stoßfängerverstärkung 1 ist
angebracht, um die Festigkeit eines Vorderabschnitts des Fahrzeugs
bezüglich der Kollision des Objekts zu verstärken
bzw. zu sichern und besteht im Wesentlichen aus einem metallischen
Material mit einer hohen Stabilität bzw. Steifheit. Der
Absorber 2 besteht aus einem geschäumten Harz
mit hoher Elastizität wie z. B. aus geschäumten
Polystyren, und ist konfiguriert, die Aufprallkraft von einem Objekt
O vor dem Absorber 2 durch Komprimierungsdeformation zum
Zeitpunkt der Kollision des Objekts O mit dem Fahrzeug wie in 2(b) dargestellt zu absorbieren. Falls
der Absorber 2 aus geschäumtem Harz hergestellt
ist, kann die Elastizität (ein Elastizitätsmodul)
durch Schäumungsvergrößerung von Kohlenwasserstoffgas
im Herstellungsprozess eingestellt werden.
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Wie
in 1 dargestellt, ist das Kammerelement 3 ein
kastenförmiges Synthetik-Harzelement und weist eine bogenähnliche
Form in Fahrzeugbreiterichtung auf. Ferner ist das Kammerelement 3 wie in 2(a) dargestellt an der Vorderseite der
Stoßfängerverstärkung 1 angebracht.
Eine Endfläche des Kammerelements 3 berührt
einen oberen Halbabschnitt der Stoßfängerverstärkung 1.
Bei dem Absorber 2 wird der Hohlraum 3a, wie in 2(b) dargestellt, zum Zeitpunkt der Kollision
des Objekts O mit dem Fahrzeug durch die Komprimierungsdeformation
des Absorbers 2 so verformt, dass das Volumen des Hohlraums 3a reduziert
wird. Darüber hinaus ist das Kammerelement 3separat
bzw. getrennt von dem Absorber 2 angebracht, um die Ausdehnung
des Kammerelements 3 in Hoch-Runter-Richtung aufgrund der
Deformation des Hohlraums 3a aufzunehmen.
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Wie
in 2(a) dargestellt, ist der Drucksensor 4 an
dem Kammerelement 3 über eine Klammer bzw. einen
Halter 4b so angebracht, dass ein Erfassungsabschnitt 4a in
den Hohlraum 3a durch eine Öffnung, welche an
dem Kammerelement 3 ausgebildet ist, eingebracht ist. Der
Erfassungsabschnitt 4a erfasst die Druckveränderung
im Hohlraum 3a des Kammerelements 3, und gibt
die Druckveränderung als elektrisches Signal aus. Das Ausgangs-
bzw. Ausgabesignal wird an die elektrische Steuereinheit, d. h.,
an die ECU (nicht dargestellt) oder dergleichen über eine
Ausgabeleitung 4c ausgegeben und als Information zum Durchführen
einer Betriebssteuerung einer aktiven Motorhaube oder eines Airbags
für den Fußgängerschutz (nicht dargestellt)
verwendet. Da das Steuerverfahren eine bereits bekannte Technik ist,
wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Wie
in 2(a) dargestellt, sind die Vorderabschnitte
des Absorbers 2 und das Kammerelement 3 durch
eine Stoßfängerabdeckung 5 abgedeckt, welche
mit einem vorbestimmten Raum von vorderen Enden des Absorbers 2 und
dem Kammerelement 3 angebracht ist. Da die Stoßfängerabdeckung 5 das Design
bzw. den Aufbau des vorderen Abschnitts des Fahrzeugs ausbildet,
kann die Stoßfängerabdeckung 5 aus einem
Element mit einer relativ niedrigen Festigkeit bestehen. Wie in 2(b) dargestellt, wird die Stoßfängerabdeckung 5 deformiert,
um die vorderen Enden des Absorbers 2 und das Kammerelement 3 zu
berühren, wenn das Objekt O mit dem Fahrzeug kollidiert,
wodurch die Stoßfängerabdeckung 5 zwischen
dem Objekt O und sowohl dem Absorber 2 als auch dem Kammerelement 3 sandwichartig
aufgenommen wird.
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Als
nächstes wird der Absorber 2 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform im Detail beschrieben.
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Wie
in 1 dargestellt, ist der Absorber 2 in einen
vorbestimmten Abschnitt W1 und Abschnitte W2, welche anders als
der vorbestimmte Abschnitt W1 sind, unterteilt.
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Der
vorbestimmte Abschnitt W1 erstreckt sich vom Zentrum bzw. der Mitte
des Absorbers 2 in Fahrzeugbreiterichtung, wobei sich die
Abschnitte W2 an beiden Enden des Absorbers 2 in Fahrzeugbreiterichtung
befinden. Der hier beschriebene vorbestimmte Abschnitt ist ein Bereich,
welcher durch die Gesetzgebung und Richtlinien, Sicherheitsstandards
und dergleichen festgelegt ist, um das Bein bzw. die Beine eines
Fußgängers zu schützen. Zum Beispiel
ist in der WG17 der EEVC (European Enhanced Vehiclesafety Committee)
der vorbestimmte Abschnitt als ein Stoßfängerbereich
eingestellt bzw. definiert, welcher starke Schäden bzw.
Verletzungen bei Fußgängern verursachen kann.
Insbesondere in dem Fall, in welchem ein Kontaktpunkt als ein Stoßfängereckabschnitt
definiert wird, wenn ein Winkel zwischen einer Linie, die sich in
Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und einer Tangentiallinie,
welche den Stoßfänger im 60° Winkel berührt,
entspricht ein Bereich zwischen zwei Stoßfängereckabschnitten
in Fahrzeugbreiterichtung dem vorbestimmten Abschnitt W1 und Bereiche
außerhalb des vorbestimmten Abschnitts W1 den Abschnitten
W2.
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Als
Querschnittsabsichten des Absorbers 2 werden in den 3(a) bis 3(c) eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1, eine
Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 1, beziehungsweise
eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 1 dargestellt.
In den 3(a) bis 3(c) werden die
Positionen der Endflächen des Absorbers 2 und das
Kammerelement 3 in einem Normalzustand durch eine gestrichelte
Linie dargestellt, und jene zum Zeitpunkt einer Kollision durch
eine durchgehende Linie. In den 3(a) bis 3(c) ändert sich eine Dicke L
des Absorbers 2 in Fahrzeug-Vorne-nach-Hinten-Richtung
mit der Position im Absorber 2 in Fahrzeugbreiterichtung.
Die Dicke L ändert sich kontinuierlich von einem dicken
Abschnitt 2(a) (Dicke L1), welcher konfiguriert ist, in
der Mitte des Absorbers 2 in Fahrzeugbreiterichtung am
dicksten zu sein, bis zu einem dünnen Abschnitt 2(b) (Dicke
L2) an beiden Enden des vorbestimmten Abschnitts W1. Ein Abschnitt 2(c) (Dicke
L3) des Absorbers 2 in Abschnitt W2, der anders als der
vorbestimmte Abschnitt W1 ist, ist dünner als der dünne
Abschnitt 2b im vorbestimmten Abschnitt W1.
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In
dem vorbestimmten Abschnitt W1 ist die Kraft-Verschiebungseigenschaft
des Absorbers 2 in Fahrzeugbreiterichtung im Wesentlichen
konstant. Die Kraft-Verschiebungseigenschaft zeigt die Größe der
Reaktionskraft bezüglich des Betrags der Deformation eines
elastischen Körpers an und wird auch als F-S-Eigenschaft
bezeichnet. Im Allgemeinen weist die Kraft-Verschiebungseigenschaft
eine Eigenschaft auf, dass die Reaktionskraft groß wird, wenn
die Deformation groß wird. Hierbei steht die Kraft-Verschiebungseigenschaft
für die Eigenschaft des Betrags der Deformation des Absorbers 2 aufgrund
der Komprimierungsverformung bzw. -deformation bezüglich
der Aufprallkraft des Objekts auf dem Fahrzeug. Der Betrag der Deformation
wird durch ΔL1 bis ΔL3 in jeder der 3(a) bis 3(c) dargestellt.
Im vorbestimmten Abschnitt W1, in welchem die Kraft-Verschiebungseigenschaft
des Absorbers 2 konstant ist, wird der Betrag der Deformation
des Absorbers 2 im Wesentlichen konstant, wenn die Aufprallkraft
durch die Kollision konstant ist. Somit wird die Druckveränderung
im Hohlraum 3a des Kammerelements 3, welche konfiguriert
ist, durch den Drucksensor 4 erfasst zu werden, im Wesentlichen
konstant.
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Insbesondere
wie in den 4(a) und 4(b) dargestellt,
ist der Absorber 2 so konfiguriert, dass dessen Querschnitt
durch eine Ausnehmung bzw. eine Kavität H eine U-Form aufweist,
welche im Absorber 2 von einer Seite des Absorbers 2 aus
ausgespart ist, an welcher die Stoßfängerverstärkung 1 den Absorber 2 berührt,
und durch die Größe der Kontaktfläche
S1 und S2 zwischen dem Absorber 2 und der Stoßfängerverstärkung 1 verändert
werden kann. Jede der Kontaktflächen S1 und S2 steht für
einen Bereich der vorderen Endfläche der Stoßfängerverstärkung 1,
welche in Kontakt mit der hinteren Endseite des Absorbers 2 steht.
Falls der Absorber 2 die Stoßfängerverstärkung 1 an
mehreren Stellen berührt, ist die Kontaktfläche
gleich der Summe von Flächen der mehreren Stellen. Obwohl
die Kontaktflächen anhand der Querschnittansichten (d.
h. eine Kontaktstelle) erläutert werden, kann verstanden werden,
dass die Kontaktfläche sich über eine vorbestimmte
Länge z. B. eine einheitliche Länge in Fahrzeugbreiterichtung,
erstreckt. Hierbei wird die Kontaktstelle zwischen dem Absorber 2 und
der Stoßfängerverstärkung 1 entlang
einer entsprechenden imaginären Ebene gemessen, welche
sich in Vorne-nach-Hinten-Richtung des Fahrzeugs erstreckt, und
rechtwinklig zur Breitenrichtung des Fahrzeugs ist. Dies wird bei
den nachfolgenden Ausführungsformen angenommen. Im Allgemeinen
weist der Betrag der Deformation bezüglich des Drucks (entsprechend
der Aufprallkraft des vorliegenden Ausführungsform), welche
auf den elastischen Körper (entsprechend dem Absorber 2 der
vorliegenden Ausführungsform) ausgeübt wird, die
folgende Eigenschaft auf. Je dicker bzw. stärker der elastische
Körper wird, desto größer wird der Betrag
der Deformation, und je dünner der elastische Körper
wird, desto kleiner wird der Betrag der Deformation. Ferner wird
der Betrag der Deformation umso größer, desto
kleiner die Kontaktfläche zwischen dem elastischen Körper
und einem festen Körper wird, wobei, je größer
die Kontaktfläche wird, desto kleiner wird der Betrag der
Deformation. Unter Verwendung dieser Beziehung wird die Kontaktfläche
S1 des dicken Abschnitts 2a eingestellt, größer
als die Kontaktfläche S2 des dünnen Abschnitts 2b zu
sein, wobei sich die Kontaktfläche eines Abschnitts zwischen
dem dicken Abschnitt 2a und dem dünnen Abschnitt 2b in
Fahrzeugbreiterichtung kontinuierlich verändert. Somit
wird der Betrag der Deformation ΔL1 klein, da der Druck,
der auf den dicken Abschnitt 2a ausgeübt wird,
klein wird, und da der Druck, der auf den dünnen Abschnitt 2b ausgeübt wird,
groß wird, wird der Betrag der Deformation ΔL2 groß.
Die Stärke des Absorbers 2 in Fahrzeug-Vorne-nach-Hinten-Richtung
verändert sich mit der Position des Absorbers 2 in
Fahrzeugbreiterichtung. Als Ergebnis entspricht, wie in 5 dargestellt,
eine Steigung bzw. ein Verlauf der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve
FS1 des Dickeabschnitts 2a einem Verlauf der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve FS2
des Dickeabschnitts 2b in einem elastischen Bereich. Das
heißt der Betrag der Deformation des Absorbers 2 bezüglich
der konstanten Aufprallkraft im vorbestimmten Abschnitt W1 kann
im Wesentlichen konstant sein.
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In 5 ist
ein Integrationswert bzw. ein Integralwert der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve
(d. h. ein Bereich eines Abschnitts, der durch die Kurve abgedeckt
ist) eine Absorptionsenergie des Aufpralls, welche der Absorber 2 aufnimmt.
Da sich die Stärke bzw. Dicke des dicken Abschnitts 2a von der
Dicke des dünnen Abschnitts 2b in Fahrzeug-Vorne-nach-Hinten-Richtung
unterscheidet, ist die Absorptionsenergie des dicken. Abschnitts 2a größer
als die Absorptionsenergie E2 des dünnen Abschnitts 2b.
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Der
Effekt bzw. die Auswirkung der ersten Ausführungsform wird
beschrieben. Gemäß der Konfiguration der ersten
Ausführungsform ist die Eigenschaft des Betrags der Deformation
(die Kraft-Verschiebungseigenschaft) des Absorbers 2 bezüglich der
Aufprallkraft durch die Kollision des Objekts im vorbestimmten Abschnitt
W1 in Fahrzeugbreiterichtung im Wesentlichen konstant. Das heißt,
wenn die Position der Kollision des Objekts im vorbestimmten Abschnitt
W1 in Fahrzeugbreiterichtung und die Aufprallkraft der Kollision
konstant sind, wird der Betrag der Deformation des Kammerelements 3,
welches sich aufgrund der Komprimierungsdeformation des Absorbers 2 deformiert,
im Wesentlichen konstant. Die Druckveränderung im Hohlraum 3a des
Kammerelements 3 kann unabhängig von der Position
der Kollision des Objekts im Wesentlichen konstant sein, wodurch
das Kollisionsobjekt unter Verwendung der Ausgabe des Drucksensors 4 genau
bestimmt werden kann.
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Das
heißt, selbst wenn die Dicke des Absorbers 2 in
Fahrzeug-Vorne-nach-Hinten-Richtung kontinuierlich variiert, kann
die Druckveränderung in dem Kammerelement 3 bezüglich
der konstanten Aufprallkraft im Wesentlichen konstant sein. Durch
Verstärken des Absorbers 2 in der Mitte der Fahrzeugbreiterichtung
kann die Absorptionsenergie zum Zeitpunkt der Kollision stark verbessert
bzw. gesichert werden. Zum Verstärken des Absorbers 2 in
einer Position, welche den schweren Schaden durch die Kollision aufnimmt
(z. B. die Mitte eines vorderen Stoßfängers in
Fahrzeugbreiterichtung), kann die Verletzungsgefahr für
einen menschlichen Körper auf ein Minimum gesteuert bzw.
herabgesenkt werden.
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Der
Absorber 2 kann einfach hergestellt werden, da der Absorber 2 aus
einem weichen Material besteht, welches druckverformt werden kann.
Durch Vorsehen der Kavität H im Absorber 2, um
die Kontaktfläche zwischen dem Absorber 2 und
der Stoßfängerverstärkung 1 zu
verändern, kann die Kraft-Verschiebungseigenschaft des
Absorbers 2 einfach eingestellt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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In
der ersten Ausführungsform wird die Kraft-Verschiebungseigenschaft
des Absorbers 2 durch Verändern der Kontaktfläche
zwischen dem Absorber 2 und der Stoßfängerverstärkung 1 in
Fahrzeugbreiterichtung im Wesentlichen konstant. In einer zweiten
Ausführungsform wird die Kraft-Verschiebungseigenschaft
des Absorbers 2hingegen durch Verändern eines
Elastizitätsmoduls des Absorbers 2 in Fahrzeugbreiterichtung
im Wesentlichen konstant.
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Im
Allgemeinen weist der Betrag der Deformation bezüglich
des Drucks (entsprechend der Aufprallkraft der vorliegenden Ausführungsform),
welcher am elastischen Körper (entsprechend dem Absorber 2 der
vorliegenden Ausführungsform) ausgeübt wird, die
nachfolgende Eigenschaft auf. Je dicker der elastische Körper
wird, desto größer wird der Betrag der Deformation,
und je dünner der elastische Körper wird, desto
kleiner wird der Betrag der Deformation. Außerdem, je niedriger
der Elastizitätsmodul wird, desto größer
wird der Betrag der Deformation, und je höher der Elastizitätsmodul
wird, desto kleiner wird der Betrag der Deformation. Unter Verwendung dieser
Beziehung wird der Elastizitätsmodul Y1 des dicken Abschnitts 2a wie
in 6 dargestellt, eingestellt, um größer
als der Elastizitätsmodul Y2 des dünnen Abschnitts 2b zu
sein, wobei sich der Elastizitätsmodul des Abschnitts zwischen
dem dicken Abschnitt 2a und dem dünnen Abschnitt 2b in
Fahrzeugbreiterichtung kontinuierlich variiert. Somit wird der Betrag
der Deformation ΔL1 des dicken Abschnitts 2a klein,
und der Betrag der Deformation ΔL2 des dünnen
Abschnitts 2b groß. Die Dicke des Absorbers 2 in
Fahrzeug-Vorne-nach-Hinten-Richtung verändert sich mit
der Position im Absorber 2 in Fahrzeugbreiterichtung. Als
Ergebnis entspricht der Verlauf der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve
FS1 des dicken Abschnitts 2a, wie in 5 dargestellt,
dem Verlauf der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve FS2 des dünnen
Abschnitts 2b in einem elastischen Bereich. Das heißt,
der Betrag der Deformation des Absorbers 2 bezüglich
der konstanten Aufprallkraft im vorbestimmten Abschnitt W1 kann
im Wesentlichen konstant sein. Ein Beispiel für ein Verfahren zum
Verändern des Elastizitätsmoduls des Absorbers 2 wird
anschließend beschrieben. Falls der Absorber 2 aus
einem geschäumten Harz hergestellt ist, wird der Betrag
von Kohlenwasserstoff, das in einem Schaumprozess geschäumt
wird, eingestellt, um eine Schaumvergrößerung
bzw. Schaumgröße zu verändern.
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Da
die andere Konfiguration und der Effekt bzw. die Auswirkung ähnlichen
denen der ersten Ausführungsform sind, wird auf deren Beschreibung verzichtet.
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(Dritte Ausführungsform)
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Die
erste und zweite Ausführungsform betreffen einen vorbestimmten
Abschnitt W1. Demhingegen betrifft die dritte Ausführungsform
den Abschnitt W2, nicht den vorbestimmte Abschnitt W1. Wie obenstehend
beschrieben ist der Absorber 2 im Abschnitt W2, der anders
als der vorbestimmte Abschnitt W1 ist, dünner als der dünne
Abschnitt 2b im vorbestimmten Abschnitt W1.
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Die
Absorptionsenergie des Absorbers 2 im Abschnitt W2, der
anders als der vorbestimmte Abschnitt W1 ist, ist im Wesentlichen
gleich der Absorptionsenergie des dünnen Abschnitts 2b im
vorbestimmten Abschnitt W1, und im Wesentlichen konstant. Die Absorptionsenergie
bezeichnet den Betrag der Absorption einer Aufprallenergie, welche
der Absorber 2 aufnimmt.
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Insbesondere
ist der Absorber 2 wie in den 7(a) und 7(b) dargestellt, so konfiguriert, dass ein
Querschnitt eine U-förmige Form durch Vorsehen einer Kavität
H aufweist, welche dem Absorber 2 von einer Seite des Absorbers 2 aus
ausgespart ist und an welcher die Stoßfängerverstärkung 1 den
Absorber 2 berührt, und wodurch die Größe
der Kontaktflächen S2 und S3 zwischen dem Absorber 2 und
der Stoßfängerverstärkung 1 verändert
werden kann. Im Allgemeinen weist die Absorptionsenergie des elastischen
Körpers (entsprechend dem Absorber 2 der vorliegenden
Ausführungsform) die nachfolgende Eigenschaft auf. Je dicker
der elastische Körper wird, desto größer
wird die Absorptionsenergie, und je dünner der elastische
Körper wird, desto kleiner wird die Absorptionsenergie.
Außerdem, je kleiner die Kontaktfläche zwischen
dem elastischen Körper und dem festen Körper wird,
desto größer wird die Absorptionsenergie, und
je größer die Kontaktfläche wird, desto
kleiner wird die Absorptionsenergie. Unter Verwendung dieser Beziehung
wird die Kontaktfläche S3 in Abschnitt W2, der anders als
der vorbestimmte Abschnitt W1 ist, eingestellt, um größer
als die Kontaktfläche S2 des dünnen Abschnitts 2b zu sein.
Demgemäß kann eine Fläche eines Abschnitts, welcher
durch die Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve FS3 umgeben bzw.
definiert ist, wie in 8 dargestellt, im Abschnitt
W2, der anders als der vorbestimmte Abschnitt W1 ist (d. h., die
Absorptionsenergie E3), im Wesentlichen gleich einem Bereich eines
Abschnitts sein, welcher durch die Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve
FS2 des dünnen Abschnitts 2b (d. h. die Absorptionsenergie
E2) umgeben bzw. definiert ist. Allerdings entspricht ein Verlauf der
Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve FS3 in der dritten Ausführungsform
bezüglich des Abschnitts W2, der anders als der vorbestimmte
Abschnitt W1 ist, im Gegensatz zur ersten und zweiten Ausführungsform
nicht dem Verlauf der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve FS2.
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Der
Effekt bzw. die Auswirkung der dritten Ausführungsform
wird nachstehend beschrieben. Die Absorptionsenergie des Absorbers 2 im
Abschnitt W2, der anders als der vorbestimmten Abschnitt W1 ist,
ist im Wesentlichen gleich zur Absorptionsenergie des dünnen
Abschnitts 2b im vorbestimmten Abschnitt W1, so dass der
Absorber 2 davor geschützt werden kann, eine elastische
Grenze zu überschreiten. Somit kann der Hohlraum 3a des
Kammerelements 3 davor geschützt werden, vollständig
zerstört zu werden, selbst wenn das Objekt mit dem Abschnitt W2,
der anders als der vorbestimmte Abschnitt W1 ist, kollidiert, wodurch
das Erfassen der Druckveränderung durch den Drucksensor 4 genauer
durchgeführt werden kann.
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(Vierte Ausführungsform)
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In
der dritten Ausführungsform wird die Kraft-Verschiebungseigenschaft
des Absorbers 2 im Wesentlichen durch Verändern
der Kontaktfläche zwischen dem Absorber 2 und
der Stoßfängerverstärkung 1 in
Fahrzeugbreitenrichtung im Wesentlichen konstant. Demhingegen wird
die Kraft-Verschiebungseigenschaft in einer vierten Ausführungsform
durch Verändern des Elastizitätsmoduls des Absorbers 2 in
Fahrzeugbreiterichtung im Wesentlichen konstant.
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Im
Allgemeinen weist die Absorptionsenergie des elastischen Körpers
(entsprechend dem Absorber 2 der vorliegenden Ausführungsform)
die nachfolgende Eigenschaft auf: Je dicker der elastische Körper
wird, desto größer wird die Absorptionsenergie,
und je dünner der elastische Körper wird, desto
kleiner wird die Absorptionsenergie. Außerdem, je niedriger
der Elastizitätsmodul wird, desto größer
wird die Absorptionsenergie, und je höher der Elastizitätsmodul
wird, desto kleiner wird die Absorptionsenergie. Unter Verwendung
dieser Beziehung wird der Elastizitätsmodul Y3 in Abschnitt
W2, der anders als der vorbestimmte Abschnitt W1 ist, wie in 9 dargestellt
eingestellt, um größer als der Elastizitätsmodul
Y2 des dünnen Abschnitts 2b zu sein. Demgemäß kann
der Bereich des Abschnitts wie in 8 dargestellt,
welcher durch die Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve FS3 im Abschnitt
W2, der anders als der vorbestimme Abschnitt W1 ist (d. h. die Absorptionsenergie
E3), umgeben bzw. definiert wird, im Wesentlichen gleich dem Bereich
des Abschnitts, welcher durch die Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve
FS2 des dünnen Abschnitts 2b (d. h. die Absorptionsenergie
E2) umgeben bzw. definiert ist, sein. Allerdings entspricht der
Verlauf der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve FS3 in der dritten
Ausführungsform bezüglich des Abschnitts W2, der
anders als der vorbestimmte Abschnitt W1 ist, im Gegensatz zur ersten
und zweiten Ausführungsform nicht dem Verlauf der Kraft-Verschiebungseigenschaftskurve
FS2. Ein Beispiel für ein Verfahren zum Verändern
des Elastizitätsmoduls des Absorbers 2 wird nachstehend
beschrieben. In dem Fall, in welchem der Absorber 2 aus
einem geschäumten Harz hergestellt ist, ist der Betrag
von Kohlenwasserstoff, das aufgeschäumt wird, in einem Schaumprozess
eingestellt, um eine Schaumgröße bzw. Schaumvergrößerung
zu verändern.
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Da
die andere Konfiguration und die Auswirkung gleich derer der dritten
Ausführungsform sind, wird auf deren Beschreibung verzichtet.
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(Erstes modifiziertes Beispiel)
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In
der ersten Ausführungsform weist der Querschnitt des Absorbers 2 durch
Vorsehen einer Kavität H eine U-Form auf, welche in dem
Absorber 2 von der Seite des Absorbers 2 ausgespart
ist, bei welcher die Stoßfängerverstärkungsschicht 1 den Absorber 2 berührt.
Als modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform kann
die Kavität H an einer Seite des Kammerelements 3,
wie in den 10(a) und 10(b) dargestellt,
vorgesehen sein.
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(Zweites modifiziertes Beispiel)
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In
der dritten Ausführungsform weist der Querschnitt des Absorbers 2 durch
Vorsehen der Kavität H eine U-Form auf, welche in dem Absorber 2 von
der Seite des Absorbers 2 ausgespart ist, bei welcher die
Stoßfängerverstärkung 1 den
Absorber 2 berührt. Als ein modifiziertes Beispiel
der dritten Ausführungsform kann die Kavität H
auch an einer Seite des Kammerelements 3, wie in den 11(a) und 11(b) dargestellt,
vorgesehen sein.
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(Drittes modifiziertes Beispiel)
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Als
ein modifiziertes Beispiel der ersten und dritten Ausführungsform
ist die Kraft-Verschiebungseigenschaft des Absorbers 2 in
einem gesamten Bereich in Fahrzeugbreiterichtung konstant.
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Während
die Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben worden ist, ist die Erfindung dennoch nicht auf diese
bevorzugten Ausführungsformen und Ausbildungen beschränkt. Vielmehr
sollte die Erfindung verschiedene Modifikationen und äquivalente
Anordnungen umfassen. Zudem sind zu den verschiedenen Kombinationen
und Konfigurationen, welche bevorzugt sind, auch andere Kombinationen
und Konfigurationen einschließlich mehrerer, weniger oder
nur eines einzelnen Elements als im Umfang der Erfindung liegend
zu betrachten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-290689
A [0003, 0003]
- - JP 2006-117157 A [0004, 0005]
