DE102014221941B4

DE102014221941B4 - Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung

Info

Publication number: DE102014221941B4
Application number: DE102014221941.8A
Authority: DE
Inventors: c/o Honda R & D Co. Ltd. Okamura Kenyu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2034-10-29
Also published as: JP6042308B2; JP2015085757A; US20150120147A1; DE102014221941A1

Abstract

Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, umfassend:einen Sensor (12), der an einer Montagefläche (105a) in einer Kabine (108) eines Fahrzeugs (100) angeordnet ist; undeinen Bestimmungsteil (11), der dazu ausgebildet ist, basierend auf der Ausgabe des Sensors (12) zu bestimmen, ob eine Kollision des Fahrzeugs stattgefunden hat oder nicht,wobei die Ausgabe des Sensors (12) eine erste Beschleunigung in einer vertikalen Richtung zu der Montagefläche (105a) und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfasst, undwobei der Bestimmungsteil (11) eine erste Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob Energie basierend auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung oder einer der Energie entsprechenden physikalischen Größe einen Schwellenwert übersteigt, und eine zweite Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob ein integrierter Wert erster Ordnung der zweiten Beschleunigung und ein integrierter Wert zweiter Ordnung der zweiten Beschleunigung eine Bedingung erfüllen, undder Bestimmungsteil (11) eine definitive Entscheidung trifft, dass die Kollision stattgefunden hat, wenn sowohl ein Ergebnis von der ersten Bestimmung als auch ein Ergebnis von der zweiten Bestimmung zeigen, dass die Kollision stattgefunden hat.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, welche dazu angepasst ist, eine Kollision eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Ausgabe eines Sensors zu bestimmen, der eine Beschleunigung in einer vertikalen oder Auf-/AbRichtung des Fahrzeugs anzeigt.
Die offengelegte Japanische Patentanmeldung JP H07-165004 A offenbart ein Beispiel für Vorrichtungen zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, eine Kollision eines Fahrzeugs zu bestimmen und dabei nicht nur eine Ausgabe von einem Beschleunigungssensor zu verwenden, der eine Beschleunigung in einer Längsrichtung oder einer Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs anzeigt, sondern auch Ausgaben des Beschleunigungssensors, die Beschleunigungen in einer seitlichen oder Links-/Rechts-Richtung des Fahrzeugs sowie eine Beschleunigung in einer vertikalen oder Auf-/AbRichtung des Fahrzeugs angeben. Bei der Bestimmung des Auftretens einer Fahrzeugkollision verwendet die offenbarte Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung eine zweidimensionale Kollisionsbestimmungskarte mit zwei Achsen, die die Einwirkungskraft und die Geschwindigkeitsänderung repräsentieren, welche basierend auf der Ausgabe des Beschleunigungssensors in der Längsrichtung des Fahrzeugs bestimmt wurden. Die Kollisionsbestimmungskarte umfasst eine Bestimmungskurve, welche einen Schwellenwert darstellt für die Unterscheidung zwischen einem Kollisionsbereich, in welchem das Entfalten eines Airbags erforderlich ist, und einem Nicht-Kollisionsbereich, in welchem das Entfalten eines Airbags nicht erforderlich ist. Befindet sich eine Koordinate auf der Kollisionsbestimmungskarte, welche durch eine Einwirkungskraft und eine Geschwindigkeitsänderung bestimmt wird, basierend auf der Ausgabe des Beschleunigungssensors zum Zeitpunkt der Kollision, in der Längsrichtung des Fahrzeugs, im Kollisionsbereich, so erkennt die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, dass eine Kollision stattgefunden hat, die das Entfalten eines Airbags erforderlich macht.
Die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung in JP H07-165004 A erkennt, ob ein Winkel der Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs in Bezug zu der Fahrzeug-Bewegungsrichtung, welche bestimmt wird durch die Ausgabe des Beschleunigungssensors in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs und die Ausgabe des Beschleunigungssensors in der Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs, größer als ein vorbestimmter Winkel ist. Wird bestimmt, dass der Winkel der Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs größer ist als der vorbestimmte Winkel, so wird bestimmt, dass es zu einer Kollision des unteren Wagenbereichs gekommen ist, wobei ein Insasse aufgrund eines Schiebeeingriffs einer unteren Fläche des Fahrzeugs und einer Straßenoberfläche einer Schubbelastung unterliegt. Mit diesem Bestimmungsergebnis verschiebt die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung die Bestimmungskurve in einer Aufwärtsrichtung zu dem Kollisionsbereich, um dadurch ein Entfalten des Airbags zu verhindern.
Bei der in JP H07-165004 A offenbarten Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung wird die Ausgabe des Beschleunigungssensors in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs dazu verwendet, die Anwesenheit/Abwesenheit einer Einwirkung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs zu erkennen. Erfolgt eine Bestimmung zu einer frontalen Kollision des Fahrzeugs, verwendet die offenbarte Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung genauer gesagt nicht die Ausgabe des Beschleunigungssensors, der eine Beschleunigung in der Auf-/AbRichtung des Fahrzeugs anzeigt, sondern die Ausgabe des Beschleunigungssensors, der eine Beschleunigung in der Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs anzeigt.
Die in JP H07-165004 A offenbarte Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung verwendet auch die Ausgabe des Beschleunigungssensors, der eine Beschleunigung in der seitlichen oder Links-/Rechts-Richtung des Fahrzeugs anzeigt. Insbesondere erkennt die offenbarte Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, ob ein Winkel der Beschleunigung in der Links-/Rechts-Richtung des Fahrzeugs in Bezug zu der Fahrzeug-Bewegungsrichtung, welche durch die Ausgabe des Beschleunigungssensors, der die Beschleunigung in der Links-/Rechts-Richtung des Fahrzeugs anzeigt, und die Ausgabe des Beschleunigungssensors, der eine Beschleunigung in der Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs anzeigt, bestimmt wird, größer ist als ein vorbestimmter Winkel. Wird bestimmt, dass der Beschleunigungswinkel in der Links-/Rechts-Richtung des Fahrzeugs größer ist als der vorbestimmte Wert, verlagert die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung die Bestimmungskurve in einer Aufwärtsrichtung zu dem Kollisionsbereich, um dadurch ein Entfalten des Airbags zu verhindern. Bei frontalen Kollisionen, bei welchen der Überlappungsbereich zwischen dem Fahrzeugkörper und einem Kollisionsobjekt gering ist, wird die Ausgabe des Beschleunigungssensors, der eine Beschleunigung in der Auf-/AbRichtung des Fahrzeugs anzeigt, groß, da der Überlappungsbereich zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Kollisionsobjekt abnimmt.
Bei frontalen Kollisionen, die einen geringen Überlappungsbereich zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Kollisionsobjekt beinhalten, tritt eine Beschleunigung in der Links-/Rechts-Richtung des Fahrzeugs mit einer Verzögerung zu dem Auftreten einer Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs auf. Erfolgt eine Bestimmung der Notwendigkeit des Entfaltens des Airbags aufgrund des Auftretens der Beschleunigung in der Links-/Rechts-Richtung des Fahrzeugs, so kann entsprechend ein geeigneter Schutz des Insassen durch den Airbag nicht erzielt werden. Bei einer frontalen Kollision, bei der der Überlappungsbereich zwischen dem Fahrzeugkörper und einem Kollisionsobjekt gering ist, kann die in JP H07-165004 A gezeigte Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung die Kollision als eine Kollision erkennen, die das Entfalten des Airbags aufgrund der Ausgabe des Beschleunigungssensors, der die Beschleunigung des Fahrzeugs in der Vorne-/Hinten-Richtung anzeigt, erforderlich macht. Die zuvor beschriebene Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung ist daher nicht vollständig zufriedenstellend für die Bestimmung einer Kollision, bei welcher das Entfalten eines Airbags nicht erforderlich ist.
Aus der DE 100 15 273 A1 ist eine Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung bekannt mit einem Sensor, der an einer Montagefläche in einer Kabine eines Fahrzeugs angeordnet ist, und einem Bestimmungsteil, der dazu ausgebildet ist, basierend auf der Ausgabe des Sensors zu bestimmen, ob eine Kollision des Fahrzeugs stattgefunden hat oder nicht, wobei die Ausgabe des Sensors, welcher vier in den Ecken eines Tetraeders angeordnete Beschleunigungssensoren aufweist, welche in der Lage sind, in der Fahrzeugslängs-, Quer- und Hochrichtung wirkende Beschleunigungen zu erfassen, eine erste Beschleunigung in einer vertikalen Richtung zu der Montagefläche und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfasst. Ferner erfolgt bei der DE 100 15 273 A1 eine Bestimmung dahingehend, dass eine Kollision stattgefunden hat, wenn die Summe von den erfassten Werten einen Schwellenwert übersteigt.
Aus der DE 102 50 321 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung eines räumlichen Bewegungszustands bewegter Objekte bekannt, bei dem Winkelgeschwindigkeiten unter Verwendung von drei oder mehr Sensoren erfasst werden, welche in unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind, und diese Winkelgeschwindigkeiten kombiniert werden, um eine einzige Bestimmung durchzuführen.
Die DE 44 28 124 A1 offenbart den Aufbau eines Beschleunigungssensors mit einem piezoelektrischen Sensorelement.
Die DE 693 15 653 T2 offenbart das Auslösen eines Airbags, wenn Bedingungen basierend auf einer Geschwindigkeit und/oder einer Aufprallenergie erfüllt sind.
Die DE 699 22 472 T2 offenbart eine Steuervorrichtung für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs, welche ein Entfaltungssignal aussendet, wenn sowohl ein Aufprallartsignal als auch ein Aufprallschweresignal, welche beide auf einem einzigen erfassten Beschleunigungswert basieren, jeweilige Schwellenwerte übersteigen.
Die DE 101 17 219 A1 offenbart ein Verfahren zum Auslösen eines Insassenschutzsystems in Fahrzeugen, bei dem ein Auslösesignal für ein Fahrzeuginsassenschutzsystem erzeugt wird und das Signal mit einem Schwellenwert als einem Auslösekriterium verglichen wird, wobei der Schwellenwert fortlaufend und in Abhängigkeit der Beschleunigung in der Richtung der Hochachse des Fahrzeugs verändert oder angepasst wird.
Die DE 100 17 084 A1 offenbart eine Steuervorrichtung für ein Insassenschutzmittel in einem Fahrzeug, bei dem in einem Fahrzeug mehrere Linearbeschleunigungsaufnehmer vorgesehen sind, durch welche Drehbewegungen des Fahrzeugs um die Hochachse und damit Schleuderbewegungen erkannt werden können, ohne teure Drehbewegungssensoren zu verwenden, und wobei ein bei einem Aufprall auszulösendes Rückhaltemittel in Abhängigkeit von dem Beschleunigungssignal ausgewählt wird.
Die WO 98/58822 A1 offenbart eine Einrichtung zur Steuerung/Regelung eines Insassenschutzsystems eines motorisierten Fahrzeugs, bei der das Auftreten einer Kollision unter Verwendung eines Aufprallsignals bestimmt wird, welches auf einer Beschleunigung einer Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs basiert.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung vorzusehen, welche einen Fahrzeuginsassen besser schützen und eine falsche Fahrzeugkollisionsbestimmung besser vermeiden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung vorgesehen, welche umfasst: einen Sensor, der an einer Montagefläche in einer Kabine eines Fahrzeugs angeordnet ist; und einen Bestimmungsteil, der dazu ausgebildet ist, basierend auf der Ausgabe des Sensors zu bestimmen, ob eine Kollision des Fahrzeugs stattgefunden hat oder nicht, wobei die Ausgabe des Sensors eine erste Beschleunigung in einer vertikalen Richtung zu der Montagefläche und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfasst, und wobei der Bestimmungsteil eine erste Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob Energie basierend auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung oder einer der Energie entsprechenden physikalischen Größe einen Schwellenwert übersteigt, und eine zweite Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob ein integrierter Wert erster Ordnung der zweiten Beschleunigung und ein integrierter Wert zweiter Ordnung der zweiten Beschleunigung eine Bedingung erfüllen, und der Bestimmungsteil eine definitive Entscheidung trifft, dass die Kollision stattgefunden hat, wenn sowohl ein Ergebnis von der ersten Bestimmung als auch ein Ergebnis von der zweiten Bestimmung zeigen, dass die Kollision stattgefunden hat.
Wenn eine Kollision stattfindet, bewirkt eine Einwirkung auf das Fahrzeug eine Vibration oder Beschleunigung, nicht nur in einer Längsrichtung oder Vorne-/Hinten-Richtung, sondern auch in einer vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs. Eine Amplitude der Vibration oder Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs wird mit zunehmender Einwirkung groß. Da die Ausgabe des Sensors die erste Beschleunigung in einer Richtung vertikal zur Montagefläche umfasst, wenn die Montagefläche horizontal ist, kann der Sensor eine Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs ausgeben, und der Bestimmungsteil kann das Auftreten einer Kollision, bei der eine auf das Fahrzeug ausgeübte Einwirkung groß ist, genau bestimmen.
Da ferner bei dieser Anordnung der Bestimmungsteil unter Verwendung des integrierten Werts der zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs zusätzlich zu der Energie basierend auf der Amplitude der ersten Beschleunigung oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, bestimmt, ob die Kollision stattgefunden hat, nimmt der Freiheitsgrad bei der Festlegung des Schwellenwerts zu und das Auftreten einer Kollision, die eine große Einwirkung auf das Fahrzeug beinhaltet, kann mit zunehmender Genauigkeit bestimmt werden.
Da ferner bei dieser Anordnung der Bestimmungsteil eine definitive Entscheidung trifft, dass die Kollision stattgefunden hat, wenn sowohl das Ergebnis der Bestimmung unter Verwendung des integrierten Wertes erster Ordnung und des integrierten Wertes zweiter Ordnung als auch das Ergebnis der Bestimmung unter Verwendung der Energie oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, zeigen, dass die Kollision stattgefunden hat, kann das Auftreten der Kollision, die eine große Einwirkung auf das Fahrzeug beinhaltet, genauer bestimmt werden.
Vorzugsweise bestimmt der Bestimmungsteil den Schweregrad der Kollision unter Verwendung der Energie oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht. Durch diese Bestimmung des Schweregrads der Kollision kann die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung eine Insassenschutzvorrichtung mit einer entsprechenden Schutzkraft betreiben, die entsprechend dem bestimmten Schweregrad aus einer Mehrzahl von Schutzkräften gewählt ist.
Ferner führt der Bestimmungsteil eine dritte Bestimmung durch zum Bestimmen des Schweregrads der Kollision unter Verwendung der Energie oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, und führt eine vierte Bestimmung durch zum Bestimmen des Schweregrads der Kollision unter Verwendung des integrierten Wertes erster Ordnung der zweiten Beschleunigung und des integrierten Wertes zweiter Ordnung der zweiten Beschleunigung, und trifft der Bestimmungsteil eine definitive Entscheidung, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist, wenn sowohl ein Ergebnis von der dritten Bestimmung als auch ein Ergebnis von der vierten Bestimmung zeigen, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist.
Da bei dieser Anordnung der Bestimmungsteil eine definitive Entscheidung trifft, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist, wenn sowohl das Ergebnis der Bestimmung des Schweregrads unter Verwendung des integrierten Wertes erster Ordnung und des integrierten Wertes zweiter Ordnung als auch das Ergebnis der Bestimmung des Schweregrads unter Verwendung der Energie oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, zeigen, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist, kann der Schweregrad der Kollision unter Verwendung derselben Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, die dazu ausgebildet ist, das Auftreten der Kollision zu bestimmen, bestimmt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung vorgesehen, welche umfasst: einen an einer Montagefläche in einer Kabine eines Fahrzeugs angeordneten Sensor, und einen Bestimmungsteil, der den Schweregrad einer Kollision des Fahrzeugs basierend auf einer Ausgabe des Sensors bestimmt, wobei die Ausgabe des Sensors eine erste Beschleunigung in einer Richtung vertikal zur Montagefläche und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfasst, und wobei der Bestimmungsteil eine fünfte Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob ein Wert, welcher durch Energie basierend auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung oder einer physikalischen Größe, die der Energie entspricht, bestimmt wird, einen Schwellenwert übersteigt, und eine sechste Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob ein integrierter Wert erster Ordnung der zweiten Beschleunigung und ein integrierter Wert zweiter Ordnung der zweiten Beschleunigung eine Bedingung erfüllen, und der Bestimmungsteil eine definitive Entscheidung trifft, dass ein Schweregrad der Kollision hoch ist, wenn sowohl ein Ergebnis von der fünften Bestimmung als auch Ergebnis von der sechsten Bestimmung zeigen, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist.
Wenn eine Kollision stattfindet, bewirkt eine auf das Fahrzeug ausgeübte Einwirkung, eine Vibration oder Beschleunigung, nicht nur in einer Längsrichtung oder Vorne-/Hinten-Richtung, sondern auch in einer vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs. Eine Amplitude der Vibration oder Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs wird groß, wenn die Einwirkung zunimmt. Da die Ausgabe des Sensors die erste Beschleunigung in einer Richtung vertikal zu der Montagefläche umfasst, wenn die Montagefläche horizontal ist, kann der Sensor eine Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs ausgeben und der Bestimmungsteil kann den Schweregrad der Kollision genau bestimmen.
Da ferner bei dieser Anordnung der Bestimmungsteil den Schweregrad der Kollision unter Verwendung des integrierten Wertes der zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs zusätzlich zu der Energie basierend auf der Amplitude der ersten Beschleunigung oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, bestimmt, nimmt der Freiheitsgrad bei der Festlegung des Schwellenwertes zu und der Schweregrad der Kollision kann mit zunehmender Genauigkeit bestimmt werden.
Da ferner bei dieser Anordnung der Bestimmungsteil eine definitive Entscheidung trifft, dass die Kollision stattgefunden hat, wenn sowohl das Ergebnis der Bestimmung des Schweregrads unter Verwendung des integrierten Wertes erster Ordnung und des integrierten Wertes zweiter Ordnung als auch das Ergebnis der Bestimmung unter Verwendung der Energie oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, zeigen, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist, kann der Schweregrad der Kollision mit größerer Genauigkeit bestimmt werden.
Vorzugsweise bestimmt der Bestimmungsteil basierend auf dem Schweregrad der Kollision eine entsprechende Rückhaltekraft, die aus einer Mehrzahl von Rückhaltekräften gewählt ist, und die eine entsprechende Rückhaltekraft wird erzeugt, während eine an dem Fahrzeug vorgesehene Sicherheitsgurtvorrichtung einen Insassen bei Auftreten der Kollision zurückhält. Mit der einen entsprechenden Rückhaltekraft, die so entsprechend dem Schweregrad der Kollision bestimmt wurde, kann die Sicherheitsgurtvorrichtung den Insassen mit einer angemessenen Rückhaltekraft zurückhalten.
Vorzugsweise bestimmt der Bestimmungsteil basierend auf dem Schweregrad der Kollision einen entsprechenden Flächendruck, der aus einer Mehrzahl von Flächendrücken gewählt ist, und der eine entsprechende Flächendruck wird erzeugt, während sich wenigstens ein Airbag eines an dem Fahrzeug vorgesehenen Airbag-Systems beim Auftreten der Kollision entfaltet. Mit dem so gemäß dem Schweregrad der Kollision bestimmten entsprechenden Flächendruck kann das Airbag-System den Airbag derart entfalten, dass ein angemessener Flächendruck auf den Insassen ausgeübt wird.
Vorzugsweise ist die Richtung vertikal zur Montagefläche eine Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs. Da sich die Richtung vertikal zur Montagefläche, an der der Sensor angeordnet ist, und die Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs entsprechen, kann der Bestimmungsteil das Auftreten einer Kollision und/oder den Schweregrad einer Kollision genau bestimmen.

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A ist eine perspektivische Ansicht, die einen vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers zeigt;
2B ist eine Seitenansicht des vorderen Teils des Fahrzeugs, die eine Sensoranordnung zeigt;
Die 3A, 3B und 3C sind schematische Draufsichten, die verschiedene Kollisionsarten des Fahrzeugs zeigen;
4A ist eine graphische Darstellung einer Kollisions-Bestimmungskarte, die dazu verwendet wird, basierend auf einer Ausgabe des Sensors, der eine Beschleunigung in einer vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs anzeigt, zu bestimmen, ob es zu einer Kollision gekommen ist, die den Betrieb einer Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht;
4B ist eine graphische Darstellung einer Kollisionsschweregrad-Bestimmungskarte, die dazu verwendet wird, basierend auf der Ausgabe des Sensors, der eine Beschleunigung in einer vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs anzeigt, den Schweregrad einer Kollision zu bestimmen;
5A ist eine graphische Darstellung einer Kollisions-Bestimmungskarte, die dazu verwendet wird, basierend auf einer Ausgabe des Sensors, der eine Beschleunigung in einer Längsrichtung oder Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs anzeigt, zu bestimmen, ob es zu einer Kollision gekommen ist, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht;
5B ist eine graphische Darstellung einer Kollisionsschweregrad-Bestimmungskarte, die dazu verwendet wird, basierend auf der Ausgabe des Sensors, der eine Beschleunigung in einer Längsrichtung oder Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs anzeigt, den Schweregrad einer Kollision zu bestimmen;
6A ist eine graphische Darstellung, die die auf einen Sicherheitsgurt wirkende Belastung zeigt, die entsprechend dem Schweregrad der Kollision verändert werden kann; und
6B ist ein Zeitdiagramm, das verschiedene Beispiele für den Zeitablauf der Zündung des Gasgenerators zur Entfaltung des Airbags zeigt.

Eine bevorzugte strukturelle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausschließlich beispielhaft mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungsblättern gezeigt.
Struktur und Anordnung
1 zeigt in einem Blockdiagramm eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 umfasst einen Bestimmungsteil 11 und einen Sensor 12. Die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 kann ferner einen Eingabe-/Ausgabeteil 13 und einen arithmetischen Teil 14 umfassen. Ferner kann die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 einen Teil eines Airbag-Systems 1 bilden, bei welchem der Eingabe-/Ausgabeteil 13 ein Signal zu den zwei Gasgeneratoren 22 ausgibt, die mit wenigstens einem Airbag 23 vorgesehen sind. Ferner kann der Eingabe-/Ausgabeteil 13 ein Signal zu der Sicherheitsgurtsteuerung 30 einer Sicherheitsgurtvorrichtung 2 ausgeben, welche die Sicherheitsgurtsteuerung 30, einen Torsionsstab 31 und eine Energieabsorptionsplatte (EA-Platte) 32 umfasst. Bei Verwendung in einem Fahrzeug, welches mit der Sicherheitsgurtvorrichtung 2 ausgestattet ist, kann die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 als ein SRS (zusätzliches Rückhaltesystem) oder eine SRS-Einheit betrieben werden. Die Sicherheitsgurtvorrichtung 2 ist dazu ausgebildet, eine Insassen-Rückhaltekraft gemäß dem Schweregrad einer Kollision zu verändern, indem ein Mechanismus, wie beispielsweise ein Torsionsstab oder die EA-Platte, eingesetzt wird, der in der Lage ist, die Insassen-Rückhaltekraft zu verändern. Ein typisches Beispiel für den Mechanismus zur Veränderung der Insassen-Rückhaltekraft ist in der offengelegten Veröffentlichung zum Japanischen Patent JP 2011-79387 A offenbart. Die Sicherheitsgurtvorrichtung 2 ist unter Umständen nicht mit der Sicherheitsgurtsteuerung 30 versehen, in welchem Fall der Eingabe-/Ausgabeteil 13 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung (SRS-Einheit) 10 ein Signal direkt an den Torsionsstab 31 und die EA-Platte 32 sendet. Die Sicherheitsgurtvorrichtung 2 kann so durch die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung (SRS-Einheit) 10 gesteuert werden.
Eine Ausgabe des Sensors 12 umfasst zunächst eine Beschleunigung in einer Richtung vertikal zu einer Montagefläche des Sensors 12. Die Ausgabe des Sensors 12 kann ferner eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfassen. Die erste Beschleunigung kann in einer Richtung vertikal zu der Montagefläche (zum Beispiel von der Montagefläche aus gesehen in einer Aufwärts- oder Abwärtsrichtung) erfolgen, oder alternativ in zwei Richtungen vertikal zu der Montagefläche (zum Beispiel von der Montagefläche aus gesehen in einer Aufwärtsrichtung und einer Abwärtsrichtung). Ferner kann die zweite Beschleunigung nicht nur eine Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfassen, sondern auch eine Beschleunigung in einer Längsrichtung oder Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs.
Obwohl dies nicht gezeigt wird, besteht der Sensor 12 aus einem Sensor-Längselement, welches dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung in der Längsrichtung oder Vorne-/Hinten-Richtung des Fahrzeugs zu erkennen, einem vertikalen Sensorelement, welches dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung in einer Richtung vertikal zu der Montagefläche des Sensors 12 zu erkennen, einer CPU (Central Processing Unit, Zentraleinheit), einem Speicher und einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle. Das Sensor-Längselement und das vertikale Sensorelement erkennen jeweils eine Beschleunigung in der entsprechenden Richtung und die CPU und der Speicher berechnen eine erste Beschleunigung in einer Richtung vertikal zur Montagefläche, an welcher der Sensor 12 angeordnet ist, und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs. Die so berechneten Beschleunigungen werden über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle zu dem Eingabe/Ausgabe-Teil 13, dem Bestimmungsteil 11 oder dem arithmetischen Teil 14 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 ausgegeben. Das Sensor-Längselement und das vertikale Sensorelement erkennen die Längsbeschleunigung beziehungsweise die vertikalen Beschleunigungen. Durch diese Beschleunigungen kann der Sensor 12 auch Vibrationen erkennen, die aufgrund des periodischen Auftretens der Beschleunigungen erzeugt werden. So kann der Sensor 12 nicht nur Beschleunigungen, sondern auch Vibrationen erkennen.
Der Sensor 12 kann durch das Sensor-Längselement, das vertikale Sensorelement und die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle gebildet sein. In einem solchen Fall unternimmt der arithmetische Teil 14 eine Berechnung der ersten und zweiten Beschleunigung. Alternativ kann der Sensor 12 das vertikale Sensorelement als einziges Sensorelement umfassen.
Mit Bezug zu den 2A und 2B wird ein Beispiel einer Anordnung der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 beschrieben. Wie in 2A gezeigt, umfasst ein Vorderteil des Fahrzeugs 100 einen Stoßfänger 101, einen Spant 102, linke und rechte Vorderseitenrahmen 103, 103, linke und rechte obere Elemente 106, 106, ein unteres Armaturenbrettelement 104 und einen Boden 105, die, von vorne auf das Fahrzeug 100 gesehen, in der beschriebenen Reihenfolge angeordnet sind, Jedes der linken und rechten oberen Elemente 106, 106 umfasst einen abwärts geneigten Vorderendabschnitt 106a. Das untere Armaturenbrettelement 104 trennt einen Motorraum oder Motorabschnitt 107 und einen Fahrzeuginnenraum oder eine Fahrzeugkabine 108. Die Kabine 108 ist ein über dem Boden 105 vorgesehener Raum. Die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 ist vorzugsweise an einer Stelle angebracht, an der eine Vibration oder Beschleunigung, die aufgrund einer von dem Stoßfänger 101 über den linken und rechten Seitenrahmen 103, 103 übertragenen Einwirkung insbesondere zum Zeitpunkt einer frontalen Kollision erzeugt wird, durch die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 bestimmt werden kann.
2B ist eine Seitenansicht, die das Vorderteil des Fahrzeugs 100 mit dem Spant 102 und dem rechten und linken oberen Element 106, 106 einschließlich ihrer abwärts geneigten Vorderendabschnitte 106a, 106a, die für eine klare Darstellung entfernt sind. Wie in 2B gezeigt, ist die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 am Boden 105 angeordnet, so dass die Vibration oder Beschleunigung, die zu dem rechten oder linken Seitenrahmen 103, 103 übertragen wurde, an dem Boden 105 über das untere Armaturenbrettelement 104 bestimmt werden kann. Wenn die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 derart am Boden 105 angeordnet ist, ist der Sensor 12 so angeordnet, dass eine Richtung des Sensors 12, die vertikal zu der Montagefläche 105a ist, eine Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs 100 ist. Bei dieser Anordnung umfasst eine Ausgabe des Sensors 12 zunächst eine Beschleunigung in einer vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs 100. Ist in diesem Fall die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 an einer Mittellinie in Längsrichtung CL (2A) des Fahrzeugs 100 angeordnet, kann Lärm unterdrückt und eine frontale Kollision mit höherer Genauigkeit bestimmt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Position des Sensors 12 automatisch bestimmt wird, wenn die Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 am Boden 105 angeordnet ist. Alternativ kann der Sensor 12 separat und unabhängig von der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 vorgesehen sein und einzeln am Boden 105 angeordnet sein. Die nachfolgende Beschreibung geht davon aus, dass die den Sensor 12 beherbergende Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 am Boden 105 angeordnet und an der Mittellinie in Längsrichtung CL positioniert ist.
Bestimmung der Kollision und Bestimmung des Schweregrads der Kollision
Art der Kollision
3 zeigt verschiedene Kollisionsarten des Fahrzeugs 100. Die in 3A gezeigte Kollision ist eine sogenannte „Full-Wrap“-Kollision (Vollkollision), bei der man das Vorderende des Fahrzeugs 100 mit einer Wand oder einem Hindernis 200 aus einem starren Material, wie beispielsweise Beton, kollidieren lässt. Die in 3B gezeigte Kollision ist eine sogenannte Offset-Deformable-Barrier-Frontalkollision (ODB) mit einem sogenannten „versetzten verformbaren Hindernis“, bei welcher man das Fahrzeug 100 direkt an der Fahrerseite oder vorderen Beifahrerseite mit einer an dem Hindernis 200 befestigten Aluminiumwabenstruktur 201 kollidieren lässt. Bei der ODB-Frontalkollision geht man von einer Kollision des eigenen Fahrzeugs 100 mit einem anderen Fahrzeug aus. Die in 3C gezeigte Kollision ist eine sogenannte Narrow-Offset-Frontalkollision, bei welcher man ein linkes oder rechtes Ende des Vorderendes des Fahrzeugs 100 mit der Betonwand oder dem Betonhindernis 200 kollidieren lässt. Bei der Narrow-Offset-Frontalkollision ist der Überlappungsbereich zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und dem Hindernis 200 sehr gering.
Bei der in 3A gezeigten Full-Wrap-Frontalkollision werden aufgrund der großen Überlappung zwischen dem Vorderende des Fahrzeugs und dem starren Hindernis 200 der linke und rechte Vorderseitenrahmen 103, 103 einer großen Einwirkungskraft ausgesetzt und ein Insasse erleidet schwere Verletzungen. Bei dieser Art Kollision muss eine Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2, zum Einsatz kommen.
Da die Honigwabenstruktur 201 zum Zeitpunkt der Kollision nicht starr ist und da nur der linke Vorderseitenrahmen 103 einer Kollisionslast ausgesetzt ist, ist bei der in 3B gezeigten Frontalkollision eine Einwirkung auf die Kabine 108 geringer als bei der Full-Wrap-Frontalkollision und zum Zeitpunkt der Kollision erfolgt keine schwere Verletzung eines Insassen. Bei diesem Kollisionsmodus muss die Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2 zum Zeitpunkt der Kollision nicht zum Einsatz kommen, und es muss zu einem geeigneten Zeitpunkt bestimmt werden, ob die Insassenschutzvorrichtung betrieben werden soll.
Bei der in 3C gezeigten Narrow-Offset-Frontalkollision ist die Überlappung zwischen Vorderende des Fahrzeugs und dem starren Hindernis 200 sehr gering und man lässt nur den nach vorne abfallenden Vorderendabschnitt 106a des linken oberen Elements 106 mit dem starren Hindernis 200 kollidieren. Eine Einwirkung auf die Kabine 108 ist daher geringer als diejenige der Full-Wrap-Frontalkollision und Verletzungen eines Insassen zum Zeitpunkt der Kollision sind nicht schwer. Bei dieser Kollisionsart muss die Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2, bei der Bewegung nicht betrieben werden, wenn der nach vorne abfallende Vorderendabschnitt 106a des linken oberen Elements 106 mit dem starren Hindernis 200 kollidiert und es muss zu einem geeigneten Zeitpunkt bestimmt werden, ob die Insassenschutzvorrichtung betrieben werden soll.
Kollisions-Bestimmungsmethode
Der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 bestimmt, dass eine Kollision, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2, erforderlich macht, stattgefunden hat, wenn die Energie, die auf einer Amplitude der vom Sensor 12 ausgegebenen ersten Beschleunigung oder einer der Energie entsprechenden physikalischen Größe basiert, einen Schwellenwert übersteigt. Hier wird die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung basierende Energie beispielsweise durch Integrieren eines Wertes im Quadrat der Amplitude der ersten Beschleunigung mittels des arithmetischen Teils 14 bestimmt. Die physikalische Größe, die der auf der Amplitude der ersten Beschleunigung basierenden Energie entspricht, ist eine physikalische Größe, die sich im Verhältnis zu einer Veränderung der Energie verändert. Beispielsweise ist die physikalische Größe ein integrierter Wert des absoluten Wertes der Amplitude der ersten Beschleunigung, ein Wert der n-ten Potenz der Energie oder ein Wert, der dem Produkt und/oder der Summe des absoluten Wertes einer Amplitude der Beschleunigung oder der Energie und n entspricht, wobei n eine Konstante ist.
Mit Bezug zu 4A wird eine Art und Weise beschrieben, auf welche Energie basierend auf einer Amplitude der von dem Sensor 12 ausgegebenen ersten Beschleunigung verwendet wird um zu bestimmen, ob es zu einer Kollision gekommen ist, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht. 4A zeigt eine graphisch dargestellte Kollisionsbestimmungskarte, wobei die horizontale Achse das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs mittels eines integrierten Wertes zweiter Ordnung der von dem Sensor 12 ausgegebenen zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs anzeigt, und wobei die vertikale Achse die Fahrzeugenergie in der Auf-/AbRichtung mittels der Energie anzeigt, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung in der vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs 100 basiert. Die Kollisionsbestimmungskarte weist einen Schwellenwert für den Betrieb der Vorrichtung (Schwellenwert D) auf, welcher zuvor festgelegt wird, um zu differenzieren, ob der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2 notwendig sind. Der in der Kollisionsbestimmungskarte festgelegte Schwellenwert D muss kein konstanter Wert sein und kann an einer beliebigen Stelle ansteigen. So ist der Freiheitsgrad bei der Festlegung des Schwellenwertes D hoch. Wenn ein durch das Ausmaß einer Rückwärtsbewegung eines Fahrzeugs und die Energie in Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs bestimmter Wert zum Zeitpunkt einer Kollision den Schwellenwert D übersteigt und in den schattierten Bereich gelangt (Vorrichtungsbetriebsbereich), bestimmt der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10, dass eine Kollision stattgefunden hat, die einen Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht.
In 4A sind fünf unterschiedliche Kollisionsarten durch fünf unterschiedliche Kurven gezeigt. Genauer gesagt ist eine Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit durch eine durchgezogene Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit ist durch eine gestrichelte Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit ist durch eine Zweipunkt-Strich-Linie angezeigt, eine Narrow-Offset-Frontalkollision ist durch eine gepunktete Linie angezeigt und eine ODB-Frontalkollision ist durch eine Punkt-Strich-Linie angezeigt. Jede der fünf Kurven wird durch Auftragen der, durch die Ausmaße der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und die Energie in Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer der fünf verschiedenen Kollisionsarten bestimmten, Werte erhalten. Bei der in 4A gezeigten Ausführungsform überschreiten die Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit (durchgezogene Linie), die Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit (gestrichelte Linie) und die Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit (Zweipunkt-Strich-Linie) den Schwellenwert D und gelangen in den Betriebsbereich der Vorrichtung.
Bei der Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit (durchgezogene Linie), der Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit (gestrichelte Linie) und der Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit (Zweipunkt-Strich-Linie) erfolgt über den linken und rechten Vorderseitenrahmen 103, 103 eine große Einwirkung auf den Boden 105. Bei Erhalten der Einwirkungskraft wird der Boden 105 nicht nur in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs, sondern auch in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs zum Vibrieren gebracht. Mit zunehmender Größe der Einwirkung wird die Vibration stärker. Bei der Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit (durchgezogene Linie), der Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit (gestrichelte Linie) und der Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit (Zweipunkt-Strich-Linie) wird ein Wert der Energie in Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs, der energiebasiert zu einer Amplitude der von dem Sensor 12 ausgegebenen ersten Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs ist, im Vergleich zu den Werten bei der Narrow-Offset-Frontalkollision (gepunktete Linie) und der ODB-Frontalkollision (Punkt-Strich-Linie) groß. Durch geeignetes Festlegen des Schwellenwertes D kann entsprechend der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 genau zwischen einer Kollision, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erfordert und einer Kollision, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung nicht erfordert, unterschieden werden.
Die horizontale Achse der in 4A gezeigten Kollisionsbestimmungskarte stellt das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs dar, welche durch einen integrierten Wert zweiter Ordnung als ein integrierter Wert der zweiten Beschleunigung repräsentiert ist, dar. Der integrierte Wert der zweiten Beschleunigung kann ein integrierter Wert erster Ordnung sein, der die Rückwärtsgeschwindigkeit repräsentiert. Wie im Falle der Kollisionsbestimmungskarte in 4A wird eine Bestimmung, bei der die erste, aus den Ausgaben des Sensors 12 gewählte Beschleunigung verwendet wird, um zu bestimmen, ob eine Kollision den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2 erforderlich macht, als „Z-Achsen Kollisionsbestimmung“ bezeichnet. Die Z-Achsen Kollisionsbestimmung kann entweder alleine oder alternativ in Kombination mit einer X-Achsen Kollisionsbestimmung verwendet werden, bei der nur die zweite Beschleunigung von den Ausgaben des Sensors 12 verwendet wird, um zu bestimmen, ob bei einer Kollision der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich ist, wie später beschrieben.
Mit Bezug zu 5A wird ein Beispiel für eine X-Achsen Kollisionsbestimmung beschrieben. 5A zeigt eine Kollisionsbestimmungskarte, die graphisch dargestellt ist, wobei die horizontale Achse das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs mittels eines integrierten Wertes zweiter Ordnung der von dem Sensor 12 ausgegebenen zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs repräsentiert, und wobei ihre vertikale Achse die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs mittels eines integrierten Wertes erster Ordnung der zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs repräsentieren. Die Kollisionsbestimmungskarte umfasst einen Schwellenwert für den Betrieb der Vorrichtung (Schwellenwert D), welcher zuvor festgelegt wird, um zu unterscheiden, ob der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2, erforderlich ist. Auf ähnliche Weise müssen der Schwellenwert D, der in Zusammenhang mit der Z-Achsen Kollisionsbestimmung festgelegt wird und der Schwellenwert D, der auf der Kollisionsbestimmungskarte für die X-Achsen Kollisionsbestimmung festgelegt wird, keine konstanten Werte sein und können an einer beliebigen Stelle ansteigen. So ist der Freiheitsgrad bei der Festlegung des Schwellenwerts D hoch. Übersteigt ein Wert, der durch das Ausmaß einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer Kollision bestimmt wird, den Schwellenwert D, und gelangt in einen schattierten Bereich (Betriebsbereich der Vorrichtung), so bestimmt der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10, dass eine Kollision stattgefunden hat, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht.
In 5A sind fünf unterschiedliche Kollisionsarten durch fünf unterschiedliche Kurven auf dieselbe Weise dargestellt wie in 4A. Insbesondere ist eine Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit durch eine durchgezogene Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit ist durch eine gestrichelte Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit ist durch eine Zweipunkt-Strich-Linie angezeigt, eine Narrow-Offset-Frontalkollision ist durch eine gepunktete Linie angezeigt und eine ODB-Frontalkollision ist durch eine Punkt-Strich-Linie angezeigt. Jede der fünf Kurven wird durch Auftragen der, durch die Ausmaße der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und die Rückwärtsgeschwindigkeiten bestimmten Werte erhalten. Bei der in 5A gezeigten Ausführungsform überschreiten alle fünf Kollisionsarten den Schwellenwert D und gelangen in den Betriebsbereich der Vorrichtung.
Theoretisch ist, wie zuvor beschrieben, eine auf die Kabine 108 ausgeübte Einwirkung bei der Narrow-Offset-Frontalkollision (gepunktete Linie) und der ODB-Frontalkollision (Punkt-Strich-Linie) geringer als bei den Full-Wrap-Frontalkollisionen, und Verletzungen eines Insassen bei all diesen Kollisionsarten sind nicht schwer. Entsprechend sind in vielen Fällen die Narrow-Offset-Frontalkollision und die ODB-Frontalkollision für ein Betriebs-Timing der Insassenschutzvorrichtung nicht geeignet. Jedoch lässt man bei der in 3C gezeigten Narrow-Offset-Frontalkollision nur die abwärts geneigten Vorderendabschnitte 106a des in 2 gezeigten linken oberen Elements 106 mit dem starren Hindernis 200 kollidieren, wobei jedoch sofort eine große Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs erzeugt wird. Als Folge überschreitet ein Wert, der sich aus dem Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung ergibt, basierend auf der zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs, den Schwellenwert D und gelangt in den Betriebsbereich der Vorrichtung. So kann der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 erkennen, dass es sich bei der Kollision um eine schwere Kollision handelt, und bestimmen, dass der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung zu einem frühen Zeitpunkt erforderlich ist.
Aus diesem Grund ist es unerwünscht, dass die X-Achsen-Kollisionsbestimmung allein für die Bestimmung herangezogen wird, ob eine Kollision den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht oder nicht, da es zu einem Betrieb der Insassenschutzvorrichtung zu einem ungeeigneten Zeitpunkt kommen würde. Bei der Z-Achsen-Kollisionsbestimmung kann es jedoch dazu kommen, dass, wenn eine Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs durch Fahren auf einer unebenen Straße erzeugt wird, ein Wert, der durch das Ausmaß der Rückwärtsbewegung und der Energie in Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs bestimmt wird, unmittelbar den Schwellenwert D übersteigt und in den in 4A gezeigten Betriebsbereich der Vorrichtung gelangt. Um zu verhindern, dass die Insassenschutzvorrichtung unter solchen Bedingungen betrieben wird, ist es vorzuziehen, dass die X-Achsen-Kollisionsbestimmung und die Z-Achsen-Kollisionsbestimmung in Kombination verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Kollision aufgetreten ist, bei der der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich ist. Es ist daher wünschenswert, dass nur, wenn sowohl die Z-Achsen-Kollisionsbestimmung als auch die X-Achsen-Kollisionsbestimmung zeigen, dass eine Kollision aufgetreten ist, bei der der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich ist, der Bestimmungsteil 11 eine definitive Entscheidung darüber fällt, dass eine Kollision aufgetreten ist, bei der der Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich ist.
Obgleich bei der oben beschriebenen Kollisionsbestimmungsmethode eine Energie verwendet wird, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung basiert, kann anstelle der Energie, die auf der Amplitude der ersten Beschleunigung basiert, auch ein physikalischer Wert verwendet werden, der der Energie entspricht, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung basiert.
Methode zur Bestimmung des Schweregrads der Kollision
Der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 bestimmt, dass ein Niveau des Schweregrads der Kollision hoch ist, wenn Energie, die auf einer Amplitude der von dem Sensor 12 ausgegebenen ersten Beschleunigung basiert, einen Schwellenwert übersteigt. Basierend auf dem so bestimmten Niveau des Schweregrads der Kollision wird eine entsprechende Schutzkraft bestimmt, die aus einer Mehrzahl von durch die Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2, erzeugten Schutzkräften gewählt ist. Die Anzahl der Niveaus des Schweregrads der Kollision kann zwei betragen, das heißt ein hohes Niveau (Hi) und ein niedriges Niveau (Lo) oder mehr als drei Niveaus. Wird das Niveau des Schweregrads der Kollision als hoch (Hi) bestimmt, wird eine hohe Schutzhaft aus der Mehrzahl der von der Insassenschutzvorrichtung, wie beispielsweise das Airbag-System 1 und/oder die Sicherheitsgurtvorrichtung 2, erzeugten Schutzkräfte bestimmt. Das Niveau des Schweregrads der Kollision wird nachfolgend der Kürze halber als „Schweregrad“ bezeichnet.
Mit Bezug zu 4B wird dann ein Beispiel der Bestimmung des Schweregrads der Kollision unter Verwendung der Energie, die auf einer Amplitude der von dem Sensor 12 ausgegebenen ersten Beschleunigung basiert, beschrieben. 4 zeigt eine graphisch dargestellte Schweregradbestimmungskarte, wobei die horizontale Achse das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs mittels eines integrierten Wertes zweiter Ordnung der von dem Sensor ausgegebenen zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs repräsentiert, und wobei die vertikaler Achse die Energie der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs mittels der Energie repräsentiert, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung in der vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs 100 basiert. Die Schweregradbestimmungskarte weist einen Schwellenwert für die Schweregradbestimmung auf (Schwellenwert S), welcher zuvor festgelegt wird, um zu unterscheiden, ob der Schweregrad hoch (Hi) oder niedrig (Lo) ist, wenn die Anzahl der Niveaus der Schweregradbestimmung zwei beträgt, d.h. ein hohes Niveau (Hi) und ein niedriges Niveau (Lo). Der bei der Schweregradbestimmungskarte festgelegte Schwellenwert S muss kein konstanter Wert sein und kann an einer beliebigen Stelle ebenso ansteigen wie der auf der in 4A gezeigten Kollisionsbestimmungskarte festgelegte Schwellenwert D. So ist der Freiheitsgrad bei der Festlegung des Schwellenwerts S hoch. Übersteigt ein Wert, der durch das Ausmaß einer Rückwärtsbewegung eines Fahrzeugs und die Energie in der Auf-/AbRichtung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer Kollision bestimmt wird, den Schwellenwert S und gelangt in einen schattierten Bereich (Hi-Bereich), bestimmt der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10, dass der Schweregrad hoch (Hi) ist. Beträgt die Anzahl der Schweregradniveaus drei oder mehr, werden zwei oder mehr Schwellenwerte S festgelegt, um eine Unterscheidung zwischen drei oder mehr Bereichen verschiedener Schweregradniveaus zu unterscheiden.
In 4B sind fünf unterschiedliche Kollisionsarten durch fünf unterschiedliche Kurven gezeigt. Insbesondere ist eine Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit durch eine durchgezogene Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit ist durch eine gestrichelte Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit ist durch eine Zweipunkt-Strich-Linie angezeigt, eine Narrow-Offset-Frontalkollision ist durch eine gepunktete Linie angezeigt und eine ODB-Frontalkollision ist durch eine Punkt-Strich-Linie angezeigt. Jede der fünf Kurven wird durch Auftragen der, durch die Ausmaße der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und die Energie in Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs bestimmten Werte zum Zeitpunkt einer entsprechenden Kollisionsart der fünf unterschiedlichen Kollisionsarten erhalten. Bei der in 4B gezeigten Ausführungsform überschreiten die Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit (durchgezogene Linie), die Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit (gestrichelte Linie) und die Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit (Zweipunkt-Strich-Linie) den Schwellenwert D und gelangen in den Betriebsbereich der Vorrichtung. Die in 4B gezeigten fünf Kurven folgen denselben Bahnen wie die Kurven auf der in 4A gezeigten Kollisionsbestimmungskarte. Es ist gemäß der Erfindung möglich, dass die auf der Kollisionsbestimmungskarte in 4A gezeigten Kurven und die auf der Schweregradbestimmungskarte in 4B gezeigten Kurven so angelegt sind, dass sie durch eine beliebige arithmetische Operation, die für einen anderen Integrationszeitraum oder Abschnitt durchgeführt wird, in unterschiedlichen Bahnen verlaufen. Bei dem in 4B gezeigten Beispiel überschreiten zwei Kollisionsarten, d.h. die Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit (durchgezogene Linie) und die Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit (gestrichelte Linie), den Schwellenwert S und gelangen in den hohen (Hi) Bereich.
Auf ähnliche Weise sind bei der oben beschriebenen Z-Achsen Kollisionsbestimmung Werte der Energie in Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs bei der Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit (durchgezogene Linie), der Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit (gestrichelte Linie) und der Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit (Zweipunkt-Strich-Linie) größer als jene bei der Narrow-Offset-Frontalkollision (gepunktete Linie) und der ODB-Frontalkollision (Punkt-Strich-Linie). Es ist daher leicht möglich, den Schwellenwert S so festzulegen, dass die Full-Wrap-Frontalkollisiön mit hoher Geschwindigkeit (durchgezogene Linie) und die Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit (gestrichelte Linie) in den Hi-Bereich gelangen und die verbleibenden Kollisionen zu dem Lo-Bereich gehören. Durch eine solche Festlegung des Schwellenwerts S kann der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 den Schweregrad genau bestimmen. Unter diesen Kollisionen, bei denen bestimmt wurde, dass ein Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich ist, weist die Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit (Zweipunkt-Strich-Linie) mit einem geringen Schweregrad (Lo) beispielsweise eine Geschwindigkeit von 26 km/h auf.
Die horizontale Achse der in 4B verwendeten Schweregradbestimmungskarte verwendet das Ausmaß der Fahrzeugbewegung in der Rückwärtsrichtung, welche als ein integrierter Wert zweiter Ordnung als integrierter Wert der zweiten Beschleunigung dargestellt ist. Wie die horizontale Achse der in 4A gezeigten Kollisionsbestimmungskarte kann jedoch auch die durch einen integrierten Wert erster Ordnung repräsentierte Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet werden. Wie bei der in 4B gezeigten Schweregradbestimmungskarte wird eine Bestimmung des Schweregrads durch Verwendung der ersten, aus einer Mehrzahl von Ausgaben des Sensors 12 gewählten Beschleunigung als eine „Z-Achsen-Schweregradbestimmung“ bezeichnet. Die Y Z-Achsen-Schweregradbestimmung kann entweder allein oder alternativ in Kombination mit einer X-Achsen-Schweregradbestimmung verwendet werden, die unter Verwendung nur der zweiten Beschleunigung durchgeführt wird, wie später beschrieben wird.
Mit Bezug zu 5B wird dann die X-Achsen-Schweregradbestimmung beschrieben. 5B zeigt eine graphisch dargestellte Schweregradbestimmungskarte, wobei die horizontale Achse das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs mittels eines integrierten Wertes zweiter Ordnung der von dem Sensor 12 ausgegebenen zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs darstellt, und wobei die vertikaler Achse die Geschwindigkeit in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs als einen integrierten Wert erster Ordnung darstellt. Die Schweregradbestimmungskarte weist einen Schweregradbestimmungs-Schwellenwert (Schwellenwert S) auf, welcher zuvor festgelegt wurde um zu unterscheiden, ob der Schweregrad hoch (Hi) oder niedrig (Lo) ist, falls die Anzahl der Schweregradbestimmungsniveaus zwei beträgt, d.h. ein hohes Niveau (Hi) und ein niedriges-Niveau (Lo). Bei der X-Achsen-Schweregradbestimmung muss der auf der Schweregradbestimmungskarte festgelegte Schwellenwert S kein konstanter Wert sein und kann an einer beliebigen Stelle genauso zunehmen wie der Schwellenwert S, der für die Z-Achsen-Schweregradbestimmung festgelegt wurde. So ist der Freiheitsgrad bei der Festlegung des Schwellenwerts S hoch. Übersteigt ein Wert, welcher durch das Ausmaß einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und die Geschwindigkeit der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer Kollision bestimmt wurde, den Schwellenwert S und gelangt in einen schattierten Bereich (Hi-Bereich), so bestimmt der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10, dass der Schweregrad hoch (Hi) ist. Wie bei der Z-Achsen-Schweregradbestimmung gilt, dass, wenn die Anzahl der für die X-Achsen-Schweregradbestimmung festgelegten Schweregradniveaus drei oder mehr beträgt, zwei oder mehr Schwellenwerte S festgelegt werden, um eine Unterscheidung zwischen drei oder mehr Bereichen unterschiedlicher Schweregradniveaus zu unterscheiden.
In 5B sind fünf unterschiedliche Kollisionsarten durch fünf unterschiedliche Kurven gezeigt. Insbesondere ist eine Full-Wrap-Frontalkollision mit hoher Geschwindigkeit durch eine durchgezogene Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit mittlerer Geschwindigkeit ist durch eine gestrichelte Linie angezeigt, eine Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit ist durch eine Zweipunkt-Strich-Linie angezeigt, eine Narrow-Offset-Frontalkollision ist durch eine gepunktete Linie angezeigt und eine ODB-Frontalkollision ist durch eine Punkt-Strich-Linie angezeigt. Die in 5B gezeigten fünf Kurven folgen denselben Bahnen wie die Kurven auf der in 5A gezeigten Kollisionsbestimmungskarte. Es ist gemäß der Erfindung möglich, dass die auf der Kollisionsbestimmungskarte in 5A gezeigten Kurven und die auf der Schweregradbestimmungskarte in 5B gezeigten Kurven so angelegt sind, dass sie durch eine beliebige arithmetische Operation, die für einen anderen Integrationszeitraum durchgeführt wird, in unterschiedlichen Bahnen verlaufen. Bei dem in 5B gezeigten Beispiel überschreiten vier Kollisionsarten, ausschließlich der Full-Wrap-Frontalkollision mit geringer Geschwindigkeit (Zweipunkt-Strich-Linie), den Schwellenwert S und gelangen in den hohen (Hi) Bereich.
Wie zuvor beschrieben ist es theoretisch wünschenswert, dass Schweregrade der Narrow-Offset-Frontalkollision (gepunktete Linie) und der ODB-Frontalkollision (Punkt-Strich-Linie) als niedrig bestimmt werden, da bei diesen Kollisionen einer Einwirkung auf die Kabine 108 und Verletzungen, die einem Insassen widerfahren können, im Vergleich zu denjenigen bei den Full-Wrap-Frontalkollisionen gering sind. Jedoch lässt man bei der in 3C gezeigten Narrow-Offset-Frontalkollision nur die abwärts geneigten Vorderendabschnitte 106a des in 2 gezeigten linken oberen Elements 106 mit dem starren Hindernis 200 kollidieren, wobei jedoch sofort eine große Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs erzeugt wird. Als Folge übersteigt ein Wert, der sich aus dem Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung ergibt, basierend auf der zweiten Beschleunigung in der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs, den Schwellenwert S und gelangt in den Betriebsbereich der Vorrichtung. So kann der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 erkennen, dass der Schweregrad hoch ist.
Aus diesem Grund ist die einzig zur Bestimmung des Schweregrads verwendete X-Achsen-Schweregradbestimmung unerwünscht, da eine entsprechende adäquate Schutzkraft, gewählt aus einer Mehrzahl von durch die Insassenschutzvorrichtung produzierten Schutzkräften, nicht bestimmt werden kann. Jedoch kann es bei der Z-Achsen-Schweregradbestimmung vorkommen, dass, wenn eine Beschleunigung in der Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs durch Fahren auf einer unebenen Straße erzeugt wird, ein Wert, der durch das Ausmaß der Rückwärtsbewegung und der Energie in Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs bestimmt wird, unmittelbar den Schwellenwert S übersteigt und in den in 4B gezeigten hohen Bereich (Betriebsbereich der Vorrichtung) gelangt. Um zu verhindern, dass die Insassenschutzvorrichtung unter solchen Bedingungen betrieben wird, ist es vorzuziehen, dass die X-Achsen-Schweregradbestimmung und die Z-Achsen-Schweregradbestimmung in Kombination verwendet werden, um den Schweregrad der Kollision zu bestimmen. Es ist daher wünschenswert, dass nur, wenn sowohl die Z-Achsen-Schweregradbestimmung als auch die X-Achsen-Schweregradbestimmung zeigen, dass der Schweregrad hoch ist, der Bestimmungsteil 11 eine definitive Entscheidung darüber fällt, dass der Schweregrad hoch ist.
Bei der oben beschriebenen Methode zur Bestimmung des Schweregrads der Kollision wird die Energie, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung basiert, verwendet. Anstelle der Energie, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung basiert, kann eine physikalische Größe herangezogen werden, die der Energie, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung basiert, entspricht, wie auch schon bei der zuvor beschriebenen Methode zur Kollisionsbestimmung.
Betrieb
Es folgt nun eine Beschreibung des Betriebs des mit der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 ausgerüsteten Airbag-Systems 1 und der Sicherheitsgurtvorrichtung 2 im Falle einer Kollision. Wenn der Bestimmungsteil 11 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 bestimmt, dass es zu einer Kollision gekommen ist, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht, werden ein Gurtstraffer-Signal und ein Airbag-Betriebssignal von dem Eingabe-/Ausgabeteil 13 der Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung 10 ausgegeben.
Bei Empfang des Gurtstraffer-Betriebssignals betreibt die Sicherheitsgurtsteuerung 30 der Sicherheitsgurtvorrichtung 2 einen Gurtstraffer (nicht gezeigt), zum Drehen einer Spule (nicht gezeigt) in einer Richtung zum Zurückziehen eines Bands (nicht gezeigt), um dadurch den Insassen zurückzuhalten. Nach dem Betrieb des Gurtstraffers wird der Torsionsstab 31 an einem Ende daran arretiert und die EA-Platte 32 wird aktiviert, so dass eine auf den Sicherheitsgurt wirkende Last bis zu einer für den Torsionsstab 31 und die EA-Platte 32 festgesetzten Last zunimmt, wie durch einen Linienabschnitt angezeigt, der sich, wie in 6A gezeigt, von einem Punkt „a“ zu einem Punkt „b“ erstreckt. Übersteigt die auf den Sicherheitsgurt wirkende Last die für den Torsionsstab 31 und die EA-Platte 32 festgesetzte Last, wird die auf den Sicherheitsgurt wirkende Last durch Verdrehen des Torsionsstabs 31 und Energieabsorption durch die EA-Platte 32 auf einem konstanten Wert gehalten, wie durch einen Linienabschnitt gezeigt, der sich von dem in 6A gezeigten Punkt „b“ zu einem Punkt „c“ erstreckt.
Bestimmt der Bestimmungsteil 11, dass es zu einer Kollision gekommen ist, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht, und ist der Schweregrad der Kollision hoch, hält die Sicherheitsgurtsteuerung 30 den Torsionsstab 31 und die EA-Platte 32 in einem Betriebszustand, um den Insassen mit einer hohen Bindungswirkung (Rückhaltekraft) zurückzuhalten. Bestimmt auf der anderen Seite der Bestimmungsteil 11 innerhalb eines festgelegten Zeitraums (beispielsweise innerhalb von 5 ms nach einem ersten Zündzeitpunkt wenigstens eines Gasgenerators 22) nicht, dass der Schweregrad hoch ist, so wird der Schweregrad als niedrig bestimmt. Ist der Schweregrad niedrig, wird der Insasse durch eine geringere Bindungswirkung (Rückhaltekraft) zurückgehalten als in dem Fall mit hohem Schweregrad. Zu diesem Zweck beendet die Sicherheitsgurtsteuerung 30 den Betrieb der EA-Platte 32 und führt den Betrieb des Torsionsstabs 31 weiter, um die Last auf dem Sicherheitsgurt zu absorbieren. Wird der Torsionsstabs betrieben, so wird die Last, die auf den Sicherheitsgurt wirkt, auf einem konstanten Wert gehalten, welcher geringer ist als ein Wert der Last, die auf den Sicherheitsgurt wirkt, wenn sowohl der Torsionsstabs 31 als auch die EA-Platte 32 betrieben werden. Wie durch die gepunktete Linie in 6A gezeigt, wird die Last, die im Fall einer Bestimmung eines geringen Schweregrads auf den Sicherheitsgurt wirkt, auf einem geringeren Wert konstant gehalten als der Wert (an einem Punkt „c“) bei der Bestimmung eines hohen Schweregrads.
Wenn das Betriebssignal für den Airbag ausgegeben wird, wird wenigstens ein Gasgenerator 22 des Airbag-Systems 1 gezündet, um dadurch wenigstens einen Airbag zum Einsatz zu bringen. Wenn in diesem Fall der Bestimmungsteil 11 bestimmt, dass es zu einer Kollision gekommen ist, die den Betrieb der Insassenschutzvorrichtung erforderlich macht, und der Schweregrad hoch ist, werden, wie in der Zeittabelle Hi in 6B gezeigt, zwei Gasgeneratoren 22 gezündet. Insbesondere wird einer der zwei in 1 gezeigten Gasgeneratoren 22 zu einem ersten Zeitpunkt gezündet und der andere Gasgenerator 22 wird zu einem zweiten Zeitpunkt gezündet. Ist der Schweregrad hoch, beträgt ein Zeitabstand zwischen dem ersten Zündzeitpunkt und dem zweiten Zündzeitpunkt beispielsweise 5 ms. Ist der Schweregrad hoch, werden die beiden Gasgeneratoren 22 im Wesentlichen gleichzeitig gezündet, so dass ein Oberflächendruck, der durch den wenigstens einen Airbag 23 zum Zeitpunkt der Entfaltung vorgesehen wird, auf einen hohen Wert eingestellt wird.
Wenn andererseits der Bestimmungsteil 11 nicht innerhalb eines festgesetzten Zeitraums (beispielsweise 5 ms nach dem ersten Zündzeitpunkt) bestimmt, dass der Schweregrad hoch ist, wird der Schweregrad als niedrig bestimmt und es werden zwei Gasgeneratoren 22 oder nur einer der Gasgeneratoren 22 zu dem in einer Zeittabelle Low1 oder Low2 in 6B gezeigten Zündzeitpunkt gezündet. Wenn die beiden Gasgeneratoren 22 gemäß der Zeittabelle Lowl gezündet werden, wird einer der beiden in 1 gezeigten Gasgeneratoren 22 zu einem ersten Zündzeitpunkt gezündet und der andere Gasgenerator 22 wird zu einem zweiten Zündzeitpunkt gezündet. Bei diesem Beispiel beträgt ein Zeitabstand zwischen dem ersten Zündzeitpunkt und dem zweiten Zündzeitpunkt beispielsweise 40 ms. Wenn alternativ nur ein Gasgenerator 22 gemäß der Zeittabelle Low2 gezündet wird, wird einer der in 1 gezeigten Gasgeneratoren 22 gemäß der Zeittabelle Low2 gezündet und einer der in 1 gezeigten Gasgeneratoren 22 wird zu einem in der Zeittabelle Low2 gezeigten ersten Zündzeitpunkt gezündet. Ist der Schweregrad niedrig, werden zwei Gasgeneratoren 22 mit einem festgelegten Zeitabstand gezündet, oder alternativ wird nur ein Gasgenerator 22 gezündet, so dass ein von dem wenigstens einen Airbag 23 zum Zeitpunkt der Entfaltung vorgesehene Oberflächendruck geringer eingestellt ist als dies bei einer Bestimmung eines hohen Schweregrads der Fall ist. Gemäß der in der Zeittabelle Low1 in 6B gezeigten Zündeinstellung wird der Entfaltungszeitraum des wenigstens einen Airbags 23 länger eingestellt als derjenige in der Zeittabelle Low2.
Es wird aufgrund der vorangehenden Beschreibung darauf hingewiesen, dass der Bestimmungsteil 11 bestimmen muss, ob der Schweregrad hoch ist oder nicht, bevor der Gasgenerator 22 zum zweiten Zündzeitpunkt gemäß der in 6B gezeigten Zeittabelle Hi gezündet wird. Es ist daher erforderlich, dass der Schwellenwert S in der Schweregradbestimmungskarte festgelegt wird, um zu ermöglichen, dass der Bestimmungsteil 11 bestimmt, ob der Schweregrad hoch ist oder nicht, bevor ein Zeitraum von 5 ms nach der ersten Zündung des Gasgenerator nach Auftreten einer Kollision verstreicht.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann der integrierte Wert ein integrierter Wert für einen Abschnitt sein, das heißt ein integrierter Wert der durch bestimmte Integration für einen vorbestimmten Zeitraum, wie beispielsweise einen sehr kurzen Zeitraum (zum Beispiel 10 ms) erhalten wird, oder alternativ ein integrierter Wert für alle Abschnitte, d.h. ein integrierter Wert, der durch bestimmte Integration für einen Zeitraum von einem Anfangszeitpunkt der Kollision bis zum aktuellen Zeitpunkt erhalten wurde.
Modifikationen
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform gibt ein am Boden 105 vorgesehener einzelner Sensor 12 eine erste Beschleunigung in einer vertikalen oder Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs 100 und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs 100 aus. Es ist gemäß der Erfindung möglich, ferner einen zweiten Sensor vorzusehen und eine zweite Beschleunigung unter Verwendung des zweiten Sensors auszugeben. Im letzteren Fall kann der zweite Sensor als ein Frontsensor an einer Vorderseite des Spants 102 vorgesehen sein und an der Mittellinie in Längsrichtung CL des Fahrzeugs 100 positioniert sein.
Eine Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung (10) umfasst einen Sensor (12), der an einer Montagefläche (105a) in einer Kabine (108) eines Fahrzeugs (100) angeordnet ist, und einen Bestimmungsteil (11), der basierend auf einer Ausgabe des Sensors bestimmt, ob eine Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist oder nicht. Die Ausgabe des Sensors (12) umfasst eine erste Beschleunigung in einer Richtung vertikal zu der Montagefläche (105a) und wenn Energie, die auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung oder einem physikalischen Wert, der der Energie entspricht basiert, einen Schwellenwert übersteigt, bestimmt der Bestimmungsteil, dass eine Kollision stattgefunden hat. Die Ausgabe des Sensors umfasst ferner eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs, und wenn ein Wert, welcher durch die Energie oder die physikalische Größe, die der Energie entspricht, und einen integrierten Wert der zweiten Beschleunigung bestimmt wird, den Schwellenwert übersteigt, bestimmt der Bestimmungsteil, dass die Kollision stattgefunden hat.

Claims

Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, umfassend: einen Sensor (12), der an einer Montagefläche (105a) in einer Kabine (108) eines Fahrzeugs (100) angeordnet ist; und einen Bestimmungsteil (11), der dazu ausgebildet ist, basierend auf der Ausgabe des Sensors (12) zu bestimmen, ob eine Kollision des Fahrzeugs stattgefunden hat oder nicht, wobei die Ausgabe des Sensors (12) eine erste Beschleunigung in einer vertikalen Richtung zu der Montagefläche (105a) und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfasst, und wobei der Bestimmungsteil (11) eine erste Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob Energie basierend auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung oder einer der Energie entsprechenden physikalischen Größe einen Schwellenwert übersteigt, und eine zweite Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob ein integrierter Wert erster Ordnung der zweiten Beschleunigung und ein integrierter Wert zweiter Ordnung der zweiten Beschleunigung eine Bedingung erfüllen, und der Bestimmungsteil (11) eine definitive Entscheidung trifft, dass die Kollision stattgefunden hat, wenn sowohl ein Ergebnis von der ersten Bestimmung als auch ein Ergebnis von der zweiten Bestimmung zeigen, dass die Kollision stattgefunden hat.
Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung nach Anspruch 1, wobei der Bestimmungsteil (11) den Schweregrad der Kollision unter Verwendung der Energie oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, bestimmt.
Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung nach Anspruch 2, wobei der Bestimmungsteil (11) ferner eine dritte Bestimmung durchführt zum Bestimmen des Schweregrads der Kollision unter Verwendung der Energie oder der physikalischen Größe, die der Energie entspricht, und eine vierte Bestimmung durchführt zum Bestimmen des Schweregrads der Kollision unter Verwendung des integrierten Wertes erster Ordnung der zweiten Beschleunigung und des integrierten Wertes zweiter Ordnung der zweiten Beschleunigung, und der Bestimmungsteil eine definitive Entscheidung trifft, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist, wenn sowohl ein Ergebnis von der dritten Bestimmung als auch ein Ergebnis von der vierten Bestimmung zeigen, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist.
Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung, umfassend: einen an einer Montagefläche (105a) in einer Kabine (108) eines Fahrzeugs (100) angeordneten Sensor (12), und einen Bestimmungsteil (11), der den Schweregrad einer Kollision des Fahrzeugs basierend auf einer Ausgabe des Sensors (12) bestimmt, wobei die Ausgabe des Sensors (12) eine erste Beschleunigung in einer Richtung vertikal zur Montagefläche (105a) und eine zweite Beschleunigung in einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs umfasst, und wobei der Bestimmungsteil (11) eine fünfte Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob ein Wert, welcher durch Energie basierend auf einer Amplitude der ersten Beschleunigung oder einer physikalischen Größe, die der Energie entspricht, bestimmt wird, einen Schwellenwert übersteigt, und eine sechste Bestimmung durchführt zum Bestimmen, ob ein integrierter Wert erster Ordnung der zweiten Beschleunigung und ein integrierter Wert zweiter Ordnung der zweiten Beschleunigung eine Bedingung erfüllen, und der Bestimmungsteil (11) eine definitive Entscheidung trifft, dass ein Schweregrad der Kollision hoch ist, wenn sowohl ein Ergebnis von der fünften Bestimmung als auch Ergebnis von der sechsten Bestimmung zeigen, dass der Schweregrad der Kollision hoch ist.
Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung nach einem der Ansprüche 2-4, wobei der Bestimmungsteil (11) basierend auf dem Schweregrad der Kollision eine entsprechende Rückhaltekraft bestimmt, die aus einer Mehrzahl von Rückhaltekräften gewählt ist, und wobei die eine entsprechende Rückhaltekraft erzeugt wird, während eine an dem Fahrzeug (100) vorgesehene Sicherheitsgurtvorrichtung (2) einen Insassen bei Auftreten der Kollision zurückhält.
Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung nach einem der Ansprüche 2-5, wobei der Bestimmungsteil (11) basierend auf dem Schweregrad der Kollision einen entsprechenden Flächendruck bestimmt, der aus einer Mehrzahl von Flächendrücken gewählt ist, und wobei der eine entsprechende Flächendruck erzeugt wird, während sich wenigstens ein Airbag (23) eines an dem Fahrzeug (100) vorgesehenen Airbag-Systems (1) beim Auftreten der Kollision entfaltet.
Vorrichtung zur Fahrzeugkollisionsbestimmung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Richtung vertikal zu der Montagefläche (105a) eine Auf-/Ab-Richtung des Fahrzeugs (100) ist.