DE10258162A1

DE10258162A1 - Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE10258162A1
Application number: DE10258162A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Takafuji; Tomoji Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2003-07-03
Also published as: JP2003182508A; US20030114972A1

Abstract

Eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung enthält ein Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement (100) auf einem Fahrzeug (500) zum Erfassen von Daten wie den physikalischen Parametern des geschätzten Kollisionsgegenstands, bezogen auf eine Kollisionsaufprallkraft von einem geschätzten Kollisionsgegenstand, ein an Bord des Fahrzeugs befindliches Insassenschutzelement (400), welches bei dem Ereignis einer Fahrzeugkollision aktiviert wird, wodurch ein Insasse in einem vorbestimmten Aktivierungsmodus geschützt wird, und ein Schutzmodussteuerelement (300) zum Ändern des Aktivierungsmodus auf der Grundlage der Daten. Die Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung kann ebenfalls ein Kollisionserfassungselement (200) zum Erfassen einer tatsächlichen Kollision mit dem geschätzten Kollisionsgegenstand verwenden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegenden Erfindung das Abschätzen der Möglichkeit von Fahrzeugaufprallgegenständen unter Verwendung von an Bord vorliegenden physikalischen Daten und Kennlinien, welche die Aufprallgegenstände betreffen, um einen Fahrzeuginsassen unter Verwendung einer Schutzvorrichtung zu schützen, welche die an Bord vorliegenden Daten beim Geschehnis eines Zusammenstoßes mit dem Aufprallgegenstand verwendet.

Die japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei. 06-160516 offenbart eine Technologie zum Bestimmen des Grads einer Gefahr auf der Grundlage des Typs und der Position des Schwerpunkts eines Gegenstandsbilds, welches von einem reflektierten Bild extrahiert wird, das von einer zweidimensionalen, an Bord befindlichen Fahrzeugradarvorrichtung bereitgestellt wird.

Die japanische Veröffentlichungsschrift Nr. 2000-71929 offenbart eine Technologie zum Steuern der Aktivierung einer Insassenschutzvorrichtung auf der Grundlage der Beschleunigung eines Fahrzeugs, welches in eine Fahrzeugkollision verwickelt ist.

Es wird bevorzugt die Aktivierung einer Insassenschutzvorrichtung entsprechend dem Grad einer Aufprallkraft bei einem Zusammenstoß zu ändern. Jedoch hängt ein auf einen Insassen bezogener Aufprall dann, wenn ein Fahrzeug kollidiert, oder ein auf den Insassen bezogener Aufprall dann, wenn der Insasse mit dem Fahrzeug kollidiert (wie ein sekundärer Aufprall von einer sekundären Kollision des Insassen mit der Windschutzscheibe) in hohem Maße von der individuellen Masse und Steifheit des Fahrzeugs und des Kollisionsgegenstands zusätzlich zu einer relativen Beschleunigung zwischen dem Fahrzeug und dem Kollisionsgegenstand ab. Wenn in extremen Fällen der Kollisionsgegenstand ein großes Fahrzeug oder ein Felsen ist, ist der Aufprall äußerst groß. Wenn andererseits der Kollisionsgegenstand eine Platte oder ein kleines, ebenes, plattenähnliches Zeichen ist, ist die Kollisionsaufprallkraft viel kleiner und wird kaum erzeugt. Folglich ist es wichtig den Aktivierungsmodus der Insassenschutzvorrichtung auf der Grundlage der Masse und der Steifheit des Kollisionsgegenstands zu ändern.

Somit wurde vorgeschlagen einen Beschleunigungssensor, welcher hiernach als G-Sensor bezeichnet wird, auf einem Fahrzeug zur Erfassung einer Aufprallbeschleunigung während einer Kollision zu installieren. Es ist dementsprechend möglich den Aktivierungsmodus einer Insassenschutzvorrichtung wie einem Airbag auf der Grundlage der erfassten Kollisionsaufprallbeschleunigung zu erfassen. Jedoch kann die Insassenschutztechnologie unter Verwendung des G-Sensors die Aufprallkraft bei einer Kollision lediglich erfassen, nachdem die Kollision tatsächlich aufgetreten ist. Daher ist eine Änderung des Aktivierungsmodus der Insassenschutzvorrichtung vor einem Aufprall nicht möglich.

Wenn des weiteren ein Fahrzeug mit einem pfahlähnlichen Gegenstand wie einem Stromkabel- oder Telefonleitungspfahl kollidiert, wird die Aktivierung der Insassenschutzvorrichtung unter Verwendung des G-Sensors verzögert und ist effektiv nutzlos, da eine Beschleunigung nicht einem Fahrzeugsystem oder einer Vorrichtung bis gerade nach einer Kollision gesendet werden kann. Darüber hinaus beziehen sich die in den obigen Veröffentlichungen angeregten Technologien nicht auf die Wichtigkeit einer früheren Abschätzung der Masse und Steifheit des Kollisionsgegenstands und auf die Wichtigkeit einer Abschätzung der Aufprallkraft bei einer Kollision auf der Grundlage der geschätzten Masse und Steifheit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden und insbesondere eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung für einen optimalen Schutz eines Insassen ohne Verzögerungszeit entsprechend dem Grad einer bei der Fahrzeugkollision erzeugten Aufprallkraft zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.

Eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält ein Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement, welches in bzw. auf einem Fahrzeug vorgesehen ist und Daten erfasst, welche eine Kollisionsaufprallkraft von einem geschätzten Kollisionsgegenstand betreffen, ein an Bord eines Fahrzeugs befindliches Insassenschutzelement, welches beim Auftreten einer Fahrzeugkollision aktiviert wird, wodurch ein Insasse in einem vorbestimmten Aktivierungsmodus geschützt wird, und ein Schutzmodussteuerelement zum Ändern des Aktivierungsmodus auf der Grundlage der Daten. Da nämlich bei der vorliegenden Erfindung die Daten, welche die Kollisionsaufprallkraft betreffen, von dem geschätzten Kollisionsgegenstand vor einer tatsächlichen Kollision gesammelt werden und danach der Aktivierungsmodus der Insassenschutzvorrichtung wie einem Airbag auf der Grundlage der gesammelten Daten gewählt wird, wird der Insasse ohne Verzögerung entsprechend dem Grad der bei der Fahrzeugkollision erzeugten Aufprallkraft optimal geschützt.

Detailliert dargestellt, wenn ein Bereichsbildsensor, eine Ultraschallvorrichtung oder eine Vorrichtung basierend auf elektromagnetischen Wellen zur Abschätzung einer Kollision im voraus verwendet wird, ist es möglich eine Insassenschutzvorrichtung zu aktivieren, wenn die Kollision unvermeidbar ist. Wenn jedoch die Vorrichtung für ein frühe Aktivierung der Insassenschutzvorrichtung verwendet wird, wird die Insassenschutzvorrichtung vor der tatsächlichen Kollision aktiviert. Wenn der Kollisionsgegenstand ein sehr welcher oder ein sehr leichter Gegenstand ist, kann somit die Insassenschutzvorrichtung sich auf einen größeren Aufprall auf einen Insassen als den tatsächlichen Kollisionsaufprall ohne ein derartiges System beziehen. Diese Schwierigkeit tritt im allgemeinen bei allen herkömmlichen Insassenschutzvorrichtungen auf, welche die Kollisionsaufprallkräfte abschätzen.

Es ist ebenfalls möglich die Insassenschutzvorrichtung zu aktivieren, nachdem ein ziemlich starker Aufprall von einem G-Sensor beispielsweise tatsächlich erfasst worden ist, oder den Aktivierungsmodus der Insassenschutzvorrichtung entsprechend einer tatsächlich erzeugten Aufprallstruktur zu ändern. Da jedoch in diesen Fällen der tatsächliche Aufprall bereits erfolgt ist, ist nicht genügend Zeit für einen derartigen Prozess wie das Einstellen des Aktivierungsmodus der Insassenschutzvorrichtung entsprechend der Aufprallstruktur vorhanden, obwohl die Insassenschutzvorrichtung ohne große Verzögerung aktiviert werden kann. Da bei der vorliegenden Erfindung Daten bezüglich der Kollisionsaufprallkraft gesammelt werden, welche sich auf den Kollisionsgegenstand vor der Kollision beziehen, und danach der Aktivierungsmodus optimal für die Kollisionsaufprallkraft, welche auf der Grundlage der Daten geschätzt wird, für die Insassenschutzvorrichtung gewählt wird, werden derartige Schwierigkeiten alle auf einmal gelöst.

Entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthalten die Daten des abgeschätzten Kollisionsgegenstands den Typ des abgeschätzten Kollisionsgegenstands und die relative Geschwindigkeit des Gegenstandsfahrzeugs bezüglich dem abgeschätzten Kollisionsgegenstand. Das Gegenstandsfahrzeug ist das Fahrzeug, welches die Insassen schützen soll. Die vorliegende Erfindung ist in dem Gegenstandsfahrzeug zu installieren, daher betrifft die weitere Erörterung ein Gegenstandsfahrzeug. Wenn der Typ von dem geschätzten Kollisionsgegenstand erlangt wird, ist es möglich, die Masse und Steifheit (die Tendenz zu einer Deformierung oder die Tendenz zu einer Verschiebung) des geschätzten Kollisionsobjekts abzuschätzen. Da als Ergebnis der Grad der Kollisionsaufprallkraft auf der Grundlage der Masse, der Steifheit und der relativen Geschwindigkeit des abgeschätzten Kollisionsgegenstands bestimmt wird, ist es möglich den optimalen Aktivierungsmodus entsprechend dem Grad der Kollisionsaufprallkraft zu wählen.

Bei dieser Ausführungsform kann auf der Grundlage des Typs und der relativen Geschwindigkeit des abgeschätzten Kollisionsgegenstands der optimale Aktivierungsmodus direkt im voraus aus einer Zuordnung bzw. Karte gewählt werden, in welchem die Aktivierungsmodi gespeichert sind. Auf eine andere Weise kann die Kollisionsaufprallkraft von dem Typ und der relativen Geschwindigkeit des abgeschätzten Kollisionsgegenstands bestimmt werden, und danach kann der optimale Aktivierungsmodus auf der Grundlage der Zuordnung bzw. des Karte gewählt werden, in welchem die Aktivierungsmodi gespeichert sind. Auf noch eine andere Weise kann die Kollisionsaufprallkraft von einer Zuordnung bzw. Karte auf der Grundlage der Masse und der Steifheit berechnet oder herausgefunden werden, welche von dem Typ des abgeschätzten Kollisionsgegenstands und der relativen Geschwindigkeit des abgeschätzten Kollisionsgegenstands erlangt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert das Schutzmodussteuerelement einen Aktivierungszeitablauf oder einen Aktivierungspegel des Insassenschutzelements wie einem Airbag auf der Grundlage der erfassten Daten, des bestimmten Typs des abgeschätzten Kollisionsgegenstands oder der abgeschätzten Kollisionsaufprallkraft. Mit dieser Struktur wird der Aktivierungsmodus leicht geändert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung des weiteren ein Kollisionserfassungselement zum Erfassen einer tatsächlichen Kollision mit dem abgeschätzten Kollisionsgegenstand. Das Schutzmodussteuerelement aktiviert das Insassenschutzelement auf der Grundlage des geänderten Aktivierungsmodus, wenn eine tatsächliche Kollision erfasst worden ist. Da mit dieser Struktur das Insassenschutzelement in dem gewählten Aktivierungsmodus aktiviert worden ist, nachdem eine tatsächliche Kollision erfasst worden ist, d. h. zeitlich vorweggenommen, ist es möglich die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens eines Betriebsfehlers zu verringern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfasst das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement die Form des abgeschätzten Kollisionsgegenstands als Daten des Typs des abgeschätzten Kollisionsgegenstands und bestimmt den Typ des abgeschätzten Kollisionsgegenstands auf der Grundlage der Form des abgeschätzten Kollisionsgegenstands. Somit wird der Typ des abgeschätzten fernen Kollisionsgegenstands leicht bestimmt. Beispielsweise enthält das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement einen Bereichsbildsensor zum Abbilden des abgeschätzten Kollisionsgegenstands und bestimmt den Typ des abgeschätzten Kollisionsgegenstands auf der Grundlage eines von dem Bereichsbildsensor bereitgestellten Bildsignals.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement das Bildsignal von dem Bereichsbildsensor, um eine relative Geschwindigkeit bezüglich des abgeschätzten Kollisionsobjekts zu bestimmen. Da dieser Bereichsbildsensor sowohl die Funktion des Erfassens der Daten des Typs des abgeschätzten Kollisionsobjekts als auch die Funktion des Erfassens der relativen Geschwindigkeit des abgeschätzten Kollisionsobjekts besitzt, wird somit das System vereinfacht.

Bei der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls möglich ein Kollisionsabschätzungselement zum Abschätzen der Wahrscheinlichkeit der Kollision mit dem abgeschätzten Kollisonsgegenstand vorzusehen, wodurch zugelassen wird, dass das Schutzmodussteuerelement das Insassenschutzelement auf der Grundlage des geänderten Aktivierungsmodus aktiviert, wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist. Da die Insassenschutzvorrichtung vor einer tatsächlichen Kollision aktiviert wird, ist es in diesem Fall möglich das Steuerungs- bzw. Kontrollvermögen und das Insassenschutzvermögen der Insassenschutzvorrichtung zu erhöhen. Als das Kollisionsabschätzelement wird eine Einrichtung zur Verwendung des Bildsignals von dem Bereichsbildsensor zum Bestimmen des Typs des abgeschätzten Kollisionsgegenstands zum Abschätzen einer Kollision angenommen. Eine Technologie zum Aktivieren einer Insassenschutzvorrichtung frühzeitig auf der Grundlage des Erfassens einer Kollision im voraus ist in einem begrenzten Umfang allgemein bekannt.

Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform einer Insassenschutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches die in Fig. 1 dargestellte Kollisionsgegenstandsdatenerfassungsvorrichtung darstellt;
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Bildverarbeitungsoperation der in Fig. 1 darstellten Kollisionsgegenstandsdatenerfassungsvorrichtung darstellt;
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer Steueroperation einer in Fig. 1 dargestellten Steuervorrichtung dargestellt;
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel der Steueroperation der in Fig. 4 dargestellten Steuervorrichtung darstellt; und
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm, welches insbesondere eine Aktivierungsmoduswähloperation der in Fig. 4 dargestellten Steuervorrichtung beschreibt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches eine Beziehung zwischen einzelnen funktionellen Elementen darstellt, die eine Insassenschutzvorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden.
Die Insassenschutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine Kollisionsgegenstandsdatenerfassungsvorrichtung (ein Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement) 100, eine Kollisionserfassungsvorrichtung (ein Kollisionserfassungselement) 200, eine Steuervorrichtung (ein Schutzmodussteuerelement) 300 zum Steuern einer Insassenschutzvorrichtung auf der Grundlage von Signalen, die von diesen Erfassungsvorrichtungen bereitgestellt werden, und die Insassenschutzvorrichtung (ein Insassenschutzelement) 400 zum Steuern des Aufblasens eines (nicht dargestellten) Airbags entsprechend einem Aufblaszeitablaufsprogramm und eines von der Steuervorrichtung 300 bestimmten inneren Drucks des Airbags.
Im folgenden wird die Kollisionsgegenstandsdatenerfassungsvorrichtung (das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement) 100 unter Bezugnahme auf ein in Fig. 2 dargestelltes Blockschaltungsdiagramm geschrieben. Die Kollisionsgegenstandsdatenerfassungsvorrichtung 100 enthält einen Infrarotbereichsbildsensor 101 und eine Bildinformationsverarbeitungsvorrichtung 102. Die Bildinformationsverarbeitungsvorrichtung 102 verarbeitet ein zweidimensionales Bildsignal, welches periodisch von dem Infrarotbereichsbildsensor 101 bereitgestellt wird, um einen abgeschätzten Kollisionsgegenstand zu extrahieren, und extrahiert den Typ und die relative Geschwindigkeit des extrahierten abgeschätzten Kollisionsgegenstand. Danach versieht die Vorrichtung 102 die Steuervorrichtung 300 mit dem Typ und der relativen Geschwindigkeit des abgeschätzten Kollisionsgegenstand als Typbestimmungssignal S1 und Relativgeschwindigkeitssignal S2.
Als die Kollisionsgegenstandsdatenerfassungsvorrichtung 100 können verschiedene Abtasteinrichtungen zum Abtasten eines Bereichs vor einem Fahrzeug zum entfernten Abtasten der Form des abgeschätzten Kollisionsgegenstands anstelle des Bereichsbildsensors angenommen werden. Als dieser Typ einer Abtasteinrichtung kann ein Ultraschallradarsystem oder ein Radarsystem mit elektromagnetischen Wellen angenommen werden. Der Infrarotbereichsbildsensor 101 ist auf einer vorderen Oberfläche des Fahrzeugs vorgesehen, um den Bereich vor dem Fahrzeug abzubilden. Zum Abbilden in der Nacht kann ein Abbilden kontinuierlich oder in vorbestimmten Intervallen durchgeführt werden, während eine Infrarotprojektorlampe auf der vorderen Oberfläche des Fahrzeugs vorgesehen ist. Anstelle des Infrarotbereichsbildsensors 101 kann ein Bereichsbildsensor für sichtbares Licht angenommen werden. In diesem Fall kann der Bereichsbildsensor für sichtbares Licht eine reflektierte Komponente von Infrarotlicht oder sichtbarem Licht abbilden, welches von einem Scheinwerfer nachts projiziert wird. Obwohl es bevorzugt wird die Bildinformationsverarbeitungsvorrichtung 102 mit einem digitalen Signalprozessor zu bilden, versteht es sich, dass eine anwendungsspezifische Bildverarbeitung oder ein allgemeiner Mikrocomputer die Bildinformationsverarbeitungsvorrichtung 102 bilden kann.
Im folgenden wird ein Beispiel einer Bildverarbeitung, welche von der Bildinformationsverarbeitungsvorrichtung 102 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das in Fig. 3 dargestellte Flussdiagramm beschrieben. Nachdem ein von dem Bereichsbildsensor 101 bereitgestelltes zweidimensionales Bildsignal in ein digitales Bildsignal entsprechend der Stärke von Signalen einzelner Pixel umgewandelt worden ist, wird ein Konturextrahierung durchgeführt, um eine Umrißform (die äußerste Kontur) zu extrahieren (S100). Die Extrahierung der Kontur, die Extrahierung der Umrißform und ihre in diesem Schritt durchgeführten Variationen sind bereits in dem Gebiet der Bilderkennungstechnologie bekannt. Da spezifische Details dieser Formextrahierung nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, wird eine entsprechende Beschreibung nicht gegeben. Es ist natürlich möglich unterschiedliche Typen von zusätzlichen Daten wie Farbe, Struktur bzw. Beschaffenheit und eine Detailform zum Erhöhen der Genauigkeit der später zusätzlich durchgeführten Typerkennung zu verarbeiten, um das Extrahieren der Umrißform des Gegenstands vor dem Fahrzeug zu vereinfachen.
Danach werden Typen von der einzeln extrahierten Umrissform bestimmt (S102). Insbesondere besitzt die Bildinformationsverarbeitungsvorrichtung 102 eine Datenbasis zum Bestimmen von einzelnen Umrissformen, welche abgebildet und extrahiert werden können. Den extrahierten einzelnen Umrissformen sind Namen gegeben worden, welche aus den vielen Umrissformmodellen, die in dieser Datenbasis gespeichert sind, den nächstkommenden Formen entsprechen. Diese Typbestimmungsverarbeitung entspricht der Bildverarbeitung, die üblicherweise als Strukturanpassung (pattern matching) bekannt ist. Typische Umrissformmodelle enthalten ein großes Fahrzeug, ein zweirädriges Fahrzeug, ein kleines Fahrzeug, einen Menschen, ein kleines Tier, ein Gebäude und einen Pfahl. Es versteht sich, dass diese Umrissformmodelle bezüglich der Massesteifheit und Kollisionsaufprallkraft unterschiedlich sind, wenn sie auf ein kollidierendes Fahrzeug angewandt werden.
Danach werden Änderungsraten der Formen für die einzelnen Typen (die Gegenstände) gemessen (S104). Auf der Grundlage des gemessenen Ergebnisses werden relative Geschwindigkeiten zwischen dem Fahrzeug und den Gegenständen berechnet (S106). Insbesondere, wenn erhöhte Raten eines Bereichs eines vorgeschriebenen Teils der einzelnen Umrissformen beispielsweise erlangt werden, sind diese Raten bezüglich der relativen Geschwindigkeiten informationsrelevant. Wenn alternativ die Größen der einzelnen Typen der Gegenstände im voraus gespeichert werden, ist es möglich die augenblicklichen Abstände zu den Gegenständen auf der Grundlage der Größe auf einem Bildschirm, eines optischen Verringerungsverhältnisses des Bereichsbildsensors 101 und der tatsächlichen Größe abzuschätzen. Danach werden die relativen Geschwindigkeiten auf der Grundlage der Raten der Verringerung der Abstände erfasst.
Alternativ können andere anwendungsspezifische Abstandssensoren bereitgestellt werden, oder es können zwei Bereichsbildsensoren bereitgestellt werden, um die relative Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Änderungsrate des Abstands zu berechnen, welcher durch Triangulation erlangt wird. Als anderes vereinfachtes Verfahren werden Standardgeschwindigkeiten gleichförmig den einzelnen Typen (den Gegenständen) gegeben, welche bereits vorher erlangt worden sind, und danach werden die relativen Geschwindigkeiten von den Standardgeschwindigkeiten der einzelnen Typen (den Gegenständen) und der Fahrzeuggeschwindigkeit erlangt. Beispielsweise kann angenommen werden, dass der Mensch, das kleine Tier und der Pfahl stationär sind und sich das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit nähert. Da die Bestimmung der relativen Geschwindigkeiten kein unverzichtbares Erfordernis der vorliegenden Erfindung ist, ist es möglich die Kollisionsaufprallkraft auf der Grundlage des Typs (des Gegenstands) und der Fahrzeuggeschwindigkeit stattdessen abzuschätzen.
Danach wird die Kollisionswahrscheinlichkeit für die einzeln bestimmten Typen, d. h. für die Gegenstände, bestimmt. Als Ergebnis wird der Typ (der Gegenstand) mit der höchsten Kollisionswahrscheinlichkeit als abgeschätzter Kollisionsgegenstand gewählt (S108), und es werden der Typ und die relative Geschwindigkeit des abgeschätzten Kollisionsgegenstands für die Steuervorrichtung 300 bereitgestellt.
Die Kollisionserfassungsvorrichtung (das Kollisionserfassungselement) 200 enthält einen G-Sensor bei der vorliegenden Erfindung, erfasst eine große Änderung der Fahrzeugbeschleunigung bei einer Kollision, wodurch die Kollision bestimmt wird, und berichtet danach der Steuervorrichtung 300 von der Kollision. Es ist ebenfalls möglich das Ausgangsbild von dem Bereichsbildsensor zur Bestimmung, ob ein Kollision unvermeidbar ist oder nicht, zu verarbeiten und danach der Steuervorrichtung 300 von der Erzeugung des unvermeidbaren Unfalls zu berichten.
Die Steuervorrichtung 300 enthält einen Mikrocomputer und bestimmt einen optimalen Aktivierungsmodus für die Insassenschutzvorrichtung 400 auf der Grundlage der eingegebenen Daten, wenn eine Kollision erfasst wird. Der folgende Abschnitt beschreibt ein Beispiel einer Steueroperation der Steuervorrichtung 300 unter Bezugnahme auf Fig. 4.
Zuerst liest die Steuervorrichtung 300 die Daten, nämlich den Typ und die relative Geschwindigkeit des geschätzten Kollisionsobjekts von der Bildinformationsverarbeitungsvorrichtung 102 (S200). Die Steuervorrichtung 300 bestimmt die Masse und die Steifheit des geschätzten Kollisionsobjekts auf der Grundlage des Typs des in den gelesenen Daten enthaltenen geschätzten Kollisionsobjekts (S202). Aus dieser Bestimmung kann die Steuervorrichtung 300 Standardmassen und Standardsteifheiten für einzelne geschätzte Kollisionsgegenstände als Karte bzw. Zuordnung speichern und kann die Massen und Steifheiten für die eingegebenen einzelnen geschätzten Kollisionsgegenstände auslesen. Alternativ kann ein derartiger Parameter wie eine Abstoßungskraft als bestimmte Größe, welche Masse und Steifheit beinhaltet, im voraus gespeichert werden, und der Parameter kann ausgelesen werden.
Danach werden die bestimmte Masse, Steifheit und relative Masse des geschätzten Kollisionsgegenstands unter Bezugnahme auf einen Plan bzw. eine Zuordnung zur Bestimmung der Kollisionsaufprallkraft verwendet (S204). In dieser Zuordnung sind im voraus eine Beziehung zwischen der Masse, der Steifheit und der relativen Geschwindigkeit und die Kollisionsaufprallkraft als Tabelle abgespeichert. Es ist augenscheinlich möglich die Masse, die Steifheit und die relative Geschwindigkeit einer gespeicherten Gleichung zur Berechnung der Kollisionsaufprallkraft zuzuweisen, wodurch die Kollisionsaufprallkraft erlangt wird.
Danach wird die erlangte Kollisionsaufprallkraft zur Bezugnahme auf eine im voraus gespeicherte Zuordnung zur Bestimmung des Aktivierungsmodus der Insassenschutzvorrichtung verwendet (S206). In dem nächsten Schritt bestimmt die Steuervorrichtung 300, ob die Kollisionserfassungsvorrichtung 200 eine Kollision erfasst hat oder nicht (S208). Der gewählte Modus wird für die Insassenschutzvorrichtung 400 bereitgestellt, wenn eine Kollision auftritt (oder die Kollision unvermeidbar ist) (S210). Diese Zuordnung speichert eine große Anzahl von Paaren einer Kollisionsaufprallkraft und des für diese Kollisionsaufprallkraft optimalen Aktivierungsmodus. Bei der vorliegenden Ausführungsform enthalten die einzelnen Aktivierungsmodi ein Paar des Aktivierungszeitablaufs der Insassenschutzvorrichtung 400 und des inneren Druckpegels des Airbags (siehe Fig. 6).
Beispielsweise erhöht sich der innere Druck des Airbags, wenn ein Frontalzusammenstoß mit einem Gegenstand wie einem Personenfahrzeug, einem großen Fahrzeug oder einem Elektromast auftritt, welcher in etwa so schwer oder schwerer als das Gegenstandsfahrzeug ist. Des weiteren wird es bei diesem Typ einer Kollision bevorzugt den Aktvierungszeitablauf voranzutreiben, da sich die Aufprallkraft rasch erhöht.
Bei einer Kollision, bei welcher ein Kollisionsgegenstand ein Personenfahrzeug ist, welches in etwa so schwer wie das Gegenstandsfahrzeug, jedoch eines ist, bei welchem die Kollision versetzt bzw. ausgeglichen ist, oder bei welcher die Kollision auf einer Seitenoberfläche des Gegenstandsfahrzeugs beispielsweise auftritt, wird es, da sich die Aufprallkraft allmählich erhöht, bevorzugt den inneren Druckpegel wie in dem oben beschriebenen Fall zu erhöhen und den Aktivierungszeitablauf zu verzögern, um einen Aufprall abzumildern, der auf einen Insassen angewandt wird. Bei einer Kollision mit einem Gegenstand wie einem zweirädrigen Fahrzeug oder einem kleinen Tier, das leichter als das Gegenstandsfahrzeug ist, wird es, das Aufprallkraft klein ist, bevorzugt den inneren Druckpegel zu verringern und den Aktivierungszeitablauf einzustellen, wenn sich die geschätzte Aufprallkraft erhöht.
Mit der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Airbag optimal entsprechend dem Grad einer vor der Kollision geschätzten Kollisionsaufprallkraft aufgeblasen. Der optimale Aktivierungsmodus kann direkt auf der Grundlage des Typs und der relativen Geschwindigkeit eines geschätzten Kollisionsgegenstands oder lediglich auf der Grundlage des Typs des geschätzten Kollisionsgegenstands gewählt werden. Da die Daten der Kollisionsaufprallkraft von einem geschätzten Kollisionsgegenstand gesammelt werden, bevor die Kollision tatsächlich auftritt und danach der Aktvierungsmodus der Insassenschutzvorrichtung wie einem Airbag auf der Grundlage der Daten gewählt wird, wird nämlich mit dieser Ausführungsform ein Insasse ohne Verzögerung entsprechend der bei einer Fahrzeugkollision erzeugten Aufprallkraft optimal geschützt.

Modifizierte Ausführungsform

Im folgenden wird eine Modifizierung der obigen Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.
Ein Schritt S203 in Fig. 5 ersetzt die Schritte S202 und S204 von Fig. 4 und schätzt die Kollisionsaufprallkraft auf der Grundlage des Typs und der relativen Geschwindigkeit des geschätzten Kollisionsgegenstands. Es wird nämlich bei dieser Modifizierung die Verarbeitung der Parameter wie der Masse und der Steifheit ausgelassen.
Vorstehend wurde eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung offenbart. Die Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung enthält ein Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement (100) auf einem Fahrzeug (500) zum Erfassen von Daten wie den physikalischen Parametern des geschätzten Kollisionsgegenstands bezogen auf eine Kollisionsaufprallkraft von einem geschätzten Kollisionsgegenstand, ein an Bord des Fahrzeugs befindliches Insassenschutzelement (400), welches bei dem Ereignis einer Fahrzeugkollision aktiviert wird, wodurch ein Insasse in einem vorbestimmten Aktivierungsmodus geschützt wird, und ein Schutzmodussteuerelement (300) zum Ändern des Aktivierungsmodus auf der Grundlage der Daten. Die Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung kann ebenfalls ein Kollisionserfassungselement (200) zum Erfassen einer tatsächlichen Kollision mit dem geschätzten Kollisionsgegenstand verwenden.

Claims

1. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung mit:
einem Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement (100), welches auf einem Fahrzeug (500) vorgesehen ist und Daten einer Kollisionsaufprallkraft von einem geschätzten Kollisionsgegenstand erfasst;
einem Fahrzeuginsassenschutzelement (400), welches beim Auftreten einer Fahrzeugkollision aktiviert wird, wodurch ein Insasse in einem vorbestimmten Aktivierungsmodus geschützt wird; und
einem Schutzmodussteuerelement (300), welches den Aktivierungsmodus auf der Grundlage der Daten ändert.

2. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten einen Typ des geschätzten Kollisionsgegenstands und eine relative Geschwindigkeit in Bezug auf den geschätzten Kollisionsgegenstand beinhalten.

3. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmodussteuerelement (300) einen Grad der Kollisionsaufprallkraft auf der Grundlage der eingegebenen Daten abschätzt und den optimalen Aktvierungsmodus für einen Grad der vorliegenden Kollisionsaufprallkraft auf der Grundlage einer Beziehungsinformation wählt, welche eine Beziehung zwischen der im voraus gespeicherten Kollisionsaufprallkraft, dem optimalen Aktivierungsmodus des Insassenschutzelements (400) und dem Ergebnis der Abschätzung darstellt.

4. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmodussteuerelement (300) einen Aktivierungszeitablauf des Insassenschutzelements (400) auf der Grundlage der erfassten Daten ändert.

5. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzbetriebsartsteuerelement (300) einen Aktivierungspegel des Insassenschutzelements (400) auf der Grundlage der abgeschätzten Kollisionsaufprallkraft ändert.

6. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Kollisionserfassungselement (200), welches eine tatsächliche Kollision mit dem geschätzten Kollisionsgegenstand erfasst, wobei das Schutzmodussteuerelement (300) das Insassenschutzelement (400) auf der Grundlage des geänderten Aktivierungsmodus aktiviert, wenn eine tatsächliche Kollision erfasst wird.

7. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Kollisionserfassungselement (200), welches eine tatsächliche Kollision mit dem geschätzten Kollisionsgegenstand erfasst, wobei das Schutzmodussteuerelement (300) das Insassenschutzelement (400) auf der Grundlage des geänderten Aktivierungsmodus aktiviert, wenn eine tatsächliche Kollision erfasst wird.

8. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement (100) eine Form des geschätzten Kollisionsgegenstands als die Daten eines Typs des geschätzten Kollisionsgegenstands erfasst und den Typ des geschätzten Kollisionsgegenstands auf der Grundlage der Form des geschätzten Kollisionsgegenstands bestimmt.

9. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement (100) einen Bereichsbildsensor (101) enthält, welcher den geschätzten Kollisionsgegenstand abbildet, und den Typ des geschätzten Kollisionsgegenstands auf der Grundlage eines von dem Bereichsbildsensor (101) gebildeten Bildsignals bestimmt.

10. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement (100) das Bildsignal von dem Bereichsbildsensor (101) verwendet, um eine relative Geschwindigkeit in Bezug auf den geschätzten Kollisionsgegenstand zu bestimmen.

11. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung mit den Schritten:
Bereitstellen eines Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselements (100) auf einem Fahrzeug (500);
Erfassen von Daten unter Verwendung des Datenerfassungselements (100) in Bezug auf eine Kollisionsaufprallkraft von einem geschätzten Kollisionsgegenstand;
Aktivieren eines Fahrzeuginsassenschutzelements (100) beim Auftreten einer Fahrzeugkollision mit dem geschätzten Kollisionsgegenstand, wodurch ein Fahrzeuginsasse in einem vorbestimmten Aktvierungsmodus geschützt wird; und
Bereitstellen eines Schutzmodussteuerelements (300), welches den Aktivierungsmodus auf der Grundlage der Daten ändert.

12. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt:
Enthalten eines Typs des geschätzten Kollisionsgegenstands und einer relativen Geschwindigkeit in Bezug auf den geschätzten Kollisionsgegenstand in den Daten.

13. Verfahren zum Steuern einer Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den Schritt: Abschätzen eines Grads der Kollisionsaufprallkraft durch das Schutzsteuerelement (300) auf der Grundlage der eingegebenen Daten.

14. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den Schritt:
Wählen des Aktivierungsmodus, welcher für einen Grad der vorliegenden Kollisionsaufprallkraft optimal ist, durch das Schutzsteuerelement (300) auf der Grundlage einer Beziehungsinformation, welche eine Beziehung zwischen der im voraus gespeicherten Kollisionsaufprallkraft, dem optimalen Aktivierungsmodus des Insassenschutzelements und dem Ergebnis der Abschätzung darstellt.

15. Verfahren zum Steuern einer Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmodussteuerelement (300) einen Aktivierungszeitablauf des Insassenschutzelements (400) auf der Grundlage der erfassten Daten ändert.

16. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmodussteuerelement (300) einen Aktivierungspegel des Insassenschutzelements (400) auf der Grundlage der geschätzten Kollisionsaufprallkraft ändert.

17. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollisionsgegenstandsdatenerfassungselement (100) eine Form des geschätzten Kollisionsgegenstands als Daten eines Typs des geschätzten Kollisionsgegenstands erfasst und den Typ des geschätzten Kollisionsgegenstands auf der Grundlage der Form des geschätzten Kollisionsgegenstands bestimmt.