(57)【要約】【課題】衝突物の種類を検知することができる衝突対象物識別装置を提供する。【解決手段】衝突対象物識別装置は、車両のバンパ１０１に取り付けた光ファイバ１に対してＬＤ２２から光信号を送り、Ｏ／Ｅ変換器２３にて電気信号に変換し該信号出力に基づき光ファイバ１の曲げ損失量を測定する曲げ損失量測定部２４を有する光送受信モジュール２と、車両と対象物との衝突時にバンパ１０１の変形に伴い光ファイバ１の曲げ損失量が変化してトリガレベルからスレッショルドまで達するのに要する所要時間を測定し、この所要時間と車両の走行速度との相関関係を対象物に対応付けて予め記憶するＲＯＭ３４上の対象物識別テーブル３４ａを用いて、車両と対象物との衝突時に、計測された走行速度と所要時間とに適合する対象物を抽出して識別し、その対象物名信号を出力する制御プログラムを実行するＣＰＵ３２を有する演算処理部３とを備える。【選択図】      図１
2004345545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行速度を検出する速度センサと、
前記車両のバンパにその長手方向に平行に取り付けた光ファイバ内に光信号を伝送させ、該伝送光を電気信号に変換し該電気信号に基づき前記光ファイバの曲げ損失量を測定する曲げ損失量測定手段と、
前記車両と対象物との衝突時に前記バンパの変形に伴い前記光ファイバの曲げ損失量が変化することにより、該曲げ損失量が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、
前記走行速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、
前記車両と前記対象物との衝突時に、前記速度センサで検出された走行速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間とに適合する前記対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを特徴とする衝突対象物識別装置。
【請求項２】
対象物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
当該装置の表面に取り付けた光ファイバ内に光信号を伝送させ、該伝送光を電気信号に変換し該電気信号に基づき前記光ファイバの曲げ損失量を測定する曲げ損失量測定手段と、
前記装置と対象物との衝突時に前記表面の変形に伴い前記光ファイバの曲げ損失量が変化することにより、該曲げ損失量が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、
前記相対速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、
前記装置と前記対象物との衝突時に、前記相対速度検出手段で検出された相対速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間に適合する対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを特徴とする衝突対象物識別装置。
【請求項３】
前記光ファイバの所定位置にその曲げ損失量の初期値を設定し該初期値を前記衝突時以外では維持するための光ファイバ曲がり部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の衝突対象物識別装置。
【請求項４】
前記曲げ損失量測定手段は、前記光信号を発する光源と、前記光信号を電気信号に変換して受光する受光部とを有し、前記光源及び前記受光部は、前記光ファイバの一端側に接続され、該光ファイバの他端側に反射端が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置。
【請求項５】
前記曲げ損失量測定手段は、前記光信号を発する光源と、該光信号を電気信号に変換して受光する受光部とを有し、前記光源は、前記光ファイバの一端側に接続され、前記受光部は、該光ファイバの他端側に接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置。
【請求項６】
前記曲げ損失量測定手段は、前記受光部からの信号出力を一定時間遅延させる遅延回路と、該遅延回路からの信号出力と前記受光部からの信号出力とに基づき前記光ファイバの曲げ損失量を演算する演算器とを有することを特徴とする請求項４又は５に記載の衝突対象物識別装置。
【請求項７】
前記対象物は、少なくとも人体を含み、前記対象物識別手段は、前記対象物が人体か否かを識別することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突対象物識別装置に関し、特に車両バンパに光ファイバを装着するタイプの計測システムに適用されるもので、車両衝突時にその衝突物体が人間であることを検知することができ、ボンネット（車両用フード）あるいはボンネットの一部が飛び出す（跳ね上がる）ことで人間の頭部がボンネットに衝突する際の衝撃を吸収緩和し、保護する装置等に利用できる衝突対象物識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを車両バンパに装着するタイプの車両衝突用センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両衝突用センサは、車両バンパに沿って少なくとも一部が露出して設けられた漏洩光ファイバと、この漏洩光ファイバの一端側に設けられ、光を入射させる投光ユニットと、その漏洩光ファイバの他端側に設けられ、光を受ける受光ユニットとを備え、車両が衝突したときに漏洩光ファイバが圧縮変形あるいは破断することにより、漏洩光ファイバを伝搬する光の漏洩量が増大し、受光ユニットの受光量が減少することを利用して車両の衝突検知を行なうものである。
【０００３】
また、車両衝突検知以外でも、光ファイバを用いた衝突検知センサが知られている（例えば、特許文献２参照）。この衝突検知センサは、監視区域の地面に立てた複数本の支柱に光ファイバ通線管を折り返し連続架設し、支柱間の光ファイバ通線管に可撓管部を設け、光ファイバ通線管内に光ファイバを収納した構成で、光ファイバ通線管が衝突を受けると、可撓管部とその内部の光ファイバの曲率が大きくなり、光ファイバを伝搬する光の漏洩や反射が多くなることを利用して落石などの衝突検知を行うものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１９０７３２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２６７５４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例の光ファイバを用いた車両衝突用センサでは、断線あるいは光ファイバ中を伝搬する光量漏洩過大による検知が主であるため、衝突物の種類を検知できず、例えば人と電柱を識別できないといった不都合があった。これは、車両衝突検知以外の上述した落石などの衝突検知センサでも同様であった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、衝突物の種類を検知することができる衝突対象物識別装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明に係る衝突対象物識別装置は、車両の走行速度を検出する速度センサと、前記車両のバンパにその長手方向に平行に取り付けた光ファイバ内に光信号を伝送させ、該伝送光を電気信号に変換し該電気信号に基づき前記光ファイバの曲げ損失量を測定する曲げ損失量測定手段と、前記車両と対象物との衝突時に前記バンパの変形に伴い前記光ファイバの曲げ損失量が変化することにより、該曲げ損失量が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、前記走行速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、前記車両と前記対象物との衝突時に、前記速度センサで検出された走行速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間とに適合する前記対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明に係る衝突対象物識別装置は、対象物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、当該装置の表面に取り付けた光ファイバ内に光信号を伝送させ、該伝送光を電気信号に変換し該電気信号に基づき前記光ファイバの曲げ損失量を測定する曲げ損失量測定手段と、前記装置と対象物との衝突時に前記表面の変形に伴い前記光ファイバの曲げ損失量が変化することにより、該曲げ損失量が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、前記相対速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、前記装置と前記対象物との衝突時に、前記相対速度検出手段で検出された相対速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間に適合する対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
また、請求項３記載の本発明では、請求項１又は２に記載の衝突対象物識別装置において、前記光ファイバの所定位置にその曲げ損失量の初期値を設定し該初期値を前記衝突時以外では維持するための光ファイバ曲がり部を設けたことを要旨とする。
【００１１】
また、請求項４記載の本発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置において、前記曲げ損失量測定手段は、前記光信号を発する光源と、前記光信号を電気信号に変換して受光する受光部とを有し、前記光源及び前記受光部は、前記光ファイバの一端側に接続され、該光ファイバの他端側に反射端が形成されていることを要旨とする。
【００１２】
また、請求項５記載の本発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置において、前記曲げ損失量測定手段は、前記光信号を発する光源と、該光信号を電気信号に変換して受光する受光部とを有し、前記光源は、前記光ファイバの一端側に接続され、前記受光部は、該光ファイバの他端側に接続されることを要旨とする。
【００１３】
また、請求項６記載の本発明では、請求項４又は５に記載の衝突対象物識別装置において、前記曲げ損失量測定手段は、前記受光部からの信号出力を一定時間遅延させる遅延回路と、該遅延回路からの信号出力と前記受光部からの信号出力とに基づき前記光ファイバの曲げ損失量を演算する演算器とを有することを要旨とする。
【００１４】
また、請求項７記載の本発明では、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置において、前記対象物は、少なくとも人体を含み、前記対象物識別手段は、前記対象物が人体か否かを識別することを要旨とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
本発明の衝突対象物識別装置は、光ファイバの曲げ損失を利用し、例えば人や電柱など衝突物の硬さの異なるものが車両に衝突したときのバンパの変形速度が異なる点に着目し、光ファイバの曲げ損失の変化する時間からバンパの変形速度を算出し、衝突物体を識別する計測システムに適用したものである。
【００１７】
図１は、本実施形態の全体構成を示す斜視図、図２は、その詳細構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の衝突対象物識別装置は、車両１００の前部バンパ１０１の例えば裏面側又は表面側にその長手方向（車軸方向）に沿って布線された光ファイバ１と、この光ファイバ１の一端側に接続された光送受信モジュール２と、この光送受信モジュール２の出力側に接続された演算処理部３と、この演算処理部３の出力側に接続されたアクティブフード制御部４とを備える。光ファイバ１の他端側には、その一端側から伝送してくる入射光を反射しその反射光を入射光とは反対の経路で光ファイバ１を介しその一端側から出射させるための反射端Ｒが形成される。
【００１９】
光ファイバ１は、本実施形態では例えばＳＭ（シングルモード）型、φ（外径）１２５μｍクラッド径ガラスにＵＶ硬化型樹脂で２５０μｍに被覆され、さらにポリエステルエラストマなどの熱可塑性プラスチックでφ（外径）０．９ｍｍに被覆された構造のものを用いる。
【００２０】
この光ファイバ１の曲げ損失を与える部分（曲げ損失量の初期値を設定し衝突時以外はその初期値を維持するための光ファイバ曲がり部）を除く固定部１０、１０間には、バンパ１０１の衝突変形時に光ファイバ１の断線を防ぐ目的で、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）等の材料で構成されたパイプ（筒状部材）１１が設けられ、そのパイプ１１内に光ファイバ１が挿入される。
【００２１】
また、この光ファイバ１の曲げ損失を与える部分には、光ファイバ曲がり部としてｋｉｎｋ（キンク）付与部１２が設けられ、これにより光ファイバ１のｋｉｎｋ形状が、車両バンパ１０１変形に伴う光ファイバ１の引っ張り時以外には、その形状をそのまま保ち変形しないようになっている。このｋｉｎｋ付与部１２には、例えば図３に示すように、光ファイバ１を挿入でき、好ましくは内部が空洞ではないスポンジ等の充実な筒状の本体１２ａと、光ファイバ１との強い接触によって拘束が生じない程度の幅のスリット１２ｂとが形成されたものを用いる。このｋｉｎｋ付与部１２の周囲の一点に、例えばリング形状の拘束点を１箇所設けることで、初期に付与したｋｉｎｋ形状を保つことができる。このｋｉｎｋ付与部１２により光ファイバ１に予め付与されるｋｉｎｋ径φの初期値は、本実施形態のような光ファイバ１を用いる場合、例えば曲げ損失の生じないφ３０ｍｍ以上が妥当である。
【００２２】
光送受信モジュール２は、図２に示すように、光ファイバ１の一端側にカプラ２１を介して接続され、光ファイバ１への入射光の光源を成すＬＤ（レーザーダイオード）２２及びその光を光ファイバ１を介して受光する受光部（光検出器）を成すＯ／Ｅ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ：光−電気）変換器２３と、Ｏ／Ｅ２３の電圧出力側に接続される曲げ損失量測定部２４とを有する。この光送受信モジュール２において、ＬＤ２２からカプラ２１を介して光ファイバ１の一端側から入射される所定周波数の光は、光ファイバ１中を伝搬しその他端側の反射端Ｒで反射され、逆の経路で光ファイバ１の一端側に戻って出射され、カプラ２１を介してＰＤ２３にて受光される。
【００２３】
曲げ損失量測定部２４は、Ｏ／Ｅ２３からの電圧出力をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２５と、このＡ／Ｄ変換器２５からの電圧出力のデジタル信号を一定時間（所定サンプル数分）遅らせて出力する複数の遅延素子２６…２６と、この遅延素子２６…２６により出力される一定時間遅延後の電圧出力Ｐ０（現時点よりも一定時間前の電圧出力レベル）及びＡ／Ｄ変換器２５からの遅延されていない電圧出力Ｐ（現時点の電圧出力レベル）に基づいて光ファイバ１の曲げ損失量ｄＢ（ｄＢ＝−１０・ｌｏｇ１０Ｐ／Ｐ０）を演算する演算器２７とを有し、演算された曲げ損失量ｄＢを演算処理部３に出力する。この曲げ損失量測定部２４は、演算処理部３内に一体に構成されてもよい。
【００２４】
演算処理部３は、図２に示すように、曲げ損失量測定部２４に接続される入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）３１と、予め設定された制御プログラム（後述参照）に従って装置全体を制御するＣＰＵ３２と、制御データを記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム及び対象物識別テーブル３４ａ（後述参照）を記憶するＲＯＭ３４と、設定された時間を計時して割り込み信号ＩＮＴを発生しＣＰＵ３２に出力するタイマ３５と、車両１００の車軸等に搭載された速度センサである車速エンコーダ（ロータリーエンコーダ）１１０のＰＤ（フォトダイオード）１１１に接続され、その出力パルスを計数し車速ｖとして出力するパルスカウンタ３６と、アクティブフード制御部４に接続される出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）３７とを有する。
【００２５】
アクティブフード制御部４は、図４に示すように、車両用フード（ボンネット）１２０をその前側を支点ＳＰにして後側が開くように跳ね上げる跳ね上げ機構（アクチュエータ）１２１に電気的に接続され、その跳ね上げ機構１２１に対しその開閉状態を制御する制御信号Ｓ１を出力する。車両用フード１２０は、エンジンルームの点検等の通常時には、跳ね上げ機構は動作せず、その後側を支点にして前側が開く構造となっている。
【００２６】
次に、本実施形態の測定原理を説明する。
【００２７】
まず、図５（ａ）に示すように、車両１００が障害物（衝突対象物）ＯＢに衝突する前の状態から図５（ｂ）に示すように衝突する場合を考える。この場合、障害物ＯＢが車両バンパ１０１に衝突した時に、バンパ１０１の変形に伴い、光ファイバ１が引っ張られると、ｋｉｎｋ付与部１２により与えられる光ファイバ１の初期ｋｉｎｋ径φが衝突前よりも小さくなる。このように光ファイバ１に与える曲率半径が小さくなると、光ファイバ１のコアとクラッドの境界面と光の伝搬方向との角度が変化して光ファイバ１外に光が放射され、その部分で伝送光の漏洩が発生する。これを光ファイバ１の曲げ損失（或は曲がりによる放射損失）という。
【００２８】
この光ファイバ１の曲げ損失によって、その伝送光を受光する受光部を成すＯ／Ｅ変換器２３にて変換される光強度に対応する電圧出力は小さくなる。これにより、現時点の電圧出力レベルをＰとし、現時点よりも一定時間前の電圧出力レベルをＰ０としたときに曲げ損失量測定部２４にて得られる曲げ損失量ｄＢ（ｄＢ＝−１０・ｌｏｇ１０Ｐ／Ｐ０）を演算処理部３２に入力し、その曲げ損失量ｄＢが演算処理部３２にて予め設定された第一レベル（トリガレベル）から第二レベル（スレッショルド）までに要する時間を計測することにより、その時間によって衝突物の硬さを知ることができる。
【００２９】
図６は、上記光ファイバ１の曲げ損失量の増加速度を、車両１００に衝突する衝突物が比較的硬い場合と軟らかい場合とで比較するものである。図５において、横軸は時間ｔの常用対数値（ｌｏｇ（ｔ））、縦軸は光ファイバ１の曲げ損失量ｄＢ（ｄＢ＝−１０・ｌｏｇ１０Ｐ／Ｐ０）の常用対数値（ｌｏｇ（ｄＢ））をそれぞれ示す。
【００３０】
また、図５において、ｄＢｒｅｆ１は予め設定された第１レベル（以下、「トリガレベル」）に対応する曲げ損失量、ｄＢｒｅｆ２は予め設定された第２レベル（以下、「スレッショルド」又は「スレッシュホールド」）に対応する曲げ損失量、ｔ１は曲げ損失量ｄＢがダウンしてトリガレベルｄＢｒｅｆ１に達した時の時間（以下、「トリガ時刻」）、ｔ２は曲げ損失量ｄＢが更にダウンしてスレッショルドＶｒｅｆ２に達した時の時間（以下、「スレッショルド時刻」）、Δｔは、トリガ時刻ｔ１からスレッショルド時刻ｔ２に要する所要時間（Δｔ＝ｔ２−ｔ１）をそれぞれ示す。
【００３１】
図６に示すように、衝突物の硬さの違いにより、所要時間Δｔの値が異なり、衝突物が硬いほど、Δｔの値が小さくなる。そこで、曲げ損失量ｄＢが予め設定されたトリガレベルｄＢｒｅｆ１からスレッシュホールドｄＢｒｅｆ２まで達する際の所要時間Δｔを演算処理部３にて計測し、その時間Δｔによって衝突物の硬さを判断することができる。
【００３２】
また、Δｔの値は、衝突時速度ｖが早いほど小さくなる。そこで、車速ロータリーエンコーダ１１０により計測される衝突時の車両進行速度ｖも、演算処理部３に取り込んでおくことで、衝突速度ｖに応じて予め設定されたΔｔを衝突物の硬さの判断基準として用いることができる。
【００３３】
図７は、衝突時の車速ｖを４０〜６０ｋｍ／時（ｈ）の範囲で変えて上記所要時間Δｔの値を測定した実施例の結果を示す。
【００３４】
本実施例には、硬さの異なる衝突物として、人体モデル、電柱１、電柱２を用いた。光送受信モジュール２のＬＤ２２（光源）には、使用波長１．５５μｍのＬＤ（レーザダイオード）、受光部にはＯ／Ｅ変換器（応答周波数２０ＭＨｚ）をそれぞれ使用した。光ファイバ１には、使用波長１．５５μｍの１．３ＳＭ（シングルモード）タイプのもので、ＭＦＤ（モードフィールド直径）９．０μｍ（ａｔ１．３μｍ）、λｃ（遮断波長）１．２０μｍのものを使用した。
【００３５】
上記条件下で、曲げ損失量ｄＢが１．５ｄＢダウン時をトリガ開始時間（トリガ時刻）ｔ１とし、曲げ損失量ｄＢが６ｄＢダウン時をスレッショルド時刻ｔ２を測定し、Δｔを求めた（Δｔ＝ｔ２−ｔ１）。
【００３６】
その結果、図６に示すように、対象物が人体モデルでは、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝６．５ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝５．２ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝４．３ｍｓであった。これに対し、対象物が電柱１では、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝１．１９ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝０．９５ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝０．７９ｍｓであった。また、対象物が電柱２では、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝１．７９ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝１．４３ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝１．１９ｍｓであった。
【００３７】
上記結果から、車速ｖが４０〜６０ｋｍ／ｈの条件では、人体モデルではΔｔ＝４．３ｍｓ以上、電柱１、２ではΔｔ＝１．７９ｍｓ以下であるため、双方のデータの平均値として、Δｔ＝１０ｍｓ程度（例えば、（４．３＋１．７９）／２＝３ｍｓ等）が、人体かそれ以外の電柱などの硬い物かの判断基準となるしきい値（Δｔ設定時間）として利用できることが分かった。上記実施例では、対象物として人以外の硬い物の例として外径の異なる２つの電柱を説明しているが、本発明はこれに限らず、コンクリート製構造物の外壁やガードレール等も同様である。
【００３８】
従って、硬さの異なる衝突物の種類に対応付けて、曲げ損失量ｄＢがトリガレベルｄＢｒｅｆ１からスレッシュホールドｄＢｒｅｆ２まで達する際の所要時間Δｔと車速ｖとの相関関係を対象物識別テーブル３４ａとして演算処理部３のＲＯＭ３４に予め記憶し設定しておけば、衝突時の車両走行速度ｖ及び上記所要時間Δｔを計測し演算処理部３に取り込むことで、対象物識別テーブル３４ａを参照して衝突物を識別することができる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る衝突対象物識別装置の動作を図８に基づいて説明する。図８は、演算処理部３のＣＰＵ３２が実行する制御プログラムの処理手順を模式的に表す制御フローチャートである。この制御プログラムは、演算処理部３のＲＯＭ３４内に記憶されている。
【００４０】
図８において、まず、演算処理部３のＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３４内の制御プログラムを実行することにより、タイマ３５をスタートさせて（ステップＳ１０）、パルスカウンタ３６を介して車速ｖを入力する（ステップＳ２０）。そして、入力された車速ｖが４０ｋｍ／ｈ≦ｖ≦６０ｋｍ／ｈの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ３０）、この条件を満たしていると判定されたとき、演算器２７から出力される曲げ損失量ｄＢを入力Ｉ／Ｆ３１を介して入力する（ステップＳ４０）。
【００４１】
次いで、ＣＰＵ３２は、入力された曲げ損失量ｄＢがトリガレベルｄＢｒｅｆ１≦ｄＢの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ５０）、この条件を満たしていると判定されたとき、その時点のタイマ３５の計時をトリガ時刻ｔ１として入力する（ステップＳ６０）。
【００４２】
次いで、ＣＰＵ３２は、演算器２７から出力される曲げ損失量ｄＢを入力Ｉ／Ｆ３１を介して入力し（ステップＳ７０）、入力された曲げ損失量ｄＢがスレッショルドｄＢｒｅｆ２≦ｄＢの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ８０）、この条件を満たしていると判定されたとき、その時点のタイマ３５の計時をスレッショルド時刻ｔ２として入力する（ステップＳ９０）。
【００４３】
次いで、ＣＰＵ３２は、入力されたタイマ３５の計時によるトリガ時刻ｔ１、スレッショルド時刻ｔ２から、所要時間Δｔ＝ｔ２−ｔ１を算出し（ステップＳ１００）、パルスカウンタ３６を介して車速ｖを入力する（ステップＳ１１０）。そして、対象物識別テーブル３４ａを参照して、車速ｖ、所要時間Δｔに適合する対象物を抽出し（ステップＳ１２０）、抽出された対象物が人体か否かを判定し（ステップＳ１３０）、人体であると判定された場合、出力Ｉ／Ｆ３７を介してアクティブフード制御装置４に跳ね上げ信号を出力する（ステップＳ１４０）。これにより、車両用フード１２０が跳ね上がり、人間の頭部などが受ける衝撃を吸収緩和することが可能となる。
【００４４】
図９（ａ）〜（ｄ）は、車両に衝突する衝突物が人間の場合に、車両用フードを跳ね上げて人間の頭部がエンジンなどに二次的に衝突する際の衝撃を吸収緩和する様子を模式的に示す。図９（ａ）は、対象物ＯＢである人体と車両１００の衝突前の状態、図９（ｂ）は、対象物ＯＢである人体との衝突直後に車両用フード１２０が開いて跳ね上がった状態、図９（ｃ）は、車両用フード１２０が開いた状態から閉じていく状態、図９（ｄ）は車両用フード１２０が完全に閉じた状態をそれぞれ示す。
【００４５】
従って、本実施形態によれば、衝突物の硬さに応じてバンパの変形速度が異なることを利用し、バンパの変形に伴う曲げ損失による伝送損失増加速度を検知することにより、衝突物の種類を検知することができる。特に、衝突物が人かそれ以外の硬さの異なるものであるかを検出することが可能となった。これにより、例えば衝突物が人体であると検出された場合のみ車両用フードを跳ね上げることで人間の頭部がボンネットに衝突する際の衝撃を吸収緩和し、保護することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る衝突対象物識別装置の構成を示す図である。本実施の形態では、衝突対象物識別装置の全体構成は、図２と同様の構成（光ファイバ１、光送受信モジュール２（ＬＤ２２、Ｏ／Ｅ変換器２３、及び曲げ損失量測定部２４）、演算処理部３（入力Ｉ／Ｆ３１、ＣＰＵ３２、ＲＡＭ３３、ＲＯＭ３４、対象物識別テーブル３４ａ、タイマ３５、パルスカウンタ３６、及び出力Ｉ／Ｆ３７）、及びアクティブフード制御部４）において、光ファイバ１の反射端Ｒ及び光送受信モジュール２のカプラ２１を省略し、光ファイバ１の一端側に光送受信モジュール２のＬＤ２２を接続し、光ファイバの他端側に光送受信モジュール２のＰＤ２３を接続している点のみ異なるものである。
【００４７】
これによれば、上記と同様の効果に加え、光ファイバ１の反射端Ｒ及び光送受信モジュール２のカプラ２１が不要になるため、装置構成をより簡素化できるといった利点もある。
【００４８】
（第３の実施の形態）
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る衝突対象物識別装置の構成を示す図である。本実施の形態では、衝突対象物識別装置の全体構成は、図２と同様の構成（光ファイバ１、光送受信モジュール２（ＬＤ２２、Ｏ／Ｅ変換器２３、及び曲げ損失量測定部２４）、演算処理部３（入力Ｉ／Ｆ３１、ＣＰＵ３２、ＲＡＭ３３、ＲＯＭ３４、対象物識別テーブル３４ａ、タイマ３５、パルスカウンタ３６、及び出力Ｉ／Ｆ３７）、及びアクティブフード制御部４）において、光送受信モジュール２のカプラ２１に光ファイバ１を接続し、さらに、光ファイバ１の曲げ損失を与える部分には、光ファイバ曲がり部としてｋｉｎｋ付与部１２が設けられており、ｋｉｎｋ付与部１２とパイプ１１の間に反射端Ｒを有する接続器５３が設けられている。さらに、この接続器５３は線膨張係数が極めて低い金属やアラミド繊維、ＦＲＰからなるワイヤ５１が接続され、パイプ１１内を敷設されたワイヤ５１が他端に設けられた固定端Ｋに固定されている。
これによれば、上記と同様の効果に加え、光ファイバ１がバンパ１０１の変形に伴った破損の影響を受けなくてすむ。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、車両の走行速度を検出する速度センサを用いる場合について説明したが、本発明はこのような速度センサに限られず、対象物との相対速度を検出するレーザーレーダーや超音波レーダー等の相対速度検出手段を用いる場合も同様の効果が得られる。特に、相対速度検出手段を用いる場合には、対象物が移動している場合でもより正確に衝突速度を検出できるから、衝突物の識別精度をより一層向上させることができる。
【００５０】
また、上記実施の形態では、車両のバンパに設けた光ファイバを用いて車両に衝突する対象物を識別する装置を用いる場合について説明したが、本発明はこのような車両衝突検知に限られることなく、衝突物が人かそれ以外か等を識別する必要がある装置であればいずれの計測センサでも適用できる。
【００５１】
また、上記実施の形態では、光ファイバをパイプ１１に挿入しているが、本発明ではこれに限定されるものではなく、パイプ１１を設けなくてもよい。また、上記実施の形態では、光ファイバ１に曲げ損失を与える部分にｋｉｎｋ付与部１２を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ｋｉｎｋ付与部１２を設けなくてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、代表的に例示した上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲の記載内容に基づき、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様に変形、変更することができる。これらの変更例や変形例も本発明の権利範囲に属するものである。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、対象物と車両との衝突時にバンパの変形による光ファイバの曲げ損失量を測定し、該曲げ損失量が第１レベルから第２レベルまでに達するのに要する所要時間と、車両の走行速度とに適合する対象物を対象物識別テーブルをもとに識別するため、車両に衝突する対象物を識別することができる。
【００５４】
また、請求項２記載の本発明によれば、対象物との衝突時の相対速度を測定することで、対象物が移動している場合でもより正確に衝突速度を検出できるから、衝突物の識別精度をより一層向上させることができる。
【００５５】
また、請求項３記載の本発明によれば、光ファイバ曲がり部を設け、衝突時以外では光ファイバの曲げ損失量の初期値が維持されるようにしたため、より精度の高い曲げ損失量測定が可能となる。
【００５６】
また、請求項４記載の本発明によれば、光源からの光信号が光ファイバの反射端で反射して戻りその伝送光を受光部にて受光するため、光ファイバを往復する分、光ファイバの曲げ損失量が大きくなり、これにより曲げ損失量の測定精度をより一層高めることができる。また、光源と受光部とを光ファイバの一端側に配置できるから、装置のレイアウト性もよくなる。
【００５７】
また、請求項５記載の本発明によれば、光源からの光信号を光ファイバの一端側から入射させ、その他端側から出射される伝送光を受光部にて受光するため、光ファイバの一端側で光源と受光部を光学的に結合するカプラ等の光学部品が不要な分、装置構成をより簡素化できる。
【００５８】
また、請求項６記載の本発明によれば、遅延回路を介して一定時間遅延後の信号出力に対する遅延前の信号出力から演算器により光ファイバの曲げ損失量を測定するので、受光部からの電圧出力のドリフト等の影響をほとんど受けずに、より簡素な構成で精度の高い曲げ損失量測定が可能になる。
【００５９】
また、請求項７記載の本発明によれば、対象物が人体か否かを識別することができ、これにより人体の場合に例えば車両用フードを跳ね上げるように制御することが可能となり、頭部がフードに衝突する際の衝撃を吸収緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による衝突対象物識別装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】衝突対象物識別装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】ｋｉｎｋ付与部（光ファイバ曲がり部）の概略構成を示す斜視図である。
【図４】車両用フード及びその跳ね上げ機構を説明する側面図である。
【図５】衝突前後でのバンパの変形及び光ファイバの伸び歪みを説明する図で、（ａ）は衝突前の状態を示す上面図、（ｂ）は衝突後の状態を示す上面図である。
【図６】衝突物が硬い場合と軟らかい場合における曲げ損失量と時間との関係を示すグラフである。
【図７】実施例の実験結果により対象物、衝突速度、及びΔｔの対応関係を説明する図である。
【図８】衝突対象物識別装置の全体動作を説明する概略フローチャートである。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、衝突物が人体の場合の車両用フードの跳ね上げ状態を説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による衝突対象物識別装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による衝突対象物識別装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ
１ａ  ｋｉｎｋ
２  光送受信モジュール
３  演算処理部
４  アクティブフード制御部
１１  パイプ
１２  ｋｉｎｋ付与部（光ファイバ曲がり部）
１２ａ  本体
１２ｂ  スリット
２１  カプラ
２２  ＬＤ（レーザーダイオード）
２３  ＰＤ（フォトダイオード）
２４  曲げ損失量測定部
２５  Ａ／Ｄ変換器
２６  遅延素子
２７  演算器
３１  入力Ｉ／Ｆ
３２  ＣＰＵ
３３  ＲＡＭ
３４  ＲＯＭ
３４ａ  対象物識別テーブル
３５  タイマ
３６  パルスカウンタ
３７  出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）
１００  車両
１０１  バンパ
１１０  車速エンコーダ
１１１  ＰＤ（フォトダイオード）
１２０  車両用フード
１２１  跳ね上げ機構
ＯＢ  対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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