专利名称：车辆碰撞检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆碰撞检测装置，尤其是涉及能够准确检测到行人碰 撞到车辆保险杠的装置。
背景技术：
JP 5-116592 A和JP 7-190732 A公开了一种光纤型车辆碰撞检测装 置，其延伸光纤通过例如车辆的前表面，以及利用漏光光纤传感器来检 测因车辆碰撞荷载导致的光纤的光传递量的减少。此外，专利文献17> 开了 该光纤型车辆碰撞检测装置包括具有突出部的圆柱碰撞荷载传递 部件，其中构造光纤传感器，从而在光纤预定局部集中来自外部的碰撞 荷载，从而增加光纤的局部弯曲量；以及利用例如橡胶的弹性体来覆盖 该光纤。当将上述传统光纤型车辆碰撞检测装置插入到车辆的保险杠加强 件和前保险杠之间时，有利于高速检测行人碰撞到前保险杠的各个部 分。光纤传感器具有至少一个光纤部件，该至少一个光纤部件具有因碰 撞荷载而导致变形的光纤以及根据碰撞荷载来改变光传递量，该光纤传二 为了增强该光纤传感器的碰撞荷载的检测灵敏度，光纤传感器的光 纤部分需要在施加到光纤传感器的碰撞荷载引发的变形的可容许变形率范围内进行有效变形。为了实现这一点，优选利用保险杠加强件从而 在该保险杠加强件的前部机械支承光纤部分，从而防止整个光纤部分因 从前部施加到光纤部分的碰撞荷载而向后运动。此外，考虑到前保险杠沿高度方向具有可观宽度以及容易发生形 变，因此优选在前保险杠和光纤传感器之间插入传递板，用于将施加到 前保险杠的碰撞荷载集中到光纤传感器上，以及利用该传递板来收集施
加到前保险杠的碰撞荷载然后使得光纤部分变形，同时将该碰撞荷载传 递到保险杠加强件。利用这种方式，施加到前保险杠的碰撞荷载能够施 加到光纤部分。此外，通常利用弹性体覆盖光纤传感器的光纤，从而机械保护光纤 以及为光纤提供碰撞荷载变化形变恢复特性。此外，光纤传感器通常设 置有应力集中板，以便将从荷栽传递板施加到其上的碰撞荷栽局部沿光 纤的左右方向集中到预定部分上。然而，在上述传统光纤型车辆碰撞检测装置中，因温度变化或老化 退化会改变光纤传感器的光纤部分的特性，尤其是光学特性或机械特 性。因此，发现上述传统光纤型车辆碰撞检测装置具有这样的问题，即， 它不能高准确度地检测碰撞荷载，因为光纤传感器的输出信号会因上述 特性变化而波动。下面将讨论温度变化施加到传统结构的光纤传感器的影响，其中利 用橡胶管覆盖光纤以及在软树脂中埋设靠近该光纤的应力集中板。这里，假设光纤是由异丁烯酸树脂制成的树脂基光纤。首先，因温 度变化而改变光纤的形状，例如半径和密度。用于覆盖光纤的橡胶管和 软树脂的弹性模量也发生变化。此外，虽然下面没有详细说明，但是要发射电路的光发射量和光接收电路^光接收灵敏度。这些影响^素的总 和导致在温度变化之前和之后光纤传感器的输出信号相对于施加到光 纤的相同碰撞荷载出现波动。接着，类似的，下面将讨论老化退化的影响。首先，老化退化的影 响是重要影响，尤其是对于用于覆盖光纤的橡胶管和软树脂的弹性模量 而言，而光纤的灵敏度(每单位碰撞荷载的输出信号变化量)因其变化 而波动。此外，因老化退化会降低光纤传感器的光发射电路的光发射 量，从而光纤传感器的灵敏度发生变化。这些影响因素的总和导致在老 化退化之前和之后光纤传感器的输出信号相对于施加到光纤的相同碰 撞荷载出现的波动。施加到光纤传感器的碰撞荷载的各个值中，因光纤传感器的温度变化和 老化退化而改变输出信号的值，但是该变化能够简单归类为零点波动和 灵敏度波动，其中零点是没有施加碰撞荷载时的输出信号值，而灵敏度
波动是每单位碰撞荷栽输出信号的变化量。在一般的光纤传感器中，和光接收电路的光量几乎成比例的信号电 压和预定门限电压进行比较，从而测定碰撞体的类型，因此上述波动零 点意味着门限电压的波动。因此，发现不能高准确度地确定碰撞体的类 型，从而会升高导致产生确定误差问题的可能性。发明内容本发明正是考虑到上述问题而作出的。本发明的目的是，提供一种 光纤型车辆碰撞检测装置，不论因温度变化和/或老化退化导致光纤的输 出信号的零点波动有多大，它都能够高准确度地测定碰撞。根据本发明的第一个方面，碰撞检测装置包括包括光纤以及光发 送/接收电路的光纤传感器，其插入到车辆的保险杠加强件和前保险杠之自光纤的光；以及碰撞检测电路，用于基于因碰撞时光纤形变而导致的 光纤传感器的输出信号发生变化来提取关于碰撞荷载的信息。此外，碰 撞检测装置包括用于检测状态量的检测装置，该状态量和之前存储的 光纤传感器的输出的零点偏移量波动相关，且能够转换成电信号状态； 用于存储相关数据的存储装置，该相关数据示出该状态量和该零点偏移 量之间的关系；以及偏移补偿装置，用于基于检测装置检测到的状态量 和存储装置存储的相关数据来补偿零点偏移量波动。这里所述的状态量和零点偏移量波动相关，且能够转换成电信号状 态。例如，该状态量是光纤传感器的操作时间、光纤传感器的温度和湿 度、这些物理量的历史值及其组合。该操作时间导致光纤传感器老化退 化，而该零点偏移量的幅值正相关于导致老化退化的操作时间的累加 值。此外，对于温度而言，光纤传感器的温度变化导致零点偏移量波动， 以及从预定参考温度开始变化的温度变化量正相关于零点偏移量的幅 值。对于湿度也是这样。例如操作时间和温度的状态量(从参考温度开始的温度变化量)和 零点偏移量之间的正相关关系能够简单存储到例如映射图中，以及还能 够存储为等式的形式。而且，每单位操作时间的零点偏移量的变化量和 每单位温度变化量的零点偏移量的变化量也都能够存储为预定恒定 值。 因此，所存储的映射图、等式或恒定值存储为和上述数据相关的数 据，通过利用例如检测到的当前操作时间和温度的状态量以及该相关数 据，能够计算出零点偏移量的当前变化量。通过从光纤传感器的当前输出量完全减去计算出的零点偏移量的 当前量，能够补偿光纤传感器的零点偏移量。因此，该碰撞检测装置能 够减小零点偏移量的波动。例如，基于之前存储的、和因光纤传感器老化退化导致的零点偏移 量变化的特性相关的信息以及计算出的、和光纤传感器的操作时间相关 的信息，该偏移补偿装置计算出因老化退化导致的光纤传感器的输出的 零点偏移量的变化量。在这种情况下，通过利用零点偏移量的变化量， 能够减小光纤传感器的输出的零点偏移量的变化。此外，基于之前存储的、和零点偏移量相对于从光纤传感器的参考 温度开始的温度变化量的变化的特性相关的信息，以及基于计算出的、 和从光纤传感器的参考温度开始的温度变化量相关的信息，偏移补偿装 置计算出因光纤传感器的当前温度导致的光纤传感器的输出的零点偏 移量的变化量。在这种情况下，通过利用零点偏移量的变化量，能够减 小光纤传感器的输出的零点偏移量的变化。可以采用多种方法来补偿零点偏移量。例如，可以从光纤传感器的 输出中减去零点偏移量的变化量。为此能够采用差分放大器。此外，还 可以考虑利用设置在下一级的微计算机来执行完全减去仅该零点偏移 量的处理，其中该微计算机利用光纤传感器的输出执行和碰撞荷载相关 的数字计算处理。此外，当上述数字计算处理完全是比较光纤传感器的 输出和门限值的处理时，该门限值可以仅通过零点偏移量来改变。此 外，还可以通过改变光纤传感器的光发射量达仅为零点偏移量的变化 量，从而来改变零点偏移量的变化量。此外，该偏移补偿装置包括存储装置，用于存储每光纤传感器输出期间的零点偏移量的变化量；用于计算对应于从载运时间开始的操作时间的状态量的计算装置；用于基于上述两个数据来估测当前总零点偏 移量的计算装置；以及减法装置，用于从该光纤传感器当前输出减去该 总零点偏移量。根椐本发明的第二个方面，碰撞检测装置包括包括光纤以及光发 送/接收电路的光纤传感器，其插入到车辆的保险杠加强件和前保险杠之
间且沿左右方向延伸，该光发送/接收电路用于将光引入光纤以及检测来自光纤的光；以及碰撞检测电路，用于基于因碰撞时光纤形变而导致的 光纤传感器的输出信号发生变化来提取关于碰撞荷载的信息。此外，在 光纤传感器的输出信号测定为在预定期间未波动的期间，碰撞检测装置 存储光纤传感器的输出信号，作为光纤传感器的零点偏移量，以及基于 通过从之后输入的光纤传感器的输出信号中完全减去零点偏移量获得 的差值来检测碰撞荷载。在光纤传感器的输出信号变化量测定为零的期间，例如正好在启动 I擎之后以及在之后操作引擎期间，输出的光纤传感器的输出值被采用 以及存储为零点偏移量。通过这种方式，仅通过从之后输出的光纤传感 器的输出中减去该零点偏移量，就能够获得已经补偿的输出信号。利用 这种技术手段，通过筒单的电路结构就能够简单的校正因温度变化和老 化退化导致的光纤传感器零点偏移。换言之，通过利用碰撞荷载的特 性，即碰撞荷载的输入极为罕见以及当碰撞确实发生时以及光纤传感器 的输出信号变化小时会出现碰撞荷载的大变动，从而假设光纤传感器处 于零点。根据本发明的第三个方面，碰撞检测装置包括包括光纤以及光发 送/接收电路的光纤传感器，其插入到车辆的保险杠加强件和前保险杠之 间且沿左右方向延伸，该光发送/接收电路用于将光引入光纤以及检测来 自光纤的光；以及碰撞检测电路，用于基于因碰撞时光纤形变而导致的 光纤传感器的输出信号发生变化来提取关于碰撞荷载的信息。此外，碰 撞检测电路以某时间间隔执行对光纤传感器的发光量的反馈控制，以便 汇集光纤传感器的输出信号测定为在预定期间中没有波动的期间中的 光纤传感器的输出信号到零水平，以及在反馈控制之后维持该发光量， 直到下一个反馈控制。因此，能够补偿光纤传感器的零点偏移量的变 化，以及从没有接收碰撞荷载的光纤传感器输出的输出信号能够維持在 在其动态范围内的中级水平。因此，不需要设置宽泛的光纤传感器的动 态范围。
结合附图，参照下面的优选实施例的详细描述，能够更加容易地理 解本发明的其他目的和优点。
图1是用于实施例的车辆的示意性平面透^L图。 图2是图1所示的行人碰撞检测传感器的示意性分解透视图。 图3是图2所示的行人碰撞检测传感器的示意性平面图。 图4是图2所示的行人碰撞检测传感器的电路方块图。 图5A是示出光纤传感器的光纤部分的水平横截面图，以及图5B 是示出光纤传感器的光纤部分的垂直橫截面图。 图6是应力集中板的示意性透视图。 图7是荷载传递板的纵向截面图。图8是示出根据第 一 实施例用于补偿偏移的方法的流程图。 图9是示出在第二实施例中用于检测偏移量的流程的流程图。 图10是示出在第二实施例中用于补偿偏移的流程的流程图。 图11是示出在第三实施例中用于补偿偏移的流程的流程图。
具体实施方式
下面，参照
根据本发明用于检测行人的实施例。尤其是， 下面在实施例中将说明采用本发明的光纤型车辆碰撞检测装置的车辆 保护装置。(第一实施例)由图1的示意性平面透视图来示出该车辆保护装置的总体结构。在 图1中，参考标记l表示前保险杠，参考标记2表示光纤型行人碰撞检 测传感器(也就是，光纤型车辆碰撞检测装置)，参考标记3表示行人 保护控制装置，参考标记4表示柱式气嚢膨胀装置，参考标记5表示用 于保护行人的柱式气囊，以及参考标记6表示车辆主体。行人保护控制 装置3、柱式气嚢膨胀装置4以及柱式气嚢5构成用于保护行人尤其是 在碰撞时跌落到车身上的行人头部的气嚢型行人保护单元。在图1中示 意性示出行人碰撞检测传感器2。下面参照图2至4来描述行人碰撞检测传感器2的结构。图2是行 人碰撞检测传感器2的示意性分解透视图，图3是其示意性平面图，而 图4是其方块图。行人碰撞检测传感器2由荷载传递板20、光纤部分21和电路各部分 22构成。荷载传递板20和光纤部分21插入到前保险杠1和保险杠加强件7之间，并且沿保险杠加强件7的前端表面沿左右方向延伸。前保险 杠1由保险杠覆盖部11和位于保险杠覆盖部后侧的减震器12构成，并 且设置在车辆主体的前部。由图4示出其电路部分的行人碰撞检测传感器2包括光纤部分21、 光发射电路24、光接收电路25、信号处理电路26以及测定电路27,其 中信号处理电路放大由光接收电路25输出的信号，然后将该信号转换 成数字信号，而测定电路由孩H十算机构成，该孩H十算机通过预定行人测 定程序来处理该数字信号，从而测定行人碰撞。当测定电路27测定到 行人碰撞时，测定电路27将行人碰撞告示发送到行人保护控制装置3。 此外，基于该告示，行人保护控制装置3指示柱式气囊膨胀装置4膨胀 柱式气嚢5。电路部分22包括光发射电路24、光接收电路25、信号处理电路26 和测定电路27，并且"i殳置在车辆前部的左端部分。光纤部分21、光发 射电路24和光接收电路25构成光纤传感器23。光纤部分21形成为字母U形，它从电路部分22伸出，然后从保险 杠加强件7的左端部分开始沿保险杠加强件7的前端表面延伸到其右端 部分，然后向下弯折180度之后，从保险杠加强件7的右端部分开始沿 保险杠加强件7的前端表面延伸到其左端部分，然后回到电路部分22。 光纤部分21中设置有光纤，下面将描述其结构。从光发射电路24引入 光纤部分21中的光纤的光经光纤传递，然后由光接收电路25经光电转 换成检测信号电压。信号处理电路26包括放大光接收电路25的检测信号电压的前置放大器和将该前置放大器的输出电压转换成数字信号的模数转换器。测定 电路27基于转换后的数字信号来测定是否存在行人碰撞。下面参照图5A和5B来描述本实施例中采用的光纤部分21的结构。光纤部分21由向左右延伸的光纤211、靠近光纤211的后侧且向左 右垂直延伸的应力集中板212以及硅树脂体213,在硅树脂体中埋设光 纤211和应力集中板212,且该硅树脂体的垂直截面是矩形。光纤211 由覆盖橡胶管214来覆盖。在光纤部分21中，硅树脂体213的全表面2131接触到荷载传递板 20的后表面，而硅树脂体213的后表面2132接触到保险杠加强件7的
前端表面。或者，不同于上述描述，硅树脂体213的表面2131可以接 触到保险杠加强件7的前端表面，硅树脂体213的表面2132可以接触 到荷载传递板20的后表面。此外，还可以将类似于应力集中板20的第 二应力集中板固定到应力集中板212的相反侧，将光纤211夹在其中。 在这种情况下，应力集中板212的垂直桥部分215和第二应力集中板的 垂直桥部分影响沿左右方向移位。此外，还可以通过石更树脂来形成应力 集中板212。下面参照图6的示意性透视图来描述应力集中板212。通过冲压出 薄长金属板，应力集中板212形成为梯形，且沿车辆的左右方向以预定 间距形成有许多垂直桥部分215 (还被称为"山脉状部分")。各垂直 桥部分215接触到用于覆盖光纤211的橡胶管214的外周表面，以及沿 垂直方向延伸。下面参照图7描述本实施例中采用的荷载传递板20的结构。图7 是示出荷载传递板20的纵向截面图。荷栽传递板20由树脂形成，并且 如图7所示，插入到减震器12和光纤部分21之间。而且，荷载传递板 20沿垂直方向以及沿车辆的左右方向延伸。光纤部分21夹在荷载传递 板20的后表面和保险杠加强件7的前端表面之间，并且延伸到左右侧 且接触到保险杠加强件7的前端表面的上半部分。在本实施例中，荷载 传递板20由树脂板形成，且其刚度高于保险杠覆盖部11，以及沿垂直 方向以及沿左右方向延伸。悬伸部分201从荷载传递板20的顶端悬伸 到后部，以及伸出部分202从荷载传递板20的底端伸出到后部。悬伸 部分201的后端具有向下弯曲的止挡部分。伸出部分203在低于一对光 纤部分21且高于伸出部分202的位置从保险杠加强件7的前端表面伸 出。悬伸部分201的底表面邻接保险杠加强件7的顶表面。利用该结构， 可以幅值荷载传递板20向上位移，这是因为伸出部分203防止伸出部 分202向上位移。类似的，防止荷载传递板20向后位移，这是因为保 险杠加强件7的顶表面防止悬伸部分201向下位移。利用这种技术手 段，防止荷载传递板20因车辆主体的垂直振动等因素而沿垂直方向发 生位移。悬伸部分201能够来回运动地滑动接触保险杠加强件7的顶表面， 因此，荷载传递板20能够轻松地将碰撞荷载传递到光纤部分21。在这 种情况下，当伸出部分202向后伸出的长度短时，荷载传递板20能够
直线向后运动。当伸出部分202向后伸出的长度且伸出部分202的末端 邻接保险杠加强件7的前端表面时，荷载传递板20以转动中心相对于 伸出部分202顺时针转动。在任何一种情况下，通过增加荷载传递板20 的刚度以及减小碰撞荷载导致的形变量，可以防止光纤部分21局部形 变以及将碰撞荷载施加到光纤部分21的宽区。下面将说明上述行人碰撞检测传感器2的操作。当沿前后方向将碰 撞荷载施加到光纤部分21时，因为硅树脂体213和橡胶管214易于发 生弹性形变，所以碰撞荷载在应力集中板212的垂直桥部分(还被称为 "山^M犬部分")215局部施加到光纤211。为此，光纤211在和石並^童 荷载呈位置相关性的这些部分弯曲，以及光纤211传输的光量根据弯曲 量而减小。因此，当预定量的光从光发射电路24通过光纤211的一端 时，从光纤211的另一端通过光接收电路25的光量是和碰撞荷载相关 的值，因此光接收电路25的输出信号随碰撞荷载而变。光接收电路25的输出信号经信号处理电路26而放大，然后经测定 电路27而转换成数字信号以及和门限值进行比较，从而通过比较结果 来执行行人测定。当测定出车辆碰撞到行人，则行人保护控制装置3指 示柱式气嚢膨胀装置4膨胀柱式气嚢5。还可以通过利用映射图含义多 个门限值来执4亍经石並撞荷载测定4亍人的才喿作。测定电路27可以由例如 比较器的力更件电^各构成。下面参照图8所示的流程图来说明第一实施例的零点补偿。由包括 微计算机的测定电路27以预定时间间隔来执行该流程图。然而，假设 在载运时间在预定参考温度下将光纤传感器23的输出水平调节为零水 平。测定电路27以非易失性方式存储老化退化系数和温度系数到内置 式非易失性存储器中，该老化退化系数是载运时每单位周期零点偏移量 的变化量，而该温度系数是每预定单位温度变化零点偏移量的变化量。 这些系数可以通过单独测试光纤来单独输入，以及可以以集合方式输入 之前通过测试光纤获得的平均值。首先，当点火开关导通时，图8所示流程启动，从而重设需要重设 的电路(S100),然后对光纤传感器供电。接着，电源数量M增加(S102), 其中该电源数量是在栽运之后提供给光纤传感器的电源数量。电源数量 M存储在EEPROM中，因此在载运之后得以更新，但是当断开供电之 后不会受到破坏。
接着，从EEPROM中读取之前存储的退化系数值(S104)，然后 该退化系数值乘以电源数量M,以计算出从载运时间开始光纤传感器的 零点偏移量的变化量Voffsetl (S106)。该退化系数是每一个电源光纤 传感器的零点偏移量的变化量。在本实施例中，从温度检测装置读取当前温度T (S108)，该温度 检测装置由位于电路部分22中的热敏电阻型温度传感器构成，以及计 算出参考温度TO和温度T之间的温差AT(SllO)。接着，从EEPROM 读取温度系数的之前存储值(S112),然后将温度系数读取值乘以温差 AT，以计算出光纤传感器从参考温度开始的零点偏移量的变化量 Voffset2 (S114)。该温度系数是每单位温度变化量光纤传感器的零点 偏移量的变化量。接着，从光纤传感器读取当前输出Vs (S116)，然后从输出Vs中 减去零点偏移量的变化量Voffsetl和Voffset2，以计算出为零点偏移量 的变化而补偿的输出Vs' (S118)。因为该输出Vs'是为输出的零点偏 移量而补偿，所以，通过利用该输出Vs，来计算碰撞荷栽或者通过假设 该输出Vs，为表示碰撞荷载的值，然后将该输出Vs，和预定门限值进行比 较，可以测定出是否存在4亍人导致的石並撞荷载。根据本实施例，能够有效补偿因温度变化和老化退化导致的光纤传 感器的零点偏移量的变化。因此，可以改进例如通过碰撞荷载来测定行 人的准确度。根据本实施例，光纤型碰撞检测装置包括包括光纤21以及光发 送/接收电路24、 25的光纤传感器23，其插入到车辆的保险杠加强件7 和前保险杠1之间且沿左右方向延伸，该光发送/接收电路用于将光引入 光纤21以及检测来自光纤21的光；以及碰撞检测电路(27)，用于基 于因碰撞时光纤21形变而导致的光纤传感器23的输出信号发生变化来 提取关于碰撞荷载的信息。此外，碰撞检测装置还包括用于检测状态 量的检测装置，该状态量和之前存储的光纤传感器23的输出的零点偏 移量波动相关，且能够转换成电信号状态；用于存储相关数据的存储装 置，该相关数据示出该状态量和该零点偏移量之间的关系；以及偏移补 偿装置，用于基于检测装置检测到的状态量和存储装置存储的相关数据 来补偿零点偏移量波动。所述的状态量和零点偏移量波动相关，且能够转换成电信号状态。
例如，该状态量是光纤传感器23的操作时间、光纤传感器23的温度和 湿度、这些物理量的历史值及其组合。该操作时间导致光纤传感器23 老化退化，而该零点偏移量的幅值正相关于导致老化退化的操作时间的 累加值。此外，对于温度而言，光纤传感器的温度变化导致零点偏移量 波动，以及从预定参考温度开始变化的温度变化量正相关于零点偏移量 的幅值。对于湿度也是这样。例如操作时间和温度的状态量(从参考温度开始的温度变化量)和 零点偏移量的变化量之间的正相关关系能够存储到映射图中，以及还能 够更简单的存储为等式的形式。而且，每单位操作时间的零点偏移量的 变化量和每单位温度变化量的零点偏移量的变化量也都能够存储为预定恒定值。因此，所存储的映射图、等式或恒定值存储为和上述数据相关的数 据，通过利用例如检测到的当前操作时间和温度的状态量以及该相关数 据，能够计算出零点偏移量的当前变化量。通过从光纤传感器的当前输出量基本上减去计算出的零点偏移量 的当前量，能够补偿光纤传感器的零点偏移量。例如，基于之前存储的、和因光纤传感器老化退化导致的零点偏移 量变化的特性相关的信息以及计算出的、和光纤传感器的操作时间相关 的信息，该偏移补偿装置计算出因老化退化导致的光纤传感器的输出的 零点偏移量的变化量，以及通过利用零点偏移量的变化量，能够减小光 纤传感器的输出的零点偏移量的变化。此外，基于之前存储的、和零点偏移量相对于从光纤传感器的参考 温度开始的温度变化量的变化的特性相关的信息，以及基于计算出的、 和从光纤传感器的参考温度开始的温度变化量相关的信息，偏移补偿装 置计算出因光纤传感器的当前温度导致的光纤传感器的输出的零点偏 移量的变化量，以及通过利用零点偏移量的变化量，能够减小光纤传感 器的输出的零点偏移量的变化。可以采用多种方法来补偿零点偏移量。例如，可以从光纤传感器的输出中减去零点偏移量的变化量。为此 能够采用差分放大器。此外，还可以考虑利用设置在下一级的微计算机 来执行完全减去仅该零点偏移量的处理，其中该微计算机利用光纤传感 器的输出执行和碰撞荷载相关的数字计算处理。此外，当上述数字计算200680011138.5说明书第12/14页处理完全是比较光纤传感器的输出和门限值的处理时，该门限值可以仅通过零点偏移量的变化量Voffset来改变。此外，还可以通过改变光纤 传感器的光发射量达仅为零点偏移量的变化量Voffset,从而来改变零点 偏移量的变化量Voffset。例如，该偏移补偿装置包括存储装置，用于存储每光纤传感器输 出期间的零点偏移量的变化量；用于计算对应于从载运时间开始的操作时间的状态量的计算装置；用于基于上述两个数据来估测当前总零点偏移量的计算装置；以及减法装置，用于从该光纤传感器当前输出减去该 总零点偏移量。(第二实施例)下面参照图9和10的流程图来说明第二实施例中用于补偿零点偏 移量的变化的方法。由测定电路27来执行这些流程图。在图9中，首先，测定在前一预定时间来自光纤部分21的输入信 号电压Vs是否处于预定小范围内(S200)。当测定出的结果是NO,则 结束该流程。相反，如果检测出的结果是YES，则测定出当前没有出现 碰撞，以及将此时的输入信号电压Vs存储为偏移电压Voffset (S202 ), 然后结束用于检测偏移电压Voffset的该流程。将以预定时间间隔执行 该流,呈。在图10中，首先，读取来自光纤部分21的输入信号电压Vs(S204), 然后从读取输入信号电压Vs中减去存储的偏移电压Voffset,从而获得 经补偿偏移的输入信号电压Vs， (S206)。经补偿偏移的输入信号电压 Vs，然后和门限电压进行比较以测定行人，从而用于行人测定和碰撞测 定。通过这种方式，可以由简单电路结构来补偿因光纤传感器的温度变 化和老化退化而导致的偏移电压Voffset的波动。在上述第二实施例中，通过在微计算机中执行减法处理来消除偏移 电压Voffset的变化。然而，还可以^炎一种方式，即，将计算出的偏移 电压Voffset输入到用于放大光纤传感器的输出电压的信号处理电路26 的差分放大器的一个输入端，或输入到光纤传感器的光接收电路25的 差分放大器的一个输入端，然后通过这些信号处理电路26或光接收电 路25来进行减法处理，然后将其转换成数字信号。15 根据本发明的第二实施例，碰撞检测装置包括碰撞检测电路(27)， 该碰撞检测电路存储在光纤传感器23的输出信号测定为在预定周期内 没有波动的周期中光纤传感器23的输出信号，将其作为光纤传感器23 的零点偏移量，以及基于从之后输入的光纤传感器23的输出信号中完 全减去零点偏移量而获得的差值来检测碰撞荷载。也就是，在光纤传感器23的输出信号变化测定为零的周期中，例 如正好在启动引擎之后以及在之后运行引擎的周期中，对输出的光纤传 感器23的输出值进行采样，然后将采样值存储为零点偏移量。通过这 种方式，仅从之后输出的光纤传感器23的输出减去该零点偏移量，就 能够获得已经补偿过的输出信号。通过这种技术手段，通过简单电路结 构就能够简单的补偿因温度变化和老化退化导致的光纤传感器23的零 点偏移。换言之，通过利用碰撞荷栽的特性，即碰撞荷载的输入极为罕 见以及当碰撞确实发生时以及光纤传感器23的输出信号变化小时会出 现碰撞荷载的大变动，从而假设光纤传感器23处于零点。此外，第二实施例的上述控制过程可以结合到上述第 一 实施例的控 制过程。(第三实施例)下面参照图11的流程图来说明第三实施例中用于补偿零点偏移量 的变化的方法。由测定电路27来执行该流程图。首先，从光纤部分21读取输入信号电压Vs (S300 )。然后，测定 在前一预定时间来自光纤部分21的输入信号电压Vs的波动是否基本为 零(S302 )。当存在波动时，则结束该流程。当不存在波动时，以反馈 方式控制光纤传感器的光发射量，以使得此时光纤传感器的输出汇集到 零水平(光纤传感器的输出的动态范围内的预定值)，以及固定此时的 光发射量(S304)。通过这种技术手段，将光纤传感器的输出固定为输 出的动态范围内的预定值，其中零点偏移量为零。通过这种方式，当之 后出现碰撞荷载时，即使光纤传感器的动态范围不宽，也可以确保所需 输出信号的动态范围。根据第 三实施例，在光纤型碰撞检测装置中，碰撞检测电路(27) 以某时间间隔执行对光纤传感器的光发射量的反馈控制，以便汇集光纤 感器的输出信号到零水平，以及在反馈控制之后维持该发光量，直到下 一个反馈控制。因此，能够补偿光纤传感器的零点偏移量的变化，以及从没有接收碰撞荷载的光纤传感器23输出的输出信号能够维持在在其 动态范围内的中级水平。因此，不需要设置宽泛的光纤传感器的动态范 围。(其他实施例)虽然参照附图结合优选实施例全面说明的本发明，但是要注意，本 领域技术人员可以显而易见地作出多种变化和变型。例如，在上述实施例中，本发明通常应用于采用光纤型车辆碰撞检 测装置的车辆保护装置。然而，本发明不限于上述实施例，本发明能够 包括7>知构成部件的组合。围内。
权利要求
1.一种车辆碰撞检测装置，包括包括光纤(21)以及光发送/接收电路(24，25)的光纤传感器(23)，该光纤插入到车辆的保险杠加强件(7)和前保险杠(1)之间且沿左右方向延伸，该光发送/接收电路用于将光引入光纤以及检测来自光纤的光；碰撞检测电路(27)，用于基于因碰撞时光纤形变而导致的光纤传感器的输出信号发生变化来提取关于碰撞荷载的信息；用于检测状态量的检测装置(27)，该状态量和之前存储的光纤传感器的输出的零点偏移量波动相关，且能够转换成电信号状态；用于存储相关数据的存储装置(27)，该相关数据示出该状态量和该零点偏移量之间的关系；以及偏移补偿装置(27)，用于基于检测装置检测到的状态量和存储装置存储的相关数据来补偿零点偏移量波动。
2. 根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其中 该偏移补偿装置基于之前存储的、和零点偏移量变化的相关的信息以及计算出的、和光纤传感器的操作时间相关的信息，计算出光纤传感 器的输出的零点偏移量的变化量；以及该偏移补偿装置通过利用计算出的零点偏移量的变化量来减小零 点偏移量的变化量。
3. 根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其中 该偏移补偿装置基于之前存储的、和零点偏移量相对于从光纤传感器的参考温度开始的温度变化量的变化相关的信息，以及基于计算出 的、和从光纤传感器的参考温度开始的温度变化量相关的信息，计算出 光纤传感器的输出的零点偏移量的变化量；该偏移补偿装置通过利用该零点偏移量的变化量減小光纤传感器 的输出的零点偏移量的变化量。
4. 根据权利要求1所述的碰撞检测装置，其中 由检测装置检测的状态量是光纤传感器的操作时间、光纤传感器的操作状态中的温度和湿度中的至少 一个。
5. —种光纤型车辆碰撞检测装置，包括包括光纤(21 )以及光发送/接收电路(24, 25 )的光纤传感器(23 )， 该光纤插入到车辆的保险杠加强件(7)和前保险杠(1 )之间且沿左右 方向延伸，该光发送/接收电路用于将光引入光纤以及检测来自光纤的 光；以及碰撞检测电路(27)，用于基于因碰撞时光纤形变而导致的光纤传 感器的输出信号发生变化来提取关于碰撞荷载的信息；其中在光纤传感器的输出信号测定为在预定期间未波动的期间，碰 撞检测电路存储光纤传感器的输出信号，作为光纤传感器的零点偏移 量，以及基于通过从之后输入的光纤传感器的输出信号中基本上减去零 点偏移量获得的差值来检测碰撞荷载。
6. —种光纤型车辆碰撞检测装置，包括包括光纤(21 )以及光发送/接收电路(24, 25 )的光纤传感器(23 ), 该光纤插入到车辆的保险杠加强件(7)和前保险杠(1 )之间且沿左右 方向延伸，该光发送/接收电路用于将光引入光纤以及;f佥测来自光纤的 光；以及碰撞检测电路(27),用于基于因碰撞时光纤形变而导致的光纤传 感器的输出信号发生变化来提取关于碰撞荷载的信息；其中碰撞检测电路以 一 时间间隔执行对光纤传感器的发光量的反 馈控制，以便汇集光纤传感器的输出信号测定为在预定期间中没有波动 的期间中的光纤传感器的输出信号到零水平，以及在反馈控制之后维持 该发光量，直到下一个反馈控制。
全文摘要
一种光纤传感器，能够插入到保险杠加强件(7)和荷载传递板(20)之间，以沿保险杠加强件(7)以车辆的宽度方向延伸。在这种情况下，当在光纤传感器的光发射量的输出电压中在前一预定周期内基本没有出现变化时，执行反馈控制，以使得该变化变成光纤传感器的输出电压的零水平。相反，当输出电压的变化基本不是零时，维持光发射的前一状态(S304)因此，可以有效补偿因光纤传感器的温度变化或/和老化退化导致的零点偏移。
文档编号B60R21/0136GK101155717SQ200680011138
公开日2008年4月2日 申请日期2006年3月27日 优先权日2005年4月4日
发明者中川幸生, 伊豫田纪文, 大高孝治, 小林重德, 斋藤隆浩, 菱田康之 申请人:株式会社电装;丰田自动车株式会社;日立电线株式会社