磁気センサ
磁束（５０）は、車両ボディ／構造の２つの部分の間（２６−６０；２６−４０；３８−４２）の第１の場所（２０．１、２０．２）における間隙（５４）内で検知され、それらに応答して生成される信号は、車両（１２）の要素（６２）を制御し、磁束（５０）は、車両ボディ／構造（２６、３８）の外乱に応答性を有する。一態様において、この第１の場所は、Ａピラー（６０）、Ｂピラー（４０）またはＣピラー（４２）に近接する。別の態様において、磁束（５０）の少なくとも一部分は、異なる第２の場所（１６、１６’）におけるコイル（１４、６６、１４’）によって生成される。間隙コイル（７４）は、磁束（５０）を生成または検知するために、車両ボディ／構造の部分間（２６，６０；２６，４０；３８，４２）の間隙（５４）内に配置される。様々な方位の複数の間隙コイル（７４、１００）が、多軸感度をもたらす。別の観点では、磁気式衝突検知システム（１０．１、１０．２、１０．３、１０．４）は、第１の場所（１６、１６’）に第１のコイル（１４、１４’、６６）と、複数の対応する第２の場所（２０．１、２０．２、２０．１’、２０．１’’、２０．１’’’、２０．１’’’’、２０．２’’’’）に複数の磁気センサ（１８．１、１８．２、１８．３、１８．３’、１８．３’’）を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施態様の説明
図１を参照すると、車両１２に組み込まれた磁気式衝突検知システム１０．１の第１の態様は、車両１２の対応する第１の場所１６における第１のコイル１４と、車両１２の対応する複数の第２の場所２０．１、２０．２における複数の磁気センサ１８．１、１８．２とを含む。例えば、図１に示す第１の態様において、第１のコイル１４は、フロントドア２６のドアラッチアセンブリ２４のストライカ２２のまわりに位置し、磁気センサ１８．１、１８．２は、フロントドア２６のヒンジ３０のまわりの第２のコイル２８、およびリアドア３８のドアラッチアセンブリ３６のストライカ３４のまわりの第３コイルを備え、ここでフロントドア２６のドアラッチアセンブリ２４のストライカ２２は、車両１２のＢピラー４０に動作可能に結合されており、リアドア３８のドアラッチアセンブリ３６のストライカ３４は、車両１２のＣピラー４２に動作可能に結合されている。第１のコイル１４は、コイルドライバ４４に動作可能に結合され、このコイルドライバ４４は、発振器４６に動作可能に結合されており、ここで、発振器４６からの発振信号が、コイルドライバ４４によって送られて、第１のコイル１４に関連する電流を生じさせ、それに応答して、第１のコイル１４は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２に、磁束５０を含む磁界４８を生成する。
【０００２】
第２コイル２８および第３のコイル３２は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の金属要素を包囲し、磁束５０は、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の関連する透磁性材料中を伝播して、関連する透磁性材料を包囲する第２のコイル２８および第３のコイル３２を通過して流れる。第２のコイル２８および第３のコイル３２は、ファラデーの磁気誘導の法則に従って、第２のコイル２８および第３のコイル３２の軸に沿って、それぞれ誘導される発振磁束５０、またはその成分に応答して、電圧信号を生成する。ヒンジ３０およびドアラッチアセンブリ２４、３６が、比較的低い磁気抵抗経路をその間にもたらす場所を除いて、ドア２４、３８は、車両１２の残部、例えばフレームから、その間にある間隙５４によって絶縁されている。
【０００３】
発振器４６は、単一周波数であるか、またはステップ状、連続掃引、もしくは同時の複数周波数であって、例えば、正弦波形、方形波形、三角波形またはその他の波形形状のいずれかを有する、発振信号を生成する。この周波数は、結果として得られる磁界４８が、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２を通過して十分な強度で導通されることによって、それと協働する関連する磁気センサ１８．１、１８．２からの有用な信号レベルを供給するように適合されている。例えば、発振周波数は、通常、鋼構造に対して約５０ｋＨｚ未満、例えば一態様においては１０〜２０ｋＨｚである。磁界４８は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の磁気抵抗
【数１】
に応答性を有し、この磁気抵抗は、その磁気回路の要素が関与する衝突および／または磁気回路内の間隙５４によって影響を受ける。
【０００４】
磁界４８は、磁気センサ１８．１、１８．２によって検知されて、それからの信号が、プロセッサ５８に動作可能に結合されている関連する信号プリプロセッサ５６．１、５６．２によって調整される。例えば、各信号プリプロセッサ５６．１、５６．２は、関連する磁気センサ１８．１、１８．２からの信号を、関連する復号器を用いて復号するとともに、関連するアナログ‐ディジタル変換器を用いてアナログ形態からディジタル形態に変換し、これがサンプリングされてプロセッサ５８に入力される。信号プリプロセッサ５６．１、５６．２は、また、増幅を行ってもよい。第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２における、特定の場所における磁界４８に対する変化は、光の速度でその中を伝播し、その全体にわたって観察される。したがって、磁気センサ１８．１、１８．２によって検知される磁界４８は、いずれもが側面衝突に関与する、または影響を受ける可能性のある、フロントドア２６およびリアドア３８ならびに隣接するＡピラー６０、Ｂピラー４０およびＣピラー４２を含む、磁気回路の残部の特性に関する情報を包含している。
【０００５】
磁気式衝突検知システム１０．１の第１の態様は、例えば、参照によりそれぞれの全文を本明細書に組み入れてある、米国特許第６,７７７,９２７号、第６,５８６,９２６号または第６,４０７,６６０号、あるいは米国特許出願第１０／６６６,１６５号または第１０／９４６,１５１号に開示されているような、様々なモードで動作することができる。したがって、磁気式衝突検知システム１０．１は、衝突の検出に応答して安全拘束アクチュエータ６２、例えばエアバッグシステムの制御を行うか、または、例えば、ドアの開放状態または部分的にラッチの掛かった状態、あるいは接近車両と磁気式衝突検知システム１０．１の近接磁界との相互作用に応答する切迫した衝突の予測に応答して、インジケータ６４、例えば警報ランプ、警報メッセージ、または音声アラームの起動を行う。
【０００６】
第１のコイル１４を送信コイル６６として、中央位置、例えばＢピラー４０の近傍に配設し、それと協働する複数の磁気センサ１８．１、１８．２、例えば受信コイル６８を、それに対して比較的遠位の場所、例えば、それぞれＡピラー６０およびＣピラー４２の近傍に配設することによって、車両の側面にあるフロントドア２６またはリアドア３８のいずれかに影響を与える外乱に応答性を有するが、単一の送信コイル６６、例えば図１に示してある、第１のコイル１４だけを必要とする、磁気式衝突検知システム１０．１が得られる。代替的に、磁気式衝突検知システム１０．１は、第２のコイル２８または第３のコイル３２のいずれかが送信コイル６２として作用し、残りのコイルが関連する磁気センサ１８．１、１８．２として作用するように、適合させることもできる。
【０００７】
図２を参照すると、磁気式衝突検知システム１０．２の第２の態様は、上述した第１の態様１０．１のすべての特徴を組み入れるとともに、少なくとも１つの追加の磁気センサ１８．３を、固定ボディ構造とドア、例えばフロントドア２６との間の間隙５４内にさらに備える。図２は、フロントドア２６の前縁７０と、隣接するＡピラー６０の縁７２との間に位置する、追加の磁気センサ１８．３を示しているが、追加の磁気センサ１８．３は、フロントドア２６もしくはリアドア３８と、車両１２の固定ボディ構造の間の間隙５４内の別の場所に配置することもできる。追加の磁気センサ１８．３は、関連する信号プリプロセッサ５６．３に動作可能に結合されており、このプリプロセッサは、プロセッサ５８に結合されて、安全化用に、または１次衝突検出信号として使用することのできる、信号を提供する。
【０００８】
一般的に、送信コイル６６および受信コイル６８が配置されている、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の機械構成要素は、その他の機能のために構築されている。例えば、ヒンジ３０およびストライカ２２、３４は、１次機能、例えば乗員の乗車、下車および車両ロックを容易にするために設計されており、その構成要素は、一般に、強度、幾何学形状、材料および設計制約を決定する関連する仕様にしたがって構築される。したがって、磁気透過性の部材を取り巻く、送信コイル６６および受信コイル６８を構成することは、他の点では難題となることもあり、他の状態では、時間変化する磁界を生成または検知する、それらの１次機能に対して、送信コイル６６または受信コイル６８の最適化を制約する可能性がある、コイル形状、巻き数、コネクタアクセスおよびワイヤゲージについての制約を受けることもある。また、広範囲のヒンジ３０およびストライカ２２、３４の設計があると、送信コイル６６または受信コイル６８が、金属を取り巻く必要がある場合には、送信コイル６６または受信コイル６８を広範囲の車両プラットホームに対して標準化することは困難であることもあり、これは、所与の車両プラットホームに対するこれら、および関連する構成要素のコストを増大させる可能がある。さらに、既存の構成要素のまわりに組み付けることを意図されたコイルは、車両内におけるその構成要素の最終組立の前に、実装する必要がある場合があり、このことから、コイルと構成要素の一体化を可能にするために、その構成要素の供給業者との緊密な協働が必要となる。例えば、多数のヒンジ３０に対して、その上にコイルを含めるには、コイルを、ヒンジ３０とともにＥ塗装（E-coat）工程に供することが必要となる。
【０００９】
図３を参照すると、図２からのＡピラー６０およびフロントドア２６の分解図３００をより詳細に示して、それぞれが、Ａピラー６０とフロントドア２６の間の間隙５４内に配置するのに十分なほど小さい間隙コイル７４を備える、追加の磁気センサ１８．３、１８．３’、１８．３’’のいくつかの態様をより詳細に図解してある。追加の磁気センサ１８．３、１８．３’、１８．３’’の間隙コイル７４は、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の既存の磁気透過性構成要素を包囲するようには必ずしも制約されず、車両１２の近接構成要素の幾何学形状または機能によって不利に制約されることのない場所に、間隙コイル７４の配置を行えるようにされている。間隙コイル７４は関連するスプール７６のまわりに巻かれており、このスプールは、車両の固定構造、例えば、フロントドア２６の前縁７０に面するＡピラー６０の縁７２に固定されている。磁気式衝突検知システム１０．２の第２の態様においては、例えば、磁束５０の近接場における変化から生じる、間隙５４内の磁束５０に対して、および／または周囲の金属構造を通過して伝播する渦電流に対して、応答性を有する受信コイル６８として使用されているが、一般に、間隙コイル７４は、送信コイル６６または受信コイル６８のいずれかとして使用することができる。間隙コイル７４は、監視すべき衝突またはその他の外乱に応答して、それによって生成される信号の信号対雑音比を最適化するように配向することができる。
【００１０】
例えば、第１の磁気センサ１８．３’において、間隙コイル７４の軸７８は、Ａピラー６０の縁７２に対して、またフロントドア２６が閉じられるときには、フロントドア２６の前縁７０に対して、実質的に直角である。第１の磁気センサ１８．３’は、関連するスプール７６を貫通する締結具８０、例えば、スプール７６内の座ぐり（counterbore）を貫通するソケットヘッドねじ８０．１で、Ａピラー６０に取り付けられる。締結具８０の透磁率は、関連する間隙コイル７４の検知または磁界生成要件に応じて、適合させることができる。例えば、第１の磁気センサ１８．３’と関連する締結具８０は、間隙コイル７４の軸７８と実質的に位置合わせされており、その結果として、比較的高い透磁率を有する材料、例えば炭素鋼または電気鋼の締結具８０は、磁束５０を間隙コイル７４を通過して集中させる傾向があるのに対して、比較的低い透磁率の材料、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムまたは黄銅の締結具は、空芯（air core）に類似する傾向があり、その結果として、磁気センサ１８．３’は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２を動揺させ難い。別の例として、第２の磁気センサ１８．３’’において、間隙コイル７４の軸７８は、Ａピラー６０の縁７２とフロントドア２６の前縁７０に対して実質的に平行であり、その結果、関連する間隙５４の長さと実質的に整列されている。第２の磁気センサ１８．３’’は、関連するスプール７６から吊り下げられたフランジを介して、締結具８０でＡピラー６０に取り付けて示してある
【００１１】
図３は、また、フロントドア２６のヒンジ３０のまわりの第２のコイル２８も示している。図４を参照すると、第２のコイル２８は、ヒンジ３０に対して、様々な第２の場所２０．１’、２０．１’’、２０．１’’’に配置することができる。例えば、一態様において、第２の場所２０．１’は、ヒンジプレート３０．１の部分のまわりであり、このヒンジプレート３０．１は、Ａピラー６０またはＢピラー４０とヒンジジョイント３０．２との間の場所で、固定車両構造、例えばＡピラー６０またはＢピラー４０に取り付けられている。別の態様において、第２の場所２０．１’’は、ヒンジプレート３０．１の部分のまわりであり、このヒンジプレート３０．１は、ヒンジプレート３０．１がＡピラー６０またはＢピラー４０にボルト付けされている場所において、固定車両構造、例えばＡピラー６０またはＢピラー４０に取り付けられている。さらに別の態様においては、第２の場所２０．１’’’は、ヒンジプレート３０．３の部分のまわりであり、このヒンジプレート３０．３は、フロントドア２６またはリアドア３８の前縁７０と、ヒンジジョイント３０．２の間の場所において、フロントドア２６またはリアドア３８に取り付けられている。
【００１２】
図５を参照すると、間隙コイル７４は、Ｂピラー４０またはＣピラー４２の上に、外向き表面８２と、それぞれフロントドア２８およびリアドア３８の対応する近接内向き表面８４との間の間隙５４における外向き表面８２上に装着することができる。図５に示す態様において、間隙コイル７４は、そのまわりにコイルが巻かれているスプール７６を貫通する平頭ねじ８０．２によって、外向き表面８２に固定されている。図５に示す間隙コイル７４は、関連するフロントドア２６またはリアドア３８のドア開放状態に応答する第１の磁気回路５２．１または第２の磁気回路５２．２の磁気抵抗の変化に応答性を有し、したがって、それを指示する信号を生成して、それによって例えば、閉止ドア、部分的にラッチされたドア、および開放ドアの区別をするのに使用することができる。
【００１３】
図６を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６は、スプール７６のまわりに巻かれた間隙コイル７４を含み、その両方が、カプセル剤８８、例えばシリコーンポッティング化合物内にカプセル化されており、それによって環境に誘発される劣化を軽減することができる。間隙コイル７４は、例えば、ワイヤ、例えば２０〜５０ゲージのエナメル被覆導線、例えば銅またはアルミニウムの巻線である。スプール７６は、例えば、プラスチックまたはアルミニウムなどの比較的剛性のある材料でできている。
図７を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６には、フェライト、ミューメタル、またはアモルファス金属、例えばＭＥＴＧＬＡＳ（登録商標）などの比較的高い透磁率を有する材料の芯９０をさらに含めてよい。
【００１４】
図６および図７に示す間隙コイルアセンブリ８６は、例えば、接着またはクランプによって装着することができる。図８を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６は、スプール７６の中央装着穴９４を貫通する締結具８０、例えばキャップねじ８０．３とワッシャー９２で装着されている。締結具の材料および寸法は、特定の用途に応じて選択されることになる。炭層鋼または電気鋼などの比較的高い透磁率を有する材料を使用して、間隙コイル７４を通過する関連する磁束５０を集中させることが可能であるのに対して、アルミニウム、黄銅またはステンレス鋼などの比較的低い透磁率の材料を使用して、空芯を模倣し、それによって、間隙コイルアセンブリ８６がその中に位置する関連する間隙５４を横切る、内部の磁束５０の流れに対する影響が小さくなる。
【００１５】
図９を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６は、締結具８０、例えばソケットヘッドねじ８０．１を用いて装着されて、スプール７６内の中央装着穴９４の凹所に設けられた、肩つきスリーブ９８を含む、透磁性芯９６をさらに組み入れてある。例えば、透磁性芯９６には、炭素鋼、電気鋼、ミューメタル、フェライト、またはアモルファス金属、例えばＭＥＴＧＬＡＳ（登録商標）を含めることができる。肩つきスリーブ９８の長さは、必要とされる関連する磁気集束の程度に応じて、間隙コイルアセンブリ８６がその中に装着されている、関連する間隙５４に関係して調節することができる。
【００１６】
図１０を参照すると、多軸間隙コイルアセンブリ１００は、中央ハブ１０２の上に配設された複数の間隙コイルを含み、各間隙コイル７４の軸７８は、異なる方向に配向されており、それによって、その方向の磁界４８の対応する構成要素に対する感度をもたらす。多軸間隙コイルアセンブリ１００は、間隙コイル７４の１つのスプール７６内の凹所に設けられて、中央ハブ１０２を貫通する締結具８０、例えばソケットヘッドねじ８０．１を用いて装着されている個々の間隙コイル７４は、事前に組み立てて中央ハブ１０２に取り付けるか、または中央ハブ１０２に取り付けられているか、その一体部分である対応するスプール部分１０４のまわりに巻き付けることができる。例えば、中央ハブ１０２および関連するスプール部分１０４は、単一部品として射出成形されたプラスチックとすることもできる。中央ハブ１０２を構築するのに使用される材料は、関連する磁束５０を集中させる必要がない用途に対しては、比較的低い透磁率のもの、例えばプラスチックまたはアルミニウムとし、関連する磁束５０を関連する間隙コイル７４に近接して集中させるのが有益である用途に対しては、比較的高い透磁率のもの、例えばフェライト、炭素鋼、電気鋼またはミューメタルとすることができる。
【００１７】
多軸間隙コイルアセンブリ１００は、６つの間隙コイル７４で示してあり、３つは互いに直交する関係で配向されており、残りの３つは、それらに対して斜めに配向されている。ここで理解すべきことは、この間隙コイル７４の配設は、主として、様々な可能な配設を示すためのものであり、多軸間隙コイルアセンブリ１００が、その数の間隙コイル７４、または図に示したように配設された間隙コイル７４を備えなくてはならないとは解釈すべきではないことである。より具体的には、多軸間隙コイルアセンブリ１００は、その関連する軸７８が異なる方向に向けられた、少なくとも２つの間隙コイル７４を有し、それによって、車両１２のボディ構成要素間の間隙５４内に多軸磁界感度をもたらす。
【００１８】
一般的に、間隙コイル７４の形状、大きさ、ゲージ、および巻き数は、限定的ではなく、特定の用途または構成に対して適合または最適化させることが可能であり、例えば、間隙コイル７４を特定の周波数で共振するように適合させて、特定の間隙５４内に合わせるか、または関連する磁気回路５２．１、５２．２の磁気抵抗に特定の方法で影響を与えるようにすることができる。例えば、間隙コイル７４を共振から離れて動作させて、それの比較的平坦な周波数応答をもたらすことは有益であった。間隙コイル７４は、広範囲の知られているコイル設計および製造プロセスの任意のものに従って開発、製造することが可能であり、また所与の車両プラットホームにおける特定の装着姿勢および場所に対して選択または適合された、広範囲の既知のコネクタおよび装着構成の任意のものを用いて、小型化することができる。
【００１９】
複数の個別間隙コイル７４は、個々の間隙コイル７４をその間に間隔を空けたそれぞれの磁気センサ場所に配置することができるようにされた、共通ケーブルハーネスを用いて接続することによって、そうではなく既存の車両ハードウエア、例えばヒンジ３０またはストライカ２２、３４に準拠するように適合させる必要のあるコイルに対して、検知対象領域と磁束判別を向上させ、それによって同等または低いコストで安全化、冗長性、および／または事象判別の向上をもたらすことができる。間隙コイル７４は、小型、内臓式の、装着が容易であり、かつ関連する衝突検知システムにおいてある程度の冗長性をもたらすことが有益である。間隙コイル７４は、その機能を向上させるのに必要である場合には、近接電気構成要素、例えば、抵抗器、キャパシタ、参照インダクタ、ＩＣ、増幅器、Ａ／Ｄ、その他を含むように適合させることができる。
【００２０】
図１１を参照すると、磁気式衝突検知システム１０．３の第３の態様は、磁気センサ１８．１、１８．２を除外して第１の態様１０．１と同一であり、この磁気センサは、第３の態様１０．３においては、それぞれＡピラー６０とフロントドア２６の間、およびリアドア３８とＣピラー４２の間の、対応する第２の場所２０．１’’’’、２０．２’’’’に位置する、第１の間隙コイル２８’および第２の間隙コイル３２’であり、第１の間隙コイル２８’および第２の間隙コイル３２’は、それぞれ本明細書において開示した間隙コイル７４、間隙コイルアセンブリ８６または多軸間隙コイルアセンブリ１００と一致している。
【００２１】
図１２を参照すると、磁気式衝突検知システム１０．４の第４の態様は、次のことを除いて、第３の態様１０．３と同一であり、それは、第１のコイル１４が、フロントドア２６とＢピラー４０の間のそれぞれの間隙５４内の対応する第１の場所１６’に位置する、対応する第１のコイル１４’で置換されており、この第１のコイル１４’は、本明細書で開示した間隙コイル７４、間隙コイルアセンブリ８６または多軸間隙コイルアセンブリ１００と一致していることである。したがって、磁気式衝突検知システム１０．４の第４の態様には、全体を通して間隙コイル７４が組み入れられており、関連する間隙における間隙コイルの場所は、そうではなく既存の車両ハードウエアによって制約されるということがない。磁気式衝突検知システム１０．４の第４の態様は、さらに、次のように適合させてもよく、それはすなわち、コイルドライバ４４が、第１のコイル１４’の両端の電圧、それを流れる電流、および／またはそれが吸収する電力の測度を提供するとともに、このコイルドライバは、信号プロセッサ５６．３を介して、プロセッサ５８に動作可能に結合され、それによって、例えば、米国特許第６,５８７,０４８号の教示に従って、第１のコイル１４’の自己インダクタンスに応答性を有する磁気式衝突検知を行うか；または例えば、米国特許第６,５８３,６１６号の教示に従って、時間領域反射光測定技術を用いる磁気式衝突検知を行うように適合させてもよく、前記の参照した特許のそれぞれは参照によるその全文を本明細書に組み入れてある。
【００２２】
図１３ａ、１３ｂを参照すると、モデリングおよび試験の結果は、渦電流ＩＥが鋼製ピンまたは締結具８０の表面、ストライカ２２、３４、およびヒンジ３０に生成され、この渦電流ＩＥは、長手方向に関連する鋼芯１０６に沿って振動して、関連する鋼芯１０６の軸を包囲する、関連する周辺磁界ＢＥを生成することを示唆している。図１４、１５を参照すると、環状らせんコイル１０８が、ファラデーの法則に従い、関連する振動周辺磁界ＢＥに応答して電圧信号Ｖの生成を行い、それに応答して、環状らせんコイル１０８が関連する回路、例えば信号前処理装置５６．１、５６．２、５６．３に接続されるときに、関連する電流信号Ｉが生成される。環状らせんコイル１０８は、環状芯１１２のまわりの導通路１１０、例えば導線１１０．１、例えば銅線またはアルミニウム線の、巻線を含む。
【００２３】
図１４、１５において、環状芯１１２は、円形状（図１４）と均一な円形断面（図１５）を有する、すなわちドーナツ形状であるように図示してあるが、一般的に、環状芯１１２は、均一または不均一の任意の横断面を有する、任意の閉形状を有することができる。例えば、環状芯１１２は、ワッシャーのそれと類似する長方形横断面を有してもよい。環状芯１１２は、主軸Ｍと副軸ｍを含み、導通路１１０は、副軸ｍのまわりに少なくとも１回、巻かれるとともに、主軸Ｍのまわりに少なくとも１回、巻かれる。例えば、図１４に示す態様においては、導通路１１０は、副軸ｍのまわりに複数回、主軸Ｍのまわりに１回だけ巻かれている。副軸のまわりに少なくとも１回、巻き付けることによって、振動する周辺磁界ＢＥに応答する電圧信号Ｖの成分の生成が行われ、主軸Ｍのまわりに少なくとも１回、巻き付けることによって、振動する軸磁界ＢＣに応答する電圧信号Ｖの成分の生成が行われ、後者を図１３ａ、１３ｂに図示してある。
【００２４】
したがって、環状らせんコイル１０８は、軸磁界ＢＣおよび周辺磁界ＢＥの両方を検知するのに使用することができる。図１４、１５に示すドーナツ形環状芯１１２は、主半径Ｒ、副半径ｒ、および関連する外半径ｂおよび内半径ａ、ならびに副直径２ｒを含み、用途、すなわち環状１１２内の周辺磁束を集中させる必要があるかどうかに応じて、強磁性または非磁性の材料で構築することができる。上記の磁気センサ１８．１、１８．２、１８．３、１８．３’、１８．３’’には、関連するコイル２８、３２、６８、７４の代わりに、またはそれに追加して、環状らせんコイル１０８を含めてもよい。
【００２５】
例えば、図１５を参照すると、環状らせんコイルアセンブリ１１４は、関連する締結具８０、例えばキャップねじ８０．３を受け入れるように適合された中央装着穴９４のまわりのカプセル剤８８中にカプセル化された、環状らせんコイル１０８を含む。環状らせんコイル１０８について行ったモデリングおよび試験が示唆していることは、環状らせんコイル１０８と関連する鋼芯１０６がフロントドア２６またはリアドア３８および／または車両フレームに電気的に接続される場合に、渦電流ＩＥ（および、したがって、関連する周辺磁界ＢＥ）が、実質的に増強され、それによって、例えばヒンジ３０を介しての両方への電気接続が有益であることである。試験によれば、そうでなければ間隙コイルアセンブリ８６に好適な場所において、円形巻き間隙コイル７４の代わりに環状らせんコイル１０８を使用する場合に、より強い信号を得ることができることが示されている。
【００２６】
具体的な態様を詳細に説明したが、当業者であれば、本開示の全体教示に照らして、それらの詳細事項に様々な修正および変更を行うことができることを理解するであろう。したがって、開示した特定の配設は、説明だけを目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲には、添付のクレームおよびそのすべての均等物の全範囲が与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】車両内の磁気式衝突検知システムの第１の態様を示す概略ブロック図である。
【図２】車両内の磁気式衝突検知システムの第２の態様を示す概略ブロック図である。
【図３】図２に示す第２の態様からのいくつかのコイル、およびいくつかのコイル実施態様を示す、詳細図である
【図４】ドアヒンジのまわりのコイルのための様々な場所を示す図である。
【図５】ドア開放状態の検知を行うように、装着されたコイルを示す図である。
【図６】カプセル化コイルアセンブリを示す図である。
【図７】透磁性芯を組み入れたコイルアセンブリの一部を示す図である。
【図８】締結具を用いて装着するように適合されたコイルアセンブリの一部を示す図である。
【図９】透磁性芯をさらに含む、締結具を用いて装着するように適合されたコイルアセンブリの一部を示す図である。
【図１０】様々な方位に配設された複数のコイルを含む、コイルアセンブリを示す図である。
【００２８】
【図１１】車両内の磁気式衝突検知システムの第３の態様を示す概略ブロックである。
【図１２】車両内の磁気式衝突検知システムの第４の態様を示す概略ブロックである。
【図１３ａ】様々な強磁性要素における、渦電流、関連する磁界および軸方向磁界を示す図である。
【図１３ｂ】様々な強磁性体要素における、渦電流、関連する磁界および軸方向磁界を示す図である。
【図１４】トロイダルらせんコイルを示す図である。
【図１５】トロイダルらせんコイルアセンブリを示す図である。
【技術分野】
【０００１】
実施態様の説明
図１を参照すると、車両１２に組み込まれた磁気式衝突検知システム１０．１の第１の態様は、車両１２の対応する第１の場所１６における第１のコイル１４と、車両１２の対応する複数の第２の場所２０．１、２０．２における複数の磁気センサ１８．１、１８．２とを含む。例えば、図１に示す第１の態様において、第１のコイル１４は、フロントドア２６のドアラッチアセンブリ２４のストライカ２２のまわりに位置し、磁気センサ１８．１、１８．２は、フロントドア２６のヒンジ３０のまわりの第２のコイル２８、およびリアドア３８のドアラッチアセンブリ３６のストライカ３４のまわりの第３コイルを備え、ここでフロントドア２６のドアラッチアセンブリ２４のストライカ２２は、車両１２のＢピラー４０に動作可能に結合されており、リアドア３８のドアラッチアセンブリ３６のストライカ３４は、車両１２のＣピラー４２に動作可能に結合されている。第１のコイル１４は、コイルドライバ４４に動作可能に結合され、このコイルドライバ４４は、発振器４６に動作可能に結合されており、ここで、発振器４６からの発振信号が、コイルドライバ４４によって送られて、第１のコイル１４に関連する電流を生じさせ、それに応答して、第１のコイル１４は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２に、磁束５０を含む磁界４８を生成する。
【０００２】
第２コイル２８および第３のコイル３２は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の金属要素を包囲し、磁束５０は、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の関連する透磁性材料中を伝播して、関連する透磁性材料を包囲する第２のコイル２８および第３のコイル３２を通過して流れる。第２のコイル２８および第３のコイル３２は、ファラデーの磁気誘導の法則に従って、第２のコイル２８および第３のコイル３２の軸に沿って、それぞれ誘導される発振磁束５０、またはその成分に応答して、電圧信号を生成する。ヒンジ３０およびドアラッチアセンブリ２４、３６が、比較的低い磁気抵抗経路をその間にもたらす場所を除いて、ドア２４、３８は、車両１２の残部、例えばフレームから、その間にある間隙５４によって絶縁されている。
【０００３】
発振器４６は、単一周波数であるか、またはステップ状、連続掃引、もしくは同時の複数周波数であって、例えば、正弦波形、方形波形、三角波形またはその他の波形形状のいずれかを有する、発振信号を生成する。この周波数は、結果として得られる磁界４８が、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２を通過して十分な強度で導通されることによって、それと協働する関連する磁気センサ１８．１、１８．２からの有用な信号レベルを供給するように適合されている。例えば、発振周波数は、通常、鋼構造に対して約５０ｋＨｚ未満、例えば一態様においては１０〜２０ｋＨｚである。磁界４８は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の磁気抵抗
【数１】
に応答性を有し、この磁気抵抗は、その磁気回路の要素が関与する衝突および／または磁気回路内の間隙５４によって影響を受ける。
【０００４】
磁界４８は、磁気センサ１８．１、１８．２によって検知されて、それからの信号が、プロセッサ５８に動作可能に結合されている関連する信号プリプロセッサ５６．１、５６．２によって調整される。例えば、各信号プリプロセッサ５６．１、５６．２は、関連する磁気センサ１８．１、１８．２からの信号を、関連する復号器を用いて復号するとともに、関連するアナログ‐ディジタル変換器を用いてアナログ形態からディジタル形態に変換し、これがサンプリングされてプロセッサ５８に入力される。信号プリプロセッサ５６．１、５６．２は、また、増幅を行ってもよい。第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２における、特定の場所における磁界４８に対する変化は、光の速度でその中を伝播し、その全体にわたって観察される。したがって、磁気センサ１８．１、１８．２によって検知される磁界４８は、いずれもが側面衝突に関与する、または影響を受ける可能性のある、フロントドア２６およびリアドア３８ならびに隣接するＡピラー６０、Ｂピラー４０およびＣピラー４２を含む、磁気回路の残部の特性に関する情報を包含している。
【０００５】
磁気式衝突検知システム１０．１の第１の態様は、例えば、参照によりそれぞれの全文を本明細書に組み入れてある、米国特許第６,７７７,９２７号、第６,５８６,９２６号または第６,４０７,６６０号、あるいは米国特許出願第１０／６６６,１６５号または第１０／９４６,１５１号に開示されているような、様々なモードで動作することができる。したがって、磁気式衝突検知システム１０．１は、衝突の検出に応答して安全拘束アクチュエータ６２、例えばエアバッグシステムの制御を行うか、または、例えば、ドアの開放状態または部分的にラッチの掛かった状態、あるいは接近車両と磁気式衝突検知システム１０．１の近接磁界との相互作用に応答する切迫した衝突の予測に応答して、インジケータ６４、例えば警報ランプ、警報メッセージ、または音声アラームの起動を行う。
【０００６】
第１のコイル１４を送信コイル６６として、中央位置、例えばＢピラー４０の近傍に配設し、それと協働する複数の磁気センサ１８．１、１８．２、例えば受信コイル６８を、それに対して比較的遠位の場所、例えば、それぞれＡピラー６０およびＣピラー４２の近傍に配設することによって、車両の側面にあるフロントドア２６またはリアドア３８のいずれかに影響を与える外乱に応答性を有するが、単一の送信コイル６６、例えば図１に示してある、第１のコイル１４だけを必要とする、磁気式衝突検知システム１０．１が得られる。代替的に、磁気式衝突検知システム１０．１は、第２のコイル２８または第３のコイル３２のいずれかが送信コイル６２として作用し、残りのコイルが関連する磁気センサ１８．１、１８．２として作用するように、適合させることもできる。
【０００７】
図２を参照すると、磁気式衝突検知システム１０．２の第２の態様は、上述した第１の態様１０．１のすべての特徴を組み入れるとともに、少なくとも１つの追加の磁気センサ１８．３を、固定ボディ構造とドア、例えばフロントドア２６との間の間隙５４内にさらに備える。図２は、フロントドア２６の前縁７０と、隣接するＡピラー６０の縁７２との間に位置する、追加の磁気センサ１８．３を示しているが、追加の磁気センサ１８．３は、フロントドア２６もしくはリアドア３８と、車両１２の固定ボディ構造の間の間隙５４内の別の場所に配置することもできる。追加の磁気センサ１８．３は、関連する信号プリプロセッサ５６．３に動作可能に結合されており、このプリプロセッサは、プロセッサ５８に結合されて、安全化用に、または１次衝突検出信号として使用することのできる、信号を提供する。
【０００８】
一般的に、送信コイル６６および受信コイル６８が配置されている、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の機械構成要素は、その他の機能のために構築されている。例えば、ヒンジ３０およびストライカ２２、３４は、１次機能、例えば乗員の乗車、下車および車両ロックを容易にするために設計されており、その構成要素は、一般に、強度、幾何学形状、材料および設計制約を決定する関連する仕様にしたがって構築される。したがって、磁気透過性の部材を取り巻く、送信コイル６６および受信コイル６８を構成することは、他の点では難題となることもあり、他の状態では、時間変化する磁界を生成または検知する、それらの１次機能に対して、送信コイル６６または受信コイル６８の最適化を制約する可能性がある、コイル形状、巻き数、コネクタアクセスおよびワイヤゲージについての制約を受けることもある。また、広範囲のヒンジ３０およびストライカ２２、３４の設計があると、送信コイル６６または受信コイル６８が、金属を取り巻く必要がある場合には、送信コイル６６または受信コイル６８を広範囲の車両プラットホームに対して標準化することは困難であることもあり、これは、所与の車両プラットホームに対するこれら、および関連する構成要素のコストを増大させる可能がある。さらに、既存の構成要素のまわりに組み付けることを意図されたコイルは、車両内におけるその構成要素の最終組立の前に、実装する必要がある場合があり、このことから、コイルと構成要素の一体化を可能にするために、その構成要素の供給業者との緊密な協働が必要となる。例えば、多数のヒンジ３０に対して、その上にコイルを含めるには、コイルを、ヒンジ３０とともにＥ塗装（E-coat）工程に供することが必要となる。
【０００９】
図３を参照すると、図２からのＡピラー６０およびフロントドア２６の分解図３００をより詳細に示して、それぞれが、Ａピラー６０とフロントドア２６の間の間隙５４内に配置するのに十分なほど小さい間隙コイル７４を備える、追加の磁気センサ１８．３、１８．３’、１８．３’’のいくつかの態様をより詳細に図解してある。追加の磁気センサ１８．３、１８．３’、１８．３’’の間隙コイル７４は、第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２の既存の磁気透過性構成要素を包囲するようには必ずしも制約されず、車両１２の近接構成要素の幾何学形状または機能によって不利に制約されることのない場所に、間隙コイル７４の配置を行えるようにされている。間隙コイル７４は関連するスプール７６のまわりに巻かれており、このスプールは、車両の固定構造、例えば、フロントドア２６の前縁７０に面するＡピラー６０の縁７２に固定されている。磁気式衝突検知システム１０．２の第２の態様においては、例えば、磁束５０の近接場における変化から生じる、間隙５４内の磁束５０に対して、および／または周囲の金属構造を通過して伝播する渦電流に対して、応答性を有する受信コイル６８として使用されているが、一般に、間隙コイル７４は、送信コイル６６または受信コイル６８のいずれかとして使用することができる。間隙コイル７４は、監視すべき衝突またはその他の外乱に応答して、それによって生成される信号の信号対雑音比を最適化するように配向することができる。
【００１０】
例えば、第１の磁気センサ１８．３’において、間隙コイル７４の軸７８は、Ａピラー６０の縁７２に対して、またフロントドア２６が閉じられるときには、フロントドア２６の前縁７０に対して、実質的に直角である。第１の磁気センサ１８．３’は、関連するスプール７６を貫通する締結具８０、例えば、スプール７６内の座ぐり（counterbore）を貫通するソケットヘッドねじ８０．１で、Ａピラー６０に取り付けられる。締結具８０の透磁率は、関連する間隙コイル７４の検知または磁界生成要件に応じて、適合させることができる。例えば、第１の磁気センサ１８．３’と関連する締結具８０は、間隙コイル７４の軸７８と実質的に位置合わせされており、その結果として、比較的高い透磁率を有する材料、例えば炭素鋼または電気鋼の締結具８０は、磁束５０を間隙コイル７４を通過して集中させる傾向があるのに対して、比較的低い透磁率の材料、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムまたは黄銅の締結具は、空芯（air core）に類似する傾向があり、その結果として、磁気センサ１８．３’は、関連する第１の磁気回路５２．１および第２の磁気回路５２．２を動揺させ難い。別の例として、第２の磁気センサ１８．３’’において、間隙コイル７４の軸７８は、Ａピラー６０の縁７２とフロントドア２６の前縁７０に対して実質的に平行であり、その結果、関連する間隙５４の長さと実質的に整列されている。第２の磁気センサ１８．３’’は、関連するスプール７６から吊り下げられたフランジを介して、締結具８０でＡピラー６０に取り付けて示してある
【００１１】
図３は、また、フロントドア２６のヒンジ３０のまわりの第２のコイル２８も示している。図４を参照すると、第２のコイル２８は、ヒンジ３０に対して、様々な第２の場所２０．１’、２０．１’’、２０．１’’’に配置することができる。例えば、一態様において、第２の場所２０．１’は、ヒンジプレート３０．１の部分のまわりであり、このヒンジプレート３０．１は、Ａピラー６０またはＢピラー４０とヒンジジョイント３０．２との間の場所で、固定車両構造、例えばＡピラー６０またはＢピラー４０に取り付けられている。別の態様において、第２の場所２０．１’’は、ヒンジプレート３０．１の部分のまわりであり、このヒンジプレート３０．１は、ヒンジプレート３０．１がＡピラー６０またはＢピラー４０にボルト付けされている場所において、固定車両構造、例えばＡピラー６０またはＢピラー４０に取り付けられている。さらに別の態様においては、第２の場所２０．１’’’は、ヒンジプレート３０．３の部分のまわりであり、このヒンジプレート３０．３は、フロントドア２６またはリアドア３８の前縁７０と、ヒンジジョイント３０．２の間の場所において、フロントドア２６またはリアドア３８に取り付けられている。
【００１２】
図５を参照すると、間隙コイル７４は、Ｂピラー４０またはＣピラー４２の上に、外向き表面８２と、それぞれフロントドア２８およびリアドア３８の対応する近接内向き表面８４との間の間隙５４における外向き表面８２上に装着することができる。図５に示す態様において、間隙コイル７４は、そのまわりにコイルが巻かれているスプール７６を貫通する平頭ねじ８０．２によって、外向き表面８２に固定されている。図５に示す間隙コイル７４は、関連するフロントドア２６またはリアドア３８のドア開放状態に応答する第１の磁気回路５２．１または第２の磁気回路５２．２の磁気抵抗の変化に応答性を有し、したがって、それを指示する信号を生成して、それによって例えば、閉止ドア、部分的にラッチされたドア、および開放ドアの区別をするのに使用することができる。
【００１３】
図６を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６は、スプール７６のまわりに巻かれた間隙コイル７４を含み、その両方が、カプセル剤８８、例えばシリコーンポッティング化合物内にカプセル化されており、それによって環境に誘発される劣化を軽減することができる。間隙コイル７４は、例えば、ワイヤ、例えば２０〜５０ゲージのエナメル被覆導線、例えば銅またはアルミニウムの巻線である。スプール７６は、例えば、プラスチックまたはアルミニウムなどの比較的剛性のある材料でできている。
図７を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６には、フェライト、ミューメタル、またはアモルファス金属、例えばＭＥＴＧＬＡＳ（登録商標）などの比較的高い透磁率を有する材料の芯９０をさらに含めてよい。
【００１４】
図６および図７に示す間隙コイルアセンブリ８６は、例えば、接着またはクランプによって装着することができる。図８を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６は、スプール７６の中央装着穴９４を貫通する締結具８０、例えばキャップねじ８０．３とワッシャー９２で装着されている。締結具の材料および寸法は、特定の用途に応じて選択されることになる。炭層鋼または電気鋼などの比較的高い透磁率を有する材料を使用して、間隙コイル７４を通過する関連する磁束５０を集中させることが可能であるのに対して、アルミニウム、黄銅またはステンレス鋼などの比較的低い透磁率の材料を使用して、空芯を模倣し、それによって、間隙コイルアセンブリ８６がその中に位置する関連する間隙５４を横切る、内部の磁束５０の流れに対する影響が小さくなる。
【００１５】
図９を参照すると、間隙コイルアセンブリ８６は、締結具８０、例えばソケットヘッドねじ８０．１を用いて装着されて、スプール７６内の中央装着穴９４の凹所に設けられた、肩つきスリーブ９８を含む、透磁性芯９６をさらに組み入れてある。例えば、透磁性芯９６には、炭素鋼、電気鋼、ミューメタル、フェライト、またはアモルファス金属、例えばＭＥＴＧＬＡＳ（登録商標）を含めることができる。肩つきスリーブ９８の長さは、必要とされる関連する磁気集束の程度に応じて、間隙コイルアセンブリ８６がその中に装着されている、関連する間隙５４に関係して調節することができる。
【００１６】
図１０を参照すると、多軸間隙コイルアセンブリ１００は、中央ハブ１０２の上に配設された複数の間隙コイルを含み、各間隙コイル７４の軸７８は、異なる方向に配向されており、それによって、その方向の磁界４８の対応する構成要素に対する感度をもたらす。多軸間隙コイルアセンブリ１００は、間隙コイル７４の１つのスプール７６内の凹所に設けられて、中央ハブ１０２を貫通する締結具８０、例えばソケットヘッドねじ８０．１を用いて装着されている個々の間隙コイル７４は、事前に組み立てて中央ハブ１０２に取り付けるか、または中央ハブ１０２に取り付けられているか、その一体部分である対応するスプール部分１０４のまわりに巻き付けることができる。例えば、中央ハブ１０２および関連するスプール部分１０４は、単一部品として射出成形されたプラスチックとすることもできる。中央ハブ１０２を構築するのに使用される材料は、関連する磁束５０を集中させる必要がない用途に対しては、比較的低い透磁率のもの、例えばプラスチックまたはアルミニウムとし、関連する磁束５０を関連する間隙コイル７４に近接して集中させるのが有益である用途に対しては、比較的高い透磁率のもの、例えばフェライト、炭素鋼、電気鋼またはミューメタルとすることができる。
【００１７】
多軸間隙コイルアセンブリ１００は、６つの間隙コイル７４で示してあり、３つは互いに直交する関係で配向されており、残りの３つは、それらに対して斜めに配向されている。ここで理解すべきことは、この間隙コイル７４の配設は、主として、様々な可能な配設を示すためのものであり、多軸間隙コイルアセンブリ１００が、その数の間隙コイル７４、または図に示したように配設された間隙コイル７４を備えなくてはならないとは解釈すべきではないことである。より具体的には、多軸間隙コイルアセンブリ１００は、その関連する軸７８が異なる方向に向けられた、少なくとも２つの間隙コイル７４を有し、それによって、車両１２のボディ構成要素間の間隙５４内に多軸磁界感度をもたらす。
【００１８】
一般的に、間隙コイル７４の形状、大きさ、ゲージ、および巻き数は、限定的ではなく、特定の用途または構成に対して適合または最適化させることが可能であり、例えば、間隙コイル７４を特定の周波数で共振するように適合させて、特定の間隙５４内に合わせるか、または関連する磁気回路５２．１、５２．２の磁気抵抗に特定の方法で影響を与えるようにすることができる。例えば、間隙コイル７４を共振から離れて動作させて、それの比較的平坦な周波数応答をもたらすことは有益であった。間隙コイル７４は、広範囲の知られているコイル設計および製造プロセスの任意のものに従って開発、製造することが可能であり、また所与の車両プラットホームにおける特定の装着姿勢および場所に対して選択または適合された、広範囲の既知のコネクタおよび装着構成の任意のものを用いて、小型化することができる。
【００１９】
複数の個別間隙コイル７４は、個々の間隙コイル７４をその間に間隔を空けたそれぞれの磁気センサ場所に配置することができるようにされた、共通ケーブルハーネスを用いて接続することによって、そうではなく既存の車両ハードウエア、例えばヒンジ３０またはストライカ２２、３４に準拠するように適合させる必要のあるコイルに対して、検知対象領域と磁束判別を向上させ、それによって同等または低いコストで安全化、冗長性、および／または事象判別の向上をもたらすことができる。間隙コイル７４は、小型、内臓式の、装着が容易であり、かつ関連する衝突検知システムにおいてある程度の冗長性をもたらすことが有益である。間隙コイル７４は、その機能を向上させるのに必要である場合には、近接電気構成要素、例えば、抵抗器、キャパシタ、参照インダクタ、ＩＣ、増幅器、Ａ／Ｄ、その他を含むように適合させることができる。
【００２０】
図１１を参照すると、磁気式衝突検知システム１０．３の第３の態様は、磁気センサ１８．１、１８．２を除外して第１の態様１０．１と同一であり、この磁気センサは、第３の態様１０．３においては、それぞれＡピラー６０とフロントドア２６の間、およびリアドア３８とＣピラー４２の間の、対応する第２の場所２０．１’’’’、２０．２’’’’に位置する、第１の間隙コイル２８’および第２の間隙コイル３２’であり、第１の間隙コイル２８’および第２の間隙コイル３２’は、それぞれ本明細書において開示した間隙コイル７４、間隙コイルアセンブリ８６または多軸間隙コイルアセンブリ１００と一致している。
【００２１】
図１２を参照すると、磁気式衝突検知システム１０．４の第４の態様は、次のことを除いて、第３の態様１０．３と同一であり、それは、第１のコイル１４が、フロントドア２６とＢピラー４０の間のそれぞれの間隙５４内の対応する第１の場所１６’に位置する、対応する第１のコイル１４’で置換されており、この第１のコイル１４’は、本明細書で開示した間隙コイル７４、間隙コイルアセンブリ８６または多軸間隙コイルアセンブリ１００と一致していることである。したがって、磁気式衝突検知システム１０．４の第４の態様には、全体を通して間隙コイル７４が組み入れられており、関連する間隙における間隙コイルの場所は、そうではなく既存の車両ハードウエアによって制約されるということがない。磁気式衝突検知システム１０．４の第４の態様は、さらに、次のように適合させてもよく、それはすなわち、コイルドライバ４４が、第１のコイル１４’の両端の電圧、それを流れる電流、および／またはそれが吸収する電力の測度を提供するとともに、このコイルドライバは、信号プロセッサ５６．３を介して、プロセッサ５８に動作可能に結合され、それによって、例えば、米国特許第６,５８７,０４８号の教示に従って、第１のコイル１４’の自己インダクタンスに応答性を有する磁気式衝突検知を行うか；または例えば、米国特許第６,５８３,６１６号の教示に従って、時間領域反射光測定技術を用いる磁気式衝突検知を行うように適合させてもよく、前記の参照した特許のそれぞれは参照によるその全文を本明細書に組み入れてある。
【００２２】
図１３ａ、１３ｂを参照すると、モデリングおよび試験の結果は、渦電流ＩＥが鋼製ピンまたは締結具８０の表面、ストライカ２２、３４、およびヒンジ３０に生成され、この渦電流ＩＥは、長手方向に関連する鋼芯１０６に沿って振動して、関連する鋼芯１０６の軸を包囲する、関連する周辺磁界ＢＥを生成することを示唆している。図１４、１５を参照すると、環状らせんコイル１０８が、ファラデーの法則に従い、関連する振動周辺磁界ＢＥに応答して電圧信号Ｖの生成を行い、それに応答して、環状らせんコイル１０８が関連する回路、例えば信号前処理装置５６．１、５６．２、５６．３に接続されるときに、関連する電流信号Ｉが生成される。環状らせんコイル１０８は、環状芯１１２のまわりの導通路１１０、例えば導線１１０．１、例えば銅線またはアルミニウム線の、巻線を含む。
【００２３】
図１４、１５において、環状芯１１２は、円形状（図１４）と均一な円形断面（図１５）を有する、すなわちドーナツ形状であるように図示してあるが、一般的に、環状芯１１２は、均一または不均一の任意の横断面を有する、任意の閉形状を有することができる。例えば、環状芯１１２は、ワッシャーのそれと類似する長方形横断面を有してもよい。環状芯１１２は、主軸Ｍと副軸ｍを含み、導通路１１０は、副軸ｍのまわりに少なくとも１回、巻かれるとともに、主軸Ｍのまわりに少なくとも１回、巻かれる。例えば、図１４に示す態様においては、導通路１１０は、副軸ｍのまわりに複数回、主軸Ｍのまわりに１回だけ巻かれている。副軸のまわりに少なくとも１回、巻き付けることによって、振動する周辺磁界ＢＥに応答する電圧信号Ｖの成分の生成が行われ、主軸Ｍのまわりに少なくとも１回、巻き付けることによって、振動する軸磁界ＢＣに応答する電圧信号Ｖの成分の生成が行われ、後者を図１３ａ、１３ｂに図示してある。
【００２４】
したがって、環状らせんコイル１０８は、軸磁界ＢＣおよび周辺磁界ＢＥの両方を検知するのに使用することができる。図１４、１５に示すドーナツ形環状芯１１２は、主半径Ｒ、副半径ｒ、および関連する外半径ｂおよび内半径ａ、ならびに副直径２ｒを含み、用途、すなわち環状１１２内の周辺磁束を集中させる必要があるかどうかに応じて、強磁性または非磁性の材料で構築することができる。上記の磁気センサ１８．１、１８．２、１８．３、１８．３’、１８．３’’には、関連するコイル２８、３２、６８、７４の代わりに、またはそれに追加して、環状らせんコイル１０８を含めてもよい。
【００２５】
例えば、図１５を参照すると、環状らせんコイルアセンブリ１１４は、関連する締結具８０、例えばキャップねじ８０．３を受け入れるように適合された中央装着穴９４のまわりのカプセル剤８８中にカプセル化された、環状らせんコイル１０８を含む。環状らせんコイル１０８について行ったモデリングおよび試験が示唆していることは、環状らせんコイル１０８と関連する鋼芯１０６がフロントドア２６またはリアドア３８および／または車両フレームに電気的に接続される場合に、渦電流ＩＥ（および、したがって、関連する周辺磁界ＢＥ）が、実質的に増強され、それによって、例えばヒンジ３０を介しての両方への電気接続が有益であることである。試験によれば、そうでなければ間隙コイルアセンブリ８６に好適な場所において、円形巻き間隙コイル７４の代わりに環状らせんコイル１０８を使用する場合に、より強い信号を得ることができることが示されている。
【００２６】
具体的な態様を詳細に説明したが、当業者であれば、本開示の全体教示に照らして、それらの詳細事項に様々な修正および変更を行うことができることを理解するであろう。したがって、開示した特定の配設は、説明だけを目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲には、添付のクレームおよびそのすべての均等物の全範囲が与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】車両内の磁気式衝突検知システムの第１の態様を示す概略ブロック図である。
【図２】車両内の磁気式衝突検知システムの第２の態様を示す概略ブロック図である。
【図３】図２に示す第２の態様からのいくつかのコイル、およびいくつかのコイル実施態様を示す、詳細図である
【図４】ドアヒンジのまわりのコイルのための様々な場所を示す図である。
【図５】ドア開放状態の検知を行うように、装着されたコイルを示す図である。
【図６】カプセル化コイルアセンブリを示す図である。
【図７】透磁性芯を組み入れたコイルアセンブリの一部を示す図である。
【図８】締結具を用いて装着するように適合されたコイルアセンブリの一部を示す図である。
【図９】透磁性芯をさらに含む、締結具を用いて装着するように適合されたコイルアセンブリの一部を示す図である。
【図１０】様々な方位に配設された複数のコイルを含む、コイルアセンブリを示す図である。
【００２８】
【図１１】車両内の磁気式衝突検知システムの第３の態様を示す概略ブロックである。
【図１２】車両内の磁気式衝突検知システムの第４の態様を示す概略ブロックである。
【図１３ａ】様々な強磁性要素における、渦電流、関連する磁界および軸方向磁界を示す図である。
【図１３ｂ】様々な強磁性体要素における、渦電流、関連する磁界および軸方向磁界を示す図である。
【図１４】トロイダルらせんコイルを示す図である。
【図１５】トロイダルらせんコイルアセンブリを示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．車両のボディまたは構造の２つの部分間の、少なくとも１つの第１の場所における間隙内の磁束の検知を行い、前記磁束は前記車両の前記ボディまたは構造の外乱に応答性を有すること；
ｂ．前記磁束の検知の動作に応答して少なくとも１つの信号の生成を行うこと；および
ｃ．前記信号に応答して、前記車両の要素の制御を行うこと、
を含む、車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項２】
磁束を検知する動作と、それに応答して少なくとも１つの信号を生成する動作とが、少なくとも１つの第１のコイルを間隙内に設置して、前記磁束を受け入れるようにすること、および前記磁束における変化に応答して前記少なくとも１つのコイルを用いて前記信号を生成することを含む、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項３】
対応する少なくとも１つの第１のコイルの少なくとも１つの軸は、間隙の境界を定める表面に実質的に直角に配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項４】
対応する少なくとも１つの第１のコイルの少なくとも１つの軸は、間隙の境界を定める表面に実質的に平行に配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項５】
対応する少なくとも１つの第１のコイルの少なくとも１つの軸は、間隙の境界を定める表面に実質的に斜めに配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項６】
少なくとも１つの第１のコイルは、複数の第１のコイルを含み、少なくとも２つの対応する前記第１のコイルの少なくとも２つの軸は、異なる方向に配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項７】
少なくとも１つの第１のコイルは、強磁性芯を含む、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項８】
少なくとも１つの第１のコイルは、間隙の境界を定める表面に接着されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項９】
少なくとも１つの第１のコイルは、該少なくとも１つの第１のコイルの中央部分を貫通する締結具で、車両のボディまたは構造に動作可能に結合されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの第１のコイルは、車両のボディまたは構造の外向き表面と、前記車両の近位ドアの内向き表面との間に位置する、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの第１のコイルは、環状らせんコイルを含む、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの信号を生成する動作は、少なくとも１つの第１のコイルの自己インダクタンスに応答する信号を生成することを含む、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１３】
車両の要素は、安全拘束システムを含み、前記要素を制御する動作は、車両ボディが関与する衝突の検出に応答して前記安全拘束システムの起動を制御することを含み、前記検出は、少なくとも１つの信号に応答性を有する、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１４】
車両の要素は、ドア開放状態に応答性を有する要素を含み、前記要素を制御する動作は、少なくとも１つの信号からドア開放状態を検出すること、および前記ドア開放状態に応答して前記要素を制御することを含む、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１５】
車両ボディ内に磁束の少なくとも一部の生成を行うことをさらに含み、前記磁束の少なくとも一部を生成する動作は、前記車両のボディまたは構造と動作可能に関連する第２のコイルを備える、第２の場所においてであり、前記第２の場所は、前記少なくとも１つの第１の場所と異なっており、前記磁束の少なくとも一部を生成する動作は、第２のコイルに電流を流すことを含む、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１６】
第２の場所は、車両のＢピラーに近接する場所、前記車両のＡピラーに近接する場所、および前記車両のＣピラーに近接する場所の内の１つから選択され、少なくとも１つの第１の場所は、車両のＢピラーに近接する場所、前記車両のＡピラーに近接する場所、および前記車両のＣピラーに近接する場所の内の別の１つから選択される、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１７】
第２のコイルは、第２の場所に近接する、車両のボディまたは構造の２つの部分の間の間隙内に設置される、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１８】
第２のコイルは、第２の場所に近接する、車両の構成要素のまわりに設置され、前記構成要素は、ヒンジまたはドアラッチ機構の要素である、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの信号を生成する動作は、第２のコイルによって生成される磁束の少なくとも一部に応答する信号を生成することを含む、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項２０】
車両の磁気式衝突検知システムであって、
ａ．前記車両の第１の場所における第１のコイル；
ｂ．前記車両の複数の第２の場所における複数の磁気検知要素であって、前記第１の場所は、車両のＢピラーに近接する場所、前記車両のＡピラーに近接する場所、および前記車両のＣピラーに近接する場所の内の１つから選択され、前記複数の第２の場所は、前記車両のＡピラーに近接する場所、前記車両のＣピラーに近接する場所、および前記車両のＢピラーに近接する場所の内の別の１つから選択される、前記複数の磁気検知要素；
ｃ．前記第１のコイルに流される時間変化信号であって、それに応答して前記第１のコイルは、前記車両のボディまたは構造内に磁束を生成する、前記時間変化信号；
ｄ．前記複数の磁気検知要素と動作可能に関連するプロセッサであって、前記対応する複数の磁気検知要素からの複数の信号の少なくとも１つに応答して、前記車両の動揺に応答する信号を生成する、前記プロセッサ、
を含む、前記車両の磁気式衝突検知システム。
【請求項１】
ａ．車両のボディまたは構造の２つの部分間の、少なくとも１つの第１の場所における間隙内の磁束の検知を行い、前記磁束は前記車両の前記ボディまたは構造の外乱に応答性を有すること；
ｂ．前記磁束の検知の動作に応答して少なくとも１つの信号の生成を行うこと；および
ｃ．前記信号に応答して、前記車両の要素の制御を行うこと、
を含む、車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項２】
磁束を検知する動作と、それに応答して少なくとも１つの信号を生成する動作とが、少なくとも１つの第１のコイルを間隙内に設置して、前記磁束を受け入れるようにすること、および前記磁束における変化に応答して前記少なくとも１つのコイルを用いて前記信号を生成することを含む、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項３】
対応する少なくとも１つの第１のコイルの少なくとも１つの軸は、間隙の境界を定める表面に実質的に直角に配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項４】
対応する少なくとも１つの第１のコイルの少なくとも１つの軸は、間隙の境界を定める表面に実質的に平行に配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項５】
対応する少なくとも１つの第１のコイルの少なくとも１つの軸は、間隙の境界を定める表面に実質的に斜めに配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項６】
少なくとも１つの第１のコイルは、複数の第１のコイルを含み、少なくとも２つの対応する前記第１のコイルの少なくとも２つの軸は、異なる方向に配向されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項７】
少なくとも１つの第１のコイルは、強磁性芯を含む、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項８】
少なくとも１つの第１のコイルは、間隙の境界を定める表面に接着されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項９】
少なくとも１つの第１のコイルは、該少なくとも１つの第１のコイルの中央部分を貫通する締結具で、車両のボディまたは構造に動作可能に結合されている、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの第１のコイルは、車両のボディまたは構造の外向き表面と、前記車両の近位ドアの内向き表面との間に位置する、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの第１のコイルは、環状らせんコイルを含む、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの信号を生成する動作は、少なくとも１つの第１のコイルの自己インダクタンスに応答する信号を生成することを含む、請求項２に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１３】
車両の要素は、安全拘束システムを含み、前記要素を制御する動作は、車両ボディが関与する衝突の検出に応答して前記安全拘束システムの起動を制御することを含み、前記検出は、少なくとも１つの信号に応答性を有する、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１４】
車両の要素は、ドア開放状態に応答性を有する要素を含み、前記要素を制御する動作は、少なくとも１つの信号からドア開放状態を検出すること、および前記ドア開放状態に応答して前記要素を制御することを含む、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１５】
車両ボディ内に磁束の少なくとも一部の生成を行うことをさらに含み、前記磁束の少なくとも一部を生成する動作は、前記車両のボディまたは構造と動作可能に関連する第２のコイルを備える、第２の場所においてであり、前記第２の場所は、前記少なくとも１つの第１の場所と異なっており、前記磁束の少なくとも一部を生成する動作は、第２のコイルに電流を流すことを含む、請求項１に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１６】
第２の場所は、車両のＢピラーに近接する場所、前記車両のＡピラーに近接する場所、および前記車両のＣピラーに近接する場所の内の１つから選択され、少なくとも１つの第１の場所は、車両のＢピラーに近接する場所、前記車両のＡピラーに近接する場所、および前記車両のＣピラーに近接する場所の内の別の１つから選択される、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１７】
第２のコイルは、第２の場所に近接する、車両のボディまたは構造の２つの部分の間の間隙内に設置される、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１８】
第２のコイルは、第２の場所に近接する、車両の構成要素のまわりに設置され、前記構成要素は、ヒンジまたはドアラッチ機構の要素である、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの信号を生成する動作は、第２のコイルによって生成される磁束の少なくとも一部に応答する信号を生成することを含む、請求項１５に記載の車両の磁気的動揺の検知を行う方法。
【請求項２０】
車両の磁気式衝突検知システムであって、
ａ．前記車両の第１の場所における第１のコイル；
ｂ．前記車両の複数の第２の場所における複数の磁気検知要素であって、前記第１の場所は、車両のＢピラーに近接する場所、前記車両のＡピラーに近接する場所、および前記車両のＣピラーに近接する場所の内の１つから選択され、前記複数の第２の場所は、前記車両のＡピラーに近接する場所、前記車両のＣピラーに近接する場所、および前記車両のＢピラーに近接する場所の内の別の１つから選択される、前記複数の磁気検知要素；
ｃ．前記第１のコイルに流される時間変化信号であって、それに応答して前記第１のコイルは、前記車両のボディまたは構造内に磁束を生成する、前記時間変化信号；
ｄ．前記複数の磁気検知要素と動作可能に関連するプロセッサであって、前記対応する複数の磁気検知要素からの複数の信号の少なくとも１つに応答して、前記車両の動揺に応答する信号を生成する、前記プロセッサ、
を含む、前記車両の磁気式衝突検知システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２００７−５２４５３９（Ｐ２００７−５２４５３９Ａ）
【公表日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４５６０６（Ｐ２００６−５４５６０６）
【出願日】平成１６年１２月２１日（２００４．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４３１７１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６２９０１
【国際公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（３９９０４２２４７）オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド (28)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２１日（２００４．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４３１７１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６２９０１
【国際公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（３９９０４２２４７）オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド (28)
【Ｆターム（参考）】
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