説明

磁気衝突センサー

少なくとも1つの時間変化する信号(24)が、車両(12)と協働する関係にあって異なった場所(18.1、18.2、18.3、18.4、18.k)に広がって設けられた複数のコイル構成要素(14)に加えられる。コイル構成要素(14)は、車両(12)と相互作用する、対応する複数の磁場成分(30.1、30.2、30.3、30.4、30.k)を生成する。少なくとも1つの検知回路(32、32.1、32.2)が、コイル構成要素(14)からの信号成分に応答して検知信号(38)を発生させ、車両(12)の時期的状態の変化の検出を可能にする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願はその全体がここに参照として組み込まれる、2005年7月29日に出願された米国仮出願シリアル番号60/595,718 の利益を請求するものである。
【背景技術】
【0002】
図1a, 1b, そして 2 を参照すると、最初の態様10.1に従う最初の実施例である、車両12に動作可能に関連する磁気センサー10は、電気的に直列に接続され、車両12の様々な関連する異なる部分18.1、18.2、18.3、18.4、および18.kと協働するように適合された検知領域16に亘って配置された複数のコイル構成要素14を含む。前記様々なコイル構成要素14は図1aに図解されるように重なっていないか、図1bに図解されるように重なっているか、図1cに図解されるように、前記コイル構成要素14の一部(L1、L2)は重なっていて、他の前記コイル構成要素(L3,L4,・・・Lk)は重なっていなくても良い。シグナルジェネレータ22から構成される時間変化信号源20は前記複数のコイル構成要素14に稼動的に連結している例えば、コイルドライバ26を通じて少なくとも一つの時間変化信号24を生成する。
【0003】
例えば、図2を参照すると、最初の実施例に従い、前記複数のコイル構成要素14は複数のk導電コイル構成要素L’1,L’2,L’3,L’4,・・・L’kから構成される。それらのそれぞれは、対応する直列接続された抵抗器R1,R2,R3,R4,・・・Rkを伴う関連する自己インダクタンスL1,L2,L3,L4,・・・Lkとしてモデル化される。前記複数のコイル構成要素14は直列に結合されていて、前記複数のコイル構成要素14を通って、検知抵抗器Rsを介して時間変化電圧源20.1から加えられる時間変化電圧信号vが、関連する直列回路28を通して流れる、結果電流iを生じさせる、。前記関連するコイル構成要素L’1,L’2,L’3,L’4,・・・L’kのそれぞれはその配置状態に応じて関連する磁界コンポーネント30.1、30.2、30.3、30.4、・・・30.kとそれを通る電流iを生成する。
【0004】
前記関連する磁界コンポーネント30.1、30.2、30.3、30.4・・・30.kは前記車両12の前記関連する異なる部分18.1、18.2、18.3、18.4、そして18.kと相互作用し、それらは、関連するコイル構成要素L’1,L’2,L’3,L’4,・・・L’kの実効インピーダンスZ1,Z2,Z3,Z4,・・・Zkに影響を与え、それにより、前記関連する直列回路28を通して前記関連する複素電流値iに影響を与える。信号コンディショナーとプリプロセッサー回路34を含む検知回路32.1が、前記検知抵抗器Rs両端間の電圧降下から、前記複数のコイル構成要素14のそれぞれを通して流れる、前記電流iを検知する。
【0005】
前記少なくとも一つの時間変化信号24あるいは、前記シグナルジェネレータ22からの信号、そして少なくとも応答電流iを少なくとも表す前記信号コンディショナーとプリプロセッサー回路34からの信号は、コントローラー40がアクチュエーター42を制御するために提供する対応する前記コイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kの前記インピーダンスZ1,Z2,Z3,Z4,・・・Zkに対応した測定量を含む検知信号38を得るために設けられた前記検知回路32.1のプロセッサー36と動作可能に結合される。そして、その検知信号に対して直接に応答するか、または第二のセンサー、例えば故障センサーからの第二の確認信号との組み合わせに応答して、アクチュエーター42の制御を行う、あるいは前記車両12の運転者または搭乗者へ若しくは他のシステムへの関連する情報の提供を行うものである。例えば、前記アクチュエータ42は安全拘束システム、例えば、エアバッグインフレータ(例えば、前部、横側、上部、後部、シートベルトあるいは外部)、シートベルトプリテンションシステム、シート制御システム、あるいは同種もの、あるいはそれらの組み合わせを含む。
【0006】
直列に結合された前記複数のコイル構成要素14で、前記直列回路28を流れる前記電流iおよび結果として生じる検知信号38は、前記コイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kのそれぞれからの関連する検知された信号コンポーネントである。ここにおいて、それぞれの検知された信号コンポーネントはそれぞれのコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kの関連したそれぞれのインピーダンスZ1、Z2,Z3、Z4,・・・Zkに対応する。ここにおいて、関連するコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kのそれぞれに関連するインピーダンスZ1,Z2,Z3,Z4,・・・Zkは、前記車両12のそれぞれの異なる部分18.1、18.2、18.3、18.4および18.5と対応するコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kとの相互作用に応答する、それぞれの関連する磁界コンポーネント30.1、30.2、30.3、30.4、・・・30.kに反応するものである。
【0007】
したがって、前記検知された信号38は、例えば、衝突や他の車両との近接した相互作用から生じる前記車両12の磁気状態あるいはそれに関連した変化の検知を提供する。前記複数のコイル構成要素は前記車両12のボディや構造材46の実質的な領域44にわたって適合され、ここにおいて、前記車両12のボディや構造材46は衝突に応答した変形を受けやすい、あるいは、検知されるべき他の車両とのその他の相互作用にも影響を受けやすいものである。したがって、前記複数のコイル構成要素14の直列の組み合わせの両端間にかける時間変化する電圧信号vにより駆動される直列回路28中の、前記車両12のボディまたは構造材46の実質領域44上に分布された前記複数のコイル構成要素14を通して流れる電流iに応答する検知された信号38は、単一の検知された信号38から前記車両12のボディや構造材46の対応する実質領域44における前記車両12の磁気状態の変化、あるいは関連した状態の変化を検知し、磁気センサー10に比較的幅広い検出範囲を提供する。
【0008】
前記磁気センサー10の第2の態様10.2によれば、異なるコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kのそれぞれあるいはそれらのサブセットの応答である複数の応答信号が測定される。図3を参照すると、前記磁気センサー10の第2の態様10.2の第1の実施例にしたがって、前記時間変化信号源20は時間変化電流源20.2を含み、関連する検知回路32.2は対応するコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kの少なくとも一つの両端間の、少なくとも一つの電圧信号v1、v2、v3、v4、・・・vkに応答するものである。例えば、図3に示す第1の実施例においては、前記関連するそれぞれのコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kの前記インピーダンスZ1,Z2,Z3,Z4,・・・Zkに反応する少なくとも一つの検知された信号38の生成を提供するために、それぞれの対応するコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kの両端間の前記電圧信号v1、v2、v3、v4、・・・vkのそれぞれが、前記検知回路32.2、例えば関連する信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34を組み入れる関連するプロセッサー36、例えば前記コイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kのそれぞれの両端間に動作可能に接続された差動増幅器48およびA/D変換器50により測定される。
【0009】
図4を参照すると、前記磁気センサー10の第2の態様10.2の第2の実施例にしたがえば、直列回路28に結合された前記複数のコイル構成要素14は、コイル・ドライバ26に動作可能に結合された信号生成器22を含む時間変化電圧源20.1により駆動される。前記直列回路28を流れる前記電流iは、前記プロセッサー36に動作可能に結合された関連する信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34によりコンディショニングされた、前記並列回路28内の検知抵抗Rsの両端間の電圧降下から、前記プロセッサー36によって測定される。それぞれのコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kに対応する前記車両12の前記異なる部分18.1、18.2、18.3、18.4、および18.kに対応する前記車両12のボディまたは構造材46の関連する実質領域44にわたる前記車両12自体のまたはそれに関連した局部磁気状態に応答する測定量を生成するために、前記コイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kのそれぞれの両端間の電圧信号v1、v2、v3、v4、・・・vkのそれぞれもまた、それらの間で動作可能に接続された関連する信号コンディショナーとプリプロセッサー回路34を使い、対応するコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kのそれぞれに対応するインピーダンスZ1,Z2,Z3,Z4,・・・Zk、即ち、少なくともそれらインピーダンスに応答する測定量、を提供するために、前記プロセッサー36により測定される。
【0010】
前記時間変化信号源20からの前記少なくとも一つの時間変化信号24は振動あるいはパルス形の波形のいずれかから構成されてもよい。例えば、前記振動波形は単一の周波数あるいは複数の異なる周波数の正弦波、三角波、三角鋸歯状波、矩形波、あるいはそれらの組み合わせから構成されてもよく、そして、前記パルス形の波形は様々なパルス形状のいずれから構成されてもよく、それらは傾斜、鋸歯状、インパルス、あるいは長方形であって単一のパルス幅あるいは複数の異なるパルス幅のものを含み、それらに限定されるものではない。周波数多様性技術は、検知される前記車両12の前記関連する異なる部分18.1、18.2、18.3、18.4および18.kの変形の深さや変形率についての情報を提供でき、そして外部電磁気ノイズや障害に対する電磁波適合性や電磁波耐性を提供できる。
【0011】
図5を参照すると、特定のコイル構成要素L’は関連した検知抵抗Rsを通して、それに動作可能に接続された振動時間変化電圧信号vによって駆動される。前記振動時間変化電圧信号vは、前記車両12の関連する部分18に作用する、対応する磁界コンポーネント30を生成する振動電流iを、前記関連する直列回路28内にを生成する。前記車両12の前記関連する部分18が導電性の場合、その部分に作用する磁界コンポーネント30はファラデーの誘導の法則にしたがって、その中に対応するエディ電流52を生成する。関連するエディ電流52の方向は、生じた関連するエディ電流誘導磁界コンポーネント54が前記コイル構成要素L’での前記電流iにより生成される関連する磁界コンポーネント30と反対の方向になるような方向である。前記車両12の関連する部分18が完全には導電性でない場合、前記エディ電流52は導電性物質を過熱し、対応する電力損失を生じさせる。これは、前記振動時間変化電圧信号vの位相に対する、前記エディ電流誘電磁界コンポーネント54の相対的な位相に影響を与える。更には、関連した磁界コンポーネント30と相互作用する前記車両12の強磁性部分18は、関連するコイル構成要素L’の自己インダクタンスLに影響を与える。
【0012】
図6と7を参照すると、前記車両12の前記導電部分18からの一定の距離yにおける前記コイル構成要素L’のインピーダンスZが、様々なひび割れ深さdについて、前記車両12の導電性部分18内に伸びているひび割れ56に対する前記コイル構成要素L’の横方向相対位置xの関数として図解されている。ここにおいて、距離yは前記コイル構成要素Lと前記車両12の前記導電部分18の表面との間のギャップ長である。
【0013】
図7において、前記コイル構成要素LのインピーダンスZの誘導リアクタンス分Xとレジスタンス分Rとが、複素平面上に、異なるひび割れ深さdについてのファミリーのそれぞれについて、横方向位置xの関数として描かれている。ここにおいて、前記コイル構成要素L’のレジスタンスRは、電流iの時間変化電圧信号vに対してインフェーズの成分に応答するものであり、コイル構成要素L’の誘導リアクタンスXは、電流iの時間変化電圧信号vに対して直交位相フェーズの成分に応答する。ひび割れ56による微少な摂動に対応して、ひび割れ深さdが増加するほど、また、ひび割れ56により近づくほど(即ち、前記ひび割れ56に対する横方向距離(x)が減少すること)、公称インピーダンスZ0=(X0、R0)に対して、前記コイル構成要素L’の有効誘導リアクタンスXは増加し、有効レジスタンスRは減少する。
【0014】
電流iに応答する磁界コンポーネント30の反対向きに生じるエディ電流による誘導磁界コンポーネント54は、コイル構成要素L’の有効インピーダンスZを、自由空間状態に比べて僅かに減少させ、そしてひび割れ56は、車両12の導電部分18でのエディ電流52を分断し有効インピーダンスZの増加を生じさせる。同様に、コイル構成要素L’の有効インピーダンスZは、車両12の導電部分18からの距離yの関数であるとともに、車両12の導電部分18の磁気的および導電的特性の関数である。前記磁気センサー10の前記複数のコイル構成要素14は実質的に同時にそれぞれのコイル構成要素L’のインピーダンスZに応答する複数の測定値を生成させ、該インピーダンスは車両12の対応する部分18までのギャップ距離yの変化や、その部分の磁気・導電特徴の変化にに反応するものであり、前記複数のコイル構成要素14が配置された車両12の関連する検知領域16の磁気状態の対応する変化を検知させるものである。
【0015】
検知回路32は前記複数のコイル構成要素14の少なくとも一つ、またはその組み合わせのインピーダンスZを検知する。例えば、図8を参照すると、マクスウェル・ウイーンブリッジ58が、コイル構成要素L’ あるいはコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kの組み合わせのインピーダンスZの誘導リアクタンス分Xとレジスタンス分Rを測定するために使われる。代替的には、信号コンディショナーとプリプロセッサー回路34が、は複数のコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kのうちの少なくとも一つの信号を測り、および対応するコイルドライバ26により供給される信号を測る。前記信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34単独で、あるいは前記プロセッサー36との組み合わせで、例えば、フェーズリファレンスとしての関連するコイルドライバ26により加えられる信号を使用しながら複数のコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kからの信号を実部と虚部に分解させる。
【0016】
信号を実部と虚部とに分解することは周知の従来技術であり、アナログ回路、デジタル回路あるいはソフトウェアあるいはそれらの組み合わせで達成されうる。例えば、米国特許第4,630,229 6,005,392 あるいは 6,288,536 は、これらの全体を参照として繰り入れるものであり、それぞれが前記少なくとも1つのコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kからの信号処理に使うことができる、信号の実部と虚部とを実時間で計算するための、様々な装置や方法を開示している。例えば、信号コンディショナーやプリプロセッサー回路34に取り込まれているマクスウェル・ウイーンブリッジ58は、信号の実部と虚部とを決めるために使われてもよく、またはフェーズ・ロックループが、信号源に対しての信号の相対フェーズを決定するために使われ、次に実部と虚部との決定するために使われうる。
【0017】
エディ電流検査の分野から知られる様々なテクニックが、例えばここに参照として取り込まれるインターネットページ、http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/EddyCurrents/cc_ec_index.htm で開示されているように、少なくとも前記コイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kからの信号を処理するために使われ得る。前記磁気センサー10は、性能向上のために例えば複数周波数、周波数ホッピング、スペクトル拡散、振幅復調、フェーズ復調、周波数復調などの方法を用いる事ができる。様々な方法がインピーダンスの小さな変化を識別するために利用可能である。
【0018】
図9を参照すると、前記磁気センサー10の第一の態様10.1の第一の実施例に従って、対応する基板62と動作可能に関連するか、基板上に置かれている分布コイル60をなす、電気的に直列に接続された複数のコイル構成要素14が複数個、示されており、例えば、強磁性体、導電体、あるいはその組み合わせである磁場影響物体64、それらは、車両12の部分18、あるいは少なくとも前記車両12とは別の物体64’の一部分、例えば、他の車両の一部である物体の近傍で作動している様子が図解されている。。
【0019】
また図1を参照すると、異なるコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kが異なる配置で適合されている。例えば、異なったターンの数や異なったサイズであり、それらは、対応する磁場成分30.1、30.2、30.3、30.4、・・・30.kの形状を整形することによって、例えば、関連する磁場コンポーネント30.1、30.2、30.3、30.4、・・・30.kがより強くなるように、前記検知領域16に及ぶ全体の磁界30がその形状を調整される。例えば、関連する異なるコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kの関連するインピーダンスZ1,Z2,Z3,Z4,・・・Zkに対して、他のコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kが対応する部分より、より少なく磁気的に影響する部分18.1、18.2、18.3、18.4および18.kの近傍に対応する、前記コイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kとしてより多いターン数のコイルを使うことによる。
【0020】
例えば、図1で図解される第一の実施例において、コイル構成要素L’1,L’2,そしてL’kはそれぞれがワンターンコイルで構成され、コイル構成要素L’3は2ターンコイルで構成され、そしてコイル構成要素L’4は3ターンコイルで構成されている。そこでは、ターン数はそれぞれ、対応するコイル構成要素L’1、L’2、L’3、L’4、・・・L’kに対する前記車両12の関連する対応する異なる部分18.1、18.2、18.3、18.4および18.kの相対的近接度に逆比例している。したがって、前記複数のコイル構成要素14は、前記複数のコイル構成要素14の近傍で、前記車両12の少なくとも一つの部分18については、一つの磁場影響特性となるように、磁界30の形状が調整されるように適合されている。構造分布の磁界30の形状は前記関連する検知領域16の長さや面積範囲において検知される関連する磁界影響物体64の関連する磁気状態の変化の影響を標準化させ、そして必要なら前記磁気センサー10の感度を増加させたり、そして/または必要なら他の場所での前記磁気センサー10の感度を減らしたりすることを可能にする。
【0021】
図10aと10bを参照すると、前記磁気センサー10の最初の態様10.1の第一の具体的な実施例65にしたがって、分布コイル60は対向する表面上に複数の導電層70を持つ誘電体回路基盤68から構成される印刷回路基版66によって形成された複数のコイル構成要素14を含み、ここにおいて、それぞれの導電層70は対応する平面導電パターン72、例えば、対応するコイル構成要素L’1,L’2,L’3を定義する平面スパイラル導電パターン72’で構成される。例えば、対応する誘電体回路基盤上の前記平面導電パターン72は、例えば、化学、あるいはイオン・エッチング、あるいはスタンピングといった除去法技術により形成されてもよいし、あるいは例えば、堆積、結合、積層といった加法技術で形成されてもよい。
【0022】
コイル構成要素L’1,L’2,L’3は前記誘電回路基板68の反対側に位置しており、前記誘電回路基盤68内を通って伸びる対応する導電ビア74によって相互接続されている。図10aで図示されている異なる関連したコイル構成要素L’1,L’2,L’3は、同じコイルピッチをそれぞれ持っている、即ち、同じ極性を持つが、分布コイル60は対応したそれぞれ異なるコイルピッチセンスを持つ異なるコイル構成要素L’1,L’2,L’3によって調整されることも可能であることを理解すべきである。
【0023】
図11を参照すると、前記磁気センサー10の第一の態様10.1の第二の具体的実施例75にしたがい、分布コイル60は、表面に導電層70を有する誘電体回路基盤68から構成される印刷回路基盤66に形成された複数のコイル構成要素14を含み、ここにおいて、前記導電層70は、複数のそれぞれが実質的に重なっていない導電体76のワンターンコイルから構成されるコイル構成要素14が複数在るものを定義する、関連する平面導電パターン72とするに適合したものである。
【0024】
代替的に、分布コイル60は、それぞれが導電体76の巻回、例えば、磁石ワイヤ、平面か非平面コイルのいづれかを形成するように巻かれ、そして回路基盤62の表面に結合される複数のコイル構成要素14から構成されてもよく、ここにおいて、コイル構成要素14はお互いに離隔するか、重なりあっていてもよいく、特定のコイル構成要素14の関連する巻回についても、重なっても重ならなくても良い。異なるコイル構成要素14は、単一体である導電体から形成されてもよいし、お互いにつながれたり共に働くようにされた複数の導電構成要素から形成されてもよい。分布コイル60は回路基盤62の両側に広がるマルチレイヤーでもよく、回路基盤62の同じ側上に在るマルチレイヤーでもよい。そのように構成された導電体76が、例えば、磁気ワイヤのように絶縁される場合、回路基盤62は実質的に複数のコイル構成要素14による磁界30の生成を提供できるいかなる物質から構成されてもよい。更には、回路基盤62は、例えば熱硬化性樹脂プラスチック物質、グラス・エポキシ構成物質あるいはフェノリック物質のような、固体物質、または、例えば、プラスチック、あるいは構造薄膜のような柔軟な物質から構成されることもできる。
【0025】
上記実施例のいずれの分布コイル60も、信頼性の向上と外界からの影響の度合いを低下させるために、カプセル化されてもよい。更には、前記分布コイル60は一部、あるいは全ての関連した回路、例えば、前記時間変化信号源20や関連する誘電回路32、あるいはそのコンポーネントと、対応する磁気センサーモジュールの中においてと結合されてもよい。回路の一部もしくは全ては、信頼性の向上や外界からの影響の度合いを低下させるために、カプセル化されてもよい。代替的には、分布コイル60と関連した検知回路32とは、別々にパッケージ化されてもよい。
【0026】
図12を参照すると、前記磁気センサー10の第3の態様10.3にしたがい、複数のコイル構成要素14は複数のサブセット78にまとめられ、例えば、第一の実施例においては、コイル構成要素14の第一78.1、第二78.2、第三78.3サブセットにまとめられる。ここにおいて、それぞれのサブセット78中でのコイル構成要素14は直列に接続されており、コイル構成要素14の前記第1サブセット78.1と第2サブセット78.2は直列に組み合わされて、第1の時間変化信号源80.1、即ち第1の信号生成器により駆動される第1のコイルドライバ26.1を含む、第一の時間変化電圧源80.1により駆動され、コイル構成要素14の第3のサブセット78.3は、電気的に前記第一78.1と第二78.2サブセットから分離されていて、第2の時間変化信号源80.2、即ち第2の信号生成器22.2により駆動される第2のコイルドライバ26.2から構成される第2の時間変化電圧源80.2により駆動される。
【0027】
前記第一の時間変化電圧源80.1からの第一の時間変化電圧信号v.1はコイル構成要素14の前記第1サブセット78.1と第2サブセット78.2との直列組み合わせに第1の電流i.1を生成し、第1の検知抵抗器Rs1の両端間の対応する電圧降下に応答する第1の信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34.1により検知される。コイル構成要素14の前記第1のサブセット78.1は、2つのコイル構成要素L‘1とL’2との直列の組み合わせを含み、これらの両端間に、第2信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34.2が設けられてその両端間の電圧降下測定値を提供し、前記第1の電流i.1とともに関連するプロセッサー36がコイル構成要素14の前記第1のサブセット78.1の前記インピーダンスZ1の測定値を生成することを実現させる。同様に、コイル構成要素14の前記第2のサブセット78.2は、2つのコイル構成要素L‘3とL’4の直列組み合わせを含み、これらの両端間に第3の信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34.3が設けられてその両端間の電圧降下測定値を提供し、それは前記第1の電流値i.1とともに前記関連するプロセッサー36がコイル構成要素14の前記第2のサブセット78.2の前記インピーダンスZ2の測定値を生成することを実現する。
【0028】
前記第2の時間変化電圧源80.2からの第2の時間変化電圧信号v.2は、コイル構成要素14の前記第3のサブセット78.3に第2の電流i.2を生成し、その電流値は第2の検知抵抗器Rs2の両端間の電圧降下に応答する第4の信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34.4により検知される。コイル構成要素14の前記第3のサブセット78.3は3つのコイル構成要素L‘5,L’6、L‘7の直列組み合わせを含み、これらの両端間に第5の信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34.5が設けられ、両端間の電圧降下測定を提供し、測定値は前記第2の電流値i.2とともに関連するプロセッサー36がコイル構成要素14の第3のサブセット78.3の前記インピーダンスZ3の測定地を生成することを実現させる。
【0029】
したがって、前記磁気センサー10の前記第3の態様10.3は、コイル構成要素14の異なるサブセット78への異なる時間変化信号24の印加を提供し、ここにおいて、異なる時間変化信号24は、異なる振幅、波形、周波数、あるいはパルス幅などを含んでいてもよい。前記磁気センサー10の前記第3の態様10.3はまた、コイル構成要素14の複数の異なるサブセット78の複数のインピーダンスZの測定を提供し、それは、前記車両12の対応する磁気状態の局所的測定値を提供するためである。対応するインピーダンス測定に関連する関連する電圧測定は同時でも、マルチプレックスのどちらでもいい。
【0030】
更には、前記磁気センサー10はコイル構成要素14の個々のサブセット78の両方とコイル構成要素14の複数のサブセット78の全体の並列組み合わせの測定を提供するために適合され、ここにおいて、前記車両12のある部分18の局地測定を提供するために、特定の測定が、残りの部分18の測定のために全体的な測定も行うことと組み合わせて、選ばれてもよく、それにより、例えば、衝突や他の車両の接近の結果として生じる前記車両12の磁気状態への摂動の空間局地化や、変形速度や磁気かく乱の伝播速度の測定を提供する。
【0031】
例えば、インピーダンスZ,関連する信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34からの電圧信号、あるいは関連する信号コンディショナーおよびプリプロセッサー回路34からの電圧信号のイン・フェーズ成分と、直角位相成分のような、様々な測定が関連する検知回路32により使われうる事が理解されるべきである。例えば、関連する全体分布コイル60を横切る電圧に対するコイル構成要素14のサブセット78からの電圧の比率の比較はノイズや 電磁磁化率への影響の軽減を提供する。
【0032】
図13を参照すると、磁気センサー10の第4の態様10.4の第1の実施例にしたがい、前記複数のコイル構成要素14は回路基板62上に2次元アレー82で配置されていて、前記車両12の関連する2次元検知領域84上の磁気状態変化の検知を提供する。例えば、第一の実施例にしたがえば、2次元アレー82はコイル構成要素14のm行86とn列88とから構成され、ここにおいて、異なる列88はデカルト座標系の異なるX地域にあり、異なる列86は、デカルトX−Y座標系の異なるY地域にある。
【0033】
第一の実施例において、m x n 2次元アレー82は複数のサブセット78でまとめられており、例えば、最初のサブセット78.1は前記2次元アレー82の番号1と2の行86から構成され、次のnサブセット78.3−78.3+nのそれぞれは、第3行86の個々のコイル構成要素14から構成され、そして、最後のサブセット78.xは前記2次元アレー82の最後の(m番目の)行から構成される。それぞれのサブセット78は単一のコイル構成要素14か直列結合された複数のコイル構成要素14を含み、そしてコイル構成要素14の関連するサブセット78のインピーダンスZに応答する関連測定値の検知により、前記車両12の磁気状態の比較的局地化された検知を、例えば、上記に解説した磁気センサー10の他の実施例や態様にしたがって、検知回路32を使い提供する。
【0034】
磁気センサー10の第四の態様10.4にしたがう前記複数のコイル構成要素14は必ずしもデカルト2次元アレー82に配置される必要はなく、代替的に、2次元空間をおおういくつかの他のパターンにしたがい配置されてもよく、そして更には、例えば、下部参照表面からの異なる距離で少なくともいくつかのコイル構成要素14を配置するような3次元空間をおおうパターンにしたがい配置されてもよいということが理解されるべきである。特定のコイル構成要素14と存在する場合には回路基板62の形状、例えば、形、サイズ、ターンの数、導電体のサイズや特性は前記検知領域16をおおう全体的な磁界30の形状を整形するために適合化される。
【0035】
例えば、前記コイル構成要素14は柔軟な印字回路板(PCB)や他の柔軟なまたは硬い平坦な載置構造の上に形成され、例えば、コイル構成要素14のアセンブリ90は環境から保護するため、または前記車両12と連携してその適切な稼動性のための必要な形状そして、またはサイズ維持するためにカプセル化されても良い。コイル構成要素14の異なるサブセット78は異なる時間変化信号24、例えば、特定の応用のための必要な、関連する衝突や近接物体の識別をするために、コイル構成要素14の特定のサブセット78に適合する関連する波形、パルス形状、周波数、周波数幅、あるいはパルス幅、そして振幅で、駆動されても良い。
【0036】
図14を参照すると、磁気センサー10の第4の態様10.4の第2の実施例にしたがい、前記回路基盤62は例えば、異なるコイル構成要素14が異なる向き92に並べられるように曲げられ、それにより、車両12の特定の部分18の検知提供に必要な異なる向きに向けられた異なる磁界コンポーネント30を提供するために、形状が整えられる。
【0037】
前記磁気センサー10は、衝突そして、または1次元、2次元、3次元空間のいづれかに分布される前記複数のコイル構成要素14の少なくとも一つのコイル構成要素14の検知領域内で、衝突および/または接近するか近傍に居る外部磁界影響物体64の存在や接近を検知させる事に反応する前記車両12の部分18からなる関連する少なくとも一つの磁界影響物体64の変形やずれを検知させる。少なくとも一つの時間変化信号24により駆動される前記複数のコイル構成要素14は近傍磁界影響物体64と、または前記複数のコイル構成要素14のコイル構成要素14に対する稼動的な近傍関係での前記車両12の関連する磁気影響部分18の変形やずれの影響により影響されたり変えられたりする特性複素インピーダンスZを示している。
【0038】
前記コイル構成要素14両端の電圧vおよび流れる電流iの測定は、複数のコイル構成要素14、またはそのサブセット78の複素インピーダンスZの値、またはそれに応答する、少なくとも一つの検知された信号38を生成させる、時間変化検知信号94を提供する。複素インピーダンスは、接近する外部磁界影響物体64や64’(例えば、金属、金属化あるいは強磁性体)の動勢に応答する、あるいは、衝突に応答する車両12の部分18、これはコイル構成要素14またはそのサブセット78と動作可能な近接関係に在るものであるが、を形作る磁場影響物体64の変形動作に応答する測定値を与えるものである。前記時間変化検知信号94は強磁性的影響およびエディ電流に応答し、検知されるべき構造構成要素46または物体の実質領域44をおおう、コイル構成要素14またはそのサブセットのそれぞれの関連する複素・インピーダンスZに影響を与える。
【0039】
前記磁気センサー10の一つの態様によれば、車両12の第一の部分18.1および少なくとも第二の部分18.2に対応した、第一のコイル構成要素L‘1および少なくとも第2のコイル構成要素L’2の配置、、関連した少なくとも一つの時間変化信号24、あるいは関連した少なくとも一つの検知回路32の関連した少なくとも一つの検知処理プロセスは、最初のコイル構成要素L‘1からの最初の検知された信号コンポーネントへの少なくとも一つの検知回路32の最初の反応によって実質的にノーマライズされることを提供するように適合化されている。例えば、それぞれの大きさや、関連した検知信号成分の信号/ノイズ比や、比較的大きな衝突や近接刺激信号、あるいは車両12の前記第1の部分18.1や少なくとも第2の部分18.2のための少なくとも前記第二のコイル構成要素L’2からの少なくとも第二の検知信号コンポーネントに対する前記少なくとも一つの検知回路32の少なくとも第二の応答についてノーマライズされる。
【0040】
したがって、関連する検知領域16に関連する空間の領域上に分布されるものに加えて、前記関連する複数のコイル構成要素14に関連して影響する磁気的に異なる前記車両12の異なる部分18.1、18.2、18.3、18.4、そして18.kをおおう関連する検知領域16のための、前記複数のコイル構成要素14の少なくとも一つの配置の少なくとも一つ、少なくとも一つの時間変化信号、そして少なくとも一つの検知処理が、少なくとも第一、第二、そして第三の状態のひとつが満たされるように適合される。それは、第一のコイル構成要素L1からの第一の検知信号コンポーネントへの少なくとも一つの検知回路32の第一の応答が、実質的にノーマライズの基準とされており、比較的大きな衝突における車両12の第1の部分18.1および少なくとも第2の部分18.2のための少なくとも前記第2のコイル構成要素L‘2からの少なくとも第2の検知信号コンポーネントに対する前記少なくとも一つの検知回路32の少なくとも第2の応答に対し、実質的にノーマライズするものである。
【0041】
第1の条件は、第1のコイル構成要素L‘1と少なくともひとつの第2のコイル構成要素L2の配置(例えば、サイズ、形、あるいはターン数)が異なると満たされる。例えば、図1を参照すると、前記車両12の対応する第一の部分18.1に対して比較的近い、第一のコイル構成要素L’1は、対応する第3のコイル構成要素L‘3や第4のコイル構成要素L4よりも少ないターン数を有し、それぞれ前記車両12の対応する第3部分18.3や第4部分18.4に対して比較的遠くに位置している。
【0042】
第2の条件は第1のコイル構成要素L‘1動作可能に結合された第一の時間変化信号24.1が、少なくとも第2のコイル構成要素L’2に動作可能に結合された少なくとも第2の時間変化信号24.2と異なる場合に満たされる。例えば、図12や13を参照すれば、少なくとも二つの異なるコイル構成要素14または、そのサブセット78は異なる関連した時間変化信号源80.1や80.2により駆動される。関連した異なるコイル構成要素14がそれぞれ実質的に同じ配置を有しながら、前記車両12の関連する第1の部分18.1や少なくとも第2の部分18.2に実質的に異なる磁気カップリングを有する場合、例えば、図1に描かれるような場合に、そして異なるコイル構成要素14は対応する時間変化信号24.1と24.2という異なるレベルで駆動される場合、例えば、車両12の関連する部分18に近いコイル構成要素14が、部分18から遠いコイル構成要素14よりも低い電圧で駆動される場合、関連する対応する磁気コンポーネント30.1と30.2の強度が磁気カップリングに逆比例で関連するため、前記車両12の第1部分18.1の変化が検知された信号38へ及ぼす影響は、衝突や近接刺激が、車両12の第1の部分18.1および少なくとも第2の部分18.2に影響を与える車両12の第二部分18.2の変化が検知された信号38へ及ぼす影響とコンパラブルなものになるからである。
【0043】
第3の条件は、第1コイル構成要素L‘1からまたはそれに関連して得られた第1の検知信号コンポーネントを処理する少なくとも一つの検知回路32の第1の検知処理が第2コイル構成要素L’2からまたはそれに関連して得られた第2の検知信号コンポーネントを処理する前記少なくとも一つの検知回路32の第二の検知処理と異なる場合に満たされる。例えば、異なるコイル構成要素14からの異なる信号を処理する際の信号利得は異なるであろう。例えば、車両12の第1の部分18.1により近傍のコイル構成要素14からの信号は、前記車両12の第2の部分18.2からより遠い近傍にあるコイル構成要素14からの信号より少なく増幅され、前記車両12の第一部分18.1の変化の検知された信号38への影響が、車両12の第2の部分18.2の変化の検知された信号38への影響とコンパラブルであるからである。
【0044】
図15a, 15b, 16a そして16b を参照すると、検知されるべき前記車両12や物体64の一つ以上の異なる部分18は、前記複数のコイル構成要素14の少なくとも一つと協働するように適合されているであろう。例えば、図15aや15b を参照すると、磁気センサー10の第五の態様10.5の第1の実施例にしたがって、導電構成要素96が前記車両12の部分18または検知される物体64‘の一部となっているか、動作可能に付属してて、例えばコイル構成要素L’1,L‘2,L’3のような少なくとも一つの複数のコイル構成要素14と協働している。そして、それに近隣する関連するコイル構成要素L‘1,L’2,L‘3により生成される対応する磁界成分30.1、30.2、そして30.3に応答して前記導電構成要素96に対応するエディ電流52をもたらすか制御する。コイル構成要素L’1,L‘2、L’3の磁気軸98は、前記関連する磁界コンポーネント30.1、30.2、そして30.3が前記導電構成要素96と相互作用するように方向付けられており、レンツの法則に従って対応するエディ電流52を要素96中に生成させる。
【0045】
例えば、前記導電構成要素96は、例えば、比較的高い導電性の常磁性または反磁性物質から構成される薄い金属シート、フィルム、あるいは塗装から構成される。例えば、前記車両12の前記関連する部分18の一体化した部分でもありうるアルミニウムか銅である。例えば、前記導電構成要素96は前記車両12の前記関連する部分18の表面上にスプレーコートされうる。前記関連するコイル構成要素L’1、L’2、L’3に適合される前記関連する少なくとも前記関連する一つの時間変化信号24の周波数は、前記コイル構成要素L’1,L’2、L’3により生成される対応する振動磁界コンポーネント30.1、30.2、そして30.3が前記導電構成要素96中の前記関連するエディ電流52の生成を提供するように適合されてもよい。例えば、前記導電構成要素96は前記車両12の非金属部分100に加えられうる。それは、そのための磁気視感度を少なくとも前記関連する複数のコイル構成要素14の一つのために、提供するものである。
【0046】
前記磁界コンポーネント30の影響が鉄の構成要素102内の磁界の影響を決定づけるように、前記関連する導電構成要素96は原初の透過した磁界コンポーネント30が前記関連する導電構成要素96が前記導電構成要素96の他の面上の前記鉄の構成要素102に貫通する事を妨げるのに充分に厚いか導電性があるにもかかわらず、導電構成要素96は鉄の構成要素102にまた加えられうる。それによって、前記導電構成要素96中のエディ電流52は前記導電構成要素96中への貫通のある深さでの磁界を完全に取り消しうる。
【0047】
例えば、超伝導性の導電構成要素96にとって、前記導電構成要素96への前記磁界コンポーネント30の貫通はない。前記第一の磁界26の貫通の深さは、前記導電構成要素96の導電性が減少するとともに、増加するものの、この効果を実質的に達成するためにアルミニウムか銅の導電構成要素96はそれ程厚くある必要はない(2.5mmかそれ以下)。導電構成要素96への磁界の貫通の深さは破壊性のない試験のためのエディ電流を使う技術から知られている。例えば、それは参照としてここに組み入れる技術文献であるhttp://joe/buckley.net/papers のインターネットにある技術文献 eddyc.pdf に解説されている。
【0048】
一般的に前記導電構成要素96の厚さが磁界周波数における3貫通基準深さを超える場合、実質的にそこを貫通して伝わる磁界はない。前記導電構成要素96を変形する、または平行移動させるのに充分なエネルギーの衝突物体による故障に応答して、少なくとも一つの前記コイル構成要素L’1,L’2,L’3に相対した、その形や位置の変化は前記関連する磁界コンポーネント30.1、30.2、30.3の少なくとも一つに影響を与える。それらの影響は上記に説明される前記コイル構成要素L’1,L’2,L’3に稼動的に結合される関連する検知回路32により検知される。
【0049】
前記導電構成要素96はそこでの関連するエディ電流52を制御するために適合されるパターン104から構成されてもよい。例えば、前記導電構成要素96はエッチング、形成(例えば、シート金属形成工具)、コーティング(例えば、Eコーティングプロセス)、あるいはその表面上またはその中の前記パターン104を機械加工してもよい。それは、前記関連するエディ電流52を制御、例えば制限するためである。前記パターン104の形式、深さ、分布は与えられた稼動周波数のための最適検知解像を提供するために最適化される。
【0050】
前記導電構成要素96は、その移動や変形が少なくとも一つの前記複数のコイル構成要素14より高度に見えるように設計されうる。それは、適時の関連した故障や近傍検知の信頼性を増加させるためである。前記パターン104のそれぞれの部分は前記導電構成要素96の少なくともある部分を通して拡張している。それは、そこを横切るエディ電流52を遮断、または抑制するためである。それにより、前記関連するエディ電流52はその間の、またはその下の隣接する導電部分106に主に閉じ込められる。例えば、前記パターン104は少なくとも一つの時間変化信号24の周波数に適合したものとしてもよい。
【0051】
図16a, そして 16b を参照すると、磁気センサー10の第五の態様10.5の第二の実施例に従い、前記車両12の少なくとも一つの部分18の導電パターン108、例えば前記車両12のボディーの内部表面、はその中の関連するエディ電流52を制御するために適合されるパターン104から構成される前記複数のコイル構成要素14と連携するために適合される。前記コイル構成要素L’の前記磁気軸98は、前記関連する磁界コンポーネント30が前記導電部分108と接触するように方向を合わせられている。それは、レンツの法則に従い、その中の関連するエディ電流52を生成するためである。
【0052】
前記導電部分108はエッチング、形成(例えば、シート金属形成工具)、コーティング(例えば、Eコーティング)、あるいはその表面上またはその中に前記パターン104を機械加工してもよい。それは、その中の前記関連するエディ電流52を制御、例えば制限するためである。前記パターン104’の形式、深さ、分布は与えられた稼動周波数のための最適検知解像を提供するために最適化される。例えば、図16bで図解されるような格子エッチのパターンのような決定的なパターン104’は、そのずれや変形に反応する前記車両12の関連する部分18を区別するために提供されてもよい。
【0053】
前記パターン104のそれぞれの部分は前記導電部分108の少なくともある部分に渡って広がる。それは、そこを横切るエディ電流52を遮断、または抑制するためである。それにより、前記関連するエディ電流52はその間の、またはその下の隣接する導電部分106に主に閉じ込められる。例えば、前記パターン104は少なくとも一つの時間変化信号24の周波数に適合されてもよい。
【0054】
磁気センサー10の第六の態様10.6にしたがい、導電構成要素112は少なくとも前記複数のコイル構成要素14の一つと連携するために適合される。それは、前記関連する磁界コンポーネント30の少なくとも一つを形成、制御、あるいは制限の提供をするためである。例えば、図17を参照して、前記磁気センサー10の第六の態様10.6の第一の実施例にしたがい、前記複数のコイル構成要素14は回路基盤62の第一の側面114に稼動的に結合されている。そして、前記導電構成要素112は導電層112から構成される。例えば、導電フィルム、あるいは反対部のプレート・スパニング、前記回路基盤62の第二の側面116である。例えば、印字された回路盤66で実施されうる。
【0055】
前記導電構成要素112は比較的前記複数のコイル構成要素14に対して固定されている。そして、それは前記回路基盤62の第二の側面116上の近傍金属物体からの妨害からそれの近傍への前記複数のコイル構成要素14の効果的遮断を提供する。それにより、遮断される前記複数のコイル構成要素14の検知されない側面18を効果的に提供する。前記導電構成要素112の遮断行為は前記関連する複数のコイル構成要素14の前記関連する磁界コンポーネント30により、その中に誘電されるエディ電流52から生じる。
【0056】
図18aと18bを参照して、磁界センサー10の第六の態様10.6の第二の実施例にしたがい、前記導電構成要素112の少なくとも一部はその中のエディ電流52を制御または軽減するためにて適合される。例えば、前記導電構成要素112はエッチング、形成(例えば、シート金属形成工具)、あるいはその表面上またはその中の前記パターン104の整合に適合されてもよい。それは、その中の前記関連するエディ電流52を制御または、制限するためである。
【0057】
前記パターン104の形式、深さ、分布は与えられた稼動周波数のための最適検知解像を提供するために最適化される。前記パターン104のそれぞれの部分は前記導電構成要素112の少なくともある部分を通して拡張する。それは、そこを横切るエディ電流52を遮断、または抑制するためである。それにより、前記関連するエディ電流52はその間の、またはその下の隣接する導電部分110に主に閉じ込められる。例えば、前記パターン104は少なくとも一つの時間変化信号24の周波数に適合されてもよい。更には、前記パターン104の深さは複数の隣接する導電部分110が電気的にお互いに隔離されるように適合されてもよい。
【0058】
図19a, 19b, 20 そして20b を参照して、磁気センサー10の第七の態様10.57にしたがい、前記複数のコイル構成要素14の比較的大きなコイル構成要素L’1の少なくとも一つは前記複数のコイル構成要素の少なくとも他の比較的小さなコイル構成要素L’2を少なくとも部分的に囲う。その中で、比較的大きなコイル構成要素L’1と比較的小さなコイル構成要素L’2の両方は同じ一般的な検知領域16に関連している。しかし、それぞれはそれに対する異なる感度あるいは異なるスパンを有する。例えば、図19a か19b を参照して、磁気センサー10の第七の態様10.7の第一の実施例にしたがい、第一の比較的大きなコイル構成要素L’1は第二の比較的小さなコイル構成要素L’2を囲う。その中で、コイル構成要素L’1とL’2の両方は同じ振動あるいはパルスの時間変化信号源20によって、駆動される。あるいは、異なる時間変化信号24により駆動される。それぞれは同じか異なる時間変化信号24を提供する。その中で、異なる時間変化信号24は信号のタイプにより異なる。例えば、振動あるいは、パルス、波形、振動周波数、あるいはパルス幅、信号幅、あるいは電力レベルである。
【0059】
コイル構成要素L’1とL’2のターンの数あるいはその高さは、検知される特定の磁界影響物体64の特定の特徴に応じて、比較的小さなコイル構成要素L’2と比較的大きなコイル構成要素L’1の相対的な感受性の必要に応じて、同じとするか異ならせるか等決定しうる。例えば、前記比較的大きなコイル構成要素L’1は前記比較的小さなコイル構成要素L’2に対し、同じか、大きいか、あるいは小さいターン数を持ちうる。あるいは、比較的大きなコイル構成要素L’1は前記比較的小さなコイル構成要素L’2よりも同じか、大きいか、低いかいずれかの高さを持つ。
【0060】
図19a と 19b を参照して、前記比較的大きなコイル構成要素L’1と前記比較的小さなコイル構成要素L’2は前記車両12のドア120の内部の検知をするために適合される。そして、それらは検知されるべき実質的な磁界影響物体64をなす関連するドア・ビーム126と実質的に並ぶ関連するそれぞれ中心122と124に実質的に集中している。その中で、前記比較的小さなコイル構成要素L’2は比較的大きなコイル構成要素L’1よりも前記ドア・ビーム126に対して比較的より感受性がある。それらの後者は前記ドア120の関連する外板128の比較上部そして下部領域にも応答する。
【0061】
図20 と 20b を参照して、前記磁気センサー10の第七の態様10.7の第二の実施例にしたがい、前記比較的大きなコイル構成要素L’1の前記中心122は前記比較的小さなコイル構成要素L’2の前記中心124の下に位置する。それらの後者は前記ドア・ビーム126に実質的に並んでいる。それは、前記比較的大きなコイル構成要素L’2の前記検知領域16が前記ドア120の前記下部分130に向けて付勢されるためである。したがって、前期比較的小さなコイル構成要素L2に関係した前記比較的大きなコイル構成要素L’1の比較位置は検知されるべき前記磁界影響物体64、あるいはその部分に対するその関連する感受性を増幅するか減らすように適合されうる。
【0062】
図 21 か 22 を参照して、前記磁気センサー10の第八の態様10.8の実施例にしたがい、前記磁気センサー10は第一のコイル構成要素L’1と第二のコイル構成要素L’2から構成される。それらはお互いに相対的に固定され、ドア120の端134上に据え付けられ、適合するセンサー・アッセンブリ132に一緒にパック化されている。それは、第一のコイル構成要素L’1が前記ドア120の内部136に直面し、第二のコイル構成要素L’2が前記ドア120の前記端134と隣接したピラー142、例えば、前部ドア120に連動するために適合される検知アッセンブリ132のためのBピラー142.1の間の近隣溝140に向けて前記ドア120の前記外部138に直面する、
【0063】
例えば、図21に図解される実施例では、前記検知アッセンブリ132は前記ドア120の後方端134.1上のストライカー144に隣接して据え付けられる。それは、前記ドア・ビーム126からの分布されたロードに応答するためである。その中で、前記ドア120の前記前部端134.2はヒンジ146に関連するAピラー142.2に付随する。前記第一のL’1と第二のL’2コイル構成要素はそれらの間の導電性のある、そして/または鉄の保護物148にお互いに実質的に磁気的に隔離されている。スチール製の板が例である。
【0064】
前記最初のコイル構成要素L’1はその前記内部136に影響する前記ドア120の変形に応答する。例えば、前記第二のコイル構成要素L’2は前記ドア120と前記近傍柱142の間の前記近傍溝140の変化に反応するものの、前記ドア120に関わる故障に反応する。例えば、前記ドア120の開放または変形の状態に反応する。したがって、前記ドア120の端134をまたぐように据え付けられた前記検知アッセンブリ132は故障の力学に関連するいくつかの異なる特徴の測定を提供する。
【0065】
前記検知アッセンブリ132は前記ドア120のいかなるエッジ134上にも据え付けられうる。例えば、前記Aピラー142.2、Bピラー142.1に直面する、あるいは前記ドア120の前記下部端134.3上の端134.2と134.1である。ここにおいて、例えば、前記関連する少なくとも一つの時間変化信号24の位置、サイズ、コイル・パラメータ、周波数、あるいはパルス幅、そしてその電力がある。それらは、関連する検知信号あるいは信号38からの故障の区別の最適化を提供する。あるいは、前記関連する近隣溝または溝群140の変化やその関連するコンポーネント、前記ドア120の変形に反応する前記第一L’1と第二L’2コイル構成要素に関連する。
【0066】
前記検知アッセンブリ132は更に関連する信号コンディショナーやプリプロセッサー回路34、関連する検知回路32、プリプロセッサー36そしてコントローラー40を組み入れる電子制御ユニット(ECU)150を組み入れうる。前記磁気センサー40は関連する共有電子部品を使うそれ自体に含まれる付随体として適合されうる、あるいは共有のコネクタと力学的据え付けを組み入れる。前記関連する検知信号あるいは、信号群38、前記第一のL’1と第二のL’2コイル構成要素に関連するコンポーネントは、共に故障の区別のために一緒に使われうる。あるいは、それらは組み合わせた自体の安全化や故障区別のために使われうる。
【0067】
図23を参照して、磁気センサー10の第九の態様10.9の実施例にしたがい、例えば関連する電子制御ユニット(ECU)150と一緒の分布コイル60中の複数のコイル構成要素14は稼動的に一つかそれ以上の側面衝突エアバッグインフレータモジュール152と動作可能に関連する。例えば、それらの間に一緒に据え付けられる安全自制システム154は組み合わされた側面衝突検知や衝撃エアバッグインフレータモジュール156から構成される。それにより、単一のパッケージ中の組み合わされた側面衝撃検知器、一つ以上のガス発電機158、そして関連する一つ以上のエア・バッグ160からなる。
【0068】
前記関連する側面衝突検知器そして側面衝撃エア・バッグインフレータモジュール156はドア120の内部表面160上、あるいはその近傍に配置されうる。それにより、電子制御ユニット(ECU)150の中の前記関連する検知回路32により検知される前記関連する複数のコイル構成要素14上の前記ドア120の変形に影響に応答する前記関連する磁気センサー10の故障の検知に応答する前記関連する一つ以上のエア・バッグ160上、あるいは近傍に位置する組み合わされた側面衝突検知と自体衝撃エア・バッグインフレータモジュール156が配置されうる。そして、それによる前記関連する制御信号の生成は前記関連する一つ以上の側面衝撃エア・バッグインフレータモジュール152の中の一つ以上の関連するガス発生器158の作動を制御する。
【0069】
例えば、図23に図解される前記安全拘束システム154に組み入れられる前記側面衝撃エア・バッグインフレータモジュール152は第一の側面衝撃エア・バッグインフレータモジュール152.1から構成される。そして、それは胸部の保護に適合され、第二の側面衝撃エア・バッグインフレータモジュール152.2は頭部保護のために適合される。
【0070】
図24を参照して、上述の磁気センサー10は車両12において様々な検知応用のために適合されうる。例えば、実施例の一つのセットにおいて、複数のコイル構成要素14は前記車両12のボディー部分164の変形の検知を提供するために適合される。例えば、前記車両12のドア120、クオーターパネル166、フード168、屋根170、トランク172、あるいはバンパー174である。その中に、例えば、関連する複数のコイル構成要素14、例えば分布コイル60、が動作可能に近傍内部パネル176か構造メンバー178のいずれかに結合される。それにより、関連する変形の原因となる関連するイベントの早期フェーズ中にボディー部分164の関連する変形に対する比較的な固定を提供する。例えば、関連する衝突や横転のイベントである。
【0071】
実施例の他のセットによると、前記複数のコイル構成要素14、例えば分布コイル60、は車両12の前記ドア120の内部に据え付けられてもよい。そして、それは関連するドアビーム126の変形検知の提供を適合するためのものである。また、他の実施例のセットによると、前記複数のコイル構成要素14が車両12に相対する第二の車両180の近接性の検知を提供する。例えば、車両12に近づく、または向けて近隣の線の中、あるいはから移動する第二の車両180.1の近傍にある。あるいはそれらの間にある側面衝撃を軽減する方向の車両12のそれと交差する道に沿って移動する第二の車両180.2である。
【0072】
例えば、前記磁気センサー10の前記関連する複数のコイル構成要素14、例えば分布されたコイル60、は前記車両12のトリム、あるいはガスケット部分182に統合されてもよい。例えば、ドアトリム部分182.1、ボディートリム部分182.2、あるいは内部トリム部分182.3のいずれかである。これらの応用例のいずれかにおいて、前記関連する複数のコイル構成要素14の関連するアッセンブリ、例えば分布コイル60、は異なる主要機能を含む前記車両12の既存コンポーネント中、あるいは上に統合されてもよい。前記複数のコイル構成要素14、例えば分布されたコイル60、は単一の関連する分布コイル60アッセンブリを使う比較的幅広い検知領域16を提供する。
【0073】
特定の実施例が詳細に記述されているものの、同業者は様々な修正を評価し、それらの詳細への選択肢は開示の全体の技術の観点から発展させられうる。したがって、開示されている特定の構成は説明の目的のみのものであり、発明の範囲を制限するものではない。発明の範囲は、請求項の最大の内容を含むものであり全てのそれらの均等物を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【0074】
【図1a】複数の重なっていないコイル構成要素を併合している車両中の磁気センサーの最初の側面の最初の実施例の最初の図解ブロック図の図解である。
【図1b】複数の重なっているコイル構成要素の図解である。
【図1c】あるものは重なっていて、あるものは重なっていない複数のコイル構成要素の図解である。
【図2】磁気センサーの最初の態様の第一の実施例の第二の図解ブロック図である。
【図3】磁気センサーの第二の態様の第一の実施例の図解ブロック図である。
【図4】前記磁気センサーの第二の態様の第二の実施例の図解ブロック図である。
【図5】エディ電流センサーの稼動の図解である。
【図6】ある物体での亀裂を検知するためのエディ電流センサーの稼動の図解である。
【図7】様々な深さの亀裂に対応する図6で図解される前記エディ電流センサーを使い検知される複雑なインピーダンスの図解である。
【図8】複雑なインピーダンスを測定するためのマクスウェル・ウェインブリッジの図解である。
【図9】稼動を図解する磁気センサーの第一の側面の第一の実施例の側面図である。
【図10a】磁気センサーの第一の態様の最初の物理的な実施例を図解している。
【図10b】磁気センサーの第一の態様の最初の物理的な実施例を図解している。
【図11】磁気センサーの前記第一の態様の第二の物理的な実施例を図解している。
【図12】センサーの第三の態様の最初の実施例の図解されたブロック図である。
【0075】
【図13】磁気センサーの第四の態様の第一の実施例の図解されたブロック図である。
【図14】磁気センサーの前記第四の態様の第二の実施例の端面図である。
【図15a】磁気センサーの第五の態様の最初の実施例の図解である。
【図15b】磁気センサーの第五の態様の最初の実施例の図解である。
【図16a】磁気センサーの第五の態様の第二の実施例の図解である。
【図16b】磁気センサーの第五の態様の第二の実施例の図解である。
【図17】磁気センサーの第六の態様の第一の実施例の側面図である。
【図18a】前記磁気センサーの前記第六の態様の第二の実施例の図解である。
【図18b】前記磁気センサーの前記第六の態様の第二の実施例の図解である。
【図19a】磁気センサーの第七の態様の最初の実施例の図解である。
【図19b】磁気センサーの第七の態様の最初の実施例の図解である。
【図20】前記磁気センサーの前記第七の態様の第二の実施例の図解である。
【図20b】前記磁気センサーの前記第七の態様の第二の実施例の図解である。
【図21】前記磁気センサーの第八の態様の実施例の環境の図解である。
【図22】前記磁気センサーの前記第八の態様の実施例の図解である。
【図23】エアバッグインフレータと関連した磁気センサーの第九の態様の実施例の図解である。
【図24】車両における磁気センサーの様々な実施例の図解である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気センサーであって、
a. 複数のコイル構成要素と、
b. 複数のコイル構成要素に動作可能に接続される少なくとも一つの時間変化信号の少なくとも一つの時間変化信号源と、ここにおいて複数のコイル構成要素のうちの第一のコイル構成要素は、少なくとも一つの時間変化信号に応答して、第一の磁界成分を発生するように適合され、少なくとも第二のコイル構成要素は少なくとも前記一つの時間変化信号に応答して、第二の磁界成分を発生するように適合され、第一のコイル構成要素と第二のコイル構成要素とは、第一の車両の異なった第一の部分および少なくとも第二の部分と、相互作用をおこない、
c. 複数のコイル構成要素と動作可能に接続された少なくともひとつの検出回路と、ここにおいて、少なくとも1つの検出回路は、第一の磁界成分に応答する第一のコイル構成要素からの第一の検出信号成分に応答して、および、第2の磁界成分に応答する少なくとも第二のコイル構成要素からの少なくとも第二の検出信号に応答して、検出信号を発生するものである検出回路を含み、検出信号は、第一の車両のまたは第一の車両に関係する磁気的状態の変化を検出するものである、磁気センサー。
【請求項2】
請求項1記載の磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の少なくとも二つは電気的にお互いに直列に結合され、少なくとも前記一つの時間変化信号源により駆動される、センサー。
【請求項3】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は分布コイルを構成するためにお互いに電気的に直列に結合されているものである、センサー。
【請求項4】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は、前記第一の車両のボディーあるいは構造材の実質的な領域に広がったものであり、ここにおいて車両のボディーや構造材は衝突に応答して変形をうけやすいものである、前記センサー。
【請求項5】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は基板に動作可能に結合されている、センサー。
【請求項6】
請求項5に記載された磁気センサーであって、前記基板は湾曲したものである、前記センサー。
【請求項7】
請求項5に記載された磁気センサーであって、前記基板は柔軟な物質から構成されている、センサー。
【請求項8】
請求項5に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は印刷回路基板から形成される、センサー。
【請求項9】
請求項5に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は基板上に設けた二次元アレイ状をなす、センサー。
【請求項10】
請求項5に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は前記基板に装着された少なくとも一つの巻き線から構成される、センサー。
【請求項11】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の少なくとも一つと協働するために適合した導電構成要素であって、前記第一の磁界成分と前記少なくとも第二の磁界成分との少なくとも一つの整形、制御、または抑制を提供するものを更に含む、センサー。
【請求項12】
請求項11に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は、基板の第一の表面と動作可能に結合し、導電構成要素は基板の第二の表面上の導伝送を含み、第一の表面と第にの表面は対向するものである、センサー。
【請求項13】
請求項11に記載された磁界センサーであって、少なくとも導電構成要素の一部はその中のエディ電流を制御または抑制するように適合された、センサー。
【請求項14】
請求項11に記載された磁界センサーであって、導電構成要素は互いに隔離された複数の導電体がらなる、センサー。
【請求項15】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素はカプセル化されている、センサー
【請求項16】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの時間変化信号源は時間変化電圧源から構成され、前記少なくとも一つの検知回路は少なくとも一つの前記複数のコイル構成要素を流れる、少なくとも一つの電流信号に応答するものである、センサー。
【請求項17】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの時間変化信号源は時間変化電流源から構成され、前記少なくとも一つの検知回路は前記複数のコイル構成要素の少なくとも一つの両端間の電圧信号に応答するものである、センサー。
【請求項18】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの時間変化信号はサイン波形、三角傾斜波形、鋸歯状波形、または矩形波から選ばれるものである、センサー。
【請求項19】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの時間変化信号は複数の異なる周波数から構成される振動波形から構成される、センサー。
【請求項20】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの時間変化信号はパルス形の波形から構成される、センサー。
【請求項21】
請求項20に記載された磁気センサーであって、前記パルス波形は傾斜、鋸歯状、インパルス、あるいは矩形のいずれかである、センサー。
【請求項22】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の少なくとも一つは第一の時間変化信号源からの第一の時間変化信号により駆動され、前記複数のコイル構成要素の少なくとも一方は少なくとも第二の時間変化信号源からの少なくとも第二の時間変化信号により駆動され、そして前記第一の時間変化信号は少なくとも一つの前記第二の時間変化信号とは異なるものである、センサー。
【請求項23】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの検知回路は前記複数のコイル構成要素の異なるサブセットからの異なる信号の検知を提供するものである、センサー。
【請求項24】
請求項23に記載された磁気センサーであって、前記コイル構成要素のサブセットうちの少なくとも異なった信号に対応する二つのコイル構成要素の異なるサブセットが直列に接続されたものである、センサー。
【請求項25】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの検知回路は前記複数のコイル構成要素の少なくとも一つの複素インピーダンスの検知を提供するものである、センサー。
【請求項26】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は前記複数のコイル構成要素の近傍の前記第一の車両の少なくとも一つの部分の少なくとも一つの磁気影響特徴に反応する関連する磁界の形状化を提供するために適合されたものである、センサー。
【請求項27】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記少なくとも一つの検知回路は、インフェーズおよび直角位相フェーズの信号成分のサンプリングを提供する、センサー
【請求項28】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の少なくとも一つの配置、前記少なくとも一つの時間変化信号および少なくとも一つの検知工程のうちの少なくともひとつが適合され、少なくとも第一の条件、第二の条件そして第三の条件のうちの一つが満たされ、第一の検出回路の第一の応答が実質的にノーマライズされ、第二の検出信号成分が、比較的大きい衝突または近接刺激だあって、第一および第二の信号に影響を与えるものである場合に、第一の条件は第一のコイル構成要素の配置が、少なくとも第二のコイル構成要素の配置と異なっていれば満たされ、第二の条件は第一のコイル構成要素と動作可能に結合している第一の時間変化信号が第二のコイル構成要素と動作可能に結合している時間変化信号と異なっていれば満たされ、第三の条件は、少なくとも一つの検出回路における第一の検出信号成分検出プロセスが、少なくとも第二の検出信号の検出信号検出プロセスと異なっていれば満たされるような、センサー。
【請求項29】
請求項28に記載された磁気センサーであって、前記検知信号のそれぞれの成分は、対応する第一の検出信号成分と少なくとも第二の検出信号成分について、ノーマライズされるものである、センサー。
【請求項30】
請求項28に記載された磁気センサーであって、前記検知信号のそれぞれの成分は、第一の検知信号成分と少なくとも第二の検知信号成分の信号・ノイズ比についてノーマライズされるものである、センサー。
【請求項31】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の少なくとも2つのコイル構成要素はそれぞれ実質的に少なくともワンターンである、センサー。
【請求項32】
請求項1に記載された磁気センサーであって、少なくとも一つの前記複数のコイル構成要素は複数のターンを有している、センサー。
【請求項33】
請求項1に記載された磁気センサーであって、少なくとも二つの前記複数のコイル構成要素は互いに異なったターン数を有している、センサー。
【請求項34】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の少なくとも2つのコイル構成要素は異なるサイズである、センサー。
【請求項35】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の前記少なくとも一つは少なくとも前記複数のコイル構成要素の前記少なくとも一部を囲うものである、センサー。
【請求項36】
請求項35に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素のうちの少なくとも一つは、前記複数のコイル構成要素のうちの少なくともひとつを囲うものである、センサー。
【請求項37】
請求項34に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素の少なくとも一つと前記複数のコイル構成要素の少なくとももうひとつとは実質的に互いに同心位置にある、センサー。
【請求項38】
請求項1に記載された磁気センサーであって、第一の車両の少なくとも第一の部分と第二の部分とは前記複数のコイル構成要素の少なくとも一つと協働するように適合される、センサー。
【請求項39】
請求項38に記載された磁気センサーであって、導電性構成要素が第一の車両の第一の部分と第二の部分の少なくとも一つと動作可能に接合されており、前記複数のコイル構成要素の前記少なくとも一つと協働するよう適合されている、センサー。
【請求項40】
請求項39に記載された磁気センサーであって、前記導電構成要素はそこを流れるエディ電流を制御するのに適合したパターンを含むものである、センサー。
【請求項41】
請求項40に記載された磁気センサーであって、前記導電構成要素はエッチング、形成、あるいはコーティングのいずれかにより、前記エディ電流を制御するように適合されている、センサー。
【請求項42】
請求項41に記載された磁気センサーであって、前記パターンは前記少なくとも一つの時間変化信号の周波数に適合されたものである、センサー。
【請求項43】
請求項38に記載された磁気センサーであって、第一の車両の第一の部分および第二の部分の少なくとも一つの導電構成要素はエディ電流を制御するのに適合している、センサー。
【請求項44】
請求項43に記載された磁気センサーであって、前記導電部分は前記エディ電流を制御するために適合される、センサー。
【請求項45】
請求項44に記載された磁気センサーであって、前記導電部分の少なくとも一部は前記エディ電流を制御するために前記導電構成要素の中か表面上の前記パターンをエッチング、形成あるいはコーティングにより適合されるものである、センサー。
【請求項46】
請求項45に記載された磁気センサーであって、前記パターンは前記少なくとも一つの時間変化信号の周波数に適合したものである、センサー。
【請求項47】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は前記第一の車両のボディ部の変形の検知のために提供されるため適合されている、センサー。
【請求項48】
請求項47に記載された磁気センサーであって、前記ボディ部はドア、クオーターパネル、フ−ド、屋根、タンク、あるいはバンパーのいずれかから構成される、センサー。
【請求項49】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は前記第一の車両に相対した第二の車両の近傍の検知のために適合されている、センサー。
【請求項50】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は前記第一の車両のトリムかガスケット部分中に統合される、センサー。
【請求項51】
請求項50に記載された磁気センサーであって、前記トリム部分はドアトリム部分、ボディトリム部分、あるいは内部トリム部分から構成される、センサー。
【請求項52】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素はエアバッグインフレータモジュールと協働するよう適合されている、センサー。
【請求項53】
請求項52に記載された磁気センサーであって、前記エアバッグインフレータモジュールは前記車両の内部に向けてのドアからのエアバッグを配置するために適合され、前記複数のコイル構成要素は構造上のあるいは前記ドアの外部部分の変形に反応するよう適合されている、センサー。
【請求項54】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は前記車両のドアの内側に装着され、そして前記ドアのドアビームの変形の検知のための提供に適合されている、センサー。
【請求項55】
請求項1に記載された磁気センサーであって、前記複数のコイル構成要素は前記第一の車両の前部または後部フレームメンバー上に装着され、前記第一の車両は前記第一の車両の関連するバンパーの変形検知のための提供に適合されている、センサー。
【請求項56】
車両の磁気的状態の変化を検知する方法であって、以下のステップを含む方法。
a. 車両の第一の部分で、時間変化する磁界成分を発生させる、ここにおいて、時間変化する磁界成分は第一のコイル構成要素を流れる電流に応答する、
b. 少なくとも一つの第二の時間変化する磁界成分を、車両の第二の部分に対応する近傍に発生させ、ここで前期第二の時間変化する磁界成分は、第二のコイル構成要素を流れる電流に応答し、少なくとも一つの車両の第二の部分は、第一の部分と離隔しており、車両の第一の部分と少なくとも一つの第二の部分は少なくとも部分的に導電性であり、第一の時間変化する磁界成分は対応する第一のエディ電流成分を、車両の第一の部分に生成し、少なくとも一つの第二の時間変化する磁界成分は、対応する少なくとも一つの大にのエディ電流を生成し、
c. 前記第一のエディ電流成分に応答する第一の信号の応答、および、対応する一つの第二のエディ電流成分に応答する少なくとも一つの第二の信号への応答から、車両の磁気的状態の変化の検知をする

【図1a】
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【図1b】
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【図1c】
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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10a】
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【図10b】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15a】
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【図15b】
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【図16a】
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【図16b】
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【図17】
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【図18a】
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【図18b】
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【図19a】
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【図19b】
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【図20a】
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【図20b】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【公表番号】特表2009−507210(P2009−507210A)
【公表日】平成21年2月19日(2009.2.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−524172(P2008−524172)
【出願日】平成18年7月29日(2006.7.29)
【国際出願番号】PCT/US2006/029325
【国際公開番号】WO2007/016300
【国際公開日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【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)】