(57)【要約】磁気センサ（１０）は、車両（１２）のボディの対応する少なくとも１つの第１位置に、少なくとも１つの第１コイル（４２）を備え、ボディの強磁性体要素に動作可能に接続されている。立上り（４５）を有する信号（４４）が、前記少なくとも１つの第１コイル（４５）に印加され、第２信号（６８）が前記少なくとも１つの第１コイル（４２）から検出され、前記第２信号は、第１信号（４２）と強磁性体要素との相互作用に応答性を有し、第２信号に応じて磁気外乱の位置が同定されるか、または衝突が識別される。
2004503417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）車両のボディの対応する少なくとも１つの第１位置で、車両ボディの強磁性体要素に動作可能に連結された、少なくとも１つの第１コイルと、
ｂ）立上りを有し、該少なくとも１つの第１コイルに動作可能に接続された、少なくとも１つの第１信号と、
ｃ）前記少なくとも１つの第１コイルからの少なくとも１つの第２信号を検出する手段であって、該第２信号が、前記第１信号と前記車両ボディの前記強磁性体要素との相互作用に応答性を有する検出手段と、
ｄ）前記少なくとも１つの第２信号に応じて、衝突を識別するための手段とを含む、磁気センサ。
【請求項２】
ａ）車両のボディの対応する少なくとも１つの第１位置で、動作可能に車両ボディの強磁性体要素に連結された、少なくとも１つの第１コイルと、
ｂ）立上りを有し、該少なくとも１つの第１コイルに動作可能に接続された、少なくとも１つの第１信号と、
ｃ）前記少なくとも１つの第１コイルからの少なくとも１つの第２信号を検出する手段であって、該第２信号が、前記第１信号と前記車両ボディの前記強磁性体要素との相互作用に応答性を有する検出手段と、
ｄ）前記少なくとも１つの第２信号に応じて、前記車両の前記第１部分の磁気外乱の位置を同定するための手段とを含む、磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
図１を参照すると、磁気センサ１０が車両１２に装備されており、模式的に示すように、この車両は、第１ピラー１６に対して複数のヒンジ１８の回りに蝶番式に動くドア１４を具備する。このドア１４には、第２のピラー２４上でストライカ２２に掛け金をかけるラッチ／ロック機構２０が設けられている。
ドア１４は、通常は透磁性のある鋼で製作されるが、固有の磁気的特性を有する。例えば、ドア１４は、磁束を通すために永久磁石をつけることができる。ヒンジ１８は、ドア１４と第１ピラー１６との間の、比較的磁気抵抗の低い経路となる。さらに、ラッチ／ロック機構２０とストライカ２２も、係合状態では、ドア１４と第２ピラー２４との間の、比較的磁気抵抗の低い経路となる。その他の場所では、通常、ドア１４は、車両１２のボディ２６と付随するエアギャップ２８（空隙）によって隔離されている。このように、ヒンジ１８とストライカ２２は、ドア１４に沿った第１の磁気経路によって、磁気的に接続されている。さらに、それぞれにヒンジ１８とストライカ２２が取り付けられた、第１ピラー１６および第２ピラー２２は、車両のボディ２６、構造物３４、またはパワートレイン（伝導装置）３６を含む、第１の磁気経路３０とは別個の、第２の磁気経路によって接続されている。したがって、ドア１４は、図１に示すような変圧器のコアと類似した性質の磁気回路の一部であり、第１の磁気経路３０および第２の磁気経路３２の両方が、１つの閉じた磁気経路４０を構成している。
【０００２】
磁気回路３８には、少なくとも１つの第１信号４４に動作可能に接続された、少なくとも１つの第１コイル４２がさらに備えられている。この少なくとも１つの第１コイル４２は、対応する少なくとも１つの第１位置４８に配置され、少なくとも１つの第１信号４４に応答して、磁気回路３８中で起磁力を発生させて、その中に磁束４９を生成する。
第１の実施態様においては、例えば図１に示すように、前記少なくとも１つの第１コイル４２には、例えばドア１４を「Ａ」ピラー１６．１に動作可能に連結する下部ヒンジ１８．２に、動作可能に連結されている、第１コイル４２を含めてもよい。別法として、例えば第１コイル４２は、上部ヒンジ１８．１または下部ヒンジ１８．２の回り、またはヒンジを第１ピラー１６またはドア１４に取り付ける１つまたは２つ以上の対応する取付けボルトの回り、またはラッチ／ロック機構２０の回り、またはラッチ／ロック機構２０をドア１４に取り付けるボルトのまわり、またはストライカ２２の回りに配置し、これによって対応する磁気回路３８が、コアに誘導連結された第１コイル４２を備え、このコアが、第１ピラー１６、ヒンジ１８．１および１８．２、ドア１４、第２ピラー２４、ドア１４の回りのエアギャップ２８、および車両１２のボディ２６の残部、構造物３４、パワートレイン３６を含むようにしてもよい。
【０００３】
第１信号４４は、例えばパルス発生器４６からのパルスを含む信号などの、立上り４５を有する信号を含み、これを例えばマイクロプロセッサ５６で制御してもよい。パルス発生器４６からの信号は、コイルドライバ５８に入力される。パルス発生器の出力は、動作可能にカウンタ５９に接続され、このカウンタがパルスの立上りから起点とする周期を計測する。
前記少なくとも１つの第１コイル４２は、第１コイル４２と整合するインピーダンスで、十分な電力を供給する、対応するコイルドライバ５８によって駆動され、この結果、合成磁束４９は、磁気回路３８内を伝播して第１コイル４２に復帰した後で、第１コイルから検出するのに十分な強度を有する。例えば、コイルドライバ５８は回路短絡防止を設けてあり、第１信号４４の飽和やクリッピングを避けるように作動させる。コイルドライバ５８は、自動車環境で作動するように設計されており、例えば、利用可能なバッテリ電圧に対応する範囲で作動する。コイルドライバ５８からの第１信号４４は、例えば電圧信号でもよいし、電流信号でもよい。
【０００４】
コイルドライバ５８は、センス／テスト回路６０を介して第１コイル４２を駆動する。このセンス／テスト回路６０は、第１コイル４２からの電流または電圧のいずれかを検出し、第１コイル４２の作動を確認あるいは試験する。これは、ドア１４の完全性の連続的な試験ともなる。例えば、補助センスコイル６２は、第１コイル４２が生成する磁束４９を直接検出することになる。センス／テスト回路６０は、例えば、第１コイル４２の開放または短絡を試験して、特に安全拘束アクチェエーアタ６４の作動を制御するときの、磁気センサ１０の信頼性を向上させ、誤作動や、または必要時における非作動を防止するようにしてもよい。例えば、前記少なくとも１つの第１コイル４２の完全性または健全性が、各測定サイクルにおいて試験される。
【０００５】
センス／テスト回路６０は、第１コイル４２に配分される電力の計測量を提供し、これによって近接金属物体に連結された磁束４９を評価することができる。例えば、ドア１４に近接する他車両のような鋼製物体があると、前記少なくとも１つの第１コイル４２からの磁束４９に対する代替経路となり、これが磁気回路３８および前記少なくとも１つの第１コイル４２によって観察される磁気抵抗に影響を与え、この結果、前記少なくとも１つの第１コイル４２の負荷を変化させて、これがコイルドライバ５８によって供給される電力を変化させる。一般に、前記少なくとも１つの第１コイル４２によって生成される磁束４９の一部は、磁気回路３８内に連結されると共に、一部は、代替磁気経路を介するかまたは放射によって、磁気回路３８を迂回する。磁気回路３８を迂回する磁束４９の部分は、コイルドライバ６８の負荷を増大させ、この増加が、前記少なくとも１つの第１コイル４２を通過する電流と、そこにかかる電圧とから検出される。
【０００６】
センス／テスト回路６０は、対応する前記少なくとも１つの第１コイル４２から、少なくとも１つの第２信号６８を検出する、受信器６６に動作可能に接続されており、前記少なくとも１つの第２信号６８は、前記少なくとも１つの第１コイル４２から磁気回路３８中に伝播した後に、前記少なくとも１つの第１コイル４２に復帰する磁束４９に応答性を有する。前記少なくとも１つの第２信号６８が応答性を有する磁束４９には、ドア１４を介して導通される磁束４９の第１部分と、磁束４９の第２部分すなわち、ドア１４に近接する他車両などの物体がある結果として、少なくともドア１４の一部を迂回する漏洩磁束とがある。
【０００７】
上記の磁気センサ１０は、さまざまな方法で実現することができる。具体的な回路は、アナログであってもデジタルであっても、あるいは光であっても、限定条件ではなく、当業者であれば、本願の教示によって設計することが可能である。例えば、使用する場合には、発振器、増幅器、ロジック要素、変調器、復調機、Ａ／Ｄ変換器、はどのような種類でもよく、例えば電界効果型もしくはバイポーラ形、または他のディスクリート部品、集積回路、オペアンプ、論理回路、またはカスタム集積回路を使用してもよい。また、使用する場合にはマイクロプロセッサはどのようなコンピュータ装置でもよい。ミキシング／復調および掃引サイン波信号を処理用の回路とソフトウエアは、公知のＬＦＭＣＷレーダシステムに使用されるものと類似のものでよい。
【０００８】
磁気回路と変圧器の理論によると、磁束線は常に閉じて、最も磁気抵抗の低い経路に追従しようとし、例えば鋼やフェライト材料などの強磁性材料の経路に追従する。さらに、磁気回路に沿っての面積または透過率の変化があると、その近傍の磁束４９の漏洩が起こり、この漏洩はフリンジングとも呼ばれる。
磁気回路３８の特性は、磁気抵抗Ｒで表され、磁気回路において起磁力Ｆのときの磁束量φは、φ＝Ｆ／Ｒとなる。直列の磁気回路の磁気抵抗Ｒは、各要素の各磁気抵抗の和となる。エアギャップの磁気抵抗は、強磁性材料の磁気抵抗よりもはるかに大きく、その結果、磁束はエアギャップ周辺の空間に漏洩し、漏洩場を形成する。漏洩場に侵入する強磁性体物体は、磁束に対する代替経路となり、エアギャップを迂回し、磁気回路３８の磁気抵抗に影響を与える。言い換えると、強磁性体物体が磁気回路３８の一部となるように、漏洩磁束場が形を変える。
【０００９】
図１に示すように、ドア１４は変圧器のコアに類似する閉磁気回路３８の要素としてモデル化できる。ドア１４の前後端は、ヒンジ１８と、ラッチ／ロック機構２０とストライカ２２とのカップリングとによって、磁気回路３８の残りの部分と、磁気的に直列に接続されている。ドアの残部は、磁気回路３８の残部から、ドア１４を取り囲む、エアギャップ２８によって磁気的に絶縁されている。
作動に際しては、対応する前記少なくとも１つのコイルドライバ５８によって、対応する前記少なくとも１つの第１コイル４２に動作可能に連結された、前記少なくとも１つの第１信号４４が、前記少なくとも１つの第１コイル４２内に電流を流し、この第１コイル４２がその中に磁束４９を生成し、これが前記少なくとも１つの第１コイル４２が連結された、磁気回路３８中に磁束４９を発生させる。磁束４９は、磁気回路３８の一部であるドア１４によって導通される。パルス電圧または電流などの加振信号を含む、前記少なくとも１つの第１信号４４が、ドア１４のヒンジ１８に動作可能に連結された前記少なくとも１つの第１コイル４２に印加される。
【００１０】
図２ａおよび図２ｂを参照すると、前記少なくとも１つの第１コイル４２が、前記少なくとも１つの第１信号４４を磁束４９に変換し、次いでこの磁束が前記少なくとも１つの第１コイル４２によって、磁気回路３８中に誘起される。
磁束４９は、複数の磁束線８４を含み、そのいくつかは、特に磁気回路３８内のエアギャップ２８の近接する場所では、磁気回路３８の物理的境界を越えて漏洩する可能性がある。磁束線８４は、周囲の空気の大幅に低いパーミアンス（透磁度）と比較して、そのパーミアンスに比例してその中に磁束４９をひきつける、ドア１４の鋼およびその他の強磁性体要素に追従する。
パルス発生器４６からの、前記少なくとも１つの第１信号４４は、対応する前記少なくとも１つのコイルドライバ５８によって増幅されて、対応するセンス／テスト回路６０を介して、前記少なくとも１つの第１コイル４２に、動作可能に連結されている。前記少なくとも１つの第１コイル４２は、磁気回路３８内、特にドア１４に磁束４９を生成する。磁束４９は、磁気回路３８内をパルスとして伝播し、前記少なくとも１つの第１コイル４２が、そこに復帰する磁束４９の部分を検出する。
【００１１】
磁束４９は、磁気回路３８内を通り、特に磁気センサ１０で監視するドア１４のような、車両１２の強磁性体部分を含む、強磁性体部分の中を通る。磁束４９の第１部分８６は、本願では金属曲げ磁束成分（ｂｅｎｔ ｍｅｔａｌ ｆｌｕｘ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）８６と呼び、この磁束成分が、磁気回路３８の強磁性体要素内を通り、そこからの復帰分が、前記少なくとも１つの第１コイル４２で検出され、この第１コイルが磁気回路３８の磁気的性質の変化に応答性のある信号を提供する。磁束４９は、ドア１４の鋼構造物内部を伝わろうとする。より多くの磁束４９が、鋼構造物のより厚肉部分に自動的に進入し、これらの部分は、ドアに強度を与えるドア構造の要素に一致することが多い。鋼構造が薄い場所では、磁束密度は相応して減少する。言い換えると、磁束４９は鋼構造の断面積と比率的割合で通る。一般に磁束４９は、磁気回路３８以外における漏洩の結果を除いては、ブラスチック部品中には存在しない。しかし、鋼製ドア１４については、これらの部分は一般に構造物ではない。したがって、磁気センサ１０は、ドアの構造要素を通過する磁束４９を生成し、機械的な変化が磁束４９に影響を与える程度において、これらの構造要素の機械的変化に応答性を有する。
【０００１２】
磁束４９の第２部分８８は、本願では近接磁束成分８８と呼び、磁気回路３８の物理的な境界を越えて広がっており、そこからの復帰分が、前記少なくとも１つの第１コイル４２で検出され、この第１コイルが、それに応答する信号、または言い換えると、磁気回路３８の近接する領域の磁気的性質の変化に応答する信号を供給する。
寸法、形状、位置、構造完全性、スポット溶接量と完全性、材料正当性、およびドア１４の組付け位置合わせに対する変更、または、例えば他車両９０などの強磁性体物体の存在によるドア１４近傍の磁気環境の変化があると、磁気回路３８に影響を与え、このために前記少なくとも１つの第１コイル４２によって検出される磁束４９が影響を受ける。
【００１３】
ドア１４、または監視対象となる磁気回路３８の別の部品は、ドア１４内の、鋼または他の高透磁性材料を、追加または移動させることにより補足、または修正を行い、磁束４９の第１部分８８および第２部分９０の強度および／または形状を修正して、対応する磁気回路３８を、それに応答するそれぞれの信号を改善するように強化してもよい。これによって、前記少なくとも１つのコイルドライバ５８への電力をさらに低減することが可能となり、前記少なくとも１つの第１コイル４２から対応して放射される電力が減少する。さらに、これによって対応する受信器６６のゲインを低減することが可能となり、これによって前記少なくとも１つの第１コイルから放射される電力が減少する。磁束４９は一般に、最小磁気抵抗の経路に追従し、この経路は通常、磁気的透過性材料を最大量含む断面に一致する。鋼製のドア１４については、したがってこの経路は、ドア１４の強度に大きく寄与する、１つまたは２つのドアのセクションと一致する。したがって、磁気回路３８は、磁気性能、強度、およびコストについて、このような対応する磁気透過性材料の補足または修正によって、最適化することができる。
【００１４】
例えば、磁気回路３８は以下のように、これに限定されるものではないが、さまざまな方法で修正、または増強することができる。
１．ミューメタル、フェライトまたはその他の磁性導体を、例えばプラスチックドアなどの、ドア１４に追加して、ドアの固有の磁気的性質を増大または再調整することができる。
２．ドア１４に穴を追加するか、または穴を修正して、磁気導性を変化させることができる。
３．Ａピラー１６．１とドア１４の間に、ヒンジ１８の代わりに、磁束４９を生成するために、補助フェライトまたはミューメタルのフレキシブルリンクを追加してもよい。
４．フェライトまたはミューメタルを、ストライカ２２に設置し、その中の磁束４９を強化してもよい。
【００１５】
５．ドア１４に永久磁石を追加し、磁気回路３８の固有の永久磁石特性信号を増大させるか、または再調整してもよい。
６．ドア１４の磁気構造を、例えばより薄肉の金属外板、プラスチック製ドア外板、または磁気ゲインを変えるフェライト棒を使用し、これによって近接磁束成分８８に応答する改善システム安全化のための近接センシングを強化してもよい。
７．ヒンジまたはストライカの形状、寸法、または材料を変更して、対応する磁気的性質を改善することができる。
８．ドアのサイドガードレールアセンブリおよび構造物、ヒンジアセンブリ、またはラッチ／ロック機構／ストライカアセンブリを変更して、システム性能および感度を改善してもよい。
【００１６】
本願で説明した衝突または衝突危険を検出する用途に加えて、磁気センサ１０は、磁気回路３８の構造要素の構造的な完全性のモニタ、特にドア１４の構造的な完全性を、例えば車両１２に装着された状態、または相応するテスト装置の磁気回路中で独立した状態における、ドア１４の製造後検査として、モニタするのに使用することもできる。例えば、ガードレールや不良スポット溶接などの欠陥構造要素は、ドア１４の磁気抵抗に影響を与えると考えられ、そうであれば組付け前に検出する可能性がある。言い換えると、磁束４９を十分に通さない鋼製ドアは、十分な側面衝突強度がないということになる。
【００１７】
前記少なくとも１つの第１コイル４２は、磁束４９の第１部分および第２部分の復帰分の重畳に対して応答性があり、両部分の複合部を受信器６６で増幅される電圧に変換し、ここで対応する金属曲げ信号成分と近接信号成分との相対強度は、対応する磁束４９の第１部分８６と第２部分８８の相対強度に比例する。前記少なくとも１つの第１コイル４２は、ノイズ低減のためにファラデーシール（Ｆａｒａｄａｙ Ｓｈｉｅｌｄｅｄ）してもよい。コイルをドア１４の端部壁９２に近接して配置すると、磁束４９の近接磁束成分８８の認識性が向上させる傾向にある。このことは、ドア金属部の局所的な厚肉箇所である、ラッチ／ロック機構２０が、第２コイル５４における近接磁束成分８８の効果を拡大するレンズの働きをする可能性を示すものである。エアギャップ２８は、近接磁束成分８８を生成するのを助け、近接磁束成分８８による最大感度の領域は、エアギャップ２８に近くにある。ドア１４への衝撃は、エアギャップ２８を変調する傾向にあり、対応する磁束線８４に大幅な変化を起こさせ、前記少なくとも１つの第１コイル４２に大きな量の対応する信号を発生させる。変調されたエアギャップ２８に応答性のある信号は、ドア１４の瞬間的な跳ね返り速度の計測量となり、これは、対応する安全拘束アクチュエータ６４が通常作動しないドアのバウンス（跳ね返り）現象を検出するのに使用できる。
【００１８】
前記少なくとも１つのコイルに近接する他車両９０は、磁束４９を引きつけて、前記少なくとも１つの第１コイル４２で生成された、磁束４９の第３成分９４に、ドア１４の一部を迂回させる。さらに、ドアが窪むか、または変形する場合には、ドア１４内の磁束４９の分布および／または強度が変化し、この変化は、前記少なくとも１つの第１コイル４２により受信された信号の変化から検出されるか、あるいは前記少なくとも１つの第１コイル４２による前記少なくとも１つの第１信号４４への負荷の変化よって検出される。したがって、実質的にドア１４全体が、磁気センサ１０のセンシング要素として働き、その磁気的性質に対する変更が、磁束線８４の数と分布に与える影響は、外乱の位置から前記少なくとも１つの第１コイル４２へと、光の速度で伝播する。さらに、前記少なくとも１つの第１コイル４２を、少なくとも１つのヒンジ１８またはストライカ２２上に配置することで、ドア１４内に配線をしたり、信号線を配線したりすることなく、ドア１４がセンシング要素となる。近接センシングモードにおいて、ドア１４をセンシング要素として使用する磁気センサ１０は、車両１２のブラインドスポットを監視して、隣接レーンの交通を監視するのに使用できる。
【００１９】
実質的にドア１４全体をセンサとすることで、磁気センサ１０は、ほぼドアの寸法の物体が進入するのを検出できる。衝突時に安全拘束システムのアクチュエータ６４の作動が必要な、ドア寸法と類似する車両のバンパおよび路側ポールは、一般に可視であり、これに対して安全拘束アクチュエータ６４の作動を必要としない、バスケットボールやその他の小さな物体は、一般に可視性が低い。食料品を積み込んだショッピングカートも、磁気センサ１０には可視であるが、安全拘束アクチュエータ６４を作動させるかどうかの決定は、ある特定の物体の可視性以上に、より多くの要因に基づいて行われる。磁気センサ１０は、例えば岩石による車両下部への衝突のような衝突には応答性がなく、このような衝突は磁気回路３８には影響を与えないが、しかし加速度計式の衝突センサには影響を与える可能性がある。
【００２０】
したがって、磁気センサ１０は、磁気回路３８に対するさまざまな物理的影響に応答性があり、そのような物理的影響には、それに限定されるものではないが、以下のようなものがある。
１）金属曲げ信号成分７２に影響する磁気回路のエアギャップ２８の変更。
２）ドア１４の周囲のエアギャップ２８に近接する近接磁束成分８８の形状と密度の変化。これには、ドア１４の前方縁、ドア１４の後方縁およびリアフェンダ（または４ドア車両のリアドア）、ドア１４の底部からフロアボード、また程度は少ないが、ドア１４の上部またはウィンドフレームからルーフなどがある。金属曲げ信号成分７２は、ドアまたは、エアギャップ２８を閉鎖または短縮するドアに隣接するボディ部品の変形に応答性がある。
【００２１】
３）ドア１４、特にその外板は、共振周波数を有し、前記少なくとも１つの第１信号の周波数で駆動されると、前記少なくとも１つの第１コイル４２で励振することができる。この共振周波数において、ドア１４の振動要素が、衝突物体との接触などで拘束されると、これによって共振は減衰されて、これが磁気回路３８の渦電流損失を増加させ、これを前記少なくとも１つの第１コイル４２に供給される電力から、バイパス電力プロセッサ６６によって測定することができる。
４）ドア１４の構造要素は、通常対応する磁束４９の最小磁気抵抗の経路となり、その中の機械的な応力が、その磁気抵抗を変化させるために、磁束４９の変化を、ドア１４およびその構造要素に加えられる力のレベルと関係づけることができ、この力レベルを衝突物体の運動量または速度と関係づけることができる。したがって、磁束４９の測定値が、ドア１４に対する脅威の計測量となる。
【００２２】
前記少なくとも１つの第１コイル４２に印加された電力と、受信器６６からの信号、例えば時間の関数として受信された振幅との両方を連続的にモニタし、ドア１４のリアルタイム磁気特性図として、マイクロプロセッサ５６のメモリ９５に記憶させる。リアルタイム磁気特性図は、付随の安全拘束アクチュエータ６０を作動させるべきかどうかを決定するために、衝撃または衝突以前の、例えばドア１４を表す前記少なくとも１つの比較可能な磁気特性図、すなわち通常特性図、またはさまざまな衝撃または衝突をあらわす少なくとも１つの磁気特性図と比較される。前記少なくとも１つの通常特性図には、磁束４９の変動が、金属物体がドア１４に近接して存在するか、または接近中である結果による変動か、あるいは腐食または温度の変化による変動かを説明する、磁気特性図を含めてもよい。通常特性図は、時間によって更新して、温度や腐食などによるドア１４のわずかな動揺を追跡できるようにしてもよい。リアルタイム磁気特性図が、通常磁気特性図と十分大きく異なるときは、マイクロプロセッサ５２は安全拘束アクチュエータ６０を作動させる。
【００２３】
所与の第２信号６８に対応する時間は、第１コイル４２からの伝播距離、また第１コイルへの伝播距離と関連している。したがって、例えばドア１４への衝突の結果としての、磁気外乱は、第２信号６８の大きさを時間の関数としてモニタすることで場所を特定することができる。
【００２４】
したがって、磁気センサ１０は、小信号外乱および大信号外乱の両方に応答性を有する。小信号外乱としては、例えばバスケットボールやその他のスポーツ用飛行物体などの比較的小さな物体による衝突があり、これらは通常はドア１４の塑性変形を引き起こすことはないが、ドア１４と周辺のウエザシールがこれらに弾性的に応答する。大信号外乱には、例えばドア１４の塑性変形を引き起こして、その磁気特性図を永久に変化させる側面衝突がある。磁気センサ１０は、衝突前の未変形状態から衝突後の変形状態への磁気特性図の変化を検出する。さらに、塑性変形した金属は、加工硬化し、これによってそのパーミアンスが変化し、これが磁気センサ１０によって検知される。衝突の初期の、ドア１４が塑性変形する以前に、磁気センサ１０は衝突速度と衝突の強度を、エネルギ保存や運動量保存などの衝突の物理法則を用いて、推定することができ、ドアの応答は衝突強度の増大と共に増加する。
【００２５】
磁気センサ１０は、各コイルについて短絡状態か、または開放状態を検査することにより、前記少なくとも１つの第１コイル４２の健全性と完全性についてのリアルタイムの検証を可能にする。さらに、磁気センサ１０は、磁気監視対象の構成要素、例えばドア１４を含む、磁気回路３８の完全性の連続的な試験を行えるようにする。
前記少なくとも１つの第１コイル４２は、多様な場所に配置することができ、多様な構成に応じて構築され、その配置場所は、これに限定されるものではないが、以下のものがある。それは、１つまたは２つ以上のヒンジ、ストライカ、ドア内部の側面衝突保護レイルまたはビーム、ドアの内部または外部のラッチ／ロック機構の周囲または直近、ドアの上部または底部のスポット溶接ラインの内部、ヒンジボルトの周辺または近接位置、コイルの周囲がドアの周囲とほぼ一致する状態でのプラスチックまたは鋼ドア外板の内面上、ウインドガラス周囲、ドア周囲のエアギャップ内や、車両に出入りするときに通過する開口部内などのドア構造全体の周囲、デフロスタとしてドライバ側ウインドなどのウインド内、付随する電子回路といっしょにプラスチック製ドアハンドルまたはトリム部品の背後、ドアのウインドを下げるためのウインドグラス開口の周囲、側面衝突の脅威を与える可能性のある鋼製物体の位置を同定するために、拡大距離においてセンシングをするためのプラスチック製サイドミラーハウジングの中、などである。
【００２６】
これらの配設によって生成される磁場には、さまざまな主方向があり、この方向には、それに限定されるものではないが、長手方向、横断方向、そして垂直方向がある。例えば、第１コイル４２をヒンジ１８の回りに配置して、対応する磁場が長手方向か横断方向のいずれかになるようにして、前者の配設は主として金属曲げ磁束成分８６を提供し、これに対して後者の配設では比較的強い近接磁束成分８８を提供する。別の例として、ウインドを下げるためのウインドガラス開口の回りに位置する第１コイル４２は、車両の横断面に沿って巡回する垂直磁場を生成する。さらに別の実施例として、ドア１４またはウインドの回りで、かつその面内にある第１コイル４２は、近接センシングに有用な横断方向磁場を生成する。少なくとも１つが、主として金属曲げ磁束成分８６を生成するように適合され、他方が、主として近接磁場成分８８を生成するように適合された、異なる第１コイル４２が、それぞれに対応する、異なる第１信号４４、例えばそれぞれ異なる振動周波数を有するそれぞれの第１信号といっしょに使用して、磁気センシング要素５０からの信号中の、区別が可能な信号成分を提供し、ここでそれぞれの信号は、それぞれのミキサ／復調器７０で復調されることになる。
【００２７】
例えば磁気回路３８内の磁束４９のレベルおよび前記少なくとも１つの第１コイル４２に供給される名目電流などの、磁気センサ１０の作動ポイントは、厳密な条件下で、前記少なくとも１つの第１コイル４２の線番または巻数を調整することによって調整可能である。
【００２８】
システム安全化すなわち近接検出は、さまざまな手段で強化することが可能であり、その強化手段には、これに制限されるものではないが、車体下部、ドア開口、または自動車のフードの回りに巻線を配置する、磁気焦点化のためにヒンジコイルまたはストライカコイルの内部に、フェライト棒を配置する、ドア間のギャップまたは空間内に、車両から横方向に離れる方向に、フェライト棒コイルを配置する、サイドビューミラーの型の中に補助第１コイル４２を配置するなどの手段がある。追加の安全化補助第１コイル４２は、適切な位相合わせと、磁気回路の復帰分を適切に調整することにより、システム安全化の信号性能を大幅に増大させる。例えば、このコイルは、直径が３インチで、ドア表面と面平行であり、またはフェライト棒に巻き付けて、打ち上げ距離を増大させ、かつシステム安全化のための指向性を強化するために位置合わされる。さらに、近接検出と曲がり金属検出との組合せによって、対応する前記少なくとも１つの第１コイル４２の自己診断と合わせて、磁気センサ１０は安全化と衝突検出機能の両方を提供することができ、これによって別個の衝突加速度計を不要にする。磁気センサ１０の第１コイル４２、５４、６２は、例えば対応するボビン上に巻き付けた線材で構築することが可能であり、例えばヒンジ１８やストライカ２２などの、車両の既存の構成要素上に配置することができる。
【００２９】
コイルまたはセンシング要素は、フェライトまたは他の高透磁率磁気コアを内臓してもよい。また、高度調整コイルを磁気信号生成に使用することもできる。さらに、コイルボビンの幅と長さを適合させて、磁束４９の方向制御をすることができる。最後に、前記少なくとも１つの第１コイル４２としては、車両のシャシーの下に配置したフェライト棒コイルを、車両のヘッドライナ内、Ａピラー内、またはＢプラー内に、道路方向を向けて実装してもよい。
さらに、磁気センサ１０に付随する信号は、それに限定されるものではないが、以下のようなさまざまな方法で、生成、適合化、処理が可能である。
１．フロントドアのシステム安全化を強化するために、リアドアのシステム安全化を実現するための代替周波数を設定する。
２．磁気特性図のＡＭ、ＦＭまたはパルス変調。
３．マルチトーン、マルチフェーズ電子回路。
４．低コスト、純サイン波発生用の、磁気的に偏奇させた位相発振器。
５．コヒーレント合成または位相固定式搬送波ハードウエアシステムまたはマイクロプセッサ搭載システム。
６．Ｄ／Ａによるマイクロセッサのゲインまたはオフセット同調、次いでＡ／Ｄ自己調整または自己診断アルゴリズム。
【００３０】
７．磁気較正のための、システム安全化磁場内への「標準」の設置。
８．不可聴域周波数。
９．コヒーレントサイン波生成のためのマイクロプロセッサＤ／Ａ変換器を含む、安定化のための、マイクロプロセッサ生成の水晶安定化周波数。
１０．広帯域システム電子回路。
１１．送信コイル（すなわち遅延線として作用するドアのＡＧＣ）への信号の閉回路ゲインおよび位相制御、ここでゲインおよび位相制御信号はセンサ出力として使用される。
１２．信号のＤＣ部分は、衝突速度の積として、ドアの正味静的磁束４９からの情報を提供するが、近接情報は提供せず、ＡＣ手法は、近接場を提供し、システムを既知の静的発振器ゲインと比率関係にすることを可能にする、ＡＣまたはＤＣ作動。
【００３１】
１３．ドアを横断する磁気ゲインの変動と共に位相が変動することを示した実験に合わせて、利得処理器（ＡＭ）よりも低いＳＮ比を有する位相処理器（ＦＭ）。
１４．前記少なくとも１つの第１コイルで磁気的に付勢されたヒンジの近傍、またはヒンジでの衝突を検出するために、コイルドライバが分配する電力、特にバイパス電力をモニタすること。
１５．前記少なくとも１つの第１コイル４２に流れる電流を増加させるための直列共振コイルドライバ回路、ここで前記少なくとも１つの第１コイル４２への対応する電流は、前記少なくとも１つの第１コイル４２が消費する電力の測定量としてモニタされると共に、前記少なくとも１つの第１コイル４２の連続自己診断を提供するためにモニタされる。
１６．そこで磁束４９を検出するために、補助磁気センシング要素、例えばホール効果素子または異なるコイルを、前記少なくとも１つの第１コイル４２に近接して使用すること。
【００３２】
両フロントドアを保護するには、他方のドアに対する一方のドアの比較可能な信号を、比率計測をすることにより、温度と構成要素の変動による影響を、低減する必要があり、ここで両方のドアが同時に衝突されることはないと仮定している。この比率計測は、各ドアの個別の計測を増強するのにも使用してもよい。さらに、共通の発振器を使用して、各付随第１コイル４２が使用する共通信号を生成してもよく、これによってコストを低減し、かつ車両１２のさまざまな場所で生成される磁束４９を同期できる。
【００３３】
本願では、ドア１４を第１のセンシング要素として磁気センサ１０の説明をしてきたが、磁気センサ１０は、磁束４９を導通することのできる任意の構成要素の完全性をセンシングするように適合させることができ、大型または長尺の強磁性体部品のセンシングに有利である。例えば、磁気センサ１０は、フェンダなどの、他のボディ部品のセンシングに適合させることができ、これらの部品は、前記少なくとも１つの第１コイル４２を、ボディ部と本体との間で、その取付け位置で、動作可能に接続することにより、車両のメインボディに取り付けられている。
【００３４】
上記の詳細な説明において、具体的な実施態様について詳細に記述し、添付の図面で説明したが、当業者であれば、本開示による教示に照らして、これらの詳細に対してさまざまな修正態様と代替態様が可能であることを理解されるであろう。したがって、開示した具体的な仕組みは、説明のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は、添付の請求の範囲およびそれに相当するすべての項目の全範囲を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
磁気センサのブロック図である。
【図２ａ】
磁気回路の側面図である。
【図２ｂ】
磁気回路の上面図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成13年3月26日(2001.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）車両のボディの対応する少なくとも１つの第１位置で、前記車両ボディの強磁性体要素に動作可能に連結された、少なくとも１つの第１コイルと、
ｂ）立上りを有し、該少なくとも１つの第１コイルに動作可能に接続された、少なくとも１つの第１信号と、
ｃ）前記少なくとも１つの第１コイルからの少なくとも１つの第２信号を検出する手段であって、該第２信号が、前記第１信号と前記車両ボディの前記強磁性体要素との相互作用に応答性を有する検出手段と、
ｄ）前記少なくとも１つの第２信号に応じて、衝突を識別するための手段とを含む、磁気センサ。
【請求項２】
ａ）車両のボディの対応する少なくとも１つの第１位置で、動作可能に前記車両ボディの強磁性体要素に連結された、少なくとも１つの第１コイルと、
ｂ）立上りを有し、該少なくとも１つの第１コイルに動作可能に接続された、少なくとも１つの第１信号と、
ｃ）前記少なくとも１つの第１コイルからの少なくとも１つの第２信号を検出する手段であって、該第２信号が、前記第１信号と前記車両ボディの前記強磁性体要素との相互作用に応答性を有する検出手段と、
ｄ）前記少なくとも１つの第２信号に応じて、前記車両の前記第１部分の磁気外乱の位置を同定するための手段とを含む、磁気センサ。
【請求項３】
検出手段が、立上りの開始後に第１の周期の間、第２信号を検出する、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項４】
カウンタをさらに備え、該カウンタが立上りに追従して、可変周期を測定する、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項５】
プロセッサをさらに備え、該プロセッサが第２信号の大きさを、カウンタで計測された可変周期の関数としてモニタする、請求項４に記載の磁気センサ。
【請求項６】
第１信号がパルス発生器で生成されたパルスを含む、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１コイルの少なくとも１つが、ドアヒンジまたはその取付けボルト、ドアロックもしくはラッチ機構またはその取付けボルト、ドアロックのストライカもしくはラッチ機構またはその取付けボルト、ドア補強要素、およびドアの端部壁、から選択した車両ボディ要素に近接する、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１コイルの少なくとも１つが、少なくとも１つの車両要素の回りにある、請求項７に記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第１コイルの少なくとも１つが、ドア、ドア開口、サイドビューミラーハウジングの一部分、およびウインドの開口から選択した車両ボディ要素に近接している、請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第１コイルの少なくとも１つが、少なくとも１つの車両ボディ要素の回りにある、請求項９に記載の磁気センサ。
【請求項１１】
磁気外乱の位置を同定する手段が、カウンタとプロセッサを備え、該カウンタが立上りに続く周期を計測し、該プロセッサが第２信号の大きさを前記周期の関数としてモニタする、請求項２に記載の磁気センサ。
【手続補正書】
【提出日】平成13年10月23日(2001.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ａ）車両のボディの対応する少なくとも１つの第１位置で、前記車両ボディの強磁性体要素に動作可能に連結された、少なくとも１つの第１コイルと、
ｂ）立上りを有し、該少なくとも１つの第１コイルに動作可能に接続された、少なくとも１つの第１信号と、
ｃ）前記少なくとも１つの第１コイルから、少なくとも１つの第２信号を検出する手段であって、該第２信号が、第１信号に応じて前記少なくとも１つの第１コイルが生成する磁場と、車両ボディの強磁性要素との相互作用に、応答性を有する手段と、
ｄ）前記少なくとも１つの第２信号に応じて、衝突を識別するための手段とを含む、磁気センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
ａ）車両のボディの対応する少なくとも１つの第１位置で、動作可能に前記車両ボディの強磁性体要素に連結された、少なくとも１つの第１コイルと、
ｂ）立上りを有し、該少なくとも１つの第１コイルに動作可能に接続された、少なくとも１つの第１信号と、
ｃ）前記少なくとも１つの第１コイルから、少なくとも１つの第２信号を検出する手段であって、該第２信号が、第１信号に応じて前記少なくとも１つの第１コイルが生成する磁場と、車両ボディの強磁性要素との相互作用に、応答性を有する手段と、
ｄ）前記少なくとも１つの第２信号に応じて、前記車両の前記第１部分の磁気外乱の位置を同定するための手段とを含む、磁気センサ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
態様の説明
図１を参照すると、磁気センサ１０が車両１２に装備されており、模式的に示すように、この車両は、第１ピラー１６に対して複数のヒンジ１８の回りに蝶番式に動くドア１４を具備する。このドア１４には、第２のピラー２４上でストライカ２２に掛け金をかけるラッチ／ロック機構２０が設けられている。
ドア１４は、通常は透磁性のある鋼で製作されるが、固有の磁気的特性を有する。例えば、ドア１４は、磁束を通すために永久磁石をつけることができる。ヒンジ１８は、ドア１４と第１ピラー１６との間の、比較的磁気抵抗の低い経路となる。さらに、ラッチ／ロック機構２０とストライカ２２も、係合状態では、ドア１４と第２ピラー２４との間の、比較的磁気抵抗の低い経路となる。その他の場所では、通常、ドア１４は、車両１２のボディ２６と付随するエアギャップ２８（空隙）によって隔離されている。このように、ヒンジ１８とストライカ２２は、ドア１４に沿った第１の磁気経路によって、磁気的に接続されている。さらに、それぞれにヒンジ１８とストライカ２２が取り付けられた、第１ピラー１６および第２ピラー２２は、車両のボディ２６、構造物３４、またはパワートレイン（伝導装置）３６を含む、第１の磁気経路３０とは別個の、第２の磁気経路によって接続されている。したがって、ドア１４は、図１に示すような変圧器のコアと類似した性質の磁気回路の一部であり、第１の磁気経路３０および第２の磁気経路３２の両方が、１つの閉じた磁気経路４０を構成している。




【国際調査報告】
2004503417.tif 000024