(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置であって、
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの第一近接要素の近接部分の間を渡る第一磁気回路であって、該第一磁気回路が磁界とリラクタンスとの双方を有し、該第一磁気回路の磁界が、前記相対運動に起因する第一磁気回路のリラクタンスの変化に反応する、前記第一磁気回路が
ｉ）第一磁気回路の磁界の変化に反応して信号を発生する複数の第一コイルであって、その各コイルが軸を有する複数の第一コイルと、
ｉｉ）第一磁気回路用の磁界源としての少なくとも一つの第一永久磁石であって、軸を有する少なくとも一つの第一永久磁石と、
ｉｉｉ）自動車の二つの第一近接要素の間にある少なくとも一つの空隙であって、第一分離帯を定義する少なくとも一つの空隙と、
を含む第一磁気回路と、
ｂ．前記複数の第一コイルに接続されたプロセッサであって、前記第一磁気回路の磁界が自動車の二つの第一近接要素の前記相対運動に反応し、複数のコイルの各々が該第一磁気回路の該磁界の変化に反応して信号を発生し、該プロセッサが該信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するプロセッサと、
を含む、前記装置。
【請求項２】
自動車がエッジ面を有する第一ドアを含み、さらにエッジ面に隣接して固定部分を有し、自動車の二つの第一近接要素の一つが自動車の第一ドアのエッジ面を含み、自動車の二つの第一近接要素の別のものがそれに隣接する自動車の固定部分を含む、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項３】
複数の第一コイルの各々の軸が実質的に第一分離帯に直角である、請求項２に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項４】
複数の第一コイルが自動車の固定部分に取付けられ、少なくとも一つの永久磁石が自動車の第一ドアのエッジ面に取付けられた、請求項３に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項５】
複数の第一コイルが実質的に一平面上に置かれた複数のコイルを含む、請求項４に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項６】
複数の第一コイルが自動車の第一ドアのエッジ面に取付けられ少なくとも一つの第一永久磁石が自動車の固定部分に取付けられた、請求項３に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項７】
相対運動が方向を有し、少なくとも一つの第一永久磁石の各々の軸が実質的に相対運動の方向に平行である、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項８】
少なくとも一つの第一永久磁石の各々の軸が実質的に複数の第一コイルの各々の軸に垂直である、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項９】
複数の第一コイルの各々の軸が共通平面近傍に置かれている、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１０】
複数の第一コイルのうち少なくとも二つが、実質的に同一の衝突誘起運動を受けるように置かれている、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１１】
プロセッサが一つ以上の方向の相対運動を差別する、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１２】
自動車が遠隔端を持つ蝶番止め部材を含み、二つの第一近接要素が蝶番止め部材の遠隔端にある、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１３】
二つの第一近接要素の一つが、衝突衝撃点から二つの第一近接要素の一つまで衝突刺激を伝達するための構造的要素に近接している、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１４】
自動車が第一ドアを含み、構造的要素が第一ドアの強化ビームである、請求項１３に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１５】
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの第二近接要素の近接部分の間を渡る第二磁気回路であって、
ｉ）該第二磁気回路の磁界に反応する複数の第二コイルと、
ｉｉ）第二磁気回路用起磁力源としての少なくとも一つの第二永久磁石と、
ｉｉｉ）自動車の近接要素の間にあって、分離帯を定義する一つ以上の第二空隙であって、プロセッサが第二空隙に作動的に結合されており、第二磁気回路の磁界が自動車の二つの第二近接要素の相対運動に反応し、複数の第二コイルの各々が第二磁気回路の前記磁界の変化に反応して信号を発生し、自動車の二つの第二近接要素の一つが自動車の第二ドアのエッジ面を含み、自動車の二つの第二近接要素の他のものがそれに隣接する自動車の固定部分を含み、二つの第二近接要素の一つと二つの第二近接要素の他のものとの双方が自動車のＢ−ピラーを含む、第二空隙と、
を含む第二磁気回路、をさらに含む、請求項２に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１６】
複数の第一コイルが二つのコイルを含む、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１７】
複数の第一コイルが、少なくとも一つの第一永久磁石の軸の周りに配置された二つの向き合う面上に置かれている、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１８】
複数の第一コイルの二つが、二つの向き合う面の各々に置かれている、請求項１７に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項１９】
二つの近接要素のうち一つに作動的に結合された加速度計をさらに含み、プロセッサが加速度計に作動的に結合されていてプロセッサがさらに加速度計からの信号に反応する、請求項１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項２０】
衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置であって、
エッジ面を有し、かつ該エッジ面に隣接する固定部分を有するドアを備えた自動車において、
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの近接要素の近接部分の間を渡る磁気回路であって、自動車の二つの近接要素の一つがドアのエッジ面を含み、自動車の二つの近接要素の他のものがそれに隣接する自動車の固定部分を含み、該磁気回路が磁界とリラクタンスとの双方を有し、該磁気回路の磁界が前記相対運動に起因する磁気回路のリラクタンスの変化に反応する、前記磁気回路が
ｉ）磁気回路の磁界の変化に反応して信号を発生する少なくとも一つのコイルであって、自動車の固定部分に取付けられた少なくとも一つのコイルと、
ｉｉ）磁気回路用の磁界源としての少なくとも一つの第一永久磁石であって、軸を有し、自動車の固定部分に取付けられた少なくとも一つの第一永久磁石と、
ｉｉｉ）自動車の二つの近接要素の間にある少なくとも一つの空隙であって、分離帯を定義し、少なくとも一つのコイルの軸が実質的に分離帯に直角である少なくとも一つの空隙と、
を含む磁気回路と、
ｂ．少なくとも一つのコイルに接続されたプロセッサであって、磁気回路の磁界が自動車の二つの第一近接要素の相対運動に反応し、少なくとも一つのコイルの各々が磁気回路の磁界の変化に反応して信号を発生し、プロセッサが前記信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するプロセッサと、
を含む、前記装置。
【請求項２１】
第一磁気回路がさらに自動車のドアのエッジ面に取付けられた強磁性構造体を含む、請求項２０に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項２２】
衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御する方法であって、
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの近接要素の近接部分の間の磁気回路に磁界を作るステップであって、該磁界は該相対運動に反応し、前記磁気回路は複数のコイルおよび磁界源として少なくとも１つの永久磁石を含む、前記ステップと、
ｂ．磁界に反応して前記複数のコイルから複数の信号を生成するステップであって、該複数の信号は別個の位置で反応する、前記ステップと、
ｃ．前記複数の信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するステップと、
の各ステップを含む、前記方法。
【請求項２３】
複数の信号の大きさを測定するステップと、複数の信号のいずれが最大振幅を有するかを決定するステップとの各ステップをさらに含み、自動車安全拘束システムの起動を制御する作用が最大振幅信号の大きさに依存する、請求項２２に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御する方法。
【請求項２４】
複数の信号の大きさを測定するステップと、複数の信号のいずれが最大振幅を有するかを決定するステップと、最大振幅の幅を測定するステップとの各ステップをさらに含み、自動車安全拘束システムの起動を制御する作用が最大振幅信号の幅に依存する、請求項２２に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御する方法。
【請求項２５】
自動車安全拘束システムの起動を制御する作用が複数の信号の時間間隔に依存する、請求項２２に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御する方法。
【請求項２６】
磁界が少なくとも一つの永久磁石により作られ、複数の信号が複数のコイルにより作られ、さらに永久磁石の複数のコイルに対する初期位置を設定するステップを含む、請求項２２に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための方法。
【請求項２７】
相対運動の方向を複数の信号の大きさと位相とから評価するステップをさらに含む、請求項２２に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための方法。
【請求項２８】
横衝撃衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御する方法であって、
エッジ面とエッジ面の回転の方向とを有するドアを有する自動車において、
ａ．ドアのエッジ面の回転の方向の加速度を感知するステップと、
ｂ．該加速度に反応して信号を発生するステップと、
ｃ．該信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するステップと、
の各ステップを含む、前記方法。
【請求項２９】
衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置であって、
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの近接要素の近接部分の間を渡る磁気回路であって、該磁気回路が磁界とリラクタンスとの双方を有し、該磁気回路の磁界が、前記相対運動に起因する磁気回路のリラクタンスの変化に反応する、前記磁気回路が
ｉ）磁気回路の磁界の変化に反応して信号を発生する少なくとも一つのコイルであって、二つの近接要素の第一のものに作動的に接続された少なくとも一つのコイルと、
ｉｉ）磁気回路用の磁界源としての永久磁石であって、二つの近接要素の第二のものに作動的に接続された永久磁石と、
ｉｉｉ）二つの近接要素が互いに近接するとき永久磁石と少なくとも一つのコイルとを互いに偏倚させるためのバイアス機構と、
を含む磁気回路と、
ｂ．少なくとも一つのコイルに接続されたプロセッサであって、磁気回路の磁界が自動車の二つの近接要素の相対運動に反応し、一つ以上のコイルの各々が磁気回路の磁界の変化に反応して信号を発生し、プロセッサが信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するプロセッサと、
を含む、前記装置。
【請求項３０】
衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置であって、
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの近接要素の近接部分の間を渡る磁気回路であって、該磁気回路が磁界とリラクタンスとを有し、該磁気回路の磁界が前記相対運動に起因する磁気回路のリラクタンスの変化に反応する、前記磁気回路が
ｉ）磁気回路の磁界に反応して信号を発生する少なくとも一つのコイルであって、二つの近接要素の第一のものに作動的に接続された少なくとも一つのコイルと、
ｉｉ）磁気回路用の磁界源としての少なくとも一つの永久磁石であって、二つの近接要素の第一のものに作動的に接続された少なくとも一つの永久磁石と、
ｉｉｉ）二つの近接要素の第二のものに作動的に接続された強磁性構造体と、
を含む磁気回路と、
ｂ．複数のコイルに接続されたプロセッサであって、磁気回路の磁界が自動車の二つの近接要素の相対運動に反応し、少なくとも一つのコイルの各々が磁気回路の磁界の変化に反応して信号を発生し、プロセッサが信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するプロセッサと、
を含む、前記装置。
【請求項３１】
強磁性構造体が、パターンのある面を含む、請求項２６に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項３２】
パターンのある面の空間的特性が、信号の本質的帯域通過フィルタを与える、請求項３１に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項３３】
強磁性構造体が、磁気被覆により形成されている、請求項３０に記載の衝撃に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項３４】
衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置であって、
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの近接要素の近接部分の間を渡る磁気回路であって、該磁気回路が磁界とリラクタンスとを有し、該磁気回路の磁界が前記相対運動に起因する磁気回路のリラクタンスの変化に反応する、前記磁気回路が
ｉ）磁気回路の磁界に反応して信号を発生する少なくとも一つのコイルであって、二つの近接要素の第一のものに作動的に接続され、軸を有する、少なくとも一つのコイルと、
ｉｉ）磁気回路用の磁界源の一つとして、軸を有する、少なくとも一つの永久磁石であって、二つの近接要素の第二のものに作動的に接続され、軸が実質的に少なくとも一つのコイルの軸に直角である少なくとも一つの永久磁石と、
を含む磁気回路と、
ｂ．複数のコイルに接続されたプロセッサであって、磁気回路の磁界が自動車の二つの近接要素の相対運動に反応し、少なくとも一つのコイル毎に磁気回路の磁界の変化に反応して信号を発生し、プロセッサが信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するプロセッサと、
を含む、前記装置。
【請求項３５】
少なくとも一つのコイルが単一コイルを含む、請求項３４に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項３６】
相対運動が方向を有し、少なくとも一つの永久磁石の軸が実質的に相対運動の方向に直角である、請求項３４に記載の衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための装置。
【請求項３７】
衝突に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための方法であって、
ａ．衝突に反応して相対運動に入る自動車のドアのエッジ面の近接部分と自動車の固定部分の近接部分との間の磁気回路に磁界を作るステップであって、該磁界は前記相対運動に反応し、前記磁気回路は複数のコイルおよび磁界源として少なくとも１つの永久磁石を含む、前記ステップと、
ｂ．磁界に反応して前記複数のコイルから少なくとも一つの信号を発生するステップであって、該信号は別個の位置で反応する、前記ステップと、
ｃ．複数の信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するステップと、
ｄ．ドアの通常の運動に反応して少なくとも一つの信号を較正するステップと、
の各ステップを含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
関連出願の相互参照
本発明は１９９７年１月１７日受付の先行米国仮出願一連番号６０／０３５，４５４の利益を請求する。
発明の分野
本発明は一般的に車両衝突判別システムに関し、特定的には車両側面への衝撃を信頼性高く検出するため適したシステムに関する。
発明の背景
一般的に言って、Ｂ−ピラー、ロッカー・パネル、強化ビーム、又は車両ドアの上又は付近など任意の他の位置に取り付けた加速度計を用いて横衝撃を検出しようと試みる公知の車両衝突検出システムがある。他の公知システムは接触スイッチを用いるか、又はドア内の圧力変化を感知する。幾つかの分散感知システムもまた提案されて来た。
これらシステムは完全に満足であると立証されていない。詳しく言うと、加速度計及び接触スイッチが受ける信号は、衝撃の位置、規模及び方向に大きく依存して変化する。これらの装置は単に局所的加速度及び速度の情報を与えるのみで、これはその取り付け位置から離れて起こっていることを必ずしも反映しない。例えば、センサ取り付け位置で起こった１５ｍｐｈ電柱衝撃（典型的エアバッグ展開状況）は、正常なエアバッグ展開を始動する比較的大振幅の信号を誘発するけれども、１フィートか２フィート離れて起こったものは、著しく小さい振幅のセンサ信号を与えることがあり、エアバッグが展開しない結果となる。これは、「点火」条件を「非点火」状態から区別するのを極めて困難にする。
分散センサ配置は設置及び保守が困難である。その費用もまた配線及び取付要件の増加の必要により過大である。
さらに、殆どの加速度計は電源を必要とするので、システム不具合が起こる可能性のある別の場所を作る。さらに加えて、このようなセンサの設置後較正は一般的には電子的に実施しなければならない。これはモジュールに対する加速度の正確な感知を保証するけれども、以前の「非点火」衝突が生じた破損から起こったおそれのあるモジュール取付支持体又は向きの変化量を計算に入れることが出来ない。
米国特許５，５８０，０８４は、塑性歪みを受ける車両部分に機械的に結合された強磁性体により影響を受けた磁界変化の検出による車両安全装置の起動制御のためのシステムと方法を開示して権利を請求する。この場合、塑性歪みが強磁性要素内に弾性歪波を生じ、これが磁歪過程を通じて歪波によりその強磁性特性を変化させる。米国特許５，５８０，０８４は、中にある要素の剛体運動により生じた磁気回路のリラクタンスの変化からの信号の発生は教示していない。さらに、磁歪の結果生じる強磁性要素内の弾性歪みが起こす磁界の変化は、それ自体の中に極小振幅信号を与えるのみで、これは、顕微鏡的磁気誘導効果から生じる関連磁気回路内の剛体要素の運動が起こす磁界の変化の観点からは相対的に無意味である。
発明の概要
本発明は上記の問題を、衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの近接要素の近接部分、例えば、車両Ｂ−ピラーの近接部分と関連車両ドアのエッジ面、をまたいで渡る磁気経路を発生する磁気誘導感知システムを提供することにより解決する。側面衝突センサとして、本発明は運転者席又は助手席のサイドドアの上又は近傍で起こる自動車衝突を検出し、またＢ−ピラー上の取付位置から衝突が（電柱衝突のような）局所的か（バンパー打撃のような）、広面積打撃かを感知する能力がある。
横衝撃衝突を受けたとき、比較的剛性のドアビームが衝突信号をドアのエッジ壁に伝達する。ドアビームは次々と衝突の運動を増幅する働きをする。したがって、ドアのエッジ壁における加速度測定がドアに対する衝撃の影響を捕らえるので、横衝撃衝突を受けた関連着座者への傷害を緩和するのに有用な関連横衝撃エアバッグの起動を制御するのにはこれが有用である。車のＡ−及びＢ−ピラーのような相対的に固定された構造体に取り付けられた磁気誘導センサは、関連するドアの近接エッジ壁の運動に良く相関した事実上の信号を自記する。これらの信号は磁歪効果ではなく巨視的運動により生じるものである。
本発明は、ドアエッジに隣接する車のピラー上に取り付けた複数のコイルを組み込む。単一コイルを用いるのでは、衝突の間のエッジ壁とピラーとの間の相対運動の性質と振幅を正確に解明するのは困難である。その理由の一部は、車両間で、又は同一車両内で時間とともに、起こり得るエッジ壁／ピラー間隔の変化のためである。この問題は、横衝撃運動の間に衝突方向に起こる相対運動、Ａ／Ｂピラーから離れたり近付いたりするエッジ壁の運動、及びエッジ壁のねじれと回転、の型が異なるため、いっそう悪化する。これらの多重運動及び距離変化は、ピラー上に複数のコイルを用いて、及びエッジ壁に沿う磁界変化の制御により解明することが出来る。
本発明の第一側面にしたがうと、車両衝突状態識別用のシステムは、車両のフレーム部材に取り付けた少なくとも一つのコイル、少なくとも一つのコイルが検出出来る磁界を発生するよう車両部材に取り付けた磁石、及び少なくとも一つのコイルに接続されたプロセッサを含み、車両部材のフレーム部材に対する運動により生じた磁界の変化に反応して少なくとも一つのコイルが出力信号を生じる状態に誘導される。プロセッサが少なくとも一つのコイルの出力を解析して、磁界の変化が車両衝突を示すか否かを判定する。
本発明の第二側面にしたがうと、車両衝突識別方法は、車両の外部構造部材と並置された車両フレーム部材との間に磁界を作るステップと、磁界の変化を検出するステップと、の各ステップを含み、外部構造部材のフレーム部材に対する運動が対応する変化を磁界に生じる。車両衝突は、検出された磁界の変化に基づいて判定される。
したがって、本発明の一つの目的は、車両ピラーに取り付けることが出来て、ドア又はクォータパネルの位置のような、車両横の外面のどこにでも生じる横衝撃をいっそう信頼性高く検出する、改良された車両衝突識別のシステム及び方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、ドア・エッジの運動を感知することにより車両衝突を識別する、改良された車両衝突識別のシステム及び方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、何の電気配線もドアに伸ばすこと無く車両ドア・エッジの運動を検出する、改良された車両衝突識別のシステム及び方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、車両ドア・エッジの運動を磁気誘導を通じて検出する、改良された車両衝突識別のシステム及び方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、三次元運動を検出出来るコイル配置を用いて、車両ドア・エッジの運動を磁気誘導を通じて検出する、改良された車両衝突識別のシステム及び方法を提供することにある。
これらの目的にしたがって、本発明の一つの特徴は、衝突に反応して相対運動に入る自動車の二つの近接要素の近接部の間を渡る磁気回路であって、その磁気回路が磁気回路内に起磁力を発生するための磁石と磁気回路の磁界の変化を検出するための一つ以上のコイルを含むことである。
本発明の別の特徴は、近接部分のうち一つに取り付けられた一つ以上のコイル、及び他の近接部分に取り付けられた磁石を持つ、磁気回路である。
本発明のさらに別の特徴は、近接部分に取り付けられた一つ以上のコイルと磁石、及び他の近接部分に取り付けられた強磁性構造体を持つ、磁気回路である。
本発明のさらに別の特徴は、車両ドア・エッジを一つの近接部分として、及びそれに隣接する車両本体構造を他の近接部分として、組み込むことである。
本発明のさらに別の特徴は、コイルからの信号に反応して自動車安全拘束システムの起動を制御するための信号プロセッサである。
本発明のさらに別の特徴は、コイルからの最大振幅信号の大きさに反応する自動車安全拘束システムの制御である。
本発明のさらに別の特徴は、コイルからの最大振幅信号の大きさに反応する自動車安全拘束システムの制御である。
本発明のさらに別の特徴は、コイルからの最大振幅信号の幅に反応する自動車安全拘束システムの制御である。
本発明のさらに別の特徴は、車両ドア・エッジの加速度の感知による横衝撃衝突の検出である。
本発明に特有の特徴は、多数の関連利点を提供する。本発明の先行技術に対する一つの利点は、車両ドア・エッジの運動を検出することにより、車両ドアの任意の重要部分に対する衝撃が検出出来ることである。
本発明は、添付図面を参照して好適態様の以下の説明を読んだ後完全に理解されるであろう。この記述は横衝撃安全拘束システムの始動のための本発明の応用を示すけれども、当業者は、本発明が、フードとフェンダーの相対運動の感知による前方衝撃感知用のような、車両の他の近接要素の相対運動感知による衝突感知にもまた応用出来ることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第一態様にしたがって磁気誘導センサを組み込んだ車両衝突識別システムを示す。
図２は、図１に示した磁気誘導センサの磁気回路を示す。
図３は、本発明にしたがうコイルの代替配置を示す。
図４は、横衝撃感知システム用の本発明の各種取付配置を示す。
図５は、近接要素の比較的歪んだ運動に比較的不感な本発明の配置を示す。
図６は、本発明にしたがう単一コイルの出力を示す。
図７は、本発明にしたがう三個のコイルの出力を示し、さらに各種信号処理目安を示す。
図８は、本発明にしたがいまた図９及び図１０にしたがう三個のコイルの組に対する磁石の各種配置を示す。
図９は、図８の配置にしたがう第二コイルからの信号をコイルに対する磁石の各種初期位置に関して示す。
図１０は、図８の配置にしたがう第三コイルからの信号をコイルに対する磁石の各種初期位置に関して示す。
図１１は、本発明のコイルの一つからの信号を近接要素の比較的歪んだ運動について示す。
図１２は、本発明の第二態様にしたがって磁気誘導センサを組み込んだ車両衝突識別システムを示す。
図１３は、本発明の第三態様にしたがって磁気誘導センサを組み込んだ車両衝突識別システムを示す。
図１４は、本発明の第四態様にしたがって磁気誘導センサを組み込んだ車両衝突識別システムを示す。
図１５は、図１３に示した本発明の第三態様の環境を示す。
図１６は、図１４に示した本発明の第四態様の環境を示す。
好適態様の詳細な説明
図１と４を参照すると、車両ドアの上又は中のセンサの取付と保守の問題のため、及びさらに重要なのは、激甚衝突の間の信号経路の完全性保証のため、本発明にしたがう衝突識別システム１０はドアのエッジ壁の運動を、車両Ｂ−ピラー１６のような、車のフレーム上の取付位置から感知する配置となっている。型通りドア内に置かれた横方向強化ビーム９が、ドアのいずれかの場所への激甚衝撃がほぼ瞬間的にドアのエッジ壁１２に伝達されることを保証する。
図１と２を参照すると、本発明の一態様にしたがって、磁束コレクタ２８に取り付けられた複数のコイル１８を含む磁気誘導センサ１４が，ドアのエッジ壁１２に付着した磁石２０に近接して、例えばＡ−及び／又はＢ−ピラー１６内に、取り付けられている。磁気誘導センサ１４は、空隙により磁石２０から隔てられている。複数のコイル１８の各々は、強磁性磁極片２９を囲む巻線１９を含み、それによりコイル１８，磁極片２９，磁束コレクタ２８、磁石２０及び空隙が磁気回路を形成し、これに磁石が、磁気回路内で磁束連結３０を生じる起磁力を与える。
作動に当たっては、横方向強化ビーム９を引き込むのに十分なドアへの衝撃がドア壁１２を動かして、磁石２０を磁気誘導センサ１４に対して動かし、それにより各コイル１８への磁束連結３０が、ファラデーの法則にしたがってその中に信号を発生するよう変化する。各コイル１８からの出力信号は、ドアのエッジ壁１２の顕微鏡的運動に相関している。コイル１８からの出力は、作動的にプロセッサ２２に結合され、これが一つ以上の安全拘束システム２４の起動を制御する。プロセッサ２２は、デジタル回路、アナログ回路、リレー論理、デジタル・コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、又はこれら全体もしくは一部の組み合わせなどを含みそれには限られない各種の手段から構成することが出来、さらに在来の加速度計に基づく感知モジュールに統合することも出来る。
一般的に、本発明にしたがうと、磁気誘導センサは自動車の二つの近接要素の近接部分の間を渡る磁気回路を作ることにより形成され、このとき磁気回路の一成分５０は近接要素の一つに取付けられ、磁気回路の残りの成分５２は相手側近接要素に取付けられる。磁気回路は、磁気回路内に磁力を発生するための一つ以上の磁石２０、及び磁気回路内の磁界−特に運動が誘起したその変化−に反応するコイル１８を含む。
磁気誘導センサ１４は、互いに近接し磁束コレクタ２８に作動的に接続された複数のコイル１８を含む。単一感知コイルも採用出来るが、単独感知コイルの使用は、衝撃を受けたときのエッジ壁とピラーとの間の相対運動の正確な性質と振幅の判定を容易にするのに必ずしも十分な出力を与えるとは限らない。これは一部は、色々な車両の間で、又は同一車両では時間が経つと起こるおそれのあるエッジ壁／ピラー間空隙の変動のためである。この問題は、横衝撃運動の間に衝突方向に生じる相対運動、Ａ／Ｂピラーに近付き又は離れるエッジ壁の運動、及びエッジ壁のねじれと回転の型が異なるため悪化する。図３を参照すると、磁気誘導センサ１４のコイル１８は、磁石の一般横運動に応答するよう、磁束コレクタ２８の上に配置できる。このとき例えば、三つのコイル１８はドアの正常作動中磁石２０の経路に沿って置かれており、一つのコイルはドアのエッジ壁１２の垂直方向変位の判定が出来るよう置かれている。さらに図５を参照すると、磁石を偏倚させて磁気誘導センサ１４の近接面近傍に滑り込ませるよう磁石にスプリング３４を付けることがある。
衝突識別システム１０はさらに、ドア・エッジ壁の向かいに（図１に示すように）恒久的に固定されるか、又はエッジ壁に置かれた強磁性磁束コレクタと共にピラー上に置かれるかいずれかの小型磁石２０を含む。これにより、磁石２０及びコイル１８の固定セットを構成する統合センサが、ドア運動により生じたリラクタンスの変化を検出出来るようになる。コイル１８の大きさ、形及び感知パターンは、当業者には公知の原理にしたがって設計され、十分な信号水準と運動検出情報を与える。これらの特性はまた、衝突識別システム１０が車両寿命の全期間にわたって作動し、あり得る悪環境、例えば、湿気、油、グリース、汚れ、温度など、に屈しないように選ぶ。
衝突識別システム１０は、各コイル１８から電圧反応を連続的に標本抽出することにより機能する。ピラー上に精密に配置された複数のコイルの使用は、ドア面運動の場をまたぐ磁界の変化の検出を改善する。少なくとも二つのコイル１８の大きさ、位置、及び向きは同じで、すべてのコイルが同一ピラー運動を経験するようになっている。コイルからの信号の比較は相対運動を、衝突方向、ドア・エッジ壁とピラーとの間隔の変化、及びエッジ壁のねじれと回転のような、異なる次元で解明するのに使うことが出来る。コイル１８の大きさ、形、間隔及びパターンは、先験的に知られているので、相対運動の下記の主要モードを判定するには−二つのコイルでも間に合うが−三つ又は四つのコイルで普通は十分である。（１）衝突方向の解釈、（２）エッジ壁とピラーとの間の空隙ｗの変化、（３）エッジ壁のねじれと回転、及び（４）エッジ壁とピラーとの間の可能な相対垂直運動。ピラーとエッジ壁との初期間隔は、無衝突状態でのドアの開閉の間に起こるセンサ出力に基づいて決定することが出来る。詳しく言うと、システムの定期較正は、ドア開閉の間に行う。これは本質的に極めて大きい決定論的磁界変化を誘起して、独特の特徴を有する独特のセンサ信号を生じる。これらの信号の性質をベースライン・データと比較して、定期的にセンサの状態を判定する。
図６を参照すると、単一コイルからの電圧出力は、感知コイル１８に対する磁石２０の不均一速度のため、非対称である。図７は、図１にしたがって配置した三つの感知コイル１８からの出力を示す。ここでは、磁石２０の運動に対するコイルの位置にしたがって、別個のコイル１８からの信号が位相において互いにずれている。図７はまた、ドアのエッジ壁１２のピーク速度が評価出来る三つの異なる目安を示す。詳しく言うと、エッジ壁速度は、コイル信号のピーク高さ７２、又は、信号幅を５０パーセント高さのような、所与の高さにおける時間間隔とすると、コイル信号のピーク幅７４のいずれかと線型で関係している。さらに、エッジ壁速度は、隣接コイル１８間の公知の距離を対応する関連信号の間の時間間隔７６で割って評価することが出来る。
感知コイル１８からの出力は、コイル組立体に対する磁石２０の初期位置に左右される。図８、９及び１０を参照すると、磁石２０がコイル１８．１（コイル１）、１８．２（コイル２）１８．３（コイル３）に対し五つの異なる位置１、２、３、４、５に置かれている。図９はコイル２の出力を示し、図１０はコイル３の出力を示す。コイル組立体に対する磁石２０の位置は正常なドア開閉事象を観測することにより較正することが出来る。
図１１を参照すると、感知コイル１８からの信号はさらに、感知コイルの軸に沿う方向の相対運動成分により影響される。図１１の各曲線に関連する角度、即ちそれぞれ０、１５、３０、及び４５度、は感知コイルの軸と直角の面に対する磁気経路の角度であって、感知コイル１８の大きさ及び位相の双方が、感知コイルに対する磁気経路の向きにより影響されることが観測される。この情報はプロセッサ２２が磁石運動の方向を評価するのに使うことが出来る。
図１２を参照すると、本発明の第二態様にしたがって、衝突識別システム１００は、磁石１０４及び一つ以上の感知コイル１０６を組み込んで、ドアのエッジ壁１２の運動から生じる関連磁気回路のリラクタンスの変化によって起こる磁界１１０の変化を検出する。ドアのエッジ壁１２には、強磁性構造体１０８が設けてあってエッジ壁運動の検出特性を強化している。
衝突識別システム１００は、ツードア車における全側衝突検出用単一磁気誘導センサ１０２、又は一つは前ドアに面し他は後ろドアに面してフォードア車の全側衝突検出範囲を備えた二つの磁気誘導センサ１０２を有する単一モジュールのいずれかを含む。磁気誘導センサ１０２は受動装置であって、極めて小型で、設置と保守が容易である。加えて、衝突識別システム１０と同様、磁気誘導センサ１０２は加速度計に基づく感知システムと容易に統合出来て衝突識別性能を強化する。
衝突識別システム１００は、衝突加速度によって生じたフレーム部材とエッジ壁の幾何学的配列の変化から起こる磁束経路のリラクタンスの変化を経由して、ドアの運動を検出することだけ衝突識別システム１０と異なる。磁気回路の幾つかの部分は衝突運動によって動かされるけれども、磁石１０４は一つ以上のコイルに対して事実上静止したままである。リラクタンスのこの変化が一つ以上のコイルを通る磁束に変化を生じる。磁気経路のリラクタンスの変化は直接感知するか、又はそれにより一つ以上の関連コイル内に誘起された電圧として感知することが出来る。
衝突識別システム１０を用いるときと同様に、衝突識別システム１００は、衝突に誘起された加速度及び／又はドア面に直角の軸だけからさらに進んでドアの変形を識別する能力を備えている。単軸加速度計又は接触スイッチが提供しないこの追加データは、衝突アルゴリズムに有用であるだろう。加えて、衝突識別システム１０を用いるときと同様に、磁気誘導センサ１０２は、ドア開閉中に発生する信号に基づく日常機械的較正を容易にする。
図４に示すように、衝突識別システム１０は、車両Ｂ−ピラー７の上に取り付けられ、サイドドア・エッジ壁の磁気的に敏感な領域を向いた少なくとも一つの磁気誘導センサ１０２を含む。本発明の一つの有利な側面は、エッジ壁の上で起こっていることをドアに直接物理的接触をしないで感知する能力に由来する。サイドドアのような外部構造体の「局所的」情報を与える加速度計に反し、衝突識別システム１００は、衝撃によるドア・エッジ壁運動及び側面衝突に関連するドアの変形変化の検出により作動する。
磁気誘導センサ１０２は、少なくとも一つの磁石１０４，少なくとも一つの感知コイル１０６，及び磁気感受性材料で作られた関連磁束収束／指向経路を含む。磁石は、隣接又は近傍の磁気感受性物質内に磁界を発生する。非磁性材料の表面は、小領域全体にニッケル・ペイントのような磁気被覆を散布することにより磁気感受性に出来る。感受性領域の性質は、センサの性能をさらに強化するため選択出来る「エッジ」又はグリッド・パターンを施すことにより容易に操作することが出来る。表面が被覆されているときは、位置を決めた面に直接エッチ・パターンを作ることが出来る。表面が被覆されていないときは、前加工の磁気パターン定着物をドア・エッジ壁の上に固定することが出来る。センサユニット内の磁束収束／指向要素もまたグリッド・パターンを用いて作動を強化する働きをする。
磁気経路を構成する物質が不意の加速度により動かされたとき、磁気経路のリラクタンスが変化して、それによりコイルを通じる磁束１１０の変化を生じる。これは動電力と電流をコイル１０６内に発生し、こうしてドア・エッジ壁内の機械的擾乱に関する電気信号を与える。ドアのいずれかの場所への衝撃の効果はドアビームにより急速にドアエッジ壁に伝達されてその運動を起こすので、電柱又は斜め衝突のような激しい局所的侵入は殆ど即時に認識される。パターン内の情報及び信号の振幅は、乱暴なドア閉鎖、自転車衝突、及びドアエッジ壁の重大な変形を生じない軽い衝突のよう高水準の「オフ」条件から展開状態を区別するのに使用出来る。
光学的エッチ・パターン１０８を選ぶことにより、関係信号特性を衝突に関してさらに強化し、「オフ」条件に関しては最小にすることが出来る。磁気誘導センサ１０２の特性及び感受性領域特性を制御して、「オフ」条件信号を減衰し衝突信号を通過及び／又は増幅する電気機械式帯域通過フィルタの目的を達成することが出来る。これはいっそう迅速で正確な衝突感知アルゴリズムを提供する。
さらに、本発明の磁気誘導センサ１０２は標準加速度計（単軸又は三軸）と共に用いてさらに衝突感知システムの性能を強化することが出来る。加速度計を一つ又は二つの磁気誘導センサと共にＢ−ピラー上に取り付けた単一モジュールにまとめることにより、全側衝突センサ感知範囲が低価格、容易な設置と保守で目的を達成出来る。Ｂ−ピラー加速度とドアエッジ行動の複合知識により、多くの場合に「点火時期」決定時間を短縮しながら事実上すべての状態でエアバッグの「点火」と「オフ」の区別が出来る。
衝突識別システム１００を本発明の一態様として記述したが、衝突識別システム１０の磁気誘導配置が好適である。単一感知コイル１０６の使用は、運動に依存する信号及び三次元で起こる空間的距離の解釈を困難にする。さらにシステム設計どころか、ドアの詳細構造により生じるドアのエッジ壁に沿った磁界の変動が、信号解釈の問題を一層難しくする。
図１３と１５を参照すると、衝突識別システム２００の第三態様において、磁石２０２はドアのエッジ壁１２及びさらにＢ−ピラー内の磁気感受性ハウジング２０８に確保されている。ハウジングは、衝突中の磁石の前後運動を自動的に補償する信号を発生する四つのコイルを含む。さらに、幾つかの電柱衝突においては、エッジ壁が車両から離脱するので、磁石２０２が空洞外に動いて、関連コイル２０４を通る磁束の変化を生じる。
図１４と１６を参照すると、衝突識別システム３００の第四態様において、磁石３０２と磁束コレクタ３０８はドアのエッジ壁１２に確保され、コイルは関連Ｂ−ピラー７の中に磁束コレクタ３０８に隣接して置かれている。磁束コレクタは強磁性又は常磁性いずれかの材料から構築できる。コイル３０４はさらに極片３０７を含むことがある。ドアエッジ１２のコイル３０４に対する運動はコイル内の磁束連結を変化し、それによりコイル３０４の端子をまたぐ電圧信号を誘起する。
特定の態様を詳細に説明したが、当業者は、開示の全体教示に照らしてこれら詳細への各種修正及び代替案が開発出来ることを理解するであろう。したがって、開示した特定の装置は例示的意味のみであって本発明の範囲に関して制限するものではなく、それは請求の範囲の全体およびそのあらゆる等価物により与えられるべきである。
【図１】
0003995109.tif 000002
【図２】
0003995109.tif 000003
【図３】
0003995109.tif 000004
【図４】
0003995109.tif 000005
【図５】
0003995109.tif 000006
【図６】
0003995109.tif 000007
【図７】
0003995109.tif 000008
【図８】
0003995109.tif 000009
【図９】
0003995109.tif 000010
【図１０】
0003995109.tif 000011
【図１１】
0003995109.tif 000012
【図１２】
0003995109.tif 000013
【図１３】
0003995109.tif 000014
【図１４】
0003995109.tif 000015
【図１５】
0003995109.tif 000016
【図１６】
0003995109.tif 000017