專利名稱：位移信息的導出裝置及導出方法、乘員約束系統(tǒng)、車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及導出與車輛構成部件的位移有關的信息的構筑技術。
背景技術：
一直以來，用于在車輛發(fā)生事故時檢測碰撞發(fā)生的各種車輛碰撞傳感器是公知的。例如在下述專利文獻1中，在車輛側面發(fā)生碰撞時，當車輛側面車門承受超過一定值的沖擊時，采用通過解除兩個導電體的絕緣狀態(tài)而相互導通的結構，將車輛側面車門產(chǎn)生的碰撞作為電信號進行檢測。
專利文獻1特開平5-45372號公報但是，在車輛發(fā)生事故時利用氣囊等乘員約束系統(tǒng)對車輛乘員進行約束的結構中，對提高乘員約束性的技術要求高，因而，為了迅速且可靠地檢測車輛碰撞發(fā)生，更需要構筑出檢測特性提高的有效傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種技術，對于車輛構成部件在車輛碰撞時的位移相關信息的檢測，可以有效提高該檢測特性。
為了解決上述問題，構成本發(fā)明。本發(fā)明典型地適用于將與汽車中的車輛構成部件的位移有關的信息導出的技術，但是本發(fā)明同樣也能夠適用于將與汽車以外的其他車輛中的車輛構成部件的位移有關的信息導出的技術。此時，所謂“車輛”包括汽車、飛機、船舶、電車、公共汽車、卡車等各種車輛。
本發(fā)明的第1發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第1發(fā)明是技術方案1記載的位移信息導出裝置。
技術方案1記載的位移信息導出裝置是用于檢測因車輛碰撞而發(fā)生位移的金屬制車輛構成部件的相關信息的裝置。其至少設置有第1線圈、第2線圈、第1檢測部、第2檢測部和導出部。此時，所謂的“車輛碰撞”包括車輛側面碰撞、正面碰撞、后面碰撞、側翻等。
本發(fā)明的第1線圈構成下述線圈，與因車輛碰撞而發(fā)生位移的金屬制車輛構成部件相向設置，通過通交流電流而向該車輛構成部件施加交流磁場。此時所謂的“車輛構成部件”是構成車輛的部件，所有部件或一部分部件構成含有鋼、銅、鋁、鐵素體等的導電體至磁性體。典型地，由與車輛碰撞直接相關的、形成車輛外輪廓的金屬制外部面板(門外板(車門板)、前面板、后面板、發(fā)動機罩板、行李箱面板等)，構成該車輛構成部件。
本發(fā)明的第2線圈構成下述線圈，其處于上述第1線圈的周圍的、該第1線圈的外徑內(nèi)，并設置在與該第1線圈的線圈平面交叉方向的線上。關于該第2線圈的設置方式，包括第1線圈和第2線圈的中心一致的方式、第1線圈和第2線圈的線圈平面一致的方式等。
本發(fā)明的第1檢測部具有下述功能在車輛碰撞時，至少通過上述第2線圈對下述信息進行檢測，即與朝向處于通電狀態(tài)的第1線圈從相對距離不同的分離區(qū)域向接近區(qū)域位移的車輛構成部件有關的、當該車輛構成部件處于分離區(qū)域時因磁場變化而產(chǎn)生的感應電壓的相關信息。這里所說的與感應電壓有關的信息包含與感應電壓自身以及感應電壓變化有關的位相或振幅等。
本發(fā)明的第2檢測部具有下述功能，即至少通過第1線圈對與該車輛構成部件處于接近區(qū)域時的阻抗變化有關的信息進行檢測。此時，分離區(qū)域和接近區(qū)域可以部分重疊，或也可以分別是互不相同的區(qū)域。
此時，一旦向第1線圈通交流電，則對車輛構成部件施加交流磁場，根據(jù)電磁感應原理，在該車輛構成部件上產(chǎn)生渦電流。該渦電流也會產(chǎn)生磁場，該磁場的一部分交錯在第1線圈上。因此，在第1線圈上，由流過金屬體的渦電流所產(chǎn)生的磁通量疊加到由流過的電流所產(chǎn)生的磁通量上，這些磁通量在第1線圈上產(chǎn)生感應電壓，形成磁場。因此，通過使該車輛構成部件接近第1線圈，使第1線圈的交流阻抗變化。
此時，第2線圈134，不僅受到第1線圈133的交流阻抗變化的影響，還受到其周圍所產(chǎn)生的磁場變化的影響，由于該磁場變化而在第2線圈134上產(chǎn)生感應電壓，從而可以通過第2線圈檢測出與該感應電壓變化有關的信息。特別是，在該第1線圈的外徑內(nèi)、且與該第1線圈的線圈平面交叉方向的直線上的位置，是描述磁力線相對較大的磁場回路區(qū)域，是第1線圈所產(chǎn)生的磁場中磁場相對較強的區(qū)域。因此，設置在該位置上的第2線圈，特別是在檢測遠處的分離區(qū)域內(nèi)的磁力變化作為感應電壓變化時，可以發(fā)揮出優(yōu)良的靈敏度。而且，該第2線圈，根據(jù)與驅(qū)動頻率不同的頻率成分的信號來檢測出周圍的磁力變化。該磁力變化是由周圍空間的導磁率的變化、因車輛構成部件變形所產(chǎn)生的磁致伸縮磁場或干擾引起的。因此，本發(fā)明的第2線圈具有下述功能，即對與周圍磁場變化有關的各種信息進行檢測，利用更多的信息盡早檢測出與車輛構成部件的位移有關的信息。
本發(fā)明的導出部具有下述功能，即在車輛碰撞時，當車輛構成部件朝線圈傳感器移動時，根據(jù)由上述第1檢測部和第2檢測部所檢測出的信息，導出與車輛構成部件的位移有關的信息。由此，可以利用導出部導出車輛碰撞時與車輛構成部件的位移有關的信息。而且，這里所說的“與車輛構成部件的位移有關的信息”，例如可以是車輛構成部件的位移距離、位移速度、位移加速度等。
一直以來，要求一種技術，在利用線圈傳感器對車輛構成部件進行檢測時，可以有效提高車輛構成部件的檢測靈敏度。為了確保線圈傳感器對對象物的檢測靈敏度，如果將線圈傳感器設置在靠近對象物的位置上，則產(chǎn)生無法確保所需檢測行程的問題。另一方面，如果以遠處對象物為基準，則產(chǎn)生線圈傳感器必須大型化以及設置部位受限的問題。公知的是，在車輛構成部件與線圈傳感器相對分離的狀態(tài)以及相對接近的狀態(tài)下，檢測特性會發(fā)生變化。具體地說，交流阻抗相對于車輛構成部件與檢測區(qū)域之間的距離的變化不是簡單的比例關系，隨著車輛構成部件接近線圈傳感器的檢測區(qū)域，其變化比率增大，特別是在接近位置上急劇增大。
本發(fā)明人，為了提高線圈傳感器的檢測精度，對各種線圈傳感器的結構進行了努力研究。本發(fā)明人想出下述方案采用上述結構的第1線圈和第2線圈，并且在分離區(qū)域內(nèi)主要利用第2線圈來檢測隨著車輛構成部件位移而產(chǎn)生的信息，在接近區(qū)域內(nèi)主要利用第1線圈進行檢測。由此，不增加線圈尺寸，即可從分離區(qū)域至接近區(qū)域提高車輛構成部件的檢測靈敏度(擴大檢測距離)，在導出與車輛構成部件的位移有關的信息時，可以獲得所需的檢測特性。
如上所述，根據(jù)這種結構，能夠提供一種對與車輛構成部件位移有關的信息的檢測特性提高的位移信息導出裝置。作為進一步的效果，不必使線圈傳感器大型化，即可確保檢測高度，可以同時實現(xiàn)線圈傳感器的小型化和檢測靈敏度的提高。
而且，在本發(fā)明中，由導出部所導出的與車輛構成部件的位移有關的信息，也可以適當?shù)赜糜诳刂圃谲囕v碰撞時為了對車輛乘員進行約束而工作的氣囊裝置和安全帶等乘員約束裝置、為了報知車輛碰撞等而進行顯示輸出或聲音輸出的警報裝置以及其他控制對象等。典型地，可以采用下述結構根據(jù)與車輛構成部件的位移有關的信息，在判定車輛碰撞實際發(fā)生時，向氣囊裝置和安全帶裝置輸出控制信號。
本發(fā)明的第2發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第2發(fā)明是技術方案2記載的位移信息導出裝置。
技術方案2記載的位移信息導出裝置，是使技術方案1所述的第1線圈和第2線圈的中心一致而構成的。
根據(jù)這種結構，關于第2線圈相對于第1線圈的設置方式，將第2線圈設置在第1線圈所產(chǎn)生磁場中的、磁場相對較強的區(qū)域，設置在該位置上的第2線圈，在檢測遠處分離區(qū)域內(nèi)的磁力變化作為感應電壓變化時可以發(fā)揮出優(yōu)良的靈敏度。
本發(fā)明的第3發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第3發(fā)明是技術方案3記載的位移信息導出裝置。
技術方案3記載的位移信息導出裝置，是使技術方案2記載的第1線圈和第2線圈的平面一致而構成的。
根據(jù)這種結構，關于第2線圈相對于第1線圈的設置方式，將第2線圈設置在第1線圈所產(chǎn)生磁場中的磁場相對較強的區(qū)域，設置在該位置上的第2線圈，在檢測遠處分離區(qū)域內(nèi)的磁力變化作為感應電壓變化時可以發(fā)揮出優(yōu)良的靈敏度。
本發(fā)明的第4發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第4發(fā)明是技術方案4記載的乘員約束系統(tǒng)。
技術方案4記載的乘員約束系統(tǒng)，至少包括技術方案1～3中任一項記載的位移信息導出裝置、乘員約束裝置、控制裝置。
本發(fā)明的乘員約束裝置構成在車輛碰撞時為了對車輛乘員進行約束而工作的裝置。這里所說的“乘員約束裝置”包括氣囊裝置(氣囊模塊)和安全帶裝置等乘員約束設備。
本發(fā)明的控制裝置至少具有下述功能根據(jù)導出部所導出的信息也就是與車輛構成部件的位移有關的信息，對乘員約束裝置進行控制。典型地，可以采用下述結構當根據(jù)與車輛構成部件的位移有關的信息，判斷出實際發(fā)生車輛碰撞時，將控制信號輸出到氣囊裝置或安全帶裝置中。而且，可以采用下述結構當根據(jù)與車輛構成部件的位移有關的信息，推測出發(fā)生碰撞時的沖擊能量時，改變氣囊裝置或安全帶裝置的乘員約束方式。另外，該控制裝置可以專用于控制該乘員約束裝置，或也可以兼用作對車輛發(fā)動機行駛系統(tǒng)或電裝系統(tǒng)進行控制的裝置。
根據(jù)這種結構，使用由位移信息導出裝置所獲得的與車輛構成部件的位移有關的高精度信息，對乘員約束裝置進行控制，由此能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛乘員的徹底保護。
本發(fā)明的第5發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第5發(fā)明是技術方案5記載的乘員約束系統(tǒng)。
在技術方案5記載的乘員約束系統(tǒng)中，技術方案4記載的位移信息導出裝置的線圈，與作為上述車輛構成部件的車門的門外板相向設置。而且，技術方案4記載的乘員約束裝置，在車輛發(fā)生側面碰撞時，對乘員進行約束。此時，當采用氣囊裝置作為乘員約束裝置時，可以采用氣囊內(nèi)收容在座椅、車柱、上邊梁等內(nèi)的氣囊裝置。根據(jù)這種結構，能夠在車輛側面碰撞時實現(xiàn)對車輛乘員的徹底保護。
本發(fā)明的第6發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第6發(fā)明是技術方案6記載的車輛。
在技術方案6記載的車輛至少設置有發(fā)動機行駛系統(tǒng)、電裝系統(tǒng)、驅(qū)動控制裝置、車輛構成部件、傳感器裝置以及控制信號輸出裝置。
發(fā)動機行駛系統(tǒng)，構成與發(fā)動機和車輛行駛有關的系統(tǒng)。電裝系統(tǒng)構成與車輛所使用的電器部件有關的系統(tǒng)。驅(qū)動控制裝置，構成具有對發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的功能。車輛構成部件構成車輛，并且構成因車輛碰撞而產(chǎn)生位移的金屬制部件。該車輛構成部件，由形成車輛外輪廓的金屬制(例如含有鋼、銅、鋁、鐵素體等金屬制)的外部面板(門外板(車門板)、前面板、后面板、發(fā)動機罩板、行李箱面板等)構成。傳感器裝置具有導出與車輛構成部件的位移有關的信息。
在本發(fā)明中，該傳感器裝置由技術方案1～3中任一項所述的位移信息導出裝置構成?？刂菩盘栞敵鲅b置具有根據(jù)該傳感器裝置所導出的信息而向控制對象輸出控制信號的功能。這里所說的“控制對象”包括車輛碰撞時為了對車輛乘員進行約束而工作的氣囊裝置和安全帶裝置等乘員約束裝置、為了報知車輛碰撞等而進行顯示輸出或聲音輸出的警報裝置等控制對象。該控制信號輸出裝置，可以專用于對上述控制對象進行控制，或者也可以兼用作對發(fā)動機行駛系統(tǒng)或電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制裝置。
根據(jù)這種結構能夠提供一種車輛，可以將位移信息導出裝置所獲得的、與車輛構成部件的位移有關的高精度信息用于控制與車輛有關的各種控制對象。
本發(fā)明的第7發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第7發(fā)明是技術方案7記載的位移信息導出方法。
在技術方案7記載的位移信息導出方法中，利用第1線圈和第2線圈，其中，第1線圈與因車輛碰撞而發(fā)生位移的金屬制車輛構成部件相向設置，第2線圈，處于第1線圈的線圈周圍的、該第1線圈的外徑內(nèi)，并設置在與該第1線圈的線圈平面交叉方向的線上。而且，在車輛碰撞時，通過第2線圈檢測出與朝向處于通電狀態(tài)的第1線圈從相對距離不同的分離區(qū)域向接近區(qū)域位移的車輛構成部件有關的、當該車輛構成部件處于分離區(qū)域時因磁場變化而產(chǎn)生的感應電壓的相關信息，并且通過第1線圈檢測出與該車輛構成部件處于接近區(qū)域時的阻抗變化有關的信息。進而，根據(jù)由第1線圈和第2線圈所檢測出的信息，導出與車輛構成部件的位移有關的信息。使用這種方法時，實質(zhì)上可以使用技術方案1記載的位移信息導出裝置。
因此，根據(jù)這種方法，能夠提高車輛構成部件在車輛發(fā)生碰撞時的位移相關信息的檢測特性。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，利用第1線圈和第2線圈，其中，第1線圈與因車輛碰撞而發(fā)生位移的金屬制車輛構成部件相向設置，第2線圈，處于第1線圈的線圈周圍的、該第1線圈的外徑內(nèi)，并設置在與該第1線圈的線圈平面交叉方向的線上。通過第2線圈對與車輛處于分離區(qū)域時因磁場變化而產(chǎn)生的感應電壓有關的信息進行檢測，并且通過第1線圈對與車輛處于接近區(qū)域時的阻抗變化有關的信息進行檢測，從而可以提高車輛構成部件在車輛發(fā)生碰撞時的位移相關信息的檢測特性。


圖1是示意性表示本實施方式的乘員約束系統(tǒng)100搭載在車輛200上時的視圖；圖2是表示圖1所示碰撞檢測裝置130的驅(qū)動電路的視圖；圖3是表示本實施方式的車門10的剖面結構的視圖，是表示線圈傳感器131的設置方式的視圖；圖4是表示本實施方式的線圈傳感器131中的第1線圈133和第2線圈134的具體設置關系的視圖；圖5是用于說明與本實施方式的第1線圈133有關的磁場分布的視圖；圖6是表示本實施方式的車門10的剖面結構的視圖，表示因車輛200發(fā)生側面碰撞而使車門10的車門外板12變形的過程。
具體實施例方式
下文，將參照圖1～6對本發(fā)明中的“乘員約束系統(tǒng)”的一個實施方式即乘員約束系統(tǒng)100進行說明。在本實施方式中，作為對乘員進行約束的乘員約束系統(tǒng)，采用使用了可展開膨脹的氣囊的氣囊模塊。而且，在本實施方式中，雖然記載了車輛室內(nèi)右側的車輛座椅上的車輛乘員(駕駛員)所使用的氣囊模塊，但是本實施方式的氣囊模塊的結構也同樣適用于駕駛座、副駕駛座、后部座椅等任一車輛座椅上的車輛乘員。
圖1示意性表示本實施方式的乘員約束系統(tǒng)100搭載在車輛200上時的情形。詳細內(nèi)容將在下文進行說明，在本實施方式中，構成該乘員約束系統(tǒng)100的碰撞檢測裝置130，安裝在車輛乘員上下車時打開關閉的車門上。除了該乘員約束系統(tǒng)100的碰撞檢測裝置130之外，還可以將其他檢測裝置或乘員約束系統(tǒng)安裝在內(nèi)飾、車柱等車體側部件上。
如圖1所示，在本發(fā)明的“車輛”即車輛200上設置了構成該車輛的多個車輛構成部件、與發(fā)動機和車輛行駛有關的系統(tǒng)即發(fā)動機行駛系統(tǒng)、與車輛上所使用的電器部件有關的系統(tǒng)即電裝系統(tǒng)、對發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制裝置。特別是，在本實施方式中，乘員約束系統(tǒng)100搭載在本車輛200上。
乘員約束系統(tǒng)100具有下述功能當本車輛200發(fā)生側面碰撞(例如與其他車輛210發(fā)生側面碰撞)或側翻等車輛事故時，可以對車輛座椅上的車輛乘員C進行保護。乘員約束系統(tǒng)100至少設置有氣囊模塊110、控制單元(ECU)120和碰撞檢測裝置130。
氣囊模塊110，雖然圖中未示，但是至少設置有氣囊和氣體供給裝置。該氣囊能夠進行膨脹和收縮，在車輛發(fā)生事故時，通過從氣體供給裝置供給氣體，使其在乘員約束區(qū)域內(nèi)展開膨脹。該氣囊模塊110對應于本發(fā)明中的“乘員約束裝置”、“控制對象”。
控制單元120，由圖中未示的CPU(運算處理裝置)、輸入輸出裝置、存儲裝置、驅(qū)動裝置、外圍裝置等構成。在本實施方式中，該控制單元120采用下述結構與氣囊模塊110電連接，在它們之間進行檢測信號和控制信號的交換。具體地說，將由碰撞檢測裝置130所檢測出的檢測信息(檢測信號)作為輸入信號輸入到控制單元120中?？刂茊卧?20，根據(jù)從碰撞檢測裝置130輸入的信號，將控制信號輸出到氣囊模塊110中。該控制單元120對應于本發(fā)明中的“控制裝置”、“控制信號輸出裝置”。
而且，該控制單元120可以僅對乘員約束系統(tǒng)100進行控制，也可以除了對該乘員約束系統(tǒng)100進行控制之外，還對其他車輛構成部件進行相關控制或?qū)囕v整體進行控制。
碰撞檢測裝置130，構成用于獲得與車輛構成部件即后述車門外板12的位移有關的信息的檢測裝置(傳感器裝置)。該碰撞檢測裝置130相當于本發(fā)明中的“位移信息導出裝置”、“傳感器裝置”。
圖2表示圖1中的碰撞檢測裝置130的驅(qū)動電路。
如圖2所示，碰撞檢測裝置130至少設置有線圈傳感器131、交流電源裝置135、電流表136、電流輸出部137、第1電壓輸出部138和第2電壓輸出部139。在圖2的線圈傳感器131中，分別表示出均纏繞多圈的第1線圈133和第2線圈134；實際上，這些第1線圈133和第2線圈134被收容到單一的傳感器外殼(后述傳感器外殼132)內(nèi)。交流電源裝置135，是根據(jù)來自控制單元120的控制信號，向線圈傳感器131通交流電流的第1線圈133的裝置。電流表136具有對流過第1線圈133的電流進行檢測的功能。電流輸出部137，具有對與流過第1線圈133的電流變化有關的信息(位相和振幅)進行檢測的功能。第1電壓輸出部138，具有對與第1線圈133中的電壓變化有關的信息(位相和振幅)進行檢測的功能；第2電壓輸出部139，具有對與第2線圈134中的電壓變化有關的信息(位相和振幅)進行檢測的功能。
在上述結構的碰撞檢測裝置130中，當在交流電源裝置135的驅(qū)動下，向第1線圈133通交流電流時，則在其周圍的金屬體(導電體或磁性體)上產(chǎn)生交流磁場，根據(jù)電磁感應原理，在金屬體上產(chǎn)生渦電流。該渦電流也會產(chǎn)生磁場，該磁場的一部分交錯在第1線圈133上。因而，在第1線圈133上，流過金屬體的渦電流所產(chǎn)生的磁通量與流過交流電源裝置135的電流所產(chǎn)生的磁通量進行疊加，這些磁通量在第1線圈133上產(chǎn)生感應電壓而形成磁場。與第1線圈133此時的電流變化和電壓變化有關的信息，是由電流輸出部137和第1電壓輸出部138檢測出的。由于第1線圈133上產(chǎn)生的電壓與流過第1線圈133的電流的比值為第1線圈133的交流阻抗，因而通過使金屬體接近第1線圈133，使第1線圈133的交流阻抗發(fā)生變化。該第1線圈133相當于本發(fā)明中的“第1線圈”。
此時，第2線圈134，不僅受到第1線圈133的交流阻抗變化的影響，還受到其周圍所產(chǎn)生的磁場變化的影響，由于該磁場變化而在第2線圈134上產(chǎn)生感應電壓。與該感應電壓變化有關的信息(位相及振幅)，是通過第2線圈134由第2電壓輸出部139進行檢測的。而且，該第2線圈134，根據(jù)與交流電源裝置135的驅(qū)動頻率不同的頻率成分的信號來檢測出周圍的磁力變化。該磁力變化，是由周圍空間的導磁率的變化、金屬體變形而產(chǎn)生的磁致伸縮磁場或干擾而引起的。因此，本實施方式的第2線圈134具有下述功能對與周圍磁場變化有關的各種信息進行檢測，利用更多的信息盡早檢測出與金屬體位移有關的信息。該第2線圈134相當于本發(fā)明中的“第2線圈”。
下文，將使用圖3對上述結構的碰撞檢測裝置130的線圈傳感器131的設置方式進行說明。
圖3是表示車門10的剖面結構的視圖，是表示線圈傳感器131的設置方式的視圖。
如圖3所示，在車輛乘員C上下車時所使用的車門10中，將線圈傳感器131安裝到在構成車輛外側壁的金屬板狀的門外板(也稱作“車門板”)12與構成車輛內(nèi)側壁的金屬板狀的門內(nèi)板14之間所形成(劃分出)的空間部16內(nèi)。具體地說，將托架18設置在門內(nèi)板14的空間部16側。線圈傳感器131保持在托架18上。在圖3所示的狀態(tài)下，線圈傳感器131的傳感器表面132a，與該線圈傳感器131的檢測對象即門外板12相向設置。該門外板12，例如構成含有鋼、鋁、鐵素體等的導電體或磁性體。另外，在門外板12的內(nèi)周面12a側，設置了加固用的車門側向防撞桿，可以取代門外板12而將該加固用的車門側向防撞桿作為檢測對象物。
圖4是表示本實施方式的線圈傳感器131中的第1線圈133和第2線圈134的具體設置關系的視圖。
如圖4所示，第1線圈133的外徑d1比第2線圈134的外徑d2大。而且，將第2線圈134設置在第1線圈133內(nèi)，同時第1線圈133和第2線圈134的線圈中心與中心線L一致，且線圈平面(線圈延伸面)相互一致。也就是，第2線圈134，設置在第1線圈133的線圈周圍的、與第1線圈133的線圈平面正交方向的線上，同時在該第1線圈133的外徑內(nèi)，設置在該第1線圈133的線圈平面的中央部上。線圈平面的中央部，是圖4箭頭所示磁力線相對較大的磁場回路區(qū)域，是第1線圈133上所產(chǎn)生的磁場中磁場相對較強的區(qū)域。因此，設置在第1線圈133的線圈平面中央部上的第2線圈134，尤其是檢測遠處的磁力變化作為感應電壓的變化時，可以發(fā)揮出優(yōu)良的靈敏度。而且，通過將第2線圈134的阻抗設定得相對高于第1線圈133的阻抗，能夠進一步提高檢測感應電壓變化時的檢測靈敏度。通過采用這種設置方式的第2線圈134，不增大線圈尺寸即可提高檢測對象物的檢測靈敏度(擴大了檢測距離)。
圖5是用于說明與本實施方式的第1線圈133有關的磁場分布的視圖。本發(fā)明人，為了確認與第1線圈133有關的磁場分布，實施了測試，以測量線圈周圍的磁場強度。具體地說，在第1線圈133的線圈平面上方的規(guī)定位置(例如第1線圈133的外徑d1的一半的高度位置)上，測量位置從線圈中心向左右方向變化時的磁場強度。進行測量的結果為，第1線圈133的線圈平面中央部的磁場強度V1稍微小一些，在左右方向上，在線圈中心處獲得最高的磁場強度V2。因此，對于第2線圈134的配置而言，優(yōu)選設置在第1線圈133的線圈周圍的、該第1線圈133的外徑內(nèi)，并且其線圈中心與第1線圈133的中心一致，如圖4所示，更為優(yōu)選將第2線圈134設置在第1線圈133的線圈平面的中央部內(nèi)。
在圖3的基礎上，參照圖6說明線圈傳感器131的動作和作用。圖6是表示車門10的剖面結構的視圖，表示因本車輛200發(fā)生側面碰撞而使車門10的門外板12變形的過程。
現(xiàn)在考慮因車輛碰撞(圖1中的其他車輛210與本車輛200發(fā)生側面碰撞)，圖3所示車門10的門外板12受到側向(圖3中的右側)沖擊而向線圈傳感器131位移(稱作“變形”或“移動”)的情形。此時，圖3所示的門外板12，例如變化到圖6所示的狀態(tài)。圖6所示狀態(tài)是指門外板12從雙點劃線所示位置(圖3所示狀態(tài))位移到實線所示位置，門外板12的各個部位中的、與線圈傳感器131相向的部位接近該線圈傳感器131的狀態(tài)。
當門外板12從圖3所示的狀態(tài)變化至圖6所示的狀態(tài)，從與線圈傳感器131相對分離的分離區(qū)域位移到相對接近的接近區(qū)域時，通過線圈傳感器131連續(xù)地或每隔一定時間檢測出隨著門外板12的位移(變形)所產(chǎn)生的信息，在控制單元120中進行處理。通過在該控制單元120中進行處理，可以導出與門外板12的位移有關的信息。
具體地說，當門外板12處于圖3所示位置或到達圖6所示位置之前的分離區(qū)域時，在線圈傳感器131中，主要是利用對于遠處磁力變化的靈敏度特性高的第2線圈134，隨著門外板12的位移而進行檢測。此時，第2線圈134，對該第2線圈134上產(chǎn)生的感應電壓變化進行檢測，并且根據(jù)與交流電源裝置135的驅(qū)動頻率不同的頻率成分的信號，來檢測出周圍的磁力變化。該磁力變化是由于周圍空間的導磁率的變化、因金屬體變形所產(chǎn)生的磁致伸縮磁場或干擾引起的。因此，在本實施方式中，利用第2線圈134、控制單元120等，構成用于檢測因門外板12處于分離區(qū)域時的磁場變化而產(chǎn)生的感應電壓相關信息的機構。該機構相當于本發(fā)明中的“第1檢測部”。
另一方面，當門外板12處于圖6所示位置或其周圍位置等接近區(qū)域時，在線圈傳感器131中，主要利用第1線圈133，隨著門外板12的位移而進行檢測。此時，第1線圈133檢測交流阻抗的變化。因此，在本實施方式中，利用第1線圈133、控制單元120等，構成用于檢測門外板12處于接近區(qū)域時的阻抗變化相關信息的機構。該機構相當于本發(fā)明中的“第2檢測部”。對于門外板12處于分離區(qū)域以及處于接近區(qū)域時的位置，上述分離區(qū)域以及接近區(qū)域可以部分重疊，或者也可以分別是互不相同的區(qū)域。
在控制單元120中，預先存儲了與第2線圈134周圍的磁場變化有關的信息或交流阻抗的變化和與門外板12的位移有關的信息的相關關系，通過將實際檢測出的信息應用于該相關關系中，得出與門外板12的位移相關的信息。作為與該門外板12的位移相關的信息，可以適當?shù)夭捎梦灰凭嚯x、位移速度、位移加速度等。
此外，根據(jù)所導出的與門外板12的位移有關的信息，導出與本車輛200的側面碰撞有關的信息，根據(jù)該與側面碰撞有關的信息，對氣囊模塊110進行控制。作為與側面碰撞有關的信息，以側面碰撞是否發(fā)生的信息為首，還可以適當?shù)夭捎冒l(fā)生側面碰撞時的碰撞能量等信息。通過該控制，氣囊模塊110的氣囊展開膨脹，該氣囊緩和了作用于車輛乘員(圖1中的車輛乘員C)的側部(頭部、頸部、肩部、胸部、腹部、膝部、下肢部等)的沖擊力，并對乘員進行約束。
而且，在導出與本車輛200的碰撞有關的信息時，除了由線圈傳感器131所獲得的檢測信息之外，還可以采用由其他傳感器所獲得的檢測信息。作為其他傳感器，例如可以采用對作用在本車輛200的3個軸(X軸、Y軸、Z軸)方向上的加速度進行檢測的加速度傳感器。
一直以來，要求一種有效的技術，可以在使用線圈傳感器對門外板12等對象物進行檢測時，有效提高對象物的檢測靈敏度。為了確保線圈傳感器對于對象物的檢測靈敏度，如果將線圈傳感器設置在靠近對象物的位置上，則產(chǎn)生無法確保所需檢測行程的問題。另一方面，如果以遠處對象物為基準，則產(chǎn)生線圈傳感器必須大型化以及設置部位受限的問題。本發(fā)明人等，為了提高線圈傳感器的檢測靈敏度，對各種線圈傳感器的結構進行了仔細研究。
如上所述，本發(fā)明人想出，在分離區(qū)域以第2線圈134為主體來檢測隨著門外板12的位移而產(chǎn)生的信息，在接近區(qū)域則以第1線圈133為主體來進行檢測。由此，不增大線圈尺寸，即可提高從分離區(qū)域到接近區(qū)域?qū)﹂T外板12的檢測靈敏度(擴大檢測距離)，在導出與門外板12的位移有關的信息時，能夠獲得所需的檢測特性，因而能夠盡早地檢測出本車輛200側面碰撞的產(chǎn)生。
如上所述，根據(jù)本實施方式，能夠提供一種可以提高對門外板12的位移相關信息的檢測特性的碰撞檢測裝置130和碰撞檢測方法。具體地說，從門外板12和線圈傳感器131相對分離的分離區(qū)域到相對接近的接近區(qū)域，均可使線圈傳感器131對門外板12的檢測特性穩(wěn)定。作為進一步的作用效果，不必使線圈傳感器131大型化，即可確保檢測靈敏度，從而可以同時實現(xiàn)線圈傳感器131的小型化和檢測靈敏度的提高。
而且，根據(jù)本實施方式，利用由碰撞檢測裝置130所獲得的、與門外板12的位移有關的高精度信息，可以迅速地控制氣囊模塊110，從而實現(xiàn)對車輛乘員的徹底約束。
此外，根據(jù)本實施方式，將由碰撞檢測裝置130所獲得的、與門外板12的位移有關的高精度信息，提供給用于控制與車輛有關的各種控制對象的車輛200。
其他實施方式而且，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，可以考慮進行各種應用和變形。例如也可以實施應用了上述實施方式的下述各種實方式。
在上述實施方式中，關于線圈傳感器131的結構，雖然記載了將第2線圈134設置在第1線圈131的線圈平面中央部上的情況，但是在本發(fā)明中，也可以在第1線圈131的外徑內(nèi)，將第2線圈134設置與該第1線圈131的線圈平面交叉方向的直線的各個部位上。
而且，在上述實施方式中，雖然記載了適用于檢測側面碰撞發(fā)生的技術的碰撞檢測裝置130，但是在本發(fā)明中，碰撞檢測裝置130的結構也可以適用于檢測側面碰撞之外的前面碰撞(完全重疊碰撞(フツルラツプ衝突)、側偏碰撞、極點正面碰撞(ポ一ル正面衝突)、斜向碰撞等)、后面碰撞、翻滾等車輛碰撞的。此時，如本實施方式所示，可以對應于車輛的碰撞方式，適當?shù)卦O定搭載到車門10上的線圈傳感器131的設置位置。
而且，在上述實施方式中，雖然記載了利用與門外板12的位移有關的信息來控制在車輛碰撞時為了對車輛乘員進行約束而工作的氣囊模塊110，但是在本發(fā)明中，也可以利用與門外板12的位移有關的信息來控制安全帶等乘員約束裝置、為了告知車輛碰撞等而進行輸出顯示或聲音顯示的警報裝置等。
此外，在上述實施方式中，雖然記載了安裝在汽車上的乘員約束裝置系統(tǒng)的結構，但是除了汽車之外，本發(fā)明也可以適用于安裝在飛機、船舶、電車、公共汽車、卡車等各種車輛上的乘員約束裝置系統(tǒng)。
權利要求
1.一種位移信息導出裝置，其特征在于，包括第1線圈，與因車輛碰撞而發(fā)生位移的金屬制車輛構成部件相向設置，并且通過通交流電流而向該車輛構成部件施加交流磁場；第2線圈，處于所述第1線圈周圍的、該第1線圈的外徑內(nèi)，并設置在與第1線圈的線圈平面交叉方向的線上；第1檢測部，在車輛碰撞時，通過所述第2線圈檢測出與朝向處于通電狀態(tài)的所述第1線圈從相對距離不同的分離區(qū)域向接近區(qū)域位移的所述車輛構成部件有關的、該車輛構成部件處于所述分離區(qū)域時因磁場變化而產(chǎn)生的感應電壓的相關信息；第2檢測部，通過所述第1線圈檢測出與該車輛構成部件處于所述接近區(qū)域時的阻抗變化有關的信息；以及導出部，根據(jù)由所述第1檢測部和第2檢測部所檢測出的信息，導出與所述車輛構成部件的位移有關的信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的位移信息導出裝置，其特征在于，所述第1線圈和第2線圈的線圈中心一致。
3.根據(jù)權利要求2所述的位移信息導出裝置，其特征在于，所述第1線圈和第2線圈的線圈平面一致。
4.一種乘員約束系統(tǒng)，其特征在于，包括權利要求1～3中任一項所述的位移信息導出裝置；車輛碰撞時對車輛乘員進行約束的乘員約束裝置；以及根據(jù)所述導出部所導出的信息，對所述乘員約束裝置進行控制的控制裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的乘員約束系統(tǒng)，其特征在于，所述位移信息導出裝置的第1線圈和第2線圈，與作為所述車輛構成部件的車門的門外板相向設置；所述乘員約束裝置，在車輛發(fā)生側面碰撞時，對乘員進行約束。
6.一種車輛，包括發(fā)動機行駛系統(tǒng)、電裝系統(tǒng)、對所述發(fā)動機行駛系統(tǒng)和電裝系統(tǒng)進行驅(qū)動控制的驅(qū)動控制裝置、因車輛碰撞而發(fā)生位移的金屬制車輛構成部件、導出與所述車輛構成部件的位移有關的信息進行導出的傳感器裝置以及根據(jù)所述傳感器裝置所導出的信息向控制對象輸出控制信號的控制信號輸出裝置，其特征在于，所述傳感器裝置由權利要求1～3中任一項所述的位移信息導出裝置構成。
7.一種位移信息導出方法，其特征在于，利用第1線圈和第2線圈，其中所述第1線圈與因車輛碰撞而發(fā)生位移的金屬制車輛構成部件相向設置；所述第2線圈，處于所述第1線圈的線圈周圍的、該第1線圈的外徑內(nèi)，并設置在與該第1線圈的線圈平面交叉方向的線上；在車輛碰撞時，通過所述第2線圈檢測出與朝向處于通電狀態(tài)的所述第1線圈從相對距離不同的分離區(qū)域向接近區(qū)域位移的所述車輛構成部件有關的、該車輛構成部件處于所述分離區(qū)域時因磁場變化而產(chǎn)生的感應電壓的相關信息，并且通過第1線圈檢測出與該車輛構成部件處于所述接近區(qū)域時的阻抗變化有關的信息；進而，根據(jù)由所述第1線圈和第2線圈所檢測出的信息，導出與所述車輛構成部件的位移有關的信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種技術，對于車輛構成部件在車輛碰撞時的位移相關信息的檢測，可以有效提高該檢測特性。搭載在車輛上的碰撞檢測裝置(130)如下構成采用第1線圈和第2線圈，所述第1線圈與門外板(12)相向設置，所述第2線圈處于所述第1線圈周圍的、該第1線圈的外徑內(nèi)，并設置在與該第1線圈的線圈平面交叉方向的線上；通過第2線圈檢測出門外板(12)處于所述分離區(qū)域時因磁場變化而產(chǎn)生的感應電壓的相關信息，并且，通過第1線圈檢測出與該門外板(12)處于接近區(qū)域時的阻抗變化有關的信息。
文檔編號B60R21/0136GK1903616SQ20061010758
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權日2005年7月27日
發(fā)明者青木洋, 大井和也 申請人:高田株式會社