触发传感器及触发传感器的应用
【专利说明】触发传感器及触发传感器的应用
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2014年8月25日提交的序列号为62/041，351的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过参弓I并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及用于检测部件的位置的开关和传感器，并且更具体地涉及这样的开关，此种开关具有能够操作成用于将部件确定地定位到期望位置中的偏置构件，例如电力致动式儿童锁系统的开关和传感器。
【背景技术】
[0004]电力致动式系统通常包括用于检测诸如开关凸轮之类的部件是处于第一位置还是第二位置的开关或传感器。通常，开关凸轮由诸如触发弹簧(toggle spring)之类的单独的部件偏置以将开关凸轮恰当地定位在第一位置或者第二位置中。
[0005]例如，国际申请公报N0.W0 2009/030046公开了一种用于机动车辆的电力致动式儿童锁系统，该系统包括指示儿童锁杆是处于未锁定位置还是锁定位置的传感器。该传感器包括具有向外延伸的柱塞的基本单元。该传感器还包括从基本单元延伸至远端的悬臂式的和平面的传感器臂。在锁定位置中，传感器臂相对于基本单元以一定角度设置并且不接合柱塞。在解锁位置中，传感器臂压靠柱塞。被抵压的柱塞向传感器指示儿童锁杆处于解锁位置，而未被抵压的或释放的柱塞指示儿童锁杆处于锁定位置。响应于被抵压或被释放的柱塞，传感器向车辆的控制器提供儿童锁杆是处于锁定位置还是解锁位置的信息，并且控制器通过使机动车辆的儿童锁启用或停用来作为响应。
[0006]重要的是接合传感器臂的部件停在期望位置中一一儿童锁定位置或解锁位置一一以使得柱塞不会被无意地抵压或释放，在柱塞被无意地抵压或释放的情况下，传感器可能会错误地向控制器提供信息使儿童锁启用或停用。因此，该系统通常包括例如触发弹簧的偏置部件以使接合传感器臂的部件朝向锁定位置或者解锁位置偏置，并优选地防止该部件滑移离开期望位置。
【发明内容】
[0007]第一方面提供了一种包括改进的传感器臂的传感器组件，该改进的传感器臂用作开关并且还将诸如开关凸轮或杆之类的部件偏置至期望位置。因此，该传感器臂可以代替在比较性系统中使用的开关和单独的触发弹簧。该传感器组件还包括基本单元，该基本单元包括诸如柱塞之类的激励件。该激励件从基本单元向外延伸并且能够相对于基本单元移动。该传感器臂由弹性材料形成并从基本单元延伸至远端。传感器臂包括从远端延伸越过向外延伸的启用器的第一部段以及从第一部段延伸至基本单元的第二部段。开关凸轮接合传感器臂并且能够沿着传感器臂在第一部段与第二部段之间移动。当开关凸轮接合第一部段时，开关凸轮将传感器臂和激励件按压至抵压位置，当开关凸轮接合第二部段时，开关凸轮允许第一部段和激励件移动至释放位置。
[0008]另一方面提供了一种包括上述传感器组件的电力致动式锁系统。该电力致动式锁系统还包括用于使开关凸轮沿着传感器臂从所述部段中的一个部段移动至另一部段的马达。
[0009]又一方面提供了一种包括传感器组件和马达的车辆用儿童锁系统。电子单元设置在基本单元中并与激励件通信。电子单元基于激励件的位置检测开关凸轮的位置并将开关凸轮的位置传输至控制器。该控制器则响应于通过所述电子单元传输至控制器的开关凸轮的位置而使儿童锁启用或停用。
[0010]其他方面将通过以下附图和其他描述而明显。
【附图说明】
[0011]当通过参考下面结合附图进行的详细描述使得本实施方式的其他优势变得更好理解时，本实施方式的其他优势将能被容易地领会，在附图中:
[0012]图1为包括示例传感器组件的示例电力致动式儿童锁系统的俯视图，其中，开关凸轮处于解锁位置且儿童锁处于非启用位置；
[0013]图1A为图1的传感器的放大图；
[0014]图2和图3为图1的儿童锁系统的仰视图；
[0015]图4为图1的儿童锁系统的俯视图，其中，开关凸轮处于儿童锁定位置且儿童锁处于启用位置；
[0016]图5和图6为图4的儿童锁系统的仰视图；
[0017]图7为包括触发弹簧的比较性儿童锁系统的俯视图，其中，凸轮开关处于解锁位置且儿童锁处于非启用位置；
[0018]图8为图7的比较性J L童锁系统的仰视图；
[0019]图9为图7的比较性儿童锁系统的俯视图，其中，开关凸轮处于儿童锁定位置且儿童锁处于启用位置；以及
[0020]图10和图11为图9的比较性J L童锁系统的仰视图。
【具体实施方式】
[0021]传感器组件20—一也被称作开关或触发传感器组件一一包括改进的传感器臂22，该改进的传感器臂22用于使开关凸轮24朝向第一位置或第二位置偏置并将开关凸轮24可靠地保持在期望位置中。图1至图6示出了儿童锁系统中的传感器组件20的示例。图1至图3示出了示例儿童锁系统的开关凸轮24处于也被称作抵压位置的第一位置。在这种情况下，抵压位置为解锁位置。图4至图6示出了开关凸轮24处于也被称作释放位置的第二位置，该第二位置在这种情况下为儿童锁定位置。在示例实施方式中，开关凸轮24绕轴线枢转，但是凸轮24的运动可以为包括径向或轴向的任意方向。本领域的普通技术人员将理解的是，第一位置可以替代性地为儿童锁定位置，而第二位置可以替代性地为解锁位置。本领域的普通技术人员将理解的是，具有改进的传感器臂22的传感器组件20可以用于任何其他类型的闩锁应用或者用于非闩锁应用，其中，部件从第一位置移动至第二位置或者从第二位置移动至第一位置。
[0022]如图1A中最佳地示出的，示例实施方式的传感器组件20包括具有基本单元26的常闭(NC)式开关，该基本单元26包括电子单元和可选的存储器。改进的传感器臂22由弹性材料形成并从基本单元26延伸至远端28。传感器臂22包括从远端28延伸离开基本单元26至顶端32的第一部段30、以及从顶端32向回朝向基本单元26延伸的第二部段34。当开关凸轮24处于第一位置时，凸轮24接合传感器臂22的第一部段30。当凸轮24从第一位置移动至第二位置时，凸轮24在其行进经过顶端32至第二部段34时朝向基本单元26按压传感器臂22，并且一旦凸轮24沿着第二部段34布置，则释放第一部段30上的压力。
[0023]传感器臂22的设计以及用以形成传感器臂22的弹性材料允许传感器臂22用作片簧或触发弹簧。换句话说，传感器臂22用作自己的复位弹簧。在图中示出的示例实施方式中，传感器臂22的第一部段30和第二部段34是直的。替代性地，第一部段30和第二部段34从基本单元26至远端28都可以是弯的。传感器臂22设计成将开关凸轮24偏置成保持在期望位置中。例如，在开关凸轮24移动至第一部段30之后，传感器臂22可靠地保持开关凸轮24沿着第一部段30，并且在开关凸轮24移动至第二部段34之后，传感器臂22可靠地保持开关凸轮24沿着第二部段34。传感器臂22所允许的弹簧刚度和负载可以通过改变弹性弹簧材料的硬度和尺寸来进行调节。
[0024]传感器组件20还包括设置在基本单元26中的激励件(activator) 36，例如柱塞，其中，激励件36的一部分在基本单元26的外部、在传感器臂22与基本单元26之间延伸。当开关凸轮24位于靠着第一部段30的第一位置中时，凸轮24将传感器臂22的第一部段30按压到激励件36上，使得激励件36被抵压到基本单元26中。当凸轮24移动至第二位置时，第一部段30释放激励件36上的压力，使得激励件36没有被抵压在基本单元26中。激励件36包括位于基本单元26内的用于在凸轮24从第一位置移动至第二位置时释放激励件36的复位弹簧(未示出)。尽管示例传感器组件20的激励件36为柱塞，但是该系统可以包括代替柱塞的其他的部件，用于在凸轮24置于第一位置中时由传感器臂22启用。
[0025]在示例实施方式中，当激励件36被传感器臂22抵压在基本单元26中时，传感器组件20与基本单元26中的电子部件建立和/或断开电接触以检测凸轮24处于第一位置。传感器组件20是否建立和/或断开电接触将取决于传感器组件20的类型，例如传感器组件20是常开式、常闭式、或者是包括多个并联的触头，例如一个常开式触头和一个常闭式触头。当激励件36被释放并且因此没有被抵压到基本单元26中时，传感器组件20相反地断开和/或建立电接触以检测凸轮24处于第二位置。响应于被抵压或被释放的激励件36，基本单元26内的电子单元向控制器提供凸轮开关24处于第一位置或第二位置的信息，并且控制器可以使用该信息来执行期望的功能，例如使机动车辆的儿童锁启用或停用。传感器组件20还可以设计成检测开关凸轮24是在第一位置与第二位置之间运动还是在第二位置与第一位置之间运动，而非检测绝对位置。在这种情况下，可能需要单独地保持对开关凸轮24的当前位置的跟踪。
[0026]如以上所提到的，除通过接合传感器组件20的激励件36而用作开关以外，改进的传感器臂22还用作将开关凸轮24偏置至期望位置的弹簧。当凸轮24位于第一位置中时，如图1至图3中所示，传感器臂22将凸轮24偏置成靠着传感器臂22的第一部段30，并且传感器臂22所提供的偏置力将凸轮24保持在第一位置中，直到凸轮24被有意地移动至第二位置为止。当凸轮24被移动至第二位置时，如图4至图6中所示，传感器臂22将凸轮24偏置成靠着传感器臂22的第二部段34，并且传感器臂22所提供的偏置力将凸轮24保持在第二位置中，直到凸轮24被有意地向回移动至第一位置为止。如以上所讨论的，当凸轮24处于也被称作抵压或解锁位置的第一位置时，凸轮24将传感器臂22抵压在激励件36上，并且激励件36通常地保持被抵压，直到凸轮24移动离开第一位置为止。当凸轮24处于也被称作释放或锁定位置的第二位置时，凸轮24和传感器臂22释放激励件36，并且激励件36通常地保持被释放，直到凸轮24移动离开第二位置为止。
[0027]图1至图6中示出的具有改进的传感器臂22的传感器组件20被用于电力致动式儿童锁系统中。然而，传感器组件20可以替代性地用于其他的电力致动式系统或机械系统中。在图1至图6中示出的示例实施方式中，电力致动式儿童锁系统用于机动车辆中，并且传感器组件20设置在壳体38中，壳体38位于车辆的门中。示例系统还包括辅助杆40和杆内释放装置42。在解锁位置中，辅助杆4