专利名称：感应车辆座椅位置传感器组件的制作方法
技术领域：
多个实施例涉及一种车辆座椅的位置传感器组件。
背景技术：
目前，使用车辆座椅位置传感器来确定座椅沿着车辆座椅的轨道的位置。作为对 前排座位乘客的安全系统触发方案(safety system d印loyment strategy)的一部分，车 辆座椅位置传感器被用作对限制控制模块的输入。通常，被目前的安全系统方案需要的 车辆座椅位置传感器能力有限，仅能检测不同的两个前/后区域(近处和远处)。这些车 辆座椅位置传感器用作开关并且不能提供更高分辨率的座椅线性位置信息(seat linear position information)。通常，车辆座椅位置传感器基于霍尔效应/磁感应。车辆座椅位 置传感器中的开关当被触发时指示乘客坐得太靠近安全系统，例如，气囊，并且在这种情况 下帮助最优化气囊触发(airbag d印loyment)。
发明内容
在一个实施例中，用于确定直线车辆座椅位置的感应车辆座椅位置传感器组件设 置有电路板构件。第一发送器线圈和第二发送器线圈分别布置在电路板构件的周边附近， 并且第一发送器线圈和第二发送器线圈的每个响应于交流电输入辐射出异相磁场。第一发 送器线圈和第二发送器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长度。第一接收器线圈和第二接 收器线圈具有波形并在第一发送器线圈和第二发送器线圈中相对于彼此偏移。第一接收器 线圈和第二接收器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长度。环形线圈构件设置为相对于电 路板构件沿着电路板构件的长度方向运动，以与第一发送器线圈和第二发送器线圈以及第 一接收器线圈和第二接收器线圈通过感应耦合交互作用。响应于布置在发送器线圈和接收 器线圈上的环形线圈构件，第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个产生具有对应于环形 线圈构件相对于电路板构件的位置的相位信息的电压。信号转换单元基于具有第一接收器 线圈和第二接收器线圈的每个的独特电压/相位而产生对应于车辆座椅位置的座椅位置 输出。 在另一实施例中， 一种具有用于确定车辆座椅位置的感应传感器组件的感应车辆 座椅位置传感器系统。提供了一个电路板构件。第一发送器线圈和第二发送器线圈分别布 置在电路板构件的周边附近，并且第一发送器线圈和第二发送器线圈的每个响应于交流电 输入辐射出异相磁场。第一发送器线圈和第二发送器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长 度。第一接收器线圈和第二接收器线圈在第一发送器线圈和第二发送器线圈中各自具有波 形并相对于彼此偏移。第一接收器线圈和第二接收器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长 度。环形线圈构件设置为相对于电路板构件沿着电路板构件的长度方向运动，以与第一发 送器线圈和第二发送器线圈以及第一接收器线圈和第二接收器线圈通过感应耦合交互作 用。响应于布置在发送器线圈和接收器线圈上的环形线圈构件，第一接收器线圈和第二接 收器线圈的每个产生具有相位信息的电压。信号转换单元基于第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个的独特电压/相位而产生对应于车辆座椅位置的座椅位置输出。限制控制模 块与感应传感器组件进行通信，以接收座椅位置输出并且与至少一个辅助乘客安全装置通 信以提供输入。 在另一实施例中，提供了一种车辆座椅框架组件。车辆座椅框架构件具有一对基 本上平行的侧框架构件，所述侧框架构件可滑动地与适于被安装在车辆底盘上的一对座椅 轨道接合。感应传感器组件用于确定侧框架构件相对于车辆轨道的位置。限制控制模块与 感应传感器组件通信，并与至少一个辅助乘客安全装置通信以提供输入。
图1是配备有感应(inductive)车辆座椅位置传感器组件的车辆座椅框架的示意 性示图； 图2是根据本发明的配备有感应车辆座椅位置传感器组件的车辆安全系统的示 意性概略图； 图3是感应车辆座椅位置传感器组件的实施例的俯视图； 图4是图3的附着有信号转换单元的感应车辆座椅位置传感器组件的侧视图；
图5是座椅轨道位置与传感器输出电压之间的关系的曲线图。
具体实施例方式
根据要求，在此公开本发明的详细实施例；然而，应该理解，公开的实施例只是本 发明的示例性实施例，本发明可按照各种方式和其它方式被实施。附图不必要符合比例，一 些特征可被夸大或縮小，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的特定结构性和功能性的 细节不应被解释为限制性的，而只是权利要求的代表性基础和/或只是用于教导本领域技 术人员多样化地使用本发明的代表性基础。 参照图l，显示了车辆座椅的详细俯视图并且总体上用标号10代表。为了阐述性 目的，去除了装饰和软垫(cushioning)。虽然只示出了乘客座椅10，但是设想驾驶员座椅 也在公开的实施例的范围内。 如图所示，车辆座椅IO具有侧框架构件12、14，侧框架构件12、14通过横向构件 (cross members) 16、 18分隔开。车辆座椅10被布置为沿着适于通过分别穿过孔26、28、30 和32的附件被安装在车辆底盘24上的座椅轨道20、22直线运动。清楚的是，虽然显示了 将车辆座椅10安装到车辆底盘24上的一种方法，但是公开的多个实施例的描述中可考虑 将座椅轨道20、22附着到车辆底盘24上的任何方式。座椅轨道20、22通常基本彼此平行， 并用于允许车辆座椅10直线行进到车辆车厢内的不同位置。 在沿着座椅轨道20、22中的至少一个，或者至少非常靠近座椅轨道20、22中的至 少一个并基本平行于座椅轨道20、22中的至少一个的地方，具有感应车辆座椅位置传感器 组件34。感应车辆座椅位置传感器组件34设置在车辆座椅10上或者设置成与车辆座椅 10相关，以当车辆座椅10沿着靠近车辆座椅10设置的由箭头39标示的前后方向直线行进 时确定车辆座椅10相对于轨道20的位置。 感应车辆座椅位置传感器组件34具有感应传感器36和环形线圈构件(loop coil member) 38。感应车辆座椅位置传感器组件34的感应传感器36和环形线圈构件38在图3至图4中示出并在以下详细描述。 如图1所示，感应传感器36可直接安装在轨道20上或安装为与轨道20相邻，从 而传感器36的电路板构件60不沿着前后方向运动。在非常靠近感应传感器36的位置，环 形线圈构件38可被安装在侧框架构件12、 14中的至少一个上。由于感应传感器36附着在 与侧框架构件12、14相关的一个位置，因此车辆座椅10的前后方向的运动使得环形线圈构 件38沿着前后方向相对于感应传感器36直线运动，从而检测到通过感应引起的电压/相 位的改变。 在另一实施例中，感应传感器36被安装在侧框架构件12、14中的至少一个上。环 形线圈构件38被直接安装到轨道20上或与轨道20相邻，从而环形线圈构件38不沿着前 后方向运动。由车辆座椅10附近的箭头39标示的车辆座椅10的沿着前后方向的运动使 得感应传感器36也沿着前后方向相对于环形线圈构件38直线运动，从而感应传感器36检 测通过感应引起的电压/相位改变。 现在参照图2，示出了具有感应车辆座椅位置传感器系统的车辆安全系统，并且总 体上用标号IO表示。车辆安全系统40可包括感应车辆座椅位置传感器组件34。如参照图 1所述，感应车辆座椅位置传感器组件34由感应传感器36和环形线圈构件38构成。感应 车辆座椅位置传感器组件34电连接到电子遥控单元42。在至少一个实施例中，电子遥控单 元42是限制控制模块(RCM)。 RCM 42可为感应车辆座椅位置传感器组件34供应功率(如 44所指示)，感应车辆座椅位置传感器组件34将信号发送到RCM 42，指示车辆座椅10在车 辆车厢中沿着前后方向的直线位置。RCM 42从安全输入装置46(在这里，是远程碰撞传感 器(remote crash sensors) 48、乘客分类传感器(occupant classification sensors) 50 和安全带扣开关(seat belt buckle switches) 52)接收另外的数据信号。RCM 42可具 有存储器，所述存储器可为易失性或非易失性、EPR0M/EEPR0M、闪速存储器或任何其它存储 器，在所述存储器中具有表，其中，具有用于控制辅助安全装置54(显示为安全带预紧器56 和气囊58)的值。 尤其重要的是，RCM 42可访问所有的乘客信息，从而所有安全装置46、54 —起工
作以提高乘客安全性。例如，知道车辆座椅io在车内的沿前后方向的直线位置很重要，从
而气囊以合适的速率和强度膨胀，以给车辆座椅10上的乘客提供最大程度的保护。来自远 程碰撞传感器48、乘客分类传感器50和安全带扣开关52的另外的数据的输入均在车辆碰 撞事件中提高安全带预紧器56和/或气囊58的操作。值可被存储在RCM 42的表中，指示 基于到RCM42的输入而激活这些装置的各种强度和速率，所述值包括碰撞事件期间在车内 的直线座椅位置。 现在参照图3和图4，显示了感应车辆座椅位置传感器组件34的详细示图。传感 器组件34具有感应传感器36和环形线圈构件38。感应传感器36具有安装在车辆中的电 路板构件60。在至少一个实施例中，电路板构件60和环形线圈构件38中的一个相对于另 一个运动。在一个实施例中，电路板构件60固定地安装在车辆中，并且环形线圈构件38安 装到车辆座椅的可动侧框架构件，使得环形线圈构件38相对于电路板构件60运动。在另 一实施例中，环形线圈构件38固定地安装在车辆内并且电路板构件60安装到车辆座椅的 可动侧框架构件，从而电路板构件60相对于环形线圈构件38运动。 电路板构件60是玻璃纤维基底或其它平板绝缘片材基底，并且是轻重量的电绝缘材料。当然，任何合适的电路板构件60被认为落入所公开的实施例的范围内。
如图所示，第一发送器线圈62和第二发送器线圈64安装在电路板构件60上。第 一发送器线圈62和第二发送器线圈64安装在电路板构件60的周边附近。第一发送器线 圈62和第二发送器线圈64是励磁线圈，所述励磁线圈可以是印制到或附着到电路板构件 60上的铜或其它导体的线。虽然示出了第一发送器线圈62和第二发送器线圈64，但是任 意数量的发送器线圈62、64被认为落入所公开的实施例的范围内。第一发送器线圈62和 第二发送器线圈64连接到集成电路66。集成电路66用作励磁与处理电路。集成电路66 还具有信号转换单元80 。在至少一个实施例中，集成电路66是用于传感器组件34的电源。
第一发送器线圈62和第二发送器线圈64各自从集成电路66接收输入。所述输 入可以是交流电。第一发送器线圈62和第二发送器线圈64各自产生通过环形线圈构件38 感应耦合到第一接收器线圈68和第二接收器线圈70的各自的多相位磁场。
第一接收器线圈68和第二接收器线圈70各自具有周期可相等的波形。如图所 示，当第一接收器线圈68和第二接收器线圈70与彼此相比较时，它们的波形异相，从而环 形线圈构件38在沿着电路板构件60的每个位置感应具有独特的相位信息的电压。第一接 收器线圈68和第二接收器线圈70的测量的输出电压/相位是环形线圈构件38相对于电 路板构件60的位置的函数，因此，是可动座椅框架相对于固定的座椅轨道的直线位置的函 数。接收器线圈电压和相位测量通过利用查找表和插值相对值被转换为传感器信号输出。 如图2所示，传感器信号输出连接到RCM 42。 参照图4，传感器组件34可通过集成电路66接口到RCM 42。在一个实施例中，集 成电路66是具有模拟输出信号的集成电路。在另一实施例中，集成电路66是具有数字输 出信号的集成电路。当然，任何合适的集成电路66被认为落入所公开的多个实施例的范围 内。 感应车辆座椅位置传感器组件34使用相对便宜的利用电路轨道实现线圈的印刷 电路板60，这提供了低价的传感器组件34。此外，感应车辆座椅位置传感器组件34相对来 说对感应传感器36和环形线圈构件38之间的距离改变不敏感，与车辆中的现有技术的传 感器组件相比，当所述传感器组件34被安装在车辆中时，提供了更大的柔性。此外，感应车 辆座椅位置传感器组件34具有诊断检测能力，从而组件34可在车辆被完全装配之前被测 试。感应车辆座椅位置传感器组件34不需要会受温度、污染物和/或电磁干扰影响的敏感 的、重的、昂贵的磁体。使用更少的部件，这是因为使用了单一传感器36和单一环形线圈构 件38。此外，感应车辆座椅位置传感器组件34具有连续的(非离散的)感测范围，当与现 有技术的传感器组件相比，传感器组件34允许更大的敏感性。感应车辆座椅位置传感器组 件34还具有简单的构造，并且不需要用于确定位置的额外重量的其它电子装置。
在图5中，显示了相对于信号组件的电压的座椅轨道位置的示例。x轴100是直线 座椅位置，其范围从座椅的完全靠后位置至完全靠前位置；y轴102是传感器输出电压。直 线座椅位置和电压的关系被104表示出，并且可被理解为是线性的。当座椅处于靠后位置 106时，电压相对低，而随着座椅直线朝着完全靠前位置108前进，电压相对升高。在该描述 中，电压范围从0. 25伏特至4. 75伏特，但是可使用任何电压范围，仅有的限制在于前后座 椅位置和电压之间的关系是线性的。 虽然已经显示并描述了本发明的实施例，但是显示和描述的这些实施例不代表本发明的所有可能的形式。此外，在说明书中使用的词语是描述性而非限制性的，并且应该理 解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可作出各种改变。
权利要求
一种用于确定直线车辆座椅位置的感应车辆座椅位置传感器组件，所述位置传感器组件包括电路板构件；第一发送器线圈和第二发送器线圈，分别布置在电路板构件的周边附近，并且第一发送器线圈和第二发送器线圈的每个响应于交流电输入辐射出异相磁场，第一发送器线圈和第二发送器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长度；第一接收器线圈和第二接收器线圈，各自具有波形，并且在第一发送器线圈和第二发送器线圈中相对于彼此偏移，第一接收器线圈和第二接收器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长度；环形线圈构件，设置为相对于电路板构件沿着电路板构件的长度方向运动，以与第一发送器线圈和第二发送器线圈以及第一接收器线圈和第二接收器线圈通过感应耦合交互作用，从而响应于布置在所述发送器线圈和接收器线圈上的环形线圈构件，第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个产生具有对应于环形线圈构件相对于电路板构件的位置的相位信息的电压；信号转换单元，基于具有第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个的相位信息的电压而产生对应于车辆座椅位置的座椅位置输出。
2. 如权利要求1所述的感应车辆座椅位置传感器组件，其中，电路板构件还包括印刷 电路板构件，从而第一发送器线圈和第二发送器线圈以及第一接收器线圈和第二接收器线 圈被印制在所述印刷电路板构件上。
3. 如权利要求1所述的感应车辆座椅位置传感器组件，其中，电路板构件是固定的，而 环形线圈构件是可动的。
4. 如权利要求1所述的感应车辆座椅位置传感器组件，其中，电路板构件是可动的，而 环形线圈构件是固定的。
5. —种车辆安全系统，包括感应传感器组件，用于确定车辆座椅位置，所述感应传感器组件具有 电路板构件；第一发送器线圈和第二发送器线圈，各自布置在电路板构件的周边附近，并且第一发 送器线圈和第二发送器线圈的每个响应于交流电输入辐射出异相磁场，第一发送器线圈和 第二发送器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长度；第一接收器线圈和第二接收器线圈，各自具有波形，并且在第一发送器线圈和第二发 送器线圈中相对于彼此偏移，第一接收器线圈和第二接收器线圈各自沿着电路板构件跨越 一定长度；环形线圈构件，设置为相对于电路板构件沿着电路板构件的长度方向运动，以与第一 发送器线圈和第二发送器线圈以及第一接收器线圈和第二接收器线圈通过感应耦合交互 作用，从而响应于布置在所述发送器线圈和接收器线圈上的环形线圈构件，第一接收器线 圈和第二接收器线圈的每个产生具有相位信息的电压；信号转换单元，基于具有第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个的相位信息的电压 而产生对应于车辆座椅位置的座椅位置输出；限制控制模块，与感应传感器组件进行通信，以接收座椅位置输出并产生用于至少一个辅助乘客安全装置的输出。
6. —种车辆座椅框架组件，包括车辆座椅框架，具有一对平行的侧框架构件，所述侧框架构件可滑动地与适于被安装 在车辆底盘上的一对座椅轨道接合；感应传感器组件，用于确定所述侧框架构件相对于车辆轨道的位置；限制控制模块，与感应传感器组件通信，并产生用于至少一个辅助乘客安全装置的输出。
7. 如权利要求6所述的车辆座椅框架组件，其中，感应传感器组件还包括 电路板构件；第一发送器线圈和第二发送器线圈，各自布置在电路板构件的周边附近，并且第一发 送器线圈和第二发送器线圈的每个响应于交流电输入辐射出异相磁场，第一发送器线圈和 第二发送器线圈各自沿着电路板构件跨越一定长度；第一接收器线圈和第二接收器线圈，各自具有波形，并且在第一发送器线圈和第二发 送器线圈中相对于彼此偏移，第一接收器线圈和第二接收器线圈各自沿着电路板构件跨越 一定长度；环形线圈构件，设置为相对于电路板构件沿着电路板构件的长度方向运动，以与第一 发送器线圈和第二发送器线圈以及第一接收器线圈和第二接收器线圈交互作用，从而响应 于布置在所述发送器线圈和接收器线圈上的环形线圈构件，第一接收器线圈和第二接收器 线圈的每个产生具有相位信息的电压；信号转换单元，基于具有第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个的相位信息的电压 而产生对应于侧框架构件相对于座椅轨道的位置的座椅位置输出。
8. 如权利要求6所述的车辆座椅框架组件，其中，产生用于至少一个辅助乘客安全装 置的输出的限制控制模块还包括产生用于安全带预紧器和气囊的输出。
9. 如权利要求6所述的车辆座椅框架组件，其中，限制控制模块与安全带扣开关的输 入通信。
10. 如权利要求6所述的车辆座椅框架组件，其中，限制控制模块与远程碰撞传感器、 安全带扣开关和乘客分类传感器的输入进行通信。
11. 如权利要求7所述的车辆座椅框架组件，其中，当侧框架构件相对于座椅轨道处于 靠后位置时，第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个的总电压具有低电压值，而当侧框 架构件相对于座椅轨道处于靠前位置时，第一接收器线圈和第二接收器线圈的每个的总电 压具有高电压值。
全文摘要
一种感应车辆座椅位置传感器组件，用于确定直线车辆座椅位置并且具有电路板构件。第一发送器线圈和第二发送器线圈布置在电路板构件的周边附近，并且第一发送器线圈和第二发送器线圈的每个响应于交流电输入辐射出异相磁场。第一接收器线圈和第二接收器线圈相对于彼此偏移。第一发送器线圈和第二发送器线圈以及第一接收器线圈和第二接收器线圈沿着电路板构件跨越一定长度。环形线圈构件设置为相对于电路板构件运动。第一接收器线圈和第二接收器线圈产生具有对应于环形线圈构件相对于电路板构件的位置的相位信息的电压。信号转换单元基于具有第一接收器线圈和第二接收器线圈的相位信息的电压而产生对应于车辆座椅位置的座椅位置输出。
文档编号B60N2/44GK101738209SQ20091022112
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月3日 优先权日2008年11月18日
发明者克里斯多弗·理查德·布亚克, 马诺哈普拉萨德·K·劳 申请人:福特全球技术公司