| Dokumentenidentifikation |
DE102005003829A1 18.08.2005 |
| Titel |
Ultraschallsensoreinheit |
| Anmelder |
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp., Tokio/Tokyo, JP |
| Erfinder |
Hayashi, Kenji, Minato, Tokio/Tokyo, JP; Ohata, Koji, Minato, Tokio/Tokyo, JP; Katayama, Yoshio, Kobe, Hyogo, JP |
| Vertreter |
Patent- und Rechtsanwälte Böck - Tappe - Kirschner, 97074 Würzburg |
| DE-Anmeldedatum |
26.01.2005 |
| DE-Aktenzeichen |
102005003829 |
| Offenlegungstag |
18.08.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
18.08.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
G01H 17/00
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| Zusammenfassung |
Um einen Heizer wirkungsvoll in einem Ultraschallsensoren aufnehmenden Gehäuse anzuordnen und an das Gehäuse angelagerten, gefrorenen Schnee zuverlässig zu schmelzen und die Funktion der Ultraschallsensoren zu gewährleisten, umfasst eine Ultraschallsensoreinheit Ultraschallsensoren (9, 10), ein Gehäuse (11, 12) zur Aufnahme der Ultraschallsensoren und eine Sheet-Komponente (20), die an einer Innenseite eines Bodens (12c) des Gehäuses angeordnet ist, um den Boden zu bedecken, und die einen Heizer (22) umfasst, der in ihr eingebettet oder auf ihr befestigt ist.
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| Beschreibung[de] |
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Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Ultraschallsensoreinheit und insbesondere
eine Ultraschallsensoreinheit, die zur Einstellung optischer Achsen von Fahrzeugscheinwerfern
eingesetzt wird.
In den vergangenen Jahren wurden aus Sicherheitsgründen Hochleistungslampen
für Scheinwerfer eingeführt.
Jedoch hat dies, obwohl die Hochleistungslampen stark zur Sicherheit
beitragen, den Nachteil, dass das Risiko groß ist, entgegenkommende Fahrzeuge zu
blenden. Deshalb wurden Techniken entwickelt, die optischen Achsen von Scheinwerfern
in Abhängigkeit von der Neigung eines Fahrzeugs einzustellen.
Beispielsweise wurde eine Vorrichtung zur Einstellung einer optischen
Achse entwickelt, bei welcher zwei Ultraschallsensoren, beispielsweise an dem vorderen
Ende eines Rahmens eines Lastkraftwagens, entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs
angeordnet sind. Deren Sendeelemente senden Ultraschallwellen in Richtung der Straßenfläche
und deren Empfangselemente empfangen die jeweils von der Straßenfläche reflektierten
Ultraschallwellen. Aus der Differenz zwischen den Empfangszeiten dieser reflektierten
Wellen wird die Neigung des vorderen Bereichs des Fahrzeugs ermittelt. Die optischen
Achsen der Scheinwerfer werden in Abhängigkeit von der ermittelten Neigung eingestellt.
Eine Vorrichtung dieses Typs zur Einstellung einer optischen Achse ist beispielsweise
in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2003-118476 offenbart.
Bei der in dieser Patentveröffentlichung offenbarten Vorrichtung zur
Einstellung einer optischen Achse sind Ultraschallsensoren an Stellen nahe der Straßenfläche
angeordnet. Daher besteht hier das Problem, dass, wenn das Fahrzeug beispielsweise
auf einer schneebedeckten Straße fährt, Schnee und Wassertropfen, die von dem Fahrzeug
mit einer geringen Temperatur aufgespritzt werden, an den Ultraschallsensoren als
gefrorener Schnee anhaften und eine Störung der Funktion der Ultraschallsensoren
bewirken.
Grundsätzlich sind die Ultraschallsensoren in einem Gehäuse angeordnet
und das Gehäuse ist beispielsweise an dem Rahmen befestigt. Um die Leistung der
Ultraschallsensoren zu erhöhen und die Sende- und Empfangselemente bloßzulegen,
sind Hörner ausgebildet, die von der Innenseite des Bodens des Gehäuses vorspringen
und eine konische Öffnung mit einem Durchmesser haben, der sich allmählich in Richtung
der Außenseite des Gehäuses vergrößert. Bei dieser Anordnung ist das oben genannte
Problem ausgeprägt, dass gefrorener Schnee leicht in zumindest einem der Hörner
stecken bleibt.
Bei dieser Anordnung können, auch wenn kein gefrorener Schnee in einem
der Hörner stecken bleibt, Wassertropfen an der Wandung des betroffenen Horns ablaufen
und sich nahe des Übergangs zwischen dem Horn und dem Boden (mit anderen Worten:
dem offenen Ende des Horns) in Eis umwandeln. Der gefrorene Schnee kann an diesem
offenen Ende wie Eiszapfen anhaften, die Ultraschallsignale, die von den Ultraschallsensoren
ausgesendet und empfangen werden, störend beeinflussen und verhindern, dass die
Ultraschallsensoren ordnungsgemäß arbeiten.
Um dieses Problem zu lösen, ist es denkbar, das Gehäuse mit einer
Heizeinrichtung zu versehen. Jedoch ist es ein Problem, die Heizeinrichtung wirkungsvoll
anzuordnen.
Diese Erfindung erfolgte, um die oben diskutierten Probleme zu lösen.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Ultraschallsensorvorrichtung bereitzustellen,
bei der ein Heizer wirkungsvoll in einem Ultraschallsensoren aufnehmenden Gehäuse
angeordnet ist, um an dem Gehäuse haftenden, gefrorenen Schnee zuverlässig zu schmelzen
und so die Funktion der Ultraschallsensoren zu gewährleisten.
Zusammenfassung der Erfindung
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist eine Ultraschallsensoreinheit
nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ultraschallsensor, ein Gehäuse
zur Aufnahme des Ultraschallsensors und eine Sheet-Komponente umfasst, die an einer
Innenseite eines Bodens des Gehäuses zur Abdeckung des Bodens angeordnet ist, und
einen Heizer umfasst, der in dieser eingebettet oder auf dieser angebracht ist.
Bei der Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 1 ist ein Ultraschallsensor
von einem Gehäuse aufgenommen, und eine Sheet-Komponente, die mit einem darin eingebetteten
oder darauf angebrachten Heizer versehen ist, ist an einer Innenseite eines Bodens
des Gehäuses zur Abdeckung des Bodens angeordnet. Da der Heizer auf diese Weise
zusammen mit der Sheet-Komponente ausgeführt ist, erleichtert dies die Montage des
Heizers, und der Boden des Gehäuses kann auf einfache Weise geheizt werden.
Wenn diese Ultraschallsensoreinheit an der Unterseite eines Fahrzeugs,
wie einem Lastkraftwagen, befestigt wird und für eine Vorrichtung zur Einstellung
einer optischen Achse zur Erfassung der Neigung eines vorderen Bereichs des Fahrzeugs
gegenüber der Straßenfläche und zur Einstellung der optischen Achsen von Scheinwerfern
eingesetzt wird, wird selbst in einer Situation, in der Schnee oder von dem fahrenden
Fahrzeug aufgespritzte Wassertropfen, beispielsweise auf einer schneebedeckten Straße,
an dem Boden des Gehäuses der Ultraschallsensoreinheit als gefrorener Schnee anhaften,
Wärme, die durch den Heizer erzeugt wird, der zur Erleichterung der Montage zusammen
mit der Sheet-Komponente ausgeführt ist, gut an den Boden des Gehäuses übertragen.
Somit wird gefrorener Schnee zuverlässig geschmolzen und der Betrieb des Ultraschallsensors
gewährleistet.
Hier ist es wünschenswert, dass der Heizer ein Heißdrahtheizer ist,
der Wärme erzeugt, wenn ein Strom durchgeleitet wird. In diesem Fall kann der Heizer
auf einfache Weise in der Sheet-Komponente eingelassen oder auf der Sheet-Komponente
aufgebracht sein. Die Sheet-Komponente kann dünn und mit einem hinreichenden Heizvermögen
ausgeführt sein.
Eine Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen Ultraschallsensor, ein Gehäuse zur Aufnahme des Ultraschallsensors,
das ein Horn aufweist, das von einer Innenseite eines Bodens des Gehäuses vorspringt
und eine konische Öffnung mit einem Durchmesser hat, der sich allmählich bzw. schrittweise
in Richtung der Außenseite des Gehäuses vergrößert, um ein Sendeelement und ein
Empfangselement des Ultraschallsensors nach außen bloßzulegen, und eine Sheet-Komponente
umfasst, die an der Innenseite des Bodens des Gehäuses zur Bedeckung des Bodens
angeordnet ist und das Horn umgibt, und mit einem Heizer versehen ist, der von dem
Bereich aufgenommen oder auf dem Bereich angebracht ist, der den Boden bedeckt.
Bei der Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 2 ist ein Ultraschallsensor
von einem Gehäuse aufgenommen, ist ein Horn ausgebildet, das von einer Innenseite
eines Bodens des Gehäuses vorspringt und eine konische Öffnung mit einem Durchmesser
hat, der sich in Richtung der Außenseite des Gehäuses allmählich vergrößert, um
ein Sendeelement und ein Empfangselement des Ultraschallsensors bloßzulegen, und
ist eine Sheet-Komponente mit einem Heizer, der in einem Bereich eingelassen oder
auf einem Bereich angebracht ist, der den Boden des Gehäuses bedeckt, an der Innenseite
des Bodens des Gehäuses zur Abdeckung des Bodens angeordnet, wobei sie das Horn
umgibt. Da der Heizer auf diese Weise zusammen mit der Sheet-Komponente ausgeführt
ist, erleichtert dies die Montage des Heizers und der Boden des Gehäuses kann auf
einfache Weise geheizt werden. Des Weiteren kann, da die durch den Heizer erzeugte
Wärme auch zu dem Teil der Sheet-Komponente, die das Horn umgibt, geführt wird,
nicht nur der Boden des Gehäuses, sondern auch das Horn geheizt werden.
Wenn diese Ultraschallsensoreinheit bei der Vorrichtung zur Einstellung
einer optischen Achse eingesetzt wird, wird selbst in einer Situation, in der Schnee
oder Wassertropfen, die durch das beispielsweise auf einer schneebedeckten Straße
fahrende Fahrzeug aufgespritzt werden, an dem Boden des Gehäuses und der Innenseite
des Horns der Ultraschallsensoreinheit als gefrorener Schnee anhaften, Wärme, die
durch den Heizer, der zur Erleichterung der Montage mit der Sheet-Komponente vereinigt
ist, gut zu dem Boden des Gehäuses und dem Horn übertragen. Somit wird gefrorener
Schnee zuverlässig geschmolzen und der Betrieb des Ultraschallsensors gewährleistet.
Eine Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen Ultraschallsensor, ein Gehäuse zur Aufnahme des Ultraschallsensors,
das ein Horn aufweist, das von einer Innenseite eines Bodens des Gehäuses vorspringt
und eine konische Öffnung mit einem Durchmesser hat, der sich allmählich in Richtung
der Außenseite des Gehäuses vergrößert, um ein Sendeelement und ein Empfangselement
des Ultraschallsensors nach außen bloßzulegen, und eine Sheet-Komponente umfasst,
die an der Innenseite des Bodens des Gehäuses zur Bedeckung des Bodens angeordnet
ist und das Horn umgibt, und die einen Heizer aufweist, der in einem Bereich eingelassen
oder auf einem Bereich angebracht ist, der das Horn umgibt.
Bei der Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 3 ist eine Sheet-Komponente
mit einem Heizer, der in einem Bereich eingelassen oder auf einem Bereich befestigt
ist, der ein Horn umgibt, an einer Innenseite eines Bodens eines Gehäuses angeordnet,
um den Boden zu bedecken und das Horn zu umgeben. Da der Heizer auf diese Weise
mit der Sheet-Komponente vereinigt ist, erleichtert dies die Montage des Heizers,
und das Horn kann auf einfache Weise geheizt werden. Des Weiteren kann, da die durch
den Heizer erzeugte Wärme auch zu dem Bereich der Sheet-Komponente, die den Boden
des Gehäuses bedeckt, geführt wird, nicht nur das Horn, sondern auch der Boden des
Gehäuses geheizt werden.
Wenn diese Ultraschallsensoreinheit bei der Vorrichtung zur Einstellung
einer optischen Achse eingesetzt wird, wird auch in einer Situation, in der Schnee
oder Wassertropfen, die durch das beispielsweise auf einer schneebedeckten Straße
fahrende Fahrzeug aufgespritzt werden, an dem Boden des Gehäuses und der Innenseite
des Horns der Ultraschallsensoreinheit als gefrorener Schnee anhaften, Wärme, die
durch den Heizer erzeugt wird, der zur Erleichterung der Montage mit der Sheet-Komponente
vereinigt ist, gut zu dem Horn und dem Boden des Gehäuses geführt. Dadurch kann
gefrorener Schnee gut geschmolzen und der Betrieb des Ultraschallsensors gewährleistet
werden.
Hier ist es wünschenswert, dass ein geringer Abstand zwischen dem
Bereich der Sheet-Komponente, der das Horn umgibt, und dem Horn vorgesehen wird,
oder mit anderen Worten, dass eine Luftschicht zwischen dem das Horn umgebenden
Bereich der Sheet-Komponente und dem Horn ausgebildet sein sollte. In diesem Fall
kann mit Hilfe der Luftschicht durch den Heizer erzeugte Wärme gleichmäßig und wirkungsvoll
zu dem kompletten Horn geführt werden.
Des Weiteren ist es wünschenswert, dass der Heizer in dem Bereich
der Sheet-Komponente, die das Horn nahe des Bodens des Gehäuses umgibt, oder mit
anderen Worten, dem Bereich der Sheet-Komponente, die dem offenen Ende des Horns
mit größerem Durchmesser entspricht, eine größere Heizleistung hat. Wenn der Heizer
beispielsweise ein Heißdrahtheizer ist, ist es wünschenswert, dass die Anzahl an
Windungen des Heißdrahts an dem Horn oder die Drahtstärke oder die Drahtweite des
Heißdrahts in dem Bereich der Sheet-Komponente, der dem offenen Ende des Horns mit
größerem Durchmesser zugeordnet ist, größer ist.
In diesem Fall wird, wenn die Ultraschallsensoreinheit bei der Vorrichtung
zur Einstellung der optischen Achse eingesetzt wird, selbst wenn Wassertropfen entlang
der konischen Wand des Horns ablaufen, sich zu Eis umwandeln und wie Eiszapfen anhaften,
der gefrorene Schnee zuverlässig geschmolzen. Somit kann eine störende Beeinträchtigung
von gefrorenem Schnee auf Ultraschallwellensignale des Ultraschallsensors verhindert
werden. Die Zuverlässigkeit des Ultraschallsensors erhöht sich.
Eine Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen Ultraschallsensor, ein Gehäuse zur Aufnahme des Ultraschallsensors,
das ein Horn aufweist, das von einer Innenseite eines Bodens des Gehäuses vorspringt
und eine konische Öffnung mit einem Durchmesser hat, der sich in Richtung der Außenseite
des Gehäuses allmählich vergrößert, um ein Sendeelement und ein Empfangselement
des Ultraschallsensors nach außen bloßzulegen, und eine Sheet-Komponente umfasst,
die an der Innenseite des Bodens des Gehäuses angeordnet ist, um den Boden zu bedecken
und das Horn zu umgeben, und mit einem Heizer versehen ist, der in einem Bereich
eingelassen oder auf einem Bereich angebracht ist, der den Boden bedeckt, und in
einem Bereich eingelassen oder auf einem Bereich angebracht ist, der das Horn umgibt.
Bei dem Ultraschallsensor nach Anspruch 4 ist eine Sheet-Komponente
mit einem Heizer, der in einem Bereich eingelassen oder auf einem Bereich angebracht
ist, der einen Boden eines Gehäuses bedeckt, und in einem Bereich eingelassen oder
auf einem Bereich angebracht ist, der ein Horn umgibt, an einer Innenseite des Bodens
des Gehäuses angeordnet, um den Boden zu bedecken und das Horn zu umgeben. Da der
Heizer auf diese Weise mit der Sheet-Komponente vereinigt ist, erleichtert dies
die Montage des Heizers. Der Boden des Gehäuses und das Horn können zuverlässig
geheizt werden.
Wenn diese Ultraschallsensoreinheit bei einer Vorrichtung zur Einstellung
einer optischen Achse eingesetzt wird, wird selbst in einer Situation, in der Schnee
oder Wassertropfen, die durch das beispielsweise auf einer schneebedeckten Straße
fahrende Fahrzeug aufgespritzt werden, an dem Boden des Gehäuses oder der Innenseite
des Horns der Ultraschallsensoreinheit als gefrorener Schnee anhaften, Wärme, die
durch den Heizer, der zur Erleichterung der Montage mit der Sheet-Komponente vereinigt
ist, gut zu dem Horn und dem Boden des Gehäuses geführt. Dadurch wird gefrorener
Schnee zuverlässig geschmolzen und der Betrieb des Ultraschallsensors sichergestellt.
Auch hier ist es wünschenswert, dass ein geringer Abstand zwischen
dem Bereich der Sheet-Komponente, der das Horn umgibt, und dem Horn verbleibt. Auch
ist es wünschenswert, dass der Heizer in dem Bereich der Sheet-Komponente, der das
Horn nahe dem offenen Ende des Horns mit größerem Durchmesser umgibt, eine größere
Heizleistung hat.
Ein Ultraschallsensor nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Bodens des Gehäuses oder
der Umgebungstemperatur nahe dem Boden in der Sheet-Komponente eingelassen oder
auf dieser angebracht ist.
Bei dem Ultraschallsensor nach Anspruch 5 ist ein Temperatursensor
zur Erfassung der Temperatur des Bodens des Gehäuses oder der Umgebungstemperatur
nahe des Bodens in der Sheet-Komponente eingelassen oder auf dieser angebracht.
Somit kann die Temperatur des Bodens des Gehäuses oder die Umgebungstemperatur nahe
des Bodens durch den Temperatursensor, der mit der Sheet-Komponente und dem Heizer
vereinigt ist, auf einfache Weise erfasst werden. Der Heizer kann in Abhängigkeit von
der erfassten Temperatur entsprechend betrieben werden.
Wenn diese Ultraschallsensoreinheit bei der Vorrichtung zur Einstellung
einer optischen Achse eingesetzt wird, fällt, wenn Schnee oder Wassertropfen, die
durch das beispielsweise auf einer schneebedeckten Straße fahrende Fahrzeug aufgespritzt
werden, an dem Boden des Gehäuses und/oder der Innenseite des Horns der Ultraschallsensoreinheit
als gefrorener Schnee anhaften, die Temperatur des Bodens des Gehäuses oder die
Umgebungstemperatur nahe des Bodens. Dieser Temperaturabfall kann durch den Temperatursensor
gut erfasst werden, der zusammen mit der Sheet-Komponente zur Erleichterung der
Montage ausgeführt ist. Somit kann der Heizer mit einem guten Ansprechverhalten
betrieben werden. Des Weiteren kann, da der Heizer seinen Betrieb startet, wenn
ermittelt wird, dass die Temperatur des Bodens des Gehäuses oder die Umgebungstemperatur
nahe des Bodens gering ist, verhindert werden, dass sich gefrorener Schnee an dem
Boden des Gehäuses und/oder der Innenseite des Horns anlagert.
Eine Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Sheet-Komponente so ausgelegt ist, dass sie auf einfache Weise an dem Gehäuse
angebracht und von dem Gehäuse lösbar ist.
Bei der Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 6 ist die Sheet-Komponente
ausgelegt, um auf einfache Weise an dem Gehäuse angebracht und von dem Gehäuse gelöst
zu werden. Da die Sheet-Komponente auf einfache Weise an dem Gehäuse angebracht
oder von diesem gelöst werden kann, können der Heizer und der Temperatursensor einfach
ausgetauscht werden, wenn sie ausfallen.
Eine Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Sheet-Komponente aus einem Metall gefertigt ist.
Bei der Ultraschallsensoreinheit nach Anspruch 7 ist die Sheet-Komponente
eine metallische Komponente und daher mit einer besseren Wärmeleitfähigkeit als
beispielsweise eine Harzkomponente versehen. Somit kann durch den Heizer erzeugte
Wärme über die Sheet-Komponente gut zu dem Boden des Gehäuses und dem Horn geführt
werden. Hier ist es wünschenswert, dass die Sheet-Komponente eine Aluminium-Komponente
mit besonders hoher Wärmeleitfähigkeit ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Ansicht, in der
der Aufbau eines Lastkraftwagens dargestellt ist, der mit einer Vorrichtung zur
Einstellung der optischen Achse eines Fahrzeugscheinwerfers versehen ist, die eine
Ultraschallsensoreinheit nach der Erfindung umfasst;
2 ist eine Draufsicht, in der ein Rahmen
des in 1 dargestellten Lastkraftwagens gezeigt ist;
3 ist eine Ansicht des Aufbaus einer
ersten Ausführungsform einer Ultraschallsensoreinheit nach der Erfindung;
4 ist eine detaillierte Ansicht eines
Bodens eines Gehäuses der Ultraschallsensoreinheit;
5 ist eine Schnittansicht der Ultraschallsensoreinheit
entlang der Linie A-A in 3;
6 ist eine Ansicht einer Schaltung, die
einen Temperatursensor und einen Heißdrahtheizer umfasst;
7 ist eine Ansicht, die zeigt, wie die
Ultraschallsensoreinheit an einem Querträger befestigt ist;
8 zeigt ein Flussdiagramm, in dem eine
Steuerroutine zur Einstellung einer optischen Achse bei einer Vorrichtung zur Einstellung
der optischen Achse eine Fahrzeugscheinwerfers gezeigt ist, die eine Ultraschallsensoreinheit
nach der Erfindung umfasst;
9 zeigt ein Heizer-Sheet nach einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung;
10 zeigt ein Heizer-Sheet nach einer
dritten Ausführungsform der Erfindung, und
11 zeigt ein Heizer-Sheet nach einer
vierten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugen Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der Erfindung wird auf Grundlage der beiliegenden
Zeichnung beschrieben.
1 zeigt schematisch den Aufbau eines
Lastkraftwagens, der mit einer Vorrichtung zur Einstellung der optischen Achse eines
Fahrzeugscheinwerfers ausgestattet ist, und 2 ist eine
Draufsicht auf einen Rahmen des in 1 dargestellten
Lastkraftwagens. Wie den 1 und 2
zu entnehmen ist, umfasst der Lastkraftwagens einen Rahmen, der im Wesentlichen
aus zwei auf der rechten und der linken Seite angeordneten Seitenrahmen
1 und einer Vielzahl von Querstreben 2 aufgebaut ist, die rechtwinklig
zu den Seitenrahmen 1 angeordnet sind. Ein Führerhaus 3 und eine
Lastenaufnahme 4 sind auf dem Rahmen angeordnet. Ein linker und ein rechter
Scheinwerfer 5 sind an der linken bzw. der rechten Seite der Querstrebe
2 angeordnet, die an dem vorderen Ende des Fahrzeugs angeordnet ist. Eine
erfindungsgemäß ausgebildete Ultraschallsensoreinheit 6, die eine Vielzahl
von Ultraschallsensoren nutzt, ist etwa in der Mitte der Querstrebe 2 angeordnet.
Messsignale von der Ultraschallsensoreinheit 6 werden einer elektronischen
Steuereinheit (ECU) 7 eingespeist. Die ECU 7 bestimmt die Neigung
des vorderen Bereichs des Fahrzeugs gegenüber der Straßenfläche R auf Grundlage
des Messsignals der Ultraschallsensoreinheit 6.
Der linke und der rechte Scheinwerfer 5 können an dem Führerhaus
3 angeordnet sein. Die Ultraschallsensoreinheit 6 kann an einem
anderen Bauteil als der Querstrebe 2 angeordnet sein, das an dem vorderen
Ende des Fahrzeugs angeordnet ist (beispielsweise dem Führerhaus 3). Sie
muss aber vor einer Vorderachse 8 und oberen Seitenschienen der Vorderachse
8 angeordnet sein.
3 zeigt den Aufbau einer Ultraschallsensoreinheit
6 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Anhand 3
wird die Ultraschallsensoreinheit nach der ersten Ausführungsform der Erfindung
nachstehend beschrieben. Wie 3 zu entnehmen ist, umfasst
die Ultraschallsensoreinheit 6 nach der Erfindung als Hauptbestandteile
ein Gehäuse 11 mit einem C-förmigen Querschnitt, das an seiner Außenseite
einen Vorsprung 11a hat, und ein Gehäuse 12 mit einem etwa C-förmigen
Querschnitt mit einem Ausschnitt 12a, in dem der Vorsprung 11a
des Gehäuses 11 eingepasst ist. Insbesondere haben bei der Ultraschallsensoreinheit
6 die Gehäuse 11 und 12 einander zugewandte Öffnungen
und das Gehäuse 11 ist in das Gehäuse 12 eingepasst. Durch Verschrauben
von Verschraubungseinrichtungen 13 des Gehäuses 11 mit Schraubenaufnahmeteilen
14 des Gehäuses 12 ist ein boxartiges Gehäuse als Aufnahme der
Ultraschallsensoreinheit 6 gebildet.
Zwei Ultraschallsensoren 9 und 10 sind innerhalb
des Gehäuses 11a angeordnet. Eine Abdeckung 15, die aus einem
flexiblen Material mit Öffnungen besteht, die mit Sendeflächen und Empfangsflächen
der Ultraschallsensoren 9 und 10 korrespondiert, ist an der Sende-/Empfangsflächenseite
(die Seite des Gehäuses 12) der Ultraschallsensoren 9 und
10 angeordnet, um einen Sensorhauptkörper zu bilden. Der Boden des Ausschnitts
12a in dem Gehäuse 12 ist als kurvenförmiger Bereich
12b ausgebildet. Der Teil des Vorsprungs 11a des Gehäuses
11, der dem gekrümmten Bereich 12b gegenüberliegt, ist als kurvenförmiger
Bereich 11b ausgebildet. Ein Kabelbaum 16, der aus Leitungen für
die Ultraschallsensoren 9 und 10 besteht, ist aus den Gehäusen
11 und 12 über einen durch die kurvenförmigen Bereiche
11b und 12b definierten Zwischenraum herausgeführt und mittels
eines Verbinders 17 mit der ECU 7 verbunden.
Bei der Ultraschallsensoreinheit 6 müssen, damit die Ultraschallsensoren
9 und 10 die Straßenfläche erfassen können, die Sendeflächen und
die Empfangsflächen der Ultraschallsensoren 9 und 10 gegenüber
der Straßenfläche freiliegen. Daher hat der Boden 12c des Gehäuses
12 Öffnungen an den Stellen, die mit den Sendeflächen und den Empfangsflächen
der Ultraschallsensoren 9 und 10 korrespondieren.
Nun wird der Aufbau und der Betrieb der Ultraschallsensoren
9 und 10 kurz beschreiben. Die beiden Ultraschallsensoren
9 und 10 umfassen Sendeelemente 9a und 10a,
die als Signalsendeteil arbeiten, und Empfangselemente 9b und
10b, die als Signalempfangsteil arbeiten. Damit die Ultraschallsensoren
9 und 10 in Fahrzeugquerrichtung Ultraschallwellensignale senden
und empfangen können, sind die Sendeelemente 9a und 10a an einer
Seite (beispielsweise der rechten Seite in Fahrzeugquerrichtung, und zwar in Längsrichtung
des Fahrzeugs hintereinander) angeordnet, wohingegen die Empfangselemente
9b und 10b an der anderen Seite (beispielsweise der linken Seite)
in Fahrzeugquerrichtung entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
Mit anderen Worten sind die Richtungen, in denen die zwei Ultraschallsensoren
9 und 10 Ultraschallwellensignale senden und empfangen, etwa parallel
zueinander und etwa rechtwinklig zu der Längsrichtung des Fahrzeugs. Somit kann
die Ultraschallsensoreinheit 6 die Neigung des Fahrzeugs gegenüber der
Straßenfläche R auf Grundlage einer Differenz der Empfangszeit eines Ultraschallwellensignals
an dem Ultraschallsensor 9 und der Empfangszeit eines Ultraschallwellensignals
an dem Ultraschallsensor 10 ermitteln.
Insbesondere empfangen die Empfangselemente 9b und
10b jeweils Ultraschallwellensignale, die von den Sendeelementen
9a und 10a abgegeben und durch die Straßenfläche R reflektiert
wurden. Wenn der vordere Bereich des Fahrzeugs gegenüber der Straßenfläche R geneigt
ist, sind die Höhen, auf der die Ultraschallsensoren 9 und 10
die Signale detektieren, unterschiedlich. Daher unterscheidet sich die Länge des
Pfads des Ultraschallwellensignals, das von dem Sendeelement 9a abgegeben
und durch das Empfangselement 9b empfangen wird, von der Länge des Pfads
des Ultraschallwellensignals, das von dem Sendeelement 10a abgegeben und
durch das Sendeelement 10b empfangen wird, wodurch eine Differenz zwischen
der Empfangszeit des Ultraschallwellensignals an dem Empfangselement 9a
und derjenigen an dem Empfangselement 10a resultiert. Auf Grundlage dieser
Empfangszeitdifferenz bestimmt die ECU 7 die Neigung des
Fahrzeugs gegenüber der Straßenfläche R.
Insbesondere ist korrespondierend mit den Sendeelementen
9a und 10a und den Empfangselementen 9b und
10b eine Vielzahl an Hörnern 12d (bei diesem Beispiel vier Hörner)
an dem Boden 12c des Gehäuses 12 ausgebildet, welche in das Innere
des Gehäuses 12 vorspringen. Mit anderen Worten sind die Hörner
12 so ausgebildet, als ob Teile des Gehäuses 12 von der Außenseite
in Richtung der Innenseite des Gehäuses 12 abgesenkt sind. Jedes Horn
12d hat eine konische, trompetenartige Gestalt, die einen Durchmesser aufweist,
welcher in Richtung der Außenseite des Gehäuses 12 kontinuierlich oder
schrittweise zunimmt, und ein Loch 12e an seiner Spitze, welches innerhalb
des Gehäuses 12 liegt. Mit anderen Worten liegen die Löcher 12e
tief innerhalb des Gehäuses 12. Über diese Löcher 12e sind die
Sendeflächen der Sendeelemente 9a und 10a und die Empfangsflächen
der Empfangselemente 9b und 10b gegenüber der Straßenfläche frei
liegend.
Mittels der Hörner 12d werden die Richtungen, in denen die
Ultraschallwellensignale von den Sendeelementen 9a und 10a ausgesendet
werden, auf gewünschte Bereiche beschränkt und die reflektierten Ultraschallwellensignale
gut aufgefangen bzw. erfasst. Dies hilft den Empfangselementen 9b und
10b dabei, die Ultraschallwellensignale zuverlässig zu empfangen. Des Weiteren
wird, da die Löcher 12e tief innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet
sind, verhindert, dass Fremdkörper, Wasser und dergleichen über die Löcher
12e in das Gehäuse 12 eindringen.
4 zeigt den Boden 12c des Gehäuses
12 im Detail. Wie 4 zu entnehmen ist, ist
ein Heizer-Sheet (Sheet-Komponente) bzw. eine Heizschicht 20 an dem Boden
12c angeordnet, um den Boden 12c zu bedecken und jedes der Hörner
12d zu umgeben. Insbesondere umfasst das Heizer-Sheet 20 einen
ebenen Bereich 20a zur Abdeckung des Bodens 12c und Hornbereiche
20b zum Umgeben der einzelnen Hörner 12d, wobei all diese Bereiche
einstückig ausgebildet sind. Das Heizer-Sheet 20 ist beispielsweise aus
einer dünnen Aluminiumplatte gefertigt, die eine gute Wärmeleitfähigkeit hat. Insbesondere
ist das Heizer-Sheet 20 durch Formen der Hornbereiche 20d entsprechend
der Form der Hörner 12d beispielsweise durch Tiefziehen gebildet. Das Heizer-Sheet
20 ist insbesondere so ausgebildet, dass ein kleiner Abstand zwischen den
Hornbereichen 20b und dem jeweils korrespondierenden Horn 12d
vorliegt.
In den Boden 12c des Gehäuses 12 ist etwa in der
Mitte ein Loch 12f eingebracht. Korrespondierend mit dem Loch
12f ist ein Temperatursensor 24 zur Erfassung der Umgebungstemperatur
rings um die Ultraschallsensoreinheit 6 (die Temperatur der Außenluft und
des Gehäuses 12) an dem Heizer-Sheet 20 angebracht. Der Temperatursensor
24 ist beispielsweise in der Weise fixiert, dass er das Heizer-Sheet
20 durchgreift. Als Temperatursensor 24 wird beispielsweise wegen
seinem gutem Temperaturerfassungsvermögen ein Thermistor eingesetzt. Der Temperatursensor
24 ist aber nicht auf einen Thermistor beschränkt.
An dem Heizer-Sheet 20 liegt ein Heißdrahtheizer
22 an, um den Boden 12c und die Hörner 12d zu heizen.
Mit anderen Worten sind der Temperatursensor 24 und der Heißdrahtheizer
22 mit dem Heizer-Sheet 20 verbunden. Dies erleichtert die Montage
des Temperatursensors 24 und des Heißdrahtheizers 22 an dem Gehäuse
12. Des Weiteren kann das Heizer-Sheet 20 einfach an dem Gehäuse
angebracht und von diesem gelöst werden. Folglich können, wenn der Temperatursensor
24 und der Heißdrahtheizer 22 mit dem Heizer-Sheet 20
vereinigt sind, der Temperatursensor 24 und der Heißdrahtheizer
22 auf einfache Weise ersetzt werden, beispielsweise wenn sie ausfallen.
Obwohl bei dem diskutierten Beispiel ein Heißdrahtheizer
22 verwendet wird, können andere Heizmittel anstelle des Heißdrahtheizers
22 eingesetzt werden. Jedoch kann, wenn der Heißdrahtheizer 22
eingesetzt wird, das Heizer-Sheet dünn ausgeführt werden, und zwar mit einem hinreichenden
Heizvermögen. Bei dem diskutierten Beispiel ist der Heißdrahtheizer 22
beispielsweise an der Oberfläche des Heizer-Sheets 20 befestigt, aufgesteckt
bzw. aufgeklebt. Alternativ kann der Heißdrahtheizer 22 in dem Heizer-Sheet
20 eingebettet sein.
Wie in 4 dargestellt, ist der Heißdrahtheizer
22 so ausgelegt, dass er sich um die Hornbereiche 20b windet und
auf dem ebenen Bereich 20a verläuft. Es sei angemerkt, dass der Heißdrahtheizer
22 mehrmals um jeden der Hornbereiche 20b gewunden ist. Insbesondere
ist die Anzahl an Windungen des Heißdrahtheizers 22 größer und der Abstand
zwischen den Windungen kleiner an einem Bereich eines jeden Horns 12d,
der nahe des Übergangs zwischen dem jeweiligen Horn 12d und dem Boden
12c angeordnet ist, oder mit anderen Worten in einem Bereich nahe des offenen
Endes eines jeden Horns 12d. Der Abstand zwischen den Windungen wird in
Richtung des Loches 12e größer.
Der Heißdrahtheizer 22 ist so auf den ebenen Bereich
20a aufgebracht, dass er nahe dem Temperatursensor 24 verläuft.
Folglich wird, selbst wenn sich Schnee oder Wassertropfen, die durch das beispielsweise
auf einer schneebedeckten Straße fahrende Fahrzeug aufgespritzt werden, an der Innenseite
oder Umgebung eines Horns 12b und der Innenseite oder Umgebung des Loches
12f als gefrorener Schnee anlagern, Wärme, die durch den Heißdrahtheizer
22 erzeugt wird, über das Heizer-Sheet 20 zu dem Gehäuse
12 geführt, so dass der gefrorene Schnee, der angelagert ist oder im Begriff
ist, sich an der Innenseite oder der Umgebung eines jeden Horns 12d und
der Innenseite oder Umgebung des Loches 12f anzulagern, gut geschmolzen
und entfernt wird. Somit ist der Betrieb der Ultraschallsensoren 9 und
10 und des Temperatursensors 24 sichergestellt.
Insbesondere wenn Wassertropfen entlang der Wandungen eines jeden
Horns 12d ablaufen, lagert sich gefrorenes Wasser schnell an einem Bereich
eines jeden Horns 12d an, der nahe am Übergang zwischen dem Horn
12d und dem Boden 12 angeordnet ist, und zwar beispielsweise nach
Art von Eiszapfen, wie in 5 dargestellt. Das Eis S
kann Ultraschallsignale, deren Bereiche durch strichpunktierte Linien angezeigt
sind, störend beeinflussen und verhindern, dass die Ultraschallsensoren
9 und 10 ordnungsgemäß arbeiten. Jedoch kann, wie oben ausgeführt,
in diesen Bereichen die Anzahl an Windungen des Heißdrahtheizers 22 größer
sein und der Abstand zwischen den Windungen geringer sein, um eine hinreichende
Wärmeleistung zu gewährleisten. Somit wird das Eis S, das sich wie Eiszapfen anlagert,
oder im Begriff ist, sich anzulagern, geschmolzen und zuverlässig entfernt. Die
Zuverlässigkeit der Ultraschallsensoren 9 und 10 erhöht sich.
6 zeigt eine Schaltung, die den Temperatursensor
und den Heißdrahtheizer 22 umfasst. Wie 6
zu entnehmen ist, ist der Temperatursensor 24 mit der ECU 7 verbunden.
Der Heißdrahtheizer 22 ist über ein Relais 26, dessen magnetisierende
Seite mit der ECU 7 verbunden ist, mit einer Hauptbatterie 28
verbunden. Insbesondere ist, wie in den 3 bis
5 dargestellt, entsprechend dem oben genannten
Kabelbaum 16 ein Kabelbaum 27, der aus Leitungen für den Temperatursensor
24 und Leitungen für den Heißdrahtheizer 22 besteht, über den
durch die kurvenförmigen Bereiche 11b und 12b begrenzten Raum
aus dem Gehäuse 12 heraus geführt und über einen Verbinder 29
mit der ECU 7 oder der Hauptbatterie 28 verbunden.
Wie den 5 und 7
zu entnehmen ist, ist die Ultraschallsensoreinheit 6 an einem mittleren
Bereich einer Querstrebe 2 mittels Bolzen 30a und Muttern
30b befestigt, für welche Bolzenlöcher 19 an einem außen liegenden
Bereich 18 des Gehäuses 12 ausgebildet sind. Die so befestigte
Ultraschallsensoreinheit 6 liegt in dem vorderen Bereich des Fahrzeugs
der Straßenfläche R gegenüber. Da die Ultraschallsensoren 9 und
20 von den Gehäusen 11 und 12 aufgenommen sind, ist die
Ultraschallsensoreinheit 6 selbst kompakt und leicht an der Querstrebe
2 zu befestigen.
Nachfolgend wird beschrieben, wie die wie oben beschrieben ausgeführte
Ultraschallsensoreinheit 6 mittels der ECU 7 gesteuert wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm, in dem eine
Steuerroutine für die Einstellung einer optischen Achse bei einer Vorrichtung zur
Einstellung der optischen Achse eines Fahrzeugscheinwerfers unter Verwendung der
Ultraschallsensoreinheit 6 nach der Erfindung dargestellt ist.
Wenn ein Zündschlüssel SW in einem Schritt S10 gedreht wird, beginnen
die Ultraschallsensoren 9 und 10 der Ultraschallsensoreinheit
6 in Schritt S12 zu arbeiten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Umgebungstemperatur
rings um die Ultraschallsensoreinheit 6 auf Grundlage der Information des
Temperatursensors 24 in Schritt S14 gemessen. In Schritt S16 wird bestimmt,
ob die gemessene Umgebungstemperatur gleich einer oder geringer als eine vorgegebene
Temperatur T1 (beispielsweise 4°C) ist oder nicht. Wenn das Ergebnis der Bestimmung
negativ ist, wird bestimmt, dass die Umgebungstemperatur größer als die vorgegebene
Temperatur T1 ist. Die Situation wird so bewertet, dass sich kein gefrorener Schnee
anlagert oder dieser gut schmelzen wird, auch wenn er sich an dem Boden
12c des Gehäuses 12 und/oder den Hörnern 12d anlagert.
In diesem Fall wird der Heißdrahtheizer 22 in Schritt S24 deaktiviert und
in Schritt S26 die Einstellung der optischen Achse durchgeführt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S16 positiv ist, wird
bestimmt, dass die Umgebungstemperatur gleich oder geringer als die vorgegebene
Temperatur T1 ist. Das Relais 26 wird in Schritt S18 so geschaltet, dass
ein Strom durch den Heißdrahtheizer 22 fließt, um den Heißdrahtheizer
22 zu betreiben. Mit anderen Worten wird, wenn sich gefrorener Schnee an
dem Boden 12c des Gehäuses 12 und/oder den Hörnern 12d
anlagert und folglich die Temperatur an dem Boden 12c und den Hörnern
12d oder die Umgebungstemperatur nahe dem Boden 12c auf die vorgegebene
Temperatur T1 oder weiter fällt, Wärme, die mittels des Heißdrahtheizers
22 erzeugt wird, über das Heizer-Sheet 20 zu dem Boden
12d und den Hörnern 12d geführt, so dass der Boden 12c
und die Hörner 12d mit einem guten Ansprechverhalten geheizt werden. Im
Ergebnis wird gefrorener Schnee, der sich an dem Boden 12c und/oder den
Hörnern 12d angelagert hat, gut und schnell geschmolzen. Der Betrieb der
Ultraschallsensoren 9 und 10 wird wie oben beschrieben gewährleistet.
Der Heißdrahtheizer 22 heizt gleichzeitig einen Bereich rings um den Temperatursensor
24 oder mit anderen Worten einen Bereich rings um das Loch 12f.
Folglich wird, selbst wenn sich gefrorener Schnee innerhalb oder in der Umgebung
des Lochs 12f anlagert, der gefrorene Schnee gut geschmolzen und der Betrieb
des Temperatursensors 24 sichergestellt.
Vorliegend kann, da das Heizer-Sheet 20 aus einer dünnen
Aluminiumplatte mit guter thermischer Leitfähigkeit gefertigt ist, das Heizer-Sheet
20 die mittels des Heißdrahtheizers 22 erzeugte Wärme gut zu der
Basis 12c und den Hörnern 12d führen. Des Weiteren ist, da das
Heizer-Sheet 20 so ausgebildet ist, dass ein kleiner Zwischenraum zwischen
den Hornbereichen 20b und den Hörnern 12d verbleibt, eine Luftschicht
zwischen den Hörnerbereichen 20b und den Hörnern 12d ausgebildet.
Mit Unterstützung dieser Luftschicht kann die mittels des Heißdrahtheizers
22 erzeugte Wärme gleichmäßig und wirkungsvoll zu den kompletten Hörnern
12d geführt werden. Auch wenn sich kein gefrorener Schnee an dem Boden
12c des Gehäuses 12 oder den Hörnern 12d angelagert hat,
beginnt der Heißdrahtheizer 22 zu arbeiten, wenn die Umgebungstemperatur
auf die vorgegebene Temperatur T1 oder tiefer fällt. Folglich wird in einer Situation,
in der die Umgebungstemperatur niedrig ist und sich gefrorener Schnee leicht an
dem Boden 12c des Gehäuses 12 und den Hörnern 12d anlagert,
die Anlagerung gefrorenen Schnees verhindert und der Betrieb der Ultraschallsensoren
9 und 10 zuverlässig aufrechterhalten.
Im Schritt S20 wird bestimmt, ob die mittels der Empfangselemente
9b und 10b der Ultraschallsensoren 9 und 10
empfangenen Wellenformen normal sind oder nicht. Insbesondere erfasst die ECU
7 die Größe einer Differenz zwischen der Empfangszeit eines Ultraschallwellensignals
von dem Ultraschallsensor 9 und der Empfangszeit eines Ultraschallwellensignals
von dem Ultraschallsensor 10. Sie bestimmt, ob die Größe dieser Differenz
zwischen den Empfangszeiten normal ist oder nicht. Wenn sich gefrorener Schnee an
den Boden 12c des Gehäuses 12 oder den Hörnern 12d anlagert,
beeinträchtigt der angelagerte, gefrorene Schnee die Ultraschallwellensignale, so
dass sich die Größe der Empfangszeitdifferenz in einem hohen Maßen ändert. Die ECU
bestimmt, ob ein solch abnormales Phänomen ermittelt ist oder nicht.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S20 negativ ist (wenn
bestimmt wird, dass die empfangene Wellenform abnormal ist), wird vorgeschlagen,
dass gefrorener Schnee nicht geschmolzen ist und sich an dem Boden 12c
des Gehäuses 12 und/oder den Hörnern 12d angelagert hat und den
Betrieb der Ultraschallsensoren 9 und 10 stört. In diesem Fall
wird die Einstellung der optischen Achse in Schritt S22 untersagt. In diesem Fall
bleiben die optischen Achsen beispielsweise so wie sie sind. Es sei angemerkt, dass,
selbst wenn sich Schlamm oder dergleichen an dem Boden 12c des Gehäuses
12 und/oder den Hörnern anlagert, das Ergebnis der Bestimmung in Schritt
S20 negativ ist und folglich die Einstellung der optischen Achse untersagt wird.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S20 positiv ist, wird
bestimmt, dass die empfangene Wellenform normal ist. Die Einstellung der optischen
Achse wird in Schritt S26 durchgeführt. Danach wird der Prozess von Schritt S14
bis Schritt S26 wiederholt durchgeführt, um die Einstellung der optischen Achse
genau vorzunehmen.
Wie oben ausgeführt, vereinfacht bei der Ultraschallsensoreinheit
nach der Erfindung die Verwendung des Heizer-Sheets 20, das einfach angebracht
und entfernt werden kann, die Montage des Temperatursensors 24 und des
Heißdrahtheizers 22 an dem Gehäuse. Mittels dieses Temperatursensors
24 und des Heißdrahtheizers 22 kann gefrorener Schnee, der sich
an dem Gehäuse 12 angelagert hat, zuverlässig geschmolzen werden, um den
Betrieb der Ultraschallsensoren 9 und 10 zuverlässig zu gewährleisten.
Durch Anwendung dieser Ultraschallsensoreinheit 6 bei der Vorrichtung zur
Einstellung der optischen Achse kann die Einstellung der optischen Achse genau durchgeführt
werden.
Nachfolgend wird eine Ultraschallsensoreinheit gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
9 zeigt den Aufbau eines Heizer-Sheets
20' gemäß der zweiten Ausführungsform. Da die Bauteile außer dem Heizer-Sheet
20' die gleichen sind wie bei der ersten Ausführungsform, wird auf die
Beschreibung derselben verzichtet. Wie 9 zu entnehmen
ist, hat das Heizer-Sheet 20' keine Hornbereiche, die mit den Hörnern
12d des Gehäuses 12 korrespondieren. Stattdessen sind Durchgangslöcher
12c', durch die die Hörner 12d greifen, ausgebildet. Auf dem ebenen
Bereich 12a' des Heizer-Sheets 20', welcher mit dem Boden
12c des Gehäuses 12 korrespondiert, ist ein Heißdrahtheizer
22' aufgebracht.
Auch bei diesem Typ eines Heizer-Sheets 20', der keine mit
den Hörnern 12d korrespondierenden Hornbereiche aufweist und folglich die
Hörner 12d nicht direkt beheizt, wird mittels des Heißdrahtheizers
22' erzeugte Wärme zu dem Gehäuse 12 geführt. Folglich wird auch
in diesem Fall nicht nur an der Basis 12c angelagerter, gefrorener Schnee,
sondern auch an den Hörnern 12d angelagerter, gefrorener Schnee relativ
gut geschmolzen. Durch Verwendung des Heizer-Sheets 20', das leicht angebracht
und entfernt werden kann, kann die Befestigung des Temperatursensors 24
und des Heißdrahtheizers 22' an dem Gehäuse 12 verbessert werden.
Der Betrieb der Ultraschallsensoren 9 und 10 kann zuverlässig
gewährleistet werden, wenngleich nicht so gut wie bei der ersten Ausführungsform.
Hierbei ist es wünschenswert, dass der Heißdrahtheizer 22'
nahe dem Temperatursensor 24 verläuft, wie bei der ersten
Ausführungsform. Dadurch kann nicht nur der Betrieb der Ultraschallsensoren
9 und 10, sondern auch der Betrieb der Temperatursensoren
24 gewährleistet werden.
Nachfolgend wird eine Ultraschallsensoreinheit nach einer dritten
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
10 zeigt den Aufbau eines Heizer-Sheets
200 nach der dritten Ausführungsform. Da die Bauteile außer dem Heizer-Sheet
20 die gleichen sind wie bei der ersten Ausführungsform, wird auf die Beschreibung
derselben verzichtet.
Wie 10 zu entnehmen ist, liegt, obwohl
das Heizer-Sheet 200 Hornbereiche 200b hat, die wie bei der ersten
Ausführungsform mit den Hörnern 12d korrespondieren, ein Heißdrahtheizer
220 nur auf dem ebenen Bereich 200a des Heizers 200 aufgebracht,
der mit dem Boden 12c korrespondiert. Auch in diesem Fall, in dem der Heißdrahtheizer
220 nicht auf den Hornbereichen 200b aufgebracht ist, obwohl das
Heizer-Sheet 200 mit den Hörnern 12b korrespondierende Hornbereiche
200b aufweist, wird mittels des Heißdrahtheizers erzeugte Wärme über das
Heizer-Sheet 200 zu den Hornbereichen 200b und den Hörnern
12d geführt. Folglich wird auch in diesem Fall nicht nur an der Basis
12c angelagerter, gefrorener Schnee, sondern auch an den Hörnern
12d angelagerter, gefrorener Schnee relativ gut geschmolzen. Durch Verwendung
des Heizer-Sheets 200, das einfach angebracht und entfernt werden kann,
kann die Befestigung des Temperatursensors 24 und des Heißdrahtheizers
220 an dem Gehäuse 12 vereinfacht werden. Der Betrieb der Ultraschallsensoren
9 und 10 kann gut sichergestellt werden, wenngleich nicht so gut
wie bei der ersten Ausführungsform.
Hierbei ist es wünschenswert, einen kleinen Abstand zwischen den Hornbereichen
200b und den Hörnern 12d zu halten, wie bei der ersten Ausführungsform.
In diesem Fall kann durch Unterstützung einer Luftschicht Wärme, die mittels des
Heißdrahtheizers 220 erzeugt wird, gleichmäßig und wirkungsvoll zu den
kompletten Hörnern 12d geführt werden.
Des Weiteren ist es wünschenswert, dass der Heißdrahtheizer
220 nahe dem Temperatursensor 24 verläuft, wie bei der ersten
und bei der zweiten Ausführungsform. Dadurch kann nicht nur der Betrieb der Ultraschallsensoren
9 und 10, sondern auch der Betrieb des Temperatursensors
24 sichergestellt werden.
Nachfolgend wird eine Ultraschallsensoreinheit nach einer vierten
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
11 zeigt den Aufbau eines Heizer-Sheets
200' nach der vierten Ausführungsform. Da die Bauteile außer dem Heizer-Sheet
200' die gleichen sind wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform, wird
auf die Beschreibung derselben verzichtet.
Wie 11 zu entnehmen ist, hat das Heizer-Sheet
200' Bahnbereiche 200b', die wie bei der ersten Ausführungsform
mit den Hörnern 12d korrespondieren. Ein Heißdrahtheizer 220'
ist im Wesentlichen auf den Hornbereichen 200b' angeordnet.
Auch mit dem Heißdrahtheizer 220', der im Wesentlichen nur
auf den Hornbereichen 200b' angeordnet ist, wird mittels des Heißdrahtheizers
220' erzeugte Wärme über das Heizer-Sheet 200' zu dem ebenen Bereich
200a' und der Basis 12c geführt. Folglich wird auch in diesem
Fall nicht nur an den Hörnern 12d angelagerter, gefrorener Schnee, sondern
auch an der Basis 12c angelagerter, gefrorener Schnee relativ gut geschmolzen.
Durch Verwendung des Heizers 200', der auf einfache Weise angebracht und
gelöst werden kann, kann die Befestigung des Temperatursensors 24 und des
Heißdrahtheizers 220' an dem Gehäuse 12 vereinfacht werden. Der
Betrieb der Ultraschallsensoren 9 und 10 kann gut gewährleistet
werden, wenn auch nicht so gut wie bei der ersten Ausführungsform.
Hierbei ist es wünschenswert, dass ein kleiner Abstand zwischen den
Hornbereichen 200b' und den Hörnern 12d vorliegt, wie bei der
ersten und bei der dritten Ausführungsform. In diesem Fall kann durch Unterstützung
einer Luftschicht Wärme, die mittels des Heißdrahtheizers 220' erzeugt
wird, gleichmäßig und wirkungsvoll zu den kompletten Hörnern 12d geführt
werden.
Des Weiteren ist es wünschenswert, dass der Heißdrahtheizer
220' in einer Weise angebracht ist, dass die Anzahl an Windungen des Heißdrahtheizers
220' in einem Bereich nahe des offenen Endes einen jeden Horns
12d größer und der Abstand zwischen den Windungen kleiner wird und dass
der Abstand zwischen den Windungen in Richtung des Loches 12e, wie bei
der ersten Ausführungsform, größer wird. Dadurch kann Eis, das sich wie Eiszapfen
an den oben genannten Bereich angelagert hat, oder im Begriff ist, sich anzulagern,
geschmolzen und zuverlässig entfernt werden. Die Zuverlässigkeit der Ultraschallsensoren
9 und 10 kann erhöht werden.
Obwohl die Ultraschallsensoreinheit gemäß einiger Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese
Ausführungsformen beschränkt.
Beispielsweise können die Heizer-Sheets 20, 20',
200, 200', die bei den beschriebenen Ausführungsformen
aus einer dünnen Aluminiumplatte mit hoher thermischer Leitfähigkeit gefertigt sind,
aus einem anderen metallischen Werkstoff oder jedem anderen Material mit guter thermischer
Leitfähigkeit gefertigt sein.
Des Weiteren kann der Temperatursensor 24 weggelassen werden,
obwohl die beschriebenen Ausführungsformen einen Temperatursensor 24 aufweisen.
Des Weiteren kann der Heißdrahtheizer Kurven auf dem ebenen Bereich
beschreiben, auch wenn die Heißdrahtheizer 22, 22',
220 auf den ebenen Bereichen 20a, 20a', 200
im Wesentlichen gerade Linien beschreiben.
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| Anspruch[de] |
- Ultraschallsensoreinheit, gekennzeichnet durch
einen Ultraschallsensor,
ein Gehäuse zur Aufnahme des Ultraschallsensors und eine Sheet-Komponente, die an
einer Innenseite eines Bodens des Gehäuses zur Bedeckung des Bodens angeordnet ist
und einen Heizer aufweist, der in dieser eingebettet oder auf dieser befestigt ist.
- Ultraschallsensoreinheit, gekennzeichnet durch
einen Ultraschallsensor,
ein Gehäuse zur Aufnahme des Ultraschallsensors, wobei das Gehäuse ein Horn aufweist,
das von einer Innenseite eines Bodens des Gehäuses vorspringt und eine konische
Öffnung mit einem Durchmesser hat, der in Richtung der Außenseite des Gehäuses zunimmt,
um ein Sendeelement und ein Empfangselement des Ultraschallsensors zu der Außenseite
des Gehäuses freizulegen, und
eine Sheet-Komponente, die an der Innenseite des Bodens des Gehäuses angeordnet
ist, um den Boden zu bedecken und das Horn zu umgeben, und einen Heizer aufweist,
der in einem Bereich, der den Boden bedeckt, eingebettet ist, oder auf diesem Bereich
angebracht ist.
- Ultraschallsensoreinheit, gekennzeichnet durch
einen Ultraschallsensor,
ein Gehäuse zur Aufnahme des Ultraschallsensors, wobei das Gehäuse ein Horn aufweist,
das von einer Innenseite eines Bodens des Gehäuses vorspringt und eine konische
Öffnung mit einem Durchmesser hat, der in Richtung der Außenseite des Gehäuses zunimmt,
um ein Sendeelement und ein Empfangselement des Ultraschallsensors nach außen freizulegen,
und
eine Sheet-Komponente, die an der Innenseite des Bodens des Gehäuses angeordnet
ist, um den Boden zu bedecken und das Horn zu umgeben, und einen Heizer aufweist,
der in einem Bereich, der das Horn umgibt, eingebettet ist oder auf diesem Bereich
angebracht ist.
- Ultraschallsensoreinheit, gekennzeichnet durch
einen Ultraschallsensor,
ein Gehäuse zur Aufnahme des Ultraschallsensors, wobei das Gehäuse ein Horn aufweist,
das von einer Innenseite eines Bodens des Gehäuses vorspringt und eine konische
Öffnung mit einem Durchmesser aufweist, der in Richtung der Außenseite des Gehäuses
schrittweise zunimmt, um ein Sendeelement und ein Empfangselement des Ultraschallsensors
nach außen freizulegen, und
eine Sheet-Komponente, die an der Innenseite des Bodens des Gehäuses angeordnet
ist, um den Boden zu bedecken und das Horn zu umgeben, und einen Heizer aufweist,
der in einem Bereich, der den Boden bedeckt, und in einem Bereich, der das Horn
umgibt, eingebettet ist oder auf diesen Bereichen angebracht ist.
- Ultraschallsensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Bodens
des Gehäuses oder der Umgebungstemperatur nahe des Bodens in die Sheet-Komponente
eingebettet oder auf dieser befestigt ist.
- Ultraschallsensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sheet-Komponente so ausgelegt ist, dass sie auf einfache
Weise an dem Gehäuse angebracht oder von diesem gelöst werden kann.
- Ultraschallsensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sheet-Komponente aus Metall gefertigt ist.
- Ultraschallsensoreinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum zwischen der Sheet-Komponente und dem Horn
vorgesehen ist.
Es folgen 9 Blatt Zeichnungen
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