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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
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.

Beschreibung[de]
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.


Anspruch[de]
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. Ultraschallsensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sheet-Komponente aus Metall gefertigt ist.
  8. 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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