DE3617039A1 - Vorrichtung zur verhinderung der uebertragung von nebenwellen bei einer ultraschallsender- und -empfaengereinrichtung an fahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zur verhinderung der uebertragung von nebenwellen bei einer ultraschallsender- und -empfaengereinrichtung an fahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallwellenvor
richtung für Fahrzeuge, die in dem Fahrzeug angebracht
wird, um die Fahrzeughöhe in bezug auf die Straßenober
fläche und dergleichen durch eine reflektierte Welle in
dem Ultraschallwellensensor zu erfassen, und sie bezieht
sich insbesondere auf eine Vorrichtung zur Verhinderung
der Übertragung von Nebenwellen durch fehlerhaftes Ein
treten von Wellen in die Ultraschallsender- und -empfänger
einrichtung für das Fahrzeug.
Wie bereits in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
No. 1 16 959/1975 beschrieben worden ist, sind verschiedene
Typen von Ultraschallwellensensoren entwickelt worden,
die zum Abtasten und Erfassen eines Abstandes zu einem
Gegenstand und Feststellen, ob ein Gegenstand vorhanden
oder nicht vorhanden ist, mittels einer reflektierten
Welle von dem Ultraschallwellensensor verwendet werden.
Es sind weiterhin verschiedene Typen von Ultraschallwel
lensensoren entwickelt worden, die in dem Fahrzeug in
stalliert werden, weil hohe Leistungsfähigkeit bei Fahr
zeugen gefordert wird. Insbesondere sind als Sensoren,
die außerhalb des Fahrzeugs angebracht werden, z.B. ein
Fahrzeug-Rückfahrsensor, ein sogenannter akustischer
Rückfahrsensor ("back-soner"), der zum Erfassen eines
Hindernisses, das sich hinter dem Fahrzeug befindet, ver
wendet wird, und ein Ultraschall-Straßenoberflächensensor
entwickelt worden, wobei der letztere bei einer sogenann
ten Ultraschall-Aufhängung eingebaut wird, die zum Messen
der Veränderung der Fahrzeughöhe entsprechend dem Straßen
oberflächenzustand, insbesondere bei schlechten Straßen
oberflächen, während des Fahrens des Fahrzeugs entwickelt
worden ist, und der die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers
auf die am besten geeignete Form regelt, um dadurch ein
bequemes Gefühl beim Fahren hervorzurufen und die Stabi
lität beim Fahren des Fahrzeugs zu verbessern.
Fig. 5 zeigt eine seitliche Aufrißansicht eines derarti
gen bereits vorgeschlagenen Ultraschallwellensensors.
In Fig. 5 bezeichnet 1 einen Sender, der eine Ultraschall
welle abgibt, und 2 bezeichnet einen Empfänger, der die
Ultraschallwelle von dem Sender 1 empfängt. 3 bezeichnet
einen Isolator, der aus aufgeschäumtem Gummi oder der
gleichen hergestellt ist und den Sender 1 und den Empfän
ger 2 schützen soll. 4 bezeichnet eine Grundplatte, die
mit Schaltungselementen 5 bestückt ist und durch ein Füll
stoffmaterial 6 geschützt wird. Mit 7 ist ein Gehäuse be
zeichnet. In diesem Gehäuse 7 ist ein konus- oder kegel
förmiger Hornteil 8 an der vorderen Oberfläche des Senders
1 und des Empfängers 2 ausgebildet, und eine Heizeinrich
tung 9 wird durch einen Träger 10 an der Oberfläche fest
gehalten, an der sich das Hornteil 8 öffnet.
Bei dieser bekannten Vorrichtung erreicht die Ultraschall
welle, die von dem Sender 1 abgegeben wird, den Empfänger
2 als eine direkte Welle durch die Luft über Beugung oder
als Nebenwelle (Nebenkeule) usw. Als ein anderer Weg für
die Welle wurde eine Übertragung durch einen Zwischenraum
gefunden, der bei einer Anordnung aus Gehäuse 7, der
Heizeinrichtung 9 und dem Träger 10 gebildet wird.
Das Phänomen, daß die Ultraschallwelle direkt von dem Sen
der 1 zu dem Empfänger 2 übertragen wird, ist ein soge
nanntes Einlauf- oder Eintrittsphänomen, und es ist not
wendig gewesen, für eine Gegenmaßnahme zu sorgen, um elek
trisch zu verhindern, daß die Schaltung ein empfangenes
Signal, das durch ein "Einlaufen" hervorgerufen wird,
über eine Zeitperiode von einer Zeit t 0 (msec) der Abgabe
der Ultraschallwelle bis zu einer vorgegebenen Zeit T 1
(msec), wie es in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, erfaßt,
um einen fehlerhaften Betrieb zu verhindern, der durch das
"Einlaufen" der Welle hervorgerufen wird. Das Charakteri
stikum (i), das in Fig. 6 gezeigt ist, bezeichnet eine
charakteristische Eigenschaft des empfangenen Signals,
das durch das Einlaufen der Welle hervorgerufen wird, und
das Charakteristikum (j) zeigt auch eine charakteristische
Eigenschaft des empfangenen Signals von der reflektierten
Welle, die von dem durch den Ultraschallwellensensor zu
erfassenden Objekt empfangen worden ist, z.B. von einer
Straßenoberfläche oder dergleichen. Fig. 7 zeigt eine
charakteristische Form eines Takt- oder Zeitgeberimpulses
zur Verwendung für die Anregung des Senders 1. Wenn des
halb die Zeitdauer des Charakteristikums (i) der Einlauf
wirkung ausgedehnt wird, ist es notwendig, eine verlän
gerte Sperrzeit T 1 (msec) einzustellen. Mit anderen
Worten gesagt, kann deshalb ein Gegenstand, der sich in
einem kurzen Abstand befindet, so daß die Ankunftszeit
der reflektierten Welle bei dem Empfänger 2 kurz ist,
nicht erfaßt werden, was dazu führt, daß dies ein fataler
Nachteil für den Ultraschallwellensensor für Straßenober
flächen wird, weil kurze Abstände zur Straßenoberfläche
nicht erfaßt werden.
Somit ergab sich als Endproblem bei einem Ultraschallwel
lensensor, wie beispielsweise einem Ultraschallwellen
sensor für Straßenoberflächen, der zum Erfassen von Gegen
ständen in kurzen Abständen verwendet wird, daß entweder
die Dauer der Zeit des Einlauf-Phänomens verkürzt werden
mußte oder die Frequenz des Einlauf-Phänomens verringert
werden mußte oder aber die Intensität der einlaufenden feh
lerhaften Welle ("Nebenwelle") verringert werden mußte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vor
richtung zur Verhinderung des Einlaufens der Nebenwelle
in einem Ultraschallwellenempfänger für ein Fahrzeug zu
schaffen, durch die das Einlauf-Phänomen, durch das die
Ultraschallwelle von dem Sender direkt zu dem Empfänger
gelangt, verringert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst,
daß ein zylindrisches Einlauf-Verhinderungsglied, das aus
aufgeschäumtem Material hergestellt ist, an der Öffnung
entweder des Senders oder des Empfängers (oder an beiden)
einer Ultraschallsender- und -empfängereinrichtung zum
Übertragen des Ultraschallwellensignals und Empfangen der
reflektierten Welle angeordnet wird.
In der Einlauf-Verhinderungsvorrichtung für eine Ultra
schallwellensender- und -empfängereinrichtung für ein
Fahrzeug, auf die sich die Erfindung bezieht, kann das
vorstehend beschriebene Einlauf-Verhinderungsglied, das
aus aufgeschäumtem Material hergestellt ist, die Ultra
schallwelle, die von dem Sender zu dem Empfänger läuft,
oder die Nebenwelle oder Nebenkeule oder die Seiten
spitzen verringern, was dazu führt, daß die Zeitdauer
des Phänomens der Einlaufwirkung abgekürzt und das Phäno
men der Einlaufwirkung selbst verringert wird.
Es wird deshalb möglich, eine kurze Sperrzeit T 2 (msec)
einzustellen und Gegenstände, die sich in einem kurzen
Abstand befinden, wie einem Abstand zwischen der Fahrzeug
karosserie und der Straßenoberfläche, zu erfassen. Da das
aus aufgeschäumtem Material hergestellte Einlauf-Verhinde
rungsglied aus einem Teil aus aufgeschäumtem Material
mit einzelnen, diskreten Blasen gebildet wird, kann es
nicht Wasser absorbieren im Vergleich zu einem Stoff mit
kontinuierlichen oder untereinander verbundenen Blasen,
und deshalb kann auch kein Vereisen bei niedrigen Tempe
raturen auftreten.
Die verschiedenartigen Vorteile der vorliegenden Erfin
dung, die sich bei anderen spezifischen Strukturen erge
ben, sind deutlicher aus der nun folgenden detaillierten
Beschreibung der Erfindung ersichtlich. Bei dieser Be
schreibung wird auch auf die beigefügten Zeichnungen Bezug
genommen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine seitliche Aufrißansicht einer Anordnung, bei
der ein zylindrisches Einlauf-Verhinderungsglied,
das aus aufgeschäumtem Material hergestellt ist
und in Fig. 1 gezeigt ist, einer Ultraschall
wellensender- und -empfängereinrichtung angepaßt
ist,
Fig. 3 ein Diagramm der elektrischen Eigenschaften des
Signals, das in einem Empfänger empfangen wird,
der in Übereinstimmung mit der bevorzugten Aus
führungsform der Erfindung aufgebaut ist,
Fig. 4 eine seitliche Aufrißansicht eines Konstruktions
details, die einen Zustand zeigt, bei dem eine
Abdeckung an der in Fig. 2 gezeigten Ultraschall
wellensender- und -empfängereinrichtung ange
bracht ist,
Fig. 5 eine seitliche Aufrißansicht von einer bisher be
kannten Einrichtung,
Fig. 6 ein Diagramm der elektrischen Eigenschaften des
empfangenen Signals bei der bekannten Einrichtung
und
Fig. 7 ein Diagramm der elektrischen Eigenschaften eines
Takt- oder Zeitgeberimpulses zum Erregen des
Senders bei der bekannten Einrichtung.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Einlauf-
Verhinderungsglied zeigt, das aus aufgeschäumtem Material
hergestellt ist und eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung bildet.
In Fig. 1 ist das Einlauf-Verhinderungsglied 11 aus auf
geschäumtem Material auf solch eine Weise hergestellt, daß
eine Platte oder Matte M aus aufgeschäumtem Gummi oder
aufgeschäumtem Polyurethan mit einzelnen, voneinander ge
trennten (diskreten) Blasen durch eine Formpresse ge
stanzt und mit einer Zylinderform ausgeformt wird. Das Ein
lauf-Verhinderungsglied 11 aus aufgeschäumtem Material
kann einen Schnittabschnitt A bei dem Stanzen erhalten
und dieser Schnittabschnitt A besitzt offenliegende dis
krete Blasen 111.
Fig. 2 ist eine seitliche Aufrißansicht, die eine Anord
nung zeigt, bei der das vorstehend beschriebene, aus auf
geschäumtem Material hergestellte zylindrische Einlauf-
Verhinderungsglied 11 an die Ultraschallsender- und -empfän
gereinrichtung angepaßt ist. In dieser Fig. 2 bezeichnen
die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 6, die den Stand
der Technik zeigt und bereits eingangs beschrieben wurde,
die gleichen Teile und den gleichen Aufbau und ihre nähere
Erläuterung wird nicht wiederholt.
Das Einlauf-Verhinderungsglied aus aufgeschäumtem Material
11 haftet an den Öffnungen des Senders 1 und des Empfän
gers 2 an oder in einem Träger 10 mit Hilfe eines Kleb
mittels oder Klebmaterials 12, wie z.B. beidseitig kleben
dem Klebband oder Klebstoff.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wird eine Neben
welle oder ein Seitenzipfel, der entsteht, wenn keine unre
gelmäßige Oberfläche vorhanden ist, unter der unregelmäßi
gen Oberfläche 13 absorbiert, weil die offenliegenden,
diskreten Blasen 111 dies bewirken. Dadurch wird die Rich
tungscharakteristik verbessert und das Einlaufen von Wel
len verringert.
Bei der vorliegenden Erfindung kann, wie vorstehend ausge
führt wurde, das Einlaufen der Welle durch das aus aufge
schäumtem Material hergestellte, zylindrische Einlauf-
Verhinderungsglied so verringert werden, daß, wie es in
Fig. 3 gezeigt ist, die Zeitdauer der Charakteristik des
empfangenen Signals (i′), das durch das Einlaufen der
Welle hervorgerufen wird, verringert wird und auch das
Niveau des Signals verringert wird.
Es wird deshalb möglich, eine kurze Sperrzeit T 2 (msec)
einzustellen und einen Gegenstand zu erfassen, der sich
in einer kurzen Entfernung befindet, wie z.B. den Abstand
zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Straßenoberfläche
zu erfassen. Da das Einlauf-Verhinderungsglied 11 aus
aufgeschäumtem Material mit einzelnen, voneinander ge
trennten (diskreten) Blasen aufgebaut ist, kann kein
Wasser absorbiert werden, wie das bei Material mit unter
einander verbundenen Blasen der Fall ist, und dies führt
dazu, daß bei tiefer Temperatur kein Vereisen auftreten
kann.
Wenn der Ultraschallwellensensor unter dem Boden des Fahr
zeugs angebracht werden soll, kann beispielsweise eine
Abdeckung 14 angebracht werden, um den Sensor zu schützen,
wie es in Fig. 4 gezeigt ist, und eine Toleranz in der
Größe des Zwischenraums (g) zwischen der Abdeckung 14 und
dem Einlauf-Verhinderungsglied 11 kann einen freien Raum
zwischen ihnen entstehen lassen und kann weiterhin bewir
ken, daß die Ultraschallwelle durch den freien Zwischen
raum in die Einheit eintritt. Bei der vorliegenden Erfin
dung jedoch tritt solch ein freier Raum kaum auf, weil
bei dieser Anordnung das Einlauf-Verhinderungsglied 11
durch ein federndes Glied aus aufgeschäumtem Material auf
gebaut ist.
Wie bereits gesagt, die vorliegende Erfindung verhindert
ein Einlaufen der Welle durch Anbringen des zylindrischen
Einlauf-Verhinderungsgliedes aus aufgeschäumtem Material
an der Öffnung entweder des Senders oder des Empfängers
oder von beiden, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die
beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt ist.
Wenn deshalb das Einlauf-Verhinderungsglied aus aufge
schäumtem Material nur an der Öffnung entweder des Sen
ders oder des Empfängers angebracht ist, wird dies aus
reichend sein. Was die Materialqualität anbelangt, so
wird es ausreichend sein, wenn nur aufgeschäumtes Material
mit nicht untereinander verbundenen Poren angewendet
wird, wie z.B. aufgeschäumtes Styrol oder aufgeschäumter
Silikongummi oder dergleichen, und in bezug auf die Form
ist zu bemerken, daß die zylindrische Querschnittsform
kreiszylindrisch sein kann und daß auch andere Formen,
z.B. Rechteckformen verwendet werden können.
Es wird nochmals angemerkt, daß die bevorzugte Ausführungs
form der Erfindung, die im einzelnen beschrieben worden
ist, nur zum Verständnis der Erfindung dienen soll, diese
jedoch nicht einschränkt. Verschiedene Abwandlungen von
dieser beschriebenen Ausführungsform sind möglich innerhalb
des Rahmens der Erfindung.
Vorrichtung zur Verhinderung des direkten "Einlaufens"
der Ultraschallwelle von der Öffnung des Senders in die
Öffnung des Empfängers in einer Ultraschallwelleneinrich
tung für ein Fahrzeug, mit der ein Gegenstand, der sich
nahe der Fahrzeugkarosserie befindet, durch die Ultra
schallwelle ertastet werden soll. Ein prismatisches oder
zylindrisches "Einlauf"-Verhinderungsglied, das aus auf
geschäumtem Material mit nicht untereinander verbundenen
Poren hergestellt ist, ist an der Öffnung des Senders
und/oder des Empfängers angebracht.
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Verhinderung der Übertragung von
Nebenwellen bei einer Ultraschallsender- und
-empfängereinrichtung für ein Fahrzeug zum Erfassen
der Fahrzeughöhe in bezug auf die Straßenoberfläche
oder dergleichen durch Ansprechen auf eine reflek
tierte Welle von einem Ultraschallwellensensor,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zylindrisches Einlauf-Verhinderungsglied
(11) oder ein prismatisches oder polygonales
Einlauf-Verhinderungsglied mit einem zylindrischen
Loch in seiner Mitte, das aus aufgeschäumtem Mate
rial mit nicht untereinander verbundenen Poren oder Blasen
hergestellt ist, an der Öffnung des Senders (1)
und/oder der Öffnung des Empfängers (2) der Ultra
schallwellensender- und -empfängereinrichtung,
die ein Ultraschallwellensignal abgibt und die re
flektierte Welle empfängt, angebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aus aufgeschäumtem Material hergestellte
Einlauf-Verhinderungsglied (11) eine Form besitzt,
bei der Schnittflächen der diskreten Blasen (111)
an der Oberfläche offenliegen.
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