DE3617039A1

DE3617039A1 - Vorrichtung zur verhinderung der uebertragung von nebenwellen bei einer ultraschallsender- und -empfaengereinrichtung an fahrzeugen

Info

Publication number: DE3617039A1
Application number: DE19863617039
Authority: DE
Inventors: Seiei Takeoka; Masami Ebihara
Original assignee: Niles Parts Co Ltd
Current assignee: Niles Parts Co Ltd
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1987-08-27
Anticipated expiration: 2006-05-22
Also published as: DE3617039C2; JPH0453586Y2; US5043954A; JPS62135977U

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.

Zusammenfassung

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

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.