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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abfühlen der
Annäherung
eines Fahrzeugs an ein Objekt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
gibt mehrere Systeme, die einen Fahrzeugfahrer vor einem bevorstehenden
Zusammenstoß warnen.
Eines dieser Systeme umfasst das Vorsehen von Annäherungs-
bzw. Näherungssensoren an
einem ersten Fahrzeug, um ein zweites Fahrzeug oder einen anderes
Objekt wahrzunehmen. Diese Sensoren sind typischerweise Infrarot-,
Radar- oder Ultraschallsensoren. Die Systeme, die diese Sensoren
verwenden, sind im Allgemeinen teuer.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abfühlen der
Annäherung
eines ersten Fahrzeugs an ein Objekt, zum Beispiel ein zweites Fahrzeug.
Die Vorrichtung umfasst eine Anordnung von Sensoren, die an dem
ersten Fahrzeug angebracht sind. Die Sensoren umfassen Hall-Effekt-Sensoren. Die Anordnung
der Sensoren sieht ein Ausgangssignal vor, wenn die Sensoren in
der Nähe
des zweiten Fahrzeugs gelegen sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorangegangenen und andere Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann
des Gebietes unter Berücksichtigung
der folgenden Beschreibung der Erfindung und der begleitenden Zeichnungen
offensichtlicher werden, in den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung von Näherungssensoranordnungen
an strategischen Positionen an einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
auseinander gezogene perspektivische Ansicht, die eine Sensoranordnung
der 1 darstellt;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Sensoranordnung der 2 in
einem zusammengebauten Zustand;
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4 eine
Teilschnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 4-4 in 3;
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5 eine
Teilschnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 5-5 in 3;
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6 eine
schematische Perspektivenansicht einer Sensoranordnung der Sensoranordnung der 2–5;
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7A–7C schematische
Ansichten, die die Sensoranordnung der 6 in unterschiedlichen
Zuständen
darstellen;
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8 eine
Querschnittsansicht einer alternativen Näherungssensoranordnung;
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9 eine
schematische Darstellung von Fahrzeugen auf einem typischen Parkplatz,
auf dem bei einem der Fahrzeuge zwei seiner Näherungssensoranordnungen ein
anderes Fahrzeug detektieren;
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10 eine
schematische Darstellung von Fahrzeugen auf einem typischen Parkplatz,
auf dem bei einem der Fahrzeuge zwei seiner Näherungssensoranordnungen benachbarte
Fahrzeuge detektieren;
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11 eine
schematische Darstellung von Fahrzeugen, die in entgegengesetzten
und benachbarten Fahrspuren fahren, auf denen bei zwei Fahrzeuge
jeweils ihre Näherungssensoranordnung
ein Fahrzeug in der benachbarten Fahrspur detektiert.
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Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
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1 stellt
eine Näherungssensoranordnungen 80a–80h dar,
die in strategischen Positionen an einem Fahrzeug 79 angeordnet
sind, um Fahrzeuge oder andere Objekte zu detektieren. Genau gesagt, ist
die Näherungssensoranordnung 80a innerhalb
einer vorderen Nichteisen-Stoßstange 81 angebracht und
auf der linken oder Fahrerseite des Fahrzeugs 79 gelegen.
Die Näherungssensoranordnung 80b ist innerhalb.
der vorderen Stoßstange 81 angebracht und
auf der rechten oder Beifahrerseite des Fahrzeugs 79 gelegen.
Ein Näherungssensor 80g ist
innerhalb einer hinteren Nichteisen-Stoßstange 87 angebracht
und auf der linken Seite des Fahrzeugs 79 gelegen. Ein
Näherungssensor 80h ist
innerhalb der hinteren Nichteisen-Stoßstange 87 angebracht
und auf der rechten Seite des Fahrzeugs 79 gelegen.
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Die
Näherungssensoranordnungen 80c, 80d, 80e und 80f sind
in Schlitzen 85 angeordnet, die in einem Körper 89 des
Fahrzeugs 79 gebildet sind. Genau gesagt ist die Näherungssensoranordnung 80c auf
der linken Seite des Fahrzeugs 79 zwischen einem linken
Vorderreifen 83a und der vorderen Stoßstange 81 gelegen.
Die Näherungssensoranordnung 80d ist
auf der rechten Seite des Fahrzeugs 79 zwischen einem rechten
Vorderreifen 83b und der vorderen Stoßstange 81 gelegen.
Die Näherungssensoranordnung 80e ist
auf der linken Seite des Fahrzeugs 79 zwischen einem linken
Hinterreifen 83c und der hinteren Stoßstange 87 gelegen
und die Näherungssensoranordnung 80f ist
auf der rechten Seite de Fahrzeugs 79 zwischen einem rechten
Hinterreifen 83d und der hinteren Stoßstange 87 gelegen.
Es wird erkannt werden, dass die Näherungssensoranordnungen 80 an
anderen Stellen des Fahrzeugs 79 angebracht werden können.
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Mit
Bezug auf 2–5 werden
die Sensoranordnungen 80 verwendet, um ein potentielles kollidierendes
Objekt 82 wahrzunehmen. Das Objekt 82 besteht
im Allgemeinen aus einem Eisenmaterial und kann die Form eines anderen
Fahrzeugs, wie in den Figuren gezeigt ist, annehmen. Das Objekt 82 kann auch
die Form von anderen, potentiell kollidierenden Objekten, zum Beispiel
eine Leitplanke oder einem Stahlpfosten annehmen.
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Jede
der Sensoranordnungen 80 umfasst einen Sensor 90 und
eine Halterung 92. Der Sensor 90 umfasst ein Gehäuse 94,
das die Sensorkomponenten trägt
(nicht gezeigt in 2–5). die
unten in genauerem Detail beschrieben werden. Das Gehäuse 94 kann
aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein, zum Beispiel
gegossenem bzw. formgepresstem Kunststoff. Der Sensor 90 umfasst
ebenfalls einen Verbindungsteil 96 zum Vorsehen einer elektrischen
Verbindung zwischen dem Sensor 90 und der Fahrzeugelektronik,
die im Folgenden beschrieben wird.
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Das
Gehäuse 94 und
die Halterung 92 sind konfiguriert, um miteinander zu kooperieren,
um eine lösbare
Verbindung zwischen dem Sensor 90 und der Halterung vorzusehen.
Das Gehäuse 94 umfasst
erste und zweite Verriegelungsglieder 100 bzw. 102,
die von einer ersten Oberfläche 104 des
Gehäuses
weg vorspringen. Das erste Verriegelungsglied 100 ist an einem
Auslegerfederarm 106 fixiert, der von der ersten Oberfläche 104 an
einem Vorderende 110 des Sensors 90 vorspringt.
Der Auslegerfederarm 106 umfasst einen Vorsprung 108,
der benachbart zu dem ersten Verriegelungsglied 100 positioniert
ist. Das zweite Verriegelungsglied 102 ist an einem doppelt
eingespannten Federarm 112 fixiert, der gegenüberliegende
Enden besitzt, die von der ersten Oberfläche 104 an einem Hinterende 114 und
Mittelabschnitt 116 des Gehäuses 94 vorspringen.
Der doppelt eingespannte Federarm 112 umfasst einen zentral
gelegenen Vorsprung 118.
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Das
Gehäuse 94 umfasst
ebenfalls einen Befestigeraufnahmeteil 120, der von dem
Vorderende 110 des Gehäuses
vorspringt. Mit Bezug auf 5 umfasst
das Gehäuse 94 ebenfalls
einen Rampenteil 122, der von einer zweiten Oberfläche 124 des
Gehäuses,
gegenüber
der ersten Oberfläche 104,
vorspringt. Der Rampenteil 122 besitzt eine abgewinkelte
Oberfläche 126,
die sich in einem spitzen Winkel relativ zu der zweiten Oberfläche 124 erstreckt.
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Mit
Bezug auf 2–5 umfasst
die Halterung 92 einen Basisteil 130, der eine
Befestigeröffnung 132 zum
Aufnehmen eines Befestigers umfasst, zum Beispiel eines Bolzens
(nicht gezeigt) zum Verbinden der Halterung, und somit der Sensoranordnung 80,
an einer Befestigungsstelle, wie zum Beispiel in dem Körper eines
Fahrzeugs (siehe 1). Die Halterung 92 umfasst
ebenfalls einen Befestigerflansch 134 und einen Tragflansch 136,
der sich senkrecht von dem Basisteil 130 erstreckt. Die Halterung 92 umfasst
ferner einen Rampenteil 150, der sich in einem spitzen
Winkel von dem Basisteil 130 erstreckt.
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Der
Tragflansch 136 umfasst erste und zweite Verriegelungsaufnahmeteile 140 bzw. 142.
Der erste Verriegelungsaufnahmeteil 140 weist eine Öffnung auf,
die sich durch den Tragflansch 90 erstreckt. Der zweite
Verriegelungsaufnahmeteil 142 weist eine Ausnehmung auf,
die sich von einer Hinterkante des Tragflansches in den Tragflansch 136 hinein
erstreckt. Der Tragflansch 136 kann ebenfalls eine Ausnehmung 144 umfassen,
die sich von einer Oberkante des Tragflansches in den Tragflansch
hinein erstreckt.
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Um
den Sensor 90 und die Halterung zusammenzubauen, um die
Sensoranordnung 80 zu bilden, werden der Sensor und die
Halterung, wie in 2 gezeigt, angeordnet und der
Sensor wird entlang einer Achse 152 in die Halterung bewegt.
Wie am besten in 5 gezeigt ist, greift der Rampenteil 122 des Gehäuses 94,
während
der Sensor 90 in die Halterung 92 eingeführt wird,
in den Rampenteil 150 der Halterung ein und gleitet auf
diesem entlang. Wie in 5 gezeigt, bewirken die spitzen
Winkel, entlang denen die Rampenteile 122 und 150 gebildet
werden, dass die Oberfläche 126 des
Rampenteils 122 einen zusammenpassenden bzw. gekoppelten
Eingriff mit dem Rampenteil 150 bildet.
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Mit
Bezug auf 2–5 werden,
während
der Sensor 90 in die Halterung 92 bewegt wird, der
Auslegerfederarm 106 und der doppelt eingespannte Federarm 112 abgelenkt,
um zuzulassen, dass das erste Riegelglied 100 und der Vorsprung 118 über den
Tragflansch 136 gleiten. Die ersten und zweiten Ver riegelungsaufnahmeteile 140 und 142 können zueinander
versetzt sein, so dass das erste Riegelglied 100 nicht
mit dem zweiten Verriegelungsaufnahmeteil in Eingriff steht, wenn
der Sensor 90 anfangs in die Halterung 92 bewegt
wird. Wenn sich der Sensor 90 über einen vorbestimmten Punkt
hinaus bewegt, spannt der Auslegerfederarm 106 das erste
Verriegelungsglied 100 in den erste Verriegelungsaufnahmeteil 140 vor.
An diesem Punkt greift das zweite Verriegelungsglied 102 in
den zweiten Verriegelungsaufnahmeteil 142 ein. Die ersten
und zweiten Verriegelungsglieder 100 und 102 arbeiten somit
mit den ersten und zweiten Verriegelungsaufnahmeteilen 140 und 142 zusammen,
um zu helfen, die Bewegung des Sensors 90 relativ zu der
Halterung 92 in Richtungen entlang der Achse 152 zu
blockieren.
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Während die
ersten und zweiten Verriegelungsglieder 100 und 102 mit
den ersten und zweiten Verriegelungsaufnahmeteilen in Eingriff stehen,
stehen die Vorsprünge 108 und 118 in
Eingriff mit dem Tragflansch 136 und der Ausleger- und
die doppelt eingespannten Federarme 106 und 112,
spannen den Sensor 90 von dem Tragflansch weg vor. Dies drängt die
Oberfläche 126 des
Sensorrampenteils 122 in den Eingriff mit dem Rampenteil 150 der
Halterung 92. Die Ausleger- und doppelt eingespannten Federarme 106 und 112 und
die Rampenteile 122 und 150 arbeiten somit zusammen,
um zu helfen, die Bewegung des Sensors 90 relativ zu der
Halterung 92 in Richtungen quer zu der Achse 152 zu
blockieren. Zur zusätzliche
Sicherheit kann ein Befestiger 154 durch die Öffnung in
dem Befestigungsflansch 134 und in den Befestigungsteil 120 des
Sensors 90 hinein eingeführt werden, um dadurch den
Sensor mit der Halterung 92 zu verbinden.
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Um
den Sensor 90 aus der Halterung 92 zu entfernen,
entfernt man einfach den Befestiger 154, wenn vorhanden,
und bewegt das erste Verriegelungsglied 100 aus dem ersten
Verriegelungsaufnahmeteil 140 durch Niederdrücken des
ersten Verriegelungsglieds gegen die Vorspannung des Auslegefederarms 106.
Auf den doppelt eingespannten Federarm 112 kann durch die
Ausnehmung 144 zugegriffen werden und dieser kann ebenfalls
gegen seine Federvorspannung zusammengedrückt werden, um den Vorsprung 118 von
dem Tragflansch 136 freizugeben. Der Sensor 90 kann dem
Tragflansch 136 freizugeben. Der Sensor 90 kann
dann entlang der Achse 152 gleiten, um den Sensor aus der
Halterung 92 zu entfernen.
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Mit
Bezug auf 6 umfasst der Sensor 90 Komponenten 180,
die in dem Gehäuse
verpackt sind (nicht gezeigt in 6). Die
Komponenten 180 können
durch irgendwelche geeigneten Mittel in dem Gehäuse getragen werden, wie zum
Beispiel eine Presspassung, einen Klebstoff, durch Verpacken der Komponenten
unter Verwendung eines Einbett- bzw. Gieß-Materials (z.B. ein Epoxyharz),
oder durch eine Kombination davon. Die Komponenten 180 werden, wenn
sie in dem Gehäuse
getragen werden, in einer im Allgemeinen relativen Konfiguration,
gezeigt in 6, angeordnet. Da 6 eine
schematische Darstellung ist, können
unbedeutende Details der Komponenten 180 aus Gründen der
Klarheit aus 6 ausgelassen werden. Dies darf
jedoch keine Auswirkungen auf die Funktionalität des Sensors 90 haben.
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Die
Komponenten 180 umfassen einen Dauermagneten 182,
eine Hall-Effekt-Einrichtung 184,
einen ferromagnetischen ersten oder oberen Fluss-Kollektor 186,
einen ferromagnetischen zweiten oder unteren Fluss-Kollektor 190 und
einen ferromagnetischen dritten oder Rückfluss-Kollektor 192. Die
Hall-Effekt-Einrichtung 184 ist
zwischen die oberen und unteren Fluss-Kollektorn 186 und 190 zwischengeschichtet.
Der Magnet 182 besitzt entgegengesetzte Pole 200 und 202 an
gegenüberliegenden Enden
des Magneten. Der obere Fluss-Kollektor 186, der
untere Fluss-Kollektor 190 und die Hall-Effekt-Einrichtung 184 sind
benachbart zu dem Pol 200 des Magneten 182 positioniert.
Der Rückfluss-Kollektor 192 ist
benachbart zu dem Pol 202 des Magneten 182 positioniert.
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Der
obere Fluss-Kollektor 186 besitzt eine im Allgemeinen U-förmige Konfiguration
mit einem Basisteil 210 und einem Teil, der gegabelt ist,
um beabstandete, parallele Schenkelteile 212 vorzusehen, die
sich von dem Basisteil erstrecken. Die Schenkelteile 212 enden
mit einem vergrößerten Teil 214, der
nahe beabstandet zu einer ersten Endoberfläche 194 und dem Pol 200 des
Magneten 182. Der obere Fluss-Kollektor 186 umfasst
ebenfalls einen Tragteil 216, der von dem Basisteil 210 vorspringt,
und zwar an einer Position nahe der Schnittstelle der Schenkelteile 212 und
der Basisteile. Der Tragteil 216 ist nahe bei oder in anstoßendem Eingriff
mit der Hall-Effekt-Einrichtung 184 positioniert.
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Der
untere Fluss-Kollektor 190 besitzt eine im Allgemeinen
Y-förmige
Konfiguration mit einem Basisteil 220 und einem Teil, der
gegabelt ist, um beabstandete parallele erste Schenkelteile 222 vorzusehen,
die sich von dem Basisteil weg von dem Magneten 182 erstrecken.
Ein zweiter Schenkelteil 224 erstreckt sich von dem Basisteil 220 in
einer Richtung gegenüber
den ersten Schenkelteilen 222 und endet nahe beabstandet
zu der ersten Endoberfläche 194 und
dem Pol 200 des Magneten 182. Der untere Fluss-Kollektor 190 umfasst
ebenfalls einen Tragteil 226, der von dem Basisteil 220 an
einer Position nahe der Schnittstelle der ersten und zweiten Schenkelteile 222 und 224 vorspringt.
Der Tragteil 226 ist nahe bei oder in anstoßendem Eingriff
mit der Hall-Effekt-Einrichtung 184 positioniert.
Die Hall-Effekt-Einrichtung 184 ist somit zwischen die
Tragteile 216 und 226 der oberen und unteren Fluss-Kollektoren 186 und 190 zwischengeschichtet.
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Der
Rückfluss-Kollektor 192 besitzt
eine im Allgemeinen L-förmige
Konfiguration mit einem ersten Schenkelteil 230, der nahe
beabstandet zu einer zweiten Endoberfläche 196 positioniert
ist, gegenüber
der ersten Endoberfläche 194,
und dem Pol 202 des Magneten 182. Der erste Schenkelteil 230 erstreckt
sich im Allgemeinen parallel zu einer zweiten Endoberfläche 196 des
Magneten 782. Ein zweiter Schenkelteil 232 erstreckt
sich senkrecht von dem ersten Schenkelteil 230 in einer
Richtung weg von dem Magneten 182.
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Die
Hall-Effekt-Einrichtung 184 ist eine integrierte Schaltung,
die eine Ausgangsgröße besitzt, die
sich ansprechend auf die Veränderungen
in der Flussdichte eines Magnetfeldes, das auf einen Hall-Effekt-Transducer
wirkt, verändert.
In dem in 1–6 dargestellten
Ausführungsbeispiel,
ist die Hall-Effekt-Einrichtung 184 eine
bipolare Hall-Effekt-Einrichtung. Solche bipolaren Hall-Effekt-Einrichtungen
sind zwischen zwei diskreten Zuständen betätigbar, die auf der Flussdichte
eines Magnetfeldes basieren, das auf die Hall-Effekt-Einrichtung wirkt.
Zum Beispiel kann eine bipolare Hall-Effekt-Einrichtung einen „AUS"-Zustand besitzen
und eine entsprechende Ausgangsgröße, wenn ein Magnetfeld einer
Flussdichte unterhalb eines vorbestimmten Niveaus auf die Einrichtung
wirkt. Diese bipolare Hall-Effekt-Einrichtung kann auch zu einem „AN"-Zustand mit einer
entsprechenden Ausgangsgröße betätigt werden,
wenn ein Magnetfeld mit einer Flussdichte bei oder über einem
vorbestimmten Niveau auf die Einrichtung einwirkt. Alternativ oder
umgekehrt kann eine bipolare Hall-Effekt-Einrichtung einen „AN"-Zustand besitzen,
wenn ein Magnetfeld einer Flussdichte unterhalb eines vorbestimmten
Niveaus auf die Einrichtung wirkt. Diese bipolare Hall-Effekt-Einrichtung
kann ebenfalls zu einem „AUS"-Zustand betätigt werden, wenn ein Magnetfeld von
einer Flussdichte bei oder über
dem vorbestimmten Niveau auf die Einrichtung wirkt.
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Mit
Bezug auf 7A–7C wird
der Sensor 90, wenn die Sensoranordnung 80 in
dem Fahrzeug installiert wird, in der oben beschriebenen Position
relativ zu dem Körper
(nicht gezeigt in 7A–7C) platziert.
In dieser Position wird der Magnetfluss zwischen den Polen 200 und 202 des Magneten 182 durch
einen Flusspfad geleitet, der durch eine Vielzahl von Faktoren diktiert
wird. Der obere Fluss-Kollektor 186, der untere Fluss-Kollektor 190 und
Rückfluss-Kollektor 192 zusammen
mit der Halterung 92 und den umgebenden ferromagnetischen
Komponenten des Fahrzeugs können
alle zusammen helfen diesen Flusspfad zu definieren.
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Wie
in 7A gezeigt, bilden die Fluss-Kollektor 186, 190 und 192 parallele
Flusspfade durch die der Magnetfluss zwischen den Polen 200 und 202 des
Magneten 182 fließen
kann. Dies wird zumindest teilweise resultierend aus der Konfiguration
des oberen Fluss-Kollektors 186, des unteren Fluss-Kollektors 190 und
des Rückfluss-Kollektors 192 erreicht.
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Mit
Bezug auf 6 in Kombination mit 7A ist
der Raum zwischen den Schenkelteilen 212 des oberen Fluss-Kollektors 186 vertikal
ausgerichtet mit dem zweiten Schenkelteil 224 des unteren Fluss-Kollektors 190.
Dies hilft Fluss-Leckage zwischen den oberen und unteren Fluss-Kollektoren 186 und 190 zu
verhindern. Der Basisteil 210 und die zweiten Schenkelteile 222 helfen
Fluss-Leckage zu den benachbarten ferromagnetischen Teilen des Fahrzeugs
zu verhindern. Die Tragteile 216 und 226 helfen
den Magnetfluss auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 zu
konzentrieren.
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Der
Rückflusskollektor 192 sieht
einen Niedrigreluktanzpfad vor zum Leiten des Rückflusses zu dem Pol 202 des
Magneten 182. Der Rückflusskollektor 192 kann
ebenfalls helfen, die Reluktanz des Magnetflusspfads durch das Fahrzeug 82 zu
reduzieren. Wie in 7A gezeigt, kann die Halterung 92, die
sich mit dem Sensor 90 in anstoßendem Eingriff befindet, ebenfalls
helfen den Niedrigreluktanzflusspfad zwischen den Polen 200 und 202 vorzusehen.
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Der
Flusspfad 239 wird im Allgemeinen durch die Flusslinien
angezeigt, die im Allgemeinen bei 240 in 7A–7C identifiziert
sind. Die Flusslinien 240 können ebenfalls eine Anzeige
bilden für
die Flussdichte des Magnetfelds des Magneten 182. Zur Vereinfachung
der Darstellung sind die Flusslinien 240 in 7A–7Cals
sich zwischen den Magnetpolen 200 und 202 erstreckend
dargestellt, und zwar auf eine Art und Weise, die gleichmäßiger und
einheitlicher sein kann als tatsächlich. Fachleute
werden jedoch erkennen, dass sich die Flusslinien 240 in
einer ungleichmäßigeren
und/oder uneinheitlicheren Art und Weise erstrecken können. Aus
Darstellungsgründen
sind die Flusslinien 240 der 7A–7C jedoch
ausreichend, um zu zeigen, wie der Flusspfad variiert, während sich
die ferromagnetische Umgebungen des Sensors 90 verändern. Ebenso
erstrecken sich, aus Gründen
der Vereinfachung der Darstellung die Flusslinien, die in 7A–7C dargestellt
sind, über
einen Abstand, der geringer ist als ihr tatsächlicher Abstand.
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In 7A–7C nähert sich
das Objekt 82 in der Form eines Fahrzeugs dem Fahrzeug 79,
das den Sensor 90 enthält,
entlang eines Fahrpfads, der im Allgemeinen bei 242 dargestellt
ist. Der Pfad 242 erstreckt sich benachbart zu dem Sensor 90.
Mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel,
das in 7A–7C dargestellt
ist, wird der Sensor 90 hierin beschrieben als verwendet,
um das sich nähernde
Fahrzeug 82 zu detektieren. Die Richtung des Fahrzeugs 82,
das sich dem Sensor 90 nähert, ist im Allgemeinen angezeigt
durch den Pfeil, der in 7A–7C als 244 bezeichnet
ist.
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Wenn
das Fahrzeug 82 sich dem Fahrzeug 79 entlang dem
Pfad 242 nähert,
kann das Fahrzeug 82 in unmittelbare Nähe zu dem Sensor 90 positioniert
werden. Das Fahrzeug 82 hat, wenn es Nahe dem Sensor 90 positioniert
ist, Auswirkungen auf den Flusspfad 239. Das Fahrzeug 82,
das aus einem ferromagnetischem Material hergestellt ist, zieht
das Magnetfeld an, das durch den Magneten 182 erzeugt wird,
was den Flusspfad 239 verändert. Der Grad zu dem das
Fahrzeug 82 den Flusspfad 239 verändert, hängt zumindest
teilweise von der Größe ab, d.h.
der Masse oder dem Volumen, des Teils des Fahrzeug 82,
das benachbart dem Magneten 182 positioniert ist. Daraus
resultierend kann die Flussdichte, die auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 wirkt,
ansprechend auf die Position des Fahrzeugs 82 relativ zu
dem Sensor 90, variieren.
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Wie
in 7A gezeigt hat das Fahrzeug 82, wenn
das Fahrzeug 82 mehr als einen vorbestimmten Abstand von
dem Sensor 90 positioniert ist, wenig oder keine Auswirkungen
auf den Flusspfad 239. Der vorbestimmte Abstand wird durch
den Sensor 90 als der maximale Abstand zwischen den Fahrzeugen 79, 82 gesetzt,
in dem sie sich in Gefahr befinden miteinander zu kollidieren. Alternativ
kann der vorbestimmte Abstand auf andere Abstände von dem Fahrzeug gesetzt
werden, und zwar basierend auf anderen Kriterien. In diesem Zustand
bildet die Halterung 92 eine relativ große ferromagnetische
Masse benachbart und unter dem Sensor 90. Auch bei diesem
Zustand erstreckt sich der Flusspfad 239 hauptsächlich durch
den unteren Fluss-Kollektor 190, die Halterung 92 und
den Rückfluss-Kollektor 192.
Wenn das Fahrzeug 82 sich in dieser Position befindet kann das
magnetische Feld, das auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 wirkt, eine
relativ hohe Flussdichte besitzen. Die Hall-Effekt-Einrichtung 184 kann
somit einen entsprechenden Zustand haben, wie zum Beispiel einen „HOCH"- oder „AN"-Zustand mit einer
entsprechenden Ausgangsgröße.
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Mit
Bezug auf 7B beginnt das Fahrzeug 82,
wenn das Fahrzeug 90 sich in der Richtung 244 nähert, sich
in die Nähe
des Sensors 90 zu bewegen und beginnt den Flusspfad 239 zwischen
den Polen 200 und 202 des Magneten 182 zu
verändern.
Dies ist durch die Flusslinien 240 der 7B angezeigt, die
zu dem Fahrzeug 82 gezogen sind. Dies kann beginnen, die
Flussdichte des Magnetfeldes zu ändern, das
auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 wirkt. Diese Veränderung
kann jedoch eine ausreichende Größe besitzen,
um eine Veränderung
in dem Zustand der Hall-Effekt-Einrichtung 184 zu bewirken.
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Mit
Bezug auf 7C, bewegt sich das Fahrzeug 82,
wenn sich das Fahrzeug 82 weiter in der Richtung 244 bewegt,
zu einer Position benachbart zu dem Sensor 90. Das Fahrzeug 82 besitzt
eine relativ große
Querschnittsfläche
und weist somit eine große
ferromagnetische Masse benachbart zu dem Sensor 90 auf,
was eine signifikante Veränderung des
Flusspfades zwischen den Polen 200 und 202 bewirkt.
Dies ist durch die Flusslinien 240 der 7C angezeigt.
Die Veränderung
in dem Flusspfad verändert
die Flussdichte des Magnetfeldes, das auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 wirkt,
zu einem ausreichenden Ausmaß,
um eine Veränderung
in dem Zustand der Hall-Effekt-Einrichtung
zu bewirken.
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Der
Flusspfad 239 wird von dem Magneten 182 durch
den oberen Fluss-Kollektor 186 und
zu dem Fahrzeug 82 gezogen. Der Flusspfad 239 setzt sich
durch das Fahrzeug 82 zu dem Rückfluss-Kollektor 192 und
zurück
zu dem Magneten 182 fort. Die Richtung des Flusses zwischen
den Polen 200 und 202 hängt von der Polarisierung der
Pole ab. Der obere Fluss-Kollektor 186 erstreckt sich parallel
und nahe zu dem Fahrzeug 82 und ist nahe dem Pol 200 des
Magneten 182 positioniert. Der Rückfluss-Kollektor 192 erstreckt
sich parallel und nahe zu dem Fahrzeug 82 und ist nahe
zu dem Pol 202 des Magneten 182 positioniert.
Der obere Fluss-Kollektor 186, Rückfluss-Kollektor 192 und
das Fahrzeug 82 sehen somit einen Niedrigreluktanzpfad
zwischen den Polen 200 und 202 des Magneten 182 vor,
wenn sich die Vorrichtung 10 in dem Zustand der 7C befindet.
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Wenn
die Vorrichtung 10 in den Zustand der 7C gesetzt
wird, bewegt sich das Fahrzeug 82 zu einer Position relativ
zu der Sensoranordnung 80, der eine Veränderung in dem Zustand der
Hall-Effekt-Einrichtung 184 bewirkt. Wenn sich das Fahrzeug 82 in
dieser Position befindet, kann das Magnetfeld, das auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 wirkt, eine
relativ niedrige Flussdichte besitzen. Die Hall-Effekt-Einrichtung 184 kann
somit einen entsprechenden Zustand besitzen, wie zum Beispiel einen „NIEDRIG"- oder „AUS"-Zustand mit einer
entsprechenden Ausgangsgröße. Diese
Veränderung des
Zustand in der Hall-Effekt-Einrichtung 184 ist somit eine
Anzeige dafür,
dass das Fahrzeug 82 mit einem vorbestimmten Abstand von
der Sensoranordnung 80 positioniert ist.
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Alternativ
sollte es offensichtlich sein, dass das Fahrzeug 79 mit
der Sensoranordnung 80 sich dem Fahrzeug 82 nähern könnte, an
Stelle dass sich das Fahrzeug 82 dem Fahrzeug nähert. Jedoch
wäre das
Prinzip des Betriebs der Sensoranordnung 80 und des Fahrzeugs 82 für diese
Situation das Gleiche wie für
das Fahrzeug 82, das sich dem Fahrzeug 79 nähert.
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Schematisch
in 2 dargestellt wird das Ausgangssignal von der
Sensoranordnung 80, d.h. der Hall-Effekt-Einrichtung 184,
zu einer Steuervorrichtung 251 geleitet. Die Steuervorrichtung 251 kann einen
Mikrocomputer eine integrierte Schaltung, eine Vielzahl von diskreten
Komponenten oder eine Kombination von integrierten Schaltungen und
diskreten Komponenten aufweisen, die konfiguriert sind, um erwünschte Funktionen
vorzusehen. Die Steuervorrichtung 251 ist elektrisch an
eine Anzeigevorrichtung 252 gekoppelt, wie zum Beispiel
eine visuelle oder hörbare
Einrichtung, die den Fahrer warnt, dass sein Fahrzeug 79 sich
in der Gefahr befindet, mit dem Fahrzeug 82 zusammen zu
stoßen.
Eine solche visuelle Einrichtung kann zum Beispiel ein licht sein,
das auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs 79 angebracht
ist.
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Die
Steuervorrichtung 251 verwendet das Ausgangssignal von
der Sensoranordnung 80, um die Betätigung der Anzeigevorrichtung 252 zu
steuern. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung, wenn das Ausgangssignal
der Sensoranordnung 80 anzeigt, dass sich die Sensoranordnung 80 auf
oder innerhalb eines vorbestimmten Abstandes von dem Fahrzeug 82 befindet,
die Anzeigevorrichtung 252 betätigen.
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Fachleute
werden erkennen, dass die Konfiguration der Vorrichtung, von der
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
abweichen kann ohne sich von dem Geist der vorliegenden Erfindung
zu entfernen. Zum Beispiel ist die Vorrichtung 10 in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
so konfiguriert, dass das Fahrzeug 82 die Flussdichte des
Magnetfeldes reduziert, das auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 wirkt,
wenn sich das Fahrzeug 82 in unmittelbare Nähe zu der
Sensoranordnung 80 bewegt. Die Vorrichtung 10 könnte jedoch
so konfiguriert sein, dass die Flussdichte des Magnetfelds, das
auf die Hall-Effekt-Einrichtung 184 wirkt,
sich erhöht,
während
sich das Fahrzeug 82 in unmittelbare Nähe zu dem Sensor 80 bewegt.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel verändert das
Fahrzeug 82 den Flusspfad des Magnetfelds, um das Feld
von der Hall-Effekt-Einrichtung 184 weg anzuziehen. Die
Vorrichtung 10 könnte
jedoch so konfiguriert sein, dass das Fahrzeug 82 den Flusspfad 239 des
Magnetfelds verändert,
um das Feld zu der Hall-Effekt-Einrichtung 184 anzuziehen.
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Als
ein weiteres Beispiel könnte
die Hall-Effekt-Einrichtung 184 der vorliegenden Erfindung
an Stelle bipolar zu sein eine ratiometrische Hall-Effekt-Einrichtung sein.
Eine ratiometrische Einrichtung besitzt ein Ausgangssignal, das
als eine Funktion der Flussdichte des Magnetfelds variiert, das
auf die Hall-Effekt-Einrichtung wirkt. Das Ausgangssignal der ratiometrischen
Hall-Effekt-Einrichtung
könnte
in einer Schaltung implementiert sein, die so konfiguriert ist,
dass der Strom oder die Spannung des Ausgangssignals als eine Funktion
der Flussdichte des Magnetfelds variiert, das auf die Hall-Effekt-Einrichtung einwirkt.
Solch eine ratiometrische Hall-Effekt-Einrichtung kann in der Sensor-Konfiguration
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um ein Signal vorzusehen,
das als eine Funktion des Abstandes zwischen der Sensoranordnung 80 und
dem Fahrzeug 82 variiert, an Stelle eines „AN/AUS"-Signals, das eine
Anzeige bildet, ob das Fahrzeug 82 sich auf oder innerhalb
eines vorbestimmten Abstands von der Sensoranordnung 80 befindet.
In dieser Konfiguration würde
der Sensor ein variables Signal vorsehen, das eine Anzeige bildet
für den
tatsächlichen
Abstand zwischen der Sensoranordnung 80 und dem Fahrzeug 82 an
Stelle eines diskreten Signals, das eine Anzeige bildet dafür, ob sich
das Fahrzeug 82 auf oder innerhalb eines vorbestimmten Abstands
von der Sensoranordnung 80 befindet.
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8 stellt
eine alternative Sensoranordnung 280 dar, die den Abfühlbereich
einstellt. Elemente der Sensoranordnung 280, die ähnlich denen der
Sensoranordnung 80 der 2–7C sind, werden
die gleichen Bezugszeichen besitzen. Diese Sensoranordnung 280 umfasst
eine zylindrische, elektromagnetische Spule 282, die um
den Magneten 182 gewickelt ist und als eine zweite Quelle
des Magnetflusses wirkt. Spannung wird durch eine Leistungsquelle,
zum Beispiel eine Fahrzeugbatterie, an die Spule 282 geliefert.
Eine Spannungseinstelleinrichtung 284, zum Beispiel ein
Potentiometer, wird an die Spule 282 und die Leistungsquelle
gekoppelt. Ein Benutzer, zum Beispiel der Fahrzeugfahrer, bedient die
Spannungseinstelleinrichtung 284, um den Spannungsbetrag über die
Spule 282 zu steuern.
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Die
Spule 282 wirkt auf den Magneten, um einen zusätzlichen
Magnetfluss, basierend auf der Spannungsgröße, die über die Spule 282 fließt, zu erzeugen.
Dieser zusätzliche
magnetische Fluss lässt zu,
dass sich die Flusslinien weiter von dem Sensor 280 ausdehnen
und dadurch den Abfühlbereich
der Sensoranordnung 280 oder den Abstand vergrößern, mit
dem die Sensoranordnung 280 das Fahrzeug 82 abfühlen kann.
Um den Abfühlbereich
der Sensoranordnung 280 zu vergrößern, betreibt ein Benutzer
die Spannungseinstelleinrichtung 284, um mehr Spannung
an die Spule 282 zu liefern. Um den Abfühlbereich der Sensoranordnung 280 zu
verringern, betreibt ein Benutzer die Spannungseinstelleinrichtung 284,
um weniger Spannung an die Spule 282 zu liefern. In allen
anderen Aspekten ist die Sensoranordnung 280 ähnlich der
zuvor erwähnten
Sensoranordnung 80.
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9 ist
eine schematische Darstellung von Fahrzeugen auf einem typischen
Parkplatz, auf dem bei dem Fahrzeug 79 während des
Parkens zwei von dessen Näherungssensoranordnungen 80a und 80b ein
geparktes Fahrzeug 82 wahrnehmen. Genau gesagt, verursachten
die Näherungssensoranordnungen 80a und 80b,
dass die Steuervorrichtung 251 die Anzeigevorrichtung 252 betätigt, als
sich die vordere Stoßstange 81 des
Fahrzeugs 79 zu einer Position gefährlich nahe an dem parkenden
Fahrzeug 82 bewegte, die nach vorne benachbart zu dem Parkraum des
parkenden Fahrzeugs 79 gelegen war.
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10 ist
eine schematische Darstellung von Fahrzeugen auf einem typischen
Parkplatz, die das Fahrzeug 79 zeigen, das aus einem Parkraum zurück setzt,
wobei zwei seiner Näherungssensoranordnungen 80e und 80d benachbart
parkende Fahrzeuge 82a und 82b wahrnehmen. Die
Näherungssensoranordnung 80e bewirkt,
dass die Steuervorrichtung 251 die Anzeigevorrichtung 252 betätigt, wenn
das herausfahrende Fahrzeug 79 scharf links schwenkt und
sich zu einer Position gefährlich
nahe dem parkenden Fahrzeug 82a bewegt, das benachbart
der linken Seite des herausfahrenden Fahrzeugs 79 angeordnet
ist. Die Näherungssensoranordnung 80d bewirkt
ebenfalls, dass die Steuervorrichtung 251 die Anzeigevorrichtung 252 während des
gleichen Manövers
betätigt,
wenn das herausfahrende Fahrzeug 79 sich zu einer Position
gefährlich
nahe dem geparkten Fahrzeug 82b bewegt, das benachbart
zu der rechten Seite des herausfahrenden Fahrzeugs 79 angeordnet
ist.
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11 ist
eine schematische Darstellung von Fahrzeugen in benachbarten Fahrspuren,
die in Richtungen fahren, die durch die Pfeile D angezeigt werden.
Bei zwei der Fahrzeuge 79a, 79b detektiert dessen
jeweilige Näherungssensoranordnung
ein Fahrzeug in seiner benachbarten Fahrspur. Die Näherungssensoranordnung 80c des
Fahrzeugs 79a veranlasste die Steuervorrichtung 251,
die Anzeigevorrichtung 252 zu betätigen, als sich das Fahrzeug 79a zu
einer Position, gefährlich
nahe an einem entgegenkommenden Fahrzeug 82e, das in der
gegenüberliegenden
Fahrspur fuhr, bewegte. Die Näherungssensoranordnung 80d des
Fahrzeugs 79b veranlasste die Steuervorrichtung 251,
die Anzeigevorrichtung 252 zu betätigen, als sich das Fahrzeug 79b zu
einer Position gefährlich
nahe an dem Fahrzeug 82d, das in der gleichen Richtung
in der benachbarten Fahrspur fährt,
bewegte.
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Andere
Näherungssensoranordnungen 80 können verwendet
werden, um Fahrzeuge oder Objekte in anderen potentiellen Zusammenstoßsituationen
zu detektieren. Zum Beispiel können
die Näherungssensoranordnungen 80g und 80h bewirken, dass
die Steuervorrichtung 251 die Anzeigevorrichtung 252 betätigt, wenn
das Fahrzeug zu einer gefährlich
nahen Position an ein anderes Fahrzeug oder Objekt, das sich hinter
dem Fahrzeug 79 befindet, zurücksetzt.
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Aus
obiger Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen,
Veränderungen
und Modifikationen entnehmen. Solche Verbesserungen, Veränderungen
und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt
werden.