DE102007039598A1

DE102007039598A1 - Ultraschallsensor und Hindernis-Detektorvorrichtung

Info

Publication number: DE102007039598A1
Application number: DE102007039598A
Authority: DE
Inventors: Kiyonari Nishio Kojima; Toshihiro Nishio Hattori; Mitsuyasu Nishio Matsuura; Ayako Nishio Okamoto; Mitsuru Kariya Fujita
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2027-08-23
Also published as: DE102007039598B4; US7522475B2; US20080232197A1

Abstract

Ein Ultraschallsensor enhält folgendes: einen ersten Vibrator (110, 110a, 110b) zum Aussenden einer Ultraschallwelle; eine Vielzahl an zweiten Vibratoren (110, 110a, 110b) zum Ausgeben eines Empfangssignals einer Reflexionswelle; ein Gehäuse (120) mit einem Boden (121), um die Vibratoren aufzunehmen, wobei eine äußere Oberfläche des Bodens eine Vibrationsfläche (123) bildet; und eine Vielzahl an Rohren (130) zum Leiten der Ultraschallwelle. Jedes Rohr besitzt eine erste Öffnung (133, 133a, 133b), die mit einer Außenseite eines mobilen Körpers gekoppelt ist. Ein Flächenbereich der ersten Öffnung ist kleiner als ein Bereich der Vibrationsfläche. Ein Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen ist kleiner als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Vibrationsflächen. Die Länge der Rohre ist so bestimmt, um eine Phasendifferenz der Reflexionswellen an den ersten Öffnungen abzugleichen, damit diese gleich wird mit derjenigen an den Vibrationsflächen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor und eine Hindernis-Detektorvorrichtung.
Es sind herkömmliche beispielsweise in der JP-A-2004-253911 beschriebene Ultraschallsensoren bekannt, die mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Vibrationselementen zum Zwecke eines Empfanges ausgestattet sind.
Der Ultraschallsensor, der in der JP-A-2004-253911 beschrieben ist, ist mit einer Vielzahl an pizeoelektrischen Vibrationselementen und einem einzelnen Vibrationsgehäuse zum Aufnehmen dieser piezoelektrischen Vibrationselemente ausgestattet. Diese Vielzahl von piezoelektrischen Vibrationselementen enthalten wenigstens ein piezoelektrisches Vibrationselement, welches für eine Aussendung gedacht ist, und wenigstens zwei piezoelektrische Vibrationselemente, die einem Empfangszweck dienen. Es sind in dem Vibrationsgehäuse eine Vielzahl an konkaven Speicherabschnitten vorhanden mit Bodenebenen entlang einer hereinkommenden/ausgehenden Strahlungsebene und es sind die piezoelektrischen Vibrationselemente an bzw. auf den Bodenebenen der entsprechenden konkaven Speicherabschnitte angeordnet/kontaktiert. Auch wurde ein konkaver Aufteilungsabschnitt an einem Abschnitt des Vibrationsgehäuses ausgebildet, der zwischen dem konkaven Speicherabschnitt, bei welchem der konkave Speicherabschnitt für den Sendezweck ausgebildet ist, und dem konkaven Speicherabschnitt, an welchem der konkave Speicherabschnitt für den Empfangszweck ausgebildet ist, realisiert.
Auf der anderen Seite sind Verfahren bekannt, die ein Azimut eines Hindernisses, allgemein gezeigt, detektieren können, bekannt und zwar als Detektionsverfahren zum Detektieren eines Hindernisses basierend auf einer Phasendifferenz von Empfangssig nalen der jeweiligen piezoelektrischen Vibrationselementen die dem Empfang dienen, was zu einer höheren Detektionspräzision führt als bei einem anderen Detektionsverfahren zum Detektieren eines Hindernisses, welches auf einer Zeitdifferenz von Empfangssignalen der jeweiligen piezoelektrischen Vibrationselemente zum Zwecke des Empfangs basiert. Wenn man beispielsweise nun annimmt, dass eine Frequenz einer Ultraschallwelle 46 KHz beträgt (nämlich entsprechend einer Wellenlänge ☐ von 8,5 mm), wird allgemein gesagt eine Abmessung einer Vibrationsebene für einen Ultraschallsensor erforderlich und muss so ausgewählt werden, dass sie angenähert 10 mm beträgt und zwar unter Berücksichtigung einer Steifigkeit (nämlich einer Antistoß-Eigenschaft in Bezug zu einem Sprungstein (jumping stone)) einer Vibrationsplatte (nämlich dem Abschnitt des Vibrationsgehäuses, bei welchem die piezoelektrischen Vibrationselemente angeordnet/kontaktiert sind). Die zuvor angesprochene Vibrationsebene führt zur Forderung nach einer Ebene, die durch Vibrationen der piezoelektrischen Vibrationselemente und/oder von Reflexionswellen in Vibration versetzt wird. Es ist auch zu bevorzugen, dass benachbarte Vibrationsebenen voneinander in einem akustischen technischen Feld getrennt sind. Als eine Konsequenz wird im Falle des oben beschriebenen Ultraschallsensors, der in der JP-A-2004-253911 offenbart ist, ein Abstand zwischen den Vibrationsebenen (Abstand zwischen den Zentren) entsprechend den benachbarten einen Empfang dienenden piezoelektrischen Vibrationselementen zu einem Wert, der 10 mm überschreitet und damit die Wellenlänge der Ultraschallwelle in einer Richtung überschreitet, die entlang der hereinkommenden/ausgehenden Strahlungsebene verläuft. Mit anderen Worten selbst wenn versucht wird das Azimut eines Hindernisses zu detektieren und zwar basierend auf der Phasendifferenz zwischen der Vielzahl der einem Empfang dienenden piezoelektrischen Vibrationselemente, kann der Ultraschallsensor das Hindernis nicht über einen weiten Bereich hinweg detektieren, sondern lediglich innerhalb eines schmalen Bereiches. In Verbindung mit diesem weiten Bereich kann beispielsweise solch ein Bereich in Betracht gezogen werden, der durch ± 90 Grad definiert ist (nämlich 180 Grad, wenn die Vibrationsebene als Zentrum gesetzt ist) und zwar entlang der horizontalen Richtung in Bezug auf eine Straßenebene. Im Gegensatz kann auch eine andere technische Idee ins Auge gefasst werden, bei welcher die Vibrationsebene reduziert wird, sodass ein weiter oder breiter Bereich detektiert werden kann. Um jedoch die Frequenzen beizubehalten, muss die Dicke der Vibrationsplatte dünn gestaltet sein, was dazu führen kann, dass die Steifigkeit der Vibrationsplatte gesenkt wird. Als ein Ergebnis ist es praktisch sehr schwierig eine Antistoß-Charakteristik sicherzustellen.
Auch wenn der in der JP-A-2004-253911 offenbarte Ultraschallsensor beispielsweise an einem Stoßfänger eines Fahrzeugs montiert ist, ist wenigstens die hereinkommende/herausgehende Strahlungsebene des Vibrationsgehäuses über ein Durchgangsloch, welches in dem Stoßfänger ausgebildet ist und zu einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs führt, freigelegt. Diese einfallende/ausgehende Ebene enthält hintere Ebenen der Bodenebenen der konkaven Speicherabschnitte und die Abschnitte zwischen den jeweiligen konkaven Speicherabschnitten. Mit anderen Worten wird der Abschnitt, der dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs ausgesetzt ist oder zu diesem freiliegend ist, groß, was ein attraktives Aussehen verschlechtert.
Es ist somit erforderlich einen Ultraschallsensor und eine Hindernis-Detektorvorrichtung, die mit dem Ultraschallsensor ausgestattet ist, zu schaffen, welcher das Azimut eines Hindernisses basierend auf einer Phasendifferenz über einen weiten Bereich detektieren kann, ohne dass dabei die Antistoß-Charakteristik reduziert wird und darüber hinaus ein attraktives Aussehen verbessert wird.
Ferner sind auf dem vorliegenden technischen Gebiet herkömmliche Ultraschallsensorgeräte bekannt, wie beispielsweise in der JP-A-63-243783 und der JP-A-10-224880 beschrieben ist, die mit den folgenden Anordnungen ausgerüstet sind. Das heißt die Ultraschallsensorgeräte enthalten eine Vielzahl an Wellenleitern; es sind Ultraschallelemente (Ultraschallwellen-Sender, Ultraschallwellen-Empfänger und Ultraschall-Vibrationselemente) an einem Ende von jeden dieser Wellenleiter angeordnet; und es werden Ultraschallwellen über die Wellenleiter übertragen.
Wie bereits an früherer Stelle beschrieben worden ist, ist bei einem Ultraschallsensorgerät, welches diese Anordnung aufweist, sodass ein Ultraschallelement an einem Ende von jedem dieser Wellenleiter angeordnet ist, das andere Ende von jedem dieser Wellenleiter auf den Anordnungsseiten der Ultraschallelemente offen. Wenn beispielsweise als ein Ergebnis die herkömmlichen Ultraschallsensorgeräte an sich bewegenden Objekten wie beispielsweise Fahrzeugen montiert werden, entstehen bestimmte Risiken dafür, dass fremde Partikel wie beispielsweise Steine, Wasser und Sand und auch Schmutz in die Wellenleiter eindringen. Dann entstehen die folgenden Probleme: da die Fremdkörper mit den Ultraschallelementen kollidieren, können diese Ultraschallelemente beschädigt werden und darüber hinaus können die fremden Teile oder Teilchen, die innerhalb der Wellenleiter gelegen sind, die Ausbreitung der Ultraschallwellen nachteilig beeinflussen. Jedoch werden auch Reflexionswellen, die durch die Reflexions-Artikel (zum Beispiel Hindernisse) hervorgerufen werden, welche außerhalb der Ultraschallsensorgeräte vorhanden sind, basierend auf den weiter unten erläuterten Aspekten geändert und zwar abhängig davon, ob reflektierende Artikel vorhanden sind oder nicht; abhängig von den Abständen, die zu den reflektierenden Artikeln vorhanden sind; den Arten (Oberflächen-Konkavitäten/-Konvexitäten usw.) der reflektierenden Artikel. Es gibt beispielsweise einige Möglichkeiten, dass irgendeine Reflexionswelle nicht nur dann nicht detektiert werden kann, wenn irgendein Reflexionsartikel nicht vorhanden ist, sondern auch selbst dann, wenn ein reflektierender Artikel vorhanden ist. Selbst wenn als Konsequenz die Empfangssignale, die durch Reflexionswellen verursacht werden, in einen solchen Zustand gebracht werden, der verschieden von dem normalen Empfangszustand ist (beispielsweise einem Empfangszustand, bei dem der Spitzenwert niedrig liegt) und/oder selbst dann, wenn die Empfangssignale, die durch die Reflexionswellen verursacht werden, in einen solchen Zustand gebracht werden, dass diese Empfangssignale nicht detektiert werden können, ist es praktisch schwierig zwischen diesen untereinander zu unterscheiden, nämlich einem anormalen Zustand, der durch die reflektierenden Artikel verursacht wird oder einem Nichtdetektionszustand, der dadurch verursacht wird, dass das Ultraschallsensorgerät selbst unter einem anormalen Zustand oder Bedingung leidet.
Es ist somit erforderlich ein Ultraschallsensorgerät zu schaffen, welches eine Diagnose durchführen kann, ob das eigene Ultraschallsensorgerät in einen anormalen Zustand verbracht worden ist oder nicht.
Im Hinblick auf das oben beschriebene Problem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Ultraschallsensor und eine verbesserte Hindernis-Detektorvorrichtung zu schaffen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Ultraschallsensor folgendes: einen ersten piezoelektrischen Vibrator zum Senden einer Ultraschallwelle als Sendewelle zu einer Außenseite eines mobilen Körpers hin, wobei die Sendewelle durch ein Objekt außerhalb der mobilen Vorrichtung reflektiert wird, sodass eine Reflexionswelle erzeugt wird; eine Vielzahl an zweiten piezoelektrischen Vibratoren, um die Reflexionswelle zu empfangen und um ein Empfangssignal entsprechend der Stärke der Reflexionswelle auszugeben; ein Gehäuse für die Aufnahme des ersten piezoelektrischen Vibrators und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren, wobei das Gehäuse einen Boden aufweist und wobei jeder erste piezoelektrische Vibrator und jeder der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren an einer inneren Oberfläche des Bodens des Gehäuses fixiert ist und diese kontaktiert und wobei eine Außenfläche des Bodens des Gehäuses gegenüber der Innenfläche eines vibrierende Fläche vorsieht; und eine Vielzahl an Wellenleiter-Rohren zum Führen der Ultraschallwelle zwischen der Außenseite des mobilen Körpers und der vibrierenden Fläche des Gehäuses. Jedes Wellenleiter-Rohr besitzt eine erste Öffnung, die mit einem Durchgangsloch eines äußeren Teiles des mobilen Körpers gekoppelt ist, sodass das Wellenleiter-Rohr mit der Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert. Jedes Wellenleiter-Rohr entspricht einem Vibrator gemäß dem ersten piezoelektrischen Vibrator und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren. Eine Fläche oder Bereich der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr ist kleiner als eine Fläche oder Bereich der vibrierenden Fläche des Gehäuses. Ein Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen der Wellenleiter-Rohre ist kleiner als ein Abstand zwischen zwei benachbarten vibrierenden Flächen. Jedes Wellenleiter-Rohr hat eine Länge, die in solcher Weise ein gestellt ist, dass eine Phasendifferenz der Reflexionswellen an den ersten Öffnungen zwischen einem Wellenleiter-Rohr und einem anderen Wellenleiter-Rohr gleich ist einer Phasendifferenz der Reflexionswellen an den vibrierenden Flächen zwischen dem einen Wellenleiter-Rohr und dem anderen Wellenleiter-Rohr.
Bei dem oben erläuterten Sensor ist die Erscheinungsform des Sensors, das heißt des Design des Sensors verbessert, da die Fläche oder Bereich der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr kleiner ist als die Fläche oder Bereich der vibrierenden Fläche des Gehäuses. Da ferner die Länge von jedem Wellenleiter-Rohr angenähert bestimmt wird, kann auch die Richtung des Objektes detektiert werden. Da ferner der Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen der Wellenleiter-Rohre kleiner ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Vibrationsflächen, wird der Detektionsbereich des Objektes verbessert. Da ferner die ersten Enden der Wellenleiter-Rohre eine Sende- und Empfangsfläche der Ultraschallwelle liefern, kann der Sensor das Objekt detektieren, ohne dass die Stoßfestigkeit reduziert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Hindernis-Detektorvorrichtung den Ultraschallsensor, wie dieser gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert wurde. Die Hindernis-Detektorvorrichtung detektiert eine Richtung eines Objektes als ein Hindernis basierend auf einer Phasendifferenz der Empfangssignale zwischen zwei der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren. Diese Vorrichtung kann das Hindernis in einem weiten oder breiten Bereich detektieren.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Ultraschallsensor folgendes: eine Vielzahl an Wellenleiter-Rohren mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; wenigstens ein Sende-Ultraschallelement zum Aussenden einer Ultraschallwelle als Sendewelle durch eines der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre, wobei das eine Sende-Ultraschallelement an dem ersten Ende von einem der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre angeordnet ist; wenigstens ein Empfangs-Ultraschallelement zum Empfangen der Ultraschallwelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Ultraschallwelle, wobei das eine Empfangs-Ultraschallelement an dem ersten Ende eines anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre angeordnet ist; und ein Bestimmungselement zum Bestimmen einer Fehlfunktion des einen Sende-Ultraschallelements, des einen Empfangs-Ultraschallelements, des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre oder von dem anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre. Das Bestimmungselement bestimmt die Fehlfunktion auf der Grundlage des Empfangssignals der Ultraschallwelle, die von dem zweiten Ende des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre gesendet wird und direkt in das zweite Ende des anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre eingeleitet wird. Der oben erläuterte Sensor kann eine Fehlfunktion des Sensors diagnostizieren und zwar basierend auf dem Empfangssignal einer Umleitungswelle.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Ultraschallsensor folgendes: ein Wellenleiter-Rohr mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; wenigstens ein Sende-Ultraschallelement zum Aussenden einer Ultraschallwelle über das Wellenleiter-Rohr, wobei das Sende-Ultraschallelement an dem ersten Ende des Wellenleiter-Rohrs angeordnet ist; wenigstens ein Empfangs-Ultraschallelement zum Empfangen der Ultraschallwelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Ultraschallwelle, wobei das eine Empfangs-Ultraschallelement an dem ersten Ende des Wellenleiter-Rohres angeordnet ist; und ein Bestimmungselement zum Bestimmen einer Fehlfunktion des Wellenleiter-Rohres auf der Grundlage einer Dämpfungs-Wellenform der Sendewelle von dem Sende-Ultraschallelement. Der zuvor erläuterte Sensor kann eine Fehlfunktion des Sensors diagnostizieren und zwar basierend af der Dämpfungs-Wellenform der Sendewelle.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Ultraschallsensor zum Detektieren eines Objektes an der Außenseite eines Fahrzeugs folgendes: einen piezoelektrischen Sende-Vibrator zum Aussenden einer Ultraschallwelle als Sendewelle zur Außenseite eines Fahrzeugs hin, wobei die Sendewelle durch ein Objekt außerhalb von dem Fahrzeug reflektiert wird, sodass eine Reflexionswelle erzeugt wird; einen piezoelektrischen Empfangsvibrator zum Empfangen der Reflexionswelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Reflexionswelle; eine Vielzahl an Gehäusen zur Aufnahme von einem der Vibratoren gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator, wobei jedes Gehäuse einen Boden aufweist, wobei jeder Vibrator gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator die innere Oberfläche des Bodens des Gehäuses kontaktiert und wobei eine Außenfläche des Bodens von jedem Gehäuse gegenüber der inneren Oberfläche eine vibrierende Fläche bildet; und eine Vielzahl von Wellenleiter-Rohren zum Führen der Ultraschallwelle zwischen der Außenseite des mobilen Körpers und der vibrierenden Fläche des Gehäuses. Jedes Wellenleiter-Rohr besitzt eine erste Öffnung, die mit einem Durchgangsloch eines äußeren Teiles des mobilen Körpers gekoppelt ist, sodass das Wellenleiter-Rohr mit der Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert. Jedes Wellenleiter-Rohr entspricht einem der Vibratoren gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator. Eine Fläche der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr ist kleiner als eine Fläche der vibrierenden Fläche des Gehäuses. Ein Abstand zwischen zwei ersten Öffnungen von benachbarten zwei Wellenleiter-Rohren ist kleiner als ein abstand zwischen zwei vibrierenden Flächen von benachbarten zwei Wellenleiter-Rohren. Die Länge von einem Wellenleiter-Rohr ist mit L bezeichnet. Die Ultraschallwelle besitzt eine Wellenlänge, die mit ☐ bezeichnet ist. Die Länge des anderen Wellenleiter-Rohres ist mit L + n☐ definiert, wobei n eine ganze Zahl ist. Bei dem oben erläuterten Sensor wird das Erscheinungsbild des Sensors, das heißt das Design des Sensors verbessert, da die Fläche oder Querschnittsfläche der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr kleiner ist als die Fläche der vibrierenden Fläche des Gehäuses. Da ferner die Länge von jedem Wellenleiter-Rohr angenähert bestimmt ist, kann die Richtung eines Objektes detektiert werden. Da ferner der Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen der Wellenleiter-Rohre kleiner ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten vibrierenden Flächen, wird der Detektionsbereich für ein Objekt verbessert. Da ferner die ersten Enden der Wellenleiter-Rohre eine Sende- und Empfangsfläche der Ultraschallwelle liefern, kann der Sensor ein Objekt ohne eine Reduzierung der Stoßfestigkeit detektieren.
Die oben genannte und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
1A und 1B Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors gemäß einer ersten Ausführungsform zu zeigen, wobei 1A eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor zeigt und wobei 1B eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors ist und zwar entlang einer Linie IB-IB in 1A;
2 eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines vergrößerten peripheren Abschnitts eines Gehäuses, welches in 1B gezeigt ist;
3A und 3B Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors gemäß einer zweiten Ausführungsform zu veranschaulichen, wobei 3A eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor zeigt und wobei 3B eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors darstellt und zwar entlang einer Linie IIIB-IIIB in 3A;
4A und 4B Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors gemäß einer dritten Ausführungsform darzustellen, wobei 4A eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor zeigt, während 4B eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors wiedergibt und zwar entlang einer Linie IVB-IVB in 4A;
5A und 5B Diagramme, um eine Struktur eines Ultraschallsensors gemäß einer vierten Ausführungsform schematisch darzustellen, wobei 5A eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor ist und 5B eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors zeigt und zwar entlang einer Linie VB-VB in 5A;
6 eine Querschnittsansicht, um eine Fehlfunktion des Ultraschallsensors der vierten Ausführungsform zu veranschaulichen;
7A und 7B Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors gemäß einer fünften Ausführungsform zu veranschaulichen, wobei 7A eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor ist, während 7B eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors zeigt und zwar entlang einer Linie VIIB-VIIB in 7A;
8 eine Draufsicht, um einen modifizierte Ausführungsform des Ultraschallsensors der fünften Ausführungsform darzustellen;
9 eine Draufsicht, um eine noch andere modifizierte Ausführungsform des Ultraschallsensors der fünften Ausführungsform zu zeigen;
10A und 10B Draufsichten sind, um eine andere modifizierte Ausführungsform des Ultraschallsensors der fünften Ausführungsform wiederzugeben;
11 eine Querschnittsansicht zur Wiedergabe einer anderen modifizierten Ausführungsform des Ultraschallsensors der fünften Ausführungsform;
12 eine Querschnittsansicht zur Wiedergabe einer noch weiteren modifizierten Ausführungsform des Ultraschallsensors der fünften Ausführungsform;
13 ein Strukturdiagramm zur Darstellung einer Gesamtstruktur eines Ultraschallsensorsgerätes gemäß einer sechsten Ausführungsform;
14 eine Querschnittsansicht, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors zu zeigen, der bei dem Ultraschallsensorgerät von 13 verwendet wird;
15 eine Draufsicht des Ultraschallsensors von 14 und zwar gesehen von einer äußeren ebenen Seite eines sich bewegenden Objektes aus;
16 eine Querschnittsansicht, um einen vergrößerten peripheren Gehäuseabschnitt des Ultraschallsensors darzustellen, der in 14 gezeigt ist;
17 ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung der Reflexionswellen und der Umlenkungswellen;
18A bis 18C Diagramm, um Änderungen in den Empfangssignalen in Verbindung mit der Überprüfung zu zeigen, ob anormale Ereignisse stattgefunden haben oder nicht, wobei 18A einen Status anzeigt, bei dem ein anormales Ereignis nicht vorhanden ist und ein Hindernis vorhanden ist; 18B einen solchen Status zeigt, bei dem ein anormales Ereignis nicht vorhanden ist und ein Hindernis ebenfalls nicht vorhanden ist; 18C einen solchen Status zeigt, bei dem ein anormales Ereignis vorhanden ist und auch ein Hindernis vorhanden ist;
19 ein Flussdiagramm, um ein Beispiel in Verbindung mit Prozessoperationen zu beschreiben, um eine Beurteilung durchzuführen, ob ein anormales Ereignis des Ultraschallsensorgerätes vorhanden ist oder nicht;
20 ein Flussdiagramm, um eine Modifikation der Verarbeitungsoperationen zu beschreiben, die in 19 gezeigt sind;
21 ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung eines Zurückwerfens oder Widerhallens;
22A und 22B Diagramme, um Änderungen in den Sendewellen anzuzeigen:
22A zeigt einen Fall, bei dem ein anormales Ereignis auf einer Empfangsseite auftritt, und 22B zeigt einen solchen Fall, bei dem ein anormales Ereignis auf einer Sendeseite auftritt;
23 ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Beispiels in Form von Verarbeitungsoperationen, um eine Beurteilung dahingehend durchzuführen, ob ein anormales Ereignis eines Ultraschallsensorgerätes vorhanden ist oder nicht und zwar in Verbindung mit einer siebenten Ausführungsform;
24 ein Flussdiagramm, um eine Modifikation in Verbindung mit der Beurteilungsprozess-Operation von 23 zu beschrieben; und
25 ein Flussdiagramm, um eine Modifikation in Verbindung mit der Beurteilungsprozess-Operation von 23 zu beschreiben.
(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
1A und 1B sind Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors gemäß einer ersten Ausführungsform zu zeigen: 1A ist eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor; und 1B zeigt eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors und zwar entlang einer Linie IB-IB in 1A. 2 ist eine Querschnittsansicht, um einen vergrößerten peripheren Abschnitt eines Gehäuses wiederzugeben, welches in 1B gezeigt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass 1A und 1B einen solchen Zustand wiedergeben, bei dem der Ultraschallsensor an einem Montageabschnitt eines bewegten Objektes montiert ist, während 1A eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor zeigt und zwar gesehen von einem äußeren Abschnitt des bewegten Objektes aus.
Bei der ersten Ausführungsform folgt nun eine Beschreibung eines Beispiels, bei dem der Ultraschallsensor und ein Hindernis-Detektorgerät, welches diesen Ultraschallsensor enthält, in einem Fahrzeug angewendet werden, welches als bewegtes Objekt dient. Konkret gesagt wurde gemäß der Darstellung in 1A und 1B ein Ultraschallsensor 100 an beispielsweise einem vorderen Stoßfänger, einem hinteren Stoßfänger oder an Stoßfängern an der Seite von vier Ecken des Fahrzeugs montiert und zwar zu dem Zweck, dass ein Hindernis, welches um das Fahrzeug herum vorhanden ist, detektiert werden kann. Ansonsten wurde der Ultraschallsensor 100 an einem Körper des Fahrzeugs montiert (an dem Stoßfänger 10 in 1A und 1B).
Wie in 1A und auch in 1B gezeigt ist, wurde der Ultraschallsensor 100 als ein Hauptkonstruktionselement zusammen mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Vibrationselementen 110, einem Gehäuse 120 und einem Wellenleiter 130 angeordnet. Das Gehäuse 120 speichert die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 und ähnliches. Der Wellenleiter 130 leitet Ultraschallwellen zwischen den piezoelektrischen Vibrationselementen 110 und einem äußeren Abschnitt eines Fahrzeugs.
Die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 wurden beispielsweise einer Scheibengestalt ausgeführt. Während piezoelektrische Keramikmaterialien wie beispielsweise Bariumtitanat und PZT als gesinterter Körper hergestellt werden, wird eine Spannung an diesen gesinterten Körper angelegt, um dadurch Vibrationen von den piezoelektrischen Vibrationselementen 110 zu erzeugen. Bei der ersten Ausführungsform sind 4 Stücke von piezoelektrischen Vibrationselementen 110 in einer solchen Weise enthalten, dass 2 Stücke der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 entlang einer horizontalen Richtung angeordnet sind (nämlich in der "x"-Richtung in 1A) und zwar in Bezug auf eine Straßenebene, und auch 2 Stücke oder Teile der piezoelektrischen Vibrationselemente 112 entlang einer vertikalen Richtung angeordnet sind (nämlich in der "y"-Richtung" in 1A) in Bezug auf die Straßenebene und zwar in Form eines einzelnen Ultraschallsensors 100. Auch wurde jedes dieser 4 piezoelektrischen Vibrationselemente 110 so angeordnet, dass es gemeinsam als ein Vibrationselement zum Zwecke der Sendung funktioniert und auch als Vibrationselement zum Zwecke eines Empfangs funktioniert. Das Vibrationselement, welches der Aussendung dient, sendet Ultraschallwellen in Form einer Sendewelle zu einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs. Das Vibrationselement, welches dem Empfang dient, empfängt Reflexionswellen (Ultraschallechosignale) von einem Hindernis, welches an einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs gelegen ist und gibt dann ein Empfangssignal im Ansprechen auf die Stärken der Reflexionswellen aus. Wie an früherer Stelle bereits beschrieben wurde kann dann, wenn wenigstens ein Element der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 eine Konstruktion aufweist, die gemeinsam eine Sendefunktion und eine Empfangsfunktion realisiert, die Gesamtzahl dieser piezoelektrischen Vibrationselemente 110 reduziert werden und es können auch die Kosten für diese reduziert werden. Auch kann eine dreidimensionale Größe des Ultraschallsensors 100 kompakt gestaltet werden.
Auch wurde bei der ersten Ausführungsform der Ultraschallsensor 100 in einer solchen Weise angeordnet, dass die Ultraschallwellen zur gleichen Zeit von der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 ausgesendet werden. Wie bereits an früherer Stelle erläutert wurde können, obwohl 2 Stücke genannt wurden, auch mehrere Stücke der piezoelektrischen Vibrationselemente 110, die der Sendung dienen, enthalten sein, wenn der Ultraschallsensor 100 so angeordnet wird, dass die Ultraschallwellen gleichzeitig von der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 gesendet werden, wodurch ein höherer Schalldruck erreicht werden kann und zwar verglichen mit dem Schalldruck, der von einer Sensoranordnung erreicht werden kann, die nur ein Teil oder ein Stück des der Sendung dienenden piezoelektrischen Vibrationselements 110 enthält. Mit anderen Worten kann die Richtungseigenschaft enger gemacht werden und es kann der Detektionsabstand verlängert werden.
Während Elektroden (nicht gezeigt) an der Oberfläche der piezoelektrischen vibrierenden Elemente 110 ausgebildet sind, sind Leitungen 111 elektrisch an die Elektroden angeschlossen. Bei der ersten Ausführungsform ist gemäß der Darstellung in 2 eine der Leitungen 111 mit einer inneren Ebene des Gehäuses 120 verbunden und ist elektrisch mit den Elektroden verbunden. Die Leitungen 11 sind dann auch elektrisch mit einer Schaltungsplatine (nicht gezeigt) elektrisch verbunden worden, auf der eine Verarbeitungsschaltung ausgebildet ist. Die Verarbeitungsschaltung gibt ein Treibersignal aus, welches dazu verwendet wird, um die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 in Vibration zu versetzen, um die Ultraschallwellen zu erzeugen, und speist solche Spannungssignale, die aufgrund des piezoelektrischen Effektes erzeugt werden, ein und zwar für den Fall, dass die Ultraschallwellen zu den piezoelektrischen Vibrationselementen 110 eilen, sodass Verzerrungen in den piezoelektrischen Vibrationselementen 110 erzeugt werden. Mit anderen Worten kann, sobald der Ultraschallsensor 100 als Abschnitt eines Hindernis-Detektorgerätes angeordnet wurde, welches diesen Ultraschallsensor enthält, das Hindernis-Detektorgerät eine Strecke berechnen, die bis zu einem Hindernis hin gemessen wird, welches um das Fahrzeug herum vorhanden ist, basierend auf den Zeiten, die von dem Zeitpunkt des Aussendens der Ultraschallwellen bis zu den Empfangsvorgängen der Ultraschallwellen und/oder Echos derselben gemessen werden, und kann ferner auch das Azimut des Hindernisses basierend auf einer Phasendifferenz berechnen und zwar anhand der Empfangssignale, die aus der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 abgeleitet werden.
Um jedes einzelne piezoelektrische Vibrationselement 110 aufzunehmen, wurde das Gehäuse 120 in einer zylinderförmigen Gestalt mit einem Boden vorgesehen, wobei Aluminium oder ein synthetisches Harz beispielsweise als Konstruktionsmaterial verwendet wird (es sei darauf hingewiesen, dass Aluminium bei der ersten Ausführungs form verwendet wird). Dann wird gemäß der Darstellung in 2 ein piezoelektrisches Vibrationselement 110 an einer inneren Ebene 122 eines Bodenabschnitts 121 installiert (beispielsweise dort fixiert). Mit anderen Worten spielt der angeordnete Bodenabschnitt 121 des piezoelektrischen Vibrationselements 110 die Rolle einer vibrierenden Platte, und eine äußere Ebene 123 (nämlich die hintere Ebene der inneren Ebene 122) des Bodenabschnitts 121 bildet eine vibrierende Ebene. Es sei darauf hingewiesen, dass bei der ersten Ausführungsform wie durch eine unterbrochene Linie in 1A angezeigt ist, die äußere Ebene 123 als die Vibrationsebene funktioniert, die in einer kreisförmigen Gestalt in der ebenen Richtung eines Stoßfängers 10 ausgebildet ist (nämlich in einer Richtung entlang der Straßenebene).
Wie ebenfalls in 2 dargestellt ist, ist ein Schallabsorptionsteil 112 an einem peripheren Abschnitt des piezoelektrischen Vibrationselements 110 angeordnet, ausgenommen einer solchen Stelle oder Örtlichkeit, die zur inneren Ebene 122 hinweist bzw. dieser gegenüberliegt. Dieses Schallabsorptionsteil 112 wird dazu verwendet, um Ultraschallwellen zu absorbieren, die innerhalb des Gehäuses 120 ausgestrahlt werden, da das piezoelektrische Vibrationselement 110 gestreckt/komprimiert wird, sodass der Bodenabschnitt 121 des Gehäuses 120 vibriert. Das Schallabsorptionsteil 112 ist aus einem Material wie beispielsweise aus einem Silikonschwamm hergestellt, der eine überlegene Schallabsorptionsqualität aufweist. Es wurde dann ein Abdichtteil 113 an dem Schallabsorptionsteil 112 vorgesehen, ein innerer Abschnitt des Gehäuses 120 wurde dadurch durch das Abdichtteil 113 luftdicht abgeschlossen.
Die Wellenleiter-Einheit 130 wurde vorgesehen, um die Ultraschallwellen zwischen einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs und dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 zu leiten (nämlich der äußeren Ebene 123 als Vibrationsebene), welches in einem inneren Abschnitt (Seite der inneren Ebene 11 des Stoßfängers 10) des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Wellenführung oder der Wellenleiter 130 gemäß der ersten Ausführungsform wurde dadurch hergestellt, indem eine Vielzahl von Rohrabschnitten 132 in Bezug auf ein gleiches Basisteil 131 ausgebildet wurde. Dieser Rohrabschnitt 132 entspricht einem Wellenleiter. Wie in 1B gezeigt ist, wurde ein Öffnungsrand 133 des Rohrabschnitts 132 in einer Ebene des Basisteiles 131 geöffnet und ist einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs über das Durchgangsloch 13 des Stoßfängers 10 unter einer solchen Bedingung ausgesetzt, dass der Rohrabschnitt 132 an dem Stoßfänger 10 montiert ist. Auch wurde der andere Öffnungsrand 136 an eine einer Befestigung dienenden Nut 134 gekoppelt, die in einer gegenüberliegenden Ebene des Basisteiles 131 ausgebildet ist, welches der Ebene gegenüberliegt, um den Öffnungsrand 133 zu bilden. Diese einer Befestigung dienende Nut 134 besteht aus einer solchen Nut, an welcher das Gehäuse 120, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110 enthält, fixiert ist. Unter solch einer Bedingung, dass das Gehäuse 120 an oder in der einer Befestigung dienenden Nut 134 fixiert ist, wurde dann der Öffnungsrand 136 des Rohrabschnitts 132 in einen solchen Zustand gebracht, dass dieser Öffnungsrand 136 auf der Seite des Öffnungsrandes 133 angeordnet ist, wobei ein schmaler Spalt zwischen der äußeren Ebene 123 und dem eigenen Öffnungsrand 136 festgelegt ist. Wie bereits an früherer Stelle erläutert wurde, bildet bei dem Rohrabschnitt 132 der Öffnungsrand 133 einen Öffnungsrand auf der Seite eines Montageabschnitts, während der Öffnungsrand 136 einen Öffnungsrand auf der Seite einer Vibrationsebene bildet.
Als Konstruktionsmaterial des Wellenleiters 130 (Basisteil 131) können irgendwelche Materialien verwendet werden, wenn diese Materialien einen großen Unterschied hinsichtlich der akustischen Impedanzen in Bezug auf ein Medium (Luft) des Fahrzeug-Außenabschnitts besitzen, und in Bezug auf ein Medium (Luft) innerhalb des Rohrabschnitts 132 (beispielsweise ist die akustische Impedanzdifferenz größer als oder gleich mit 1 × 10²) und auch, wenn die Ultraschallwellen in einem höheren Wirkungsgrad an der Wandebene des Basisteiles 131 reflektiert werden können, welches den Rohrabschnitt 132 bildet. Es ist zu bevorzugen, solch ein Material zu verwenden, welches verschieden von dem Material des Gehäuses 120 auf dem technischen Gebiet der Akustik ist. Konkret gesagt kann ein Metallmaterial, ein Harzmaterial, Gummi und ähnliches verwendet werden. Wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform angegeben wurde können in Bezug auf solch eine Struktur, bei der die Vielzahl der Wellenleiter (Rohrabschnitte 132) in einem integralen Körper ausgebildet sind, wenn das Harzmaterial ausgewählt wird, diese Wellenleiter in einfacher Weise hergestellt werden.
Wie in 1A gezeigt ist wurden in Bezug auf die Vielzahl der Rohrabschnitte 132 (nämlich den Wellenleitern) offene Bereiche oder Flächen der jeweiligen Öffnungsränder 133 so eingestellt, dass sie kleiner sind als die Flächen oder Bereiche der entsprechenden äußeren Ebenen 123, die als Vibrationsebenen fungieren. Bei der ersten Ausführungsform, bei welcher die oben beschriebene Bedingung befriedigt werden kann, sind alle Öffnungsränder 133 in einer kreisförmigen Gestalt ausgebildet, deren Gestalten und Abmessungen untereinander gleich sind und ferner wurde auch eine Vielzahl der entsprechenden äußeren Ebenen 123 so eingestellt, dass sie gleiche Gestalten und gleiche Abmessungen aufweisen. Auch sind in allen den Rohrabschnitten 132, Öffnungsbereichen oder Öffnungsflächen der Öffnungsränder 136 auf der Seite der vibrierenden Platten diese im Wesentlichen gleich den Vibrationsebenen ausgebildet (den äußeren Ebenen 123); es sind die Öffnungsbereiche oder Öffnungsflächen der Öffnungsränder 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 kleiner ausgebildet als die Öffnungsbereiche oder Öffnungsflächen der Öffnungsränder 136. Es sind auch bei allen den Rohrabschnitten 132 die Querschnittsgestalten zwischen den Öffnungsrändern 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 und dem Öffnungsrand 136 auf der Seite der Vibrationsebenen (äußere Ebenen 123) in kreisförmigen Gestalten ausgebildet und es sind auch die Bereiche oder Flächen (Rohrdurchmesser) dieser kreisförmigen Querschnittsebenen von den Öffnungsrändern 133 aus erhöht oder vergrößert und zwar zu den Öffnungsrändern 136 hin (Vibrationsebenen).
Wie ebenfalls in 1A gezeigt, ist ein Öffnungsintervall "d (dx, dy)" zwischen aneinandergrenzenden Öffnungsrändern 133 so eingestellt, dass dieser enger oder schmaler ist als ein entsprechender Intervall "D (Dx, Dy)" zwischen den aneinandergrenzenden äußeren Ebenen 123. Bei der ersten Ausführungsform wurde bei Befriedigung der oben beschriebenen Bedingung der Öffnungsintervall d (dx, dy) entlang einer horinzontalen Richtung ("x"-Richtung, die in 1A gezeigt ist) in Bezug auf die Straßenebene so eingestellt, dass dieser äquivalent einem Öffnungsintervall d (dx, dy) entlang einer vertikalen Richtung ("y"-Richtung, die in 1A gezeigt ist) ist und zwar in Bezug auf die Straßenebene. Auch ist der Öffnungsintervall "d" so eingestellt, dass er kürzer ist als oder gleich ist mit einer halben Wellenlänge in Bezug auf eine Wellenlänge einer Ultraschallwelle (bei dieser ersten Ausführungsform wurde der Öffnungsintervall "d" auf eine halbe Wellenlänge eingestellt).
Darüber hinaus wurden die Längen der jeweiligen Rohrabschnitte 132 in solcher Weise eingestellt, dass die Reflexionswellen, die von einem Hindernis verursacht werden, zu den äußeren Ebenen 123 übertragen werden, die als Vibrationsebenen funktionieren, während die wechselseitigen Phasendifferenzen an den Stoßfänger 10 (nämlich den Sende/Empfangs-Ebenen der Ultraschallwellen) beibehalten werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Längen der jeweiligen Rohrabschnitte 132 den Abständen von den Öffnungsrändern 133 bis hin zu den äußeren Ebenen 123 entsprechen. Damit die Reflexionswellen übertragen werden, währen die wechselseitign Phasendifferenzen beibehalten werden, sei nun angenommen, dass eine Länge eines einzelnen Rohrabschnitts 132 mit "L" definiert ist, Längen von anderen Rohrabschnitten 132 lediglich so eingestellt sind, dass sie gleich sind mit "L" oder diese Längen um "L + n☐" verschoben sind (wobei das Symbol "n" eine positive ganze Zahl bezeichnet und das Symbol "☐" die Wellenlänge der Ultraschallwelle bezeichnet). Bei der ersten Ausführungsform sind alle diese vielen Rohrabschnitte 132 so eingestellt, dass sie untereinander gleich sind.
Der Wellenleiter 130, welcher in der oben beschriebenen Weise konstruiert ist, wurde an den Stoßfänger 10 unter solch einer Bedingung fixiert, dass die Gehäuse 120, welche die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 enthalten, in den einer Fixierung dienenden Nuten 134 fixiert wurden. Bei der ersten Ausführungsform wurde ein Abschnitt des Basisteiles 131, welches die Öffnungsabschnitte 133 enthält, in das Durchgangsloch 13 des Stoßfängers 10 eingeführt, während ein anderer Abschnitt des Basisteiles 131, welcher der inneren Ebene 11 des Stoßfängers 10 gegenüberliegt, an der inneren Ebene 11 angeklebt und an dieser fixiert wurde. Dann wurden unter dieser Befestigungsbedingung beide Öffnungsränder 133 (eine Fläche des Basisteiles 131) in einer koplanaren Bedingung oder koplanaren Zustand ausgeführt und zwar in Bezug auf die äußere Ebene 12 des Stoßfängers 10. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Gehäuse 120, welche die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 enthalten, über Vibrations-Absorptionsteile 124 in den entsprechenden einer Fixierung dienenden Nuten 134 fixiert worden sind und zwar in einer solchen Weise, dass die äußeren Ebenen 123, die als Vibrationsebenen funktionieren, auf der Seite der Öffnungsränder 133 gelegen sind. Mit anderen Worten sind die Bodenabschnitte 121, die als Vibrationsebenen fungieren, nicht direkt mit dem Basisteil 131 in Kontakt gebracht (den Öffnungsrändern 136 der Rohrabschnitte 132), welches den Wellenleiter 130 bildet, jedoch unterdrückt das Basisteil 131 auch nicht Vibrationen der Bodenabschnitte 121. Die eine Vibration absorbierenden Teile 124 wurden zu dme Zweck verwendet, um unnötige Vibrationen zu reduzieren, die zwischen den Gehäusen 120 (Bodenabschnitten 121) und dem Wellenleiter 130 (Basisteil 131) transferiert werden und diese wurden beispielsweise aus Silikongummi, Polyurethan und einem ähnlichen Material hergestellt. Es sei auch darauf hingewiesen, dass das Bezugszeichen 135, welches in 1A und in 1B angegeben ist, eine äußere Ebene des Basisteiles 131 anzeigt.
Wie an früherer Stelle beschrieben wurde sind gemäß dem Ultraschallsensor 100 und dem ein Hindernis detektierenden Gerät, welches mit dem Ultraschallsensor 100 ausgerüstet ist, welche die erste Ausführungsform betreffen, die Vibrationsebenen (äußere Ebenen 123) der Gehäuse 130 nicht als Sende-/Empfangs-Ebenen des Stoßfängers 10 des Fahrzeugs verwendet und es sind die Vielzahl der Teile der Rohrabschnitte 132 (Wellenleiter), welche die Ultraschallwellen zwischen dem Stoßfänger 10 und den äußeren Ebenen 123 leiten (piezoelektrische Vibrationselemente 110) in Entsprechung zu den piezoelektrischen Vibrationselementen 110 vorgesehen, sodass die Öffnungsebenen der Öffnungsränder 133 der Rohrabschnitte 132 als Sende-/Empfangs-Ebenen verwendet werden. Auch sind die Öffnungsflächen der Öffnungsränder 133 der Rohrabschnitte 132 kleiner ausgebildet als die Vibrationsebenen (äußere Ebenen 123) und der Öffnungsintervall "d (dx, dy)" der benachbarten Öffnungsränder 133 ist enger ausgebildet als der Intervall "D (Dx, Dy)" der benachbarten Vibrationsebenen (äußere Ebenen 123). Als eine Konsequenz kann der freigelegte Abschnitt des Ultraschallsensors 100, der von dem Stoßfänger 10 des Fahrzeugs aus zu dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs hin frei liegend ist, kleiner ausgebildet werden als derjenige des herkömmlichen Ultra schallsensors, sodass das attraktive Aussehen desselben verbessert werden kann. Insbesondere sind die Öffnungsflächen der Öffnungsränder 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 kleiner ausgebildet als die Öffnungsflächen der Öffnungsränder 136 bei der ersten Ausführungsform. Als ein Ergebnis kann ein attraktives Aussehen noch weiter verbessert werden.
Auch wurden die jeweiligen Längen der Rohrabschnitte 132 in solcher Weise auf Längen eingestellt, durch die die Reflexionswellen zu den Vibrationsebenen übertragen werden können (den äußeren Ebenen 123), während die Phasendifferenzen dieser Reflexionswellen an dem Stoßfänger 10 aufrecht erhalten werden. Als ein Ergebnis kann das Azimut basierend auf den Phasendifferenzen detektiert werden. Spezifischer gesagt kann bei der ersten Ausführungsform, da alle Längen dieser Vielzahl an Rohrabschnitten 132 untereinander gleich ausgeführt sind, die dreidimensionale Größe der Sensoren kompakt gestaltet werden. Zusätzlich ist der Öffnungsintervall "d" der benachbarten Öffnungsränder 133 schmaler ausgebildet als der Intervall "D" der benachbarten Vibrationsebenen (Ausgangsebenen 123). Als ein Ergebnis kann das Azimut basierend auf den Phasendifferenzen innerhalb eines weiteren Bereiches detektiert werden als demjenigen des herkömmlichen Ultraschallsensors. Speziell wird der Öffnungsintervall "d" der benachbarten Öffnungsränder 133 so ausgebildet, dass er kürzer ist als oder gleich ist mit einer halben Wellenlänge in Bezug auf die Wellenlänge der Ultraschallwelle. Als ein Ergebnis wird es möglich das Azimut des Hindernisses über einen weiten Bereich hinweg zu detektieren, der größer ist als oder gleich ist mit ± 90 Grad in Bezug auf die Zentrumsachse der Vibrationsebenen (Ausgangsebenen 123). Wenn der Ultraschallsensor 100 eine solche Anordnung aufweist, kann im Wesentlichen der gesamte Bereich oder die gesamte Fläche der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 (dem Empfang dienende piezoelektrischen Vibrationselemente) entlang der Anordnungsrichtung als Fläche konstruiert werden, welche die Möglichkeit bietet das Azimut in einem solchen Fall zu detektieren, dass der Montageabschnitt, wo der Ultraschallsensor 100 fixiert ist, solch eine Ebene wie dem Stoßfänger 10 darstellt. Auch werden die Seitenkeulen gegeneinander ausgelöscht, sodass es möglich wird eine fehlerhafte Detektion in Verbindung mit dem Azimut eines Hindernisses zu reduzieren und/oder zu vermeiden. Wie bereits an früherer Stelle beschrieben wurde sind die Öffnungsebenen, da die Wellenleiter 130 verwendet werden, und zwar die Öffnungsebenen der Öffnungsränder 133 als Sende-/Empfangs-Ebenen ausgebildet. Als ein Ergebnis kann, da die Steifigkeit des Gehäuses 120 nicht abgesenkt wird (nämlich ohne Absenken der Anti-Stoß-Charakteristik in Bezug auf einen Sprungstein (jumping stone) und so weiter) detektiert werden und zwar basierend auf der Phasendifferenz und über einen weiten Bereich hinweg.
Da auch die Öffnungsebenen der Öffnungsränder oder Öffnungskanten 133 der Rohrabschnitte 132 als Sende-/Empfangs-Ebenen ausgebildet sind, wird es möglich eine Kollision mit fremden Artikeln oder Teilchen an den Vibrationsebenen (Ausgangsebenen 123) der Gehäuse 120 zu reduzieren. Mit anderen Worten wird es möglich ein solches Risiko zu reduzieren, dass, da die fremden Artikel (speziell Sprungsteine oder Schlagsteine) mit den Gehäusen 120 kollidieren, die Bodenabschnitte 121 der Gehäuse 120 und die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 kollidieren, zu reduzieren und das Risiko, dass diese Einrichtungen brechen, zu reduzieren (es kann nämlich die Anti-Stoß-Charakteristik des Ultraschallsensors 100 verbessert werden).
Auch stellt die erste Ausführungsform ein solches Beispiel dar, dass, weil der Ultraschallsensor 100 mit der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 ausgerüstet ist, welche die Übertragungsfunktion haben, die Ultraschallwellen gleichzeitig von der Vielzahl der einer Aussendung dienenden piezoelektrischen Vibrationselemente 110 ausgesendet werden. In Einklang mit dieser Konstruktion oder Struktur kann der Schalldruck verbessert und zwar verglichen mit demjenigen eines Ultraschallsensors, der ein einem Sendezweck dienendes piezoelektrisches Vibrationselement 110 enthält. Als ein Ergebnis kann die Richtselektivität eingeengt werden und es kann der Detektionsabstand vergrößert werden.
Auch wurde ein solches Beispiel angeführt, bei dem jedes der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 gemeinsam die Sendefunktion und die Empfangsfunktion aufweist. Jedoch kann der Ultraschallsensor auch alternativ mit piezoelektrischen Vibra tionselementen 110 ausgestattet sein, die entweder nur eine Sendefunktion oder nur eine Empfangsfunktion aufweisen. Die Wellenleiter 130 können alternativ in Entsprechung mit wenigstens den einen Empfang dienenden piezoelektrischen Vibrationselementen 110 angeordnet sein. Wie aus der ersten Ausführungsform hervorgeht, kann, wenn die Wellenleiter 130 auch in Bezug auf die einem Sendezweck dienenden piezoelektrischen Vibrationselemente 110 angeordnet sind (bei der ersten Ausführungsform haben die piezoelektrischen Vibrationselemente beide Funktionen gemäß einem Senden/Empfangen) die Richtcharakteristik der Sendewellen ebenso gesteuert werden und zwar basierend auf den Gestalten und den Abmessungen der Öffnungsränder 133. Wenn darüber hinaus eine Vielzahl von Teilen der einer Sendung dienenden piezoelektrischen Vibrationselemente 110 vorgesehen sind und wenn der Öffnungsintervall "d" der Öffnungsränder 133 kürzer eingestellt ist oder gleich eingestellt ist mit der halben Wellenlänge in Bezug auf die Wellenlänge der Ultraschallwelle, können die Seitenkeulen gegeneinander aufgehoben werden bzw. diese löschen sich gegenseitig, sodass die Richtcharakteristik noch schmaler ausgebildet werden kann.
Auch sind bei der ersten Ausführungsform bei den jeweiligen Rohrabschnitten 132 die Öffnungsgestalten und die Öffnungsabmessungen der Öffnungsabschnitte 133 untereinander gleich gemacht bzw. gleich ausgeführt. Als eine Konsequenz können die Seitenkeulen sich leicht gegenseitig auslöschen, sodass die synthetisierte Richtungscharakteristik in einfacher Weise gesteuert werden kann.
Auch stellt die erste Ausführungsform ein Beispiel dafür dar, dass die Gehäuse 120, welche die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 aufnehmen, über ein Vibrations-Absorptionsteil 124 an dem Basisteil 131 des Wellenleiters 130 fixiert sind. Jedoch in einem Fall, bei dem das Basisteil 131 aus einem Material (beispielsweise aus Gummi) hergestellt ist, welches kaum unerwünschte Vibrationen übertragen kann, kann das oben beschriebene Vibrations-Absoprtionsteil 124 auch alternativ weggelassen werden.
Auch stellt die erste Ausführungsform ein Beispiel dafür dar, dass die Öffnungsflächen der Öffnungsränder 136 auf der Seite der Vibrationsebenen im Wesentlichen gleich gemacht sind den Vibrationsebenen (Ausgangs- oder Austrittsebenen 123). Jedoch können die Öffnungsflächen der Öffnungsränder 136 auf der Seite der Vibrationsebenen auch kleiner ausgebildet sein als die vibrierenden Ebenen (Austrittsebenen 123). In diesem alternativen Fall kann ein schmaler Spalt zwischen den Austrittsebenen 123 und den Öffnungsrändern 136 ausgebildet sein, wobei der schmale Spalt die Vibrationen an den Bodenebenen 121 nicht unterdrücken kann, die als Vibrationsplatten fungieren und ferner können die Ultraschallwellen aus diesem schmalen Spalt nicht herauslecken.
Die erste Ausführungsform stellt auch ein Beispiel dafür dar, dass das Basisteil 131 (die Öffnungsränder 136 der Rohrabschnitte 132) nicht in Kontakt mit der äußeren Ebene 123 steht, die als Vibrationsebene funktioniert. Während jedoch das Basisteil 131 (die Öffnungsränder 136 der Rohrabschnitte 132) alternativ mit einem Abschnitt der äußeren Ebene 123 in Kontakt stehen kann, kann solch ein Abschnitt innerhalb der äußeren Ebene 123, verschieden von den Abschnitten, deren Vibrationen durch das Basisteil 131 eingeschränkt werden, als Vibrationsebene konstruiert sein.
Ferner stellt die erste Ausführungsform auch ein Beispiel dafür dar, dass die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 in kreisförmigen Gestalten ausgeführt sind. Jedoch sind die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 nicht nur auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Beispielsweise können die Querschnittsgestalten in einer rechteckförmigen Gestalt und in irgendwelchen polygonalen Gestalten ausgeführt sein, ausgenommen dieser rechteckförmigen Gestalt. Jedoch gilt je enger die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 den Kreisgestalten angenähert sind, desto niedriger wird die Interferenz, die die Ultraschallwellen als Ursache reduzieren können. Als eine Konsequenz werden, wie bei der ersten Ausführungsform realisiert, die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 in bevorzugter Weise als kreisförmige Querschnittsgestalten ausgeführt.
(ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM)
3A und 3B zeigen Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors 100 gemäß der zweiten Ausführungsform zu veranschaulichen: 3A zeigt eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor 100; und 3B zeigt eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors 100 und zwar entlang einer Linie IIIB-IIIB in 3A. Es sei darauf hingewiesen, dass 3A und 3B der 1A bzw. der 1B entsprechen.
Da der Ultraschallsensor 100 und ein ein Hindernis detektierendes Gerät, welches diesen Ultraschallsensor 100 enthält und zwar entsprechend der zweiten Ausführungsform viele gemeinsame technische Merkmale und Ideen enthält und zwar in Bezug auf den Ultraschallsensor 100 und das ein Hindernis detektierende Gerät, welches den Ultraschallsensor 100 enthält, wie diese bei der ersten Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurden, wird hier eine detaillierte Beschreibung dieser gemeinsamen technischen Merkmale weggelassen und es werden lediglich abweichende technische Merkmale hauptsächlich in der weiter unten folgenden Beschreibung erläutert.
Bei der ersten Ausführungsform wurde das weiter unten erläuterte Beispiel offenbart: das heißt es ist das gleiche Medium (Luft) wie dasjenige des äußeren Abschnitts des Fahrzeugs in jedem der Rohrabschnitte 132 der Wellenleiter 130 enthalten. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist bei der zweiten Ausführungsform gemäß der Darstellung in 3A und in 3B der Ultraschallsensor 100 so ausgebildet, dass die inneren Abschnitte der Rohrabschnitte 132 mit einem akustischen Anpassungsglied 140 gefüllt wurden. Das akustische Anpassungsglied 140 besitzt eine solche akustische Impedanz zwischen einer akustischen Impedanz eines Mediums (Luft) eines Fahrzeug-Außenabschnitts, und einer akustischen Impedanz eines Bodenabschnitts 121 (Aluminium, um ein Beispiel zu nennen) eines Gehäuses 120. Es sei darauf hingewiesen, dass eine akustische Impedanz (Kg/m²s) einen Wert darstellt, der für ein Medium spezifisch ist und durch "pc" bestimmt wird (wobei das Symbol "p" die Dichte bezeichnet und das Symbol "c" die Schallgeschwindigkeit bezeichnet). Eine akustische Impedanz von Luft entspricht somit 4,1 × 10² (bei 15°C) und eine akustische Impedanz von Aluminium entspricht dann 1,4 × 10⁷.
Eine Ultraschallwelle besitzt eine solche Eigenschaft, dass gilt und zwar zwischen den Teilen, die unterschiedliche akustische Impedanzen aufweisen, je größer die Differenz in diesen akustischen Impedanzen wird, desto größer die Reflexionsbeträge werden bzw. vergrößert werden. Wie bereits an früherer Stelle beschrieben wurde, bildet eine akustische Impedanz eines akustischen Anpassungsgliedes 140 eine solche akustische Impedanz zwischen einer akustischen Impedanz wie einer Atmosphäre eines Fahrzeug-Außenabschnitts und einer akustischen Impedanz in Bezug auf einen Bodenabschnitt 121 eines Gehäuses 120. Als eine Konsequenz kann gemäß dem Ultraschallsensor 100 und dem ein Hindernis detektierenden Gerät, welches den Ultraschallsensor 100 enthält, welche die zweite Ausführungsform bilden, ein Reflexionsbetrag der Ultraschallwellen, der zwischen dem Fahrzeug-Außenabschnitt und den akustischen Anpassungsgliedern 140 auftritt, reduziert werden und zusätzlich kann der Reflexionsbetrag oder das Reflexionsausmaß der Ultraschallwellen, welches zwischen den akustischen Anpassungsgliedern 140 und den Bodenabschnitten 121 der Gehäuse 120 auftritt, reduziert werden. Darüber hinaus können als Konsequenz die Übertragungsbeträge der Ultraschallwellen zwischen dem Fahrzeug-Außenabschnitt und den Bodenabschnitten 121 (den piezoelektrischen Vibrationselementen 110) der Gehäuse 120 vergrößert werden und zwar verglichen mit denjenigen einer solchen Sensorstruktur, bei der die akustischen Anpassungsglieder 140 nicht vorgesehen sind.
Wie in 3A und in 3B dargestellt ist, wurden die akustischen Anpassungsglieder 140 innerhalb der jeweiligen Rohrabschnitte 132 ohne Bildung irgendeines Spaltes in einer solchen Weise angeordnet, dass die Öffnungsabschnitte 133 durch die akustischen Anpassungsglieder 140 blockiert sind. Als ein Ergebnis wird es möglich zu vermeiden, dass fremde Artikel wie beispielsweise Schlagsteine oder Sprungsteine, Wasser, Wachs, wenn das Fahrzeug gewaschen wird, in die Rohrabschnitte 132 eindringen. Mit anderen Worten wird es möglich zu vermeiden, dass die Detektionspräzision abgesenkt wird, was durch die oben beschriebenen fremden Gegenstände oder Artikel verursacht wird. Es wird auch möglich in bestimmter Weise zu vermeiden, dass die fremden Teile oder Artikel (speziell Schlagsteine oder Sprungsteine) mit den Vibrationsebenen (nämlich den äußeren Ebenen 123) des Gehäuses 120 kollidieren. Als ein Ergebnis wird es möglich zu vermeiden, dass die Bodenabschnitte 121 des Gehäuses 120 und die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 beschädigt oder zerbrochen werden (es kann nämlich die Anti-Stoß-Charakteristik des Ultraschallsensors 100 verbessert werden). Es sei auch darauf hingewiesen, dass bei dieser zweiten Ausführungsform solche Abschnitte der akustischen Anpassungsglieder 140, die dem äußeren Abschnitt über das Durchgangsloch 13 des Stoßfängers 10 ausgesetzt sind, koplanar in Bezug auf die Öffnungsebene der Öffnungsränder 133 ausgebildet sind. Als eine Konsequenz erhält der Ultraschallsensor 100 ein bevorzugte attraktives Aussehen.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass dann, wenn jegliche Teile die oben erläuterten Bedingungen befriedigen können wie beispielsweise die akustischen Anpassungsglieder 140, auch irgendwelche anderen Teile alternativ verwendet werden können. In bevorzugter Weise wird unter den Materialien (Aluminium) zum Konstruieren der Bodenabschnitte 121 der Gehäuse 120 und dem Medium (Luft) des Fahrzeug-Außenabschnitts in bevorzugter Weise ein solches Teil verwendet, welches eine akustische Impedanz besitzt, die derjenigen des Mediums des Fahrzeug-Außenabschnitts angepasst oder angenähert ist. Als derartige akustische Anpassungsglieder 140 können Glieder, deren Dichte abgesenkt worden ist, beispielsweise als akustische Anpassungsglieder verwendet werden, die in einer porösen Gestalt ausgebildet sind oder indem diese eine große Anzahl von Leerstellen enthalten (welche Luft enthalten). Wenn solch ein akustisches Anpassungsglied 140 verwendet wird, kann der Reflexionsbetrag der Ultraschallwellen, der zwischen dem Medium (Luft) des Fahrzeug-Außenabschnitts und dem akustischen Anpassungsglied 140 auftritt, reduziert werden und zwar verglichen mit einem Fall, bei dem ein Material mit einer Dichte verwendet wird, die eng bei derjenigen des Materials liegt, welches den Bodenabschnitt 121 des Gehäuses 120 bildet. Auch können die äußeren Ebenen 123, die als Vibrationsebenen funktionieren, in einfacher Weise in Vibration versetzt werden, indem diese Vibrationen der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 empfangen und/oder die Reflexionswellen empfangen.
(DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM)
Die 4A und 4B zeigen Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors 100 gemäß der dritten Ausführungsform zu veranschaulichen: 4A ist eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor 100; und 4B zeigt eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors 100 und zwar entlang einer Linie IVB-IVB in 4A. Es sei darauf hingewiesen, dass 4A und 4B der 1A bzw. 1B entsprechen.
Da der Ultraschallsensor 100 und das ein Hindernis detekierende Gerät, welches den Ultraschallsensor 100 enthält entsprechend der dritten Ausführungsform viele gemeinsame technische Merkmale in Bezug auf den Ultraschallsensor 100 und das ein Hindernis detektierende Gerät, welches den Ultraschallsensor enthält, aufweisen, die auch schon bei der ersten Ausführungsform gezeigt wurden, wird hier eine detaillierte Beschreibung dieser gemeinsamen technischen Merkmale weggelassen und es werden lediglich unterschiedliche oder abweichende technische Merkmale und Ideen in der folgenden Beschreibung hauptsächlich erläutert.
Bei der ersten Ausführungsform wurde das weiter unten beschriebene Beispiel offenbart: das heißt es sind eine Vielzahl von Rohrabschnitten 132 in Bezug auf ein Basisteil 131 vorgesehen, wobei diese Vielzahl an Rohrabschnitten 132 in Form eines integralen Körpers hergestellt wurden und zwar in Form von einem Wellenleiter (waveguide) 130. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist bei der dritten Ausführungsform gemäß der Darstellung in 4A und in 4B der Ultraschallsensor 100 so ausgebildet, dass die Rohrabschnitte 132 in eine Vielzahl von getrennten Rohrabschnitten ausgebildet sind und zwar in Entsprechung zu den piezoelektrischen Vibrationselementen 110 und wobei ein einzelner Wellenleiter 130 (Basisteil 131) mit einem einzelnen Rohrabschnitt 132 ausgerüstet ist. Um dies noch konkreter darzustellen enthält, während das Basisteil 131, welches bei der ersten Ausführungsform erläutert wurde, in einer Richtung entlang der horizontalen Richtung und in einer anderen Richtung entlang der vertikalen Richtung in Bezug auf die Straßenebene aufgeteilt worden ist, der Ultraschallsensor 100 4 Stücke an Wellenleitern 130 (Basisteile 131), die mit einem Rohrabschnitt 132 ausgestattet sind. Dann wurde unter einem derartigen Zustand oder Bedingung, dass ein unerwünschte Vibrationen reduzierendes Teil 150 mit einer akustischen Impedanz, die verschieden ist von der akustischen Impedanz des Basisteiles 131 unter den jeweiligen aufgeteilten Ebenen angeordnet wurde, die Wellenleiter 130 innerhalb des gleichen Gehäuses aufgenommen oder gespeichert, sodass diese darin festgehalten sind. Das eine unerwünschte Vibration reduzierende Teil oder Teile 150 werden dazu verwendet, um unerwünschte Vibrationen zu reduzieren, die unter den Wellenleitern 130 (Basisteile 131) übertragen werden. Ähnlich den oben beschriebenen eine Vibration absorbierenden Materialien 124 wurden diese eine unerwünschte Vibration reduzierenden Teile 150 in solcher Weise konstruiert, dass beispielsweise Silikongummi und Polyurethan verwendet wurde. Es sei darauf hingewiesen, dass unter solch einer Bedingung, dass die jeweiligen Wellenleiter 130 in einem Gehäuse 151 in Lage gehalten werden, Strukturen oder Konstruktionen verschieden von der oben beschriebenen Struktur oder Konstruktion identisch mit denjenigen des Ultraschallsensors 100 sind, die bei der ersten Ausführungsform dargelegt wurden.
Wie bereits an früherer Stelle dargelegt wurde können gemäß dem Ultraschallsensor 100 und dem ein Hindernis detektierenden Gerät, welches den Ultraschallsensor 100 enthält, welche die dritte Ausführungsform bilden, da die Basisteile 131 in Bezug auf einen Rohrabschnitt 132 aufgeteilt wurden, die unerwünschten Vibrationen unter den Wellenleitern 130 (den Rohrabschnitten 132) übertragen werden und diese Übertragung kann reduziert werden und zwar verglichen mit dem Fall eines Ultraschallsensors 100, der bei der ersten Ausführungsform dargestellt ist. Darüber hinaus wurden bei der dritten Ausführungsform die eine unerwünschte Vibration reduzierenden Glieder oder Teile 150 unter den jeweils aufgeteilten Ebenen der Basisteile 131 angeordnet, sodass unerwünschte Vibrationen effektiver reduziert werden können.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass die bei der dritten Ausführungsform veranschaulichte Struktur oder Konstruktion mit der Konstruktion kombiniert werden kann, die bei der ersten Ausführungsform realisiert ist, jedoch auch mit einer Struktur oder Konstruktion kombinierten werden kann, die die zweite Ausführungsform betrifft.
(VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM)
5A und 5B zeigen Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors 100 gemäß der vierten Ausführungsform wiederzugeben: 5A zeigt eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor 100; und 5B ist eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors 100 und zwar entlang einer Linie VB-VB von 5A. Es sei darauf hingewiesen, dass 5A und 5B der 1A bzw. 1B entsprechen.
Da der Ultraschallsensor 100 und das ein Hindernis detektierende Gerät, welches diesen Ultraschallsensor 100 enthält, gemäß der vierten Ausführungsform viele gemeinsame technische Merkmale in Bezug auf den Ultraschallsensor 100 und das ein Hindernis detektierende Gerät aufweisen, welches den Ultraschallsensor 100 enthält, welche Merkmale in Verbindung mit der ersten Ausführungsform dargestellt wurden, wird hier eine detaillierte Beschreibung dieser gemeinsamen technischen Merkmale weggelassen und es werden lediglich abweichende technische Merkmale und Ideen in der folgenden Beschreibung hauptsächlich wiedergegeben.
Bei der ersten Ausführungsform wurde das weiter unten beschriebene Beispiel offenbart: das heißt der Öffnungsbereich des Öffnungsrandes 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 ist schmaler ausgebildet als der Bereich oder die Fläche der äußeren Ebene 123, die als Vibrationsebene dient und ferner auch kleiner als die Öffnungsfläche des Öffnungsrandes 136 auf der Seite der Vibrationsebene. Mit anderen Worten stellt die erste Ausführungsform ein Beispiel dafür dar, dass bei dem Rohrabschnitt 132 der Durchmesser (Querschnittsfläche) des Rohrabschnitts 132 von dem Öffnungsrand 133 aus zu dem Öffnungsrand 136 (der Vibrationsebene) zunimmt. Bei solch einer Anordnung ist der Rohrdurchmesser (Querschnittsfläche) des Rohrabschnitts 132 in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung der Reflexionswellen (Empfangswellen) vergrößert. Als ein Ergebnis kann die Interferenz mit dem Rohrabschnitt 132 in Bezug auf die Reflexions wellen reduziert werden. Jedoch ist der Rohrdurchmesser (die Querschnittsfläche) des Rohrabschnitts 132 in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung der Sendewellen reduziert. Als ein Ergebnis entsteht ein Risiko dafür, dass eine Interferenz innerhalb des Rohrabschnitts 132 in Bezug auf die Sendewellen auftreten kann.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform sind bei dieser vierten Ausführungsform, wie beispielsweise in 5A und 5B gezeigt ist, die Rohrabschnitte 132 mit kreisförmigen Querschnittsebenen ausgebildet und in dieser Form verwendet, es sind die Öffnungsflächen der Öffnungsränder 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 kleiner ausgebildet als die Flächen der äußeren Ebenen 123, die als Vibrationsebenen arbeiten, und ferner sind diese auch größer ausgebildet als die Öffnungsflächen der Öffnungsränder 136 auf der Seite der Vibrationsebenen. Mit anderen Worten wurden die Rohrdurchmesser (Querschnittsflächen), die von den Öffnungsrändern 133 zu den Öffnungsrändern 136 (den Vibrationsebenen) hin verlaufen, kleiner ausgebildet. Es sei hier darauf hingewiesen, dass, gesehen von dem Außenabschnitt des Fahrzeugs, die Öffnungsränder 136 in solcher Weise angeordnet worden sind, dass diese Öffnungsränder 136 sich mit den äußeren Ebenen 123 überlappen und dass kleine Spalte zwischen den äußeren Ebenen 123 und den Öffnungsrändern 136 ausgebildet worden sind. Die kleinen Spalte unterdrücken jedoch die Vibrationen der Bodenabschnitte 121 nicht, die als Vibrationsplatten funktionieren und es können auch keine Ultraschallwellen aus diesen kleinen Spalten herauslecken. In 5A ist die Darstellung der äußeren Ebenen 123, die bei der ersten Ausführungsform gezeigt ist, weggelassen und es sind die Öffnungsränder 136 veranschaulicht.
Wie an früherer Stelle dargelegt wurde, können gemäß dem Ultraschallsensor 100 und dem ein Hindernis detektierendem Gerät, welches den Ultraschallsensor 100 enthält, und welche die vierte Ausführungsform betreffen, speziell die Sendewellen von den äußeren Ebenen 123 zu den Öffnungsrändern 133 mit einem höheren Wirkungsgrad übertragen werden.
Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform werden alle die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 in der Sende-/Empfangs-Betriebsart bei der vierten Ausführungsform betrieben. Als ein Ergebnis werden die Rohrdurchmesser (Querschnittsflächen) der Rohrabschnitte 132 in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung der Reflexionswellen kleiner. Es entsteht somit ein Risiko dafür, dass eine Interferenz innerhalb der Rohrabschnitte 132 auftritt, die in dem Empfangsmodus arbeiten. Unter solchen Umständen kann beispielsweise gemäß der Darstellung in 6, wobei ein piezoelektrisches Vibrationselement 110 in zwei Teile gemäß einem piezoelektrischen Vibrationselement 110a, welches ausschließlich im Sendemodus betrieben wird, und einem piezoelektrischen Vibrationselement 110b aufgeteilt werden, welches exklusiv in dem Empfangsmodus betrieben wird, ein Rohrabschnitt 132 in solch einen Rohrabschnitt 132a (Öffnungsränder 133a und 136a), der in geeigneter Weise in dem Sendemodus betrieben wird (siehe die vierte Ausführungsform) und einen anderen Rohrabschnitt 132b aufgeteilt werden (Öffnungsränder 133b und 133b), der in geeigneter Weise in dem Empfangsmodus betrieben wird (siehe erste Ausführungsform). Wenn eine derartige Konstruktion bei dem Ultraschallsensor 100 verwendet wird, können die Übertragungswirkungsgrade der Ultraschallwellen sowohl in dem Sendemodus als auch in dem Empfangsmodus verbessert werden. 6 zeigt eine Querschnittsansicht, um die oben beschriebene Modifikation darzustellen.
Ferner stellt die vierte Ausführungsform ein Beispiel dafür dar, dass die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 als kreisförmige Gestalten ausgeführt sind. Jedoch sind die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 nicht nur auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Beispielsweise können die Querschnittsgestalten in einer rechteckförmigen Gestalt und irgendeiner polygonalen Gestalt ausgenommen dieser rechteckförmigen Gestalt ausgeführt sein. Je enger sich jedoch die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 den kreisförmigen Gestalten annähern, desto niedriger wird die Interferenz, die durch die Ultraschallwellen verursacht wird und desto weiter kann dieser reduziert werden. Als eine Konsequenz sind gemäß der Darstellung der vierten Ausführungsform die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 in bevorzugter Weise als kreisförmige Querschnittsgestalten ausgeführt.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Strukturen (welche Modifikationen enthalten), die bei der vierten Ausführungsform dargestellt sind, mit der Struktur kombiniert werden können, die bei der ersten Ausführungsform dargestellt sind und auch mit der Struktur kombiniert werden können, die bei der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform dargestellt ist.
(FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM)
7A und 7B sind Diagramme, um schematisch eine Struktur eines Ultraschallsensors 100 gemäß der fünften Ausführungsform zu veranschaulichen: 7A ist eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor 100, und 7B zeigt eine Querschnittsansicht des Ultraschallsensors 100 und zwar entlang einer Linie VIIB-VIIB in 7A. Es sei erwähnt, dass 7A und 7B der 1A bzw. 1B entsprechen.
Da der Ultraschallsensor 100 und das ein Hindernis detektierende Gerät, welches den Ultraschallsensor 100 enthält, gemäß der fünften Ausführungsform viele gemeinsame technische Merkmale in Bezug auf den Ultraschallsensor 100 und das ein Hindernis detektierende Gerät, welches den Ultraschallsensor 100 enthält, aufweisen, die bei der ersten und bei der vierten Ausführungsform gezeigt sind, wird eine detaillierte Beschreibung dieser gemeinsamen technischen Merkmale und Ideen weggelassen und es werden unterschiedliche technische Merkmale hauptsächlich in der folgenden Beschreibung erläutert.
Bei der ersten Ausführungsform wurde ein Beispiel mit den unten aufgeführten Merkmalen offenbart: das heißt es sind Rohrdurchmesser (Querschnittsflächen) der Rohrabschnitte 132 von den Öffnungsrändern 133 an zu den Öffnungsrändern 136 (Vibrationsebenen) vergrößert. Auch stellt die vierte Ausführungsform ein Beispiel dafür dar, dass die Rohrdurchmesser (Querschnittsflächen) der Rohrabschnitte 132 von den Öffnungsrändern 133 aus zu den Öffnungsrändern 136 (Vibrationsebenen) hin abnehmen. Im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen sind bei der fünften Ausführungs form, wie sie beispielsweise in 7A und in 7B veranschaulicht ist, die Rohrdurchmesser innerhalb der Rohrabschnitte 132, welche kreisförmige Querschnittsgestalten aufweisen, konstant ausgeführt. Mit anderen Worten sind in dem gleichen Rohrabschnitt 132 eine Querschnittsgestalt und eine Querschnittsfläche konstant ausgebildet und zwar jeweils zwischen dem Öffnungsrand 133 desselben auf der Seite des Stoßfängers 10 und dem anderen Öffnungsrand 136 desselben auf der Seite der Vibrationsebene. Es sei auch in Verbindung mit dieser fünften Ausführungsform darauf hingewiesen, dass gesehen von dem Außenabschnitt des Fahrzeugs aus die Öffnungsränder 136 in einer solchen Weise angeordnet worden sind, dass diese Öffnungsränder 136 sich mit den äußeren Ebenen 123 überlappen und kleine Spalte zwischen den äußeren Ebenen 123 und den Öffnungsrändern 136 gebildet worden sind. Die kleinen Spalte unterdrücken jedoch die Vibrationen der Bodenabschnitte 121 nicht, die als Vibrationsplatten arbeiten und es können auch keine Ultraschallwellen aus diesen kleinen Spalten entweichen. In 7A ist die Darstellung der äußeren Ebenen 123, die bei der ersten Ausführungsform veranschaulicht sind, weggelassen und es sind die Öffnungsränder 136 veranschaulicht.
Wie an früherer Stelle beschrieben wurde, sind gemäß dem Ultraschallsensor 100 und dem ein Hindernis detektierendem Gerät, welches diesen Ultraschallsensor 100 enthält, welche die fünfte Ausführungsform betreffen, beide Querschnittsgestalten und auch die Rohrdurchmesser (Querschnittsflächen) jeweils konstant ausgebildet. Als ein Ergebnis kann eine Interferenz von entweder den Sendewellen oder den Empfangswellen, die innerhalb des Rohrabschnitts 132 auftritt, reduziert werden. Mit anderen Worten können entweder die Sendewellen oder Empfangswellen mit einem hohen Wirkungsgrad zwischen den äußeren Ebenen 123 und den Öffnungsrändern 133 übertragen werden.
Ähnlich der ersten Ausführungsform sind bei der fünften Ausführungsform alle piezoelektrischen Vibrationselemente 110 sowohl in dem Sende- als auch Empfangsmodus betrieben und ferner sind die Querschnittsgestalten und die Rohrdurchmesser (Querschnittsflächen) in allen den Rohrabschnitten 132 jeweils konstant ausgebildet.
Jedoch können aus der Vielzahl der Rohrabschnitte 132 wenigstens irgendeiner der Rohrabschnitte 132, die bei der ersten Ausführungsform gezeigt sind, und Rohrabschnitte 132, die bei der vierten Ausführungsform gezeigt sind, alternativ in Kombination mit den Rohrabschnitten 132 vorgesehen werden, die bei dieser fünften Ausführungsform vorhanden sind.
Ferner stellt die fünfte Ausführungsform ein Beispiel dafür dar, dass die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 in kreisförmigen Gestalten ausgeführt sind. Jedoch sind die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 nicht nur auf das zuvor beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise können die Querschnittsgestalten in einer rechteckförmigen Gestalt und in irgendwelchen polygonalen Gestalten, ausgenommen dieser rechteckförmigen Gestalt ausgeführt sein. Bei irgendwelchen diesen Querschnittsgestalten können die Querschnittsflächen zwischen den Öffnungsrändern 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 und den Öffnungsrändern 136 auf der Seite der Vibrationsebenen konstant ausgebildet sein. Je enger jedoch die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 an die kreisförmigen Gestalten angenähert sind, desto geringer ist die Interferenz, die an den Ultraschallwellen verursacht wird und desto weiter kann dieser reduziert werden. Als eine Konsequenz sind gemäß der Darstellung der fünften Ausführungsform die Querschnittsgestalten der Rohrabschnitte 132 in bevorzugter Weise in kreisförmigen Querschnittsgestalten ausgeführt.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass die bei dieser fünften Ausführungsform angegebene Konstruktion mit der Konstruktion oder Struktur der zweiten Ausführungsform kombiniert werden kann und auch mit der Konstruktion oder Struktur gemäß der dritten Ausführungsform kombiniert werden kann.
Bei den Ausführungsformen wurden Beispiele offenbart, bei denen der Ultraschallsensor 100 an dem Stoßfänger 10 des Fahrzeugs als sich bewegendes Objekt montiert ist. Jedoch ist das sich bewegende Objekt nicht nur auf ein Fahrzeug beschränkt und die Sensormontageeinheit ist auch nicht nur für die Montage an dem Stoß fänger 10 beschränkt. Selbst wenn ein Fahrzeug verwendet wird, kann der Ultraschallsensor 100 beispielsweise an dem Fahrgestell dieses Fahrzeugs montiert werden.
Die fünfte Ausführungsform stellt ein Beispiel dafür dar, dass die Öffnungsgestalten der Öffnungsränder 133 kreisförmige Gestalten sind, die zur Seite der äußeren Ebene 12 des Stoßfängers 10 bei der Vielzahl der Rohrabschnitte 132 freiliegend sind. Jedoch kann die Öffnungsgestalt von jedem der Öffnungsränder 133 alternativ so ausgebildet werden, wie als Beispiel in 8 gezeigt ist. Das heißt die Längen der Öffnungsgestalt sind verschieden voneinander und zwar entlang zweier axialer Richtungen (nämlich sowohl in der horizontalen Richtung als auch in der vertikalen Richtung in Bezug auf die Straßenebene in 8 ähnlich wie in 1), welche senkrecht zu den Öffnungsebenen verlaufen. Gemäß diesem alternativen Fall kann die Richtcharakteristik des Ultraschallsensors in den zwei axialen Richtungen voneinander verschieden sein (es kann nämlich eine abweichende Richtungscharakteristik erreicht werden). Es sei erwähnt, dass in Einklang mit der in 8 gezeigten Konstruktion, da die Öffnungsweite schmaler ist entlang der horizontalen Richtung und weiter ist entlang der vertikalen Richtung, der Ultraschallsensor 100 die weite Richtcharakteristik entlang der horizontalen Richtung aufweisen kann und die schmale Richtcharakteristik entlang der vertikalen Richtung aufweisen kann. 8 ist eine Draufsicht, um diese modifizierte Ausführungsform darzustellen, und entspricht 1A.
Die fünfte Ausführungsform stellt auch ein Beispiel dafür dar, dass alle die Öffnungsgestalten und Öffnungsabmessungen der Öffnungsränder 133, die zu der Seite der äußeren Ebene 12 des Stoßfängers 10 hin frei liegen, untereinander in Bezug auf die Vielzahl der Rohrabschnitte 132 gleich eingestellt sind. Wie jedoch beispielsweise in 9 dargestellt ist, können die Öffnungsgestalten alternativ so eingestellt sein, dass sie vielfältig verschiedene Gestalten sind (wenigstens ein Öffnungsrand 133 verläuft abweichend von einem anderen Öffnungsrand 133). Da die Richtcharakteristik des Ultraschallsensors 100 basierend auf den Gestalten und Abmessungen der Öffnungsränder 133 bestimmt wird, kann die Richtcharakteristik im Ansprechen auf die Öffnungsgestalten umgeschaltet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die in 9 gezeigte Kon struktion unter 4 Stücken von Öffnungsrändern 144 Öffnungsweiten in Form von zwei Teilen der Öffnungsränder 133 schmaler entlang der horizontalen Richtung ausgebildet sind und weiter entlang der vertikalen Richtung ausgebildet sind, während die Öffnungsweiten von zwei Stücken der verbleibenden Öffnungsränder 133 entlang der horizontalen Richtung weiter ausgebildet sind und entlang der vertikalen Richtung schmaler ausgebildet sind. 9 zeigt eine Draufsicht, um diese modifizierte Ausführungsform darzustellen und entspricht 1A.
Auch bei der fünften Ausführungsform ist das im folgenden erläuterte Beispiel realisiert: das heißt währen der Ultraschallsensor 100 4 Teile der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 enthält, die mit der Empfangsfunktion ausgerüstet sind, um das Azimut eines Hindernisses zu detektieren und zwar über einen weiten Bereich in sowohl der vertikalen Richtung als auch der horizontalen Richtung in Bezug auf die Straßenebene, sind zwei Teile der entsprechenden Öffnungsränder 133 in einer parallelen Weise entlang den jeweiligen Richtungen in Bezug auf das Basisteil 131 angeordnet, welches zur Seite der äußeren Ebene 12 hin des Stoßfängers 10 freigelegt ist. Jedoch ist die Gesamtzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 und auch die Anordnung der Öffnungsränder 133 nicht nur auf dieses oben beschriebene Beispiel beschränkt. Das heißt obwohl der Ultraschallsensor 100 alternativ wenigstens zwei Teile der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 mit der Empfangsfunktion enthalten kann, können die Öffnungsränder 133 auch alternativ in einer parallelen Weise angeordnet sein, damit das Hindernis-Detektorgerät das Azimut des Hindernisses basierend auf der Phasendifferenz der Empfangssignale berechnen kann. Beispielsweise kann der Ultraschallsensor 100 gemäß der Darstellung in 10A alternativ in Entsprechung dazu mit zwei Teilen der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 ausgestattet sein, die eine Empfangsfunktion aufweisen, es können zwei Teile der Öffnungsränder 133 in einer parallelen Weise entlang der horizontalen Richtung in Bezug auf die Straßenebene angeordnet sein. Auch können gemäß der Darstellung in 10B im Gegensatz zu 10A in Entsprechung zu den drei Teilen der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 mit der Empfangsfunktion auch drei Teile der Öffnungsränder 133 in einer dreieckförmigen Gestalt angeordnet sein. Im Falle der Konstruktion, die in 10A gezeigt ist, kann das Azimut des Hindernisses über einen weiten Bereich in der horizontalen Richtung in Bezug auf die Straßenebene detektiert werden. Auch kann ähnlich wie bei der Konstruktion, die bei der ersten Ausführungsform gezeigt ist, im Falle der Konstruktion, die in 10B gezeigt ist, das Azimut des Hindernisses über weite Bereiche jeweils in der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung in Bezug auf die Straßenebene detektiert werden. Auch ist die Gesamtzahl der Rohrabschnitte 132, die den piezoelektrischen Vibrationselementen 110 entsprechen, kleiner als diejenige der Konstruktion, die bei der ersten Ausführungsform realisiert ist. Als ein Ergebnis kann der Ultraschallsensor 100 einfacher ausgeführt sein und auch mit niedrigeren Kosten verbunden sein. 10A und 10B sind Draufsichten, welche diese modifizierten Ausführungsformen zeigen und der 1A entsprechen.
Die fünfte Ausführungsform stellt ein Beispiel dafür dar, dass zwei Teile der Rohrabschnitte 132 unter den 4 Teilen der Rohrabschnitte 132 enthalten sind, in welchen die offenen unteren Abschnitte der Öffnungsränder oder Öffnungskanten 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 über den unteren Positionen der Öffnungsränder 136 auf der Seite der Vibrationsebenen entlang der Schwerkraftrichtung gelegen sind. Mit anderen Worten wurde ein solches Beispiel beschrieben, bei dem die Rohrabschnitte 132 nach unten geneigt sind und von den Öffnungsrändern 133 zu den Öffnungsrändern 136 hin verlaufen (den äußeren Ebenen 123). In den Rohrabschnitten 132 mit solch einer Konstruktion ergibt sich, wenn die akustischen Anpassungsglieder 140, die bei der zweiten Ausführungsform gezeigt sind, nicht in die Rohrabschnitte 132 eingefüllt sind, ein Risiko dahingehend, dass ein fremder Artikel wie ein Stein, Wasser und Schmutz oder Staub dort eindringen können. Mit anderen Worten ergibt sich ein Risiko dafür, dass die Detektionspräzision durch die fremden Artikel abgesenkt wird. Als Konsequenz können beispielsweise gemäß der Darstellung in 11 mit einer Vielzahl von Rohrabschnitten 132 lediglich solche Rohrabschnitte 132 enthalten sein, in welchen die offenen unteren Abschnitte der Öffnungsränder 133 auf der Seite des Stoßfängers 10 unter den unteren Positionen der Öffnungsränder 136 auf der Seite der Vibrationsebenen entlang der Schwerkraftrichtung gelegen sind. Mit anderen Worten wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Rohrabschnitte 132 nach oben geneigt sind und von den Öff nungsrändern 133 zu den Öffnungsrändern 136 (den äußeren Ebenen 123) verlaufen. Wenn eine derartige Anordnung verwendet wird, kann unterdrückt werden, dass ein fremder Artikel in den Rohrabschnitt 132 eintritt und zwar verglichen mit der weiter oben erläuterten Anordnung, bei der die Rohrabschnitte 132 nach unten hin geneigt sind. Es sei auch hervorgehoben, dass die in 11 gezeigte Struktur oder Konstruktion bei jedem der Rohrabschnitte 132 in solch einer Konstruktion angewendet werden kann, bei der zwei Öffnungsränder 133 in einer parallelen Weise entlang der horizontalen Richtung in Bezug auf die Straßenebene angeordnet sind, wie in 10A gezeigt ist. 11 ist eine Querschnittsansicht, um die oben erläuterte abgewandelte Ausführungsform zu veranschaulichen.
Die fünfte Ausführungsform wurde als derartiges Beispiel beschrieben. Das heißt es sind die einer Befestigung dienenden Nuten 134 in dem Basisteil 131 ausgebildet, die mit den Rohrabschnitten 132 kommunizieren, wenigstens Abschnitte der äußeren Ebenen 123 funktionieren als Vibrationsebenen und sind zu den Öffnungsrändern 136 der Rohrabschnitte 132 unter solch einer Bedingung freiliegend, dass die Gehäuse 120, welche die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 enthalten in den einer Befestigung dienenden Nuten 134 fixiert worden sind, sodass die Ultraschallwellen gesendet und/oder über die Rohrabschnitte 132 empfangen werden können. Jedoch kann die weiter unten erläuterte Konstruktion auch alternativ verwendet werden. Ein Beispiel dafür ist in 12 wiedergegeben. Während ein Halterungsteil 160, an welchem das Gehäuse 120 befestigt ist, welches die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 enthält, und dieses Gehäuse unabhängig von dem Basisteil 131 vorgesehen sein kann, sind wenigstens Abschnitte der äußeren Ebenen 123, die gegenüber dem Halterungsteil 160 freiliegend sind, von den Öffnungsrändern 136 der Rohrabschnitte 132 unter solch einer Bedingung freiliegend, dass das Halterungsteil 160 an dem Basisteil 131 über einen Klebemittelstreifen 170 fixiert ist. Bei der in 12 gezeigten Konstruktion kann, da eine Funktion als Abstandshalter dem Klebemittelstreifen 130 zugewiesen wird, ein kleiner Spalt zwischen den äußeren Ebenen 123 und den Öffnungsrändern 136 sichergestellt werden, wobei. dieser kleine Spalt die Vibrationen der Bodenabschnitte 121 nicht unterdrückt, die als Vibrationsplatten wirken, und auch nicht aus diesen die Ultra schallwellen herauslecken können. 12 zeigt eine Querschnittsansicht, um die oben beschriebene modifizierte Ausführungsform zu veranschaulichen. Obwohl in 12 solch ein Beispiel gezeigt ist, bei dem das Halterungsteil 160 an dem Basisteil 131 unter Verwendung des Klebemittelstreifens 170 fixiert ist, ist das Fixierungsverfahren nicht nur auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt.
Auch die fünfte Ausführungsform stellt ein Beispiel dafür dar, dass die Intervalle "d" der benachbarten Öffnungsränder 133 untereinander gleich gemacht sind und zwar entlang sowohl der horizontalen Richtung "dx" als auch entlang der vertikalen Richtung "dy" in Bezug auf die Straßenebene. Es ist jedoch möglich Maßnahmen zu treffen, dass der Intervall "d" der Öffnungsränder 133 enger gestaltet wird als der Abstand D (Dx, Dy) zwischen den entsprechenden Vibrationsebenen (äußere Ebenen 123). Als eine Konsequenz können solche Intervalle, die voneinander sowohl in der horizontalen Richtung "dx" als auch in der vertikalen Richtung "dy" verschieden sind, abwechselnd eingestellt sein. Auch kann gemäß 1A solch in Intervall zwischen zwei Sätzen von Öffnungsrändern 133, die benachbart zueinander entlang einer diagonalen Richtung gelegen sind (nämlich an diagonalen Positionen gelegen sind) als Intervall "d" eingestellt sein.
(SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
13 zeigt ein Konstruktionsdiagramm, um eine gesamte Konstruktion eines Ultraschallsensorgerätes 210 gemäß einer sechsten Ausführungsform zu veranschaulichen. 14 ist eine Querschnittsansicht, um schematisch eine Konstruktion eines Ultraschallsensors zu zeigen, der bei dem Ultraschallsensorgerät 210 von 13 verwendet wird. 15 ist eine Draufsicht auf den Ultraschallsensor von 14 und zwar gesehen von der äußeren ebenen Seite eines sich bewegenden Objektes aus. 16 ist eine Querschnittsansicht, um einen vergrößerten peripheren Gehäuseabschnitt des Ultraschallsensors zu zeigen, der in 14 veranschaulicht ist. Es sei darauf hingewiesen, dass 14 und 15 solch eine Bedingung wiedergeben, das der Ultraschallsensor an einem Montageabschnitt des sich bewegenden Objektes montiert worden ist.
In Verbindung mit der sechsten Ausführungsform folgt eine Beschreibung eines Beispiels, bei welchem das Ultraschallsensorgerät 210 in einem Fahrzeug verwendet wird, welches als ein sich bewegendes Objekt dient. Konkreter ausgedrückt wurde ein Ultraschallsensor beispielsweise an einem vorderen Stoßfänger, einem hinteren Stoßfänger oder an Stoßfängern an der Seite von 4 Ecken des Fahrzeugs montiert, damit ein Hindernis, welches um das Fahrzeug herum vorhanden sein kann, detektiert werden kann.
Wie in 13 gezeigt ist, ist das Ultraschallsensorgerät 210 in Form einer Haupteinheit vorgesehen, mit einem Ultraschallsensor 100, einer ECU (elektronische Steuereinheit) 220, einer Treibersignal-Erzeugungseinheit 230, einer Empfangssignal-Verarbeitungseinheit 240 und einer Benachrichtigungseinheit 250.
Wie in 14 gezeigt ist, enthält der Ultraschallsensor 100 als ein Hauptkonstruktionselement ein piezoelektrisches Vibrationselement 110, ein Gehäuse 120 und zwei Sätze von Ultraschallsensoren 100a und 100b. Das Gehäuse 120 speichert das piezoelektrische Vibrationselement 110 und ähnliches. Die Ultraschallsensoren 100a und 100b besitzen Rohrabschnitte, die als ein Wellenleiter funktionieren, der die Ultraschallwellen zwischen dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 und einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs leitet. Es sei darauf hingewiesen, dass das Gehäuse 120, welches piezoelektrische Vibrationselement 110 enthält, einem "Ultraschallelement" entspricht.
Das piezoelektrische Vibrationselement 110 wurde beispielsweise in einer Scheibengestalt ausgeführt. Während piezoelektrische Keramikmaterialien wie beispielsweise Bariumtitanat und PZT als ein gesinterter Körper hergestellt werden, wird eine Spannung an diesen gesinterten Körper angelegt, um dadurch Vibrationen in dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 zu erzeugen. Bei der sechsten Ausführungsform sind als piezoelektrisches Vibrationselement 110 2 Teile der piezoelektrischen Vibrationselemente 110a und 100b in einer solchen Weise vorgesehen, dass diese zwei piezoelektri schen Vibrationselemente 110a und 100b Seite an Seite entlang der horizontalen Richtung (nämlich der "x"-Richtung in 15) in Bezug auf eine Bahnebene angeordnet sind. Es sei auch erwähnt, dass das piezoelektrische Vibrationselement 110a die Rolle eines Ultraschallsensors spielt, um Ultraschallwellen zur Außenseite des Fahrzeugs hin zu senden, während das piezoelektrische Vibrationselement 110b die Rolle eines Ultraschallempfängers zum Empfangen von Ultraschallwellen spielt.
Es sind Elektroden (nicht gezeigt) an der Oberfläche des piezoelektrischen Vibrationselements 110 ausgebildet (nicht gezeigt) und es sind Leitungen 111 elektrisch mit den Elektroden verbunden. Bei der sechsten Ausführungsform ist eine der Leitungen 111 gemäß der Darstellung in 16 mit einer inneren Ebene des Gehäuses 120 elektrisch mit den Elektroden verbunden. Die Leitungen 111 wurden dann elektrisch mit einer Schaltungsplatine (nicht gezeigt) verbunden, auf welche eine Verarbeitungsschaltung ausgebildet ist. Die Verarbeitungsschaltung gibt ein Treibersignal aus, welches dazu verwendet wird, um das piezoelektrische Vibrationselement 110 in Vibration zu versetzen, um Ultraschallwellen zu erzeugen, und speist solch ein Spannungssignal, welches aufgrund des piezoelektrischen Effektes erzeugt wird in einen solchen Fall ein, bei dem die Ultraschallwellen zu dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 hin verlaufen, sodass Verzerrungen in dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 erzeugt werden. Als eine Folge kann dann das Ultraschallsensorgerät 210 eine Strecke oder Abstand berechnen und zwar gemessen bis hin zu einem Hindernis, welches um das Fahrzeug herum vorhanden ist, basierend auf den Zeitpunkten, gemessen von der Aussendung der Ultraschallwellen bis hin zum Empfang der Ultraschallwellen und/oder der Echos derselben.
Um jedes einzelne piezoelektrische Vibrationselement 110 (110a, 110b) aufzunehmen, ist das Gehäuse 120 in einer zylinderförmigen Gestalt mit einem Boden vorgesehen, wobei Aluminium oder ein synthetisches Harz, um hier ein Beispiel zu nennen (es sei erwähnt, dass Aluminium bei der sechsten Ausführungsform verwendet wird) als Konstruktionsmaterial verwendet wird. Wie in 6 veranschaulicht ist wurde das piezoelektrische Vibrationselement 110 an einer inneren Ebene 122 eines Bodenabschnitts 121 installiert (beispielsweise fixiert). Mit anderen Worten spielt die Anordnung des Bodenabschnitts 121 des piezoelektrischen Vibrationselements 110 die Rolle einer Vibrationsplatte und eine äußere Ebene 123 (nämlich die hintere Ebene der inneren Ebene 122) des Bodenabschnitts 121 bildet eine Vibrationsebene.
Wie ebenfalls in 16 gezeigt ist, wurde ein Schallabsorptionsteil 112 an einem peripheren Abschnitt des piezoelektrischen Vibrationselements 110 angeordnet und zwar ausgenommen einer Stelle, die der inneren Ebene 122 gegenüberliegt. Dieses Schallabsorptionsteil 112 wird dazu verwendet, um Ultraschallwellen zu absorbieren, die innerhalb des Gehäuses 120 abgestrahlt werden, da das piezoelektrische Vibrationselement 110 gestreckt/komprimiert wird, sodass der Bodenabschnitt 121 des Gehäuses 120 in Vibration versetzt wird. Das Schallabsorptionsteil 112 ist aus einem Material wie beispielsweise Silikongummi hergestellt, welches eine überlegene Schallabsorptionsqualität besitzt. Während ein Abdichtteil 113 an dem Schallabsorptionsteil 112 vorgesehen wurde, wurde auch ein innerer Abschnitt des Gehäuses 120 luftdicht mit Hilfe des Dichtteiles 113 abgedichtet.
Wie in 14 gezeigt ist, wurde die Wellenleiter-Einheit 130 dafür vorgesehen, um Ultraschallwellen zwischen einem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs und dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 zu leiten (nämlich der äußeren Ebene 123, die eine Vibrationsebene bildet), welches in einem inneren Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet ist (auf der Seite in der inneren Ebene 11 des Stoßfängers 10). Das heißt bei der sechsten Ausführungsform kann die Wellenleiter-Einheit 130 die Ultraschallwellen von der äußeren Ebene 123 des Gehäuses 120 herleiten, wo das piezoelektrische Vibrationselement 110a angeordnet ist, und zwar zu dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs hin und kann auch die Ultraschall-Echos von dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs zu der externen Ebene 123 des Gehäuses 120 leiten, wo das piezoelektrische Vibrationselement 110b angeordnet wurde. In Verbindung mit der Wellenleiter-Einheit 130 entsprechend der sechsten Ausführungsform sind zwei Teile von Rohrabschnitten 132 vorgesehen, die als Wellenleiter dienen und wurden in Bezug auf einen Basisabschnitt oder Basisteil 131 ausgebildet, welches Basisteil beispielsweise aus einem Harzmaterial hergestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass innerhalb der zwei Rohrabschnitte 132 das Gehäuse 120, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110a enthält, an einem Öffnungsrand 136a des Rohrabschnitts 132a fixiert worden ist, während das Gehäuse 120, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110b enthält, an einem Öffnungsrand 136b des Rohrabschnitts 132b fixiert wurde. Wie bereits an früherer Stelle erläutert, ist der Ultraschallsensor 100a in einer solchen Weise konstruiert, dass dieser Ultraschallsensor 100a das Gehäuse 120 aufweist, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110a und den Rohrabschnitt 132a enthält, während der Ultraschallsensor 100b in einer solchen Weise konstruiert ist, dass dieser Ultraschallsensor 100b das Gehäuse 120 aufweist, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110b und den Rohrabschnitt 132b enthält.
Wie in 14 gezeigt ist, wurden die Öffnungsränder 133a und 133b der Rohrabschnitte 132a und 132b auf der Seite des Stoßfängers 10 in einer solchen Weise geöffnet oder offen gehalten, dass diese Öffnungsränder 133a und 133b in enger Nachbarschaft zueinander auf der gleichen Ebene des Basisteiles 131 gelegen sind, und diese über ein Durchgangsloch 13 des Stoßfängers 10 zu dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs hin freigelegt wurden oder freiliegend sind und zwar unter einer Bedingung, dass diese Öffnungsränder oder Öffnungskanten 133a und 133b an dem Stoßfänger 10 montiert wurden. Auch der andere Öffnungsrand 136a und der andere Öffnungsrand 136b wurden mit einer einer Fixierung dienenden Nut 134 jeweils gekoppelt, die auf einer Ebene des Basisteiles 131 ausgebildet wurde, die gegenüber den Öffnungsrändern, welche eine Ebene bilden, gelegen ist. Diese einer Befestigung dienenden Nut 134 entspricht einer Nut, in welcher das Gehäuse 120, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110 enthält, fixiert wurde.
Wie in 14 gezeigt ist, wurden in Bezug auf die Rohrabschnitte 132a und 132b die Öffnungsbereiche oder Öffnungsflächen der jeweiligen Öffnungsränder 133a und 133b so eingestellt, dass diese kleiner sind als die Flächen der entsprechenden äußeren Ebenen 123, die als Vibrationsebenen dienen. Bei der sechsten Ausführungsform wurden unter Befriedigung der oben beschriebenen Bedingung, die Öffnungsränder 133a und 133b in kreisförmigen Gestalten ausgebildet, deren Gestalten und Abmessungen untereinander gleich sind und ferner wurde eine Vielzahl der entsprechenden äußeren Ebenen 123 so eingestellt, dass sie gleiche Gestalten und gleiche Abmessungen aufweisen. Ferner wurden die Querschnittsgestalten (nämlich kreisförmigen Querschnittsgestalten bei der sechsten Ausführungsform) und die Querschnittsflächen der jeweiligen Rohrabschnitte 132a und 132b zwischen den Öffnungsrändern 133a und 133b auf der Seite des Stoßfängers 10, und die Öffnungsränder 136a und 136b auf der Seite der Vibrationsebenen jeweils konstant bleibend ausgebildet.
Wie ebenfalls in 14 gezeigt ist, ist ein Öffnungsintervall zwischen benachbarten Öffnungsrändern 133a und 133b so eingestellt, dass er schmaler ist als ein entsprechender Intervall zwischen benachbarten äußeren Ebenen 123, und ist ferner so eingestellt, dass er kürzer ist als oder gleich ist mit einer halben Wellenlänge in Bezug auf eine Wellenlänge einer Ultraschallwelle (es ist nämlich der Öffnungsintervall auf die halbe Wellenlänge bei der sechsten Ausführungsform eingestellt). Zusätzlich wurden auch die Längen der Vielzahl der Rohrabschnitte 132a und 132b so eingestellt, dass sie untereinander gleich sind.
Es wurde die Wellenleiter-Einheit 130, die in der oben beschriebenen Weise konstruiert ist, an dem Stoßfänger 10 unter einer solchen Bedingung befestigt, dass das Gehäuse 120, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110 enthält, in der einer Befestigung dienenden Nut 134 fixiert wurde. Bei der sechsten Ausführungsform wurde ein Abschnitt des Basisteiles 131, welches die Öffnungsabschnitte 133a und 133b enthält, in das Durchgangsloch 13 des Stoßfängers 10 eingeführt, während ein anderer Abschnitt des Basisteiles 131, der gegenüber der inneren Ebene 11 des Stoßfängers 10 gelegen ist, an der inneren Ebene 2 angeklebt und an dieser fixiert wurde. Dann werden unter dieser Befestigungsbedingung beide Öffnungsränder 133a und 133b in einem koplanaren Zustand gebracht und zwar in Bezug auf die Außenebene 12 des Stoßfängers 10. Es sei auch darauf hingewiesen, dass das Gehäuse 120, welches das piezoelektrische Vibrationselement 110 enthält, über ein Vibrations-Absorptionsteil 123 in der entsprechenden einer Befestigung dienenden Nut 134 in solcher Weise fixiert wurde, dass die äußeren Ebenen 123, die als Vibrationsebenen funktionieren, auf der Seite der Öffnungsränder 133a und 133b gelegen sind. Auch wurde unter solch einer Bedingung, dass das Gehäuse 120 in der einer Befestigung dienenden Nut 134 fixiert wurde, der Öffnungsrand 136a und 136b der Rohrabschnitte 132a und 132b in einen solchen Zustand gebracht, dass diese Öffnungsränder 136 und 136b auf der Seite der Öffnungsränder oder Kanten 133a und 133b angeordnet sind und zwar unter Bildung eines schmalen Spaltes in Bezug auf die äußere Ebene 123. Mit anderen Worten kontaktiert der Bodenabschnitt 121, der als Vibrationsplatte funktioniert, nicht direkt das Basisteil 131, welches die Wellenleiter-Einheit 130 darstellt, sondern das Basisteil 131 unterdrückt auch nicht Vibrationen des Bodenabschnitts 121.
Die ECU 220 ist gewöhnlich ein Computer, der durch eine CPU, einen ROM, einen RAM, einer I/O und einem Bus gebildet ist, welcher Bus diese Struktureinheit miteinander verbindet. Diese Struktureinheiten sind hier nicht gezeigt. Die ECU 220 gibt ein Treiber-Befehlssignal und ein Eigendiagnose-Treiber-Befehlssignal in Bezug auf das piezoelektrische Vibrationselement 110a zu vorbestimmten Zeitlagen aus. Auch detektiert die ECU 220 Umleitwellen und auch Reflexionswellen (was noch an späterer Stelle erläutert wird) basierend auf Empfangssignalen des piezoelektrischen Vibrationselements 110b und detektiert auch einen Spitzenwert der Ablenkwellen basierend auf den Empfangssignalen. Dann, wenn keine Umlenkwelle detektiert wird oder in einem Fall, bei dem ein Spitzenwert der Umlenkwellen verschieden ist von einem ersten Bezugswert, der an früherer Stelle eingestellt worden ist, beurteilt die ECU 220, dass ein anormales Ereignis in dem Ultraschallsensor 100 aufgetreten ist. Danach steuert die ECU 220 einen Ausgang der Benachrichtigungseinheit 250 in einer solchen Weise, dass dieses Beurteilungsergebnis durch die Benachrichtigungseinheit 250 mitgeteilt wird. Wie bereits an früherer Stelle beschrieben wurde, ist die ECU 220 gemäß der sechsten Ausführungsform mit einer Speicherfunktion, einer Beurteilungsfunktion, einer Berechnungsfunktion und einer Steuerfunktion ausgestattet.
Die das Treibersignal erzeugende Einheit 230 enthält eine Oszillatorschaltung 231 und eine Treiberschaltung 232. Bei dem Empfang von entweder dem Treiber-Befehls signal oder dem Eigendiagnose-Treiber-Befehlssignal, welches von der ECU 220 zugeführt wird, gibt die Oszillatorschaltung 231 ein Impulssignal an die Treiberschaltung 232 aus. Das Impulssignal besitzt eine vorbestimmte Folgefrequenz, die an früherer Stelle oder zu einem früheren Zeitpunkt eingestellt wurde. Dann wird die Treiberschaltung 232 dadurch angetrieben, indem sie eine angelegte Stromversorgungsspannung empfängt, die an das piezoelektrische Vibrationselement 110a eingespeist wird, und treibt dann das piezoelektrische Vibrationselement 110a im Ansprechen auf das Impulssignal (Treibersignal) an, welches von der Oszillatorschaltung 231 zugeführt wird. Als ein Ergebnis wird das piezoelektrische Vibrationselement 110a in einem Sende-Vibrationsmodus angetrieben, sodass Sendewellen (Ultraschallwellen) über den Bodenabschnitt 121 des Gehäuses 120, welches in 14 gezeigt ist, zu dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs gesendet werden.
Die Detektionssignal-Verarbeitungseinheit 240 enthält eine Verstärkerschaltung 241 und eine Filterschaltung 242. Die Filterschaltung 242 gibt selektiv lediglich solche Signale eines vorbestimmten Frequenzbereiches unter den elektrischen Signalen aus, die von dem piezoelektrischen Vibrationselement 110b ausgegeben werden, während das piezoelektrische Vibrationselement 110b die Vibrationen (Ultraschall-Echos) in elektrische Signale umwandelt. Als Konsequenz werden solche Signale, die verstärkt und gefiltert worden sind, in die ECU 220 einspeist.
Wie bereits an früherer Stelle dargelegt wurde, gibt die Benachrichtigungseinheit 250 eine Benachrichtigung an einen Passagier des Fahrzeugs aus und zwar in Ansprechen auf ein Beurteilungsergebnis, und gibt auch ein Berechnungsergebnis der ECU 220 aus. Bei der sechsten Ausführungsform werden ein Alarmsound-Ausgabegerät und eine Anzeigevorrichtung als Benachrichtigungseinheit 50 verwendet.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer grundlegenden Idee, um zu beurteilen, ob ein anormales Ereignis des Ultraschallsensorgerätes 210 vorhanden ist oder nicht und zwar basierend auf den Umlenkwellen unter Hinweis auf 17 und auf die 18A bis 18C. 17 ist ein erläuterndes Diagramm, um die Reflexionswellen und die Ablenk- oder Umlenkwellen zu erläutern. 18A bis 18C zeigen Diagramme, um Änderungen in den Empfangssignalen in Verbindung mit einer Überprüfung darzustellen, ob ein anormales Ereignis stattgefunden hat oder nicht: 18A zeigt solch einen Status an, bei dem ein anormales Ereignis nicht vorhanden ist und ein Hindernis vorhanden ist; 18B zeigt einen Status, bei dem ein anormales Ereignis nicht vorhanden ist und auch kein Hindernis vorhanden ist; 18C zeigt einen Status, bei dem ein anormales Ereignis vorhanden ist und ein Hindernis vorhanden ist.
Herkömmlich ist die folgende Natur von Schallwellen bekannt. Das heißt die Schallwellen besitzen eine Eigenschaft, dass dann, wenn ein abschirmender Artikel oder ähnliches vorhanden ist, die Schallwellen zu einer hinteren Seite dieses abschirmenden Artikels abgelenkt werden. Je höher die Frequenz der Schallwellen vergrößert wird (nämlich die Wellenlängen sind kurz), desto schwächer wird diese Umlenkerscheinung, während je niedriger die Frequenz der Schallwellen reduziert wird (nämlich die Wellenlängen sind lang) desto stärker wird die Umlenk- oder Ablenkerscheinung. Wie bei der sechsten Ausführungsform angezeigt wurde, liegen allgemein gesagt die Frequenzen des Ultraschallsensorgerätes 210, welches bei einem Fahrzeug-Hindernis-Detektorgerät angewendet wird, bei angenähert bei 40 bis 70 KHz, sodass es sich um niedrige Frequenzen handelt und es werden somit die Frequenzen dieses Ultraschallsensorgerätes 210 so ausgewählt, dass sie Frequenzen (beispielsweise 40 KHz) sind, die innerhalb dieses Frequenzbereiches bei der sechsten Ausführungsform liegen. Als ein Folge breiten sich bei der Konstruktion gemäß der sechsten Ausführungsform in einem solchen Fall, dass ein Hindernis 210 außerhalb des Fahrzeugs gelegen ist, wie in 17 dargestellt ist, beide Wellen gemäß der Reflexionswelle "W1", die durch das Hindernis 201 verursacht wird, und eine Ablenkwelle "W2", innerhalb des einem Empfang dienenden Rohrabschnitts 132b aus und zwar basierend auf den Ultraschallwellen, die von dem piezoelektrischen Vibrationselement 110a in dem Sende-Vibrationsmodus erzeugt werden.
Aufgrund der oben beschriebenen Umlenknatur der Ultraschallwellen, wird die Ablenkwelle "W2" direkt von dem Öffnungsrand 133a des Rohrabschnitts 132a umge lenkt und zwar wo das der Aussendung dienende piezoelektrische Vibrationselement 110a angeordnet wurde, und zwar über den Öffnungsrand 133b, der in der Nachbarschaft des Öffnungsrandes 133a des Rohrabschnitts 132b gelegen ist, wo das einem Empfang dienende piezoelektrische Vibrationselement 110b angeordnet wurde, woraufhin sich dann die Ablenkwelle W2 ausbreitet. Wie oben erläutert wurde ist der Ultraschall-Ausbreitungspfad der Umlenk- oder Ablenkwelle W2 kürzer als derjenige der Reflexionswelle W1 und das Hindernis 201 ist in dem Ultraschall-Ausbreitungspfad nicht involviert. Als ein Ergebnis wird die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 nicht nachteilig oder gegenteilig durch die Natur des Hindernisses 201 beeinflusst, beispielsweise durch das Vorhandensein/Fehlen des Hindernisses 201, auch nicht durch einen Abstand von dem Hindernis 201 und auch nicht von den Arten (Oberflächen sind konkav/konvex, akustische Impedanz usw.) des Hindernisses 201. Als eine Folge können Änderungen in dem Ultraschallsensorgerät 210 (dem Ultraschallsensor 100) stark als Umlenkwelle W2 reflektiert werden, die verschieden ist von der Reflexionswelle W1. Gemäß der sechsten Ausführungsform kann das Vorhandensein/Fehlen eines anormalen Ereignisses oder Zustandes in dem Ultraschallsensorgerät 210 durch Selbstdiagnose erfasst werden, basierend auf einem Empfangssignal, welches durch diese Umlenkwelle W2 verursacht wird.
Beispielsweise ist für solch einen Fall, bei dem ein anormales Ereignis in dem Ultraschallsensorgerät 210 nicht vorhanden ist (beiden Einrichtungen gemäß dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 und dem Rohrabschnitt 132) und ferner in einem Fall, bei dem das Hindernis 201 vorhanden ist, ein Empfangssignal, welches durch das piezoelektrische Vibrationselement 110b detektiert wird, in 18A wiedergegeben. Wie in 18A angezeigt ist, wird eine Ablenk- oder Umlenkwelle "W2" mit einem kurzen Ausbreitungspfad zuerst detektiert und danach wird dann eine Reflexionswelle "W1" detektiert.
Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Fall, wenn also ein Hindernis 201 aus dem Zustand, der in 18A gezeigt ist, entfernt wird (nämlich in einem Fall, dass kein anormales Ereignis in dem Ultraschallsensorgerät 210 vorhanden ist und kein Hindernis 201 vorhanden ist), wird ein Empfangssignal, welches durch das piezoelektrische Vibrationselement 110b detektiert wird, lediglich durch die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 verursacht, wie dies in 18B angezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Empfangssignal, welches durch die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 verursacht wird, nicht wesentlich von dem Empfangssignal von 18A aus gesehen geändert, da kein Einfluss durch das Hindernis 201 bewirkt wird.
Auch in einem Fall, bei dem ein Fremdkörper 206 innerhalb des Rohrabschnitts 132 positioniert ist (beispielsweise ist gemäß der Darstellung in 17 ein Fremdkörper 206 in dem einem Empfang dienenden Rohrabschnitt 132b positioniert), abweichend von der Bedingung oder Zustand, die bzw. der in 18A gezeigt ist (nämlich in einem solchen Fall, dass ein anormales Ereignis in dem Ultraschallsensorgerät 210 vorhanden ist und das Hindernis 201 vorhanden ist) werden beide Wellen gemäß der Umlenkwelle W2 und der Reflexionswelle W1 durch wenigstens ein anormales Ereignis beeinflusst, welches in dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 (den Elementen 110a und 110b) und dem Rohrabschnitt 132 (den Rohrabschnitten 132a und 132b) vorhanden ist. Als eine Folge wird das Empfangssignal aus dem Zustand gemäß 18A aus geändert (siehe hierzu 18C). Genauer gesagt tritt in einem Fall, bei dem ein Fremdkörper 206 wie beispielsweise ein Stein in den Rohrabschnitt 132b eingetreten ist und somit der Rohrabschnitt 132 in einen anormalen Zustand verbracht wurde, eine Reflexion der Ultraschallwellen auf und zwar aufgrund einer Differenz zwischen einer akustischen Impedanz des Fremdkörpers 206 und einer akustischen Impedanz des Mediums (nämlich der Luft bei der sechsten Ausführungsform) innerhalb des Rohrabschnitts 132b. Als eine Folge werden gemäß der Darstellung in 18C die Amplituden (Spitzenwerte) der Empfangssignale, die durch die Umlenk- oder Ablenkwelle W2 verursacht werden und auch durch die Reflexionswelle W1 verursacht werden, jeweils klein und zwar verglichen mit der Amplitude des Zustandes, der in 18A gezeigt ist.
Wie bereits an früherer Stelle dargelegt wurde, kann abweichend von der Reflexionswelle W1, da die Ablenkwelle W2 durch das Hindernis 201 nicht beeinflusst wird, eine Eigendiagnose durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob ein anormales Ereignis des Ultraschallsensorgerätes 210 vorhanden ist oder nicht und zwar basierend auf dem Empfangssignal, welches durch die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 hervorgerufen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass, das die Reflexionswelle W1 solch einer Reflexionswelle entspricht, die durch das Hindernis 201 verursacht wird, die Reflexionswelle W1 durch das Hindernis 201 geändert wird. Beispielsweise gibt es nicht nur dann, wenn das Hindernis 201 nicht vorhanden ist, sondern auch dann, wenn das Hindernis 201 vorhanden ist einige Möglichkeiten, dass die Reflexionswelle nicht detektiert werden kann. Darüber hinaus kann sich die Stärke eines Empfangssignals auch ändern und zwar abhängig von den Abständen gemessen von dem Hindernis 201 aus und auch von den Arten der Hindernisse 1. Demzufolge ist es praktisch schwierig eine Eigendiagnose des Ultraschallsensorgerätes 210 basierend auf dem Empfangssignal durchzuführen, welches durch die Reflexionswelle W1 hervorgerufen wird.
Während vielfältige Arten von Beurteilungsverfahren zum Beurteilen (Eigendiagnostizieren), ob ein anormales Ereignis des Ultraschallsensorgerätes 210 vorhanden ist oder nicht und zwar basierend auf einem Empfangssignal, welches durch eine Ablenk- oder Umlenkwelle "W2" verursacht wird, in Betracht gezogen werden können, wird ein Beispiel dieser Verfahren nun unter Hinweis auf 19 beschrieben. 19 zeigt ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels von Prozessoperationen, um zu beurteilen, ob ein anormales Ereignis des Ultraschallsensorgerätes 210 vorhanden ist oder nicht bzw. aufgetreten ist oder nicht aufgetreten ist. Diese Prozessoperation wird beispielsweise zu einem Zeitpunkt ausgeführt, wenn ein IG-Schlüssel in die Position EIN gebracht wird.
Zuerst gibt, wenn der IG-Schlüssel EIN-geschaltet wird, die ECU 220 ein Eigendiagnose-Treibersignal bzw. Erzeugungsbefehl an die Oszillatorschaltung 231 der Treibersignal-Erzeugungsschaltung 30 aus. Nach dem Empfang dieses Eigendiagnose-Treibersignal-Erzeugungsbefehls, gibt die das Treibersignal erzeugende Einheit 230 ein Eigendiagnose-Treibersignal an das einer Aussendung dienende piezoelektrische Vibrationselement 110a aus. Dann wird das piezoelektrische Vibrationselement 110a in dem Sendemodus in Vibration versetzt, sodass Sendewellen (Ultraschallwellen) von dem piezoelektrischen Vibrationselement 110a über den Bodenabschnitt 121 des Gehäuses 120 ausgegeben werden. Die Sendewellen werden in den Rohrabschnitt 132a geleitet und werden dann von dem Öffnungsrand 133a zu dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs hin ausgegeben.
Unter den Sendewellen, die von dem Öffnungsrand 133a zu dem äußeren Abschnitt hin ausgegeben werden, breitet sich die Ablenkwelle "W2" von dem Öffnungsrand 133b in den einem Empfangszweck dienenden Rohrabschnitt 132b hinein aus, während der Öffnungsrand 133b in enger Nachbarschaft zu dem Öffnungsrand 133a gelegen ist. Dann, wenn die Ablenkwelle W2 in den Rohrabschnitt 132b eingeleitet wird und sich von dem Öffnungsrand 136b zu dem Bodenabschnit 121 des Gehäuses 120 hin ausbreitet, wandelt das einem Empfang dienende piezoelektrische Vibrationselement 110b die Vibrationen des Bodenabschnitts 121 in ein elektrisches Empfangssignal um.
Wenn kein spezifisches anormales Ereignis vorliegt, dann wird die folgende Signalausbreitung zwangsweise ausgeführt: das heißt die Ablenkwelle W2 sollte das piezoelektrische Vibrationselement 110b für eine im Wesentlichen konstante Zeitdauer erreichen, nachdem die ECU 220 den das Treibersignal erzeugenden Befehl an die das Treibersignal erzeugende Einheit 230 ausgegeben hat. Als Folge detektiert während einer vorbestimmten Zeit, nachdem die ECU 220 den Treibersignal-Erzeugungsbefehl an die Treibersignal-Erzeugungseinheit 230 ausgegeben hat, das piezoelektrische Vibrationselement 110b die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 (Schritt S10) und dann beurteilt die ECU 220, ob die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 vorhanden ist oder nicht und zwar basierend auf dem Detektionsergebnis (Schritt S20). Es sei darauf hingewiesen, dass die oben angegebene vorbestimmte Zeit eine solche Zeitdauer enthält, nachdem der das Treibersignal erzeugende Befehl ausgegeben worden ist, bis zum Detektieren der Ablenk- oder Umlenkwelle W2 und zwar Vervollständigung des Detektionsvorganges, und ferner innerhaib einer Zeitdauer eingestellt wird, bis hin zum Detektieren einer Reflexionswelle W1, also das Detektieren einer Reflexionswelle W1 begonnen wird.
In einem Fall, bei dem die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 nicht detektiert wird, kann vorhergesagt werden, dass wenigstens irgendeines der piezoelektrischen Vibrationselemente 110a und 110b eine Fehlfunktion aufweist oder dass wenigstens irgendeiner der Rohrabschnitte 132a und 132b blockiert ist. Als Folge beurteilt die ECU 220, dass das Ultraschallsensorgerät 210 sich unter einem anormalen Zustand befindet und gibt somit ein Benachrichtigungs-Befehlssignal an die Benachrichtigungseinheit 250 aus. Dann benachrichtigt die Benachrichtigungseinheit 250 den anormalen Zustand einen Passagier und zwar mit Hilfe eines Alarmsounds und einer Anzeige an einem Monitor (Schritt S50), sodass dann die Eigendiagnose-Prozessoperation vervollständigt wird.
Wenn die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 detektiert wird, detektiert die ECU 220 einen Spitzenwert (Amplitude) der Ablenk- oder Umlenkwelle W2 basierend auf dem Empfangssignal der Ablenk- oder Umlenkwelle W2 (Schritt S30). Dann beurteilt die ECU 220, ob der detektierte Spitzenwert mit einem Bezugswert koinzidiert oder nicht, der an früherer Stelle in dem Speicher abgespeichert worden ist (Schritt S40). Der Bezugswert entspricht einem ersten Bezugswert.
wenn der detektierte Spitzenwert in Wesentlichen mit dem Bezugswert koinzidiert, beurteilt die ECU 220, dass kein anormales Ereignis in dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 (den Elementen 110a und 110b) aufgetreten ist und auch nicht in dem Rohrabschnitt 132 (den Rohrabschnitten 132a und 132b) und somit wird dann die Eigendiagnose-Prozessoperation realisiert.
In einem Fall, bei dem der detektierte Spitzenwert von dem ersten Bezugswert verschieden ist, kann vorhergesagt werden, dass wenigstens ein Element gemäß den piezoelektrischen Vibrationselementen 110a und 110b eine Fehlfunktion hat oder dass ein Fremdkörper in wenigstens eines der Rohre gemäß den Rohrabschnitten 132a und 132b eingetreten ist. Als eine Folge beurteilt dann die ECU 220, dass das Ultraschallsensorgerät 210 sich in einem anormalen Zustand befindet und gibt somit ein Benachrichtigungs-Befehlssignal an die Benachrichtigungseinheit 250 aus. Dann benachrichtigt die Benachrichtigungseinheit 250 den Passagier über den anormalen Zustand mit Hilfe eines Alarmsounds und einer Anzeige an einem Monitor (Schritt S50), sodass dann die Eigendiagnose-Prozessoperation vervollständigt wird.
Damit bei der sechsten Ausführungsform ein fehlerhaftes Detektieren verhindert wird, wurde das Ultraschallsensorgerät 210 in der folgenden Weise ausgeführt: das heißt nachdem ein anormales Ereignis beurteilt worden ist, wird der das Treibersignal erzeugende Befehl von der ECU 220 nicht an die das Treibersignal erzeugende Einheit 230 ausgegeben, wenn nicht ein Rückstell-Prozess bzw. eine entsprechende Operation ausgeführt wird. Mit anderen Worten ist das Ultraschallsensorgerät 210 als so ein Ultraschallsensorgerät 210 ausgebildet, welches nicht als Hindernis-Detektorgerät funktioniert, wenn nicht eine Prüfoperation, eine Reparaturoperation und ein Ersatzvorgang ausgeführt werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Benachrichtigung alternativ AUS geschaltet werden kann und zwar in Verbindung mit der Vervollständigung der Beurteilungs-Prozessoperation. Alternativ kann lediglich der Alarmsound ausgeschaltet werden und es kann die Darstellung oder Anzeige verbleiben, bis eine Rücksteil-Prozessoperation ausgeführt wird.
Wie an früherer Stelle beschrieben wurde, wird bei dem Ultraschallsensorgerät 210, welches die sechste Ausführungsform betrifft, das Empfangssignal der Umlenk- oder Ablenkwelle W2 verwendet, die sich direkt von dem einer Sendung dienenden Rohrabschnitt 132a zu dem einem Empfang dienenden Rohrabschnitt 132b ausbreitet, der in enger Nachbarschaft zu diesem einer Sendung dienendem Rohr 132a gelegen ist. Als ein Ergebnis kann das Ultraschallsensorgerät 210 (Ultraschallsensor 100) eine Eigendiagnose durchführen und zwar dahingehend, ob ein anormales Ereignis aufgetreten ist oder nicht und zwar ohne jegliche Beeinflussung durch das Hindernis 201. Spezifischer ausgedrückt ist es möglich zu beurteilen, ob das anormale Ereignis vorhanden ist oder nicht und zwar ungeachtet dem einer Sendung dienenden Ultraschallsensor oder dem einem Empfang dienenden Ultraschallsensor.
Es sei erwähnt, dass bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform die Benachrichtigung zum Benachrichtigen über den anormalen Zustand oder das anormale Ereignis mit Hilfe eines Alarmsounds und einer Anzeige an einem Monitor durchgeführt wird. Jedoch ist die Benachrichtigungseinheit 250 nicht auf dieses zuvor beschriebene Beispiel beschränkt. Alternativ kann verschieden von dem beschriebenen Fall ein Anzeigegerät, welches an einer Instrumentenkonsole eines Fahrzeugs montiert ist, verwendet werden.
Auch stellt die oben beschriebene sechste Ausführungsform ein Beispiel dafür dar, dass die Beurteilungs-Prozessoperation ausgeführt wird und zwar seit dem EIN-Schalten des IG-Schlüssels. Jedoch kann das Ultraschallsensorgerät 210 alternativ auch in einer solchen Weise ausgeführt sein, dass die Beurteilungs-Prozessoperation in Ansprechen auf eine Schalhebelposition ausgeführt wird. Beispielsweise kann alternativ in einem Fall, bei dem der Ultraschallsensor 100 an einem hinteren Stoßfänger 10 angeordnet ist, ein Zeitpunkt gewählt werden, wenn die Schalthebelposition in eine "R (Rückwärts)"-Position gebracht wird, das heißt es kann dann die Beurteilungs-Prozessoperation, die in 20 gezeigt ist, alternativ ausgeführt werden. Bei diesem alternativen Fall wird die Beurteilungs-Prozessoperation als eine Vorstufe der Hindernis-Detektionsprozess-Operation ausgeführt. Wie in 20 wiedergegeben ist wird die Beurteilungs-Prozessoperation, um zu beurteilen, ob ein anormales Ereignis vorhanden ist oder nicht, in einer ähnlichen Weise wie die oben erläuterten Prozessoperationen (Schritte S10 bis S50) ausgeführt. Bei einem Schritt S40, wenn die ECU 220 beurteilt, dass ein Spitzenwert mit dem Bezugswert koinzidiert, detektiert das einer Detektion dienenden piezoelektrische Vibrationselement 110b eine Reflexionswelle (Schritt S60). Dann führt die ECU 220 einen vorbestimmten Berechnungsprozess bzw. Operation basierend auf einem Empfangssignal der Reflexionswelle (Schritt S70) durch und beurteilt, ob ein Hindernis vorhanden ist oder nicht und zwar basierend auf dem Berechnungsergebnis (Schritt S80). Lediglich, wenn die ECU 220 beurteilt, dass ein Hindernis vorhanden ist, gibt die ECU 220 ein Benachrichtigungs-Kennzeichnungssignal an die Benachrichtigungseinheit 250 aus und die Benachrichtigungseinheit 250 benachrichtigt dann einen Passagier über das Hindernis unter Verwendung von beispielsweise Alarmschall (Schritt S90). Die oben beschriebenen Prozessoperationen, die von dem Schritt S60 bis S90 reichen, werden so lange wiederholt ausgeführt, bis die Schalthebelposition geändert wird (entweder "D"- oder "P"-Positionen). Wenn die Schalthebelposition geändert wird (Schritt S100), wird die Beurteilungs-Prozessoperation vervollständigt. 20 zeigt ein Flussdiagramm, um eine Modifikation der Prozessoperation von 19 darzustellen. Es sei auch darauf hingewiesen, dass, obwohl die Modifikation von 20 solch ein Beispiel anzeigt, dass eine Reflexionswelle detektiert wird und zwar bei dem Schritt S60, die Detektion der Reflexionswelle auch alternativ bei einem Schritt ausgeführt werden kann, nachdem der Schritt S90 ausgeführt wurde bis hin zu dem Schritt S70.
Die oben beschriebene sechste Ausführungsform stellt ferner das einfachste Beispiel dafür dar, dass der Ultraschallsensor 100 ein Teil eines einem Sendezweck dienenden piezoelektrischen Vibrationselements 110a und ein Teil eines einem Empfangszweck dienenden piezoelektrischen Vibrationselements 110b als das piezoelektrische Vibrationselement 110 enthält. Jedoch ist die Konstruktion des Ultraschallsensors 100 nicht nur auf das oben erläuterte Beispiel beschränkt. Alternativ können, obwohl wenigstens 2 Teile der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 (zwei Rohrabschnitte 132) enthalten sind, wenigstens ein piezoelektrisches Vibrationselement 110 eine Sendefunktion haben, während wenigstens ein piezoelektrische Vibrationselement 110 eine Empfangsfunktion haben kann. Beispielsweise kann der Ultraschallsensor 100 alternativ dadurch konstruiert sein, indem eine Vielzahl von piezoelektrischen Vibrationselementen 110 verwendet werden, welche Sende-/Empfangs-Funktionen haben.
(SIEBENTE AUSFÜHRUNGSFORM)
21 zeigt ein beispielhaftes Diagramm zur Erläuterung des Widerhalls. 22A und 22B sind Diagramme, um Änderungen in den Sendewellen anzuzeigen: 22A zeigt einen Fall, bei dem ein anormales Ereignis auf einer Empfangsseite aufgetreten ist; und 22B zeigt einen Fall, bei dem ein anormales Ereignis auf einer Sendeseite aufgetreten ist. 23 veranschaulicht ein Flussdiagramm, um die Prozessoperationen zu beschreiben, um eine Beurteilung durchzuführen, ob ein anormales Er eignis des Ultraschallsensorgerätes gemäß der siebenten Ausführungsform vorhanden ist oder nicht.
Da das Ultraschallsensorgerät gemäß der siebenten Ausführungsform eine große Anzahl von gemeinsamen technischen Einrichtungen wie das Ultraschallsensorgerät 210 aufweist, welches die sechste Ausführungsform darstellt, werden detaillierte Beschreibungen der gemeinsamen technischen Einrichtungen hier weggelassen und es werden lediglich abweichende technische Merkmale und Einrichtungen hauptsächlich erläutert.
Obwohl das oben beschriebene Ultraschallsensorgerät 210 (Ultraschallsensor 100) der sechsten Ausführungsform beurteilen kann, ob ein anormales Ereignis vorhanden ist oder nicht, kann dieses Ultraschallsensorgerät 210 jedoch nicht beurteilen, ob dieses anormale Ereignis auf der Sendeseite oder Empfangsseite aufgetreten ist. Im Gegensatz dazu ist die siebente Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die ECU 220 eine Position unter einen anormalen Zustand oder Bedingung beurteilen kann (nämlich es kann ein anormales Ereignis vorhanden sein und zwar entweder auf der Sendeseite oder der Empfangsseite) basierend auf einer gedämpften Wellenform (nämlich dem Widerhall der Sendewelle) eines Ausgangssignals (Sendewelle) des einer Aussendung dienenden piezoelektrischen Vibrationselements 110a.
Zuerst folgt eine Beschreibung der gedämpften Welle (Widerhall) eines Ausgangssignals (Sendewelle) des einer Sendung dienenden piezoelektrischen Vibrationselements 110a. Wie in 21 als Beispiel wiedergegeben ist, wird dann, wenn ein Eigendiagnose-Treibersignal von der das Treibersignal erzeugenden Einheit 230 zu dem einem Sendezweck dienenden piezoelektrischen Vibrationselement 110a eingespeist wird, das piezoelektrische Vibrationselement 110a in dem Sendemodus in Vibration versetzt und gibt Sendewellen (Ultraschallwellen) über den Bodenabschnitt 121 des Gehäuses 120 zu dem äußeren Abschnitt des Fahrzeugs aus. Selbst wenn das Eigendiagnose-Treibersignal gestoppt wird, nämlich selbst dann, wenn das Senden/Vibration des piezoelektrischen Vibrationselements 110 gestoppt wird, funktioniert der Bodenabschnitt 121 als eine Vibrationsplatte und wird für eine kurze Zeit in Vibration versetzt.
Diese Vibration wird als "Widerhall" bezeichnet. Somit wird gemäß der Darstellung in 21 die Ausgabe der Sendewelle länger als das Eigendiagnose-Treibersignal und zwar um die Widerhallzeit. Bei der oben erwähnten Beschreibung ist angenommen, dass das Ausgangssignal der Sendewelle, welches in 21 gezeigt ist, solch einem Ausgangssignal entspricht, welches unter einer solchen Bedingung erzeugt wird, dass kein anormales Ereignis auf dem sendeseitigen Ultraschallsensor 100a aufgetreten ist.
Als nächstes wird eine Grundidee, um eine anormale Position unter Verwendung dies Widerhalls unter Hinweis auf 22A bis 22B beschrieben. Beispielsweise wird in einem Fall, bei dem ein anormales Ereignis in dem empfangsseitigen Ultraschallsensor 100b vorhanden ist (nämlich dem piezoelektrischen Vibrationselement 110b und dem Rohrabschnitt 132b) ein Einfluss, der durch das anormale Ereignis verursacht wird, auf ein Ausgangssignal einer Sendewelle übertragen, sodass das Ausgangssignal der Sendewelle so erscheint, wie in 22A gezeigt ist. Mit anderen Worten wird eine gedämpfte Wellenform des Ausgangssignals der Sendewelle im Wesentlichen identisch mit derjenigen des Empfangsstatus, der in 21 gezeigt ist, und es wird beispielsweise eine Widerhallzeit dieses Ausgangssignals der Sendewelle im Wesentlichen gleich mit einer Widerhallzeit des Bezugs-Status. Die Widerhallzeit des Bezugs-Status entspricht einem zweiten Bezugswert.
Wenn im Gegensatz zu dem oben erläuterten Fall ein anormales Ereignis (beispielsweise ist ein Fremdkörper 206 eingetreten oder der Rohrabschnitt 132a ist gebrochen) in dem Rohrabschnitt 132a in dem empfangsseitigen Ultraschallsensor 100b auftritt, werden Echos der Ultraschallwellen, die von dem anormalen Abschnitt reflektiert werden, durch das piezoelektrische Vibrationselement 110a empfangen. Als Folge ist eine gedämpfte Wellenform des Ausgangssignals der Sendewelle verschieden von der gedämpften Welle des Bezugs-Status, der in 21 gezeigt ist, sodass eine Widerhallzeit dieser gedämpften Wellenform länger wird als die Widerhallzeit des Bezugs-Status. Die Widerhallzeit des Bezugs-Status entspricht dem zweiten Bezugswert. Wie an früherer Stelle dargelegt wurde, kann die Position unter einer normalen Bedingung oder einem normalen Zustand basierend auf der gedämpften Wellenform des Ausgangssignals der Sendewelle beurteilt werden.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass, obwohl verschiedene Arten von Verfahren zum Beurteilen einer Position unter einem anormalen Zustand bei dem Ultraschallsensorgerät 210 basierend auf einer gedämpften Wellenform eines Ausgangssignals einer Sendewelle ins Auge gefasst werden können, ein Beispiel dieser Beurteilungsverfahren nun unter Hinweis auf 23 beschrieben werden soll. Beispielsweise wird diese Prozessoperation nachfolgend der Prozessoperation durchgeführt, um zu beurteilen, ob ein anormales Ereignis vorhanden ist oder nicht (siehe 19), wie dies in Verbindung mit der sechsten Ausführungsform offenbart wurde. Die Beurteilungs-Prozessoperationen, die von dem Schritt S10 bis zu dem Schritt S40 festgelegt sind, sind ähnlich denjenigen von 19, wie sie bei der sechsten Ausführungsform beschrieben wurden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass bei dem Schritt S20 in einem Fall, bei dem die Ablenk- oder Umlenkwelle W2 nicht detektiert wird, vorhergesagt werden kann, dass wenigstens irgendeines der Elemente gemäß dem piezoelektrischen Vibrationselement 110a und 110b eine Fehlfunktion hat oder wenigstens einer der Rohrabschnitte 132a und 132b blockiert ist. Als Konsequenz beurteilt die ECU 220, dass das Ultraschallsensorgerät 210 sich in einem anormalen Zustand befindet und gibt somit ein Benachrichtigungs-Befehlssignal an die Benachrichtigungseinheit 250 aus. Dann benachrichtigt die Benachrichtigungseinheit 250 einen Passagier über den anormalen Zustand und zwar mit Hilfe eines Alarmsignals oder einer Anzeige an einem Monitor (Schritt S110), sodass dann dadurch die Eigendiagnose-Prozessoperation erreicht wird.
Wenn der detektierte Spitzenwert im Wesentlichen mit dem Bezugswert bei dem Schritt S44 koinzidiert, beurteilt die ECU 220, dass in dem piezoelektrischen Vibrationselement 110 (den Elementen 110a und 110b) und auch in dem Rohrabschnitt 132 (den Rohrabschnitten 132a und 132b) kein anormales Ereignis aufgetreten ist und es wird somit die Eigendiagnose-Prozessoperation erreicht.
In solch einem Fall, bei dem der detektierte Spitzenwert von dem Bezugswert verschieden ist und zwar bei dem Schritt S40, beurteilt die ECU 220, dass das Ultraschallsensorgerät 210 sich in einem anormalen Status befindet und gibt daher erneut den Eigendiagnose-Treibersignal-Erzeugungsbefehl an die Oszillatorschaltung 231 der Treibersignal-Erzeugungseinheit 230 aus. Nach dem Empfang des Eigendiagnose-Treibersignal-Erzeugungsbefehls gibt die Treibersignal-Erzeugungseinheit 230 ein Eigendiagnose-Treibersignal an das der Sendung dienende piezoelektrische Vibrationselement 110a aus, sodass das piezoelektrische Vibrationselement 110a in dem Sendemodus in Vibration versetzt wird, um Sendewellen (Ultraschallwellen) auszugeben.
Zu diesem Zeitpunkt detektiert das piezoelektrische Vibrationselement 110a das Ausgangssignal der Sendewelle (Schritt S120) und die ECU 220 detektiert die Widerhallzeit basierend auf dem Ausgangssignal der Sendewelle (Schritt S130). Dann beurteilt die ECU 220, ob die detektierte Widerhallzeit länger ist als der Bezugswert (der zweite Bezugswert), der an früherer Stelle in dem Speicher gespeichert worden (Schritt S140).
Wenn die detektierte Widerhallzeit kürzer ist als oder gleich ist mit dem Bezugswert, beurteilt die ECU 220, dass kein anormales Ereignis in dem sendeseitigen Ultraschallsensor 100a vorhanden ist und dass ein anormales Ereignis in dem empfangsseitigen Ultraschallsensor 100b vorhanden ist (Schritt S150). Dann gibt die ECU 220 ein Benachrichtigungs-Befehlssignal an die Benachrichtigungseinheit 250 aus. Die Benachrichtigungseinheit 250 unterrichtet dann einen Passagier über den anormalen Zustand mit Hilfe des Alarmsounds und einer Anzeige an dem Monitor (Schritt 160), sodass damit die Eigendiagnose-Prozessoperation realisiert wird.
Wenn die detektierte Widerhallzeit länger ist als der Bezugswert, beurteilt die ECU 220, dass das anormale Ereignis in dem sendeseitigen Ultraschallsensor 100a (dem Rohrabschnitt 132a) vorhanden ist (Schritt S170). Dann gibt die ECU 220 das Benachrichtigungs-Befehlssignal an die Benachrichtigungseinheit 250 aus. Die Benachrichtigungseinheit 250 benachrichtigt dann einen Passagier über den anormalen Zustand mit Hilfe des Alarmsounds und der Anzeige an dem Monitor (Schritt S180), sodass die Eigendiagnose-Prozessoperation erreicht wird. Es kann beispielsweise die Benachrichtigung bei den Schritten S110, S160 und S180 in Bezug auf den Benachrichtigungssound und der jeweiligen Anzeigen geändert werden. Im Falle der Benachrichtigungsschritte S160 und S180 kann, da die Positionen unter anormalen Bedingungen oder Zuständen ebenfalls beurteilt wurden, diese Positionsinformationen ebenfalls involviert werden.
Wie an früherer Stelle beschrieben wurde, kann gemäß dem Ultraschallsensorgerät 210 der siebenten Ausführungsform die anormale Position oder der anormale Zustand des Ultraschallsensorgerätes 210 (Ultraschallsensor 100) basierend auf der gedämpften Wellenform (Widerhallzeit) des Ausgangssignals der Sendewelle beurteilt werden.
Die siebente Ausführungsform stellt ein Beispiel dafür dar, dass dann, wenn der detektierte Spitzenwert von dem Bezugswert verschieden ist und zwar nach der Vergleichs-/Beurteilungs-Operation des Schrittes S40, gibt die ECU 220 erneut den Eigendiagnose-Treibersignal-Erzeugungsbefehl aus, um das einem Sendezweck dienende piezoelektrische Vibrationselement 110a in dem Sendemodus in Vibration zu versetzen und es wird dann das Ausgangssignal der Sendewelle bei dem Schritt S120 detektiert. Alternativ kann bevor die Ablenkwelle W2 bei dem Schritt S10 detektiert wird, das Ausgangssignal der Sendewelle zum Erzeugen der Ablenkwelle W2 detektiert werden.
Auch kann die Beurteilungs-Prozessoperation, die in Verbindung mit der siebenten Ausführungsform beschrieben wurde, nicht auf die Prozessoperation beschränkt sein, die in Kombination mit der Beurteilungs-Prozessoperation der sechsten Ausführungsform nach 19 durchgeführt wird. Beispielsweise kann die Beurteilungs-Prozessoperation der siebenten Ausführungsform alternativ mit der Beurteilungs-Prozessoperation der sechsten Ausführungsform, die in 20 gezeigt ist, kombiniert werden. Alternativ können der Beurteilungsprozess zum Beurteilen, ob ein anormales Ereignis des Ultraschallsensorgerätes 210 aufgetreten ist oder nicht und auch der Beurteilungsprozess zum Beurteilen der anormalen Position oder des anormalen Zustandes in Kombination miteinander ausgeführt werden und zwar basierend auf der gedämpften Wellen form des Ausgangssignals der Sendewelle, ohne die Beurteilungsprozessoperation auszuführen, die auf der Ablenkwelle W2 basiert, welche bei der sechsten Ausführungsform gezeigt ist. In diesem alternativen Fall können die Prozessoperationen, die von den Schritten S110 bis S180 definiert sind, welche in 23 gezeigt sind, auch abwechselnd ausgeführt werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass dann, wenn das Ausgangssignal der Sendewelle nicht detektiert wird, die ECU 220 alternativ beurteilen kann, dass der anormale Zustand oder das anormale Ereignis aufgetreten ist. Es sei auch darauf hingewiesen, dass dann, wenn solch eine Anordnung verwendet wird, die ECU 220 lediglich das Vorhandensein/Fehlen eines anormalen Ereignisses und der anormalen Position auf der Seite des piezoelektrischen Vibrationselements 110 beurteilen kann, welches die Sendefunktion hat, jedoch die ECU 220 das Vorhandensein/Fehlen des anormalen Ereignisses und der anormalen Position des anormalen Zustandes auf der Seite des piezoelektrischen Vibrationselements 110 nicht beurteilt, welches lediglich die Empfangsfunktion hat. Als eine Konsequenz kann in einem Fall, bei dem alle die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 Sendefunktionen haben, die ECU 220 abwechselnd die Beurteilungsoperation hinsichtlich des Vorhandenseins/Fehlens des anormalen Ereignisses ausführen und auch die Beurteilungsoperation hinsichtlich der anormalen Position des Ultraschallsensorgerätes 210 basierend auf der gedämpften Wellenform des Ausgangssignals der Sendewelle.
Auch stellt die oben beschriebene siebente Ausführungsform ein einfachstes Beispiel dafür dar, dass der Ultraschallsensor 100 ein Teil des einem Sendezweck dienenden piezoelektrischen Vibrationselements 110a und ein Teil des einem Empfang dienenden piezoelektrischen Vibrationselements 110b als piezoelektrisches Vibrationselement 110 enthält. Jedoch ist die Konstruktion des Ultraschallsensors 100 nicht nur auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann das Ultraschallsensorgerät alternativ so ausgebildet und angeordnet sein, dass eine Vielzahl an piezoelektrischen Vibrationselementen 110 verwendet wird (entweder lediglich dem Sendezweck dienende oder einer Sendung/Empfang dienende Elemente), welche Sendefunktionen haben. Bei diesem alternativen Fall wählt beispielsweise gemäß der Darstellung in 24 die ECU 220 bei dem Schritt S120 eines dieser Vielzahl der piezoelektrischen Vib rationselemente 110 mit der Sendefunktion aus und versetzt das ausgewählte eine piezoelektrische Vibrationselement im Sendemodus in Vibration, um ein Ausgangssignal einer Sendewelle zu detektieren. Dann detektiert die ECU 220 eine Widerhallzeit basierend auf dem detektierten Ausgangssignal der Sendewelle (Schritt S130) und beurteilt, ob die detektierte Widerhallzeit länger ist als der Bezugswert oder nicht (der zweite Bezugswert), der an früherer Stelle in dem Speicher abgespeichert wurde (Schritt S140). Wenn als Ergebnis die detektierte Widerhallzeit kürzer ist als oder gleich ist mit dem Bezugswert, beurteilt die ECU 220, dass ein anormales Ereignis in dem Rohrabschnitt 132 stattgefunden hat, der in dem ausgewählten piezoelektrischen Vibrationselement 110 vorhanden ist und schaltet dann dieses ausgewählte piezoelektrische Vibrationselement 110 auf ein anderes piezoelektrisches Vibrationselement 110 mit der Sendefunktion um, um das dann eingeschaltete piezoelektrische Vibrationselement 110 in dem Sendemodus in Vibration zu versetzen. Die oben erläuterte Prozessoperation, die von den Schritten S120 bis S145 definiert ist, wird wiederholt ausgeführt, während das piezoelektrische Vibrationselement 110 sequenziell umgeschaltet wird, bis dann die ECU 220 beurteilt, dass eine Widerhallzeit länger dauert als der Bezugswert, und zwar bei dem Schritt S140. Wie an früherer Stelle erläutert, kann bei dem Ultraschallsensorgerät, welches mit der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 mit Sendefunktion ausgerüstet ist, die ECU 220 die Position unter einem anormalen Status beurteilen. 24 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer modifizierten Ausführungsform der siebenten Ausführungsform.
Es sei erwähnt, dass alternativ bei dem Schritt S120 die ECU 220 alle piezoelektrischen Vibrationselemente 110 mit Sendefunktionen in dem Sendemodus in Vibration versetzen kann; bei dem Schritt S130 kann die ECU 220 die Widerhallzeiten der jeweiligen Sendewellen detektieren; und bei dem Schritt S140 kann die ECU 220 jede der detektierten Widerhallzeiten mit der Bezugszeit vergleichen. Selbst wenn bei diesem alternativen Fall die anormalen Ereignisse in allen den Rohrabschnitten 132 auftreten, in welchen alle die piezoelektrischen Vibrationselemente 110, die eine Sendefunktion haben, angeordnet sind, kann die ECU 220 beurteilen, dass die anormale Ereignisse aufgetreten sind. Gemäß einem anderen Beispiel, welches beispielsweise in 25 als Al ternative gezeigt ist, kann die ECU 220 alle die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 mit den Sendefunktionen in dem Sendemodus in Vibration versetzen; bei dem Schritt S130 kann die ECU 220 die Widerhallzeiten der jeweiligen Sendewellen detektieren; und bei dem Schritt S141 kann die ECU 220 jede der detektierten Widerhallzeiten miteinander vergleichen. Wenn bei diesem alternativen Fall eine Widerhallzeit auftritt, die länger ist als diejenige von wenigstens einem piezoelektrischen Vibrationselement 110, kann die ECU 220 beurteilen, dass ein anormales Ereignis in solchen einem Rohrabschnitt 132 stattgefunden hat, wo das piezoelektrische Vibrationselement 110 mit der oben erwähnten längeren Widerhallzeit angeordnet ist, und kann dann eine Benachrichtigung ausgeben, die beispielsweise eine Positionsinformation desselben enthält, was bei dem Schritt S180 erfolgt. Es sei auch darauf hingewiesen, dass dann, wenn alle die Widerhallzeiten untereinander gleich sind, angenommen wird, dass anormale Ereignisse in allen den Rohrabschnitten 132 aufgetreten sind oder anormale Ereignisse oder Zustände in Abschnitten verschieden von den Rohrabschnitten 132 vorhanden sind und es kann dann die ECU 220 über diese Tatsache bei dem Schritt 180 berichten. In Verbindung mit den letzteren erwähnten anormalen Ereignissen oder Zuständen ist es beispielsweise denkbar, dass alle die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 mit Sendefunktionen eine Fehlfunktion aufweisen. Da bei diesem alternativen Fall die Widerhallzeiten der Ausgangssignale von der Vielzahl der piezoelektrischen Vibrationselemente 110 mit den Sendefunktionen untereinander verglichen werden, können Einflüsse, verursacht durch Änderungen in den Messbedingungen (beispielsweise Änderungen in den Widerhallzeiten, die durch Temperaturen hervorgerufen werden) gelöscht werden. 25 zeigt ein Flussdiagramm, um eine andere modifizierte Ausführungsform der siebenten Ausführungsform darzustellen.
Bei den Ausführungsformen wurden Beispiele offenbart, bei denen der Ultraschallsensor 100 an dem Stoßfänger 10 eines Fahrzeugs montiert ist, welches ein sich bewegendes Objekt bildet. Jedoch ist dieses sich bewegende Objekt nicht auf ein Fahrzeug beschränkt und auch die Sensormontageeinheit ist nicht auf die Befestigung an dem Stoßfänger 10 beschränkt. Selbst wenn ein Fahrzeug verwendet wird, kann der Ultraschallsensor 100 an beispielsweise einem Fahrgestell des Fahrzeugs montiert werden.
Auch ist die Konstruktion des Ultraschallsensors 100 nicht nur auf die Konstruktionen beschränkt, welche anhand der Ausführungsformen dargelegt wurden, nämlich auf die gesamte Anzahl, Anordnungen. Gestalten und Sende/Empfangs-Funktionen des piezoelektrischen Vibrationselements 110 und dem Rohrabschnitt 132. Das heißt der Ultraschallsensor 100 kann mit wenigstens zwei Teilen an piezoelektrischen Vibrationselementen 110 ausgerüstet sein (2 Stücke von Rohrabschnitten 132), während wenigstens eines dieser piezoelektrischen Vibrationselemente 110 eine Sendefunktion aufweist und wenigstens ein anderes piezoelektrischen Vibrationselement 110 eine Empfangsfunktion haben kann. Damit auch diese wenigstens eine Operation von Sende- und Empfangs-Operationen ausgeführt werden kann, wobei die piezoelektrischen Vibrationselemente 110 an einem Randabschnitt von jedem der Rohrabschnitte 132 (Wellenleitern) eines um das andere fixiert sein können, können diese Rohrabschnitte 132 auch abwechselnd angeordnet sein und dafür ausgelegt sein sowohl die Reflexionswellen als auch die Ablenk- oder Umlenkwellen zu detektieren. Alternativ können die Rohrabschnitte 132 auch unabhängig als Wellenleiter angeordnet sein.
Die obige Offenbarung führt zu den folgenden Aspekten.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Ultraschallsensor folgendes: einen ersten piezoelektrischen Vibrator zum Aussenden einer Ultraschallwelle in Form einer Sendewelle zu einer Außenseite eines mobilen Körpers hin, wobei die Sendewelle durch ein Objekt außerhalb des mobilen Körpers reflektiert wird, sodass eine Reflexionswelle erzeugt wird; eine Vielzahl an zweiten piezoelektrischen Vibratoren zum Empfangen der Reflexionswelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Reflexionswelle; ein Gehäuse für die Aufnahme des ersten piezoelektrischen Vibrators und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren, wobei das Gehäuse einen Boden aufweist, jeder Vibrator gemäß dem ersten piezoelektrischen Vibrator und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren eine Innenfläche des Bodens des Gehäuses kontaktiert und an dieser befestigt ist, und wobei eine Außenfläche des Bodens des Gehäuses gegenüber der Innenfläche mit einer vibrierenden Fläche ausgestattet ist; und eine Vielzahl an Wellenleiter-Rohren zum Leiten der Ultraschallwelle zwischen der Außenseite des mobilen Körpers und der Vibrationsfläche des Gehäuses. Jedes Wellenleiter-Rohr besitzt eine erste Öffnung, die mit einem Durchgangsloch eines äußeren Teiles des mobilen Körpers gekoppelt ist, sodass das Wellenleiter-Rohr mit der Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert. Jedes Wellenleiter-Rohr entspricht einem Vibrator gemäß dem ersten piezoelektrischen Vibrator und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren. Eine Fläche oder Bereich der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr ist kleiner als eine Fläche der Vibrationsfläche des Gehäuses. Ein Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen der Wellenleiter-Rohre ist kleiner als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Vibrationsflächen. Jedes Wellenleiter-Rohr hat eine Länge, die in einer solchen Weise eingestellt ist, dass eine Phasendifferenz der Reflexionswellen an den ersten Öffnungen zwischen einem Wellenleiter-Rohr und einem anderen Wellenleiter-Rohr gleich ist einer Phasendifferenz der Reflexionswellen an den Vibrationsflächen zwischen dem einen Wellenleiter-Rohr und dem anderen Wellenleiter-Rohr.
Bei dem oben erläuterten Sensor ist die Erscheinungsform des Sensors, das heißt das Design des Sensors verbessert, da die Fläche oder Öffnungsfläche der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr kleiner ist als die Fläche der Vibrationsfläche des Gehäuses. Da ferner die Länge von jedem Wellenleiter-Rohr angenähert bestimmt werden kann, kann die Richtung eines Objektes detektiert werden. Da ferner der Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen der Wellenleiter-Rohre kleiner ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Vibrationsflächen, wird der Detektionsbereich eines Objektes verbessert. Da ferner die ersten Enden der Wellenleiter-Rohre eine Sende- und Empfangs-Fläche der Ultraschallwelle vorsehen, kann der Sensor das Objekt ohne eine Minderung der Aufschlagsfestigkeit detektieren.
Alternativ kann jedes Wellenleiter-Rohr eine zweite Öffnung aufweisen, die der Vibrationsfläche gegenüberliegt, wobei die zweite Öffnung gegenüber der ersten Öffnung liegt und wobei die Fläche der zweiten Öffnung von wenigstens einem Wellenlei ter-Rohr kleiner sein kann als eine Fläche der ersten Öffnung des einen Wellenleiter-Rohres.
Alternativ kann jedes Wellenleiter-Rohr eine zweite Öffnung aufweisen, die der Vibrationsfläche gegenüberliegt, wobei die zweite Öffnung gegenüber der ersten Öffnung angeordnet ist und wobei eine Fläche der zweiten Öffnung von wenigstens einem Wellenleiter-Rohr größer ausgebildet ist als eine Fläche der ersten Öffnung des einen Wellenleiter-Rohres.
Alternativ kann jedes Wellenleiter-Rohr, welches die zweite Öffnung in Gegenüberlage zu der Vibrationsfläche aufweist, die zweite Öffnung gegenüber der ersten Öffnung aufweisen und wenigstens ein Wellenleiter-Rohr kann einen Querschnitt und eine Querschnittsfläche aufweisen, die zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung jeweils konstant sind.
Alternativ kann wenigstens ein zweiter piezoelektrischer Vibrator dafür ausgebildet sein, um die Ultraschallwelle als Sendewelle zur Außenseite des mobilen Körpers hin zu senden.
Die Längen von allen Wellenleiter-Rohren können alternativ gleich sein.
Auch kann alternativ die erste Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr an der gleichen Ebene einer Außenfläche des äußeren Teiles des mobilen Körpers vorgesehen sein. Alternativ kann der Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen der Wellenleiter-Rohre gleich sein mit oder kleiner sein als die Hälfte einer Wellenlänge der Ultraschallwelle.
Die ersten Öffnungen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre kann eine gleiche Öffnungsfläche und eine gleiche zweidimensionale Gestalt als Alternative aufweisen.
Die ersten Öffnungen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre können jeweils unterschiedliche zweidimensionale Gestalten gemäß einer alternativen Ausführung aufweisen.
Alternativ kann jede erste Öffnung der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre eine zweidimensionale Gestalt aufweisen, die zwei voneinander verschiedene Abmessungen hat. Eine Abmessung ist dabei entlang einer Achse definiert und die andere Abmessung ist entlang einer anderen Achse festgelegt, die senkrecht zu der einen Achse verläuft.
Alternativ kann der Sensor ferner folgendes enthalten: einen anderen ersten piezoelektrischen Vibrator zum Senden der Ultraschallwelle in Form einer Sendewelle zur Außenseite des mobilen Körpers hin, der erste piezoelektrische Vibrator und der andere erste piezoelektrische Vibrator senden die Ultraschallwellen gleichzeitig aus.
Alternativ kann die erste Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr ein erstes Bodenende entlang einer gravitativen Kraftrichtung aufweisen, und die zweite Öffnung des Wellenleiter-Rohres kann ein zweites Bodenende entlang der gravitativen Kraftrichtung aufweisen. Das erste Bodenende ist unter dem zweiten Bodenende in der gravitativen Kraftrichtung angeordnet.
Alternativ kann jedes Wellenleiter-Rohr ein akustisches Anpassungsteil enthalten, welches eine Innenseite des Wellenleiter-Rohres füllt, und das akustische Anpassungsteil besitzt eine akustische Impedanz, die in einem Bereich zwischen einer akustischen Impedanz einer Atmosphäre liegt, die den mobilen Körper umgibt, und einer akustischen Impedanz des Bodens des Gehäuses liegt.
Die Wellenleiter-Rohre können gemäß einer Alternative voneinander getrennt sein. Ferner kann der Sensor auch noch folgendes enthalten: ein Vibrations-Reduktionsteil, welches zwischen zwei benachbarten Wellenleiter-Rohren angeordnet ist. Das Vibrations-Reduktionsteil besitzt eine akustische Impedanz, die von einer akustischen Impedanz des Wellenleiter-Rohres verschieden ist, sodass das Vibrations-Reduktionsteil eine unerwünschte Vibration reduziert.
Alternativ kann der mobile Körper aus einem Fahrzeug bestehen und das äußere Teil des mobilen Körpers kann aus einem Stoßfänger oder einem Fahrgestell des Fahrzeugs bestehen. Ferner wird die Länge von einem Wellenleiter-Rohr mit L definiert, und es kann dabei die Ultraschallwelle eine Wellenlänge gemäß ☐ aufweisen, wobei die Länge eines anderen Wellenleiter-Rohres als L + n☐ definiert ist, wobei n eine ganze Zahl ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Hindernis-Detektorvorrichtung einen Ultraschallsensor wie er gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert wurde. Die Hindernis-Detektorvorrichtung detektiert eine Richtung eines Objektes als ein Hindernis basierend auf einer Phasendifferenz von Empfangssignalen zwischen zwei der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren. Diese Vorrichtung kann das Hindernis mit einem weiten oder breiten Bereich detektieren.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Ultraschallsensor folgendes: eine Vielzahl an Wellenleiter-Rohren mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; wenigstens ein Sende-Ultraschallelement zum Senden einer Ultraschallwelle als Sendewelle durch eines der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre, wobei das eine Sende-Ultraschallelement an dem ersten Ende des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre angeordnet ist; wenigstens ein Empfangs-Ultraschallelement zum Empfangen der Ultraschallwelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Ultraschallwelle, wobei das eine Empfangs-Ultraschallelement an dem ersten Ende des anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre angeordnet ist; und ein Bestimmungselement zum Bestimmen einer Fehlfunktion des einen Sende-Ultraschallelements, des einen Empfangs-Ultraschalls, des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre oder des anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre. Das Bestimmungselement bestimmt die Fehlfunktion auf der Grundlage des Empfangssignals der Ultra schallwelle, die von dem zweiten Ende des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre ausgesendet wird und welche direkt in das zweite Ende des anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre eingeleitet wird.
Der oben erläuterte Sensor kann eine Fehlfunktion des Sensors basierend auf dem Empfangssignal einer Ablenk- oder Umlenkwelle diagnostizieren.
Alternativ kann der Sensor ferner folgendes enthalten: einen Speicher. Die Ultraschallwelle, die direkt in das andere eine der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre von dem einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre her eingespeist wird, wird als Umlenkwelle definiert. Der Speicher speichert einen Spitzenwert des Empfangssignals der Umlenkwelle als einen ersten Bezugswert, wenn das andere eine der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre normal funktioniert, und das Bestimmungselement bestimmt dann eine Fehlfunktion, wenn das eine Empfangs-Ultraschallelement die Umlenkwelle nicht empfängt oder wenn ein Spitzenwert des Empfangssignals verschieden ist von dem ersten Bezugswert.
Alternativ kann das Bestimmungselement ferner eine Stelle bestimmen, an welcher die Fehlfunktion oder der Fehler aufgetreten ist und zwar auf der Grundlage einer Dämpfungs-Wellenform der Sendewelle. Ferner kann der Speicher eine Widerhallzeit speichern und zwar eine Widerhallzeit der Sendewelle als einen zweiten Bezugswert, wenn das eine der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre normal funktioniert, und das Bestimmungselement bestimmt die Fehlfunktion von dem einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre, wenn der Spitzenwert des Empfangssignals verschieden ist von dem ersten Bezugswert und wenn die Widerhallzeit der Sendewelle länger dauert als der zweite Bezugswert. Ferner kann das Bestimmungselement die Fehlfunktion oder den Fehler des anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre bestimmen, wenn der Spitzenwert des Empfangssignals verschieden ist von dem ersten Bezugswert und wenn die Widerhallzeit der Sendewelle gleich ist mit oder kleiner ist als der zweite Bezugswert. Ferner kann die Sendewelle durch ein Objekt einer Außenseite eines mobilen Körpers reflektiert werden, sodass eine Reflexionswelle erzeugt wird, und das Empfangs-Ultraschall element empfängt die Reflexionswelle und gibt das Empfangssignal entsprechend der Stärke der Reflexionswelle aus.
Alternativ kann der Sensor ferner folgendes enthalten: ein oder mehrere Sende-Ultraschallelemente, um dadurch eine Vielzahl an Sende-Ultraschallelementen zu schaffen. Das Bestimmungselement vergleicht die Widerhallzeiten der Sendewellen, die von der Vielzahl der Sende-Ultraschallelemente ausgesendet werden, wenn der Spitzenwert des Empfangssignals verschieden ist von dem ersten Bezugswert und wenn wenigstens eine der Widerhallzeiten länger ist als die anderen Widerhallzeiten, wobei das Bestimmungselement bestimmt, dass ein Wellenleiter-Rohr eine Fehlfunktion aufweist, welches der langen Widerhallzeit entspricht.
Alternativ kann der Sensor ferner folgendes enthalten: ein Benachrichtigungselement, um die Fehlfunktion basierend auf einem Bestimmungsergebnis des Bestimmungselements mitzuteilen.
Alternativ kann das zweite Ende von jedem Wellenleiter-Rohr mit einem Durchgangsloch eines äußeren Teiles eines mobilen Körpers gekoppelt sein, sodass das Wellenleiter-Rohr mit einer Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert, wobei der Ultraschallsensor in dem mobilen Körper angeordnet ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Ultraschallsensor folgendes: ein Wellenleiter-Rohr mit einem ersten Ende und mit einem zweiten Ende; wenigstens ein Sende-Ultraschallelement zum Aussenden einer Ultraschallwelle über das Wellenleiter-Rohr, wobei das Sende-Ultraschallelement an dem ersten Ende des Wellenleiter-Rohres angeordnet ist; wenigstens ein Empfangs-Ultraschallelement zum Empfangen der Ultraschallwelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Ultraschallwelle, wobei das eine Empfangs-Ultraschallelement an dem ersten Ende des Wellenleiter-Rohres angeordnet ist; und ein Bestimmungselement zum Bestimmen einer Fehlfunktion oder eines Fehlers des Wellenleiter-Rohres auf der Grundlage einer Dämpfungs-Wellenform der Sendewelle von dem Sende-Ultra schallelement. Der zuvor genannte Sensor kann die Fehlfunktion des Sensors basierend auf der Dämpfungs-Wellenform der Sendewelle diagnostizieren.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Ultraschallsensor zum Detektieren eines Objektes an einer Außenseite des Fahrzeugs folgendes: einen piezoelektrischen Sende-Vibrator zum Senden einer Ultraschallwelle als eine Sendewelle zur Außenseite eines Fahrzeugs hin, wobei die Sendewelle durch ein Objekt an der Außenseite des Fahrzeugs bzw. außerhalb des Fahrzeugs reflektiert wird, sodass eine Reflexionswelle erzeugt wird; einen piezoelektrischen Empfangs-Vibrator zum Empfangen der Reflexionswelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Reflexionswelle; eine Vielzahl an Gehäusen für die Aufnahme eines Vibrators gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator, wobei jedes Gehäuse einen Boden enthält und jeder Vibrator gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator eine innere Oberfläche des Bodens des Gehäuses kontaktiert, wobei eine Außenfläche des Bodens von jedem Gehäuse, die der inneren Oberfläche gegenüberliegt, eine Vibrationsfläche bildet; und eine Vielzahl an Wellenleiter-Rohren zum Führen der Ultraschallwelle zwischen der Außenseite des mobilen Körpers und der Vibrationsoberfläche des Gehäuses. Jedes Wellenleiter-Rohr besitzt eine erste Öffnung, die mit einem Durchgangsloch eines äußeren Teiles des mobilen Körpers gekoppelt ist, sodass das Wellenleiter-Rohr mit der Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert. Jede Wellenleiter-Rohr entspricht einem Vibrator gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator. Eine Fläche oder Öffnungsbereich der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr ist kleiner als ein Flächenbereich der Vibrationsoberfläche des Gehäuses. Ein Abstand zwischen zwei ersten Öffnungen von benachbarten zwei Wellenleiter-Rohren ist kleiner als ein Abstand zwischen zwei Vibrationsflächen der benachbarten zwei Wellenleiter-Rohre. Die Länge von einem Wellenleiter-Rohr ist mit L definiert. Die Ultraschallwelle besitzt eine Wellenlänge, die mit ☐ definiert ist. Die Länge eines anderen Wellenleiter-Rohres ist als L + n☐ definiert, wobei n eine ganze Zahl darstellt. Bei dem zuvor erläuterten Sensor wird die Erscheinungsform des Sensors, das heißt des Design des Sensors verbessert, da die Öffnungs fläche der ersten Öffnung von jedem Wellenleiter-Rohr kleiner ist als die Fläche der Vibrationsfläche des Gehäuses. Da ferner die Länge von jedem Wellenleiter-Rohr angenähert bestimmt ist, kann die Richtung eines Objektes detektiert werden. Da ferner der Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen der Wellenleiter-Rohre kleiner ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Vibrationsflächen, wird der Detektionsbereich für das Objekt verbessert. Da ferner die ersten Enden der Wellenleiter-Rohre eine Sende- und Empfangs-Fläche der Ultraschallwelle bilden, kann der Sensor das Objekt ohne eine Reduzierung in der Schlag- oder Stoßfestigkeit detektieren.
Alternativ kann der Sensor ferner folgendes enthalten: ein Bestimmungselement zum Bestimmen einer Fehlfunktion des piezoelektrischen Sende-Vibrators, des piezoelektrischen Empfangs-Vibrators und der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre. Das Bestimmungselement bestimmt die Fehlfunktion oder einen Fehler auf der Grundlage des Empfangssignals der Empfangswelle, die von dem piezoelektrischen Sende-Vibrator gesendet wird, und die direkt in den piezoelektrischen Empfangs-Vibrator eingeleitet wird. Der zuvor erläuterte Sensor kann die Fehlfunktion oder Fehler des Sensors basierend auf dem Empfangssignal einer Ablenk- oder Umlenkwelle diagnostizieren.
Während die Erfindung unter Hinweis auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Vielmehr umfasst die Erfindung vielfältige Modifikationen und auch äquivalente Anordnungen. Obwohl ferner verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, die bevorzugt werden, beschrieben wurden, können auch andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr oder weniger oder nur ein einzelnes Element enthalten, ebenfalls realisiert werden fallen in den Rahmen der Erfindung.

Claims

Ultraschallsensor, mit: einem ersten piezoelektrischen Vibrator (110, 110a, 110b) zum Senden einer Ultraschallwelle als Sendewelle zu einer Außenseite eines mobilen Körpers hin, wobei die Sendewelle durch ein Objekt (201) außerhalb des mobilen Körpers reflektiert wird und dadurch eine Reflexionswelle erzeugt wird; einer Vielzahl von zweiten piezoelektrischen Vibratoren (110, 110a, 110b) zum Empfangen der Reflexionswelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Reflexionswelle; einem Gehäuse (120) für die Aufnahme des ersten piezoelektrischen Vibrators (110, 110a, 110b) und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren (110, 110a, 110b), wobei das Gehäuse (120) einen Boden (121) enthält und jeder der Vibratoren gemäß dem ersten piezoelektrischen Vibrator (110, 110a, 110b) und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren (110, 110a, 110b) eine innere Oberfläche (122) des Bodens (121) des Gehäuses (120) kontaktiert und an dieser fixiert ist, wobei eine äußere Fläche (123) des Bodens (121) des Gehäuses (120), die der Innenfläche (122) gegenüberliegt, eines Vibrationsfläche (123) bildet; und einer Vielzahl an Wellenleiter-Rohren (130) zum Leiten oder Führen der Ultraschallwelle zwischen der Außenseite des mobilen Körpers und der Vibrationsfläche (123) des Gehäuses (120), wobei jedes Wellenleiter-Rohr (130) eine erste Öffnung (133, 133a, 133b) aufweist, die mit einem Durchgangsloch (13) eines äußeren Teiles (10) des mobilen Körpers so gekoppelt ist, dass das Wellenleiter-Rohr (130) mit der Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert; jedes Wellenleiter-Rohr (130) einem Vibrator gemäß dem ersten piezoelektrischen Vibrator (110, 110a, 110b) und der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren (110, 110a, 110b) entspricht, eine Öffnungsfläche der ersten Öffnung (133, 133a, 133b) von jedem Wellenleiter-Rohr (130) kleiner ist als eine Fläche der Vibrationsfläche (123) des Gehäuses (120), der Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen (133, 133a, 133b) der Wellenleiter-Rohre (130) kleiner ist als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Vibrationsflächen (123); und jedes Wellenleiter-Rohr (130) eine Länge aufweist, die in solcher Weise eingestellt ist, dass eine Phasendifferenz der Reflexionswellen an den ersten Öffnungen (133, 133a, 133b) zwischen einem Wellenleiter-Rohr (130) und einem anderen Wellenleiter-Rohr (130) gleich ist mit einer Phasendifferenz der Reflexionswellen an den Vibrationsflächen (123) zwischen dem einen Wellenleiter-Rohr (130) und dem anderen Wellenleiter-Rohr (130).
Sensor nach Anspruch 1, bei dem jedes Wellenleiter-Rohr (130) eine zweite Öffnung (136, 136a, 136b) aufweist, die der Vibrationsfläche (123) gegenüberliegt, wobei die zweite Öffnung (136, 136a, 136b) gegenüber der ersten Öffnung (133a, 133a, 133b) gelegen ist; und eine Öffnungsfläche der zweiten Öffnung (136, 136a, 136b) von wenigstens einem Wellenleiter-Rohr (130) kleiner ist als eine Öffnungsfläche der ersten Öffnung (133, 133a, 133b) des einen Wellenleiter-Rohres (130).
Sensor nach Anspruch 1, bei dem jedes Wellenleiter-Rohr (130) eine zweite Öffnung (136, 136a, 136b) aufweist, die der Vibrationsfläche (123) gegenüberliegt, wobei die zweite Öffnung (136, 136a, 136b) der ersten Öffnung (133, 133a, 133b) gegenüberliegt; und eine Öffnungsfläche der zweiten Öffnung (136, 136a, 136b) von wenigstens einem Wellenleiter-Rohr (130) größer ist als eine Öffnungsfläche der ersten Öffnung (133, 133a, 133b) des einen Wellenleiter-Rohres (130).
Sensor nach Anspruch 1, bei dem jedes Wellenleiter-Rohr (130) eine zweite Öffnung (136, 136a, 136b) aufweist, die der Vibrationsfläche (123) gegenüberliegt, wobei die zweite Öffnung (136, 136a, 136b) gegenüber der ersten Öffnung (133, 133a, 133b) gelegen ist; und wenigstens ein Wellenleiter-Rohr (130) einen Querschnitt und eine Querschnittsfläche aufweist, die zwischen der ersten Öffnung (133, 133a, 133b) und der zweiten Öffnung (136, 136a, 136b) jeweils konstant sind.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem wenigstens ein zweiter piezoelektrischer Vibrator (110, 110a, 110b) dafür ausgebildet ist, um eine Ultraschallwelle als Sendewelle zur Außenseite des mobilen Körpers zu senden.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Längen der Wellenleiter-Rohre (130) gleich sind.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die erste Öffnung (133, 133a, 133b) von jedem Wellenleiter-Rohr (130) auf der gleichen Ebene einer Außenfläche des äußeren Teiles (10) des mobilen Körpers angeordnet ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Öffnungen (133, 133a, 133b) der Wellenleiter-Rohre (130) gleich ist mit oder kleiner ist als die Hälfte einer Wellenlänge der Ultraschallwelle.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die ersten Öffnungen (133, 133a, 133b) der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) eine gleiche Öffnungsfläche und eine gleiche zweidimensionale Gestalt aufweisen.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die ersten Öffnungen (133, 133a, 133b) der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) jeweils verschiedene zweidimensionale Gestalten aufweisen.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem jede erste Öffnung (133, 133a, 133b) der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) eine zweidimensionale Gestalt haben, welche zwei unterschiedliche Abmessungen aufweist; wobei eine Abmessung entlang einer Achse festgelegt ist; und wobei die andere Abmessung entlang einer andere Achse festgelegt ist, die senkrecht zu der einen Achse verläuft.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner mit: einem anderen ersten piezoelektrischen Vibrator (110, 110a, 110b) zum Aussenden der Ultraschallwelle als Sendewelle zur Außenseite des mobilen Körpers hin, wobei der erste piezoelektrische Vibrator (110, 110a, 110b) und der andere erste piezoelektrische Vibrator (110, 110a, 110b) die Ultraschallwellen gleichzeitig senden.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die erste Öffnung (133, 133a, 133b) von jedem Wellenleiter-Rohr (130) ein erstes Bodenende aufweist, entlang welchem eine gravitative Kraftrichtung verläuft; die zweite Öffnung (136, 136a, 136b) des Wellenleiter-Rohres (130) ein zweites Bodenende aufweist, entlang welchem die gravitative Kraftrichtung verläuft; und das erste Bodenende unter dem zweiten Bodenende in der gravitativen Kraftrichtung angeordnet ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem jedes Wellenleiter-Rohr (130) ein akustisches Anpassungsteil (140) enthält, welches eine Innenseite des Wellenleiter-Rohres (130) füllt; und das akustische Anpassungsteil (140) eine akustische Impedanz besitzt, die in einem Bereich liegt zwischen einer akustischen Impedanz einer Atmosphäre, die den mobilen Körper umgibt, und einer akustischen Impedanz des Bodens (121) des Gehäuses (120).
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Wellenleiter-Rohre (130) voneinander getrennt sind.
Sensor nach Anspruch 15, ferner mit: einen Vibrations-Reduktionsteil (150), welches zwei benachbarten Wellenleiter-Rohren (130) angeordnet ist, wobei das Vibrations-Reduktionsteil (150) eine akustische Impedanz besitzt, die verschieden ist von einer akustischen Impedanz des Wellenleiter-Rohres (130), sodass das Vibrations-Reduktionsteil (150) eine unerwünschte Vibration reduziert.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der mobile Körper aus einem Fahrzeug besteht, und das äußere Teil (10) des mobilen Körpers ein Stoßfänger oder ein Fahrgestell des Fahrzeugs ist.
Sensor nach Anspruch 17, bei dem die Länge von einem Wellenleiter-Rohr (130) mit L definiert ist, die Ultraschallwelle eine Wellenlänge besitzt, die mit ☐ definiert ist, die Länge des anderen Wellenleiter-Rohres (130) definiert ist als L + n☐, wobei n eine ganze Zahl darstellt.
Hindernis-Detektorvorrichtung mit einem Ultraschallsensor nach Anspruch 1, bei der die Hindernis-Detektorvorrichtung eine Richtung eines Objektes (201) in Form eines Hindernisses (201) basierend auf einer Phasendifferenz der Empfangssignale zwischen zweien der Vielzahl der zweiten piezoelektrischen Vibratoren (110, 110a, 110b) detektiert.
Ultraschallsensor, mit: einer Vielzahl an Wellenleiter-Rohren (130) mit einem ersten Ende (133, 133a, 133b) und mit einem zweiten Ende (136, 136a, 136b); wenigstens einem Sende-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) zum Aussenden einer Ultraschallwelle als Sendewelle durch eines der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130), wobei das eine Sende-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) an dem ersten Ende (133, 133a, 133b) des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) angeordnet ist; wenigstens einem Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) zum Empfangen der Ultraschallwelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Ultraschallwelle, wobei das eine Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) an dem ersten Ende (133, 133a, 133b) des anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) angeordnet ist; und einem Bestimmungselement (220) zum Bestimmen einer Fehlfunktion oder eines Fehlers von dem einen Sende-Ultraschallelement (110, 110a, 110b), von dem einen Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b), dem einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) oder dem anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130), wobei das Bestimmungselement (220) die Fehlfunktion oder den Fehler auf der Grundlage des Empfangssignals der Ultraschallwelle bestimmt, die von dem zweiten Ende (136, 136a, 136b) des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) gesendet wird und welche direkt in das zweite Ende (136, 136a, 136b) des anderen einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) eingeleitet wird.
Sensor nach Anspruch 20, ferner mit: einem Speicher (220), wobei die Ultraschallwelle direkt in das andere eine der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) von dem einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) einleitbar ist, welche Ultraschallwelle das Ablenk- oder Umlenkwelle definiert ist; der Speicher (220) einen Spitzenwert des Empfangssignals der Umlenkwelle als einen ersten Bezugswert speichert, wenn das andere eine der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) normal funktioniert; und das Bestimmungselement (220) eine Fehlfunktion oder einen Fehler bestimmt, wenn das eine Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) die Umlenkwelle nicht empfängt oder wenn ein Spitzenwert des Empfangssignals verschieden ist von dem ersten Bezugswert.
Sensor nach Anspruch 20 oder 21, bei dem das Bestimmungselement (220) ferner einen Ort oder eine Stelle bestimmt, an welcher die Fehlfunktion oder der Fehler aufgetreten ist und zwar auf der Grundlage einer Dämpfungs-Wellenform der Sendewelle.
Sensor nach Anspruch 22, bei dem der Speicher (220) eine Widerhallzeit der Sendewelle als einen zweiten Bezugswert speichert, wenn eines der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) normal funktioniert, und das Bestimmungselement (220) eine Fehlfunktion des einen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) bestimmt, wenn der Spitzenwert des Empfangssignals von dem ersten Bezugswert verschieden ist und wenn eine Widerhallzeit der Sendewelle länger ist als der zweite Bezugswert.
Sensor nach Anspruch 23, bei dem das Bestimmungselement (220) eine Fehlfunktion eines anderen der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) bestimmt, wenn der Spitzenwert des Empfangssignals von dem ersten Bezugswert verschieden ist und wenn die Widerhallzeit der Sendewelle gleich ist mit oder kleiner ist als der zweite Bezugswert.
Sensor nach Anspruch 24, bei dem die Sendewelle durch ein Objekt (201) an einer Außenseite eines mobilen Körpers reflektiert wird, sodass eine Reflexionswelle erzeugt wird, und das Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) die Reflexionswelle empfängt und das Empfangssignal entsprechend der Stärke der Reflexionswelle ausgibt.
Sensor nach einem der Ansprüche 22 bis 25, ferner mit: einem oder mehreren Sende-Ultraschallelement bzw. -elementen (110, 110a, 110b), um eine Vielzahl an Sende-Ultraschallelementen (110, 110a, 110b) vorzusehen, wobei das Bestimmungselement (220) die Widerhallzeiten der Sendewellen, die von der Vielzahl der Sende-Ultraschallelemente (110, 110a, 110b) ausgesendet wurden, zu vergleichen, wenn der Spitzenwert des Empfangssignals von dem ersten Bezugswert verschieden ist, und wenn wenigstens eine Widerhallzeit länger ist als andere Widerhallzeiten, wobei das Bestimmungselement (220) bestimmt, dass ein Wellenleiter-Rohr (130) entsprechend einer langen Widerhallzeit eine Fehlfunktion aufweist.
Sensor nach einem der Ansprüche 20 bis 26, ferner mit: einem Benachrichtigungselement (250), um die Fehlfunktion basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Bestimmungselements (220) mitzuteilen.
Sensor nach einem der Ansprüche 20 bis 27, bei dem das zweite Ende (136, 136a, 136b) von jedem Wellenleiter-Rohr (130) mit einem Durchgangsloch (13) eines äußeren Teiles (10) eines mobilen Körpers gekoppelt ist, sodass das Wellenleiter-Rohr (130) mit einer Außenseite des mobilen Körpers kommunizieren kann, und der Ultraschallsensor in dem mobilen Körper angeordnet ist.
Ultraschallsensor, mit: einem Wellenleiter-Rohr (130) mit einem ersten Ende (133, 133a, 133b) und einem zweiten Ende (136, 136a, 136b); wenigstens einem Sende-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) zum Aussenden einer Ultraschallwelle durch das Wellenleiter-Rohr (130), wobei das Sende-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) an dem ersten Ende (133, 133a, 133b) des Wellenleiter-Rohres (130) angeordnet ist; wenigstens einem Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) zum Empfangen der Ultraschallwelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Ultraschallwelle, wobei das eine Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) an dem ersten Ende (133, 133a, 133b) des Wellenleiter-Rohres (130) angeordnet ist; und einem Bestimmungselement (220) zum Bestimmen einer Fehlfunktion oder eines Fehlers des Wellenleiter-Rohres (130) auf der Grundlage einer Dämpfungs-Wellenform der Sendewelle von dem Sende-Ultraschallelement (110, 110a, 110b).
Sensor nach Anspruch 29, ferner mit: einem Speicher (220), wobei das Wellenleiter-Rohr (130) eine Vielzahl an Rohrelementen (130) umfasst, von denen jedes ein erstes Ende (133, 133a, 133b) und ein zweites Ende (136, 136a, 136b) aufweist, das Sende-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) an dem ersten Ende (133, 133a, 133b) von einem der Vielzahl der Rohrelemente (130) angeordnet ist; das Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) an dem ersten Ende (133, 133a, 133b) eines anderen einen der Vielzahl der Rohrelemente (130) angeordnet ist; der Speicher (220) eine Widerhallzeit der Sendewelle als einen zweiten Bezugswert speichert, wenn eines der Vielzahl der Rohrelemente (130) normal funktioniert und arbeitet, und das Bestimmungselement (220) eine Fehlfunktion oder Fehler des einen der Vielzahl der Rohrelemente (130) bestimmt, wenn eine Widerhallzeit der Sendewelle länger ist als der zweite Bezugswert.
Sensor nach Anspruch 29 oder 30, ferner mit: einem oder mehreren Sende-Ultraschallelemente bzw. -elementen (110, 110a, 110b) zum Vorsehen einer Vielzahl an Sende-Ultraschallelementen (110, 110a, 110b), wobei das Wellenleiter-Rohr (130) eine Vielzahl an Rohrelementen (130) umfasst, von denen jedes ein erstes Ende (133, 133a, 133b) und ein zweites Ende (136, 136a, 136b) aufweist, jedes Element der Sende-Ultraschallelemente (110, 110a, 110b) und das Empfangs-Ultraschallelement (110, 110a, 110b) an dem ersten Ende (133, 133a, 133b) des einen Rohrelements (130) angeordnet sind; das Bestimmungselement (220) die Widerhallzeiten der Sendewellen, die von der Vielzahl der Sende-Ultraschallelemente (110, 110a, 110b) gesendet wurden, vergleicht, und dann, wenn wenigstens eine Widerhallzeit länger ist als andere Widerhallzeiten, das Bestimmungselement (220) bestimmt, dass ein Rohrelement (130) entsprechend einer langen Widerhallzeit eine Fehlfunktion oder Fehler aufweist.
Sensor nach einem der Ansprüche 29 bis 31, ferner mit: einem Benachrichtigungselement (250), um über die Fehlfunktion oder den Fehler basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Bestimmungselements (220) zu benachrichtigen.
Sensor nach einem der Ansprüche 29 bis 32, bei dem das zweite Ende (136, 136a, 136b) von jedem Wellenleiter-Rohr (130) mit einem Durchgangsloch (13) ein äußeren Teiles (10) eines mobilen Körpers gekoppelt ist, sodass das Wellenleiter-Rohr (130) mit einer Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert, und wobei der Ultraschallsensor in dem mobilen Körper angeordnet ist.
Ultraschallsensor zum Detektieren eines Objektes (201) an einer Außenseite oder außerhalb eines Fahrzeugs, wobei der Sensor folgendes aufweist: einen piezoelektrischen Sende-Vibrator (110, 110a, 110b) zum Senden einer Ultraschallwelle als Sendewelle zur Außenseite des Fahrzeugs hin, wobei die Sendewelle durch das Objekt (201) außerhalb des Fahrzeugs reflektiert wird, sodass eine Reflexionswelle erzeugt wird; einen piezoelektrischen Empfangs-Vibrator (110, 110a, 110b) zum Empfangen der Reflexionswelle und zum Ausgeben eines Empfangssignals entsprechend der Stärke der Reflexionswelle; eine Vielzahl an Gehäusen (120) für die Aufnahme von einem der Vibratoren gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator (110, 110a, 110b) und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator (110, 110a, 110b), wobei jedes Gehäuse (120) einen Boden (121) enthält, jeder piezoelektrischer Sende-Vibrator (110, 110a, 110b) und piezoelektrischer Empfangs-Vibrator (110, 110a, 110b) eine innere Oberfläche des Bodens (121) des Gehäuses (120) kontaktiert und wobei eine äußere Oberfläche des Bodens (121) von jedem Gehäuse (120), die der inneren Oberfläche gegenüberliegt, eine Vibrationsfläche (12) bildet; und eine Vielzahl an Wellenleiter-Rohren (130) zum Führen oder Leiten der Ultraschallwelle zwischen der Außenseite des mobilen Körpers und der Vibrationsfläche (123) des Gehäuses (120), wobei jedes Wellenleiter-Rohr (130) eine erste Öffnung (133, 133a, 133b) aufweist, die mit einem Durchgangsloch (13) eines äußeren Teiles (10) des mobilen Körpers gekoppelt ist, sodass das Wellenleiter-Rohr (130) mit der Außenseite des mobilen Körpers kommuniziert; jedes Wellenleiter-Rohr (130) einem Vibrator gemäß dem piezoelektrischen Sende-Vibrator (110, 110a, 110b) und dem piezoelektrischen Empfangs-Vibrator (110, 110a, 110b) entspricht, wobei ein Öffnungsbereich der ersten Öffnung (133, 133a, 133b) von jedem Wellenleiter-Rohr (130) kleiner ist als ein Bereich der Vibrationsfläche (123) des Gehäuses (120), ein Abstand zwischen zwei ersten Öffnungen (133, 133a, 133b) von benachbarten zwei Wellenleiter-Rohren (130) kleiner ist als ein Abstand zwischen zwei Vibrationsflächen (123) von benachbarten zwei Wellenleiter-Rohren (130), die Länge von einem Wellenleiter-Rohr (130) mit L definiert ist, die Ultraschallwelle eine Wellenlänge aufweist, die mit ☐ definiert ist, die Länge eines anderen Wellenleiter-Rohres (130) dann als L + n☐ definiert ist, wobei n eine ganze Zahl darstellt.
Sensor nach Anspruch 34, ferner mit: einem Bestimmungselement (220), um eine Fehlfunktion oder Fehler des piezoelektrischen Sende-Vibrators (110, 110a, 110b), des piezoelektrischen Empfangs-Vibrators (110, 110a, 110b) und der Vielzahl der Wellenleiter-Rohre (130) zu bestimmen, wobei das Bestimmungselement (220) die Fehlfunktion oder den Fehler basierend auf dem Empfangssignal der Empfangswelle bestimmt, die von dem piezoelektrischen Sende-Vibrator (110, 110a, 110b) gesendet wird und die direkt in den piezoelektrischen Empfangs-Vibrator (110, 110a, 110b) eingeleitet wird.