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Verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
U.S. Provisional Application mit der Seriennummer 62/208,990 , die am 24. August 2015 eingereicht wurde, deren Gegenstand hier vollständig miteingeschlossen ist.
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Gebiet der vorliegenden Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist auf ein Fahrerassistenzsystem gerichtet, und insbesondere auf eine Kühlanordnung zur Verwendung mit einem Fahrerassistenzsystem.
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Hintergrund
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Fahrerassistenzsysteme bzw. Drive-Assist-Systeme („DAS”) sind in der Technik bekannt. Solche Systeme verwenden eine Kamera, um die äußere Umgebung des Fahrzeugs aufzunehmen. Eine Datenverarbeitungsschaltung überwacht Bilddaten von der Kamera, verarbeitet und analysiert die Bilddaten und gibt Signale an andere Fahrzeugssysteme aus, welche die analysierten Bildinformationen anzeigen. Die Ausgangssignale aus der Datenverarbeitungsschaltung des Fahrerassistenzsystems können Informationen für den Fahrzeugbediener sein, wie beispielsweise Warnanzeigen bezüglich einer möglichen Fahrzeugkollision, eine Warnanzeige bezüglich des Abweichens von einer Straße oder einem Fahrstreifen, Informationen bezüglich Fußgängern, Verkehrsschildinformationen, Verkehrsinformationen usw. Die Datenverarbeitungsschaltung kann auch Informationen an betätigbare Fahrzeugsysteme ausgeben, wie beispielsweise Bremsen, eine haptische Rückmeldung usw. Die Verarbeitungsschaltung des Fahrerassistenzsystems könnte auch mit anderen Fahrzeugsystemen kommunizieren, welche die Informationen verwenden, um eine autonome Fahrzeugsteuerung vorzusehen.
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Die Datenverarbeitungsschaltung eines Fahrerassistenzsystems verwendet beträchtliche Energie, um diese Datenverarbeitungs- und Analysefunktion durchzuführen, was wiederum eine beträchtliche Menge an Wärme erzeugt. Da die Datenverarbeitungsschaltung des Fahrerassistenzsystems typischerweise auf einer gedruckten Leiterplatte montiert ist, die wiederum in einer Gehäusestruktur montiert ist, ist die von der Verarbeitungsschaltung erzeugte Wärme ein Problem. Die Gehäusestruktur kann an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs montiert sein und ist relativ klein, so dass sie nicht die Sicht des Fahrzeugsbedieners beeinträchtigt. Die kleine Größe des Gehäuses des Fahrzeugassistenzsystems vergrößert das Wärmeproblem.
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Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung
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Die vorliegende Erfindung sieht eine Flüssigkeitskühlanordnung zur Verwendung mit einem Fahrerassistenzsystem bzw. DAS vor, um Wärme abzuleiten, die von der assoziierten Verarbeitungsschaltung erzeugt wird, die in dem Gehäuse des Fahrerassistenzsystems angeordnet ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug ein Gehäuse und eine Kamera auf, die sich aus dem Gehäuse erstreckt. Eine Datenverarbeitungsschaltung ist in dem Gehäuse montiert, um Bilddaten zu verarbeiten und zu analysieren, die von der Kamera geliefert werden. Eine mit Strömungsmittel gefüllte Wärmesenke überträgt Wärme von der Datenverarbeitungsschaltung an die Umgebung, um die Datenverarbeitungsschaltung zu kühlen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorangegangenen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann für die Technik, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen offensichtlich, wobei die Figuren Folgendes zeigen:
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrerassistenzsystems, welches gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht ist;
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2 ist eine Frontansicht des in 1 gezeigten Fahrerassistenzsystems;
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3 ist eine Seitenansicht, die entlang der Linie 3-3 der 2 aufgenommen ist und ein Strömungsmittelreservoir gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist eine Draufsicht des in 1 gezeigten Fahrerassistenzsystems;
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5 ist eine Explosionsansicht des in 1 gezeigten Fahrerassistenzsystems;
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6 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrerassistenzsystems, welches gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht ist;
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7 ist eine perspektivische Ansicht von unten des in 6 gezeigten Fahrerassistenzsystems;
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8 ist eine Seitenansicht des in 6 gezeigten Fahrerassistenzsystems;
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9 ist eine Frontansicht des in 6 gezeigten Fahrerassistenzsystems;
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10 ist eine Frontansicht eines Fahrerassistenzsystems, das gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht ist;
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11 ist eine Seitenansicht des in 10 gezeigten Fahrerassistenzsystems;
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12 ist eine Seitenansicht eines Teils des Fahrerassistenzsystems der 10 und 11;
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13 ist eine Frontansicht des in 12 gezeigten Teils des Fahrerassistenzsystems;
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14 ist eine Frontansicht eines Teils eines Fahrerassistenzsystems; und
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15 ist eine Frontansicht eines Fahrerassistenzsystems, welches gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Mit Bezug auf die 1–5 ist ein Fahrerassistenzsystem bzw. DAS 20 gezeigt, welches eine Kühlanordnung hat, die gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht ist.
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Das Fahrerassistenzsystem 20 weist ein Gehäuse 24 mit einer Befestigungsfläche 26 auf, die mit einer (nicht gezeigten) Windschutzscheibe eines Fahrzeugs in Eingriff gebracht werden kann. Wenn sie an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angebracht ist, erstreckt sich die Befestigungsfläche 26 im Wesentlichen parallel zu der Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Das Gehäuse 24 kann direkt mit der Windschutzscheibe verbunden sein oder kann mit einem Bügel verbunden sein, der an der Windschutzscheibe befestigt ist.
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Eine Kamera 28, eine Datenverarbeitungsschaltung 30 und eine gedruckte Leiterplatte 32 sind in dem Gehäuse 24 montiert.
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Die Linse der Kamera 28 erstreckt sich aus dem Gehäuse 24. Die Datenverarbeitungsschaltung 30 ist mit der gedruckten Leiterplatte 32 verbunden. Die Datenverarbeitungsschaltung 30 überwacht Bilddaten von der Kamera, verarbeitet und analysiert die Bilddaten und gibt Signale an andere Fahrzeugsysteme aus, welche die analysierte Bildinformation anzeigen.
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Das Gehäuse 24 weist ein Kamerasichtfenster 42 auf, durch welches sich die Kameralinse erstreckt. Das Sichtfenster 42 wird durch Seitenwände 44, 46 definiert, die sich von der Befestigungsfläche 26 und einer unteren Wand 48 des Gehäuses 24 erstrecken. Die untere Wand 48 verbindet die Seitenwände 44, 46 und erstreckt sich zwischen diesen. Die Linse der Kamera 28 erstreckt sich vom Gehäuse 24 nach außen und zeigt zur Windschutzscheibe des Fahrzeugs, wenn das Gehäuse mit der Windschutzscheibe verbunden ist. Die Kamera 28 hat ein Sichtfeld auf die Umgebung vor dem Fahrzeug. Das Fahrerassistenzsystem verwendet die Kamera 28, um derartige Dinge zu überwachen, wie beispielsweise das Abweichen von einer Fahrbahn, den Verkehr, Fußgänger usw. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ein Fahrerassistenzsystem beschrieben wird, welches eine nach vorne schauende Kamera verwendet, wird der Fachmann erkennen, dass die vorliegende Erfindung auf jegliches Fahrzeugassistenzsystem anwendbar ist, welches ein nach hinten schauendes Kamerasystem, ein zur Seite schauendes Kamerasystem usw. aufweist. Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auf jegliches Fahrzeugassistenzsystem anwendbar, egal ob es eine Kamera oder irgendeine andere Form von Abfühlvorrichtung verwendet. Außerdem ist die Kühlanordnung der vorliegenden Erfindung auf jegliches Fahrzeugkamerasystem anwendbar.
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Die Datenverarbeitungsschaltung 30 in Form eines integrierten Schaltungschips ist an der gedruckten Leiterplatte 32 angebracht. Die Datenverarbeitungsschaltung 30 könnte ein Mikrocontroller oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung sein. Eine mit Strömungsmittel gefüllte Wärmesenke 50 ist direkt an der Datenverarbeitungsschaltung 30 befestigt und thermisch damit verbunden. Somit steht die Wärmesenke 50 in Eingriff mit der Datenverarbeitungsschaltung 30, sodass die Datenverarbeitungsschaltung 30 zwischen der Wärmesenke und der gedruckten Leiterplatte 32 angeordnet ist. Die Wärmesenke 50 ist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform so bemessen, dass sie eine zu der Datenverarbeitungsschaltung 30 passende Größe hat, sodass sie vollständig die Fläche der Oberseite der Datenverarbeitungsschaltung 30 abdeckt. Die Wärmesenke 50 überträgt Wärme von der Datenverarbeitungsschaltung 30 auf die Umgebung außerhalb des Gehäuses 24.
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Die Wärmesenke 50 weist eine Vielzahl von Kühlfinnen 52 auf, die sich von der Datenverarbeitungsschaltung 30 weg erstrecken. Die Finnen 52 können sich in einem spitzen Winkel relativ zu einer Oberseite der Wärmesenke 50 erstrecken, wie in 3 gezeigt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Finnen 52 sich senkrecht zu der Oberseite der Wärmesenke 50 erstrecken können. Das Gehäuse 24 weist eine Öffnung 56 auf, die sich durch die untere Wand 48 erstreckt, welche das Sichtfenster 42 definiert. Die Öffnung 56 ist so bemessen, dass sie gestattet, dass die Wärmesenke 50 sich durch das Gehäuse 24 erstreckt, und insbesondere dass die Finnen 52 sich aus dem Gehäuse 24 hinaus erstrecken. Die Finnen 52 erstrecken sich nicht in das Sichtfeld der Kamera 28.
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Das Innere 54 der Wärmesenke 50 ist hohl und ist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem flüssigen Material 58 gefüllt. Die Finnen 52 sind auch mit Strömungsmittel gefüllt. Ein Strömungsmittelreservoir 60 ist strömungsmittelmäßig mit der Wärmesenke 50 über ein Einlassrohr 62 und ein Auslassrohr 64 verbunden. In dem Strömungsmittelreservoir 60 ist eine (nicht gezeigte) Pumpe angeordnet, die so angeordnet ist, dass sie Strömungsmittel vom Reservoir 60 zu und von der Wärmesenke 50 zirkuliert. Die Pumpe bewirkt, dass das Strömungsmittel vom Reservoir 60 durch das Einlassrohr 62, durch die Wärmesenke 50 und zurück zum Reservoir durch das Auslassrohr 64 fließt. Das Strömungsmittelreservoir 60 weist weiter einen Kühlventilator 68 auf, der so angeordnet ist, dass er Wärme vom Strömungsmittelreservoir 60 ableitet.
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Während des Betriebs des Fahrerassistenzsystems 20 liefert die Kamera 28 detaillierte Bilddaten der Umgebung vor der Kamera. Die Datenverarbeitungsschaltung 30 verarbeitet und analysiert die Bilddaten. Der Betrieb der Datenverarbeitungsschaltung 30 hat die Erzeugung einer beträchtlichen Wärmemenge zur Folge. Zumindest ein Teil der Wärme, die durch die Datenverarbeitungsschaltung erzeugt wird, wird auf das Strömungsmittel in der Wärmesenke 50 übertragen. Die Wärmesenke 50 überträgt zumindest einen Teil der Wärme auf die Umgebung mittels der Finnen 52. Die Wärmesenke 50 leitet die von der Datenverarbeitungsschaltung 30 erzeugte Wärme ab, wodurch das Fahrerassistenzsystem 20 auf einer ordnungsgemäßen Betriebstemperatur gehalten wird. Die Pumpe in dem Reservoir 60 zirkuliert Strömungsmittel zwischen dem Strömungsmittelreservoir 60 und der Wärmesenke 50. Während die Struktur der Wärmesenke 50 einschließlich der Finnen 52 dahingehend wirkt, dass eine gewisse Menge der erzeugten Wärme abgeleitet wird, führt das Zirkulieren von Strömungsmittel zwischen der Wärmesenke 50 und dem Reservoir 60 Wärme weg von der Datenverarbeitungsschaltung 30 zum Reservoir. Wegen dem Volumen des zirkulierenden Strömungsmittels und mit der Hilfe des Kühlventilators 62 wird mehr Wärme von der Datenverarbeitungsschaltung 30 wegtransportiert, wodurch der gesamte Kühlungseffekt verbessert wird.
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Mit Bezug auf die 6–9 ist ein Fahrerassistenzsystem 70 gezeigt, welches ein Kühlsystem hat, das gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht ist. Das Fahrerassistenzsystem 70 weist ein Gehäuse 72 auf, welches so konstruiert ist, dass es eine Dreifachkamerabefestigungsanordnung, welche Kameras 74, 76, 78 aufweist. Das Gehäuse 72 wäre in ähnlicher Weise an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs montiert, um die Umgebung vor dem Fahrzeug aufzunehmen und zu analysieren. Das Gehäuse 72 weist ein Bodenplattenmodul 80 mit einer Vielzahl von Kühlfinnen 82 auf, welche sich aus dem Gehäuse 72 nach unten in den Innenraum der Fahrzeugkabine (nicht gezeigt) erstrecken, wenn das Fahrerassistenzsystem 70 an der Windschutzscheibe befestigt ist. Das Bodenplattenmodul 80 kann mit dem Gehäuse 72 durch eine Vielzahl von Befestigungselementen verbunden sein.
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In ähnlicher Weise, wie bezüglich des Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, das in 1–5 gezeigt ist, sind die Finnen 82 ein Teil einer großen Wärmesenke 84, die hohl ist und mit einem Kühlströmungsmittel gefüllt ist, um dabei zu helfen irgendwelche aufgebaute Wärme innerhalb des Gehäuses 72 abzuleiten. Die Wärmesenke 84 könnte direkt mit einer Kamera oder einer Datenverarbeitungsschaltung verbunden sein, so dass die Verarbeitungsschaltung zwischen der Wärmesenke und einer gedruckten Leiterplatte angeordnet ist. Die Wärmesenke 84 kann die Datenverarbeitungsschaltung und die gedruckte Leiterplatte in dem Gehäuse 72 tragen und das Gehäuse 72 schließen. Es wird auch in Betracht gezogen, dass eine Datenverarbeitungsschaltung und eine gedruckte Leiterplatte, die mit jeder Kamera 74, 76, 78 assoziiert ist, auf der Wärmesenke 84 gelagert sein kann. Ebenfalls könnte die Wärmesenke 84 strömungsmittelmäßig mit einem separaten Reservoir mit einer Pumpe verbunden sein, wie oben beschrieben, um das Kühlströmungsmittel innerhalb der Wärmesenke zur verbesserten Wärmeableitung zu zirkulieren.
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Mit Bezug auf die 10–14 ist ein weiteres Fahrerassistenzsystem 90 gezeigt, welches eine Kühlanordnung hat, die gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform weist ein Dualkamera-Fahrerassistenzsystem 90 ein Gehäuse 92 mit zwei Kameras 94, 96 auf. Kühlfinnen 98 erstrecken sich vom Unterteil des Gehäuses 92 nach außen durch eine geeignet bemessene (nicht gezeigte) Öffnung.
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Insbesondere mit Bezug auf die 12–13 ist in dem Gehäuse 92 des Fahrerassistenzsystems 90 eine gedruckte Leiterplatte 100 angeordnet. Eine Kamera- oder Datenverarbeitungsschaltung 104 ist auf der gedruckten Leiterplatte 100 montiert. Die Datenverarbeitungsschaltung 104 ist in einer strömungsmitteldichten Abdeckung 106 eingeschlossen. Eine Wärmesenke oder ein Kühlmittelreservoir 110 umgibt die Abdeckung 106. Die Wärmesenke 110 ist mit Kühlströmungsmittel gefüllt. Das Kühlströmungsmittel umgibt die strömungsmitteldichte Abdeckung 106. Die Wärmesenke oder das Kühlmittelreservoir 110 können mit der gedruckten Leiterplatte 100 in irgendeiner erwünschten Weise verbunden sein. Die Kühlfinnen 98 erstrecken sich von der Wärmesenke 110 und sind in thermischem bzw. wärmeleitendem Kontakt mit der Wärmesenke. Die Finnen 98 können hohl und mit Strömungsmittel gefüllt sein, oder sie können aus Vollmaterial sein. Die Wärmesenke oder das Kühlmittelreservoir 110 können strömungsmittelmäßig mit einem (nicht gezeigten) größeren separaten Reservoir verbunden sein, welches ähnlich ist, wie oben bezüglich der 1–5 beschrieben. Eine Pumpe in dem separaten Reservoir kann Strömungsmittel zwischen der Wärmesenke oder dem Kühlmittelreservoir 110 und dem separaten Reservoir zirkulieren.
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Mit Bezug auf 14 ist eine Variation des Kühlsystems gegenüber dem gezeigt, was in den 12–13 gezeigt ist. Das Kühlmittelsystem gemäß der in 14 veranschaulichten Ausführungsform weist ein Schaltungsgehäuse 106 auf, welches mit der gedruckten Leiterplatte 100 verbunden ist. Das Schaltungsgehäuse 106 umgibt die Datenverarbeitungsschaltung 104. Das Schaltungsgehäuse 106 ist in thermischem bzw. wärmeleitendem Kontakt mit einem Wärmeleitkissen 114. Das Wärmeleitkissen 114 ist in thermischen Kontakt mit einer Wärmesenke oder einem Strömungsmittelreservoir 118. Das Wärmeleitkissen 114 ist zwischen dem Schaltungsgehäuse 106 und der Wärmesenke oder dem Strömungsmittelreservoir 118 angeordnet. Das Wärmeleitkissen 114 steht in Eingriff mit dem Schaltungsgehäuse 106 und überträgt Wärme vom Schaltungsgehäuse auf die Wärmesenke 118. Das Strömungsmittelreservoir 118 ist in thermischen Kontakt mit Kühlfinnen 98. Die Kühlfinnen 98 erstrecken sich von der Wärmesenke oder dem Strömungsmittelreservoir 118. Die Kühlfinnen 98 könnten aus Vollmaterial sein oder könnten mit Strömungsmittel gefüllt sein.
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Mit Bezug auf 15 ist ein Kühlsystem gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Dualkamera-Fahrerassistenzsystem 120 ist gezeigt, welches ein Gehäuse 124 und zwei Kameras 126, 128 hat. Kühlfinnen 132 einer Wärmesenke erstrecken sich durch eine Öffnung im Oberteil des Gehäuses 124. Die Kühlfinnen 132 erstrecken sich zwischen den Kameras 126, 128. Die Kühlfinnen 132 sind in thermischem bzw. wärmeleitendem Kontakt mit einem Strömungsmittelreservoir der Wärmesenke. Das Strömungsmittelreservoir kann die Daten- oder Kameraverarbeitungsschaltung umschließen oder kann mit einem Wärmeleitkissen verbunden sein, welches Wärme von einem Schaltungsgehäuse leitet, welches die Verarbeitungsschaltung umschließt. Die Kühlfinnen 132 können aus Vollmaterial sein oder können mit Strömungsmittel gefüllt sein.
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Gemäß dem Kühlsystem der vorliegenden Erfindung leiten die Kühlanordnungen Wärme ab, welche durch die Datenverarbeitungsschaltung erzeugt wird, um das Fahrerassistenzsystem auf einer ordnungsgemäßen Betriebstemperatur zu halten. Die Strömungsmittel- oder Kühlmittelreservoirs vergrößern die Wärmemenge, die abgeleitet wird.
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Aus der obigen Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen erkennen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb der normalen Kenntnisse des Fachmanns sollen durch die beigefügten Ansprüche mit abgedeckt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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