ES2286615T3

ES2286615T3 - Dispositivo sensor.

Info

Publication number: ES2286615T3
Application number: ES04717045T
Authority: ES
Inventors: Frank Hagen; Thomas Weber
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2007-12-01
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: EP1599704A1; ATE362094T1; WO2004079300A1; DE10309758A1; EP1599704B1; DE502004003760D1

Abstract

Dispositivo sensor optoelectrónico que comprende un primer módulo de montaje (17) y un segundo módulo de montaje (2) que se une con el primer módulo de montaje (17) para el funcionamiento del dispositivo, debiendo ejecutar el dispositivo sensor (24) un proceso de inicialización en su primera puesta en servicio, caracterizado porque el dispositivo sensor (24) comprende además un seguro de inicialización que impide la ejecución del proceso de inicialización cuando los dos módulos de montaje (2, 17) no están ensamblados entre sí, conmutando el seguro de inicialización a su posición de autorización del funcionamiento mediante un movimiento relativo de los dos módulos de montaje (2, 17) cuando se ensamblan entre sí para la realización del dispositivo sensor (24).

Description

Dispositivo sensor.

La invención se refiere a un dispositivo sensor que comprende un primer módulo de montaje y un segundo módulo de montaje unido al primer módulo de montaje para el funcionamiento del dispositivo sensor, debiendo ejecutar dicho dispositivo sensor un proceso de inicialización en la primera puesta en servicio.

Los dispositivos sensores encuentran múltiples aplicaciones en el sector del automóvil. Estos dispositivos sensores se aplican por ejemplo, cuando trabajan optoelectrónicamente, como sensores de lluvia, sensores de luz ambiente, sensores de posición solar o similares. Estos dispositivos sensores comprenden por lo menos dos módulos de montaje, estando dispuesto ya en general un módulo de montaje en el vehículo antes de que el segundo módulo de montaje sea fijado sobre él. En el caso de que se configure uno de estos sensores como sensor de lluvia, el primer módulo de montaje es un adaptador o cuerpo de acoplamiento mediante el cual el sensor de lluvia se fija a la cara interior del parabrisas. El adaptador se fija al parabrisas por regla general mediante pegado. Para formar el dispositivo sensor - sensor de lluvia en este caso - se debe instalar el segundo módulo de montaje con el sensor de lluvia propiamente dicho en el adaptador fijado a la cara interior del parabrisas. Además el segundo módulo de montaje debe ser conectado a los cables de conexión a través de los cuales se une con una fuente de tensión y al mismo tiempo con una unidad de control y/o de análisis. Para este fin, el segundo módulo de montaje dispone de una conexión de enchufe que se une con una conexión de enchufe complementaria en el extremo libre de los cables de conexión.

Un dispositivo sensor de este tipo, configurado por ejemplo como sensor de lluvia, realiza un proceso de inicialización en su primera alimentación con corriente, y dado el caso, al unir las dos conexiones de enchufe. Mediante un proceso de inicialización de este tipo tiene lugar el ajuste del punto de trabajo del dispositivo sensor mediante la corriente del emisor de los LED utilizados para la excitación del sensor, el ajuste del amplificador o de otra función similar. En un proceso de inicialización de este tipo se tienen en cuenta tolerancias respecto a la configuración y la disposición de cada uno de los elementos del dispositivo sensor y - en el caso de un sensor de lluvia - el grado de transmisión del parabrisas. Con el fin de que el proceso de inicialización tenga lugar según las especificaciones y solo ocurra después de que el segundo módulo de montaje se haya fijado al primer módulo de montaje y de este modo el dispositivo sensor tenga la configuración especificada, la alimentación de corriente y la conexión a la fuente de tensión no deben tener lugar antes de que los dos módulos de montaje hayan sido unidos entre sí. Para ello debe asegurarse que la unión de las dos conexiones de enchufe no tenga lugar de hecho antes de que el dispositivo sensor esté formado mediante la unión de los dos módulos de montaje. Ocurre cada vez con más frecuencia que al equipar un vehículo con dispositivos sensores de este tipo, por ejemplo con un sensor de lluvia, el segundo módulo de montaje se une con el conector enchufable antes de que se aplique el segundo módulo de montaje sobre el primer módulo de montaje. En consecuencia, con una manipulación de este tipo, el proceso de inicialización tiene lugar bajo condiciones ambientales falsas. Por este motivo, en estos casos, el dispositivo sensor se inicializa de modo falso, con la consecuencia de que no se consigue un funcionamiento según especificaciones. Sin embargo esto puede ser corregido inicializando de nuevo el dispositivo sensor, pero en la mayoría de los casos, solo después del posterior funcionamiento del vehículo se puede determinar si el montaje del dispositivo sensor se ha realizado en la secuencia correcta y con ello, si el proceso de inicialización se ha realizado según lo especificado.

El documento EP 1 191 352 A2 da a conocer un adaptador para una disposición de haz fotoeléctrico, es decir para un dispositivo sensor optoelectrónico. Este adaptador consta de un primer componente adaptador que puede ser parte integral de la disposición de haz fotoeléctrico, y de un adaptador externo acoplable con él. Como elemento adaptador externo puede preverse también una forma de realización especial para un funcionamiento del tipo llamado "Teach-in", en el que tiene lugar la configuración del dispositivo de haz fotoeléctrico. Sin embargo para el funcionamiento normal debe sustituirse aquél por un elemento adaptador externo según otra forma de realización.

Partiendo del estado de la técnica presentado, el objeto de la invención es proporcionar un dispositivo sensor de la clase mencionada al inicio, en el que se garantice que el proceso de inicialización se realice únicamente después de que los dos módulos de montaje estén unidos entre sí según lo especificado.

Según la invención, este objeto se resuelve de manera que el dispositivo sensor comprende además un seguro de inicialización, mediante el cual, cuando los módulos de montaje no están unidos, se impide la realización del proceso de inicialización, y mediante un movimiento relativo de los dos módulos de montaje durante su ensamblado para formar el dispositivo sensor, conmuta a su posición de autorización del funcionamiento.

Este dispositivo sensor dispone de un seguro de inicialización mediante el cual, se impide la ejecución del proceso o procedimiento de inicialización hasta que los dos módulos de montaje estén unidos entre sí según lo especificado. El seguro de inicialización conmuta a la posición de autorización del funcionamiento mediante el movimiento relativo de los dos módulos de montaje durante su ensamblado para formar el dispositivo sensor. De este modo, en un dispositivo sensor de este tipo se asegura que el proceso de inicialización se realice únicamente después de que el dispositivo sensor esté formado según la especificación mediante la unión de los dos módulos de montaje.

El seguro de inicialización puede estar configurado de modo que su funcionamiento sea mecánico y/o eléctrico/electrónico. En un seguro de inicialización de funcionamiento mecánico se puede prever que la inserción de una conexión de enchufe que se encuentra en el extremo libre de unos cables de conexión para la conexión del sensor a una fuente de tensión o para la conexión de aquél a una unidad de análisis, sólo sea posible después de que los módulos de montaje estén unidos entre sí. Esto se puede realizar por ejemplo, de manera que la abertura de inserción para enchufar la conexión de enchufe que se encuentra en los cables de conexión, está cerrada mientras no se haya unido según la especificación, el segundo módulo de montaje con el primer módulo de montaje. Este bloqueo de la abertura de inserción puede realizarse por ejemplo mediante un cierre que se mueve y con ello conmuta a la posición abierta (posición de autorización) cuando se une el segundo módulo de montaje con el primer módulo de montaje. Así, es posible prever que la pista de movimiento de un elemento de cierre de este tipo esté en coincidencia con el movimiento de montaje de los dos módulos de montaje, o bien puede ser concebido de modo que el elemento de cierre sea llevado a su posición abierta mediante un movimiento de rotación de los dos módulos de montaje. En otra configuración de un seguro de inicialización de actuación mecánica se prevé que, cuando el segundo módulo de montaje todavía no esté unido con el primer módulo de montaje, el movimiento de inserción de la conexión de enchufe quede bloqueado, debido a que la conexión de enchufe asociada al segundo módulo de montaje se encuentra en una posición no coincidente con una abertura de inserción en la caja del segundo módulo de montaje. En consecuencia, aunque sea posible la inserción de la pieza de conexión enchufable en la abertura de inserción, sin embargo la conexión de las dos piezas enchufables está impedida. La conexión enchufable asociada al segundo módulo de montaje está dispuesta por ejemplo sobre una placa de circuito impreso que por su parte está alojada en la carcasa del segundo módulo de montaje de forma que puede moverse en la dirección de ensamblado de los módulos de montaje. En este ejemplo de realización, al efectuar la unión de los dos módulos de montaje, la placa de circuito impreso se mueve junto con la conexión enchufable a una posición en la que la conexión enchufable queda en coincidencia con la abertura de inserción de la carcasa, de modo que la pieza de conexión enchufable puede ser unida con la conexión de enchufe del dispositivo sensor según la especi-
ficación.

En una configuración del dispositivo de inicialización en forma de dispositivo eléctrico/electrónico, se puede prever por ejemplo, que aquél esté concebido como un conmutador eléctrico, en particular que funcione sin contacto. En una configuración de este tipo, el proceso de inicialización solo puede ejecutarse cuando el dispositivo interruptor eléctrico se encuentra en una posición predeterminada, mediante la cual se garantiza que los dos módulos de montaje estén unidos según la especificación. Como dispositivo interruptor sin contacto puede utilizarse por ejemplo un sensor Hall asociado al segundo módulo de montaje. En una configuración de este tipo puede asociarse al primer módulo de montaje un imán que cuando se unen los dos módulos de montaje queda en una posición determinada que es detectable por el sensor Hall. La señal de salida del sensor Hall en esta posición es ahora una señal de disparo para activar el proceso de inicialización. Mediante la combinación de los dos elementos de montaje, también en esta configuración se conmuta el seguro de inicialización a su posición de autorización del funcionamiento. En lugar de la configuración del dispositivo de inicialización eléctrica/electrónica descrita, puede aplicarse otras, por ejemplo, interruptores con principio de funcionamiento óptico o también mecánico.

A continuación se describe la invención mediante un ejemplo de realización y con la ayuda de las figuras adjuntas.

La Fig. 1 muestra una sección esquemática a través de un módulo de montaje de un dispositivo sensor;

la Fig. 2 es una vista en perspectiva de la carcasa del módulo de montaje de la Fig. 1, y

la Fig. 3 muestra una sección esquemática a través del módulo de montaje de la Fig. 1 unido con otro módulo de montaje.

Un sensor 1 es parte de un módulo de montaje 2 para formar un dispositivo sensor que en el ejemplo de realización representado es un sensor de lluvia para un vehículo. En el caso del sensor 1, se trata de un sensor óptico con lentes individuales 3, 3' dispuestas sobre una placa de circuito impreso 4. Sobre la placa de circuito impreso 4 se encuentran elementos fotoeléctricos de emisión y de recepción, por ejemplo LED y fotodiodos y además conjuntos eléctricos/electrónicos para la activación del sensor 1. Además, en el lado de la placa de circuito impreso opuesto a las lentes 3, 3' se encuentra fijada sobre ésta una conexión de enchufe 5. Los elementos del sensor 1 descritos están rodeados de una tapa 6 en forma de carcasa. Desde la parte trasera 7 de la tapa, elevándose hacia el interior, se encuentran unas patillas expansibles 8 cuyas propiedades elásticas resultan del material plástico utilizado para la fabricación de la tapa 6. La parte inferior de la placa de circuito impreso 4 mostrada en la Fig. 1 se apoya en las patillas expansibles 8. La placa de circuito impreso 4 se apoya en la tapa 6 a través del portalentes 9 que soporta las lentes 3, 3' y que se apoya en la cara superior de la placa de circuito impreso 4 mediante elementos de apoyo 10. Para la fijación del portalentes 9 y con ello también para la fijación de la placa de circuito impreso 4 en la tapa, el portalentes 9 dispone de patillas encastrables 11 que se introducen en un rebaje 12 de la tapa 6. Se ha previsto que el rebaje 12 actúe en dirección opuesta a la fuerza elástica generada por las patillas expansibles 8. De este modo el sensor 1 se encuentra en la tapa 6, en una posición estable mediante la fuerza elástica que producen las patillas
expansibles 8.

El portalentes 9 junto con la placa de circuito impreso 4 están dispuestos en la tapa 6 de forma que se pueden mover hacia la parte trasera de la tapa 7 contra la fuerza elástica de las patillas extensibles 8. En la posición mostrada en la Fig. 1 el mismo sensor 1 se encuentra dentro de la tapa 6 en una primera posi-
ción.

La tapa 6 dispone de una abertura de inserción 13 en la que se puede insertar una pieza de conexión enchufable 14 dispuesta en el extremo libre de unos cables de conexión 15 para hacer contacto con el sensor 1. En la posición mostrada en la Fig. 1 no es posible de hecho establecer el contacto entre la pieza de conexión enchufable 14 y la conexión de enchufe 5 de la placa de circuito impreso 4, puesto que la abertura de la conexión de enchufe 5 no está en coincidencia con la abertura de inserción 13 de la tapa. La pieza de conexión enchufable 14 choca por su cara frontal con la cara frontal de la conexión de enchufe 5. De este modo, en esta configuración entre sensor 1 y tapa 6, mostrada en la Fig. 1, no es posible hacer contacto y por lo tanto conectar el sensor 1 con una fuente de tensión.

La Fig. 2 muestra de nuevo la tapa 6 en una vista en perspectiva, en la que se ven en especial la abertura de inserción 13 y las patillas expansibles 8. La tapa 6 tiene varios salientes con aberturas encastrables 16, que sirven para unir el módulo de montaje 2 con otro módulo de montaje.

Para configurar el dispositivo de sensor - el sensor de lluvia en el ejemplo de realización presen-
tado - tal como muestra la Fig. 3, el módulo de montaje 2 se une con otro módulo de montaje 17. El módulo de montaje 17 es un adaptador o módulo de acoplamiento que se fija mediante una capa adhesiva 18 a la cara interior de un parabrisas 19 de un vehículo que no se representa. La unión del módulo de montaje 17 a la cara interior del parabrisas tiene lugar por pegado.

El módulo de montaje 17 dispone de lengüetas encastrables 20 que para unir los dos módulos de montaje 2, 17 entre sí encajan con las aberturas 21 de los salientes con aberturas encastrables 16. En la cara superior del portalentes 9 que soporta las lentes 3, 3' se encuentran varios pivotes posicionadores 22, cuyos remates superiores están dispuestos elevados y en un mismo plano. Los pivotes posicionadores 22 sirven para que cuando se une el módulo de montaje 2 con el módulo de montaje 17 - y en general, cuando se une un primer módulo de montaje (aquí módulo de montaje 17) con un segundo módulo de montaje (aquí módulo de montaje 2) - aquél quede bien asentado con la parte inferior 23 del cuerpo de montaje 17, de modo que en el transcurso del movimiento relativo de los dos módulos de montaje 2, 17, se mueva el portalentes 9 y debido a los elementos de apoyo 10, se mueva también la placa de circuito impreso 4 con su conexión de enchufe 5, contra la fuerza de las patillas extensibles 8, hacia el fondo 7 de de la tapa 6. El sensor 1 desplazado del modo descrito por este movimiento de montaje puede reconocerse en la Fig. 3 por la diferencia de posiciones de las lengüetas encastrables 11 del portalentes 9 en el rebaje 12 de la tapa 6. Mediante este movimiento dirigido hacia el fondo 7 de la tapa, la abertura de la conexión de enchufe 5 alcanza una posición en coincidencia con la abertura de inserción 13 de la tapa 6, de modo que en la posición del sensor 1 respecto a la tapa 6 mostrada en la Fig. 3, la pieza de conexión enchufable 14 puede ser insertada sin dificultad en la conexión de enchufe 5. Solo después de la inserción de las piezas enchufables 14, 5 puede tener lugar la primera alimentación del sensor 1 con el inicio y la ejecución de un proceso o procedimiento de inicialización. Mediante este proceso de inicialización tiene lugar una adaptación del sensor 1 a las condiciones de medida existentes, por ejemplo al grado de transmisión del parabri-
sas 19.

El sensor de lluvia listo para la función como dispositivo sensor está designado en la Fig. 3 con la referencia 24.

A partir de la descripción del dispositivo sensor resulta claro que el proceso de inicialización solo puede empezar cuando los dos módulos de montaje están unidos entre sí según lo especificado y así se asegura que el sensor de lluvia está configurado de hecho y dispuesto en el parabrisas. De este modo se evitan inicializaciones defectuosas.

Existe la posibilidad de que en lugar de la configuración mostrada en las figuras, en un dispositivo sensor se garantice mediante otras medidas de seguridad, que sea imposible también el desplazamiento manual del sensor 1 dentro de la tapa 6. Esto se puede realizar por ejemplo de modo que únicamente sea movible en la dirección de montaje la conexión de enchufe asociada al sensor y que a través de ella puedan moverse los elementos posicionadores asociados al módulo de montaje fijado al parabrisas, que penetran en la placa de circuito impreso. Del mismo modo son realizables configuraciones en las que se dispone un elemento de cierre dentro de la tapa, mediante el cual, cuando el módulo de montaje no está ensamblado, se impide la conexión con la pieza de conexión enchufable. Este elemento de cierre está acoplado cinemáticamente de modo idóneo con un movimiento de montaje de los módulos, de modo que cuando se unen entre sí los dos módulos de montaje, aquél se mueve a su posición abierta. Como dispositivos sensores pueden servir todos los dispositivos sensores optoelectrónicos que están sometidos a un procedimiento de inicialización especificado.

Lista de referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Sensor\cr  2 \+ Módulo de montaje\cr  3, 3'
 \hskip0.3cm   \+ Lente\cr  4 \+ Placa de circuito
impreso\cr  5 \+ Conexión de enchufe\cr  6 \+ Tapa\cr  7 \+ Fondo de
la tapa\cr  8 \+ Patillas extensibles\cr  9 \+ Portalentes\cr  10 \+
Elemento de apoyo\cr  11 \+ Lengüeta encastrable\cr  12 \+ Rebaje\cr
 13 \+ Abertura de inserción\cr  14 \+ Pieza de conexión
enchufable\cr  15 \+ Cables de conexión\cr  16 \+ Saliente con
abertura de encastre  \hskip0.3cm \cr  17 \+ Módulo de
montaje\cr  18 \+ Capa de adhesivo\cr  19 \+ Parabrisas\cr  20 \+
Lengüeta encastrable\cr  21 \+ Abertura de encastre\cr  22 \+ Pivote
posicionador\cr  23 \+ Parte inferior\cr  24 \+ Sensor de
lluvia.\cr}

Claims

1. Dispositivo sensor optoelectrónico que comprende un primer módulo de montaje (17) y un segundo módulo de montaje (2) que se une con el primer módulo de montaje (17) para el funcionamiento del dispositivo, debiendo ejecutar el dispositivo sensor (24) un proceso de inicialización en su primera puesta en servicio, caracterizado porque el dispositivo sensor (24) comprende además un seguro de inicialización que impide la ejecución del proceso de inicialización cuando los dos módulos de montaje (2, 17) no están ensamblados entre sí, conmutando el seguro de inicialización a su posición de autorización del funcionamiento mediante un movimiento relativo de los dos módulos de montaje (2, 17) cuando se ensamblan entre sí para la realización del dispositivo sensor (24).

2. Dispositivo sensor según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo sensor (24) tiene un dispositivo de conexión eléctrica (5) asociado al segundo módulo de montaje (2) a través del cual se puede conectar el dispositivo sensor (24) a una fuente de tensión, y porque el seguro de inicialización está configurado para actuar mecánicamente, estando bloqueada en su posición cerrada, la conexión del dispositivo sensor (24) a la fuente de tensión.

3. Dispositivo sensor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el seguro de inicialización está formado por una pieza de conexión enchufable (5) asociada al segundo módulo de montaje (2) y por una abertura de inserción (13) asociada a una carcasa (6) que envuelve a la pieza de conexión enchufable (5) por lo menos en su zona de acceso, para insertar una pieza de conexión enchufable complementaria (14) y conectar eléctricamente el dispositivo sensor (24), estando fijada la pieza de conexión enchufable (5) en la carcasa (6) de forma móvil respecto de la abertura de inserción (13) y manteniéndose mediante un elemento elástico (8) en la posición que bloquea la inserción de la pieza de conexión enchufable complementaria (14), cuando el primer módulo de montaje (17) no está unido con el segundo módulo de montaje (2).

4. Dispositivo sensor según la reivindicación 3, caracterizado porque la pieza de conexión enchufable (5) está dispuesta en una placa de circuito impreso (4) del segundo módulo de montaje (2).

5. Dispositivo sensor según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el primer módulo de montaje dispone de elementos posicionadores mediante los cuales, al unir los dos módulos de montaje entre sí, se mueve la conexión de enchufe respecto de la abertura de inserción de la carcasa, para autorizar el funcionamiento de la abertura de inserción.

6. Dispositivo sensor según la reivindicación 5, caracterizado porque los elementos posicionadores son pivotes posicionadores.

7. Dispositivo sensor según la reivindicación 1, caracterizado porque el seguro de inicialización está formado por un conmutador eléctrico.

8. Dispositivo sensor según la reivindicación 7, caracterizado porque el conmutador eléctrico está configurado de modo que funciona sin contacto.

9. Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el dispositivo sensor es un sensor de lluvia.

10. Dispositivo sensor según la reivindicación 9, caracterizado porque el seguro de inicialización es un obturador dispuesto en la trayectoria del haz de la óptica.