JP3464786B2 - 間隔測定装置 - Google Patents
間隔測定装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Air Bags (AREA)
Description
【０００１】本発明は請求項１の上位概念の特徴を有す
る間隔測定装置に関するものである。
る間隔測定装置に関するものである。
【０００２】自動車技術において、２つの物体間の間隔
をできるだけ簡単且つコスト的に有利な手段を用いて測
定するという課題設定がしばしば存在する。例えば、適
応車台調節を可能にするために、例えば車輪懸架装置の
車両シャシに対する相対運動の測定が必要となることが
ある。このために、例えば緩衝器の可動部分の運動が測
定される。
をできるだけ簡単且つコスト的に有利な手段を用いて測
定するという課題設定がしばしば存在する。例えば、適
応車台調節を可能にするために、例えば車輪懸架装置の
車両シャシに対する相対運動の測定が必要となることが
ある。このために、例えば緩衝器の可動部分の運動が測
定される。
【０００３】他の使用例がエアバッグ制御の分野でみら
れる。例えば、エアバッグ点火の時間的操作および／ま
たはエアバッグの種々の点火段の操作が該当する乗客の
位置の関数として行われる。このために、該当する座席
位置の測定が必要となり、座席位置はこのとき乗客のエ
アバッグの位置からの間隔に対する概略寸法として使用
される。
れる。例えば、エアバッグ点火の時間的操作および／ま
たはエアバッグの種々の点火段の操作が該当する乗客の
位置の関数として行われる。このために、該当する座席
位置の測定が必要となり、座席位置はこのとき乗客のエ
アバッグの位置からの間隔に対する概略寸法として使用
される。
【０００４】対応する間隔測定装置が種々の実施態様で
既知である。種々の使用例において、および上記の簡単
に説明した例においてもまた絶対間隔の決定が必要であ
るので、増分伝送器に比較してたいていの場合取扱いが
複雑で且つ高価な絶対値伝送器が使用されなければなら
ない。たいていの場合、初期化過程において測定すべき
物体が既知のスタート位置に移動され且つこの位置から
増分伝送器により可動要素の絶対位置が決定される、増
分伝送器を使用し且つ初期化過程により絶対値を決定す
る既知の方法は諦めなければならない。このとき、例え
ば自動車座席位置を測定するとき、このために最初に座
席を対応するスタート位置に移動させることが必要とな
るであろう。点火を遮断したのちにこのようにして決定
された最後のそれぞれの絶対値を記憶しておくこともま
た安全性の理由から確実とはみなすことができない。こ
の場合には、例えばバッテリを切り離して再び接続した
のちに、エアバッグを対応する誤動作に導くことになる
であろう。
既知である。種々の使用例において、および上記の簡単
に説明した例においてもまた絶対間隔の決定が必要であ
るので、増分伝送器に比較してたいていの場合取扱いが
複雑で且つ高価な絶対値伝送器が使用されなければなら
ない。たいていの場合、初期化過程において測定すべき
物体が既知のスタート位置に移動され且つこの位置から
増分伝送器により可動要素の絶対位置が決定される、増
分伝送器を使用し且つ初期化過程により絶対値を決定す
る既知の方法は諦めなければならない。このとき、例え
ば自動車座席位置を測定するとき、このために最初に座
席を対応するスタート位置に移動させることが必要とな
るであろう。点火を遮断したのちにこのようにして決定
された最後のそれぞれの絶対値を記憶しておくこともま
た安全性の理由から確実とはみなすことができない。こ
の場合には、例えばバッテリを切り離して再び接続した
のちに、エアバッグを対応する誤動作に導くことになる
であろう。
【０００５】可動物体の位置を測定するための通常の絶
対値伝送器は誘導ベースまたは容量ベースで機能し、即
ち測定すべき物体が移動したときに対応するセンサのイ
ンダクタンスないしキャパシタンスが変化される。
対値伝送器は誘導ベースまたは容量ベースで機能し、即
ち測定すべき物体が移動したときに対応するセンサのイ
ンダクタンスないしキャパシタンスが変化される。
【０００６】さらに、例えば自動車座席上の乗客の位置
を超音波により測定することが既知である。最も簡単な
場合、ここでは間隔測定例えば乗客の頭または上体のエ
アバッグ位置からの間隔の測定が対象となる。
を超音波により測定することが既知である。最も簡単な
場合、ここでは間隔測定例えば乗客の頭または上体のエ
アバッグ位置からの間隔の測定が対象となる。
【０００７】さらに、駐車アシスト装置の場合において
もまた間隔測定用超音波トランスミッタおよびレシーバ
の使用が既知である。超音波により物体の位置を測定す
るとき、通常、パルス列の送信とパルス列の検出との間
のパルス列の走行時間の測定方法が使用される。このた
めに、送信された超音波信号が直接測定されても、また
は対応する物体において反射された信号が測定されても
よい。
もまた間隔測定用超音波トランスミッタおよびレシーバ
の使用が既知である。超音波により物体の位置を測定す
るとき、通常、パルス列の送信とパルス列の検出との間
のパルス列の走行時間の測定方法が使用される。このた
めに、送信された超音波信号が直接測定されても、また
は対応する物体において反射された信号が測定されても
よい。
【０００８】しかしながら、従来から既知の間隔測定装
置は、自動車内で可動物体の位置が測定される使用例に
対してたいていかなりの労力を必要とする。これは特に
物体の調節ストロークが大きい場合に当てはまる。
置は、自動車内で可動物体の位置が測定される使用例に
対してたいていかなりの労力を必要とする。これは特に
物体の調節ストロークが大きい場合に当てはまる。
【０００９】さらに、超音波に基づいて機能する間隔測
定装置は、信号経路が他の物体により遮断され、したが
ってこれが制御すべきアクチュエータの対応誤制御に導
くことがあるという欠点を有している。
定装置は、信号経路が他の物体により遮断され、したが
ってこれが制御すべきアクチュエータの対応誤制御に導
くことがあるという欠点を有している。
【００１０】これらの従来技術から出発して、特に自動
車技術において使用される間隔測定装置、即ち簡単且つ
コスト的に有利な構造を有し、しかも車両内に容易に組
込み可能であり且つ十分な確実性および精度で特に可動
物体の基準点からの位置ないし間隔の測定を可能にする
前記間隔測定装置を提供することが本発明の課題であ
る。
車技術において使用される間隔測定装置、即ち簡単且つ
コスト的に有利な構造を有し、しかも車両内に容易に組
込み可能であり且つ十分な確実性および精度で特に可動
物体の基準点からの位置ないし間隔の測定を可能にする
前記間隔測定装置を提供することが本発明の課題であ
る。
【００１１】本発明はこの課題を請求項１の特徴により
解決する。本発明は、必要な送信素子ないし必要な受信
素子が相互にはめ合いをなす少なくとも２つの管要素上
に設けられている前記少なくとも２つの管要素を有する
差込式伸縮管を使用することにより、障害物による間隔
測定の意図しない妨害が排除されるという知見から出発
している。さらに、本発明による装置のこの構造は、装
置を予め完全に組み立てたのちに装置を迅速且つ容易に
車両内に組込むことを可能にする。この場合、差込式伸
縮管の内管要素は外管要素内で可動な要素により置き換
えてもよい。
解決する。本発明は、必要な送信素子ないし必要な受信
素子が相互にはめ合いをなす少なくとも２つの管要素上
に設けられている前記少なくとも２つの管要素を有する
差込式伸縮管を使用することにより、障害物による間隔
測定の意図しない妨害が排除されるという知見から出発
している。さらに、本発明による装置のこの構造は、装
置を予め完全に組み立てたのちに装置を迅速且つ容易に
車両内に組込むことを可能にする。この場合、差込式伸
縮管の内管要素は外管要素内で可動な要素により置き換
えてもよい。
【００１２】本発明の好ましい実施態様により、送信素
子および／または受信素子は差込式伸縮管の正面側にま
たは差込式伸縮管の軸に直角に伸長する管要素の中間壁
に設けられている。これにより、送信素子のみならず受
信素子もまたほぼ管軸内に位置決めすることが可能なの
で、信号はほぼ管軸内を走行し、したがって管壁による
反射を考慮した複雑な信号評価は必要ではない。
子および／または受信素子は差込式伸縮管の正面側にま
たは差込式伸縮管の軸に直角に伸長する管要素の中間壁
に設けられている。これにより、送信素子のみならず受
信素子もまたほぼ管軸内に位置決めすることが可能なの
で、信号はほぼ管軸内を走行し、したがって管壁による
反射を考慮した複雑な信号評価は必要ではない。
【００１３】送信素子の信号は剛な導波管またはたわみ
性導波管例えばたわみ性プラスチック・ホースを介して
差込式伸縮管に供給されてもよい。この場合、信号走行
時間および信号速度から間隔を決定するとき、送信素子
と差込式伸縮管ないし測定すべき間隔の対応端部との間
の導波管の長さが考慮されなければならないことは当然
である。
性導波管例えばたわみ性プラスチック・ホースを介して
差込式伸縮管に供給されてもよい。この場合、信号走行
時間および信号速度から間隔を決定するとき、送信素子
と差込式伸縮管ないし測定すべき間隔の対応端部との間
の導波管の長さが考慮されなければならないことは当然
である。
【００１４】同様に受信信号が対応導波管を介して送信
素子に供給されてもよく、この場合もまた、間隔決定の
ときに導波管の長さが考慮されなければならない。これ
は導波管の長さに対して適用されるのみならず、送信素
子ないし受信素子が測定すべき間隔の端点に配置されて
いないときには差込式伸縮管の部分長さに対してもまた
適用されることは当然であり、この場合、差込式伸縮管
の当該部分は前記結合導波管の一部とみなされてもよ
い。
素子に供給されてもよく、この場合もまた、間隔決定の
ときに導波管の長さが考慮されなければならない。これ
は導波管の長さに対して適用されるのみならず、送信素
子ないし受信素子が測定すべき間隔の端点に配置されて
いないときには差込式伸縮管の部分長さに対してもまた
適用されることは当然であり、この場合、差込式伸縮管
の当該部分は前記結合導波管の一部とみなされてもよ
い。
【００１５】さらに、本発明による装置の好ましい実施
態様においては、管要素上に送信素子が配置されている
前記管要素上に他の受信素子が設けられている。この受
信素子は、送信素子と他の受信素子との間の走行時間を
これらの両方の素子の既知の間隔を使用して測定するこ
とにより信号速度を決定するために使用される。このと
き、この信号速度は送信素子と本来の受信素子との間の
間隔に対するきわめて正確な絶対値を決定するために使
用することができる。
態様においては、管要素上に送信素子が配置されている
前記管要素上に他の受信素子が設けられている。この受
信素子は、送信素子と他の受信素子との間の走行時間を
これらの両方の素子の既知の間隔を使用して測定するこ
とにより信号速度を決定するために使用される。このと
き、この信号速度は送信素子と本来の受信素子との間の
間隔に対するきわめて正確な絶対値を決定するために使
用することができる。
【００１６】この他の受信素子は差込式伸縮管への結合
導波管上に設けられていてもよく、または結合導波管ま
たは差込式伸縮管を有する他の（補償）導波管と結合さ
れていてもよい。
導波管上に設けられていてもよく、または結合導波管ま
たは差込式伸縮管を有する他の（補償）導波管と結合さ
れていてもよい。
【００１７】このようにして、信号周波数内の公差ない
し信号速度に与える温度の影響（媒体密度）を補償する
ことができる。このために、前記他の受信素子が、本来
の受信素子がその上に配置されている管要素上に設けら
れていても、または差込式伸縮管と受信素子との間の補
償導波管上ないし補償導波管内に設けられていてもよ
い。両方の受信素子の間の間隔および両方の受信素子間
の測定された信号走行時間を検知することにより、この
ときも同様に信号速度を決定することができる。
し信号速度に与える温度の影響（媒体密度）を補償する
ことができる。このために、前記他の受信素子が、本来
の受信素子がその上に配置されている管要素上に設けら
れていても、または差込式伸縮管と受信素子との間の補
償導波管上ないし補償導波管内に設けられていてもよ
い。両方の受信素子の間の間隔および両方の受信素子間
の測定された信号走行時間を検知することにより、この
ときも同様に信号速度を決定することができる。
【００１８】本発明によるこの間隔測定原理を用いて光
スペクトルを含む電磁波のみならず音波もまた使用可能
ではあるが、後者は、対応する送信素子および受信素子
がコスト的に有利に製造可能であり、且つ必要とされる
評価電子装置は、送信位置と受信位置との間の信号の比
較的小さな信号速度即ち伝搬速度のために、簡単且つコ
スト的に有利な構造を有することができるという事実に
基づいて使用される。
スペクトルを含む電磁波のみならず音波もまた使用可能
ではあるが、後者は、対応する送信素子および受信素子
がコスト的に有利に製造可能であり、且つ必要とされる
評価電子装置は、送信位置と受信位置との間の信号の比
較的小さな信号速度即ち伝搬速度のために、簡単且つコ
スト的に有利な構造を有することができるという事実に
基づいて使用される。
【００１９】本発明の一実施態様により、差込式伸縮管
の周囲壁から反射された信号部分を減衰させるために、
ないしは壁の反射性能を低減させるために切欠部を有し
ていてもよい。このような切欠部の代わりにまたはそれ
に追加して、管要素の内壁上に対応減衰材料が設けられ
てもよく、または内壁が対応する形状減衰要素を有して
いてもよいことは当然である。
の周囲壁から反射された信号部分を減衰させるために、
ないしは壁の反射性能を低減させるために切欠部を有し
ていてもよい。このような切欠部の代わりにまたはそれ
に追加して、管要素の内壁上に対応減衰材料が設けられ
てもよく、または内壁が対応する形状減衰要素を有して
いてもよいことは当然である。
【００２０】受信素子は、送信素子とは反対側の差込式
伸縮管端部にないしは差込式伸縮管の対応端部領域内に
設けられても、または送信素子と同じ位置に設けられて
いてもよい。第１の場合には送信信号は直接測定され、
第２の場合には少なくとも１つの他の管要素内の対応壁
に設けられた反射壁を用いて測定される。
伸縮管端部にないしは差込式伸縮管の対応端部領域内に
設けられても、または送信素子と同じ位置に設けられて
いてもよい。第１の場合には送信信号は直接測定され、
第２の場合には少なくとも１つの他の管要素内の対応壁
に設けられた反射壁を用いて測定される。
【００２１】送信素子および受信素子は一体送信／受信
素子として形成されていてもよい。超音波変換器の場合
には、これは送信素子としてのみならず受信素子として
も使用される。しかしながら、このような実施態様にお
いては、変換器のいわゆる不感時間が、信号の測定すべ
き最小走行時間より小さいことに注意すべきである。こ
のような不感時間は、送信信号を遮断したのちに変換器
はある時間残余振動をなすことにより発生し、この間は
変換器は受信素子として十分な精度で作動することがで
きない。
素子として形成されていてもよい。超音波変換器の場合
には、これは送信素子としてのみならず受信素子として
も使用される。しかしながら、このような実施態様にお
いては、変換器のいわゆる不感時間が、信号の測定すべ
き最小走行時間より小さいことに注意すべきである。こ
のような不感時間は、送信信号を遮断したのちに変換器
はある時間残余振動をなすことにより発生し、この間は
変換器は受信素子として十分な精度で作動することがで
きない。
【００２２】本発明の一実施態様により、送信素子を操
作し且つ評価のために受信素子の信号がそれに供給され
る評価制御ユニットが差込式伸縮管と一体に形成されて
いる。
作し且つ評価のために受信素子の信号がそれに供給され
る評価制御ユニットが差込式伸縮管と一体に形成されて
いる。
【００２３】本発明のその他の実施態様が従属請求項か
ら明らかである。以下に本発明を図面に示す実施態様に
より詳細に説明する。図１に示した間隔測定装置１の実
施態様は差込式伸縮管３を含み、図示の実施態様におい
ては、差込式伸縮管３は相互に差込式に移動可能に形成
された２つの管要素５、７を含む。
ら明らかである。以下に本発明を図面に示す実施態様に
より詳細に説明する。図１に示した間隔測定装置１の実
施態様は差込式伸縮管３を含み、図示の実施態様におい
ては、差込式伸縮管３は相互に差込式に移動可能に形成
された２つの管要素５、７を含む。
【００２４】内管要素５の自由端部に、好ましくは超音
波送信素子として形成されている送信素子９が設けられ
ている。送信素子は、音波の放射が差込式伸縮管の軸Ａ
内で行われるように、管要素５の正面側またはその内部
に配置されていることが好ましい。これにより、音場の
主要な部分が軸Ａの方向に伝搬し且つ管壁の内側で反射
された音場の部分は測定に誤差を与えるように作用せ
ず、または複雑な信号評価を必要としないことが達成さ
れる。送信素子９を操作するために評価制御ユニット１
１が設けられている。評価制御ユニット１１にはさらに
受信素子１３の出力信号が供給されている。受信素子１
３は同様に、受信素子の受信特性軸が差込式伸縮管３の
軸と一致するように外管要素７の端部または端部領域内
に設けられていることが好ましい。
波送信素子として形成されている送信素子９が設けられ
ている。送信素子は、音波の放射が差込式伸縮管の軸Ａ
内で行われるように、管要素５の正面側またはその内部
に配置されていることが好ましい。これにより、音場の
主要な部分が軸Ａの方向に伝搬し且つ管壁の内側で反射
された音場の部分は測定に誤差を与えるように作用せ
ず、または複雑な信号評価を必要としないことが達成さ
れる。送信素子９を操作するために評価制御ユニット１
１が設けられている。評価制御ユニット１１にはさらに
受信素子１３の出力信号が供給されている。受信素子１
３は同様に、受信素子の受信特性軸が差込式伸縮管３の
軸と一致するように外管要素７の端部または端部領域内
に設けられていることが好ましい。
【００２５】評価制御ユニット１１は送信素子９と受信
素子１３との間の経路長さないし間隔Ｌをパルス形状信
号の走行時間を測定することにより決定する。走行時間
Δｔは、評価制御ユニット１１により、送信素子９に対
する電気操作信号と受信素子１３により受信された信号
との間の時間間隔を測定することによって決定可能であ
る。このために、従来のあらゆる信号評価方法、例えば
解析関数による送信信号および／または受信信号の近
似、および相互に対応する解析関数の極値間の時間間隔
の決定による走行時間Δｔの決定が使用されてもよいこ
とは当然である。複数の測定過程の平均がとられてもよ
いことは当然である。
素子１３との間の経路長さないし間隔Ｌをパルス形状信
号の走行時間を測定することにより決定する。走行時間
Δｔは、評価制御ユニット１１により、送信素子９に対
する電気操作信号と受信素子１３により受信された信号
との間の時間間隔を測定することによって決定可能であ
る。このために、従来のあらゆる信号評価方法、例えば
解析関数による送信信号および／または受信信号の近
似、および相互に対応する解析関数の極値間の時間間隔
の決定による走行時間Δｔの決定が使用されてもよいこ
とは当然である。複数の測定過程の平均がとられてもよ
いことは当然である。
【００２６】ただ１つの受信素子１３のみを使用する場
合、一般に、信号速度ｖSに対する値を評価制御ユニッ
ト１１内に記憶し、これにより測定すべき間隔Ｌが関係
Ｌ＝ｖS・Δｔにより計算可能にすることが必要であろ
う。
合、一般に、信号速度ｖSに対する値を評価制御ユニッ
ト１１内に記憶し、これにより測定すべき間隔Ｌが関係
Ｌ＝ｖS・Δｔにより計算可能にすることが必要であろ
う。
【００２７】初期化過程を実行可能な場合には、差込式
伸縮管３の管要素５、７が既知の長さないし既知の間隔
Ｌ1を有する所定の位置に相互に移動されてもよい。こ
のとき、付属の走行時間Δｔ1を測定することにより、
信号速度ｖ＝Ｌ1／Δｔ1を決定することができる。この
初期化過程ないし間隔測定装置のこの校正ののちに、次
に任意の間隔Ｌを、上記のように決定されたこの信号速
度ｖを使用して測定することができる。
伸縮管３の管要素５、７が既知の長さないし既知の間隔
Ｌ1を有する所定の位置に相互に移動されてもよい。こ
のとき、付属の走行時間Δｔ1を測定することにより、
信号速度ｖ＝Ｌ1／Δｔ1を決定することができる。この
初期化過程ないし間隔測定装置のこの校正ののちに、次
に任意の間隔Ｌを、上記のように決定されたこの信号速
度ｖを使用して測定することができる。
【００２８】本発明による間隔測定装置１のこのような
校正により、信号速度ｖに作用する送信素子９の特性公
差ないし温度影響を補償することができる。例えば、信
号速度は自動車技術において関連する−４０℃ないし＋
１５０℃の温度範囲において約３０％変化する。これに
対しては、音波を伝搬する媒体（特に空気）の密度の変
化のみならず送信素子９の放射特性および周波数の変化
もまた関係している。
校正により、信号速度ｖに作用する送信素子９の特性公
差ないし温度影響を補償することができる。例えば、信
号速度は自動車技術において関連する−４０℃ないし＋
１５０℃の温度範囲において約３０％変化する。これに
対しては、音波を伝搬する媒体（特に空気）の密度の変
化のみならず送信素子９の放射特性および周波数の変化
もまた関係している。
【００２９】上記のように初期化過程を実行すべきでな
い場合、信号速度ｖへの外乱影響を補償するために、差
込式伸縮管３上に他の受信素子１５を設ける方法が存在
する。例えば他の受信素子１５を送信素子９から所定の
間隔ｌで内管要素５上に配置されていてもよい。これに
より、同様に、所定の間隔ｌおよび基準測定過程におい
て測定された付属の走行時間Δｔ1から信号速度ｖを決
定することが可能である。他の受信素子１５は、例えば
図に示したように該当管要素の周囲に配置されていても
よい。しかしながら、確実な信号測定したがって確実な
走行時間Δｔ1の測定を保証する、他の受信素子１５の
その他のあらゆる装着方法もまた可能であることは当然
である。
い場合、信号速度ｖへの外乱影響を補償するために、差
込式伸縮管３上に他の受信素子１５を設ける方法が存在
する。例えば他の受信素子１５を送信素子９から所定の
間隔ｌで内管要素５上に配置されていてもよい。これに
より、同様に、所定の間隔ｌおよび基準測定過程におい
て測定された付属の走行時間Δｔ1から信号速度ｖを決
定することが可能である。他の受信素子１５は、例えば
図に示したように該当管要素の周囲に配置されていても
よい。しかしながら、確実な信号測定したがって確実な
走行時間Δｔ1の測定を保証する、他の受信素子１５の
その他のあらゆる装着方法もまた可能であることは当然
である。
【００３０】他の受信素子１５は、図示されていない方
法で、受信素子１３がその上に配置されている管要素７
に設けられていてもよい。このときは、走行時間の測定
は送信素子９に対する操作信号と受信素子１３の受信信
号との間の走行時間差の決定によるのではなく、他の受
信素子１５の受信信号と受信素子１３の信号との間の走
行時間を決定することにより行われ、この場合、両方の
受信素子１５、１３により同じパルスないしパルス列が
測定されることは当然である。
法で、受信素子１３がその上に配置されている管要素７
に設けられていてもよい。このときは、走行時間の測定
は送信素子９に対する操作信号と受信素子１３の受信信
号との間の走行時間差の決定によるのではなく、他の受
信素子１５の受信信号と受信素子１３の信号との間の走
行時間を決定することにより行われ、この場合、両方の
受信素子１５、１３により同じパルスないしパルス列が
測定されることは当然である。
【００３１】本発明の図示されていない他の実施態様に
おいては、受信素子１３が、送信素子９と同じ差込式伸
縮管３の横断面内に設けられていてもよい。この場合、
後者の管要素（この実施例においては管要素７）に反射
壁が設けられなければならない。したがって、送信信号
はこのとき２倍の信号経路を通ることになるので、長さ
ないし間隔Ｌの決定は関係Ｌ＝ｖ・（１／２）Δｔによ
り行われる。
おいては、受信素子１３が、送信素子９と同じ差込式伸
縮管３の横断面内に設けられていてもよい。この場合、
後者の管要素（この実施例においては管要素７）に反射
壁が設けられなければならない。したがって、送信信号
はこのとき２倍の信号経路を通ることになるので、長さ
ないし間隔Ｌの決定は関係Ｌ＝ｖ・（１／２）Δｔによ
り行われる。
【００３２】送信素子９および受信素子１３として超音
波変換器が使用された場合、超音波変換器はトランスミ
ッタとしてのみならずレシーバとしても作動可能なの
で、送信素子および受信素子はただ１つの超音波変換器
を使用することにより形成可能である。
波変換器が使用された場合、超音波変換器はトランスミ
ッタとしてのみならずレシーバとしても作動可能なの
で、送信素子および受信素子はただ１つの超音波変換器
を使用することにより形成可能である。
【００３３】しかしながら、この場合、測定可能な最小
長さＬないしこの場合に得られる信号走行時間Δｔが超
音波変換器のいわゆる不感時間より小さくなるように注
意がなされなければならない。不感時間とは、超音波変
換器を操作する送信信号を遮断したのちに、この超音波
変換器の振動が消えるまでに経過した時間を意味する。
この不感時間を経過したのちにはじめて変換器は完全に
受信素子として使用可能となる。
長さＬないしこの場合に得られる信号走行時間Δｔが超
音波変換器のいわゆる不感時間より小さくなるように注
意がなされなければならない。不感時間とは、超音波変
換器を操作する送信信号を遮断したのちに、この超音波
変換器の振動が消えるまでに経過した時間を意味する。
この不感時間を経過したのちにはじめて変換器は完全に
受信素子として使用可能となる。
【００３４】本発明による間隔測定装置の具体的な使用
例において、例えば内管要素５が自動車シャシと位置固
定に結合され且つ外管要素７が移動可動に形成されてい
る座席に固定されていてもよい。座席が移動したとき、
それに応じて差込式伸縮管の長さＬが変化される。管長
さのこの変化ないし絶対値は本発明による間隔測定装置
により測定される。
例において、例えば内管要素５が自動車シャシと位置固
定に結合され且つ外管要素７が移動可動に形成されてい
る座席に固定されていてもよい。座席が移動したとき、
それに応じて差込式伸縮管の長さＬが変化される。管長
さのこの変化ないし絶対値は本発明による間隔測定装置
により測定される。
【００３５】図２に示した本発明の他の実施態様におい
ては、送信素子９の結合が結合導波管１７により行われ
る。これにより、取付場所が狭い場合に送信素子を他の
位置に設けることが可能である。測定すべき間隔Ｌを決
定するとき、結合導波管１７の長さがそれに対応して考
慮されなければならないことは当然である。これは、信
号走行時間、信号速度および差込式伸縮管の位置からそ
の関数として得られた全長から結合導波管の長さを単純
に差し引くことにより行うことができる。
ては、送信素子９の結合が結合導波管１７により行われ
る。これにより、取付場所が狭い場合に送信素子を他の
位置に設けることが可能である。測定すべき間隔Ｌを決
定するとき、結合導波管１７の長さがそれに対応して考
慮されなければならないことは当然である。これは、信
号走行時間、信号速度および差込式伸縮管の位置からそ
の関数として得られた全長から結合導波管の長さを単純
に差し引くことにより行うことができる。
【００３６】受信素子１３と差込式伸縮管３の外管要素
７との結合は、図２に示した実施態様においては、補償
導波管１９により行われる。補償導波管１９の長さは、
同様に、測定すべき間隔の決定において考慮されなけれ
ばならないことは当然である。
７との結合は、図２に示した実施態様においては、補償
導波管１９により行われる。補償導波管１９の長さは、
同様に、測定すべき間隔の決定において考慮されなけれ
ばならないことは当然である。
【００３７】さらに、図２に示した実施態様は、図１に
示した実施態様とは、特に温度変化を補償するために他
の受信素子１５が差込式伸縮管３上ではなく別の差補償
導波管２１上に設けられていることが異なっている。差
補償導波管２１は結合位置２３から分岐している。結合
位置２３は例えば結合要素２４により形成されてもよ
く、結合要素２４内にＹ形通路が設けられている。この
とき、結合要素の接続位置に対応導波管を接続可能であ
る。
示した実施態様とは、特に温度変化を補償するために他
の受信素子１５が差込式伸縮管３上ではなく別の差補償
導波管２１上に設けられていることが異なっている。差
補償導波管２１は結合位置２３から分岐している。結合
位置２３は例えば結合要素２４により形成されてもよ
く、結合要素２４内にＹ形通路が設けられている。この
とき、結合要素の接続位置に対応導波管を接続可能であ
る。
【００３８】結合位置２３までの結合導波管とここから
分岐された差補償導波管２１との合計長さは同様に一定
であるので、この所定の長さおよび他の受信素子１５に
より検出された信号走行時間から信号速度が決定され
る。
分岐された差補償導波管２１との合計長さは同様に一定
であるので、この所定の長さおよび他の受信素子１５に
より検出された信号走行時間から信号速度が決定され
る。
【００３９】この実施態様においては、基準補償導波管
内の信号速度は結合導波管１７ないし差込式伸縮管３内
の信号速度とは全く異なっていないか、または場合によ
り公差範囲内で異なっていることに注意すべきことは当
然である。
内の信号速度は結合導波管１７ないし差込式伸縮管３内
の信号速度とは全く異なっていないか、または場合によ
り公差範囲内で異なっていることに注意すべきことは当
然である。
【００４０】結合導波管として例えば剛なプラスチック
管またはたわみ性プラスチック・ホースが使用されても
よい。さらに、図２は図示の送信／受信素子に対して特
定の結合方法を示している。本来の送信素子９ないし本
来の受信素子１３、１５は結合装置２５の対応凹部２８
内に受け入れられている。それぞれの結合導波管１７、
１９ないし２１はその正面側が送信素子ないし受信素子
の膜と僅かな隙間を設ける位置まで導かれている。これ
により、本質的に、導波管の軸内を走行する信号のみが
当該導波管内に結合されるという利点が得られる。この
ために、送信素子ないし受信素子の軸は結合導波管の軸
と一致するように向けられている。
管またはたわみ性プラスチック・ホースが使用されても
よい。さらに、図２は図示の送信／受信素子に対して特
定の結合方法を示している。本来の送信素子９ないし本
来の受信素子１３、１５は結合装置２５の対応凹部２８
内に受け入れられている。それぞれの結合導波管１７、
１９ないし２１はその正面側が送信素子ないし受信素子
の膜と僅かな隙間を設ける位置まで導かれている。これ
により、本質的に、導波管の軸内を走行する信号のみが
当該導波管内に結合されるという利点が得られる。この
ために、送信素子ないし受信素子の軸は結合導波管の軸
と一致するように向けられている。
【００４１】さらに、結合装置２５内の結合導波管の端
部領域内にリング室２７が設けられ、リング室２７は結
合導波管の外周から送信素子ないし受信素子の方向に円
錐形に拡大している。これにより、導波管軸に対するそ
の大きな角度のために導波管の正面と送信素子および受
信素子との間の隙間から逃げた信号成分はこのリング室
内で「消滅」し、ないし吸収されることが達成される。
これにより、特に送信素子９の反射成分による負の影響
が回避される。
部領域内にリング室２７が設けられ、リング室２７は結
合導波管の外周から送信素子ないし受信素子の方向に円
錐形に拡大している。これにより、導波管軸に対するそ
の大きな角度のために導波管の正面と送信素子および受
信素子との間の隙間から逃げた信号成分はこのリング室
内で「消滅」し、ないし吸収されることが達成される。
これにより、特に送信素子９の反射成分による負の影響
が回避される。
【００４２】導波管内に結合されなかった信号成分ので
きるだけ最適な減衰を達成するために、リング室２７に
緩衝材が充填されていてもよく、ないしはリング室２７
の内壁に当該波成分を吸収するための構造が設けられて
いてもよい。
きるだけ最適な減衰を達成するために、リング室２７に
緩衝材が充填されていてもよく、ないしはリング室２７
の内壁に当該波成分を吸収するための構造が設けられて
いてもよい。
【００４３】一方で、送信素子９の場合、結合装置２５
のリング室２７は導波管１７内に結合されなかった信号
成分を無視するために使用される。受信素子１３、１５
の場合、送信素子９の膜の方向への外乱となる反射を回
避するために、当該リング室２７は、同様に受信素子の
膜の方向への外乱反射を回避するために、結合導波管の
正面側と受信素子の膜との間の隙間から逃げた信号成分
を無視するために使用される。
のリング室２７は導波管１７内に結合されなかった信号
成分を無視するために使用される。受信素子１３、１５
の場合、送信素子９の膜の方向への外乱となる反射を回
避するために、当該リング室２７は、同様に受信素子の
膜の方向への外乱反射を回避するために、結合導波管の
正面側と受信素子の膜との間の隙間から逃げた信号成分
を無視するために使用される。
【００４４】図１および２に示す実施態様の個々の特徴
はそれぞれ他の実施態様と組み合わせ可能であることは
当然である。 ［図面の簡単な説明］
はそれぞれ他の実施態様と組み合わせ可能であることは
当然である。 ［図面の簡単な説明］
【図１】図１は本発明の第１の実施態様を略図で示す。
【図２】図２は導波管および別の基準測定区間を介して
送信素子と結合された本発明の第２の実施態様を略図で
示す。
送信素子と結合された本発明の第２の実施態様を略図で
示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 レムケ，セーレン
ドイツ連邦共和国デー−78343 ガイエ
ンホーフェン−ホルン，コルヘレンネッ
カー ３
(72)発明者 ホラ，ペーター
ドイツ連邦共和国デー−86529 シュロ
ーベンハオゼン，アムベックシュトラー
セ 57
(56)参考文献 特開 昭55−115789（ＪＰ，Ａ)
米国特許4385522（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 15/00 - 15/96
G01B 17/00 - 17/08
B60R 21/32
G01S 7/521
Claims (9)
- 【請求項１】 ａ）測定すべき間隔（Ｌ）の第１の端部
にまたは前記第１の端部から所定の間隔に設けられてい
る、音波を送信するための超音波送信素子（９）と、お
よび ｂ）測定すべき間隔（Ｌ）の他方の第２の端部において
反射された波を受信するために、測定すべき間隔（Ｌ）
の第１の端部にまたは前記第１の端部から所定の間隔に
設けられているか、または前記波を直接受信するため
に、測定すべき間隔（Ｌ）の第２の端部にまたは前記第
２の端部から所定の間隔に設けられている、送信された
音波を受信するための超音波受信素子（１３）と、並び
に ｃ）パルス信号で送信素子（９）を操作しおよび受信素
子（１３）の信号を検出且つ評価するための評価制御ユ
ニット（１１）であって、この場合、測定すべき間隔
（Ｌ）が、信号の走行時間および信号速度から、並びに
場合により送信素子（９）および／または受信素子（１
３）の、測定すべき間隔（Ｌ）の第１または第２の端部
からの１つまたは複数の所定の間隔により決定される前
記評価制御ユニット（１１）と、 を有し、この場合、 ｄ）測定すべき間隔（Ｌ）の第１および第２の端部間
に、相互にはめ合いをなす少なくとも２つの管要素
（５、７）を有する差込式伸縮管（３）が設けられ、こ
の場合、超音波送信素子（９）および超音波受信素子
（１３）がそれぞれ管要素（５、７）内または管要素
（５、７）上に設けられ、または導波管を介して管要素
と結合され、および ｅ）前記少なくとも２つの管要素（５、７）の少なくと
も１つが、位置可変に可動な要素と結合可能である、 間隔測定装置において、 ｆ）超音波送信素子（９）を結合するために、差込式伸
縮管（３）の正面側または送信素子を差込式伸縮管と結
合するための導波管の正面側が、好ましくは超音波送信
素子の軸内で超音波送信素子の膜の直前まで案内されて
いることと、 ｇ）前記膜の直径が差込式伸縮管または導波管の正面側
の直径より大きいことと、および ｈ）差込式伸縮管または導波管の端部領域内に、超音波
送信素子の膜の方向に円錐状に拡大するリング室が設け
られていることと、を特徴とする間隔測定装置。 - 【請求項２】 リング室内に緩衝材が充填されているこ
とを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 管要素（５）内または管要素（５）上に
超音波送信素子（９）が設けられまたは超音波送信素子
（９）が管要素（５）と導波管により結合されている前
記管要素（５）内または管要素（５）上に、または導波
管により超音波送信素子（９）が管要素（５）と結合さ
れている前記導波管内または導波管上に他の超音波受信
素子（１５）が設けられ、または前記他の超音波受信素
子（１５）が導波管により管要素（５）と結合されてい
ることと、および 評価制御ユニット（１１）が、超音波送信素子（９）と
他の超音波受信素子（１５）との間の既知の間隔（ｌ）
から信号速度および／または信号速度変化を決定し、お
よび超音波送信素子（９）および超音波受信素子（１
３）により測定された信号走行時間から間隔（Ｌ）を決
定するためにこれらの信号速度および／または信号速度
変化を使用することと、 を特徴とする請求項１または２の装置。 - 【請求項４】 管要素（７）内または管要素（７）上に
超音波受信素子（１３）が設けられている前記管要素
（７）内または管要素（７）上に他の超音波受信素子が
設けられていることと、および 評価制御ユニット（１１）が、超音波受信素子（１３）
と他の超音波受信素子（１５）との間の既知の間隔から
信号速度および／または信号速度変化を決定し、および
超音波送信素子（９）および超音波受信素子（１３）に
より測定された信号走行時間から間隔（Ｌ）を決定する
ためにこれらの信号速度および／または信号速度変化を
使用することと、 を特徴とする請求項１または２の装置。 - 【請求項５】 超音波送信素子（９）および超音波受信
素子（１３）がほぼ差込式伸縮管（３）の軸（Ａ）内に
配置され、または超音波送信素子（９）および／または
超音波受信素子（１３）を結合するための導波管がほぼ
差込式伸縮管（３）の軸（Ａ）内で差込式伸縮管（３）
と結合されていることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかの装置。 - 【請求項６】 差込式伸縮管（３）の周囲壁が反射を減
衰させるために切欠部を有することを特徴とする請求項
４または５の装置。 - 【請求項７】 超音波送信素子（９）および超音波受信
素子（１３）が一体超音波送信／受信素子として形成さ
れていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか
の装置。 - 【請求項８】 評価制御ユニット（１１）が差込式伸縮
管（３）と一体に形成されていることを特徴とする請求
項１ないし７のいずれかの装置。 - 【請求項９】 評価制御ユニット（１１）が差込式伸縮
管（３）内に設けられていることを特徴とする請求項８
の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19859202.7 | 1998-12-21 | ||
| DE19859202A DE19859202A1 (de) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Vorrichtung zur Abstandsmessung |
| PCT/DE1999/003609 WO2000037886A1 (de) | 1998-12-21 | 1999-11-12 | Vorrichtung zur abstandsmessung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002533662A JP2002533662A (ja) | 2002-10-08 |
| JP3464786B2 true JP3464786B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=7892076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000589899A Expired - Fee Related JP3464786B2 (ja) | 1998-12-21 | 1999-11-12 | 間隔測定装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6698289B1 (ja) |
| EP (1) | EP1147369B1 (ja) |
| JP (1) | JP3464786B2 (ja) |
| KR (1) | KR100443119B1 (ja) |
| CN (1) | CN1147708C (ja) |
| BR (1) | BR9916441A (ja) |
| CZ (1) | CZ293809B6 (ja) |
| DE (2) | DE19859202A1 (ja) |
| WO (1) | WO2000037886A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
1999
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