(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲条件を検出するためのセンサー・アレンジメント、特に自動車のためのセンサー・アレンジメントであって、
少なくとも一つのキャリア・プレート、特に一つのプリント回路基板と、
このキャリア・プレートの上に配置された光学的要素と、を備え、
これらの光学的要素の内の幾つかは、前記キャリア・プレートの上の共通の中央領域の周りに配置され、且つ、この中央領域の周りに配置された光学的要素の内の少なくとも二つは、前記キャリア・プレートに対して予め定められた角度で調整された第一の動作軸を有し、
この第一の動作軸は、前記共通の中央領域の方向に向けられており、
前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を備えた光学的要素は、前記キャリア・プレート（９）の受入れ表面の上に配置され、
この受入れ表面は、前記キャリア・プレート（９）に対して角度を付けて調整され、且つ、前記光学的要素のそれぞれの第一の動作軸に対して垂直に配置されている、
センサー・アレンジメントにおいて、
前記キャリア・プレート（９）の上に配置された少なくとも一つの光学的要素は、降雨センサーの伝送ユニット（１２）であって、この伝送ユニットは、受入れユニット（１０，１０’，１０’’，１０’’’）としてデザインされた少なくとも一つの光学的要素を、それに割り当てられて有しており、
前記受入れユニットは、前記キャリア・プレート（９）上の中央で、前記共通の中央領域の周りに配置された光学的要素の間に、配置され、
伝送ユニットとしてデザインされた前記少なくとも一つの光学的要素は、前記キャリア・プレート（９）に対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を有していること、及び、
前記キャリア・プレート（９）に対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を備えた光学的要素の内の少なくとも一つは、フロント・エンド光センサー（１４）であって、
このフロント・エンド光センサー（１４）は、ほぼ水平方向に揃えられた有効視野の円錐域を備えた検出範囲を有していること、
を特徴とするセンサー・アレンジメント。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載のセンサー・アレンジメント、
前記伝送ユニット（１２）は、前記キャリア・プレート（９）上の中央で、前記共通の中央領域の周りに配置された光学的要素の間に、配置され、
前記受入れユニット（１０，１０’，１０’’，１０’’’）としてデザインされた前記少なくとも一つの光学的要素は、前記キャリア・プレート（９）に対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を有している。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載のセンサー・アレンジメント、
前記降雨センサーは、四つの受入れユニット（１０，１０’，１０’’，１０’’’）及び一つの伝送ユニット（１２）を有している。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載のセンサー・アレンジメント、
前記降雨センサーは、四つの伝送ユニット及び一つの受入れユニットを有している。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載のセンサー・アレンジメント、
前記キャリア・プレート（９）に対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を有する光学的要素の内の少なくとも一つは、太陽光放射を検出するための太陽光センサー（１１，１１’）である。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１から５の何れか１項に記載のセンサー・アレンジメント、
前記キャリア・プレート（９）上の少なくとも一つの光学的要素は、周囲光センサー（１３）であって、
この周囲光センサー（１３）は、上方向に向けられた有効視野の円錐域を備えた検出範囲を有している。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１から６の何れか１項に記載のセンサー・アレンジメント、
前記キャリア・プレート（９）は、一体物の部品として、接続部分（９’）の中に伸びている。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項７に記載のセンサー・アレンジメント、
前記接続部分（９’）は、少なくとも一つの温度センサー（１６，１７）、及び空気湿度を検出するための少なくとも一つの湿度センサー（１７）を有している。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載のセンサー・アレンジメントを有し、
前記センサー・アレンジメント（２）は、移動方向に向いた有効視野の円錐域を備えたフロント・エンド光センサー（１４）を有している、自動車。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項９に記載の自動車、
前記センサー・アレンジメント（２）は、自動車の風防ガラスに割り当てられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲条件を、特に自動車のための周囲条件を、検出するためのセンサー・アレンジメントに係り、このセンサー・アレンジメントは、少なくとも一つのキャリア・プレート（特に、一つのプリント回路基板）、及びこの一つのキャリア・プレートの上に配置された光学的要素を備えている。
【背景技術】
【０００２】
キャリア・プレートの上に配置された周囲条件を検出するための光学的要素は、様々な用途から知られている。車両のためのセンサー・アレンジメントの用途に対する一つの例は、車両の運転状況の関数として、車両の光をコントロールすることを含んでいて、それは、例えば、DE 196 30 216 A1 に開示されている。他のセンサー・アレンジメントは、車両の客室を空調することを可能にするデータを取得し、または、例えば、車両の風防ガラスのワイパーを自動的に起動するために、降雨を検出する。
【０００３】
今日のシステムの一つの弱点は、それらが別個に構成されていて、そのために、各機能に、一つまたはそれ以上の光学的要素を備えた少なくとも一つのセンサーまたはセンサー・アレンジメントがそれぞれ割り当てられていると言うことである。しかしながら、単一のセンサーまたは単一のセンサー・アレンジメントが、各機能のために要求される。その結果として、コストが非常に高くなり、特に、幾つかのセンサーまたはセンサー・アレンジメントの取り付けに要するコストが高くなる。その理由は、複数のダイオード及び光学的システムが組み込まれなければならないからである。それに加えて、各センサーまたはセンサー・アレンジメントは、それを収容するためのスペースを必要とし、ここで、多数の個々のセンサーが多くのスペースを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第 DE 196 30 216 A1 号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、幾つかのセンサーを互いに結合して、センサー・アレンジメントのコンパクトな構造を可能にし、且つ、特に製造する際のコスト効率が良い、センサー・アレンジメントを提供することにある。
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を有するセンサー・アレンジメントにより実現される。本発明の好ましい更なる発展は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
周囲条件を、特に自動車のための周囲条件を、検出するためのセンサー・アレンジメントであって、少なくとも一つのキャリア・プレート（特に、一つのプリント回路基板）、及びこのキャリア・プレートの上に配置された光学的要素を備えている。ここでこれらの光学的要素の内の幾つかは、前記キャリア・プレートの上の共通の中央領域の周りに配置され、この中央領域の周りに配置された光学的要素の内の少なくとも二つは、前記キャリア・プレートに対して予め定められた角度で調整された第一の動作軸を有し、第一の動作軸は、共通の中央領域の方向に向けられている。本発明に関して重要なことは、前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を備えた光学的要素が、前記キャリア・プレートの受入れ表面の上に配置されていることであって、ここで、この受入れ表面は、前記キャリア・プレートに対して角度を付けて調整され、且つ、前記光学的要素のそれぞれの第一の動作軸に対して垂直に配置されている。
【０００８】
前記共通のキャリア・プレートは、前記光学的要素を互いに対して整列させることを特に容易にする。要求される形状及び取り付け位置に依存して、前記光学的要素の第一の動作軸が、互いに対して異なる角度で調整されることが可能である。それ故に、前記センサー・アレンジメントの予め定められた取り付け位置は、前記センサーの検出範囲を設定することを可能にする。複雑な光学的システムは、必要とされない。
【０００９】
前記光学的要素が前記キャリア・プレートの上の共通の中央領域の周りに配置されるので、前記センサー・アレンジメントの特にコンパクトな外側形状が実現されることが可能である。その理由は、個々の光学的要素が、最適なやり方で組み立てられることが可能であるからである。特に、特にコンパクトな形状が、前記光学的要素の円形の配置により実現される。個々の光学的要素は、更に、幾つかの機能と結合されることが可能であり、それは、前記センサー・アレンジメントの製造を高価でないものにする。
【００１０】
前記受入れ表面が前記キャリア・プレートに対して角度を付けて調整される結果として、前記光学的要素及び前記キャリア・プレートの双方を製造することが、特に容易である。前記キャリア・プレートの上に配置されるセンサーの第一の動作軸のアライメントに依存して、前記共通の中央領域の周りに配置された光学的要素を備えたキャリア・プレートの受入れ表面は、個々にまたはグループとして、前記キャリア・プレートに対して、それぞれの角度に調整されることが可能である。この目的のために、対応する表面が、製造の間に前記キャリア・プレートの中に設けられ、そして、例えば、予め定められたエッジの上に折り曲げられる。結果として、前記光学的要素は、問題のそれぞれの用途に正確に適合された形状を備えた特別な専用の仕様によるデバイス、及び、受入れ表面に対して角度が付けられたアライメントを要求しない。
【００１１】
前記キャリア・プレートの上に配置される光学的要素は、好ましくは、センサーまたはセンサーに割り当てられた光源であって、ダイオードとしてデザインされる。ここで、前記キャリア・プレートの上に配置された少なくとも一つの光学的要素は、降雨センサーの伝送ユニットであって、このユニットに対して、受入れユニットとしてデザインされた少なくとも一つの光学的要素が割り当てられる。前記伝送ユニットは、好ましくは、前記共通の中央領域の周りに配置された光学的要素の間で、前記キャリア・プレート上の中央に配置され、受入れユニットとしてデザインされた少なくとも一つの光学的要素は、前記キャリア・プレートに対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を有している。前記伝送ユニットは、赤外線照射を放射する光源である。
【００１２】
例えば、放射された赤外線照射は、前記センサー・アレンジメントのディスクまたは光学的システムから反射され、前記降雨センサーの受入れユニットの内の一つの上に入り、この受入れユニットは、反射された照射を検出する。もし、前記ディスクまたは光学的システムが、液体（特に水）で濡らされた場合には、反射の角度が変化し、前記降雨センサーに反射された赤外線照射が、予め設定されている標準値から外れる。
【００１３】
唯一つの割り当てられた受入れユニットを備えた降雨センサーが、非常に小さい表面しか走査することができないので、前記センサー・アレンジメントが、少なくとも二つ、特に少なくとも四つの受入れユニットを有していることが規定される。これらの受入れユニットは全て、好ましくは、中心に配置された伝送ユニットに対して同一の距離を有している。これは、可能な限り最高の確実性で、衝突する降雨が検出されることが可能になると言うことを確実にする、その理由は、前記降雨センサーがより広い表面を検出し、前記受入れユニットの許容範囲が、互いの間で補償可能であるからである。
【００１４】
降雨センサーの他のデザインにおいて、前記受入れユニットが、前記共通の中央領域の周りに配置された光学的要素の間で、前記キャリア・プレート上の中央に配置され、伝送ユニットとしてデザインされた少なくとも一つの光学的要素が、前記キャリア・プレートに対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を有していることが規定される。前記キャリア・プレート上の中央に配置された伝送ユニットを備えたデザインによれば、少なくとも二つの受入れユニット、特に、少なくとも四つの受入れユニットが、前記中央領域の周りに配置される。
【００１５】
太陽光放射を、特に、センサー・アレンジメントが備え付けられた対象物上の太陽光放射の分布を、決定することを可能にするために、前記キャリア・プレートに対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を有する光学的要素の内の少なくとも一つが、太陽光放射を検出するための太陽光センサーであることが規定される。特に、前記センサー・アレンジメントが、太陽光センサーの内の少なくとも二つ（互いに対向して配置されている）の周りを取り囲み、それにより、太陽光の入射の角度またはセンサー・アレンジメントに対する太陽の位置を計算することを可能にすることが規定される。
【００１６】
取り囲まれたスペースは、太陽光センサーにより決定される値により反射されたときの、太陽光放射に対する露出の関数として、それがどのように冷却されあるいは遮蔽されることがあるかに関して、異なっている。もし、前記センサー・アレンジメントが温室の中にある場合には、換気または遮蔽が、それぞれの植物に適合されることが可能であることがある。取り囲まれたスペースに、包括的な空調が設けられることが可能であり、それは、太陽光センサーにより検出された値を、前記センサー・アレンジメントの中の他のセンサーからの更なるデータに関連付けることにより行われる。
【００１７】
本発明のもう一つの更なる発展は、前記キャリア・プレートに対して調整され且つ前記中央領域の方向に向けられた第一の動作軸を備えた光学的要素の内の少なくとも一つのが、フロント・エンド光センサーであること、及び、このフロント・エンド光センサーが、ほぼ水平方向に揃えられた有効視野の円錐域（cone of coverage）を備えた検出範囲を有していることを規定する。このフロント・エンド光センサーは、スイッチング可能なダイオードとしてデザインされ、それ故に、少なくとも二つの異なるスペクトル範囲内の照射を検出し、一方では、より大きな距離での明るさを検出するために、もう一方では、赤外線スペクトル範囲内の反射された光信号を検出するために、使用されることが可能である。好ましくもキャリア・プレートの上に配置され、上方向に向けられた有効視野の円錐域を備えた検出範囲を有している周囲光センサーとの組み合わせで、その中の明るさ及び変化に関する、様々なデータが検出されることが可能である。これは、特に車両に対して好ましい。その理由は、二つの光センサーで得られたデータが、例えば、トンネルと橋との間を識別するために使用されることが可能であるからである。
【００１８】
前記キャリア・プレート上に更なるセンサーを配置することを可能にするために、前記キャリア・プレートは、好ましくは、一体物の部品として、接続部分の中に伸びている。その結果として、更なるセンサーが、前記キャリア・プレートの上に最適に割り当てられることが可能である。前記接続部分は、好ましくは、少なくとも一つの温度センサー、及び空気湿度を検出するための少なくとも一つの湿度センサーを有している。例えば、表面温度センサーが、温度センサーとして設けられることが可能であり、それは、前記センサー・アレンジメントが割り当てられた取り囲まれたスペースの空気または室内温度を検出するための他の温度センサーとともに設けられる。好ましくは、空気が、空気温度を測定するための並びに空気湿度を測定するためのキャリア・プレートの、それぞれのセンサーまたは接続部分の中を流れることが可能である。
【００１９】
表面温度を取得するために窓に固定されたセンサーは、例えば、窓の上の曇りを検出するために使用されることが可能であり、それは、特に、前記センサー・アレンジメントの中の他のセンサーからのデータとの組み合わせで使用される。それに加えて、太陽光放射、明るさ、降雨及び温度に関して取得された値が、非常に大きな可能性のある正確さ及び高いレベル快適さを有して、閉鎖されたスペースを包括的に空調するために使用されることが可能である。
【００２０】
本発明は、更に、自動車に係り、この自動車は、少なくとも一つのキャリア・プレートを備えた周囲条件を検出するためのセンサー・アレンジメント、及びこのキャリア・プレートの上に配置された光学的要素を有していて、ここで、前記センサー・アレンジメントは、移動方向に向いた有効視野の円錐域を備えた検出範囲を有するフロント・エンド光センサーを有している。前記センサー・アレンジメントは、好ましくは、自動車の風防ガラスの上に配置される。これは、光学的要素を備えたセンサーが、支障無く周囲条件を検出することが可能であると言うことを確実にする。それに加えて、客室の室内温度及び空気湿度が最適に測定される。その理由は、風防ガラスは、入射流れ空気を受けるために最適に配置されているからである。
【００２１】
風防ガラスの上に配置されたセンサー・アレンジメントを、客室及び車両のデザインの中に最適に組み込むために、センサー・アレンジメントが、自動車の風防ガラス上のバックミラーのベースの中に配置されることが規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、周りを取り囲まれたハウジングを備えたセンサー・アレンジメントの斜視図である。
【図２】図２は、図１のセンサー・アレンジメントの上面図であって、このセンサー・アレンジメントは、開放されたハウジング（カバーの無い）を備えた、露出されたキャリア・プレートを備えている。
【図３】図３は、図１及び図２のセンサー・アレンジメントのキャリア・プレートの斜視図であって、このセンサー・アレンジメントは、キャリア・プレートの上に配置されたセンサーを備えている。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、以下において、図面の中に示された好ましい典型的な実施形態に基づき、更に説明される。
【００２４】
センサー・アレンジメント２のハウジング（図２）には、参照符号１が付されている。このハウジングは、受入れ部分３及びカバー４を有し、それらは、取り外し可能な状態で互いに接続されている。カバー４は、本質的に円形であって、形成された円の中央領域に、開口５がある。受入れ部分３は、第一の円形の受入れ領域３’、及び第二の長方形の接続領域３’’を有している。三つのスナップ・オン接続６，６’，６’’及び二つのプラグ・コネクター７，７’は、受入れ部分３及びカバー４に接続するために設けられている。
【００２５】
受入れ部分３は、スナップ・オン接続６，６’，６’’の三つのラッチング要素を有していて、その内の、スナップ・オン接続６，６’の二つのラッチング要素は、受入れ領域３’に接触する接続領域３’’の第一の端部で、長方形の接続領域３’’に配置され、またスナップ・オン接続６’’の第三のラッチング要素は、長方形の接続領域３’’の反対側で、円形の受入れ領域３’に配置されている。それに加えて、二つのプラグ接続７，７’のためのレセプタクルが、円形の受入れ領域３’の外周の上に配置されている。従って、カバー４は、移動止め及びプラグ要素を有し、それらは、ラッチング要素及びレセプタクルと対応している。
【００２６】
受入れ部分３の長方形の接続領域３’’の自由第二の端部はまた、データを伝送するための且つセンサー・アレンジメント２に接続するためのプラグ・コネクター８を有している。
【００２７】
ハウジング１の内側には、キャリア・プレート９が、受入れ部分３の受入れ領域３’の上に配置され、接続部分９’で受入れ部分３の長方形の接続領域３’’の中に伸びている。接続部分９’は、カバー４とプラグ・コネクター８との間の部分領域で、ハウジング１から突出している。キャリア・プレート９を、受入れ部分３の上の位置に保持するために、受入れ部分３は、キャリア・プレート９の中のリセスに対応するピンを有している。
【００２８】
図２及び図３は、センサー・アレンジメント２を備えたキャリア・プレート９の構造を示している。キャリア・プレート９は、円形のデザインであって、受入れ部分３の円形の受入れ領域３’の内径と比べて僅かに小さい直径を有している。
【００２９】
その中央領域の周りで、円形のキャリア・プレート９は、キャリア・プレート９に対して角度を付けて調整された全部で七つの表面を有していて、それらの表面は、中央領域からほぼ同一の距離を有している。光学的要素が、これらの表面の上に配置されている。
【００３０】
キャリア・プレート９の調整された表面上の七つの光学的要素の内の四つは、降雨センサーの赤外線照射測定受入れユニット１０，１０’，１０’’，１０’’’であって、受入れユニット１０，１０’，１０’’，１０’’’は、キャリア・プレート９の中央領域の周りに、特に互いに対して９０度の角度でオフセットされて、配置されている。キャリア・プレート９の中央領域は、降雨センサーの伝送ユニット１２を有していて、この伝送ユニットに、受入れユニット１０，１０’，１０’’，１０’’’が機能的に割り当てられている。受入れユニット１０，１０’，１０’’，１０’’’は、伝送ユニット１２の赤外線照射（例えば、窓ガラス上で反射された赤外線照射）を測定し、この赤外線照射は、水が窓ガラスを濡らした時に、変化する。それぞれの太陽光センサー１１，１１’は、キャリア・プレート９の残りの二つの、反対に調整された表面の上に配置され、太陽光放射の方向を検出するために使用されることが可能である。
【００３１】
また、伝送ユニット１２と受入れ部分３の接続領域３’’と間で、キャリア・プレートの上に、周囲光センサー１３が配置され、この光センサーは、その検出範囲内の明るさを検出する。フロント・エンド光センサー１４は、調整された表面の上に配置され、この表面は、一直線上で、伝送ユニット１２及び周囲光センサー１３と並んでいる。この進行光センサー１４は、スイッチング可能なフォト・ダイオードとしてデザインされ、それ故に少なくとも二つの異なるスペクトル範囲内の照射を検出し、一方では、センサー・アレンジメント２に対して予め定められた距離内の明るさを検出することが可能であり、もう一方では、反射光信号を検出することが可能である。センサーの有効視野の円錐域に対する開口角度は、特に、カバー４の中の開口５の寸法、及び開口５に対するそれぞれの光センサー１３，１４の位置または配置により、規定される。
【００３２】
接続部分９’は、繰り返しそれぞれ９０度で角度が付けられ、カバー４とプラグ・コネクター８との間の接触表面１５を備えた開口を通って突出し、この接触表面は、図１で見ることが可能なキャリア・プレート９の部分領域を形成する。接触表面１５及びキャリア・プレート９に対して垂直の接続部分９’の二つの表面１５’，１５’’は、接触表面１５に接し、この接触表面の内の、表面１５’が、接触表面１５をキャリア・プレート９に接続する。接続部分９’の形態は、特に図３から、見出すことが可能であり、ここで、二つの表面１５’，１５’’は、受入れ部分３の長方形の接続領域３’’の内壁に対して平行に配置される。
【００３３】
接続部分９’の表面の内側の上に、室内及び空気温度を検出するための温度センサー１６、及び表面温度並びに室内または空気湿度を取得するための結合された湿度及び温度センサー１７が配置されている。結合された温度及び湿度センサー１７は、ここで、ハウジング１から突出する接触表面１５の上に配置され、これに対して、室内温度または空気温度を取得するための温度センサー１６は、キャリア・プレート９に対して垂直に配置された接続部分９’の表面１５’の上に配置されている。
【００３４】
センサー・アレンジメント２のこの実施形態は、車両の風防ガラスの内側の上に配置され、ここで、カバー４を有するサイドが車両の風防ガラスに面し、受入れ部分３の長方形の接続領域３’’が移動方向に向けられる。それ故に、フロント・エンド光センサー１４の検出範囲は、特に車両の移動方向に向けられた取得円錐域（acquisition cone）を有している。これに対して周囲光センサー１３は、特に上方向に向けられた有効視野の円錐域を備えた検出範囲を有している。周囲光センサー１３及びフロント・エンド光センサー１４により検出されたデータは、車両のそれぞれの運転状況に対してヘッドライト・コントローラを調整するために使用されることが可能である。視界に影響を与える霧、雪または他の周囲条件が、検出されることも可能である。
【図１】
0005815312.tif 000002
【図２】
0005815312.tif 000003
【図３】
0005815312.tif 000004