特許 7284832 車両用センサユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-23

(45)【発行日】2023-05-31

(54)【発明の名称】車両用センサユニット

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/00 20060101AFI20230524BHJP

   G01D 11/30 20060101ALI20230524BHJP

【ＦＩ】

G01N27/00 B

G01D11/30 V

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021559807

(86)(22)【出願日】2020-04-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-02

(86)【国際出願番号】 EP2020059710

(87)【国際公開番号】W WO2020207942

(87)【国際公開日】2020-10-15

【審査請求日】2021-12-06

(31)【優先権主張番号】102019109575.1

(32)【優先日】2019-04-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508108903

【氏名又は名称】ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100196047

【弁理士】

【氏名又は名称】柳本 陽征

(72)【発明者】

【氏名】ボフスラフ、ツォウファル

(72)【発明者】

【氏名】イバン、スハンスキー

(72)【発明者】

【氏名】マリアン、クレパツ

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０６６８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１１１２２４５６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０２６３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０９６５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５４０３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００６０６０５４８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００６０６０５４６（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／００－２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４－２７／２４

Ｂ６０Ｈ １／００－３／０６

Ｇ０１Ｄ １１／００－１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのセンサ（２）によって車両窓の内側の少なくとも水分および／または温度を検出するための車両用センサユニット（１）であって、前記センサユニット（１）は前記車両窓の内側と接触して実装されることが可能であり、前記センサユニット（１）はハウジング（３）を備え、前記センサユニットは、前記ハウジング（３）によって部分的に包囲され、前記ハウジング（３）は、前記車両窓の方向の少なくとも１つの開口部（１２）であって前記センサユニット（１）が前記開口部（１２）を通って前記車両窓に押しつけられることが可能な開口部（１２）を備え、前記センサユニット（１）はプリント回路基板（４）を備え、前記プリント回路基板（４）は、前記センサユニット（１）が実装状態にあるときに前記車両窓の内側に押しつけられ、前記プリント回路基板（４）は、前記センサ（２）と前記車両窓との間に配置され、前記プリント回路基板（４）はリジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）であり、前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）は少なくとも部分領域に屈曲部（１３）を備え、前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）の前記屈曲部（１３）は、前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）を前記車両窓に押しつける弾性復元力を生成するように設定され、前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）は、固定手段（７）を受容するための少なくとも１つの凹部（６）を備え、前記凹部（６）および前記固定手段（７）は、前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）を前記屈曲部（１３）を有する特定の形状に維持するように設計されており、
前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）は、実質的に長尺の形状を有し、前記凹部（６）は、前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）の長手方向と実質的に平行に延在する長尺の形状を有することを特徴とする、センサユニット（１）。

【請求項2】

前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）は、およそ９０度の少なくとも２つの屈曲部によって、合計１８０°、少なくとも１つの部分領域で曲げられていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサユニット。

【請求項3】

前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）は、さらなる電気部品との電気的結合のための電気プラグ接続部（５）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のセンサユニット（１）。

【請求項4】

前記センサユニット（１）の前記ハウジング（３）が前記固定手段（７）を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサユニット（１）。

【請求項5】

前記リジッド－フレキシブル回路基板（４）が前記固定手段（７）を備えること特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサユニット（１）。

【請求項6】

前記固定手段（７）は、前記リジッド－フレキシブルプリント回路基板（４）自体の少なくとも一部から形成されることを特徴とする、請求項５に記載のセンサユニット（１）。

【請求項7】

前記固定手段（７）はフックとして設計されていることを特徴とする、請求項６に記載のセンサユニット（１）。

【請求項8】

前記少なくとも１つのセンサ（２）は、湿度センサおよび／または温度センサであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサユニット（１）。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサユニット（１）を有する運転者支援システム。

【請求項10】

請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサユニット（１）を有する車両。

【請求項11】

車両窓の濡れおよび／または車両の周囲光を検出するための光電子センサユニット（１０）における、請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサユニット（１）の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも車両窓の内側の湿度および／または温度を検出するための車両用センサユニットに関する。本発明はまた、センサユニットを有する運転者支援システムにも関する。さらに、本発明は、センサユニットを有する車両に関する。本発明はまた、車両の車両窓の濡れを検出するため、および／または車両の周囲光を検出するための光電子センサユニットにおけるセンサユニットの使用にも関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、ドイツ特許第１０２００６０６０５４８Ａ１号明細書は、自動車ウィンドスクリーンの濡れを検出するための光学センサを有する、自動車用の光電子雨センサユニットを記載しており、これにより、自動車ウィンドスクリーンに当接している光学センサは、自動車の内部に面する側のウィンドスクリーンワイパによって拭き取られた領域の領域内に実装されることが可能である。ユニットは、車両の電気システムへの電気的接続によってウィンドスクリーンと反対側を向く領域に光学センサを包囲するハウジングを有する。加えて、温度および湿度センサモジュールはハウジングに接続され、これにより、光学センサの電気的接続を介して温度および湿度センサモジュールの電力供給が行われる。フレキシブルプリント回路基板が温度および湿度センサと自動車窓との間に配置され、フレキシブルプリント回路基板が光学センサのプリント回路基板に接続されることもまた提供される。温度および湿度センサは、ばね要素によって車両フロントガラスに、またはフレキシブルプリント回路基板の弾性復元力によって車両フロントガラスに押しつけられ、こうして安全な非確動的な安定した固定を保証する。

【0003】

欧州特許第１７００７２４Ｂ１号明細書から、車両のウィンドスクリーンまたは他のタイプの窓に向けて湿度センサを保持するように適合されたハウジングを備える湿度センサが知られている。フレキシブル回路基板は、湿度センサとフロントガラスとの間に設けられ、湿度センサと検出器のさらなる回路との間の接続を確立する。湿度センサは、摺動要素によって検出されるキャップの下に配置される。ばねは、摺動要素をウィンドスクリーンに押しつける。

【0004】

最新技術の水分センサの欠点は、水分センサを車両窓に取り付けるために累加の部品が必要とされるか、または、水分センサがフレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）の弾性復元力によって車両窓に押しつけられる場合、水分センサが車両窓と水分センサとの間の異なる距離に容易に適合できないことである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】ドイツ特許第１０２００６０６０５４８Ａ１号明細書

【文献】欧州特許第１７００７２４Ｂ１号明細書

【発明の概要】

【0006】

したがって、上述の最新技術に基づいて、本発明は、車両窓へのセンサの簡単な取り付けを示すというタスクに基づいており、これにより、センサと車両窓との間の異なる距離は、異なる取り付け状況で簡単な方法で作用することができる。

【0007】

このタスクは、本発明による独立請求項の特徴によって解決される。本発明の有利な形態は、従属請求項に示される。

【0008】

したがって、本発明によれば、少なくとも１つのセンサによって車両窓の内側の少なくとも水分および／または温度を検出するための車両用センサユニットが規定され、センサユニットは車両窓の内側と接触して実装されることが可能であり、センサユニットはハウジングを備え、センサユニットは、ハウジングによって部分的に包囲され、ハウジングは、車両窓の方向の少なくとも１つの開口部であってセンサユニットが開口部を通って車両窓に押しつけられることが可能な開口部を備え、センサユニットはプリント回路基板を備え、プリント回路基板は、センサユニットの実装状態で車両窓の内側に押しつけられ、プリント回路基板はセンサと車両窓との間に配置され、プリント回路基板はリジッド－フレキシブルプリント回路基板であり、リジッド－フレキシブルプリント回路基板は少なくとも部分領域に屈曲部を備え、リジッド－フレキシブルプリント回路基板の屈曲部は、リジッド－フレキシブルプリント回路基板を車両窓に押しつける弾性復元力を生成するように配置され、リジッド－フレキシブルプリント回路基板は、固定手段を受容するための少なくとも１つの凹部を備え、凹部および固定手段は、リジッド－フレキシブルプリント回路基板を特定の形状に維持するように設計されていることを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、車両窓の内側の少なくとも湿度を検出するための車両用センサユニットを有する運転者支援システムも規定される。

【0010】

加えて、本発明によれば、車両窓の内側の少なくとも湿度を検出するための車両用センサユニットを有する車両が示される。

【0011】

さらに、車両の車両窓の濡れを検出するためおよび／または車両の周囲光を検出するための光電子センサユニットにおけるセンサユニットの使用は、本発明に従う。

【0012】

本発明の基本的な考え方は、リジッド－フレキシブルプリント回路基板が、固定手段を保持するための少なくとも１つの凹部を備えることである。実装により、リジッド－フレキシブルＰＣＢおよびセンサユニットは、特定の形状で保持されることが可能であり、凹部および固定要素は、センサユニットの高さを調整するために使用されることが可能である。

【0013】

本発明の有利な実施形態では、リジッド－フレキシブル回路基板は、実質的に長尺の形状を有し、凹部は、リジッド－フレキシブル回路基板の長手方向と実質的に平行に延在する長尺の形状を有する。長尺形状により、リジッド－フレキシブルＰＣＢは、長方形の形状にされることが可能である。固定要素は、プリント回路基板を規定の形状に保持する。凹部もまた長尺形状を有する場合、センサユニットの高さはこれと共に調整されることが可能なので、有利である。

【0014】

本発明のさらなる有利な実施形態では、リジッド－フレキシブルプリント回路基板は、約９０度の少なくとも２つの屈曲部によって、合計１８０°、少なくとも部分的に曲げられる。リジッド－フレキシブル回路基板を数回曲げることにより、センサユニットの回路基板上に平坦な領域が作成され、これは車両窓に簡単に押しつけられることが可能である。

【0015】

本発明の有利な実施形態では、リジッド－フレキシブルプリント回路基板は、他の電気部品との電気的結合のための電気プラグ接続部を備える。電気プラグイン接続により、センサユニットを他の電気部品に容易に接続できる。

【0016】

本発明のさらなる有利な実施形態では、センサユニットのハウジングが固定手段を含む。

【0017】

本発明の有利な実施形態では、リジッド－フレキシブルプリント回路基板が固定手段を含む。

【0018】

本発明のさらなる有利な実施形態では、固定手段は、リジッド－フレキシブルプリント回路基板自体の少なくとも一部から形成される。

【0019】

本発明の有利な形態では、固定手段はフックとして設計される。

【0020】

本発明の別の有利な形態では、少なくとも１つのセンサは、湿度センサおよび／または温度センサである。

【0021】

本発明のこれらおよびその他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかとなり、これを参照して解明されるだろう。実施形態に開示される個々の特徴は、単独で、または組み合わせて、本発明の態様を構成することができる。異なる実施形態の特徴は、１つの実施形態から別の実施形態に引き継がれることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1a】本発明の第１の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図1b】本発明の第１の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図2a】本発明の第２の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図2b】本発明の第２の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図3a】本発明の第３の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図3b】本発明の第３の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図4a】本発明の第４の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図4b】本発明の第４の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図5a】本発明の第５の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図5b】本発明の第５の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図6a】本発明の第６の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図6b】本発明の第６の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図7a】本発明の第７の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図7b】本発明の第７の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板を有するセンサユニットの概略図である。

【図8】本発明の例示的な実施形態による光電子センサユニットにおけるリジッド－フレキシブル回路基板を有するセンサユニットの使用の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、本発明の第１の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板４を有するセンサユニット１の概略図である。センサユニット１は、たとえば湿度および／または温度を測定するためのセンサ２を備える。

【0024】

図１ａは、真っ直ぐな状態の、すなわち屈曲部のないリジッド－フレキシブルＰＣＢ４を示す。ＰＣＢ４は電気プラグ接続部５を備え、これは他の電気部品との電気的接触を意図している。センサ２は、図１ａにおいて、図示されるＰＣＢ４の上に配置されている。さらに、リジッド－フレキシブルプリント回路基板４は少なくとも１つの凹部６を備え、凹部６は、固定手段７を受容するために設けられている。

【0025】

図１ｂでは、リジッド－フレキシブルＰＣＢ４は、長方形の形状を形成するために、ＰＣＢ４上の３つの点で曲げられる。リジッド－フレキシブル回路基板４の凹部６は、長方形の回路基板４の右側に位置している。凹部６は、特に固定手段７を収容するのに役立つ。長方形の回路基板４は、たとえばハウジング３に挿入されることが可能であり、これにより、ハウジング３は、車両窓に向かって開放された開口部１２を備える。図１ｂに示される設計例では、固定手段７は、センサユニット１のハウジング３上に位置し、このため固定手段７は図１ｂに示されていない。固定手段７を凹部６内に嵌合することにより、リジッド－フレキシブル回路基板４は、一方では形状が維持され、他方では、凹部６の長尺の膨張により、形成されたリジッド－フレキシブル回路基板４の高さを調整することが可能である。

【0026】

図２は、本発明の第２の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板４の概略図を示す。図２ａは、やはり屈曲部１３のない真っ直ぐな状態のリジッド－フレキシブル回路基板を示す。第１のバージョンと比較すると、電気プラグ接続部５および凹部６は、第１のバージョンに対してミラー反転されている。これにより、リジッド－フレキシブルＰＣＢ４を反対側から曲げることができ、固定手段７をセンサユニット１のハウジング３上の別の点に配置することが可能になる。

【0027】

図３は、本発明の第３の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板４の概略図を示す。図３ａに示される例では、固定手段７は、リジッド－フレキシブルプリント回路基板４自体に配置されている。たとえば、固定手段７は、プリント回路基板自体から形成されるかまたはこれに接続されることが可能である。図３ａに示される固定手段７は、円錐状に面取りされた縁部８を有し、これにより、固定手段７を凹部６内にしっかりと保持することができる。図３ｂは、固定手段７が凹部６を通じて挿入され、その円錐状に面取りされた縁部８によって凹部６内にしっかりと保持された、屈曲状態のリジッド－フレキシブルプリント回路基板４を示す。凹部６の長尺形状により、このバージョンでは、形成されたリジッド－フレキシブルプリント回路基板４の高さを調整することも可能である。

【0028】

図４は、本発明の第４の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板４の概略図を示す。図４ａは、リジッド－フレキシブル回路基板４の凹部６が前のバージョンよりも大きいことを示している。凹部６は非常に大きいので、リジッド－フレキシブルＰＣＢ４は、凹部６を通じて挿入されることが可能であり、こうしてこれ自体を固定する。図４ｂは、どのようにして電気プラグ接続部５を有する端部が凹部６を通じて挿入されたか、およびこれによりリジッド－フレキシブルＰＣＢ４の長方形の形状が作成されるかを示す。加えて、リジッド－フレキシブル回路基板４は、リジッド－フレキシブル回路基板４を凹部６内に固定するための切り欠き７を有する。電気プラグ接続部５を有する端部が凹部６を通じてどこまで押し込まれるかに応じて、センサユニット１の高さが調整されることが可能である。

【0029】

図５は、本発明の第５の例によるリジッド－フレキシブルＰＣＢ４の概略図を示す。図５ａに示される設計では、リジッド－フレキシブル回路基板４は、同様に、固定手段７を収容するための凹部６を有する。この例示的な実施形態では、固定手段７は、リジッド－フレキシブル回路基板４自体の一部から形成されている。固定手段７は、リジッド－フレキシブルＰＣＢ４を凹部６と共に長方形の形状に保持するフックとして設計されている。

【0030】

図６は、本発明の第６の例によるリジッド－フレキシブル回路基板４の概略図を示す。図６ａでは、凹部６は、細いスリット状の長方形である。細いスロット６を通じて、リジッド－フレキシブル回路基板４の一部が挿入され、リジッド－フレキシブル回路基板４はその形状で固定される。したがって、スロット６は、ＰＣＢ４の厚さよりも細くすべきではない。

【0031】

図７は、本発明の第７の例によるリジッド－フレキシブルプリント回路基板４の概略図を示す。図７ａは、凹部６が円形であり得ることを示す。したがって、この例示的な実施形態は、円形の固定メナス７を備えることもできる。固定メナス７は、円形凹部６を通じて挿入され、リジッド－フレキシブルＰＣＢ４をその形状に保持することができる。特に、いくつかの円形凹部６が設けられることも可能であり、これにより、センサユニット１の容易な高さ調整が実現され得る。

【0032】

図８は、本発明の例示的な実施形態による光電子センサユニット１０におけるリジッド－フレキシブルプリント回路基板４を有するセンサユニット１の使用の概略図を示す。光電子センサユニット１０は、車両の車両窓の濡れを検出するための、および／または自動車の周囲光を検出するための光学センサ１１を備え、光学センサ１１は、車両窓に隣接して実装されることが可能なメインボード上に実装される。光電子センサユニット１０の前部領域には、取り付けプラグ９が見える。取り付けプラグ９は、たとえば、光電子センサユニット１０を車両の車載エレクトロニクスに、特に運転者支援システムに接続するために使用される。センサユニット１は、図８の取り付けプラグ９と反対の端部に見ることができ、センサユニット１は、車両窓の内側の湿度および／または温度を検出するための少なくとも１つのセンサ２を備える。センサユニット１のセンサ２はプリント回路基板４に実装され、プリント回路基板４は、センサユニット１が実装されると車両窓の内側に押しつけられる。プリント回路基板４は、センサ２と車両窓との間に配置される。センサ２は回路基板４の下に実装されるので、これは図８では見ることができない。センサ２を担持する回路基板４は、リジッド－フレキシブル回路基板４として設計され、リジッド－フレキシブル回路基板４は本質的に長尺形状を有する。光電子センサユニット１０およびセンサユニット１は、共通のハウジング３に部分的に包囲されている。リジッド－フレキシブルＰＣＢ４は、センサユニット１がハウジング３に挿入され得るように曲げられる。異なる取り付け状況、たとえば異なる車両タイプでは、リジッド－フレキシブルＰＣＢの高さが、メインボードの中央領域によって画定される光電子センサユニットのレベルに調整され得る場合に、有利であり得る。したがって、リジッド－フレキシブルプリント回路基板は、図２から図８の例示的な実施形態においてより詳細に示されるように、固定手段を保持するための少なくとも１つの凹部を含む。

【0033】

図８は、リジッド－フレキシブルプリント回路基板４が、実装されていないときに光電子センサユニット１０のハウジングをわずかに超えて突出していることを示す。光電子センサユニット１０の実装状態では、リジッド－フレキシブルＰＣＢ４の曲げは、ＰＣＢ４、したがってＰＣＢ４に取り付けられたセンサ２も車両窓に押しつける、弾性復元力を生成する。これにより、車両の内側の湿度および／または温度の信頼できる測定が可能になる。

【0034】

図８では、センサユニット１は、光電子センサユニット１１と電気的に結合されている。特に、センサユニット１は、センサユニット１が光電子センサユニット１１と電気的に結合される電気プラグ接続部５を有することが提供され得る。

【符号の説明】

【0035】

１ センサユニット
２ センサ
３ ハウジング
４ リジッド－フレキシブルプリント回路基板
５ 電気プラグ接続部
６ 凹部
７ 固定手段
８ 面取りされた縁部
９ 取り付けプラグ
１０ 光電子センサユニット
１１ 光学センサ
１２ 開口部
１３ 屈曲部

【図1a)】

【図1b)】

【図2a)】

【図2b)】

【図3a)】

【図3b)】

【図4a)】

【図4b)】

【図5a)】

【図5b)】

【図6a)】

【図6b)】

【図7a)】

【図7b)】

【図8】