DE3825665A1

DE3825665A1 - Sensorvorrichtung zur feststellung des vorhandenseins von wassertroepfchen auf einer fahrzeug-scheibe und mit der sensorvorrichtung arbeitendes scheibenwischer-steuergeraet

Info

Publication number: DE3825665A1
Application number: DE3825665A
Authority: DE
Inventors: Sergio Stibelli
Original assignee: Veglia Borletti SRL
Current assignee: Veglia Borletti SRL
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1989-02-09
Also published as: GB8818111D0; BE1000828A7; ES1009119U; IT212332Z2; FR2619618A1; ES1009119Y; GB2208433A; FR2619618B3; IT8753568V0

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Feststel lung des Vorhandenseins von Wassertröpfchen auf einer Scheibe. Außerdem betrifft die Erfindung ein mit der Sensorvorrichtung versehene Scheibenwischer-Steuergerät.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensorvor richtung zur Feststellung des Vorhandenseins von Wasser tröpfchen auf einer Fahrzeug-Scheibe zu schaffen, welche bei geringen Herstellungskosten einfach herzustellen und zu montieren ist, sowie die Schaffung eines mit geringen Kosten herzustellenden Scheibenwischer-Steuergeräts.

Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zur Feststellung des Vorhandenseins von Wassertröpfchen auf einer Fahrzeug- Scheibe ist gekennzeichnet durch eine in der Nachbarschaft einer ersten Randkante des Fensters installierbare Licht quelle, welche durch die erste Randkante in das Fenster eintretende Lichtstrahlen emittiert, und durch einen in der Nachbarschaft einer zweiten, der ersten Randkante gegenüberliegenden Randkante installierbaren Photodetektor, der ein von der Stärke der ihn nach Durchlaufen des Fensters treffenden Lichtstrahlen abhängiges elektrisches Signal entwickelt.

Das erfindungsgemäße Steuergerät ist weiter gekennzeichnet durch wenigstens eine Sensorvorrichtung zur Feststellung des Vorhandenseins von Wassertröpfchen auf einer Scheibe mit einer in der Nachbarschaft einer ersten Randkante der Scheibe installierbaren Lichtquelle, welche durch die erste Randkante in die Scheibe eintretende Lichtstrahlen emittiert und mit einem in der Nachbarschaft einer zweiten, der ersten Randkante gegenüberliegenden Randkante installierbaren Photodetektor, der ein von der Stärke der ihn nach Durchlaufen der Scheibe treffenden Lichtstrahlen abhängiges elektrisches Signal entwickelt; eine elektrische Verarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des vom Photo detektor entwickelten elektrischen Signals und durch eine elektrische Steuereinrichtung für die Steuerung der Betäti gung des Scheibenwischers.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend ein bevorzugtes, nicht als Beschränkung zu verstehendes Aus führungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung näher er läutert, und zwar zeigt bzw. zeigen:

Fig. 1 und 2 Darstellungen der Arbeitsweise einer in der erfindungsgemäßen Weise ausgebilde ten Sensorvorrichtung bei zwei verschie denen Betriebsbedingungen; und

Fig. 3 ein elektrisches Blockschaltbild eines mit der Sensorvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 arbeitenden Scheibenwischer-Steuergeräts.

Zunächst wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen das Bezugszeichen 1 eine Sensorvorrichtung zur Fest stellung des Vorhandenseins von Wassertröpfchen 2 auf einer Scheibe 3 eines Fahrzeugs bezeichnet. Die Vorrichtung kann an der Windschutzscheibe und/oder der Heckscheibe eines Fahrzeugs angebracht werden.

Die Vorrichtung 1 weist eine Lichtquelle 4 auf, die so auf die untere Randkante der Scheibe 3 gerichtet ist, daß die emittierten Lichtstrahlen durch diese untere Randkante in die Scheibe 3 eintreten. Des weiteren ist am oberen Rand der Scheibe 3 ein Photodetektor 5, d.h. ein lichtempfind liches Element, installiert, welcher die von der Licht quelle 4 emittierten und entlang der Scheibe reflektierten Lichtstrahlen zu empfangen vermag. Zunächst wird Fig. 1 betrachtet. Entsprechend den bekannten optischen Gesetzen breiten sich die mit einem niedrigen Einfallswinkel auf die Flächen der Scheibe 3 emittierten Lichtstrahlen in der Scheibe aus, während die mit hohem Einfallswinkel emittier ten Lichtstrahlen abgeschwächt werden, weil jeder Licht strahl zum Teil aus der Scheibe heraus gebrochen und nur zum Teil innerhalb der Scheibe 3 reflektiert wird. Dabei erfolgt jedoch auch eine solche Reflektion mit hohen Ein fallswinkeln, so daß jeder Lichtstrahl bei seiner Ausbrei tung in Aufwärtsrichtung immer mehr geschwächt wird. Aus diesem Grunde wird die Intensität des zum Photodetektor 5 geführten Licht weitgehend ausschließlich von den mit nied rigem Einfallswinkel emittierten Lichtstrahlen bestimmt. Wenn nun - wie in Fig. 2 gezeigt - auf der Außenseite der Windschutzscheibe 3 Wassertröpfchen 2 vorhanden sind, dann wirken diese als sphärische lichtbrechende Flächen, so daß auch mit niedrigem Einfallswinkel emittierte Lichtstrahlen abgeschwächt werden, wenn sie nämlich auf einen Bereich treffen, in welchem sich ein Tröpfchen befindet, und diese Strahlen werden dann ebenfalls teilweise aus der Scheibe heraus und teilweise entlang der Windschutzscheibe 3 reflektiert. Infolgedessen ist die Intensität des Lichts, welches in der Scheibe zum Fotodetektor 5 geführt wird, im Falle des Vorhandenseins von Wassertröpfchen 2 auf der Scheibe geringer als diese Intensität, wenn keine Wasser tröpfchen 2 auf der Scheibe 3 vorhanden sind.

In Fig. 3 ist mit 6 ein elektrisches Steuergerät insgesamt bezeichnet, welches auf der Grundlage der zum Photodetektor 5 geführten Lichts die Betätigung eines - der Einfachheit halber nicht dargestellten - Scheibenwischers auslösen kann, welcher die Scheibe 3 freizuwischen vermag.

Das Steuergerät 6 arbeitet mit der Sensorvorrichtung 1, welche bei vorliegenden Ausführungsbeispielen eine von einer Licht emittierenden Diode (LED) 7 gebildete Licht quelle 4 und einen von einem Phototransistor 8 gebildeten Photodetektor 5 aufweist. Das Steuergerät 6 weist weiter eine die Diode 7 speisende elektrische Stromquelle 11 und eine Verarbeitungs- und Steuerschaltung auf, die ihrerseits in Aufeinanderfolge vom Fototransistor 8 ausgehend einen Kondensator 12, eine Signalverstärkereinheit 13, eine Detektoreinheit 14, eine Komparatoreinheit 15, eine Leistungsverstärkereinheit 16 und eine Steuereinheit 17 zur Ansteuerung eines Elektromotors 18 aufweist, welcher den Antrieb des Scheibenwischers bildet. Der Stärke, der zum Fototransistor 8 geführten Lichtintensität entspricht des halb ein proportionales elektrisches Signal, welches von der Signalverstärkereinheit 13 verstärkt wird. Die Detek toreinheit ermittelt das Vorhandensein dieses Signals und leitet es zur Komparatoreinheit 15 weiter, in welcher die Amplitude des Signals selbst mit einem vorgegebenen Referenzsignal verglichen wird.

Wenn das von der Detektoreinheit 14 kommende Signal schwä cher als das Referenzsignal ist (, wodurch angezeigt wird, daß Wassertröpfchen 2 auf der Windschutzscheibe 3 vorhanden sind,) steuert das Gerät 6 über die Einheiten 16 und 17 die elektrische Stromquelle des Motors 18 an, der seinerseits den Scheibenwischer, beispielsweise ein einzelnes Wisch blatt, über die Scheibe 3 bewegt.

Es ist ersichtlich, daß das Gerät 6 derart abwandelbar ist, daß es die Betätigung des Scheibenwischers mit beispiels weise zwei oder mehr Wischblätter jeweils dann auslöst, wenn das Vorhandensein von Wassertröpfchen festgestellt wird.

Aus den vorstehenden Ausführungen ergeben sich die mit dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erzielten Vorteile.

Insbesondere stellt das Gerät 6 das mögliche Vorhandensein von Wassertröpfchen auf der Scheibe ohne Eingreifen des Fahrers fest und löst eine automatische Beseitigung der selben aus. Der Fahrer muß deshalb nichts unternehmen und kann sich ausschließlich auf die Bedienung des Fahrzeugs konzentrieren. Dieser Vorteil wird unter bestimmten Betriebsbedingungen, beispielsweise im Falle von Regen schauern und einer nassen Straße, bei welcher das Wasser von anderen Fahrzeugen auf die Windschutzscheibe gesprüht wird, besonders offensichtlich, weil ein Fahrer dann beim Nichtvorhandensein eines dem Steuergerät 6 entsprechenden Steuergeräts den Scheibenwischer häufiger und mit unregel mäßiger Frequenz betätigen muß. Weiter ist der konstruktiv einfache Aufbau der Sensorvorrichtung 1 und des Steuer geräts 6 herauszustellen, was eine Produktion mit niedrigen Kosten ermöglicht.

Schließlich ist klar, daß sowohl die beschriebene und dar gestellte Sensorvorrichtung 1 als auch das Steuergerät 6 im Rahmen des Erfindungsgedankens abgewandelt und weitergebil det werden können. Insbesondere kann das Gerät 6 mit mehre ren, in vorbestimmten Abständen entlang der Scheibe 3 ange ordneten parallelen Sensorvorrichtungen 1 ausgerüstet werden. Diese Ausgestaltung erlaubt die Steuerung einer Betätigung des Scheibenwischers auch dann, wenn die Wasser tröpfchen im Falle des in Verbindung mit Fig. 2 beschriebe nen Zustandes nur in einem Bereich begrenzter Erstreckung auf der Scheibe 3 verteilt sind, der jedoch für die kor rekte Sicht wesentlich ist (, wobei beispielsweise an die breiten Fenster von Industriefahrzeugen oder von Fahrzeugen für den Güter- oder Personentransport zu denken ist).

Claims

1. Sensorvorrichtung zur Feststellung des Vorhandenseins von Wassertröpfchen (2) auf einer Fahrzeug-Scheibe (3), gekennzeichnet durch
eine in der Nachbarschaft einer ersten Randkante der Scheibe (3) installierbare Lichtquelle (4), welche durch die erste Randkante in die Scheibe (3) eintretende Licht strahlen emittiert; und
durch einen in der Nachbarschaft einer zweiten, der ersten Randkante gegenüberliegenden Randkante der Scheibe (3) installierbaren Photodetektor (5) der ein von der Stärke der ihn nach Durchlaufen des Fensters treffenden Licht strahlen abhängiges elektrisches Signal entwickelt.

2. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (4) eine Licht emittie rende Diode (7) aufweist.

3. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodetektor (5) einen Photo transistor (8) aufweist.

4. Scheibenwischer-Steuergerät gekennzeichnet durch
wenigstens eine Steuervorrichtung (1) zur Feststellung des Vorhandenseins von Wassertröpfchen (2) auf einer Scheibe (3) mit einer in der Nachbarschaft einer ersten Randkante der Scheibe (3) installierbaren Lichtquelle (4), welche durch die erste Randkante in die Scheibe (3) eintretende Lichtstrahlen emittiert, und mit einem in der Nachbarschaft einer zweiten, der ersten Randkante gegenüberliegenden Randkante der Scheibe (3) installierbaren Photodetektor (5) der ein von der Stärke der ihn nach Durchlaufen der Scheibe treffenden Lichtstrahlen abhängiges elektrisches Signal entwickelt;
eine elektrische Verarbeitungseinheit (13, 14, 15 und 16) zur Verarbeitung des vom Photodetektor (5) entwickelten elektrischen Signals; und
durch eine elektrische Steuereinrichtung (17 und 18) für die Steuerung der Betätigung des Scheibenwischers.

5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Komparatoreinheit (15) aufweist, in welcher die Stärke des elektrischen Signals mit einem vorbestimmten Referenzsignal vergleichbar ist.

6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung hinter dem Photodetektor (5) eine Signalverstärkereinheit (13) eine Signal- Detektoreinheit (14), die Komparatoreinheit (15) und eine Leistungsverstärkereinheit (16) in Hintereinanderschaltung aufweist.

7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einheit (17) zur Steuerung eines Elektromotors (18) aufweist, mit welchem der Scheibenwischer antreibbar ist.

8. Sensorvorrichtung zur Feststellung des Vorhandenseins von Wassertröpfchen auf einer Scheibe eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3 wie in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.

9. Scheibenwischer-Steuergerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.