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Dokumentenidentifikation DE102006000215A1 15.11.2007
Titel Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeuges
Anmelder Hella KGaA Hueck & Co., 59557 Lippstadt, DE
Erfinder Blaut, Andreas, 59423 Unna, DE
DE-Anmeldedatum 09.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006000215
Offenlegungstag 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse B60S 1/08(2006.01)A, F, I, 20060509, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird eine Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Diese Einrichtung besteht aus einer Scheibenwischanlage (5) mit wenigstens einem motorisch angetriebenen Wischer (3), einem an der Scheibe (1) angeordneten kapazitiven Regensensor (2), wobei der Regensensor (2) Feuchtigkeit auf der Scheibe anhand einer feuchtigkeitsbedingten Kapazitätsänderung detektiert, einer Steuerung (4), welcher die Signale (RS) des kapazitiven Regensensors (2) zugeführt werden, wobei die Ansteuerung der Scheibenwischanlage (5) über die Steuerung in Abhängigkeit der Signale (RS) und/oder Signaländerungen (Delta RS) des Regensensors (2) erfolgt. Dabei ist der kapazitive Regensensor (2) mit seinem Erfassungsbereich (2A) im vom Wischer (3) überwachten Bereich der Scheibe (1) angeordnet. Die Steuerung (4) weist eine Überwischerkennungseinheit (4A) auf, wobei die Überwischerkennungseinheit (4A) das Überwischen anhand einer durch die Anwesenheit des Wischers (3) in dem Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (2) bedingten Kapazitätsänderung erkennt.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen Steuerung einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeuges bestehend aus einer Scheibenwischanlage mit wenigstens einem motorisch angetriebenen Wischer, einem an der Scheibe angeordneten kapazitiven Regensensor, wobei der Regensensor Feuchtigkeit auf der Scheibe anhand einer feuchtigkeitsbedingten Kapazitätsänderung delektiert. Die Ansteuerung der Scheibenwischanlage erfolgt über eine Steuerung, welcher die Signale des kapazitiven Regensensors zugeführt werden, in Abhängigkeit der Signale und/oder Signaländerungen des Regensensors.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US 4,703,237 bekannt. Dabei ist innerhalb der Fahrzeugscheibe (Frontscheibe) ein LC-Schwingkreis mit einer eine Spule ausbilden-den Struktur (L) und einer einen Kondensator (C) ausbildenden Struktur angeordnet, während im Fahrzeuginnenraum auf der Fahrzeugscheibe ein Messaufnehmer angeordnet ist, der berührungslos mit dem in der Fahrzeugscheibe angeordneten LC-Schwingkreis zur Feuchtigkeitsdetektion in einer Wirkverbindung steht. Dabei bewirkt die Anwesenheit von Wasser mit einer Dielektrizitätszahl (EpsilonR) von ca. 80 eine Erhöhung der Kapazität des LC-Schwingkreises, die von dem Messwertaufnehmer detektiert wird.

Für einen ordnungsgemäßen automatischen Betrieb der Scheibenwischanlage ist nicht nur die Information wichtig, ob und wieviel Feuchtigkeit sich auf der Scheibe befindet, sondern auch wie lange und wie effektiv die Feuchtigkeit bei andauerndem Regen nach einem Wischvorgang von der Scheibe entfernt wird. Aus diesem Grunde ist der Regensensor mit seinem Erfassungsbereich bevorzugt im vom Wischer überwischten Bereich der Scheibe angeordnet, da dann zumindest unmittelbar nach jedem Überwischen quasi ein Referenzsignal für eine zumindest relativ trockene Scheibe erzeugt wird.

Versuche haben gezeigt, dass der Wischer selbst mit seinem Wischblatt aus Kunst-stoff und seinem metallischen Wischerarm beim Überwischen über den Erfassungsbereich des Regensensors – auch ohne Feuchtigkeit – eine erhebliche Kapazitätsänderung bewirkt, wodurch die Regensensorsignale verfälscht werden und eine fehlerhafte Ansteuerung der Scheibenwischanlage bewirkt wird.

Aus der DE 102 61 101 A1 ist ein optischer Regensensor bekannt, der im überwischten Bereich der Scheibe angeordnet ist. Da der Wischer beim Überwischen eine relativ große Wassermenge vor sich herschiebt, welche das Signal des optischen Regensensors stark beeinflusst, wird dort vorgeschlagen, das Überwischen zu erkennen und die Sensorsignale während des Überwischens aus den Meß-Signalen für die Ansteuerung zu eliminieren. Gemäß DE 102 61 101 A1 weist der Regensensor hierfür einen zusätzlichen Lichtsensor auf, um das Überwischen zu erkennen, indem eine durch das Überwischen bedingte Abschattung oder Reflexion detektiert wird. Problematisch hieran ist jedoch, dass die Überwischerkennung am Tag und bei Nacht unterschied-lich zuverlässig funktioniert. Außerdem ist ein zusätzlicher Lichtsensor erforderlich, was die Kosten erhöht.

Eine alternative Möglichkeit zur Überwischerkennung, die in der DE 102 61 101 A1 ebenfalls beschrieben wird, besteht darin, den Überwischzeitpunk bzw. das Über-wischzeitintervall vorherzuberechnen, indem die eingestellte Wischergeschwindigkeit, die geometrische Anordnung des Regensensors im Wischbereich, die Park-/Wendepostion des Wischers sowie die Park-/Wendezeitpunkte berücksichtigt werden. Allerdings ist die Vorherberechung des Überwischens mit einer erheblichen Un-genauigkeit verbunden, da insbesondere die Übermittlung der Park-/Wendezeitpunkte über das Fahrzeugbussystem an die Einrichtung zur Steuerung der Scheibenwischanlage nur mit einer unbestimmten Verzögerung erfolgt. Als Folge hiervon weist das vor-herbestimmte (vorherberechnete) Überwischen (Überwischzeitpunk/Zeitintervall) eine Toleranz auf, die insbesondere bei hohen Wischgeschwindigkeiten nicht unerheblich ist. Wenn nämlich die Regensensorsignale, die beim Überwischen erzeugt werden, bei der Regendetektion nicht berücksichtigt werden, um eine Signalverfälschung zu vermeiden, so wird die bei einer hohen Wischgeschwindigkeit ohnehin kurze Zeit zur Regendetektion nochmals verkürzt. Wenn dann noch das bei der Auswertung auszu-klammernde Überwischzeitintervall aufgrund der Berechnungstoleranz vergrößert wird, wird die zur Regendetektion zur Verfügung stehende Zeit in kritischer Weise verkürzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung eines kapazitiven Regensensors in ein-facher und zuverlässiger Weise mit einer Überwischerkennung auszustatten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß weist die Steuerung eine Überwischerkennungseinheit auf, wobei die Überwischerkennungseinheit das Überwischen anhand einer durch die Anwesen-heil des Wischers im Erfassungsbereich des Regensensors bedingten Kapazitätsänderung erkennt. Dabei haben systematische Versuchsreihen gezeigt, dass die Kapazitätsänderungen aufgrund der Anwesenheit des Wischers im Erfassungsbereich des Regensensors in der Regel wesentlich größer sind als die Kapazitätsänderungen, die durch die Wassermenge hervorgerufen werden, die der Wischer vor sich herschiebt.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.

Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur automatischen Steuerung einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeuges.

2 den zeitlichen Verlauf des Regensensorsignals beim Überwischen.

Die gattungsgemäße Einrichtung zur Steuerung der Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeuges besteht aus einer Scheibenwischanlage (5) mit wenigstens einem motorisch angetriebenen Wischer (3) und einem an der Scheibe (1), z.B. Windschutzscheibe, angeordneten kapazitiven Regensensor (3), der mit seinem Erfassungsbereich (2A)/sensitive Fläche im vom Wischer (3) überwischten Bereich der Scheibe (1) angeordnet ist. Die Signale (RS) des kapazitiven Regensensors (2) werden einer Steuerung (4) zugeführt werden, wobei die Ansteuerung (Ein-/Ausschalten, Wahl der Wischgeschwindigkeit, Länge der Intervallpausen etc). der Scheibenwischanlage (5) über die Steuerung (4) in Abhängigkeit der Signale (RS) und/oder Signaländerungen (Delta RS) des Regensensors (2) erfolgt.

Die Steuerung (4) weist eine Überwischerkennungseinheit (4A) auf, die das Überwi-schen erfindungsgemäß anhand einer durch die Anwesenheit des Wischers (3) im überwischten Bereich bedingten Kapazitätsänderung erkennt. Für diesen Zweck ist in der Überwischerkennungseinheit (4A) vorzugsweise eine Schwellwert (SW) vorgesehen, der nur dem kapazitätsabhängigen Regensensorsignal (RS) verglichen wird. Da-bei wird Überwischen erkannt, wenn die Regensensorsignale (RS) größer als der Schwellwert (SW) sind.

Darüber hinaus ist es in einer Ausführungsform auch vorgesehen, einen Schwellwert (Delta SW) Für die Änderung (Delta RS) des Regensensorsignals vorzusehen, wobei Überwischen erkannt wird, wenn die Signaländerung (Delta S) größer als der Schwellwert (Delta SW) ist. Auch eine Und-Verknüpfung der beiden Vergleiche ist in einer Ausführungsform vorgesehen. In diesem Fall wird Überwischen nur dann erkannt, wenn

RS > SW und Delta RS > Delta SW.

In der Regel sind die feuchtigkeitsbedingten Kapazitäts-/Signaländerungen kleiner als die Kapazitäts-/Signaländerungen, die durch das Überwischen des Wischers (3) über den Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (2) hervorgerufen werden. In Ausnahmefällen, z.B. bei einem Wasserschwall, kann es jedoch durchaus vorkommen, dass die feuchtigkeitsbedingte Kapazitäts-/Signaländerung größer ist. Um zu verhindern, dass ein solcher Wasserschwall fälschlicherweise als Überwischen des Wi-schers über den Erfassungsbereich des Regensensors (2) interpretiert wird, ist es vorteilhafter Weise vorgesehen, die Aktivierung der Überwischerkennungseinheit an mindestens Plausibilitätsbedingung zu knüpfen.

Eine derartige Plausibilitätsbedingung wäre die Verwendung eines vorherbestimmten (vorherberechneten) Überwischzeitintervalls. Wie vorstehend erläutert, ist das vorher-bestimmte Überwischzeitintervall (Delta Tcalc.) aufgrund von Toleranzen in nachteiliger Weise länger als die tatsächliche Zeitdauer des Überwischens des Wischers über den Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (2). Der Verlauf des Regensensorsignals (RS) beim Überwischen des Wischers (3) über den Erfassungsbereich (2A) hat einen annähernd rechteckförmigen Verlauf, wobei die Breite (T2 – T1) des Rechteckimpulses ziemlich genau der Dauer des Überwischens des Wischers über den Erfassungsbereich (2A) entspricht. Diese Verhältnisse sind in 2 veranschaulicht. Da das erfindungsgemäß ermittelte Überwischzeitintervall, in dem die Regensensorsignale (RS) nicht zur Ansteuerung der Scheibenwischanlage (5) verwendet werden, kürzer ist als das vorherbestimmte Überwischzeitintervall (Delta Tcalc.), wird die zur Regendetektion zur Verfügung stehende Zeit verlängert, was die Zuverlässigkeit der Regendetektion und der Ansteuerung verbessert.

Es ist jedoch in vorteilhafter Weise vorgesehen, das vorherbestimmte Überwischzeitintervall (Delta Tcalc.) dennoch als Plausibilitätsbedingung für die Überwischerkennung mit heranzuziehen, indem nämlich die Überwischerkennungseinheit nur innerhalb des vorbestimmten Überwischzeitintervall (Delta Tcalc.) aktiv ist. Ein außerhalb des vorbestimmten Überwischzeitintervalls (Delta Tcalc.) auftretender Wasserschwall mit einem Re-gensensorsignal (RS) oberhalb des Schwellwertes (SW) würde demnach als solcher erkannt, worauf dann mit einer entsprechenden Ansteuerung der Scheibenwischanlage (5) reagiert werden kann. Anderenfalls würde der Wasserschwall als Überwischen des Wischers (3) über den Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (2) interpretiert, was zur Folge hätte, dass der Wasserschwall bei der Scheibenwischanlagen-Ansteuerung nicht berücksichtigt werden würde. Auch im Fall der Verwendung des vorbestimmten Überwischzeitintervalls (Delta Tcalc.) als Plausibilitätsbedingung steht mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine längere Zeitspanne zur Regendetektion zur Verfügung. Und zwar verlängert sich die Zeitspanne um den Wert: Delta Tcalc. – (T2 – T1).

Zur Aktivierung/Deaktivierung der Überwischerkennungseinheit wird der Steuerung (4) das vorbestimmte Überwischzeitintervall (Delta Tcalc.) als Information (S1) übertragen.

Eine weitere Plausibilitätsbedingung wäre die Verwendung der Information darüber, ob der Wischer (3) sich in Park-/Wendeposition befindet oder nicht. Wenn der Wischer (3) sich nämlich in einer Parkendlagen-/Wendestellung befindet und ein Regensensorsignal (RS) detektiert wird, dass oberhalb des Schwellwertes (SW) liegt, so kann dies nicht vom Überwischen des Wischers (3) über den Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (3) herrühren.

Anstatt die Signale (RS) und/oder Signaländerungen (Delta RS) des Regensensors (2), die während des Überwischens des Wischers (3) über den Erfassungsbereich des Regensensors (2) entstehen, bei der Ansteuerung der Scheibenwischanlage (5) unberücksichtigt zu lassen, ist es alternativ auch vorgesehen, diese Signale/Signaländerungen bei der Ansteuerung anders zu gewichten.

1
Windschutzscheibe
2
Kapazitiver Regensensor
2A
Erfassungsbereich des Regensensors
3
Wischer
4
Steuerung
4A
Überwischerkennungseinheit
5
Scheibenwischanlage
RS
Regensensorsignal
S1
Information über das vorherbestimmte Überwischzeitintervall
S2
Information: Wischer in Parkendlagenstellung ja/neinSW) Schwellwert für die Überwischerkennung


Anspruch[de]
Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage (5) eines Kraftfahrzeuges bestehend aus einer Scheibenwischanlage (5) mit wenigstens einem motorisch angetriebenen Wischer (3), einem an einer Scheibe (1) angeordneten kapazitiven Regensensor (2), wobei der Regensensor (2) Feuchtigkeit auf der Scheibe (1) anhand einer feuchtigkeitsbedingten Kapazitätsänderung delektiert, einer Steuerung (4), welcher die Signale (RS) des kapazitiven Regensensors (2) zugeführt werden, wobei die Ansteuerung der Scheiben-wischanlage (5) über die Steuerung (4) in Abhängigkeit der Signale (RS) und/oder Signaländerungen (DRS) des Regensensors (2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Regensensor (2) mit seinem Erfassungsbereich (2A) im vom Wischer (3) überwischten Bereich der Scheibe (1) angeordnet ist, dass die Steuerung (4) eine Überwischerkennungseinheit (4A) aufweist, wobei die Überwischerkennungseinheit (4A) das Überwischen des Wischers (3) über den Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (2) anhand einer durch die Anwesenheit des Wischers (3) im Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (2) bedingten Kapazitätsänderung erkennt. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwischerkennungseinheit (4A) nur dann aktiv ist, wenn der mindestens eine Wischer (3) sich nicht in einer Park-/Wendeposition befindet. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwischerkennungseinheit (4A) nur innerhalb eines vorherbestimmten Überwischzeitintervalls aktiv ist. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überwischerkennungseinheit (4A) mindestens ein Schwellwert (SW) vorgesehen ist, dass das Überwischen durch Vergleich der Signale (RS) und/oder der Sig-naländerungen (DRS) des Regensensors (2) mit dem mindestens einem Schwellwert (SW) erfolgt, wobei Überwischen erkannt wird, wenn die Signale (RS) und/oder die Signaländerung (DRS) größer als der mindestens eine Schwellwert (SW) ist. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale (RS) und/oder die Signaländerungen (DRS) des Regensensors (2) während des Überwischens des Wischers (3) über den Erfassungsbereich (2A) des Regensensors (2) bei der Ansteuerung der Scheibenwischanlage (5) unberücksichtigt bleiben. Einrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale (RS) und/oder die Signaländerungen (DRS) des Regensensors (2) während des Überwischens des Wischers über den Erfassungsbereich (2A) bei der Ansteuerung der Scheibenwischanlage (5) anderes gewichtet werden als die übrigen Signale und/oder die Signaländerungen des Regensensors.






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