DE10136138A1 - Windscreen wiper for vehicle, includes precipitation sensor with transceiver for electromagnetic micro- or millimetric waves - Google Patents

Windscreen wiper for vehicle, includes precipitation sensor with transceiver for electromagnetic micro- or millimetric waves

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Abstract

The precipitation sensor has a transceiver (2,4) for electromagnetic micro- or millimetric waves. The transceiver is a radar detecting precipitation and its amount. An existing radar as fitted to a newer vehicle can be adapted to provide this service, e.g. an anti-collision radar. An Independent claim is included for the corresponding method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7. The invention relates to a windshield wiper device and a Process for their operation according to the preambles of Claims 1 and 7.

Eine Scheibenwischvorrichtung zur Reinigung der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, bei der ein motorisch angetriebener Scheibenwischer in Abhängigkeit von Niederschlagsdaten angesteuert wird, die durch einen optischen Niederschlagssensor erfasst werden, ist aus der DE 198 27 541 A1 bekannt. Die automatische Variation der Scheibenwischer-Geschwindigkeit oder -Intervalldauer in Abhängigkeit von der Niederschlagsrate stellt eine erhebliche Steigerung des Fahrkomforts dar. A windshield wiper device for cleaning the Windshield of a motor vehicle, in which a motor powered windscreen wiper depending on precipitation data controlled by an optical precipitation sensor are detected, is known from DE 198 27 541 A1. The automatic variation of windshield wiper speed or Interval duration depending on the precipitation rate represents a significant increase in ride comfort.

Optische Niederschlagssensoren erfassen den Niederschlag nicht direkt, sondern als Benetzung der Windschutzscheibe. Daher reagieren sie nicht nur auf Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe, sondern auch auf trockene Verschmutzung der Scheibe wie zum Beispiel einen Salzfilm, was die Messergebnisse verfälscht und manuelles Eingreifen des Fahrers erforderlich machen kann, damit dieser klare Sicht ohne Schlierenbildung erhält. Optical precipitation sensors do not detect precipitation directly, but as wetting the windshield. Therefore They do not just react to moisture on the Windshield, but also on dry soiling of the disc like Example, a salt film, which falsifies the measurement results and manual intervention by the driver may be required, so that this clear view without streaking receives.

Alternative Niederschlagssensoren, etwa auf Basis der elektrischen Leitfähigkeit (wie in der JP 61295156 beschrieben) oder der Wirkung auf einen Mikrowellenresonator (wie in der WO 9930138 beschrieben), reagieren ebenfalls auf die Benetzung der Windschutzscheibe und daher auch auf Verschmutzung der Scheibe. Alternative precipitation sensors, based on the electrical conductivity (as described in JP 61295156) or the effect on a microwave resonator (as in WO 9930138 described), also respond to the wetting of the Windshield and therefore also on contamination of the disc.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenwischvorrichtung zu schaffen, bei der Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit automatisch optimal an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden kann. The invention is based on the object Windscreen wiper device to create at the wiping interval or Wiper speed automatically optimally to the respective conditions can be adjusted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Niederschlagssensor ein Mikro- oder Millimeterwellen-Radar umfasst, das so betrieben wird, dass die Niederschlagsdaten aus rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden. This object is achieved in that the Precipitation sensor a micro or millimeter wave radar which is operated so that the precipitation data from backscattered micro or millimeter waves are recovered.

Das Radar für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen erlaubt eine Erfassung der tatsächlichen Niederschlagsmenge als alleinige oder zusätzliche Steuergröße für die Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit. The radar for electromagnetic micro or millimeter waves allows a record of actual rainfall as sole or additional control quantity for the Wipe interval duration or wiping speed.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass viele neuere Fahrzeuge von vornherein mit einem oder mehreren Radargeräten ausgerüstet sind, beispielsweise einer Radareinrichtung für Abstandsregelung (Autonomous Cruise Control - ACC), einem Sensor zur Früherkennung von Zusammenstößen (sog. Precrash-Sensor), einem Einparksensor und/oder einem Radarkommunikationsgerät zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen. So eine Radareinrichtung kann über ihre eigentliche Funktion hinaus zusätzlich zur Niederschlagsmessung verwendet werden, so dass hierfür kein eigener Sensor benötigt wird. Niederschlagserfassung mittels Radar ist an sich bekannt, beispielsweise aus der JP 4309883, in der ein fahrzeugeigenes Radargerät unter anderem zur Erkennung von Regen oder Nebel verwendet wird, um den Fahrer bei ungünstigen Witterungsbedingungen vor zu schnellem Fahren zu warnen, nicht aber, um einen Scheibenwischer zu steuern. A particular advantage of the invention is that many newer Vehicles from the outset with one or more radars are equipped, for example, a radar device for Autonomous Cruise Control (ACC), a sensor for the early detection of collisions (so-called precrash sensor), a parking sensor and / or a radar communication device for Communication with other vehicles. Such a radar device can go beyond its actual function in addition to Precipitation measurement can be used, so that no own sensor is needed. Precipitation by means of Radar is known per se, for example from JP 4309883, in the on-board radar device among others to Detection of rain or fog is used to assist the driver adverse weather conditions before driving too fast warn, but not to control a windshield wiper.

Die Sende- und Empfangsrichtung von vorhandenen Radareinrichtungen ist normalerweise horizontal, wie es auch für Niederschlagsmessung zweckmäßig ist. The send and receive direction of existing ones Radar equipment is usually horizontal, as it is for Precipitation measurement is appropriate.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich zu dem Radar-Niederschlagssensor irgendein konventioneller Niederschlagssensor vorgesehen, d. h. ein Sensor, der für Benetzung, aber auch Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlich ist. Indem man den kumulativen Benetzungs- und Verschmutzungsgrad der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges mit den durch die Sende-/Empfangseinrichtung gewonnenen Niederschlagsdaten vergleicht, kann man Verschmutzungen und Benetzungen der Windschutzscheibe voneinander unterscheiden, wobei im Falle einer auf diese Weise erkannten Verschmutzung automatisch Reinigungsflüssigkeit auf die Windschutzscheibe gesprüht wird. Dadurch erhält man zusätzlich zu der automatischen Steuerung der Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit eine automatisch arbeitende Wisch-Wasch-Anlage, die der Fahrer bisher manuell betätigen muss. In a preferred embodiment, in addition to the Radar precipitation sensor any conventional Precipitation sensor provided, d. H. a sensor for wetting, but also pollution of the windscreen of the Motor vehicle is sensitive. By eliminating the cumulative wetting and degree of pollution of the windscreen of the Motor vehicle with the obtained by the transmitting / receiving device Rainfall data compares, you can get soiling and Wetting of the windshield differ from each other, in the case of a pollution detected in this way automatically cleaning fluid on the windshield is sprayed. This gives you in addition to the automatic control of the wipe interval duration or Wischgeschwindigkeit an automatic wiper-washing system, which is the So far drivers have to operate manually.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gewinnt man erstens aus der Intensität der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen Daten zur Menge des Niederschlages und zweitens aus der statistischen und spektralen Verteilung der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen-Daten Informationen zur Art des Niederschlages. Mittels dieser Daten kann die Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit noch mehr optimiert werden. Zum Beispiel muss bei gleich großer absoluter Niederschlagsmenge im Falle von Sprühregen häufiger gewischt werden als im Falle von relativ großen Regentropfen, und diese Fälle können mittels der statistischen Verteilung der rückgestreuten Signale voneinander unterschieden werden. In a further preferred embodiment, one wins first, from the intensity of the backscattered micro- or Millimeter waves data on the amount of precipitation and secondly the statistical and spectral distribution of the backscattered Micro or Millimeter Wave Data Information on the type of Precipitate. Using this data, the Wiper interval duration or wiper speed can be optimized even more. To the For example, if the absolute precipitation amount is the same in the Cases of drizzle are wiped more frequently than in the case of relatively large Raindrop, and these cases can by means of statistical distribution of the backscattered signals from each other be differentiated.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Deren einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit automatischer Variation der Scheibenwischer-Intervalldauer und/oder -Geschwindigkeit. Other features and advantages of the invention will become apparent the following description of two embodiments based the drawing. Their only figure shows a block diagram a windscreen wiper device for motor vehicles with automatic variation of the wiper interval duration and / or -Speed.

Ein Kraftfahrzeug enthält ein Radargerät 2, das Teil einer nicht gezeigten Einrichtung für Abstandsregelung, Vermeidung von Zusammenstößen, Einparkhilfe und/oder Kommunikation mit anderen Fahrzeugen ist. Das Radargerät 2 hat eine Antenne 4, die in irgendeiner für den jeweiligen Zweck geeigneten Richtung horizontal abstrahlt und empfängt. Niederschlag in der Luft reflektiert einen Teil der Radarstrahlung zurück auf die Antenne 4. Für die vorstehend genannten Zwecke ist dies ein Störsignal, das nötigenfalls ausgefiltert wird. A motor vehicle includes a radar 2 , which is part of a device, not shown, for distance control, collision avoidance, parking assistance and / or communication with other vehicles. The radar device 2 has an antenna 4 which horizontally radiates and receives in any direction suitable for the purpose. Precipitation in the air reflects part of the radar radiation back to the antenna 4 . For the purposes mentioned above, this is an interference signal, which is filtered out if necessary.

Das Signal, das den von Niederschlag reflektierten Teil der Radarstrahlung darstellt, wird einer Steuereinheit 6 zugeführt, die daraus Niederschlagsdaten erzeugt, die zur Ansteuerung eines Scheibenwischermotors 8 in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten verwendet werden, um einen nicht gezeigten Scheibenwischer kontinuierlich oder intermittierend zwischen seinen Endstellungen auf der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges hin und her zu bewegen. Dabei werden entweder die Wischintervalldauer oder die Wischgeschwindigkeit oder beide automatisch in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten eingestellt, wobei die Wischintervalldauer bzw. Wischgeschwindigkeit um so größer eingestellt wird, je größer die Intensität des Niederschlagssignals ist. The signal representing the portion of the radar radiation reflected by precipitation is supplied to a control unit 6 which generates therefrom precipitation data used to drive a windshield wiper motor 8 in response to the precipitation data to a windshield wiper, not shown, continuously or intermittently between its end positions the windshield of the motor vehicle to move back and forth. In this case, either the wiping interval duration or the wiping speed or both are set automatically as a function of the precipitation data, wherein the wiping interval duration or wiping speed is set the greater, the greater the intensity of the precipitation signal.

Zur Erkennung und Abtrennung des Signals, das den von Niederschlag reflektierten Teil der Radarstrahlung darstellt, kann man zum Beispiel dessen statistische Verteilung bzw. dopplerspektralen Eigenschaften verwenden. Falls es im Einzelfall zu aufwendig ist, die Niederschlagsdaten aus dem während der eigentlichen Funktion des Radargerätes 2 auftretenden Rückstreusignal zu gewinnen, kann man das Radargerät 2 im Wechsel zwischen seiner eigentlichen Funktion und der Funktion als Niederschlagssensor mit hierfür optimierten Betriebsparametern betreiben. For example, one can use its statistical distribution or Doppler spectral properties to detect and isolate the signal which represents the part of the radar radiation reflected by precipitation. If it is too costly in an individual case, to win the precipitation data from the occurring during the actual function of the radar 2 backscatter signal, you can operate the radar 2 alternately between its actual function and the function as a precipitation sensor with optimized operating parameters.

Die spektrale und statistische Verteilung des Niederschlagssignals kann außerdem dazu verwendet werden, ein Maß für die Art des Niederschlages zu gewinnen, das bei der Einstellung der Wischintervalldauer bzw. Wischgeschwindigkeit ebenfalls berücksichtigt wird. The spectral and statistical distribution of the Precipitation signal can also be used to measure the Type of precipitation to gain in the setting of the Wischintervalldauer or wiping speed also is taken into account.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Kraftfahrzeug außerdem einen konventionellen Niederschlagssensor 10, der für Benetzung und Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlich ist, zum Beispiel einen Sensor, der auf optischem Wege die Benetzung der Windschutzscheibe erfasst. Das Ausgangssignal des konventionellen Niederschlagssensors 10 wird der Steuereinheit 6 zugeführt, die es mit den Niederschlagsdaten vergleicht, die den tatsächlichen Niederschlag darstellen. Im Falle einer Abweichung zwischen den durch Radar gewonnenen Niederschlagsdaten und den optisch gewonnenen Niederschlagsdaten wird angenommen, dass die Windschutzscheibe mit Partikeln verschmutzt ist, und die Steuereinheit 6 betätigt eine Pumpe 12, um Reinigungsflüssigkeit auf die Windschutzscheibe zu sprühen, und außerdem den Scheibenwischer, falls dieser nicht schon aktiv ist. In another embodiment, the motor vehicle also includes a conventional precipitation sensor 10 , which is sensitive to wetting and soiling of the windshield of the motor vehicle, for example, a sensor which detects the wetting of the windshield optically. The output of the conventional precipitation sensor 10 is supplied to the control unit 6 , which compares it with the precipitation data representing the actual precipitate. In the event of a discrepancy between the radar precipitation data and the optically derived precipitation data, it is assumed that the windshield is contaminated with particles, and the control unit 6 actuates a pump 12 to spray cleaning liquid onto the windshield and also the windshield wiper, if any not already active.

Die Steuereinheit 6 kann nicht nur einen oder mehrere Windschutzscheibenwischer und deren Wisch-Wasch-Anlage niederschlagsabhängig steuern, sondern z. B. auch Heckscheibenwischer, Scheinwerferwischer und entsprechende Wisch-Wasch-Anlagen, wobei ggf. zusätzliche Sensoren benutzt bzw. irgendwelche vorhandenen Radarsensoren mitbenutzt werden können. The control unit 6 can control not only one or more windshield wipers and their wiper-washing system precipitation dependent, but z. As well as rear wiper, headlight wiper and corresponding wiper-washing systems, which may be used additional sensors or any existing radar sensors can be shared.

Claims (13)

1. Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem motorisch angetriebenen Scheibenwischer, einem Niederschlagssensor zur Erfassung von Niederschlagsdaten und einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederschlagssensor eine Sende-/Empfangseinrichtung (2, 4) für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen umfasst. Windscreen wiper device for motor vehicles, comprising at least one motor-driven windshield wiper, a precipitation sensor for detecting precipitation data and a control unit for controlling the windscreen wiper in dependence on the precipitation data, characterized in that the precipitation sensor is a transmitting / receiving device ( 2 , 4 ) for electromagnetic Micro or millimeter waves. 2. Scheibenwischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und Empfangspolarisation des Niederschlagssensors (2, 4) im wesentlichen horizontal ist. 2. Windscreen wiper device according to claim 1, characterized in that the transmitting and receiving polarization of the precipitation sensor ( 2 , 4 ) is substantially horizontal. 3. Scheibenwischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangseinrichtung (2, 4) für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen eine Radareinrichtung für Abstandsregelung, Erkennung und Vermeidung von Zusammenstößen, Einparkhilfe und/oder Kommunikation mit anderen Fahrzeugen ist. 3. Windscreen wiper device according to claim 1 or 2, characterized in that the transmitting / receiving device ( 2 , 4 ) for electromagnetic micro or millimeter waves is a radar device for distance control, detection and prevention of collisions, parking assistance and / or communication with other vehicles. 4. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem ein für Benetzung und Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlicher Sensor (12) vorgesehen ist. 4. Windscreen wiper device according to one of the preceding claims, characterized in that in addition a sensitive to wetting and contamination of the windshield of the motor vehicle sensor ( 12 ) is provided. 5. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) die Dauer von Wischintervallen des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten steuert. 5. Windscreen wiper device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 6 ) controls the duration of wiping intervals of the at least one windscreen wiper in dependence on the precipitation data. 6. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) die Wischgeschwindigkeit des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten steuert. 6. Windscreen wiper device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 6 ) controls the wiping speed of the at least one windscreen wiper in dependence on the precipitation data. 7. Verfahren zum Betrieb einer Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge, wobei Niederschlagsdaten erfasst werden und wenigstens ein Scheibenwischer in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederschlagsdaten aus rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen einer Sende-/Empfangseinrichtung (2, 4) für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden. 7. A method for operating a windshield wiper device for motor vehicles, wherein precipitation data are detected and at least one windscreen wiper is driven in dependence on the precipitation data, characterized in that the precipitation data from backscattered micro or millimeter waves of a transmitting / receiving device ( 2 , 4 ) for electromagnetic Micro or millimeter waves are obtained. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Mikro- oder Millimeterwellen im wesentlichen horizontal abgestrahlt und empfangen werden. 8. The method according to claim 7, characterized in that the electromagnetic micro or millimeter waves in the essentially horizontally emitted and received. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangseinrichtung (2, 4) eine Radareinrichtung für Abstandsregelung, Vermeidung von Zusammenstößen, Einparkhilfe und/oder Kommunikation mit anderen Fahrzeugen ist. 9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the transmitting / receiving device ( 2 , 4 ) is a radar device for distance control, collision avoidance, parking assistance and / or communication with other vehicles. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem der Benetzungs- und Verschmutzungsgrad der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges erfasst und mit den durch die Sende-/Empfangseinrichtung (6) gewonnenen Niederschlagsdaten verglichen wird, um Verschmutzungen und Benetzungen der Windschutzscheibe voneinander zu unterscheiden, wobei im Falle einer auf diese Weise erkannten Verschmutzung Reinigungsflüssigkeit auf die Windschutzscheibe gesprüht wird. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that also detects the degree of wetting and contamination of the windshield of the motor vehicle and compared with the by the transmitting / receiving device ( 6 ) obtained precipitation data to contamination and wetting of the windshield from each other to distinguish, in the case of a detected in this way pollution cleaning liquid is sprayed onto the windshield. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederschlagsdaten Daten zur Menge des Niederschlages, die aus der Intensität der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden, und Daten zur Art des Niederschlages umfassen, die aus der spektralen und statistischen Verteilung der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden, wobei der wenigstens eine Scheibenwischer in Abhängigkeit von sowohl der Intensität als auch der Art des Niederschlages angesteuert wird. 11. The method according to any one of claims 7 to 10, characterized characterized in that the precipitation data indicates the amount of Precipitation resulting from the intensity of the backscattered Micro or millimeter waves are obtained, and data on the type of precipitation, which consist of the spectral and statistical distribution of the backscattered micro or Millimeter waves are obtained, the at least one windshield wiper depending on both the intensity and the Type of precipitation is controlled. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer von Wischintervallen des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten gesteuert wird. 12. The method according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the duration of wiping intervals of the at least one windscreen wiper depending on the Rainfall data is controlled. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischgeschwindigkeit des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten gesteuert wird. 13. The method according to any one of claims 7 to 12, characterized characterized in that the wiping speed of the at least a windshield wiper depending on the Rainfall data is controlled.
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