DE10152998C2 - Sensoreinheit zur Detektion einer inneren und äußeren Benetzung einer Scheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit zur Detektion einer inneren und äußeren Benetzung einer Scheibe, insbesondere einer Kraftfahrzeugwindschutzscheibe.

Bekannt sind Beschlagsensoren zur Erfassung einer inneren sowie Regensensoren zur Er­ fassung einer äußeren Benetzung der Scheibenoberfläche. Dabei werden Signale des Be­ schlagsensors für die Ansteuerung einer Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage ver­ wendet. Die Signale des Regensensors werden hingegen zur Steuerung einer Scheiben­ wisch- oder Waschanlage für Kraftfahrzeuge herangezogen. Derartige Sensoren arbeiten dabei u. a. nach dem optoelektronischen, dem resistiven oder dem kapazitiven Prinzip.

Eine nach dem optoelektronischen Prinzip arbeitende Sensoreinrichtung zur Erfassung der äußeren Benetzung ist in der DE 198 15 748 C2 offenbart.

In der DE 43 34 381 A1 wird eine Einrichtung für die automatische Steuerung eines Schei­ benwischermotors dargestellt, die einen Feuchtesensor sowie eine Auswerteeinrichtung be­ inhaltet. In der Vorrichtung zum Betreiben eines Scheibenwischermotors aus der DE 197 13 835 A1 wird ebenfalls ein Regensensor verwendet.

Ein Verfahren zur Anpassung der Ansprechempfindlichkeit eines Niederschlagssensorsy­ stems an Umgebungsverhältnisse sowie ein Sensorsystem mit einem Niederschlagssensor offenbart die DE 41 34 432 A1.

Die DE 691 15 647 T2 offenbart eine Vorrichtung zur Heizung und Belüftung des Fahrga­ straumes eines Kraftfahrzeugs, bei der ein Beschlagfühler, der an der Innenseite einer Fahr­ zeugscheibe angebracht ist, mit einem elektronischen Modul zur Steuerung von Schließ­ klappen verbunden ist.

Aus der DE 44 27 627 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines nach dem resistiven Meß­ prinzip arbeitenden Regensensors bekannt, der mindestens zwei elektrisch leitende, zueinander benachbarte Sensorelemente aufweist, welche im Zusammenwirken mit das Sensor­ feld benetzenden elektrisch leitfähigen Substanzen, vorzugsweise Wasser, einen seine Im­ pedanz ändernden Widerstand bilden. Der Sensor besteht im wesentlichen aus zwei fächer­ artig ineinandergreifenden Flächen, die auf einer Glasplatte aufgebracht sind und das Wi­ derstandselement bilden.

Ein weiterer Feuchtesensor für Windschutzscheiben ist in der DE 40 41 160 C2 beschrieben. Dieser ist auf der Außenscheibe der Windschutzscheibe aufgebracht und besteht aus zwei elektrisch leitenden Teilen, die einen Abstand voneinander aufweisen und voneinander durch einen Spalt vorbestimmter Breite elektrisch isoliert sind. Der Spalt ist vorzugsweise nicht Größer als die Breite eines Regentropfens oder Nebeltropfens.

Die DE 44 24 985 A1 offenbart einen Regensensor, der auf der Fahrzeugscheibe im Bereich eines Scheibenwischers angeordnete Widerstandsstrukturen aufweist, die in Abhängigkeit der Regentropfen ihren Widerstand linear verändert.

In der WO 94/08247 wird der Aufbau als auch die Funktionsweise eines kapazitiven Feuch­ tesensors offenbart.

Das Prinzip des kapazitiv arbeitenden Feuchtesensors wird auch in der EP 0 753 438 A1 beschrieben.

Ein gattungsgemäßer Sensor ist aus der DE 197 23 858 A1 bekannt. Hier wird vorgeschla­ gen, zwei Feuchtesensoren zu verwenden, die einen Beschlag auf der Außenseite als auch auf der Innenseite einer Scheibe erfassen können. Als Feuchtesensor zur Erfassung des äußeren Beschlages ist ein optischer Sensor vorgesehen, der auf der Innenseite der Schei­ be angebracht ist. Der Beschlag auf der Innenseite ist wahlweise durch einen optisch, kapa­ zitiv oder resistiv arbeitenden Sensor detektierbar.

Die DE 44 39 174 A1 zeigt einen Sensor auf, der zur Bestimmung der Benetzung außen auf der Windschutzscheibe auf der Innenseite der Windschutzscheibe aufgebracht ist und nach dem kapazitiven Prinzip arbeitet. Der Kondensator bzw. die Elektroden werden durch Leiter­ bahnen gebildet, die dabei zweckmäßigerweise eine kammartige oder fingerartige Struktur aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine kompakte Sensoreinheit aufzuzeigen, mit der gleichzeitig eine äußere, z. B. Regen, als auch eine innere Benetzung erkannt wird und die zudem kostengünstig ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, wenigstens zwei Sensoren in ein gemeinsames Sen­ sorgehäuse einzubinden, die zudem beide auf einem gemeinsamen Träger aufgebracht sind und in Weiterbildung der Erfindung mit einer gemeinsamen umschaltbaren Auswerteeinheit verbunden sind, so daß durch wechselseitiges Auswerten der beiden Sensoren sowohl be­ ginnender Beschlag bzw. beginnende Benetzung an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe als auch beginnende Benetzung der Außenseite der Scheibe, z. B. durch Regen, erkannt wird. Die jeweils nicht gewünschte Detektion hat keinen Einfluß auf die Auswertung der ge­ wünschten Detektion. Zusätzlich können auch Maßnahmen vorgesehen werden, beispiels­ weise eine kapazitive Abschirmung, wodurch der unerwünschte Einfluß gleichfalls verhindert wird. Diese an der Innenseite einer Scheibe aufgebrachte Sensoreinheit ist modulartig und kleinbauend aufgebaut.

Der Beschlagsensor weist eine auf Feuchtigkeit ansprechende Polymergoldfolie auf, kann alternativ aber auch eine Interdigitalstruktur mit einer Deckglasschicht besitzen. Der Regen­ sensor wird durch eine kapazitive Elektrodenstruktur in nicht differentieller Anordnung der Sensorflächen gebildet. In dieses Modul können weitere Sensoren, wie Fahrlichtsensor, Sonnensensor etc. problemlos integriert werden.

Anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert wer­ den.

Es zeigt

Fig. 1 eine Sensoreinheit in Blockbilddarstellung,

Fig. 2 eine Scheibe eines Kraftfahrzeuges mit aufgebrachter Sensoreinheit,

Fig. 3 die Sensoreinheit in einem Sensormodul,

Fig. 4 der innere Aufbau des Sensormoduls mit den beiden Sensoren.

In Fig. 1 ist eine allgemeine Sensoreinheit 10 aufgezeigt, die zwei getrennte Sensoren, einen Beschlagsensor 1 sowie einen Regensensor 2, umfaßt. Beide Sensoren 1, 2 sind mit jeweils einer Auswerteeinheit 3a bzw. 3b elektrisch verbunden. Es kann aber auch eine gemein­ same umschaltbare Auswerteelektronik 3 vorgesehen sein. Die jeweiligen Versorgungs- bzw. Signalleitungen sind vorzugsweise in einer Struktur integriert.

Der Beschlagsensor 1 arbeitet auf kapazitiver Basis, wobei die Kapazität des Kondensators durch Feuchteaufnahme einer Polymerstruktur (nicht näher dargestellt) des Beschlagsensors 1 verändert wird.

Die Sensorfläche des Regensensors 2 besteht aus zwei voneinander elektrisch getrennten leitfähigen Bahnen 21, 22 (siehe Fig. 4). Die Kapazität des Regensensors 2 wird durch die Beeinflussung der Streufelder dieser beiden als Kondensatorelektroden arbeitenden Leiter­ bahnen 21, 22 z. B. durch Regen verändert.

Durch Umschaltung des Einganges der Auswerteeinheit 3 bzw. durch die einzelnen Aus­ werteeinheiten 3a und 3b wird das jeweilige Signal eines der beiden Sensoren 1, 2 zur Auswertung gebracht, welches laut Programmierung ausgewertet werden soll. Da beide Sensoren 1, 2 nach dem selben Meßprinzip arbeiten, erfolgt auch die Auswertung als sol­ ches gleich.

Das Umschalten zwischen den beiden Sensoren 1, 2 ist zeitunkritisch, da die Reaktion auf die Sensorsignale verglichen mit der Umschalt- und Auswertezeit lang sein können.

Die Sensoreinheit 10 ist von innen auf einer in Fig. 2 dargestellten Fahrzeugscheibe 100, vorzugsweise im Bereich eines Spiegelfußes 101 aufgebracht, wobei sie, wie in Fig. 3 dar­ gestellt, in einem Sensormodul 30 integriert ist. Dieses Sensormodul 30 umfaßt dabei den Beschlagsensor 1 als auch den Regensensor 2, deren Signale über die gemeinsame um­ schaltbare Auswerteeinheit 3 zur Auswertung gebracht werden. Der Beschlagsensor 1 mißt den inneren Beschlag, der Regensensor 2 die äußere Feuchtigkeit.

Das Sensormodul 30 besteht aus einem gemeinsamen Trägerteil 35, auf dem der Be­ schlagsensor 1 und der Regensensor 2 in Kombination gemeinsam aufgebracht sind. Das Trägerteil 35 ist so konstruiert, daß es die Funktion des Regensensors 2 hinter einer Fahr­ zeugscheibe nicht beeinflußt. Zumindest auf der Sensorfläche 20 des Regensensors 2 ist eine Abschirmung 36 aufgebracht, die einen Einfluß der im Fahrgastraum auftretenden Feuchtigkeit auf den Regensensor 2 verhindert. Vorteilhaft ist es, die Abschirmung 36 auch über die Auswerteeinheit 3 zu bringen.

Ein innerer Aufbau der Sensoren 1 und 2 ist in Fig. 4 dargestellt, wobei der Beschlagsensor 1 eine Interdigitalstruktur 10 aufweist. Hierbei befindet sich zumindest ein Teil 34 der Auswerteeinheit 3, beispielsweise eine Umschaltelektronik der Auswerteeinheit 3, mit auf dem Trägerteil 35, wobei auch hier die gesamte Auswerteeinheit 3 auf dem Trägerteil 35 integriert sein kann (Fig. 3). Über elektrische Anschlüsse 30.1 bis 30.4 ist das Sensormodul 30 mit weiteren elektrischen Komponenten verschaltbar.

Claims (8)

1. Sensoreinheit zur Detektion einer inneren und äußeren Benetzung einer Scheibe (100), aufweisend zumindest einen nach dem kapazitiven Prinzip arbeitenden Sensor (1) zur Ermittlung eines inneren Beschlages sowie einen Sensor (2) zur Ermittlung eines äuße­ ren Beschlages, der ein nach dem kapazitiven Prinzip arbeitender Sensor ist, wobei die Sensoren (1, 2) auf einem gemeinsamen Träger (35) aufgebracht und in einem Sensor­ modul (30) integriert sind, welches auf der Innenseite der Scheibe (100) angebracht ist, und die Sensoren (1, 2) mit einer Auswerteeinheit (3) verbunden sind, die zumindest in Teilen (3a, 3b, 34) im Sensormodul (30) eingebunden ist.

2. Sensoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (3) oder Teile (3a, 3b, 34) davon auf dem Träger (35) des Sensormoduls (30) angebracht sind.

3. Sensoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteein­ heit (3) umschaltbar ist, wobei stets das Sensorsignal auf die Auswerteeinheit (3) ge­ schaltet wird, welches auszuwerten ist.

4. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschlags­ ensor (1, 31) eine Polymergoldfolie ausweist.

5. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschlags­ ensor (1, 31) eine Interdigitalstruktur (10) ausweist.

6. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Regensen­ sor (2, 32) ein kapazitive Elekrodenstruktur (21, 22) in nicht differentieller Anordnung der Sensorflächen aufweist.

7. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf der Sensorfläche (20) des Regensensors (2) ist eine Abschirmung (36) aufgebracht ist.

8. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Sensormodul (30) weitere Sensoren, wie Fahrlichtsensor, Sonnensensor etc., integriert werden kön­ nen.