DE102006060547A1 - Opto-electronic rain sensor, for a motor vehicle windscreen, has a radial arm at the housing for a temperature sensor using the rain sensor power supply to measure the windscreen inner surface temperature - Google Patents

Opto-electronic rain sensor, for a motor vehicle windscreen, has a radial arm at the housing for a temperature sensor using the rain sensor power supply to measure the windscreen inner surface temperature Download PDF

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Abstract

The opto-electronic rain sensor (10), for a motor vehicle windscreen, has a temperature sensor module (18), with a sensitive surface (20), bonded radially to the housing (14) powered from the sensor power supply. The sensor has an arm (16) with bending elasticity, with one end bonded to the housing and the free end towards the windscreen with a gap between them.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Regensensoreinheit für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe, wobei der optische Sensor an der Kraftfahrzeugscheibe anliegend im Bereich des von einem Scheibenwischer überwischten Bereichs auf der dem Kraftfahrzeuginnern zugewandten Seite montierbar ist, mit einem den optischen Sensor im von der Kraftfahrzeugscheibe abgewandten Bereich umschließenden Gehäuse, sowie mit einer elektrischen Anbindung an die Elektrik des KraftfahrzeugesThe The invention relates to an optoelectronic rain sensor unit for motor vehicles, with an optical sensor for detecting the wetting of a vehicle window, wherein the optical sensor is adjacent to the vehicle window in the area of the area wiped by a windshield wiper on the the vehicle interior facing side is mounted with a the optical sensor in the remote from the vehicle window Area enclosing Casing, as well as with an electrical connection to the electrical system of the motor vehicle

Derartige Sensoren werden eingesetzt, um die Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe insbesondere mit Regentropfen zu erfassen und daraufhin automatisiert Einfluss auf die Ansteuerung der Scheibenwischer zu nehmen.such Sensors are used to wetting a vehicle window especially with raindrops to capture and then automated Influence on the control of the windscreen wiper to take.

Aus der DE 101 47 176 A1 ist ein optischer Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe bekannt, der auf der dem Fahrzeuginnern zugewandten Seite der Scheibe angeordnet ist und innerhalb eines Gehäuses eine auf einem optischen Messprinzip beruhende Einrichtung zur Messung der Benetzung der Außenfläche der Scheibe aufweist.From the DE 101 47 176 A1 an optical sensor for detecting the wetting of a motor vehicle window is known, which is arranged on the vehicle interior facing side of the disc and having a housing based on an optical measuring principle based device for measuring the wetting of the outer surface of the disc.

Nachteilig an einem solchen Sensor ist, dass aufgrund der ermittelten Messwerte lediglich eine Aussage über den Benetzungszustand der Außenseite der Scheibe möglich ist, sie hingegen keine Aussage über die Beschlagsneigung der Innenseite der Kraftfahrzeugscheibe zulassen.adversely on such a sensor is that due to the measured values just a statement about the wetting state of the outside the disc possible is, however, no statement about it allow the fogging of the inside of the vehicle window.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regensensoreinheit der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Messwerte erfasst werden, die eine Aussage über die Beschlagsneigung der Innenfläche der Kraftfahrzeugscheibe erlauben, wobei aus Gründen der Montageerleichterung möglichst keine zusätzlich zu handhabenden elektrischen Anschlusskabel erforderlich sein sollen und die Anzahl der während der Montage im Kraftfahrzeug zu handhabenden Teile möglichst gering sein soll.Of the Invention is based on the object, a rain sensor unit of further develop the aforementioned type in such a way that measured values are recorded the one statement about the fogging tendency of the inner surface allow the vehicle window, for reasons of ease of assembly preferably no additional should be required to handle electrical connection cable and the number of during the assembly in the vehicle parts to be handled as possible should be low.

Um diese Aufgabe zu lösen ist vorgesehen, dass ein Temperatursensormodul mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatursensormoduls über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt, wobei das Temperatursensormodul einen biegesteifen Auslegerarm aufweist, dessen erstes Ende mit dem Gehäuse verbunden ist und dessen freier Endbereich einen zur Kraftfahrzeugscheibe hin ausgerichteten Temperatursensor haltert, wobei der Temperatursensor derart positioniert ist, dass er im eingebauten Zustand gegenüber der Kraftfahrzeugscheibe beabstandet ist. Durch den Anschluss der elektrischen Versorgung des Temperatursensormoduls an die des optischen Sensors kann die Notwendigkeit zusätzlicher elektrischer Anschlusskabel für das Temperatursensormodul vermieden werden. Die Positionierung des Temperatursensors auf dem freien Ende des Auslegerarmes, wobei der Auslegerarm mit dem Gehäuse verbunden ist, ermöglicht die Temperaturmessung der Kraftfahrzeugscheibe in einem vom Regensensor beabstandeten Bereich, wobei durch die Integration an das Gehäuse die Anzahl der während der Montage im Kraftfahrzeug zu montierenden Bauteile nicht erhöht wird. Eine Positionierung in einem definierten und ortfesten Abstand zur Kraftfahrzeugscheibe hat zudem den Vorteil, dass aufgrund des berührungslosen Messprinzips des Temperatursensors eine besonders zuverlässige und genaue Temperaturmessung ermöglicht ist.Around to solve this task it is provided that a temperature sensor module connected to the housing is, wherein the electrical supply of the temperature sensor module on the electrical connection of the optical sensor is carried out, wherein the temperature sensor module a rigid cantilever arm, whose first end with the housing is connected and the free end of a car window pane oriented temperature sensor, wherein the temperature sensor is positioned so that in the installed state against the Vehicle window is spaced. By connecting the electrical Supply of the temperature sensor module to that of the optical sensor may be the need for additional electrical connection cable for the temperature sensor module can be avoided. The positioning of the Temperature sensor on the free end of the boom, wherein the Arm with the housing connected, allows the temperature measurement of the vehicle window in a spaced from the rain sensor Area, whereby by the integration to the housing the number of during the Mounting in the vehicle to be mounted components is not increased. A positioning in a defined and fixed distance to the Vehicle window also has the advantage that due to the non-contact Measuring principle of the temperature sensor a particularly reliable and accurate temperature measurement allows is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Temperatursensor als ein Thermopile ausgeführt ist, dessen Erfassungsbereich sich kegelförmig in Richtung der Kraftfahrzeugscheibe erstreckt. Dadurch ist einerseits ermöglicht, dass die Temperaturmessung berührungslos erfolgen kann, anderseits wird durch den sich gegenüber dem Thermopile aufgrund des sich kegelförmig verbreiternden Erfassungsbereiches die sensitive Fläche zur Temperaturmessung vergrößert.In Another embodiment of the invention is provided that the temperature sensor designed as a thermopile is, whose detection area is tapered in the direction of the vehicle window extends. This on the one hand allows the temperature measurement contactless can be done on the other hand by the opposite to the Thermopile due to the cone-shaped widening detection range the sensitive area for temperature measurement increased.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Erfassungsbereich des Temperatursensors auf einen Bereich der Kraftfahrzeugscheibe gerichtet ist, der außerhalb eines Schwarzdruckbereichs liegt und derart justiert ist, dass er die Temperatur auf der Innenseite der Kraftfahrzeugscheibe misst. Durch die Positionierung der sensitiven Fläche des Temperatursensors außerhalb des Schwarzdruckbereichs der Kraft fahrzeugscheibe werden weitere mögliche Störgrößen wie Erwärmung des Schwarzdruckbereichs durch Sonneinstrahlung vermindert.In Further development of the invention is provided that the detection area the temperature sensor directed to an area of the vehicle window is outside a black print area and is adjusted so that he measures the temperature on the inside of the vehicle window. By positioning the sensitive surface of the temperature sensor outside the black printing area of the power vehicle disk will be more possible Disturbances such as warming the black printing area is reduced by solar radiation.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im von dem Gehäuse umschlossenen Bereich ein Luftfeuchtesensor angeordnet ist. Durch die zusätzliche Anordnung des Luftfeuchtesensors sind die relevanten Daten zur indirekten Messung der Beschlagsneigung der Kraftfahrzeugscheibe bekannt, nämlich die Temperatur im Innenraum, die anderweitig gemessen werden oder dessen Messeinrichtung ebenfalls in das Gehäuse integriert sein kann, die relative Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum auf Basis der Messdaten des Luftfeuchtesensors sowie die Temperatur der Kraftfahrzeugscheibe auf Basis der Daten des Temperatursensors.In Another embodiment of the invention is provided that in of the housing enclosed area an air humidity sensor is arranged. By the extra Arrangement of the humidity sensor are the relevant data for indirect measurement the fogging of the vehicle window known, namely the Indoor temperature that is measured or otherwise Measuring device may also be integrated into the housing, the relative humidity in the vehicle interior based on the measured data the humidity sensor and the temperature of the vehicle window based on the data of the temperature sensor.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Luftfeuchtesensor unmittelbar auf einem Schaltungsträger angeordnet ist. Durch diese Integration des Luftfeuchtesensors wird der interne Verschaltungsaufwand zur elektrischen Anbindung sowie zur mechanischen Fixierung des Luftfeuchtesensors weiter vermindert.In development of the invention it is provided that the air humidity sensor directly on egg A circuit carrier is arranged. Through this integration of the humidity sensor, the internal Verschaltungsaufwand for electrical connection and mechanical fixation of the humidity sensor is further reduced.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse Belüftungsöffnungen aufweist, durch die eine Umströmung des Luftfeuchtesensors mit der im Innenraum des Kraftfahrzeuges befindlichen Luft ermöglicht ist. Durch diesen Luftaustausch wird gewährleistet, dass die am Luftfeuchtesensor gemessene Luftfeuchte weitestgehend mit der Luftfeuchte im Kraftfahrzeuginnenraum im Bereich der Kraftfahrzeugscheibe übereinstimmt.In Further embodiment of the invention it is provided that the housing ventilation openings through which a flow around the humidity sensor with the interior of the motor vehicle air available is. This air exchange ensures that the air humidity sensor measured humidity as far as possible with the humidity in the motor vehicle interior Area of the vehicle window coincides.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Auslegerarm radial gegenüber dem Gehäuse angeordnet ist. Durch diese besonders einfache geometrische Gestalt ist das Verhältnis zwischen dem Abstand des sensitiven Bereichs des Temperatursensors zur Länge des Auslegerarms sowie zum eingesetzten Material optimal.In Further development of the invention is provided that the boom radially opposite the housing is arranged. Due to this particularly simple geometric shape is the relationship between the distance of the sensitive area of the temperature sensor to the length the boom and the material used optimally.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:Based the attached Drawings, the invention is explained in more detail below. Showing:

1 eine schematische Seitenansicht einer Regensensoreinheit mit einem Temperatursensormodul; 1 a schematic side view of a rain sensor unit with a temperature sensor module;

2 eine räumliche Ansicht der Regensensoreinheit mit dem Temperatursensormodul gem. 1. 2 a spatial view of the rain sensor unit with the temperature sensor module acc. 1 ,

1 zeigt eine optoelektronische Regensensoreinheit 10, die an der Innenseite einer Kraftfahrzeugscheibe 12 anliegend angebracht ist. Bei der Kraftfahrzeugscheibe 12 handelt es sich im vorliegenden Beispiel um eine Windschutzscheibe eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges. Die elektrische Anbindung der optoelektronischen Regensensoreinheit 10 an die Elektrik des Kraftfahrzeuges erfolgt über nicht dargestellte elektrische Kabel. 1 shows an optoelectronic rain sensor unit 10 on the inside of a car window 12 attached attached. In the vehicle window 12 In the present example, this is a windscreen of a motor vehicle not shown in detail. The electrical connection of the optoelectronic rain sensor unit 10 to the electrical system of the motor vehicle via not shown electrical cable.

Die optoelektronische Regensensoreinheit 10 ist von einem Gehäuse 14 umschlossen, das einen einseitig herausragenden Auslegerarm 16 aufweist. Der Auslegerarm trägt endseitig einen Temperatursensor 18, dessen sensitive Fläche 20 in Richtung der Kraftfahrzeugscheibe 12 hin ausgerichtet ist. Zwischen dem Temperatursensor 18 und der Kraftfahrzeugscheibe 12 besteht ein fester Abstand, der durch den sich kegelförmig erweiternden Erfassungsbereich 22 charakterisiert ist. Der Temperatursensor 18 ist dabei als ein Thermopile ausgeführt, dass zur Temperaturmessung der Oberflächentemperatur der Kraftfahrzeugscheibe ausgelegt ist, ohne dass eine Berührung zwischen beiden vorliegt.The optoelectronic rain sensor unit 10 is from a housing 14 enclosed, the one-sided outstanding boom 16 having. The cantilever arm carries a temperature sensor at the end 18 whose sensitive surface 20 in the direction of the vehicle window 12 is aligned. Between the temperature sensor 18 and the vehicle window 12 there is a fixed distance due to the conically widening detection area 22 is characterized. The temperature sensor 18 is designed as a thermopile that is designed to measure the temperature of the surface temperature of the vehicle window, without a contact between the two exists.

Die Schnittstelle zwischen dem sich kegelförmig erweiternden Erfassungsbereich 22 und der Kraftfahrzeugscheibe 12 bildet den für die Temperaturmessung sensitiven Bereich 24 auf der Kraftfahrzeugwindschutzscheibe, so dass damit eine exakte Messung der Temperatur der Innenfläche der Kraftfahrzeugscheibe ermöglicht ist.The interface between the conically widening detection area 22 and the vehicle window 12 forms the area sensitive to the temperature measurement 24 on the automotive windshield, so that thus an accurate measurement of the temperature of the inner surface of the vehicle window is possible.

Um den Beschlag einer Kraftfahrzeugscheibe 12 vorherzusagen, muss neben der Temperatur der Kraftfahrzeugscheibe die Luftfeuchtigkeit im Innern des Kraftfahrzeuges, möglichst nach der Kraftfahrzeugscheibe gemessen, bekannt sein. Aus der Luftfeuchtigkeit kann der Taupunkt ermittelt werden. Bei dieser Taupunkttemperatur kann die Luft kein Wasser mehr aufnehmen. Erreicht die Kraftfahrzeugscheibe diese Tem peratur, so kondensiert dass Wasser an der Oberfläche der Kraftfahrzeugscheibe. Um eine Näherung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit an diesen Schwellenwert möglichst gut vorherzusagen ist zusätzlich ein Luftfeuchtesensor vorgesehen, der im Gehäuse 14 angeordnet ist und Belüftungsöffnungen zur besseren Umströmung mit der Umgebungsluft auf dem Kraftfahrzeuginnern vorzugsweise aus dem Bereich um die Kraftfahrzeugscheibe 12 aufweist.To the fitting of a vehicle window 12 To predict, in addition to the temperature of the vehicle window, the humidity in the interior of the motor vehicle, possibly measured according to the vehicle window, must be known. The dew point can be determined from the humidity. At this dew point temperature, the air can no longer absorb water. If the vehicle window reaches this temperature, then water condenses on the surface of the vehicle window. In order to predict an approximation of the temperature and humidity as well as possible to this threshold value, an air humidity sensor is additionally provided in the housing 14 is arranged and ventilation openings for better flow around the ambient air on the vehicle interior, preferably from the area around the vehicle window 12 having.

1010
RegensensoreinheitRain sensor unit
1212
KraftfahrzeugscheibeVehicle window
1414
Gehäusecasing
1616
Auslegerarmboom
1818
Temperatursensortemperature sensor
2020
sensitive Flächesensitive area
2222
Erfassungsbereichdetection range
2424
sensitiver Bereichsensitive Area

Claims (8)

Optoelektronische Regensensoreinheit für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe (12), wobei der optische Sensor an der Kraftfahrzeugscheibe (12) anliegend im Bereich des von einem Scheibenwischer überwischten Bereichs auf der dem Kraftfahrzeuginnern zugewandten Seite montierbar ist, mit einem den optischen Sensor im von der Kraftfahrzeugscheibe (12) abgewandten Bereich umschließenden Gehäuse (14), sowie mit einer elektrischen Anbindung an die Elektrik des Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensormodul mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatursensormoduls über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt, wobei das Temperatursensormodul einen biegesteifen Auslegerarm (16) aufweist, dessen erstes Ende mit dem Gehäuse (14) verbunden ist und dessen freier Endbereich einen zur Kraftfahrzeugscheibe hin ausgerichteten Temperatursensor (18) haltert, wobei der Temperatursensor (18) derart positioniert ist, dass er im eingebauten Zustand gegenüber der Kraftfahrzeugscheibe (12) beabstandet ist.Optoelectronic rain sensor unit for motor vehicles, comprising an optical sensor for detecting the wetting of a motor vehicle window ( 12 ), wherein the optical sensor on the vehicle window ( 12 ) in the region of the area wiped by a windshield wiper on the side facing the vehicle interior, with an optical sensor in the vehicle window ( 12 ) facing away from the area enclosing housing ( 14 ), as well as with an electrical connection to the electrical system of the motor vehicle, characterized in that a temperature sensor module is connected to the housing, wherein the electrical supply of the temperature sensor module takes place via the electrical connection of the optical sensor, wherein the temperature sensor module a rigid cantilever arm ( 16 ), whose first end to the housing ( 14 ) and whose free end region is a temperature lens oriented toward the vehicle window sor ( 18 ), wherein the temperature sensor ( 18 ) is positioned such that it in the installed state with respect to the vehicle window ( 12 ) is spaced. Optoelektronische Regensensoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (18) als ein Thermopile ausgeführt ist, dessen Erfassungsbereich (22) sich kegelförmig in Richtung der Kraftfahrzeugscheibe (12) erstreckt.Optoelectronic rain sensor unit according to claim 1, characterized in that the temperature sensor ( 18 ) is designed as a thermopile whose detection range ( 22 ) conically in the direction of the vehicle window ( 12 ). Optoelektronische Regensensoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (22) des Temperatursensors (18) auf einen Bereich der Kraftfahrzeugscheibe (12) gerichtet ist, der außerhalb eines Schwarzdruckbereichs liegt.Optoelectronic rain sensor unit according to claim 2, characterized in that the detection area ( 22 ) of the temperature sensor ( 18 ) to an area of the vehicle window ( 12 ) which is outside a black print area. Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (18) derart justiert ist, dass er die Temperatur auf der Innenseite der Kraftfahrzeugscheibe (12) misst.Optoelectronic rain sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor ( 18 ) is adjusted so that it the temperature on the inside of the vehicle window ( 12 ) measures. Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im von dem Gehäuse (14) umschlossenen Bereich ein Luftfeuchtesensor angeordnet ist.Optoelectronic rain sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that from the housing ( 14 ) enclosed area an air humidity sensor is arranged. Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfeuchtesensor unmittelbar auf einem Schaltungsträger angeordnet ist.Optoelectronic rain sensor unit according to one of previous claims, characterized in that the air humidity sensor directly on a circuit carrier is arranged. Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse Belüftungsöffnungen aufweist, durch die eine Umströmung des Luftfeuchtesensors mit der im Innenraum des Kraftfahrzeug befindlichen Luft ermöglicht ist.Optoelectronic rain sensor unit according to one of previous claims, characterized in that the housing has ventilation openings through which a flow around the humidity sensor with the located in the interior of the motor vehicle Air allows is. Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslegerarm (16) radial gegenüber dem Gehäuse angeordnet ist.Optoelectronic rain sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the cantilever arm ( 16 ) is arranged radially opposite the housing.
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