DE102006060548B4

DE102006060548B4 - Optoelektronische Regensensoreinheit für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102006060548B4
Application number: DE102006060548.9A
Authority: DE
Inventors: Horst Feldkamp; Jens Hunecke; Thomas Schmitz
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: DE102006060548A1

Abstract

Optoelektronische Regensensoreinheit (10) für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe (12) 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, wobei ein Temperatur- und Luftfeuchtesensormodul (16) mit dem Gehäuse (14) verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatur- und Luftfeuchtesensormoduls (16) über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt und wobei zwischen dem Temperatur- und Luftfeuchtesensor und der Kraftfahrzeugscheibe (12) eine Flex-Leiterplatte (20) angeordnet ist und wobei die Flex-Leiterplatte (20) mit einer Leiterplatte des optischen Sensors verbunden ist, wobei die optoelektronische Regensensoreinheit (10) mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung der Kraftfahrzeugscheibe (12) ausgebildet ist, wobei der optische Sensor an der Kraftfahrzeugscheibe (12) anliegend im Bereich des von einem Scheibenwischer überwischten Bereichs auf der dem Kraftfahrzeuginneren zugewandten Seite montierbar ist, wobei der kombinierte Temperatur- und Luftfeuchtesensor im Innern des Temperatur- und Luftfeuchtesensormoduls (16) von einem Modulgehäuse (18) teilweise umschlossen ist, wobei das Modulgehäuse (18) wenigstens eine Öffnung in Richtung der Kraftfahrzeugscheibe (12) aufweist, durch die der Temperatur- und Luftfeuchtesensor gegen die Kraftfahrzeugscheibe (12) andrückbar ist, und wobei der Temperatur- und Luftfeuchtesensor mittels der elastischen Rückstellkraft der Flex-Leiterplatte (20) gegen die Kraftfahrzeugscheibe (12) gedrückt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Regensensoreinheit für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe, mit einem den optischen Sensor im von der Kraftfahrzeugscheibe abgewandten Bereich umschließenden Gehäuse, sowie mit einer elektrischen Anbindung an die Elektrik des Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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.
Eine elektrische Regensensoreinheit der eingangs genannten Art ist aus der EP 1 700 724 A2 bekannt. Aus dieser Druckschrift ist eine elektronische Regensensoreinheit für Kraftfahrzeuge mit einem, den Sensor im von der Kraftfahrzeugscheibe abgewandten Bereich umschließenden Gehäuse sowie mit einer elektrischen Anbindung an die Elektrik des Kraftfahrzeuges bekannt. Dabei ist ein Temperatur- und Luftfeuchtesensormodul mit dem Gehäuse verbunden und die elektrische Versorgung des Temperatur- und Luftfeuchtesensormoduls erfolgt über die elektrische Anbindung der Sensoreinheit. Zwischen dem Temperatur- und Luftfeuchtesensor und der Kraftfahrzeugscheibe ist eine Flexleiterplatte angeordnet. Der Feuchtigkeitssensor ist neben der Leiterplatte angeordnet, die auf der Windschutzscheibe liegt. Diese ist durch ihre Flexibilität mit weiteren elektrischen Einheiten verbunden, die auch einen Regensensor enthält. Der Feuchtigkeitssensor wird mit einer Feder gegen die Scheibe gepresst.
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.
Aus der US 6,422,062 B1 ist ein integrierter Luftfeuchtesensor bekannt. Dieser weist ebenfalls eine flexible Leiterplatte auf. Die flexible Leiterbahn weist dort eine Masseleitung auf, die entlang der Kraftfahrzeugscheibe ausgerichtet ist.
Eine weitere Sensorvorrichtung zur Bestimmung der Innenraumfeuchte und einer Feuchtigkeitsbeschlagneigung ist aus der DE 10 2004 007 341 A1 bekannt. Ein Oberflächentemperatursensor ist dabei an einer Scheibe befestigt. Der Oberflächentemperatursensor ist dabei auf einer flexiblen, bevorzugt mit Leiterbahnen versehenen, gut wärmeleitenden Folie montiert. Die Folie ist auf der Innenseite der Umwandung, zum Beispiel auf die Innenseite der Kfz-Fensterscheibe, montiert.
Aus der DE 103 25 971 A1 ist ein Basismodul für mehrere Sensoreinheiten bekannt. Mit den Sensoreinheiten kann über die Messung von relativer Feuchte und Temperatur auch der Taupunkt bestimmt werden und Maßnahmen zur Beschlagsverhinderung ergriffen werden. Das Gehäuse weist eine oder mehrere Öffnungen auf. In den verschiedenen Ausführungsformen ist an den gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Öffnung im Gehäuse vorgesehen.
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.
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.
Um diese Aufgabe zu lösen ist vorgesehen, dass ein Temperatur- und Luftfeuchtesensormodul mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatur- und Luftfeuchtesensormoduls über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt, und wobei ein kombinierter Temperatur- und Luftfeuchtesensor im Innern des Temperatur- und Luftfeuchtesensormoduls von einem Modulgehäuse teilweise umschlossen ist, wobei das Modulgehäuse wenigstens eine Öffnung in Richtung der Kraftfahrzeugscheibe aufweist, durch die der Temperatur- und Luftfeuchtesensor gegen die Kraftfahrzeugscheibe andrückbar 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. Ein zwar mit dem Gehäuse der Regensensoreinheit verbundenes, aber als separates Modul ausgeführtes Temperatur- und Luftfeuchtemodul hat den Vorteil, dass sowohl die Temperatur als auch die Luftfeuchte an einem von der Regensensoreinheit räumlich entfernten Ort gemessen werden können, was den Einfluss von Messwertveränderungen beispielsweise durch die Eigenerwärmung der Regensensoreinheit vermindert.
Weiterhin ist vorgesehen, dass zwischen dem Temperatur- und Luftfeuchtesensor und der Kraftfahrzeugscheibe eine Flex-Leiterplatte angeordnet ist, wobei die Flex-Leiterplatte mit einer Leiterplatte des optischen Sensors verbunden ist.
Bevorzugt weist die Flex-Leiterplatte auf der zur Kraftfahrzeugscheibe hin ausgerichteten Seite eine Massebahn auf, die ringförmig unter dem Temperatur- und Luftfeuchtesensor ausgebildet ist. Durch die Ausgestaltung der Leiterplatte als Flex-Leiterplatte ist eine einfache elektrische Anbindung des Temperatur- und Luftfeuchtesensors mit der Regensensoreinheit möglich, wobei die flexible Struktur der Flex-Leiterplatte geringe Anforderungen an die einzuhaltenden Toleranzen stellt.
Zudem ist der Temperatur- und Luftfeuchtesensor mittels der elastischen Rückstellkraft der Flex-Leiterplatte gegen die Kraftfahrzeugscheibe gedrückt. Durch dieses Andrücken des Temperatur- und Luftfeuchtesensors an die Kraftfahrzeugscheibe ist eine sichere kraftschlüssige sowie ortsfeste Fixierung gewährleistet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Modulgehäuse Aussparungen aufweist, durch die eine Umströmung des Temperatur- und Luftfeuchtesensors mit der im Innenraum des Kraftfahrzeugs befindlichen Luft ermöglicht ist. Durch diesen Luftaustausch wird gewährleistet, dass die am Luftfeuchtesensor gemessene Luftfeuchte weitestgehend mit der Luftfeuchte im Kraftfahrzeuginnenraum übereinstimmt.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Ansicht einer Regensensoreinheit mit einem Temperatur- und Luftfeuchtesensormodul;
2 eine Seitenansicht der Regensensoreinheit gem. 1;
3 eine räumliche Ansicht der Regensensoreinheit gem. 2.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer optoelektronischen Regensensoreinheit 10, die an der Innenseite einer Kraftfahrzeugscheibe 12 anliegend angebracht ist. Wie in den 2 und 3 angedeutet, handelt es sich bei der Kraftfahrzeugscheibe 12 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.
Die optoelektronische Regensensoreinheit 10 ist von einem Gehäuse 14 umschlossen, mit dem ein Temperatur- und Luftfeuchtemodul 16 verbunden ist. Das Temperatur- und Luftfeuchtemodul 16 ist wiederum von einem Modulgehäuse 18 umschlossen, in dessen Innern sich sowohl ein Temperatursensor als auch ein Luftfeuchtesensor befinden. Die elektrische Anbindung zwischen dem Temperatursensor und dem Luftfeuchtesensor mit der optoelektronischen Regensensoreinheit 10 erfolgt dabei über eine flexible Flex-Leiterplatte 20. Der Temperatursensor und der Luftfeuchtesensor können dabei durch die elastische Vorspannkraft der Flex-Leiterplatte 20 kraftschlüssig gegen die Kraftfahrzeugscheibe 12 gespannt werden.
Um den Beschlag einer Kraftfahrzeugscheibe 12 vorherzusagen, muss neben der Temperatur der Kraftfahrzeugscheibe 12 die Luftfeuchtigkeit im Innern des Kraftfahrzeuges, möglichst nach der Kraftfahrzeugscheibe 12 gemessen, bekannt sein. Aus der Luftfeuchtigkeit kann der Taupunkt ermittelt werden. Bei dieser Taupunkttemperatur kann die Luft kein Wasser mehr aufnehmen. Erreicht die Kraftfahrzeugscheibe 12 diese Temperatur, so kondensiert dass Wasser an der Oberfläche der Kraftfahrzeugscheibe 12. Um eine Näherung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit an diesen Schwellenwert möglichst gut vorherzusagen ist neben dem Temperatursensor der Luftfeuchtesensor vorgesehen, der im Modulgehäuse 18 angeordnet ist und Belüftungsöffnungen zur besseren Umströmung mit der Umgebungsluft aus dem Kraftfahrzeuginnern vorzugsweise aus dem Bereich um die Kraftfahrzeugscheibe 12 aufweist.
Bezugszeichenliste

10: Optoelektronische Regensensoreinheit
12: Kraftfahrzeugscheibe
14: Gehäuse
16: Temperatur- und Luftfeuchtemodul
18: Modulgehäuse
20: Flex-Leiterplatte

Claims

Optoelektronische Regensensoreinheit (10) für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe (12) 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, wobei ein Temperatur- und Luftfeuchtesensormodul (16) mit dem Gehäuse (14) verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatur- und Luftfeuchtesensormoduls (16) über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt und wobei zwischen dem Temperatur- und Luftfeuchtesensor und der Kraftfahrzeugscheibe (12) eine Flex-Leiterplatte (20) angeordnet ist und wobei die Flex-Leiterplatte (20) mit einer Leiterplatte des optischen Sensors verbunden ist, wobei die optoelektronische Regensensoreinheit (10) mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung der Kraftfahrzeugscheibe (12) ausgebildet ist, wobei der optische Sensor an der Kraftfahrzeugscheibe (12) anliegend im Bereich des von einem Scheibenwischer überwischten Bereichs auf der dem Kraftfahrzeuginneren zugewandten Seite montierbar ist, wobei der kombinierte Temperatur- und Luftfeuchtesensor im Innern des Temperatur- und Luftfeuchtesensormoduls (16) von einem Modulgehäuse (18) teilweise umschlossen ist, wobei das Modulgehäuse (18) wenigstens eine Öffnung in Richtung der Kraftfahrzeugscheibe (12) aufweist, durch die der Temperatur- und Luftfeuchtesensor gegen die Kraftfahrzeugscheibe (12) andrückbar ist, und wobei der Temperatur- und Luftfeuchtesensor mittels der elastischen Rückstellkraft der Flex-Leiterplatte (20) gegen die Kraftfahrzeugscheibe (12) gedrückt ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flex-Leiterplatte (20) auf der zur Kraftfahrzeugscheibe (12) hin ausgerichteten Seite eine Massebahn aufweist, die ringförmig unter dem Temperatur- und Luftfeuchtesensor ausgebildet ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (18) Aussparungen aufweist, durch die eine Umströmung des Temperatur- und Luftfeuchtesensors mit der im Innenraum des Kraftfahrzeug befindlichen Luft ermöglicht ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen eine schlitzartige Form aufweisen und parallel zueinander angeordnet sind.
Optoelektronische Regensensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor derart justiert ist, dass er die Temperatur auf der Innenseite der Kraftfahrzeugscheibe (12) misst.