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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beheizung eines Außenspiegels für ein Fahrzeug.
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Die
DE 10 2010 040 132 A1 beschreibt eine Spiegelheizung eines Kraftfahrzeugs. Dabei werden Wetterdaten und ein Standort des Fahrzeugs verwendet, um Informationen in eine Modellrechnung für eine Heizenergie eines Spiegels des Fahrzeugs einfließen zu lassen.
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Die
DE 196 19 643 C1 offenbart ein Fahrzeug mit einer Navigationseinrichtung, abhängig von welcher eine Tunnelfahrtfunktion aktiviert und deaktiviert wird.
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Ein schnelles Ansteigen der Außentemperatur bei feuchtkaltem Wetter, zum Beispiel bei der Einfahrt eines Fahrzeugs in einen Tunnel oder in eine Garage, kann zu einem Beschlagen der Außenspiegel des Fahrzeugs führen. Eine Beheizung der Außenspiegel kann ein solches Beschlagen verhindern.
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Eine Beheizung der Außenspiegel kann beispielsweise über ein manuelles Einschalten der Heizung des Außenspiegels durch den Fahrer des Fahrzeugs erfolgen, wobei ein automatisches Beheizen ebenfalls möglich ist.
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Die
DE 100 42 563 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Heizung eines Außenspiegels an einem Fahrzeug sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem die Heizleistung der Heizung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Außentemperatur gesteuert wird.
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Die
US 2011/0286096 A1 betrifft ein Außenrückspiegelsystem für den Einsatz an einem Fahrzeug.
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Die Außenrückspiegelanordnung umfasst dabei eine Außenrückspiegelkonstruktion, ein Spiegelheizelement und eine Steuerung, wobei die Spiegelanordnung ein Spiegelkopfteil umfasst, dass an einer Seite des Fahrzeugs befestigt wird. Die Spiegelanordnung umfasst weiter ein reflektierendes Element, das an dem Spiegelkopfteil gelagert ist.
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Das Spiegelheizelement ist an einer Rückseite des reflektierenden Elements angeordnet und eingerichtet das reflektierende Element zu beheizen.
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Die Steuerung ist eingerichtet das Spiegelheizelement mit Strom zu versorgen, um das reflektierende Element zu beheizen, wobei die Steuerung das Beheizen des Spiegelheizelements kontrolliert, ansprechend zumindest teilweise auf einem Signal einer Luftströmung an oder um die Außenrückspiegelanordnung und auf das reflektierende Element.
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Die
DE 103 20 744 B3 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Klimaregelung, mit denen das Problem verringert werden kann, das beim Einfahren eines Fahrzeugs in einen Tunnel mit warmer Innentemperatur besteht, bei ansonsten kalten Außentemperaturen.
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Dabei sind u.a. die Fahrzeugscheiben und Außenspiegelflächen ausgekühlt und da diese kalten Scheiben- und Außenspiegelflächen, deren Oberflächentemperatur niedriger ist, als die Taupunkt-Temperatur der warmen Luft im Tunnelinneren, können diese sofort beschlagen, da die absolute Feuchte an der Oberfläche dann mehr als 100% relative Feuchte entspricht.
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Die in der
DE 103 20 744 B3 offenbarte Vorrichtung sowie das Verfahren zur Klimaregelung verwendet dabei in einem Fahrzeug installierte Sensoren, die beispielsweise die Außentemperatur oder die Luftfeuchtigkeit bestimmen, um ein kritisches Wetter zu erkennen.
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Bei einem erfassten kritischen Wetter und einer erfassten Tunneleinfahrt werden dann vollautomatisch die Fahrzeugscheiben sowie Außenspiegelflächen für einen vorbestimmten Zeitraum beheizt und/oder die Scheibenwischer betätigt.
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Das in der
DE 103 20 744 B3 beschriebene Beheizen der Fahrzeugscheiben sowie der Außenspiegelflächen beschränkt sich auf ein Beheizen bei einer Einfahrt des Fahrzeuges in einen Tunnel. Außerdem erfolgt hier die Abschaltung der Beheizung nach einer vorgewählten Zeit.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung eine intelligente Beheizung von Außenspiegeln eines Fahrzeugs bereitzustellen, die flexibler auf verschiedene Umstände reagieren kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beheizung eines Außenspiegels für ein Fahrzeug, umfasst eine Sensoreinrichtung und eine Positionseinrichtung, wobei die Positionseinrichtung eingerichtet ist, eine Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiter eine Steuerungseinrichtung, die eingerichtet ist, Signale der Sensoreinrichtung zu empfangen und wobei die Steuerungseinrichtung weiter eingerichtet ist, basierend auf den Signalen der Sensoreinrichtung und der Position des Fahrzeugs eine Beheizung des Außenspiegels zu steuern.
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Bei sich ändernden Umgebungsbedingungen, zum Beispiel bei der Einfahrt eines Fahrzeugs in eine Garage oder in andere geschlossene Räume wie einen Tunnel, kann das Beschlagen eines Außenspiegels des Fahrzeugs durch ein automatisches Einschalten einer Beheizung verhindert werden.
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Die automatische Beheizung kann erfindungsgemäß bereits gezielt vor einer Änderung der Außentemperatur eingeschaltet werden, so dass ein Beschlagen eines Außenspiegels nicht eintritt und damit für den Fahrer des Fahrzeugs eine uneingeschränkte Sicht und damit die Benutzung des Außenspiegels zu jeder Zeit gewährleistet sind.
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Das automatische Einschalten der Beheizung über die Steuerungseinrichtung erfolgt in Abhängigkeit von Informationen, die der Steuerungseinrichtung von einer Sensoreinrichtung und einer Positionseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, wobei die Sensoreinrichtung über Sensoren verfügen kann, die standardmäßig in einem Fahrzeug verbaut sind. Zusätzliche Komponenten werden zur Erfassung der Sensorwerte daher nicht benötigt.
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Die Positionseinrichtung kann ebenfalls Komponenten umfassen, die standardmäßig in einem Fahrzeug verwendet werden. Die Bestimmung der Position beruht auf gängigen Verfahren wie beispielsweise über eine GPS-Positionsbestimmung.
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Die automatisierte Beheizung erhöht darüber hinaus die Sicherheit, da jederzeit gewährleistet ist, dass die Außenspiegel des Fahrzeugs frei von witterungsbedingten Beschlägen sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, die Beheizung des Außenspiegels, in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoreinrichtung und/oder der Position des Fahrzeugs abzuschalten.
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Ein automatisches Abschalten der Beheizung des Außenspiegels in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoreinrichtung und/oder Position des Fahrzeugs ermöglicht eine gezielte Steuerung des Beheizens und verhindert ein unnötiges Beheizen, beispielsweise wenn der Außenspiegel nicht mehr beschlagen ist oder sich Umgebungszustände geändert haben.
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Die Signale der Sensoreinrichtung und/oder der Positionseinrichtung werden standardmäßig in einem Fahrzeug zur Verfügung gestellt und liefern zu jederzeit relevante Informationen, zum Beispiel über die zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort vorherrschende Luftfeuchtigkeit, so dass ein rechtzeitiges Abschalten der Beheizung, basierend auf diesen Informationen gewährleistet wird und ein unnötiges Beheizen verhindert wird, womit der Energieeinsatz effizient gestaltet werden kann.
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Die Steuerungseinrichtung ist eingerichtet, zu lernen, an welchen Orten ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung des Außenspiegels notwendig ist, basierend auf einer manuellen Betätigung der Beheizung.
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Erfindungsgemäß können damit persönliche „Risiko-Orte“, das heißt Orte, an denen ein Beschlagen des Außenspiegels möglich oder wahrscheinlich ist und die beispielsweise nicht auf öffentlich zugänglichem Kartenmaterial zur Verfügung gestellt werden, von der Steuerungseinrichtung „erlernt“ und dazu verwendet werden, die Beheizung des Außenspiegels individuell zu steuern.
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Erfindungsgemäß kann beispielsweise an Orten, die nur persönlich für den Fahrer relevant sind, wie zum Beispiel seine Garage, eine automatische Beheizung des Außenspiegels gewährleistet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Lernen auf einem erstmaligen manuellen Betätigen der Beheizung durch den Fahrer des Fahrzeugs basieren, wobei jedes weitere Einschalten oder Abschalten der Beheizung automatisch erfolgen kann, in Abhängigkeit von dem Lernen und/oder Signalen der Sensoreinrichtung.
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Persönliche Risiko-Orte, wie beispielsweise die oben erwähnte Garage sind auf Karten nicht verzeichnet, so dass darüber keine Informationen vorliegen. Der Fahrer kann erfindungsgemäß beim ersten Mal, bei dem er in die Garage einfährt und ein Beschlagen des Außenspiegels feststellt, manuell die Beheizung einschalten.
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Dieses manuelle Einschalten kann dann entsprechend vermerkt werden, so dass beim nächsten Mal, wenn der Fahrer wieder in die Garage einfährt, die Information über das Einschalten verwendet werden und die Beheizung automatisch eingeschaltet werden kann. Für den Fahrer ist dann eine manuelle Betätigung der Beheizung nicht mehr notwendig, was einen hohen Komfort für ihn darstellt.
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Zudem kann erfindungsgemäß, basierend auf den Informationen des manuellen Einschaltens und zusätzlichen Sensorwerten entschieden werden, ob ein automatisches Einschalten notwendig ist, da zum Beispiel im Sommer andere Witterungsbedingungen als im Winter herrschen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung ferner eine Speichereinrichtung umfassen, die eingerichtet sein kann, Informationen über die manuelle Betätigung der Beheizung zu speichern, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein kann die Informationen von der Speichereinrichtung zu empfangen und ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung des Außenspiegels zu steuern, in Abhängigkeit von den Informationen.
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Informationen über Risiko-Orte, an denen ein Beschlagen des Außenspiegels wahrscheinlich ist und an denen eine Beheizung des Außenspiegels beispielsweise schon mal stattgefunden hat können erfindungsgemäß in der Speichereinrichtung hinterlegt und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgerufen werden. Dadurch kann das Einschalten oder Abschalten des Außenspiegels individuell von der Steuerungseinrichtung gesteuert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, abzufragen, welche Zeit benötigt wird, um einen Ort zu erreichen, an dem ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung durchgeführt wird und/oder welche Zeit in der Vergangenheit benötigt wurde, um diesen Ort zu erreichen.
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Erfindungsgemäß kann damit zuverlässig abgeschätzt werden, wann ein Ort, an dem ein Beschlagsrisiko für einen Außenspiegel hoch ist, erreicht wird. Zum Beispiel kann geschätzt werden wann das Fahrzeug diesen Ort erreicht und ein entsprechendes rechtzeitiges Einschalten der Beheizung durch die Steuerungseinrichtung initiiert werden. Ein Beschlagen des Außenspiegels wird damit rechtzeitig unterbunden und automatisch gesteuert, was für den Fahrer sehr komfortabel ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Sensoreinrichtung eingerichtet sein, eine Luftfeuchtigkeit, eine Temperatur des Außenspiegels, eine Strahlungsintensität (z.B. von Licht von der Sonne) und/oder eine Niederschlagsmenge zu erfassen und/oder wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, die Temperatur des Außenspiegels und/oder einen Luftdruck abzuschätzen, wobei der Luftdruck über eine Höhenangabe abgeschätzt wird.
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Erfindungsgemäß können aktuelle Werte über Witterungsbedingungen an einem bestimmten Ort, wo ein erhöhtes Beschlagsrisiko besteht, von verschiedenen, standardmäßig in Fahrzeugen verbauten Sensoren erfasst und/oder über eine Steuerungseinrichtung abgeschätzt werden. Zur Feststellung dieser aktuellen Werte ist eine Installation von zusätzlichen Komponenten demnach nicht erforderlich.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Sensoreinrichtung weiter einen Geschwindigkeitssensor und/oder einen Sonnensensor umfassen, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein kann, ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung des Außenspiegels, in Abhängigkeit von einem Geschwindigkeitswert des Geschwindigkeitssensors und/oder eines Sensorwerts des Sonnensensors durchzuführen.
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Unter Verwendung des Geschwindigkeitssensors kann beispielsweise erfindungsgemäß abgeschätzt werden, wie schnell das Fahrzeug einen Risiko-Ort erreicht, um ein rechtzeitiges Einschalten der Beheizung zu ermöglichen. Des Weiteren wird die Fahrzeuggeschwindigkeit genutzt, um die Oberflächentemperatur des Spiegelglases zu schätzen (Konvektion).
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Ein Sonnensensor kann beispielsweise eine Intensität von Licht von der Sonne (Strahlungsintensität) ermitteln und diese Information zur Verfügung stellen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein Verfahren zur Beheizung eines Außenspiegels für ein Fahrzeug ein Empfangen einer Position des Fahrzeugs und ein Empfangen von Signalen einer Sensoreinrichtung umfassen. Das Verfahren kann weiter ein Steuern der Beheizung des Außenspiegels umfassen, basierend auf den Signalen der Sensoreinrichtung und der Position des Fahrzeugs.
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Das Verfahren zur Beheizung eines Außenspiegels für ein Fahrzeug weist dieselben Vorteile auf, wie die bereits diskutierten Vorteile der Vorrichtung für ein Fahrzeug.
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Das Verfahren umfasst weiter ein Lernen, an welchen Orten ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung des Außenspiegels notwendig ist, basierend auf einer manuellen Betätigung der Beheizung und/oder das Verfahren kann ein Abschalten der Beheizung umfassen, in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoreinrichtung und/oder der Position des Fahrzeugs.
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Durch diese von der Steuerungseinrichtung ausgeführten Funktionen können neue Risiko-Orte selbsttätig erlernt werden, wodurch ein automatisches Einschalten oder Ausschalten der Beheizung möglichst effizient gestaltet wird, was für einen Fahrer des Fahrzeugs einen hohen Komfort darstellt.
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Ein automatisches Abschalten der Beheizung kann damit intelligent unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel der Temperatur des Außenspiegels und der vorherrschenden Luftfeuchtigkeit erfolgen. Damit kann, wie oben bereits diskutiert, der Energieeinsatz effizient gestaltet werden, um ein unnötiges Beheizen zu verhindern.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt ein Signalflussdiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt Verfahrensschritte eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt Verfahrensschritte eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt Verfahrensschritte eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Diese Ausführungsbeispiele stellen nur Beispiele dar und sind nicht als einschränkend auszulegen. Während beispielsweise die Ausführungsbeispiele derart beschrieben werden, dass sie eine Vielzahl von Merkmalen und Elementen umfassen, so können einige dieser Merkmale in anderen Ausführungsbeispielen weggelassen und/oder durch alternative Merkmale oder Elemente ersetzt werden. In anderen Ausführungsbeispielen können zusätzliche oder alternativ zusätzliche Merkmale oder Elemente neben den explizit beschriebenen bereitgestellt werden. Es können Varianten oder Modifikationen, die sich auf ein oder mehrere Ausführungsbeispiele beziehen, auch auf andere Ausführungsbeispiele angewandt werden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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1 zeigt eine Vorrichtung 101 zur Beheizung eines Außenspiegels für ein Fahrzeug.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 101 ist dabei in einem Fahrzeug integriert und wird dazu verwendet, die Beheizung eines Außenspiegels des Fahrzeugs zu steuern.
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Die Vorrichtung 101 umfasst eine Sensoreinrichtung 102, eine Positionseinrichtung 103 und eine Steuerungseinrichtung 104.
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Die Steuerungseinrichtung 104 empfängt Signale der Sensoreinrichtung 102, wobei die Steuerungseinrichtung 104 Signale an eine Heizeinrichtung 109 sendet, die mindestens einen der Außenspiegel 108 des Fahrzeugs ansteuern kann.
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Der Außenspiegel 108 kann von einer Heizeinrichtung 109 dabei direkt angesteuert werden, so dass bei Bedarf der Außenspiegel 108 beheizt werden kann.
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Ein Beheizen eines Außenspiegels ist zum Beispiel notwendig, wenn das Fahrzeug einen Ort erreicht, an dem andere Witterungsverhältnisse als zuvor vorherrschen, also ein schneller Wechsel erfolgt, zum Beispiel bei einem Wechsel von einem Ort mit niedriger Außentemperatur zu einem Ort mit höherer Außentemperatur. Dieser rasche Temperaturwechsel kann beispielsweise bei der Einfahrt in einen Tunnel erfolgen oder bei der Einfahrt in eine Garage oder ein Parkhaus. Aufgrund der plötzlichen Erhöhung der Außentemperatur kann es bei ausreichend hoher Luftfeuchtigkeit zu einem Beschlagen des Außenspiegels 108 kommen.
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Eine Ansteuerung der Heizeinrichtung 109 und damit die Beheizung des Außenspiegels 108 erfolgt durch die Steuerungseinrichtung 104, die mit der Heizeinrichtung 109 verbunden ist. Die Ansteuerung kann beispielsweise ein automatisches Einschalten der Heizeinrichtung 109 des Außenspiegels bewirken oder ein automatisches Ausschalten der Heizeinrichtung 109.
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Ein Beschlagen des Außenspiegels 108 kann durch das automatische Aktiveren der Heizeinrichtung 109 durch die Steuerungseinrichtung 104 behoben werden oder verhindert werden, falls die Beheizung rechtzeitig eingeschaltet wird. Ein unnötig langes Beheizen kann durch die Steuerungseinrichtung 104 ebenfalls verhindert werden, wodurch Energie gespart werden kann, wie später noch erläutert werden wird.
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Die Steuerungseinrichtung 104 steuert die Heizeinrichtung 109, basierend auf Werten, die sie von der Sensoreinrichtung 102 oder der Positionseinrichtung 103 empfängt. Sowohl die Sensoreinrichtung 102 als auch die Positionseinrichtung 103 sind daher direkt mit der Steuerungseinrichtung 104 verbunden.
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Die Sensoreinrichtung 102 kann dabei eine Vielzahl von Sensoren umfassen, mit deren Hilfe beispielsweise die Umgebungsluft bewertet werden kann, zum Beispiel über die Messung der Luftfeuchtigkeit mit einem Luftfeuchtigkeitssensor oder die Messung der Temperatur der Oberfläche des Außenspiegels, beispielsweise über einen am Außenspiegel angebrachten Temperatursensor.
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Die Temperatur des Außenspiegels kann alternativ mittels der Steuerungseinrichtung 104 abgeschätzt werden.
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Die Sensoreinrichtung 102 kann außerdem einen Niederschlagssensor umfassen, der die Niederschlagsmenge bestimmt. Zudem kann sie einen Geschwindigkeitssensor umfassen, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt und ein Ansteuern der Beheizung des Außenspiegels, in Abhängigkeit von einem Geschwindigkeitswert ermöglicht.
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Die Positionseinrichtung 103 liefert Daten über die Position des Fahrzeugs, die zum Beispiel GPS-Positionsdaten sein können. Über die Bestimmung der Position des Fahrzeugs ist es ebenfalls möglich die Höhe, auf der sich das Fahrzeug befindet zu ermitteln, wodurch indirekt auf die vorherrschenden Witterungsbedingungen, also zum Beispiel den Luftdruck, geschlossen werden kann.
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Eine, in der Vorrichtung 101 integrierte Speichereinrichtung 105 dient der Speicherung von Informationen über das Einschalten und Abschalten der Beheizung des Außenspiegels. Die Speicherungseinrichtung 105 ist dabei mit der Steuerungseinrichtung 104 verbunden, so dass diese die Informationen von der Speichereinrichtung 105 empfangen kann und in Abhängigkeit von den Informationen ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung steuern kann.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ein Sensor 201 bestimmt die Außentemperatur und führt den Signalwert einem in 2 gezeigten Steuergerät 209 zu. Ein weiterer Sensor 202 bestimmt die Feuchte der Außenluft und stellt mindestens diesen einen Wert dem Steuergerät 209 zur Verfügung. Ein Regensensor 203 bestimmt eine aktuell vorherrschende Regenmenge und stellt diese Information dem Steuergerät 209 zur Verfügung. Ein Sonnensensor 215 ermittelt die Sonnenintensität und stellt diese Information ebenfalls dem Steuergerät 209 zur Verfügung.
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Zudem wird die Fahrzeuggeschwindigkeit 210 ermittelt, beispielsweise mittels eines Geschwindigkeitssensors.
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Die Standzeit eines Fahrzeugs 211 stellt einen weiteren Wert dar, der dem Steuergerät 209 zur Verfügung gestellt werden kann. Die Zeitdauer, die ein Fahrzeug an einem bestimmten Ort verweilt kann dabei ermittelt werden, beispielsweise wie lange ein Fahrzeug an einem bestimmten Ort parkt.
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Mittels einer Positionseinrichtung, beispielsweise wie der in 1 gezeigten Positionseinrichtung 103, wird die Position des Fahrzeugs bestimmt. Es können außerdem Informationen bereitgestellt werden, die die Route des Fahrzeugs betreffen. Dies kann beispielsweise über ein an das Steuergerät gekoppeltes Navigationsgerät 212, wie das in 2 gezeigte, geschehen.
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Das Navigationsgerät 212 empfängt dabei über eine GPS-Antenne 213 die Positionsdaten (mindestens geographische Höhe, Länge, Breite). Außerdem ermittelt es mit Hilfe von Kartenmaterial das Vorhandensein von Tunneln, Parkhäusern und anderen POIs (Points of Interests) auf der aktuell eingestellten Fahrtroute.
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Die Positionsdaten, die POIs (Art und Entfernung bis zum Erreichen) werden vom Navigationsgerät 212 an das Steuergerät 209 übermittelt.
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Das Steuergerät 209 steuert basierend auf den oben genannten Sensorwerten, Positions- und Routeninformationen die Beheizung der Außenspiegel des Fahrzeugs. Dabei können die Außenspiegelheizung des linken Außenspiegels 204 über eine dazugehörige Heizwendel 205 und die Außenspiegelheizung des rechten Außenspiegels 206 über eine dazugehörige Heizwendel 207 gesteuert werden.
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Durch die Beheizung der Außenspiegel kann ein Beschlagen der Außenspiegel auf beiden Seiten des Fahrzeugs verhindert werden, insbesondere dann wenn während der Fahrt des Fahrzeugs ein Beschlagen der Außenspiegel unerwünscht ist, da dadurch die Sicht des Fahrers stark eingeschränkt ist.
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Alternativ ist eine manuelle Aktivierung oder Deaktivierung der Außenspiegelheizung über einen Spiegelbeheizungsschalter 208 möglich, der beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden kann. Dabei wird ein Schaltersignal an das Steuergerät 209, wie in 2 gezeigt übermittelt, worauf das Steuergerät 209 eine Aktivierung oder eine Deaktivierung der Außenspiegelbeheizung veranlasst.
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Das Steuergerät 209 und das Navigationsgerät 212 sind gemäß 2 im Innenraum 214 des Fahrzeugs verbaut.
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3 zeigt ein Signalflussdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Ein Verfahren, das eine Vielzahl von Einzelschritten umfassen kann, kann beispielsweise mittels eines Computerprogramms implementiert sein, das von der Steuerungseinrichtung 104 der Vorrichtung zur Beheizung des Außenspiegels 108, die in einem Fahrzeug integriert ist, ausgeführt werden. Im Folgenden werden die Einzelschritte dieses Verfahrens beschrieben.
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Wie oben bereits diskutiert, wird eine Vielzahl von Informationen über Sensoren der Sensoreinrichtung 102, wie in 1 gezeigt, bereitgestellt und beispielsweise von der Steuerungseinrichtung 104 empfangen.
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Informationen, die beispielsweise erfasst werden können, umfassen einen Feuchtegehalt der Außenluft, FA, der in Gramm, g Wasser je Kilogramm kg Luft oder relativ in Prozent angegeben wird, eine Temperatur der Außenluft, TA [°C], eine Fahrzeuggeschwindigkeit, vfzg [km/h], eine Regenmenge, eine Standzeit des Fahrzeugs, tFa [s], die beispielsweise von dem Gateway-SG, das heißt über eine Netzwerkkomponente empfangen wird, eine Bordnetzspannung, Ub [V], ein Strom, ihw [A], der durch die Heizwendel der Spiegelheizung fließt und Positionsdaten des Fahrzeugs, Pos_Fzg, wobei beispielsweise der Längengrad, der Breitengrad und die Höhe der Position des Fahrzeugs angegeben wird und die Sonnenintensität Pson [W/m2].
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Darüber hinaus steht das Signal des Schalters 208, mit dem die Außenspiegelheizung manuell vom Fahrer eingeschaltet werden kann, zur Verfügung. Außerdem können entsprechende Karten bereitgestellt werden, die ermöglichen, dass ein Navigationsgerät 212 in der Lage ist, Routeninformationen (Positionsdaten von einer GPS-Antenne 213 und Informationen über POIs auf der eingestellten Route bzw. der aktuellen Position) an das Steuergerät 209 zu senden.
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Bauteilparameter des gesamten Außenspiegels, wie z.B. (aber nicht abschließend) die Wärmekapazität, csg, von dem Glas des Außenspiegels, die Masse, msg, des Glases des Außenspiegels, die spezifische Wärmeleitfähigkeit, wlfsg, des Spiegelglases und der elektrische Widerstand der Spiegelheizungswendel werden ermittelt und können dem Verfahren ebenfalls zur Verfügung gestellt werden.
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Im Schritt 301 des Verfahrens wird eine Taupunkttemperatur der Außenluft berechnet. Diese Temperatur könnte jedoch auch bereits als Sensorwert zur Verfügung stehen. Die Taupunkttemperatur ist dabei als diejenige Temperatur definiert, die bei einem nicht veränderlichen Luftdruck unterschritten werden muss, damit sich der Wasserdampf als Tau oder Nebel aus feuchter Luft abscheiden kann.
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Zur Bestimmung des Luftdrucks wird eine Höhenangabe des Fahrzeugs verwendet. Dabei wird über die Angabe der Position des Fahrzeugs eine Höhe ermittelt, auf der sich das Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet.
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Im Schritt 302 des Verfahrens wird eine Temperatur des Spiegelglases geschätzt, beispielsweise eine Temperatur des Spiegelglases der Außenspiegel.
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Die Schätzung der Glastemperatur des Außenspiegels erfolgt dabei über ein physikalisches Modell, das die Wärmeabfuhr durch Konvektion, die Wärmestrahlung und den Wärmeeintrag durch die Heizung des Außenspiegels und durch Sonneneinstrahlung berücksichtigt. Dabei wird ein Strom, der durch die Heizwendel des Außenspiegels fließt, ermittelt oder indirekt über Spannung und Heizungswiderstand berechnet.
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Im Schritt 303 des Verfahrens findet eine Bestimmung bekannter geographischer Orte, an dem ein erhöhtes Beschlagsrisiko auf der aktuell eingestellten Navigationsroute zu erwarten ist, statt. Hierfür werden Informationen, zum Beispiel die Art und die Entfernung zu POIs auf der Route ausgewertet. Damit können z.B. Tunnel und öffentliche Tiefgaragen berücksichtigt werden.
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Ein erhöhtes Beschlagsrisiko ist dann zu erwarten, wenn sich das Fahrzeug bei entsprechend hoher Luftfeuchtigkeit von einem Ort mit niedriger Außentemperatur zu einem Ort mit höherer Außentemperatur bewegt, das heißt wenn eine schnelle Änderung der Außentemperatur stattfindet, die Temperatur des Spiegelglases sich aber nicht schnell genug anpasst. Dann kann es zu einem Beschlagen des Außenspiegels kommen.
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Wenn sich auf der Route des Fahrzeugs beispielsweise ein Tunnel befindet, den das Fahrzeug passieren muss, kann es zu einer schnellen Änderung der Außentemperatur kommen, wodurch der Außenspiegel des Fahrzeugs beschlagen kann.
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Zudem kann im Schritt 303 eine Zeit geschätzt werden, bei der das Fahrzeug einen bestimmten Risiko-Ort, das heißt einen Ort an dem mit einem Beschlagen der Außenspiegel gerechnet werden muss, erreicht.
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Im Schritt 304 des Verfahrens findet ein Lernen von Orten statt, die nicht als POI im verfügbaren Kartenmaterial verzeichnet sind und somit persönliche Risiko-Orte darstellen. Dies sind beispielsweise nicht eingezeichnete Tiefgaragen, Hallen oder die heimische Garage.
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Zum Lernen von persönlichen Risiko-Orten wird das Schaltersignal, mit dem der Fahrer die Spiegelheizung manuell aktiviert, ausgewertet. Deuten die Sensorwerte der Außenluft und die Außenspiegeltemperatur darauf hin, dass die Außenspiegel beschlagen sein müssten, wird die manuelle Aktivierung der Außenspiegelheizung durch den Fahrer als Plausibilisierung dafür verwendet, dass die Spiegel auch tatsächlich beschlagen sind. Der Ort, an dem diese Plausibilisierung positiv erfolgt, wird sodann als persönlicher Risiko-Ort abgespeichert.
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Bei einem erneuten Anfahren dieses persönlichen Risiko-Ortes in der Zukunft kann dann die Heizung proaktiv aktiviert werden, um ein erneutes Beschlagen dann zu vermeiden.
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Im Anschluss, wird, wie im Schritt 305 des Verfahrens dargestellt, aus der geschätzten Glastemperatur, der Taupunkttemperatur, der Regenmenge und der Zeit bis zum Erreichen eines geographischen oder persönlichen Risiko-Ortes ein Beschlagsrisiko abgeschätzt.
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Aufgrund der Schätzung kann, wie in dem 3 gezeigtem Schritt 306 eine Spiegelheizung aktiviert (eingeschaltet) oder deaktiviert (ausgeschaltet) werden.
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Dabei fungiert ein Regler mit Beschlagsrisiko als Führungsgröße und die an den Außenspiegel angelegte Spannung als Stellgröße.
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Wenn ein bestimmtes Beschlagsrisiko überschritten wird, findet eine Aktivierung der Spiegelheizung statt. Eine Deaktivierung erfolgt immer dann, wenn ein Beschlagsrisiko klein genug geworden ist, das heißt einen bestimmten Wert unterschritten hat.
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4 zeigt die Verfahrensschritte 401–405 eines Verfahrens 400, welche beispielsweise von der Vorrichtung 101, gemäß 1, ausgeführt werden kann, aber nicht darauf beschränkt ist.
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Im Schritt 401 des Verfahrens 400, gemäß 4, wird eine Position eines Fahrzeugs bestimmt.
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Die Position des Fahrzeugs kann beispielsweise mit einer Positionseinrichtung 103, wie in 1 gezeigt bestimmt werden und einer Steuerungseinrichtung, wie der in 1 gezeigten Steuerungseinrichtung 104 zur Verfügung gestellt werden.
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Im Schritt 402 des Verfahrens 400, gemäß 4, werden Signale einer Sensoreinrichtung empfangen.
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Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine, wie in 1 gezeigte Sensoreinrichtung 102 sein und eine Vielzahl von Sensoren umfassen, beispielsweise einen Temperatursensor, der die Temperatur an einem Außenspiegel des Fahrzeugs misst oder einen Sensor zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit.
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Im Schritt 403 des Verfahrens 400, gemäß 4, erfolgt ein Steuern der Beheizung des Außenspiegels, basierend auf den Signalen der Sensoreinrichtung und der Position des Fahrzeugs.
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Das Steuern kann beispielsweise ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung umfassen und von der Steuereinrichtung 104, wie in 1 gezeigt ausgeführt werden.
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Im Schritt 404 des Verfahrens 400, gemäß 4, erfolgt ein Lernen, an welchem Ort ein Einschalten oder Abschalten der Beheizung des Außenspiegels notwendig ist.
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Im Schritt 405 des Verfahrens 400, gemäß 4, erfolgt ein Abschalten der Beheizung in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoreinrichtung und/oder der Position des Fahrzeugs.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können in allen Fahrzeugen verwendet werden, die über einen elektrisch beheizbaren Außenspiegel, einen verbauten Feuchtigkeitssensor für die Außenluft, ein Navigationsgerät und einen Regensensor verfügen. Die Ermittlung des Heizungsstroms des Außenspiegels sollte außerdem in einem Steuergerät möglich sein und kann direkt über einen Sensor oder indirekt ermittelt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren können außer bei Fahrzeugen beispielsweise auch bei fest installierten Verkehrsspiegeln, zum Beispiel bei Spiegeln, die an unübersichtlichen Kreuzungen und Ausfahrten installiert sind, ohne GPS-Datenauswertung verwendet werden.
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Zudem ist die Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens an schwer zugänglichen Außenspiegeln bei einer Vielzahl von Fahrzeugen möglich, beispielsweise bei Lastkraftwagen, bei Bussen, Traktoren oder Landmaschinen.
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5 zeigt die Verfahrensschritte 501 bis 508 eines Verfahrens, um die Außenspiegelheizung zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.
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Im Schritt 501 werden die Sensorsignale, die die Werte der Außenluft, wie z.B. Temperatur, Feuchte und Taupunkt beinhalten, erfasst. Gleichzeitig wird im Schritt 502 über das oben beschriebene physikalische Modell die Temperatur des Außenspiegelglases geschätzt oder direkt gemessen.
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Im Schritt 503 wird parallel dazu ermittelt, welche Zeit bis zum Erreichen eines geographischen oder persönlichen Risiko-Ortes verstreichen wird. Dazu wird die aktuell eingestellte Route hinsichtlich der POIs und die aktuelle Position ausgewertet.
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Ein aus diesen Informationen resultierendes Risiko eines Außenspiegelbeschlags wird im Verfahrensschritt 504 bestimmt.
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Überschreitet dieses Risiko eine festgelegte Schwelle, so wird die Außenspiegelheizung im Verfahrensschritt 506 proaktiv eingeschaltet, um ein tatsächliches Beschlagen der Außenspiegel zu vermeiden.
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Sinkt anschließend das Beschlagsrisiko wieder unter einen festgelegten Wert entsprechend Verfahrensschritt 507, wird die Außenspiegelheizung im Verfahrensschritt 508 wieder ausgeschaltet.
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6 zeigt die Verfahrensschritte 601 bis 608, mit denen die sog. persönlichen Risiko-Orte ermittelt werden können.
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Im Verfahrensschritt 601 werden die Sensorsignale, die die Werte der Außenluft, wie z.B. Temperatur, Feuchte und Taupunkt beinhalten, erfasst. Gleichzeitig wird im Verfahrensschritt 602 die Oberflächentemperatur der Außenspiegel geschätzt, jedoch unter der Annahme, dass die Außenspiegelheizung deaktiviert ist und somit keine Heizleistung in das Spiegelglas eingetragen wird. Damit wird der Situation Rechnung getragen, dass auch bei bereits aktivierter Außenspiegelheizung ein persönlicher Risiko-Ort gelernt werden kann.
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Aus diesen Informationen wird im Verfahrensschritt 603 geschätzt, ob mit einem Beschlagen des Außenspiegels bei ausgeschalteter Außenspiegelheizung gerechnet werden müsste.
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Wenn diese Schätzung auf Außenspiegelbeschlag hindeutet, wird im Verfahrensschritt 605 anhand der in Verfahrensschritt 604 ermittelten Positions- und POI-Informationen ermittelt, ob sich das Fahrzeug an einem bekannten öffentlichen oder zuvor bereits gelernten Risiko-Ort befindet.
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Ist dieses nicht der Fall, so wird im Verfahrensschritt 607 die Annahme, dass die Außenspiegel beschlagen sein müssten, durch Abfrage des manuellen Außenspiegelheizungsschalters im Verfahrensschritt 606, plausibilsiert.
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Wurde die Außenspiegelheizung manuell aktiviert, so wird davon ausgegangen, dass die Außenspiegel tatsächlich beschlagen sind und der Fahrer den Beschlag manuell per Außenspiegelheizung entfernen möchte.
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Als Resultat einer positiven Plausibilisierung wird die aktuelle Position im Verfahrensschritt 608 als neuer persönlicher Risiko-Ort abgespeichert. Er kann anschließend in dem in 5 beschriebenen Verfahren zur Aktivierung / Deaktivierung der Außenspiegelheizung berücksichtigt werden. Damit wird die Außenspiegelheizung bei einem erneuten Anfahren dieses Ortes bei entsprechenden Umgebungsbedingungen proaktiv eingeschaltet und eine wiederholtes Beschlagen der Spiegel vermieden. Der Ort wurde damit positiv angelernt.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Vorrichtung
- 102
- Sensoreinrichtung
- 103
- Positionseinrichtung
- 104
- Steuerungseinrichtung
- 105
- Speichereinrichtung
- 108
- Außenspiegel
- 109
- Heizeinrichtung
- 201
- Sensor für Außentemperatur
- 202
- Sensor für Außenfeuchte
- 203
- Regensensor
- 204
- Außenspiegel (links)
- 205
- Heizwendel
- 206
- Außenspiegel (rechts)
- 207
- Heizwendel
- 208
- Spiegelheizungsschalter
- 209
- Steuergerät
- 210
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- 211
- Fahrzeugstandzeit
- 212
- Navigationsgerät
- 213
- GPS-Antenne
- 214
- Fahrzeuginnenraum
- 215
- Sonnensensor
- 301
- Schritt: Berechnung der Taupunkttemperatur
- 302
- Schritt: Berechnung der Spiegelglastemperatur
- 303
- Schritt: Bestimmung geographischer Risiko-Orte
- 304
- Schritt: Lernen persönlicher Risiko-Orte
- 305
- Schritt: Schätzung des Beschlagsrisikos
- 306
- Schritt: Aktivieren/Deaktivieren des Spiegelheizung
- 400
- Verfahren
- 401–405
- Verfahrensschritte
- 501–508
- Verfahrensschritte
- 601–608
- Verfahrensschritte
