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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Steuerung der Wischanlage einer Frontscheibe eines Fahrzeugs.
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Ein Fahrzeug weist heute typischerweise eine Niederschlags- oder Regensensor auf, um Niederschlag auf einer Front- oder Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu detektieren, so dass bei Bedarf automatisch der Wischer einer Wischanlage des Fahrzeugs aktiviert werden kann, um den Niederschlag von der Frontscheibe zu entfernen. Außerdem kann manuell durch einen Fahrer oder ggf. automatisch Reinigungsflüssigkeit über eine Düse auf die Frontscheibe des Fahrzeugs gebracht werden, um die Frontscheibe bei Bedarf zu reinigen.
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Die Aktivierung der Wischanlage, insbesondere die Aktivierung eines Wischers zum Entfernen von Flüssigkeit und/oder die Aktivierung einer Düse zum Aufbringen von Reinigungsflüssigkeit, kann in bestimmten Situationen zu einer Beeinträchtigung der Sicht des Fahrers eines Fahrzeugs führen. Dadurch können der Komfort und ggf. die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs beeinträchtigt werden.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit für ein Fahrzeug bereitzustellen, durch die die Steuerung einer Wischanlage einer Frontscheibe eines Fahrzeugs verbessert werden kann, insbesondere um den Komfort und die Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung einer Wischanlage einer Scheibe (insbesondere einer Frontscheibe) eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenkraftfahrzeugs) beschrieben. Das Verfahren kann durch eine Steuereinheit des Fahrzeugs ausgeführt werden. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Beleuchtungs-Information bezüglich einer Beleuchtungssituation in einem Umfeld des Fahrzeugs. Dabei kann Information bezüglich einer aktuellen und/oder bezüglich einer zukünftigen Beleuchtungssituation ermittelt werden. Insbesondere kann Information in Bezug auf eine Beleuchtungssituation in einem Umfeld des Fahrzeugs ermittelt werden, das in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegt.
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Das Ermitteln von Beleuchtungs-Information kann z. B. umfassen, das Ermitteln von Bilddaten bezüglich des Umfelds des Fahrzeugs mittels eines Umfeldsensors, insbesondere mittels einer Kamera, des Fahrzeugs. Die Bilddaten können ausgewertet werden, um die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann das Ermitteln von Beleuchtungs-Information umfassen, das Ermitteln von Sensordaten eines Sonnensensors des Fahrzeugs. Der Sonnensensor kann z. B. eingerichtet sein, zu ermitteln, ob Sonnenstrahlen in eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs eindringen. Die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs kann dann auf Basis der Sensordaten des Sonnensensors ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Ermitteln von Beleuchtungs-Information umfassen, das Ermitteln von Navigationsdaten bezüglich einer Position und/oder bezüglich einer Ausrichtung des Fahrzeugs mittels eines Positionssensors (z. B. mittels eines GPS Empfängers und/oder mittels eines Gyroskops) des Fahrzeugs. Die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs kann dann auf Basis der Navigationsdaten (insbesondere unter Berücksichtigung des aktuellen Datums und der aktuellen Uhrzeit) ermittelt werden.
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Die Beleuchtungs-Information kann z. B. anzeigen, ob eine Beleuchtungssituation vorliegt (oder vorliegen wird), bei der ein Lichtstrahl von einer externen Lichtquelle, insbesondere von der Sonne, auf die Scheibe trifft oder an einem zukünftigen Zeitpunkt auf die Scheibe treffen werden. Der Lichtstrahl einer externen Lichtquelle kann dazu führen, dass Partikel auf der Oberfläche der Scheibe (z. B. Niederschlag, Reinigungsflüssigkeit und/oder Verunreinigungen) die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs beeinträchtigen.
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Insbesondere kann die Beleuchtungs-Information anzeigen, ob eine Beleuchtungssituation vorliegt (oder vorliegen wird), bei der der Lichtstrahl von der externen Lichtquelle in einem Blickfeld eines Fahrers des Fahrzeugs liegt oder an dem zukünftigen Zeitpunkt liegen wird.
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Alternativ oder ergänzend kann die Beleuchtungs-Information anzeigen, ob eine Beleuchtungssituation vorliegt (oder vorliegen wird), bei der der Lichtstrahl von der externen Lichtquelle mit einem Winkel, der in einem vor-definierten Winkel-Bereich liegt, auf eine Oberfläche der Scheibe trifft oder an dem zukünftigen Zeitpunkt auf die Oberfläche der Scheibe treffen wird. Der Winkel-Bereich kann Winkel relativ zu einer Senkrechten zu der Oberfläche der Scheibe anzeigen (z. B. –30° bis 0°; wobei ein negativer Winkel anzeigt, dass der Lichtstrahl unterhalb der Senkrechten zu der Oberfläche der Scheibe verläuft, wie beispielhaft in 2 dargestellt).
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Alternativ oder ergänzend kann die Beleuchtungs-Information anzeigen, ob eine Beleuchtungssituation vorliegt (oder vorliegen wird), bei der die Scheibe zwischen der externen Lichtquelle und dem Blickfeld bzw. den Augen des Fahrers des Fahrzeugs liegt oder an dem zukünftigen Zeitpunkt liegen wird. Alternativ oder ergänzend kann die Beleuchtungs-Information anzeigen, ob eine Beleuchtungssituation vorliegt (oder vorliegen wird), bei der die externe Lichtquelle zu einer Blendung des Fahrers des Fahrzeugs führt oder an dem zukünftigen Zeitpunkt führen wird.
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Es kann somit Beleuchtungs-Information ermittelt werden, die anzeigt, ob eine Beleuchtungssituation an einem aktuellen Zeitpunkt vorliegt oder an einem zukünftigen Zeitpunkt (z. B. in 1, 2, 5, 10 oder mehr Sekunden) vorliegen wird, durch die die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs durch die Scheibe des Fahrzeugs beeinträchtigt werden könnte.
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Das Verfahren umfasst weiter das Steuern der Wischanlage in Abhängigkeit von der Beleuchtungs-Information. Insbesondere kann dabei eine Geschwindigkeit eines Wischers der Wischanlage angepasst werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Menge an Reinigungsflüssigkeit, die durch eine Düse der Wischanlage auf die Scheibe gesprüht wird, angepasst werden. Durch das Steuern der Wischanlage in Abhängigkeit von der Beleuchtungs-Information können die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs und damit die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht werden.
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Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln von Messwerten eines Niederschlags- bzw. Regensensors (insbesondere eines Regen-Licht-Beschlags-Sensors) des Fahrzeugs, wobei die Messwerte eine Menge an Niederschlag auf der Scheibe anzeigen. Die Wischanlage kann dann auch in Abhängigkeit von den Messwerten gesteuert werden. Insbesondere kann dabei der Niederschlags-abhängige Betrieb, d. h. der Messwert-abhängige Betrieb, der Wischanlage (z. B. die Niederschlags-abhängige Geschwindigkeit eines Wischers der Wischanlage) an die aktuelle und/oder zukünftige Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs angepasst werden. So kann die Sicht des Fahrers weiter verbessert werden.
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Beispielsweise kann die Geschwindigkeit eines Wischers der Wischanlage erhöht werden (auch bei einer unveränderten Niederschlags-Situation), wenn die Beleuchtungs-Information anzeigt, dass ein Lichtstrahl von einer externen Lichtquelle auf die Scheibe trifft oder an einem zukünftigen Zeitpunkt auf die Scheibe treffen wird.
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Wie bereits oben dargelegt, kann das Ermitteln von Beleuchtungs-Information umfassen, das Prädizieren einer zukünftigen Beleuchtungssituation (an einem zukünftigen Zeitpunkt). Die Wischanlage kann dann zu einem aktuellen Zeitpunkt in Abhängigkeit von der zukünftigen Beleuchtungssituation gesteuert werden. Es kann somit ein vorausschauender Betrieb der Wischanlage erfolgen, um einer ggf. verschlechterten Sichtsituation an dem zukünftigen Zeitpunkt entgegenzuwirken. So kann die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs weiter verbessert werden.
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Beispielsweise kann die Wischanlage zu einem aktuellen Zeitpunkt angesteuert werden, um die Scheibe zu reinigen (z. B. durch Aktivierung einer Düse der Wischanlage und/oder durch Aktivierung eines Wischers des Wischanlage), wenn die Beleuchtungs-Information anzeigt, dass zu dem zukünftigen Zeitpunkt ein Lichtstrahl von einer externen Lichtquelle (z. B. von der Sonne) auf die Scheibe trifft (und dann durch Streuung an Partikeln auf der Oberfläche der Scheibe die Sicht des Fahrers beeinträchtigen könnte). Die automatische Aktivierung der Wischanlage zu dem aktuellen Zeitpunkt kann dabei unabhängig von den Messwerten des Niederschlagssensors des Fahrzeugs erfolgen.
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Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln eines Grades von Verunreinigungen auf der Scheibe. Die Wischanlage kann dann auch in Abhängigkeit von dem Grad von Verunreinigungen gesteuert werden. Beispielsweise kann die Wischanlage nur dann (präventiv) aufgrund einer prädizierten Beleuchtungssituation in automatischer Weise aktiviert werden, wenn der Grad von Verunreinigungen auf der Scheibe größer als ein vordefinierter Verunreinigungs-Schwellenwert ist. So können unnötige Aktivierungen der Wischanlage unterbunden und die Sicht des Fahrers weiter verbessert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für eine Wischanlage einer Scheibe eines Fahrzeugs beschrieben. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Beleuchtungs-Information bezüglich einer (aktuellen und/oder zukünftigen) Beleuchtungssituation in einem Umfeld des Fahrzeugs zu ermitteln. Insbesondere kann dabei ermittelt werden, ob eine (aktuelle und/oder zukünftige) Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs vorliegt, durch die die Sicht des Fahrers durch die Scheibe des Fahrzeugs beeinträchtigt werden könnte. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, die Wischanlage in Abhängigkeit von der Beleuchtungs-Information zu steuern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 ein Blockdiagramm einer Wischanlage eines Fahrzeugs;
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2 eine beispielhafte Blendsituation in einem Fahrzeug; und
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3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung einer Wischanlage eines Fahrzeugs.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit einer verbesserten Steuerung der Wischanlage eines Fahrzeugs, insbesondere um die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs durch eine Scheibe des Fahrzeugs zu verbessern. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Insbesondere zeigt 1 eine Frontscheibe 103 eines Fahrzeugs 100, die mit ein oder mehreren Wischern (insbesondere Wischarmen) 108 abgewischt werden kann. Die ein oder mehreren Wischer 108 können durch ein oder mehrere Aktuatoren 104 (z. B. durch ein oder mehrere Elektromotoren) über die Oberfläche der Scheibe 103 bewegt werden, um Niederschlag (insbesondere Wasser oder Schnee) von der Oberfläche der Scheibe 103 zu entfernen. Die ein oder mehreren Aktuatoren 104 können durch eine Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 angesteuert werden.
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Das Fahrzeug 100 umfasst weiter einen Niederschlagssensor 102 (insbesondere einen Regen-Licht-Beschlags-Sensor), der eingerichtet ist, Messwerte zu erfassen, die die Menge von Niederschlag anzeigt, die sich zu bestimmten Mess-Zeitpunkten auf der Oberfläche der Scheibe 103 befindet. Außerdem umfasst das Fahrzeug 100 eine Düse 111, die durch einen Aktuator 110 aktiviert werden kann, um Reinigungsflüssigkeit auf die Oberfläche der Scheibe 103 zu sprühen. Die Reinigungsflüssigkeit kann dazu verwendet werden, die Oberfläche der Scheibe 103 zu reinigen. Die Düse 111 kann z. B. manuell durch einen Fahrer des Fahrzeugs 100 aktiviert werden.
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Die Aktivierung eines Wischers 108 und/oder einer Düse 111 kann dazu führen, dass die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs 100 zumindest vorübergehend beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann der Wischer 108 Verunreinigungen auf der Oberfläche der Scheibe 103 verschmieren. Derartige vorübergehende Beeinträchtigungen der Sicht sind typischerweise besonders ausgeprägt, wenn Sonnenlicht auf die Scheibe 103 scheint. Dies ist beispielhaft in 2 veranschaulicht. Insbesondere bei einem relativ niedrigen Stand der Sonne 201 kann es dazu kommen, dass Sonnenstrahlen 202 durch die Scheibe 103 im Blickfeld des Fahrers 204 des Fahrzeugs 100 liegen. Als Folge daraus können Partikel auf der Oberfläche der Scheibe 103 (z. B. Niederschlag, Verunreinigungen, Reinigungsflüssigkeit, etc.) zu relativ starken Beeinträchtigungen der Sicht des Fahrers 204 des Fahrzeugs 100 führen. Es kann daher vorteilhaft sein, den Betrieb der Wischanlage, d. h. insbesondere den Betrieb eines Wischers 108 und/oder den Betrieb einer Düse 111, in Abhängigkeit von der aktuellen oder zukünftigen Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs 100 anzupassen.
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Das Fahrzeug 100 kann zu diesem Zweck Mittel bzw. Sensoren 105, 106, 107 umfassen, die eingerichtet sein, die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs 100 zu ermitteln. Das Fahrzeug 100 kann z. B. ein oder mehrere Umfeldsensoren 105 (z. B. ein oder mehrere Kameras) umfassen, mit denen Umfelddaten (z. B. Bilddaten) erfasst werden können, die die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs 100 anzeigen. Auf Basis von Bilddaten kann z. B. die Position der Sonne 201 bzw. die Position einer künstlichen Lichtquelle 201 (etwa der Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs) relativ zu dem Fahrzeug 100 ermittelt werden. Insbesondere kann ermittelt werden, ob der Lichtstrahl 202 einer Lichtquelle 201 (z. B. der Sonne) durch einen Punkt der Scheibe 103 verläuft, der im Blickfeld des Fahrers 204 liegt. Des Weiteren kann ermittelt werden, mit welchem Winkel 203 ein Lichtstrahl 202 auf die Oberfläche der Scheibe 103 trifft.
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Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug 100 ein oder mehrere Sonnensensoren 106 umfassen, mit denen erkannt werden kann, ob ein Teil der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 einer Sonnenbestrahlung ausgesetzt ist. Alternativ oder ergänzend kann mittels eines Positionssensors 107 die Position und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs 100 ermittelt werden. Diese Information kann in Kombination mit digitaler Karteninformation und/oder in Kombination mit Information über das aktuelle Datum und der aktuellen Uhrzeit dazu verwendet werden, die Position der Sonne 201 relativ zu dem Fahrzeug 100 zu bestimmen.
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Es kann somit auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren 105, 106, 107 des Fahrzeugs 100 die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs 100 ermittelt werden. Insbesondere kann auf Basis der Sensordaten ermittelt werden, ob die Oberfläche der Scheibe 103 im Blickfeld des Fahrers 204 durch eine Lichtquelle 201 (z. B. durch die Sonne oder durch eine künstliche Lichtquelle) beleuchtet wird. Der Betrieb der Wischanlage des Fahrzeugs 100 kann dann in Abhängigkeit von der Beleuchtungssituation angepasst werden. Beispielsweise kann die Menge der Reinigungsflüssigkeit, die durch eine Düse 111 der Wischanlage auf die Oberfläche der Scheibe 103 aufgebracht wird, in Abhängigkeit von der Beleuchtungssituation angepasst werden. Alternativ oder ergänzend kann die Geschwindigkeit eines Wischers 108 der Wischanlage in Abhängigkeit von der Beleuchtungssituation angepasst werden. So kann die Sicht des Fahrers 204 des Fahrzeugs 100 auch bei widrigen Beleuchtungssituationen (ggf. präventiv) verbessert werden.
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Durch die Nutzung von Navigations- bzw. Positionsdaten (Längengrad, Breitengrad, Fahrtrichtung, etc.) des Fahrzeugs 100 und anhand von Zeitinformationen (Datum, Uhrzeit, Zeitzone, etc.) lässt sich somit der Sonnenstand relativ zu dem Fahrzeug 100 berechnen. Alternativ oder ergänzend können durch im Fahrzeug 100 verbaute Kameras 105 (z. B. zur Spurhaltung, zur Erkennung von Geschwindigkeits-Limits, etc.) der Sonnenstand, Spiegelungen und/oder eine künstliche Beleuchtung erkannt werden. Alternativ oder ergänzend kann ein für Zwecke der Klimaregelung verbauter Sonnensensor 106 zur Erkennung von Sonnenbestrahlung verwendet werden, um Information über die aktuelle Sonnenbestrahlung der Scheibe 103 zu ermitteln. In Summe kann somit anhand von Sensoren 105, 106, 107 des Fahrzeugs 100 Information über die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.
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Die Information über die Beleuchtungssituation im Umfeld des Fahrzeugs 100 kann dazu verwendet werden, die Wischer-Einstellung der Wischanlage des Fahrzeugs 100 zusätzlich zu der aktuellen Niederschlags-Situation (welche durch die Messwerte des Niederschlagssensors 102 angezeigt wird) in verbesserter Weise zu steuern, insbesondere um die Sichtbedingungen für den Fahrer 204 des Fahrzeugs 100 (insbesondere bei widrigen Beleuchtungssituationen) zu verbessern.
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Die Anpassung des Betriebs der Wischanlage an die Beleuchtungssituation kann in präventiver bzw. vorbeugender Weise erfolgen. Insbesondere kann auf Basis der Sensordaten der Sensoren 105, 106, 107 des Fahrzeugs 100 eine zukünftige Beleuchtungssituation an einem zukünftigen Zeitpunkt (z. B. 1, 2, 5 oder mehr Sekunden nach einem aktuellen Zeitpunkt) prädiziert werden. Der Betrieb der Wischanlage kann dann bereits zu dem aktuellen Zeitpunkt in Abhängigkeit von der (prädizierten) zukünftigen Beleuchtungssituation an dem zukünftigen Zeitpunkt angepasst werden. So können z. B. in vorbeugender Weise eine Reinigung der Scheibe 103 durchgeführt und damit die Sichtverhältnisse verbessert werden, wenn eine zukünftige Beleuchtungssituation prädiziert wird, bei der Lichtstrahlen 202 einer Lichtquelle 201 so auf die Oberfläche der Scheibe 103 treffen, dass es zu einer Sichtbeeinträchtigung durch Streuung kommen kann.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Steuerung einer Wischanlage einer Scheibe 103 (insbesondere einer Front- oder Windschutzscheibe) eines Fahrzeugs 100. Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301 von Beleuchtungs-Information bezüglich einer (aktuellen und/oder zukünftigen) Beleuchtungssituation in einem Umfeld (insbesondere in einem in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 liegenden Umfeld) des Fahrzeugs 100. Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Steuern 302 der Wischanlage in Abhängigkeit von der Beleuchtungs-Information (insbesondere zusätzlich zu der Steuerung der Wischanlage in Abhängigkeit von den Messwerten eines Niederschlagssensors 102 des Fahrzeugs 100). Durch die Berücksichtigung der Beleuchtungs-Information können die Sicht des Fahrers 204 durch die Scheibe 103 und damit die Sicherheit des Fahrzeugs 100 erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
