DE102016211864A1 - Einkörperregensensor mit Reflexionssensor zum Erfassen eines externen Objekts - Google Patents

Einkörperregensensor mit Reflexionssensor zum Erfassen eines externen Objekts Download PDF

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Jin Sang Lee
Yong Pyo Hong
Nam Joon Yoo
Jong Min Park
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    • G01V8/20Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
    • G01V8/22Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers using reflectors

Abstract

Es ist ein Einkörperregensensor an einem Fahrzeugglas angebracht, um einen Regentropfen und ein externes Objekt zu unterscheiden, die auf das Fahrzeugglas fallen, wobei der Einkörperregensensor eine Lichtemissionseinheit, die Licht emittiert, das auf das Fahrzeugglas eingebracht wird, ein zweites Lichtemissionsmodul, das Licht emittiert, das auf das Fahrzeugglas eingebracht wird, eine Lichtempfangseinheit, die Licht empfängt, das von der Lichtemissionseinheit und der zweiten Lichtemissionseinheit emittiert und von dem Fahrzeugglas reflektiert wird, und eine Steuerungseinheit ein, die das Licht, das die Lichtempfangseinheit empfangen hat, in Form eines Signals ausgibt, um dadurch einen Scheibenwischer des Fahrzeugs zu betreiben.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor zum Erfassen eines externen Objekts und insbesondere einen Einkörperregensensor mit dem Reflexionssensor, der an einem Fahrzeugglas angebracht ist, um einen Regentropfen, ein externes Objekt etc. an dem Fahrzeugglas zu erfassen und zu unterscheiden und ist eingerichtet, ein Signal zu erzeugen, um einen Antrieb und eine Betriebsgeschwindigkeit und einen Zyklus eines Fahrzeugscheibenwischers basierend auf der Art, der Menge und des Fallzyklus des erfassten Objekts zu steuern.
  • (b) Beschreibung des in Beziehung stehenden Stands der Technik
  • Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug mit einem Scheibenwischer ausgestattet, um Regenwasser von einem Fahrzeugglas zu entfernen, wenn es regnet, und das Fahrzeugglas, das mit schlammigem Wasser, Staub etc. verschmutzt worden ist, zu wischen und zu reinigen. Der Scheibenwischer ist eingerichtet, um gezielt mithilfe eines Scheibenwischeraktivierungsschalters aktiviert zu werden, wenn ein Fahrzeugfahrer den Scheibenwischer aktivieren will.
  • In den letzten Jahren wurde der Scheibenwischer eingerichtet, durch Installation eines Regensensors bei dem Fahrzeugglas automatisch betrieben zu werden, wobei der Regensensor imstande ist, die Intensität und die Menge des Regenwassers, das auf das Fahrzeugglas fällt, ohne eine getrennte Bedienung des Fahrers automatisch zu erfassen, um damit die Geschwindigkeit oder die Betriebszeit des Scheibenwischers automatisch zu steuern.
  • Der oben erwähnte Regensensor ist eingerichtet, seinen Betrieb zu beginnen, wenn Regentropfen auf dem Fahrzeugglas erfasst wird. In diesem Fall kann der Regensensor beliebige Regentropfen oder externe Objekte auf der Außenfläche des Fahrzeugglases erfassen und kann den Scheibenwischer betreiben, was in einer Beschädigung des Scheibenwischers oder eines Scheibenwischermotors resultieren kann.
  • Wenn der Regensensor beispielsweise im Winter Eis oder Frost an dem Fahrzeugglas erfasst und der Scheibenwischer in solch einer Situation betätigt wird, kann der Scheibenwischer oder der Scheibenwischermotor beschädigt werden. Wenn der Scheibenwischer in Betrieb ist, während Schlamm oder schlammiges Wasser an dem Fahrzeugglas haftet, kann zudem das Fahrzeugglas beschädigt werden. Wenn der Scheibenwischer darüber hinaus in einem Zustand angetrieben wird, in dem ein externes Objekt an dem Fahrzeugglas haftet, kann die Sicht eines Fahrzeugfahrers aufgrund des Vorliegens des externen Objekts unterbrochen werden.
  • Die koreanische offengelegte Patentveröffentlichung mit der Nr. 10-2010-0059008 offenbart ein Verfahren zum Erfassen von Regen. Wenn Licht, das von einer Lichtquelle emittiert worden ist, in Übereinstimmung mit diesem Dokument von einem Regentropfen reflektiert wird, der auf ein Fahrzeugfensterglas gefallen ist, wird durch ein Lichtempfangselement ein optisches Signal erfasst, wodurch der Regentropfen erfasst wird, und wenn die Menge an erfassten Regentropfen einen eingestellten Grenzwert erreicht, wird der Scheibenwischer des Fahrzeugs in Antwort auf ein Erfassungssignal betrieben, wodurch der Scheibenwischer basierend auf der Menge an Regentropfen betrieben werden kann. Die zum Erreichen des Grenzwerts vergangene Zeit kann durch die Erfassung der Regentropfen gemessen werden, um die Betriebsgeschwindigkeit des Scheibenwischers basierend auf der Regenfallmenge einzustellen.
  • Jedoch offenbart das oben beschriebene Dokument des in Beziehung stehenden Stands der Technik nur ein Verfahren zum Erfassen von Regen. Das Erfassen eines anderen vorbestimmten Objekts anstelle eines Regentropfens und eine Betriebssteuerung in Übereinstimmung mit dieser Erfassung werden nicht beschrieben, sodass das oben beschriebene Dokument des in Beziehung stehenden Stands der Technik nicht imstande ist, die oben beschriebenen Probleme zu lösen.
  • Die koreanische Patentanmeldung Nr. 10-2014-0066534 offenbart einen Regensensor mit Vollreflexionsmodus unter Verwendung eines Spiegels. Diese Technologie ist auf einen Regensensor gerichtet, der an einem Fahrzeugglas angebracht ist und der mit einer Lichtemissionseinheit, die imstande ist, Licht auf ein Fahrzeugglas zu emittieren, einer Lichtempfangseinheit, die eingerichtet ist, das Licht, das von der Lichtemissionseinheit emittiert worden ist und vollständig von dem Fahrzeugglas reflektiert worden ist, zu empfangen, einer Hafteinheit, die den Regensensor an das Fahrzeugglas anbringen kann, und einer Steuerungseinheit ausgebildet, die bereitgestellt ist, um ein Signal von der Lichtempfangseinheit zu empfangen, die das Licht empfangen hat, und den Scheibenwischer des Fahrzeugs zu aktivieren. Bei diesem Vollreflexionsregensensor, der einen Spiegel verwendet, wird ein Grenzwert bezüglich der Regenmenge gespeichert und wenn der Grenzwert über einem vorbestimmten Wert liegt, wird ein Signal ausgegeben, um den Scheibenwischer zu aktivieren.
  • In Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Vollreflexionsregensensor, der einen Spiegel verwendet, kann die Betriebsgeschwindigkeit und der Zyklus des Fahrzeugscheibenwischers durch die Steuerungseinheit gesteuert werden, die eingerichtet ist, ein Signal der Lichtempfangseinheit zu empfangen, die das gesamte reflektierte Licht empfangen hat, wobei dessen Intensität basierend auf der Regentropfenmenge unterschiedlich ist.
  • Die oben beschriebene Technologie beschreibt jedoch keine Erfassung von anderen Objekten als den Regentropfen und keine Betriebssteuerung in Übereinstimmung mit der Erfassung, sodass es unmöglich ist, die oben beschriebenen Probleme zu lösen.
  • Aus diesem Grund ist eine neue Technologie notwendig, die imstande ist, einen Regentropfen von einem externen Objekt mithilfe eines Regensensors zu unterscheiden und den Betrieb eines Scheibenwischers basierend auf einem Ergebnis der Unterscheidung zu steuern.
  • Darüber hinaus ist es notwendig, eine neue Technologie zu entwickeln, die es ermöglicht, den nicht notwendigen Betrieb des Scheibenwischers auf so eine Weise zu minimieren, indem die Betriebsgeschwindigkeit und der Zyklus des Scheibenwischers basierend auf der Menge und des Fallzyklus der erfassten Regentropfen gesteuert werden.
  • Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information ist nur für eine Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung gedacht und kann daher Information enthalten, die nicht Teil des Stands der Technik ist, der in diesem Land einem Fachmann bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor bereitzustellen, der so an einem Fahrzeugglas angebracht ist, dass er einen Regentropfen, ein externes Objekt, etc. auf dem Fahrzeugglas erfasst und unterscheidet und er eingerichtet ist, ein Signal zu erzeugen, um einen Antrieb und eine Betriebsgeschwindigkeit und einen Zyklus eines Fahrzeugscheibenwischers basierend auf der Art, der Menge und dem Fallzyklus des erfassten Objekts zu steuern, wobei der Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor eine Lichtemissionseinheit, die imstande ist, Licht zu emittieren, dass in das Fahrzeugglas eingebracht wird; ein zweites Lichtemissionsmodul, das imstande ist, Licht zu emittieren, das auf das Fahrzeugglas eingebracht wird; eine Lichtempfangseinheit, die vorgesehen ist, um das Licht zu empfangen, das von der Lichtemissionseinheit und dem zweiten Lichtemissionsmodul emittiert und von dem Fahrzeugglas reflektiert worden ist; und eine Steuerungseinheit einschließen kann, die imstande ist, das Licht, das die Lichtempfangseinheit empfangen hat, in Form eines Signals auszugeben, um damit einen Scheibenwischer des Fahrzeugs zu betreiben.
  • Bei einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung dementsprechend einen Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor bereit, der mit einer Lichtemissionseinheit, einem zweiten Lichtemissionsmodul, einer Lichtempfangseinheit und einer Steuerungseinheit ausgebildet ist und so an einem Fahrzeugglas angebracht ist, das er einen Regentropfen, ein externes Objekt etc., die auf das Fahrzeugglas fallen, erfasst und unterscheidet. Die Lichtempfangseinheit empfängt Licht, das von der Lichtemissionseinheit emittiert wird und dann vollständig von einem Fahrzeugglas reflektiert wird, und Licht, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul emittiert wird und dann von einem Fahrzeugglas reflektiert wird, und gibt Signale für die empfangene Lichtmenge aus. Die Steuerungseinheit analysiert die Signale, die durch die Lichtempfangseinheit ausgegeben werden, und gibt ein Steuerungssignal aus, um den Antrieb, die Betriebsgeschwindigkeit und den Zyklus eines Fahrzeugscheibenwischers in Abhängigkeit von Bedingungen der Regentropfen und Fremdkörpern zu steuern.
  • Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden hiernach ausgeführt.
  • Der Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist so an einem Fahrzeugglas angebracht, dass er einen Regentropfen, ein externes Objekt etc. auf dem Fahrzeugglas erfasst und unterscheidet, und ist eingerichtet, ein Signal zu erzeugen, um einen Antrieb und eine Betriebsgeschwindigkeit und einen Zyklus eines Fahrzeugscheibenwischers basierend auf der Art, Menge und Fallzyklus des erfassten Objekts zu steuern, und kann dementsprechend jeglichem Schaden an dem Scheibenwischer und dem Scheibenwischermotor vorbeugen und es ist möglich, den unnötigen Betrieb des Scheibenwischers zu minimieren.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen dieser beschrieben, die durch die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, die hiernach nur zur Veranschaulichung zur Verfügung gestellt werden und somit nicht beschränkend für die vorliegende Erfindung sind, und in denen:
  • 1 eine Ansicht ist, die eine auf einem inneren Aufbau und Betrieb eines Einkörperregensensors mit einem Reflexionssensor basierende Lichtbewegungsroute in Übereinstimmung mit der Erfindung veranschaulicht;
  • 2 eine Ansicht ist, die eine auf einem weiteren Beispiel und einem Betrieb eines inneren Aufbaus eines Einkörperregensensors mit einem Reflexionssensor basierende Lichtbewegungsroute in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 3 eine Ansicht ist, die eine Lichtbewegungsroute bei einem Lichtemissionsmodul veranschaulicht, wenn ein Regentropfen bei einem Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auf ein Fahrzeugglas fällt; und
  • die 4a bis 4d schematische Ansichten sind, die Lichtbewegungsrouten bei einem Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, die sich basierend auf den Arten äußerer Objekte verändern, die auf ein Fahrzeugglas gefallen sind.
  • Es ist verständlich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind, sondern eine irgendwie vereinfachte Wiedergabe verschiedener bevorzugter Merkmale präsentieren, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Ausführungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart werden, einschließlich zum Beispiel bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Stellen und Formen werden zum Teil durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und Anwendungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen durch die verschiedenen Figuren der Zeichnungen auf die gleichen oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es ist verständlich, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher hierin verwendeter Begriff motorbetriebene Fahrzeuge im Allgemeinen, wie zum Beispiel PKW einschließlich Sport Utility Vehicle (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und Ähnliches, sowie Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, elektrische Plug-in-Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen, wie zum Beispiel Kraftstoffe, die von anderen Quellen als Rohöl abgeleitet sind, einschließt. Hierin wird auf ein Hybridfahrzeug auf ein Fahrzeug Bezug genommen, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie zum Beispiel ein sowohl kraftstoffbetriebenes als auch elektrisch betriebenes Fahrzeug.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Die hierin verwendete Einzahl „ein”, „eine” und „die”, „der” und „das” sind dazu gedacht, genauso die mehrteiligen Formen einzuschließen, es sei denn, der Zusammenhang deutet klar auf etwas anderes hin. Es ist ferner verständlich, dass die Begriffe „umfassen/aufweisen/einschließen” und/oder „umfassend/aufweisend/einschließend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorliegen angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Betätigungen bzw. Betriebe, Elemente und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorliegen oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Bedienungen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Der hierin verwendete Begriff „und/oder” schließt beliebige und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der in Beziehung stehenden aufgelisteten Gegenstände ein. Durch die Beschreibung hindurch sind die Wort „umfassen/aufweisen/einschließen” und Abwandlungen, wie zum Beispiel „umfassend/aufweisend/einschließend” dahingehend zu verstehen, dass es zugehörige Elemente einbezieht, jedoch nicht beliebige andere Elemente ausschließt. Zudem bedeuten die Begriffe „Einheit” und „Modul”, die in der Beschreibung beschrieben werden, Einheiten zum Verarbeiten mindestens einer Funktion und Operation und können durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen daraus umgesetzt werden.
  • Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium umgesetzt werden, das ausführbare Programminstruktionen enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Medien schließen ROM, RAM, Compact Discs(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppy Disks, Flash Drives, Smartcards und optische Datenspeichereinrichtungen ein, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Das computerlesbare Medium kann auch in netzwerkverbundenen Computersystemen verteilt werden, sodass die computerlesbaren Medien auf eine verteilte Weise, zum Beispiel durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN) gespeichert und ausgeführt werden.
  • Hiernach wird nunmehr im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgend beschrieben werden. Während die Erfindung in Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist verständlich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch vielfältige Alternativen, Abwandlungen, äquivalente und andere Ausführungsformen, die in den Rahmen und Schutzbereich der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung einbezogen werden können.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf einen Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor gerichtet, der an ein Fahrzeugglas angebracht ist, um einen Regentropfen, ein äußeres Objekt etc. auf dem Fahrzeugglas zu erfassen und zu unterscheiden und eingerichtet ist, ein Signal zu erzeugen, um einen Antrieb und eine Betriebsgeschwindigkeit und einen Zyklus eines Fahrzeugscheibenwischers basierend auf der Art, Menge und Fallzyklus des erfassten Objekts zu steuern.
  • Mit dem externen Objekt ist eine Substanz gemeint, wie zum Beispiel Schlamm oder schlammiges Wasser, das während des Fahrens auf ein Fahrzeugglas spritzen kann, oder eine Substanz wie zum Beispiel Frost oder Eis, die in Abhängigkeit des Wetters oder der jeweiligen Saison, d. h. Frühling, Sommer, Herbst oder Winter unterschiedlich sein kann. Insbesondere sind mit dem externen Objekt verschiedene Substanzen mit Ausnahme eines Regentropfens gemeint.
  • Die Lichtbewegungsroute, die auf der Ausführung und dem Betrieb des Einkörperregensensors mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung basiert, wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
  • 1 ist eine Ansicht, welche eine Lichtbewegungsroute veranschaulicht, die auf einem inneren Aufbau und Betrieb eines Einkörperregensensors mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung basiert, und 2 ist eine Ansicht, die eine Lichtbewegungsroute veranschaulicht, die auf einem weiteren Beispiel und Betrieb eines inneren Aufbaus eines Einkörperregensensors mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung basiert.
  • Der Regensensor aus 1 kann unter Verwendung einer Haftfläche 10 installiert werden, die an der vorderen Fläche eines Fahrzeugglases 20 angebracht ist, um damit Regentropfen und externe Objekte zu erfassen, die auf das Fahrzeugglas 20 fallen. Es wird bevorzugt, dass die Haftfläche 10 aus einem Siliziummaterial hergestellt ist.
  • Wie in 1 veranschaulicht, kann der Regensensor ein erstes Lichtemissionsmodul 110, ein parabolisches Lichtemissionsspiegelmodul 111, ein zweites Lichtemissionsmodul 120, eine Lichtempfangseinheit 130 und eine Steuerungseinheit 140 einschließen.
  • Es wird bevorzugt, dass das erste Lichtemissionsmodul 110, das zweite Lichtemissionsmodul 120 und die Lichtempfangseinheit 130 des Regensensors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung montiert sind, wo das Licht, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 und dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 emittiert wird, von dem Fahrzeugglas 20 reflektiert oder vollständig reflektiert werden kann und durch die Lichtempfangseinheit 130 empfangen werden kann.
  • Die Lichtemissionseinheit kann aus einem ersten Lichtemissionsmodul 110, das imstande ist, Licht zu emittieren, und einem parabolischen Lichtemissionsspiegelmodul 111 ausgebildet sein.
  • Das erste Lichtemissionsmodul 110 ist imstande, Licht zu emittieren, wobei das Licht vielfältige Arten von Licht sein kann, jedoch bevorzugt ein Infrarotstrahl ist. Darüber hinaus wird das Licht, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert wird, gesteuert, um sich in der Richtung des parabolischen Lichtemissionsspiegelmoduls 111 zu bewegen.
  • Das parabolische Lichtemissionsspiegelmodul 111 kann, wie in 1 veranschaulicht, eine parabolische Reflexionsfläche aufweisen, um das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittierte Licht in Richtung der Richtung des Fahrzeugglases 20 zu reflektieren.
  • Das Licht, das im Allgemeinen eine parallele Wellenlänge aufweist, kann unter Verwendung eines Parabolspiegels gebündelt bzw. kondensiert werden. Der Regensensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung setzt das obige Merkmal in einer umgekehrten Reihenfolge ein. Genauer gesagt wird das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittierte Licht in der parallelen Richtung mithilfe des parabolischen Lichtemissionsspiegelmoduls 111 reflektiert.
  • Hierfür wird bevorzugt, dass das parabolische Lichtemissionsspiegelmodul 111 eine gekrümmte parabolische Fläche aufweist, sodass das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittierte Licht in der parallelen Richtung reflektiert wird.
  • Das zweite Lichtemissionsmodul 120 ist imstande, Licht zu emittieren, und das emittierte Licht wird verwendet, um einen beliebigen Regentropfen und externes Objekt zu erfassen, das auf dem Fahrzeugglas 20 haften geblieben ist.
  • Das Licht kann ein beliebiges von vielfältigen Arten von Licht sein. Zum Beispiel kann das Licht ein Infrarotstrahl sein.
  • Das von dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 emittierte Licht wird gesteuert, sodass es in der Richtung des Fahrzeugglases 20 emittiert wird.
  • Die Lichtempfangseinheit 130 kann aus einem ersten Lichtempfangsmodul, das imstande ist, eine Funktion des Empfangens von Licht auszuführen, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert worden ist, und einem zweiten Lichtempfangsmodul ausgebildet sein, das imstande ist, das Licht zu empfangen, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 emittiert worden ist.
  • Das zweite Lichtemissionsmodul 120 und das zweite Lichtempfangsmodul als ein Reflexionssensor erfassen einen Regentropfen (W) und ein externes Objekt (P), die auf das Fahrzeugglas 20 gefallen sind.
  • Die Lichtempfangseinheit 130 ist imstande, das empfangene Licht in Form eines Signals auszugeben, das zu der Steuerungseinheit 140 übertragen wird.
  • Die Steuerungseinheit 140 ist bereitgestellt, um das Signal zu empfangen, das von der Lichtempfangseinheit 130 übertragen worden ist, und ist imstande, ein Steuerungssignal zu einem entsprechenden Fahrzeug zu übertragen, während sie mit dem Fahrzeug kommuniziert.
  • Die Kommunikation mit dem Fahrzeug kann über eine LIN-Kommunikation ausgeführt werden.
  • Die LIN-Kommunikation bezieht sich auf eine „Local Interconnect Network Communication”. Da eine LIN-Kommunikation im Allgemeinen für eine Datenübertragung zwischen einer Fahrzeug-ECU, einem aktiven Sensor und einem aktiven Aktuator verwendet wird, ist sie bei der vorliegenden Erfindung anwendbar, um den Fahrezeugscheibenwischer aktiv zu betreiben.
  • Das empfangene Signal kann analysiert werden und ein angepasstes Steuerungssignal kann basierend auf dem Zustand eines Regentropfens (W) und eines externen Objekts (P) an ein entsprechendes Fahrzeug übertragen werden. Der Betrieb des Fahrzeugscheibenwischers kann automatisch gestoppt werden, wenn ein Objekt, das den Scheibenwischer oder einen Scheibenwischermotor beschädigen kann, wie zum Beispiel Schlamm, schlammiges Wasser, Eis etc. und nicht der Regentropfen (W) erfasst wird.
  • Da die Menge der Regentropfen durch ein Signal beurteilt werden kann, können der Zyklus des Scheibenwischerbetriebs und die Geschwindigkeit des Fahrzeugscheibenwischers gesteuert werden.
  • Darüber hinaus kann ein Grenzwert basierend auf den Daten der Menge des empfangenen Lichts von dem Regentropfen (W) oder des externen Objekts (P) eingestellt werden, und der Betrieb des Scheibenwischers kann basierend auf der Lichtmenge, die das erste Lichtempfangsmodul und das zweite Lichtempfangsmodul empfangen, gesteuert werden.
  • Der Grenzwert bedeutet einen minimalen Wert der Menge an Regentropfen (W), welche den Scheibenwischer des Fahrzeugs in Betrieb setzen. Wenn die Menge an Regentropfen geringer als der eingestellte Grenzwert ist, wird der Scheibenwischer nicht betrieben, um damit den nicht notwendigen Betrieb des Scheibenwischers zu minimieren.
  • 2 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel des inneren Aufbaus eines Einkörperregensensors mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Lichtbewegungsroute kann sich basierend auf dem Betrieb bezüglich der Positionsänderung der Lichtemissionseinheit, des zweiten Lichtemissionsmoduls 120 und der Lichtempfangseinheit 130 verändern.
  • Die Lichtempfangseinheit 130 ist zwischen der Lichtemissionseinheit und dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 eingefügt, um das Licht zu empfangen, das von dem Fahrzeugglas 20 reflektiert worden ist. Insbesondere ist ein parabolisches Lichtempfangsspiegelmodul 132 vorgesehen, das eine parabolische Reflexionsfläche aufweist, sodass es aus der Lichtempfangseinheit 130 kommendes Licht unter dem Licht reflektiert, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert und dann vollständig von dem Fahrzeugglas 20 in Richtung des ersten Lichtempfangsmoduls der Lichtempfangseinheit 130 reflektiert wird. 3 ist eine Ansicht, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Bewegungsroute des Lichts in dem Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor veranschaulicht, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert worden ist, für den Fall, dass Regentropfen auf das Fahrzeugglas fallen.
  • Das Licht, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert worden ist, kann ein externes Objekt (P), das an dem Fahrzeugglas 20 haftet, basierend auf der Lichtmenge erfassen, die vollständig von dem Fahrzeugglas 20 reflektiert wird. Das Licht sollte in einem Winkel einfallen, der über einem Grenzwinkel liegt, bei dem die vollständige Reflexion ausgeführt werden kann, damit das Licht vollständig von einem vorbestimmten Medium reflektiert wird. Das parabolische Lichtemissionsspiegelmodul 111 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist imstande, zuzulassen, dass das übertragene Licht durch Einstellen des Winkels des Lichts mit einem Winkel eingebracht wird, bei dem das Licht vollständig reflektiert werden kann.
  • Die vollständige Reflexion tritt im Allgemeinen auf, wenn sich Licht von einem Medium mit einem hohen Brechungsindex zu einem Medium mit einem niedrigen Brechungsindex bewegt. Der Grenzwinkel ist ein vorbestimmter Winkel, bei dem das Licht nicht aus dem Medium austreten kann, wenn auf das Medium einfallendes Licht einen Einfallswinkel über einem vorbestimmten Winkel erreicht.
  • Der Brechungsindex des Fahrzeugglases ist in etwa 1,5~1,51 und der Brechungsindex von Luft ist 1. Die folgende Formel 1 kann eingesetzt werden, um den Grenzwinkel des Fahrzeugglases 20 unter Verwendung des obigen Brechungsindex zu berechnen. Formel 1:
    Figure DE102016211864A1_0002
    wobei der Brechungsindex n1 ein Brechungsindex des Fahrzeugglases ist und der Brechungsindex n2 ein Brechungsindex von Außenluft ist.
  • Der durch die obige Formel 1 erhaltene Grenzwinkel ist in etwa 41,4°. Insbesondere kann das Licht eingestellt werden, um in einem Winkel von über 41,4° eingebracht zu werden, damit das Licht, welches durch das parabolische Lichtemissionsspiegelmodul 111 übertragen wird, vollständig von dem Fahrzeugglas 20 reflektiert wird.
  • Ein zahnförmiges Lichtemissionsrotationsprisma 112 ist eingerichtet, das Licht zu übertragen, das von dem parabolischen Lichtemissionsspiegelmodul 111 reflektiert worden ist.
  • Das zahnförmige Lichtemissionsrotationsprisma 112 kann auf so eine Weise eingerichtet sein, dass ein Prisma, das imstande ist, den parallelen Zustand des Lichts, das von dem parabolischen Lichtemissionsspiegelmodul 111 reflektiert worden ist, nach innen hervorstehend angeordnet sein kann.
  • Aus diesem Grund kann das Licht, das von dem parabolischen Emissionsspiegelmodul 111 über das zahnförmige Lichtemissionsrotationsprisma 112 reflektiert worden ist, den parallelen Zustand und den Einfallswinkel beibehalten.
  • Wenn der Regentropfen auf den Bereich fällt, den das in dem Grenzwinkel eingebrachte Licht erreichen kann, kann sich der Brechungsindex aufgrund des Regentropfens (W) verändern, da das Medium, wie in 3 veranschaulicht, einen Brechungsindex aufweist, der höher ist als derjenige der äußeren Luft, obwohl das Licht für das Erreichen der vollständigen Reflexion in einem Grenzwinkel eingebracht worden ist. Obwohl das Licht, das auf das Fahrzeugglas 20 eingebracht wird, reflektiert wird, wird in diesem Fall ein Teil des Lichts durch den Regentropfen übertragen oder geht verloren.
  • Daher ist die Lichtmenge, die durch das erste Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen wird, niedriger, als wenn kein Regentropfen (W) vorliegt, sodass der Regentropfen (W) erfasst werden kann.
  • Jedoch ist es schwierig, einen Regentropfen (W) von einem externen Objekt (P) zu unterscheiden, da die empfangene Lichtmenge aufgrund der Übertragung oder des Verlusts eines Teils des Lichts durch das externe Objekt (P) klein ist. Der Regensensor ist daher in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 und dem zweiten Lichtempfangsmodul ausgestattet, und das reflektierte Licht des externen Objekts (P), das auf das Fahrzeugglas gefallen ist, kann zusammen erfasst werden, und das externe Objekt (P), das auf das Fahrzeugglas gefallen ist, kann basierend auf der Lichtmenge unterschieden werden, die durch die Lichtempfangseinheit 130 empfangen wird.
  • Darüber hinaus ist das zahnförmige Lichtempfangsrotationsprisma 131 an dem Regensensor installiert und dementsprechend kann das vollständig von dem Fahrzeugglas 20 reflektierte Licht durch das erste Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen werden, und entsprechendes in die Richtung des ersten Lichtempfangsmoduls voreingestelltes Licht kann empfangen werden.
  • Insbesondere kann das parallel eingebrachte Licht geführt werden, sodass es bei einem Abschnitt maximal gebündelt wird, während es durch das Prisma des zahnförmigen Lichtempfangsrotationsprismas 131 gelangt. Dementsprechend ist das zahnförmige Lichtempfangsrotationsprisma 131 so gestaltet, dass der Bereich, wo das Licht über das Prisma gebündelt wird, dem ersten Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 entsprechen kann.
  • Das zahnförmige Lichtempfangsrotationsprisma 131 ist in der vertikalen Richtung um eine vorbestimmte mittige Linie geometrisch zu einem zahnförmigen Lichtemissionsrotationsprisma 112 angeordnet.
  • In Übereinstimmung mit einer Gestaltungsbedingung der vorliegenden Erfindung können mindestens zwei Lichtemissionseinheiten vorgesehen sein. Das zahnförmige Lichtempfangsrotationsprisma 131 kann auf so eine Weise eingerichtet sein, dass die Ausrichtung des Prismas drehbar (einstellbar) sein kann, damit das Licht, das von jeder Lichtemissionseinheit emittiert worden ist, vollständig von dem Fahrzeugglas 20 reflektiert werden kann und durch die erste Lichtempfangseinheit empfangen werden kann. Die Rotation bedeutet eine Ausrichtungseinstellung, was keine Rotation um eine vorbestimmte Achse bedeutet.
  • Der Regensensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann ferner ein parabolisches Lichtempfangsspiegelmodul 132 aufweisen.
  • Das parabolische Lichtempfangsspiegelmodul 132 kann eine parabolische Reflexionsfläche aufweisen, die imstande ist, das aus der Lichtempfangseinheit 130 kommende Licht unter dem Licht zu reflektieren, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert und dann vollständig von dem Fahrzeugglas 20 zu der Lichtempfangseinheit 130 wird.
  • Da der Regensensor der vorliegenden Erfindung wie in 3 veranschaulicht eingerichtet ist, kann das Licht, welches vollständig von dem Fahrzeugglas 20 reflektiert wird, genauer gesagt effizienter empfangen werden, wodurch die Erfassungsfunktion verbessert wird.
  • Die 4a bis 4b sind Ansichten, welche in einem Einkörperregensensor mit einem Reflexionssensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Lichtbewegungsrouten schematisch veranschaulichen, die sich basierend auf der Art externer Objekte verändern, die auf ein Fahrzeugglas gefallen sind.
  • Die durch eine durchgehende Linie in den 4a bis 4b angedeuteten Pfeile geben an, dass die empfangene Lichtmenge groß ist, und die durch eine mit abwechselnd langen und kurzen Linien gestrichelte Linie angedeuteten Pfeile bedeuten, dass die empfangene Lichtmenge gering ist, und die durch eine gepunktete Linie angedeuteten Pfeile bedeuten, dass die Menge an empfangenem Licht kleiner ist als die des durch die mit abwechselnd langen und kurzen Linien gestrichelte Linie angedeuteten Lichts.
  • Wenn das Licht beim Erfassen eines Regentropfens (W), das, wie in 4a veranschaulicht, von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert worden ist, in einem Grenzwinkel in den Bereich eingebracht wird, wo sich der Regentropfen (W) auf dem Fahrzeugglas 20 befindet, kann ein Teil des Lichts übertragen werden oder kann über den Regentropfen (W) verloren gehen, der einen höheren Brechungsindex aufweist, als derjenige von Luft, und eine geringe Menge an Licht kann durch das erste Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen werden. Darüber hinaus kann ein Teil des Lichts, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 emittiert worden ist, übertragen werden oder verloren gehen, und eine geringe Menge an Licht kann durch das zweite Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen werden. Die Lichtempfangseinheit 130 wird daher das Licht erfassen und analysieren, das von dem Regenwasser (W) reflektiert worden ist, und wird ein Signal ausgeben.
  • Wenn das Licht beim Erfassen eines externen Objekts (P), das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert worden ist, wie in 4b veranschaulicht in einem Grenzwinkel in den Bereich eingebracht wird, wo das externe Objekt (P), das einen Brechungsindex aufweist, der höher als Luft ist, auf dem Fahrzeugglas 20 ist, kann ein Teil des Lichts von dem externen Objekt übertragen werden oder kann über dieses verloren gehen und eine geringe Lichtmenge kann durch das erste Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen werden. Währenddessen kann das Licht, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 emittiert worden ist, eine kleine oder geringe Menge an Licht aufweisen, die übertragen oder verloren gehen kann, und dementsprechend kann eine große Menge Licht reflektiert und durch das zweite Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit empfangen werden. Die Lichtempfangseinheit 130 erfasst und analysiert daher das Licht, das von dem externen Objekt (P) reflektiert worden ist, und gibt ein Signal aus.
  • Wenn das Licht, das von der ersten Lichtemissionseinheit 110 emittiert worden ist, eingebracht wird, kann ein Teil des Lichts nach außen übertragen werden oder kann durch das externe Objekt (P) verloren gehen, jedoch ist die Menge an reflektiertem Licht größer als die des Regentropfens (W), wobei das Licht in den Zeichnungen durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie angedeutet wird, um so einen Vorgang auszudrücken.
  • Wie in 4c und 4d veranschaulicht, kann der Unterschied bei der Lichtmenge, die empfangen wird, wenn der Regentropfen (W) und das externe Objekt (P) auf der äußeren Fläche des Fahrzeugglases 20 erfasst werden, verglichen und analysiert werden.
  • Bezug nehmend auf 4c, wenn das Licht, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert worden ist, auf den Regentropfen (W) eingebracht wird, kann ein Teil des Lichts übertragen werden oder verloren geben, sodass eine kleine Lichtmenge durch das erste Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen wird, und wenn das Licht, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 emittiert worden ist, auf das externe Objekt (P) eingebracht wird, wird eine große Menge an Licht reflektiert und durch das zweite Lichtempfangsmodul empfangen.
  • Bezug nehmend auf 4d, wenn das Licht, das von dem ersten Lichtemissionsmodul 110 emittiert worden ist, auf das externe Objekt (P) eingebracht wird, kann ein Teil des Lichts übertragen werden oder kann verloren gehen, sodass eine kleine Lichtmenge durch das erste Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen wird, und wenn das Licht, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul 120 emittiert worden ist, auf den Regentropfen (W) eingebracht wird, kann ein Teil des Lichts nach außen übertragen werden oder kann verloren gehen, sodass eine kleine Lichtmenge durch das zweite Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen wird.
  • Auf diese Weise können der Regentropfen (W) und das externe Objekt (P) basierend auf dem Unterschied bei der Lichtmenge unterschieden werden, die durch das erste Lichtempfangsmodul und das zweite Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen wird, und ein Steuerungssignal, das den Scheibenwischer basierend auf einem eingestellten Grenzwert betreibt, kann zu der Steuerungseinheit 140 übertragen werden.
  • Bezug nehmend auf 4c und 4d, wenn ein externes Objekt mit Wasser und schlammigem Wasser vermischt wird, kann es als Regentropfen erfasst werden. In diesem Fall wird durch Analysieren der Lichtmenge, die durch die Lichtempfangseinheit 130 empfangen wird, bestimmt, ob der Scheibenwischer betrieben wird oder nicht.
  • Ein Signal, das den Betrieb des Scheibenwischers steuert, kann auf so eine Weise ausgegeben werden, dass es die Objektarten, die auf der äußeren Fläche des Fahrzeugglases 20 haften, durch Vergleichen und Analysieren der Lichtintensitäten unterscheidet und analysiert, die durch das erste Lichtempfangsmodul und das zweite Lichtempfangsmodul der Lichtempfangseinheit 130 empfangen werden, und dementsprechend ist es möglich, einer Beschädigung des Scheibenwischers und des Scheibenwischermotors vorzubeugen und den unnötigen Betrieb des Scheibenwischers zu minimieren.
  • Die vorliegende Erfindung wurde mit den 1 bis 4 beschrieben, die auf die Hauptkomponenten der vorliegenden Erfindung fokussiert sind. Vielfältige Abwandlungen sind im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung möglich und es ist offensichtlich, dass diese Beschreibung nicht auf die in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungen beschränkt ist.
  • Die Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen dieser beschrieben. Jedoch ist für den Fachmann verständlich, dass Änderungen bei diesen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne die Prinzipien und den Rahmen der Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalente definiert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2010-0059008 [0006]
    • KR 10-2014-0066534 [0008]

Claims (8)

  1. Regensensor mit: einer Lichtemissionseinheit, die ein erstes Lichtemissionsmodul aufweist, das zum Emittieren von Licht vorgesehen ist; einem zweiten Lichtemissionsmodul; einer Lichtempfangseinheit; und einer Steuerungseinheit, wobei der Regensensor an einem Fahrzeugglas angebracht ist und imstande ist, einen Regentropfen und ein anderes äußeres Objekt als den Regentropfen zu unterscheiden, die auf das Fahrzeugglas fallen, wobei die Lichtempfangseinheit eingerichtet ist, Licht zu empfangen, das von der Lichtemissionseinheit emittiert wird und vollständig von dem Fahrzeugglas reflektiert wird, Licht zu empfangen, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul emittiert wird und von dem Fahrzeugglas reflektiert wird, und ein Signal bezüglich des empfangenen Lichts auszugeben, und die Steuerungseinheit eingerichtet ist, das von der Lichtempfangseinheit ausgegebene Signal zu analysieren und ein Steuerungssignal auszugeben, um einen Scheibenwischerbetrieb, einen Scheibenwischerbetriebszyklus und eine Scheibenwischerbetriebsgeschwindigkeit bei dem Fahrzeug basierend auf dem Zustand des Regentropfens und des externen Objekts zu steuern.
  2. Regensensor nach Anspruch 1, bei dem die Lichtemissionseinheit ferner aufweist: ein parabolisches Lichtemissionsspiegelmodul, das eine parabolische Reflexionsfläche aufweist, um das Licht parallel zu reflektieren, das von dem ersten Lichtemissionsmodul emittiert wird, und das imstande ist, das Licht in Richtung des Fahrzeugglases zu reflektieren; und ein zahnförmiges Lichtemissionsrotationsprisma, das bereitgestellt ist, um zu ermöglichen, das von dem parabolischen Lichtemissionsspiegelmodul reflektierte Licht parallel zu übertragen.
  3. Regensensor nach Anspruch 2, bei dem das parabolische Lichtemissionsspiegelmodul das Licht reflektiert, das von dem ersten Lichtemissionsmodul emittiert wird, sodass es mit einem Winkel eingebracht wird, bei dem das Licht vollständig von dem Fahrzeugglas reflektiert wird.
  4. Regensensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Lichtempfangseinheit aufweist: ein erstes Lichtempfangsmodul, das bereitgestellt ist, um das Licht zu empfangen, das von dem ersten Lichtemissionsmodul emittiert und vollständig von dem Fahrzeugglas reflektiert wird; und ein zweites Lichtempfangsmodul, das bereitgestellt ist, das Licht zu empfangen, das von dem zweiten Lichtemissionsmodul emittiert und vollständig von dem Fahrzeugglas reflektiert wird.
  5. Regensensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, der ferner aufweist: ein parabolisches Lichtempfangsspiegelmodul, das eine parabolische Reflexionsfläche aufweist, um Licht unter dem von dem Fahrzeugglas reflektierten Licht, das aus der Lichtempfangseinheit kommt, in Richtung der Lichtempfangseinheit zu reflektieren; und ein zahnförmiges Lichtempfangsrotationsprisma, durch das das Licht, welches vollständig von dem Fahrzeugglas reflektiert wird, übertragen wird.
  6. Regensensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Lichtemissionseinheit, das zweite Lichtemissionsmodul und die Lichtempfangseinheit in der Reihenfolge Lichtemissionseinheit, zweites Lichtemissionsmodul und Lichtempfangseinheit oder in der Reihenfolge Lichtemissionseinheit, Lichtempfangseinheit und zweites Lichtemissionsmodul angeordnet sein können.
  7. Regensensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens zwei Lichtemissionseinheiten vorgesehen sind und mindestens zwei Erfassungsbereiche vorgesehen sind, um den Regentropfen und das externe Objekt zu erfassen.
  8. Regensensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mindestens zwei Lichtemissionsmodule vorgesehen sind und mindestens zwei Erfassungsbereiche vorgesehen sind, um den Regentropfen und das externe Objekt zu erfassen.
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