DE102017111700A1

DE102017111700A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regenerkennung auf einer Scheibe

Info

Publication number: DE102017111700A1
Application number: DE102017111700.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Niemann; Dirk Jegminat; Stephan Dittrich; Bernold Rix; Egbert Spiegel
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co; Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA; Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2037-05-31
Also published as: DE102017111700B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur Regenerkennung auf einer Scheibe mit mindestens zwei optischen Messstrecken werden die Messstrecken in verschiedenen Modi betrieben, nämlich mindestens in einem Relativmodus, bei dem ein relativer Vergleich der Messwerte der einzelnen optischen Messstrecken erfolgt und mindestens in einem Absolutmodus, bei dem die Absolutwerte der Messwerte einzelnen Messstrecken ausgewertet werden. Dabei werden bevorzugt vier oder mehr Messstrecken ausgewertet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerkennung auf einer Scheibe mit mindestens zwei optischen Messstrecken. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Regenerkennung auf einer Scheibe, wobei auf der Innenseite der Scheibe ein Sensor mit mehreren Messstrecken angeordnet ist, wobei der Sensor mehrere optische Elemente, nämlich mindestens einen optischen Sender und mindestens einen optischen Empfänger aufweist, zwischen denen optische Messtrecken bestehen, die auf dem Prinzip der Totalreflektion basieren.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren sind aus der DE 10 2010 026 562 A1 bekannt. Die Vorrichtung weist einen zentralen Empfänger und ringförmig um diesen Empfänger angeordnete, Strahlung emittierende Dioden auf. Insgesamt sind vier derartige Dioden vorgesehen, so dass dadurch insgesamt vier Messstrecken zwischen den einzelnen Dioden und dem zentralen Sensor ausgebildet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen eine besonders zuverlässige Auswertung der Messstrecken auf Regen erfolgen kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einer Vorrichtung mit dem Merkmalen des Patentanspruches 13. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einem Verfahren zur Regenerkennung auf einer Scheibe mit mindestens zwei optischen Messstrecken ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Messstrecken in verschiedenen Modi betrieben werden, nämlich mindestens in einem Relativmodus, bei dem ein relativer Vergleich der Messwerte der einzelnen optischen Messtrecken erfolgt und mindestens in einem Absolutmodus, bei dem die Absolutwerte der Messwerte der einzelnen Messstrecken ausgewertet werden. Durch eine solche Kombination einer Relativmessung und einer Absolutmessung kann eine besonders zuverlässige Auswertung erfolgen. So kann mit der Relativmessung auch Nieselregen und ein langsames Vollregnen besonders gut erkannt werden. Mit der Absolutmessung kann dafür besonders gut Starkregen und auch Gischt erkannt werden. Durch die Kombination dieser unterschiedlichen Stärken wird insgesamt ein besonders gutes Verfahren geschaffen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Messstrecken nacheinander in diesen verschiedenen Modi betrieben. Dadurch kann die Schaltung für jeden einzelnen Modus entsprechend ausgelegt und eine entsprechende Auswertung vorgenommen werden. Alternativ könnte auch eine Messung durchgeführt werden und die dabei gewonnenen Messergebnisse gleichzeitig in zwei verschiedenen Weisen ausgewertet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vier oder mehr Messstrecken ausgewertet. Insbesondere können zwei (oder mehr) Gruppen von Messstrecken gebildet werden, deren Werte miteinander verglichen werden. Zur Bildung derartiger Gruppen sind mindestens vier Messstrecken erforderlich. Durch die Verwendung von noch mehr Messtrecken, so dass eventuell Gruppen von jeweils drei Messstrecken gebildet werden, könnten die Ergebnisse noch weiter verbessert werden. Insbesondere wird bei Vergleich der relativen Werte der beiden gebildeten Gruppen ein unterschiedlicher Wert als Hinweis auf Regen interpretiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden in dem Relativmodus die Messwerte aller Messstrecken miteinander verglichen und es werden dann die Messstrecken mit den Messwerten, die am weitesten auseinander liegen, bewertet. Auf dieser Weise wird die Differenz zwischen den beiden am weitesten auseinander liegenden Messwerten ermittelt. Bei einer entsprechend großen Differenz wird auf Regen beziehungsweise Feuchtigkeit auf der Scheibe geschlossen, was dann als Regen interpretiert wird. In einer Variante dieses Verfahrens werden die Messstrecken mit den Messwerten, die am weitesten auseinander liegen, ermittelt, erneut gemessen und dann wird eine Bewertung vorgenommen, insbesondere eine Differenz zwischen den Messwerten gebildet. Auf diese Weise können eventuelle Messfehler vermieden beziehungsweise herausgemittelt werden.
In einer anderen bevorzugten Variante des Relativmodus wird jede einzelne Messstrecke mehrfach gemessen und es werden eventuelle Differenzen des aktuellen Messwertes zum vorherigen Messwert ermittelt. Auch dadurch kann eine zeitliche Veränderung der Benetzung der Scheibe festgestellt werden.
Bevorzugt werden die oben beschriebenen Verfahren miteinander kombiniert und/oder nacheinander durchgeführt, so dass sich die Vorteile jedes einzelnen Bewertungsmodus realisieren.
Im Absolutmodus wird bevorzugt für jede einzelne Messstrecke ein Absolutwert gemessen. Eine Auswertung erfolgt bevorzugt dadurch, dass bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes auf Regen geschlossen wird. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird im Absolutmodus der Absolutwert der Summe aller Messstrecken auf das Über- oder Unterschreiten eines Schwellwertes geprüft.
In einer anderen bevorzugten Weiterentwicklung werden auch im Absolutmessmodus, die Messtrecken, bei denen der größte und der kleinste Absolutwert gemessen werden, erneut gemessen. Auf diese Weise können eventuelle Messfehler überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden.
Mit der so vorgenommenen Gesamtbewertung im Relativmodus und im Absolutmodus kann zuverlässig festgestellt werden, ob die Scheibe von Flüssigkeit benetzt ist, wobei dann im Ergebnis darauf geschlossen wird, ob es regnet oder nicht. Aus diesen Werten kann dann eine Wischersteuerung und/oder eine Lichtsteuerung abgeleitet werden.
Bei einer Vorrichtung zur Regenerkennung auf einer Scheibe, wobei auf der Innenseite der Scheibe ein Sensor mit mehreren Messstrecken angeordnet ist, wobei der Sensor mehrere optische Elemente aufweist, nämlich mindestens einen optischen Sender und mindestens einen optischen Empfänger, zwischen denen optische Messtrecken bestehen, die auf dem Prinzip der Totalreflektion basieren, kann insbesondere das oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden. Erfindungsgemäß zeichnet sich eine solche Vorrichtung dadurch aus, dass eine Relativmessungssteuerung für die Durchführung einer Relativmessung und einer Absolutmessungssteuerung für die Durchführung einer Abslolutmessung auf den Messstrecken vorgesehen ist. Die Relativmessungssteuerung ist für die Durchführung einer Messung im Relativmodus vorgesehen und ausgelegt und die Absolutmessungssteuerung ist für die Durchführung einer Messung im Absolutmodus vorgesehen und ausgelegt. Mit einer solchen Vorrichtung kann insbesondere das oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden. Es wird dann aus der Summe der im Absolutmodus und im Relativmodus erhaltenen Werte eine Gesamtbewertung durchgeführt, auf deren Basis ermittelt wird, ob und in welchem Umfang oder mit welcher Stärke es regnet.
Bevorzugt ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass ein zentraler optischer Empfänger vorgesehen ist, um den herum mehrere optische Sender angeordnet sind, so dass zwischen jedem einzelnen optischen Sender und dem optischen Empfänger jeweils eine Messtrecke ausgebildet ist. Grundsätzlich ist die Erfindung mit zwei Messstrecken ausführbar. Vier, fünf, sechs oder mehr Messstrecken sind jedoch bevorzugt. Dafür können beispielweise ein zentraler Empfänger und vier darum herum angeordnete Sender verwendet werden, deren Signale vom Empfänger empfangen wird. Dieses wird dann entweder im Absolutmodus oder im Relativmodus ausgewertet. Danach wird auf der nächsten Messstrecke vom Sender ein Signal ausgesandt, das vom Empfänger empfangen wird. Bevorzugt sind Sender und Empfänger von Dioden gebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert:
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Vorrichtung mit fünf Sendern und einem Empfänger.
Die Vorrichtung 1 weist ein Sensorgehäuse 2 auf, das innenseitig an einer Scheibe platziert wird, so dass Messstrecken 11, 12, 13, 14 und 15 entlang der Scheibe ausgebildet werden. Die Messstrecke 11 wird ausgebildet zwischen einem Sender 3, insbesondere einer Sendediode, und einem Empfänger 8, insbesondere einer Empfangsdiode. In gleicher Weise wird die Messstrecke 12 zwischen einem Sender 4, insbesondere einer Sendediode, und dem Empfänger 8 ausgebildet. Ebenso wird die Messstrecke 13 zwischen dem Sender 5 und dem Empfänger 8, die Messtrecke 14 zwischen dem Sender 6 und dem Empfänger 8 und die Messstrecke 15 zwischen dem Sender 7 und dem Empfänger 8 ausgebildet. Die Sender und Empfänger sind bevorzugt als Dioden ausgebildet. Die jeweiligen Dioden strahlen nacheinander Licht aus, das an der Scheibe eine Totalreflektion erfährt und dann entsprechend vom Empfänger gemessen wird. Befindet sich Feuchtigkeit auf der Scheibe, wird ein Teil des Lichts ausgekoppelt und der Anteil des totalreflektierten Lichts nimmt entsprechend ab. Wenn also ein schwächeres Signal am Empfänger 8 ankommt, so ist dies ein Hinweis auf das Vorhandensein von Wasser auf der Scheibe. Im Absolutmodus wird ein bestimmter Schwellwert festgesetzt. Unterschreitet das vom Empfänger empfangende Licht diesen Schwellwert, so wird auf Regen geschlossen. Der Schwellwert kann beispielsweise bei etwa 70 % des Lichts liegen, das normalerweise bei einer trockenen Scheibe empfangen wird.
Im Relativmodus werden beispielsweise die Summe der Messwerte aus den Messstrecken 12 und 13 mit der Summe der Messwerte aus den Messtrecken 14 und 15 miteinander verglichen. Sind die Ergebnisse gleich, so wird darauf geschlossen, dass es nicht regnet. Wenn die Ergebnisse jedoch voneinander abweichen, so wird darauf geschlossen, dass es regnet. Dieses Messprinzip hat bei Starkregen eine gewisse Schwäche, da dann alle Messtrecken gleichmäßig stark benetzt sind und kein Unterschied zwischen den Messstrecken festgestellte wird. Demgegenüber hat die vorher beschriebene Absolutmessung beispielsweise eine Schwäche bei Nieselregen, da dann bei einem langsamen Vollregnen die Schwelle erst spät erreicht wird.
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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

DE 102010026562 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Regenerkennung auf einer Scheibe mit mindestens zwei optischen Messstrecken (11 - 15), dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecken (11 - 15) in verschiedenen Modi betrieben werden, nämlich mindestens in einem Relativmodus, bei dem ein relativer Vergleich der Messwerte der einzelnen optischen Messstrecken (11 - 15) erfolgt und mindestens in einem Absolutmodus, bei dem die Absolutwerte der Messwerte einzelnen Messstrecken (11 - 15) ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier oder mehr Messstrecken (11 - 15) ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Relativmodus zwei Gruppen von Messstrecken (11 - 15) gebildet werden, deren Werte miteinander verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Werte der gebildeten Gruppen als Hinweis auf Regen interpretiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Relativmodus die Messwerte aller Messstrecken (11 - 15) miteinander verglichen werden und die Messstrecken (11 - 15) mit den Messwerten, die am weitesten auseinander liegen, bewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecken (11 - 15) mit den Messwerten, die am weitesten auseinander liegen, erneut gemessen und dann bewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Relativmodus jede einzelne Messstrecke (11 - 15) mehrfach gemessen wird und eventuelle Differenzen des aktuellen Messwerts zum vorherigen Messwert ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Absolutmodus für jede einzelne Messstrecke (11 - 15) ein Absolutwert gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwerts auf Regen geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwert der Summe aller Messstrecken (11 - 15) auf das Über- oder Unterschreiten eines Schwellwerts geprüft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecken (11 - 15) bei denen der größte und der kleinste Absolutwert gemessen werden, erneut gemessen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen im Relativmodus und im Absolutmodus nacheinander durchgeführt werden.
Vorrichtung zur Regenerkennung auf einer Scheibe, wobei auf der Innenseite der Scheibe ein Sensor mit mehreren Messstrecken (11 - 15) angeordnet ist, wobei der Sensor mehrere optische Elemente, nämlich mindestens einen optischen Sender (3 - 7) und mindestens einen optischen Empfänger (8) aufweist, zwischen denen optische Messstrecken (11 - 15) bestehen, die auf dem Prinzip der Totalreflektion basieren, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Relativmessungssteuerung für die Durchführung einer Relativmessung auf den Messtrecken (11 - 15) und eine Absolutmessungssteuerung für die Durchführung einer Absolutmessung auf den Messstrecken (11 - 15) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Sender (3 - 7) und Empfänger als Dioden ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender (3 - 7) kreisförmig um den im Mittelpunkt des Kreises angeordneten Empfänger (8) angeordnet sind.