DE102017206438A1 - Steuergerät, Fortbewegungsmittel und Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit Kamera - Google Patents

Steuergerät, Fortbewegungsmittel und Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit Kamera Download PDF

Info

Publication number
DE102017206438A1
DE102017206438A1 DE102017206438.2A DE102017206438A DE102017206438A1 DE 102017206438 A1 DE102017206438 A1 DE 102017206438A1 DE 102017206438 A DE102017206438 A DE 102017206438A DE 102017206438 A1 DE102017206438 A1 DE 102017206438A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
disc
electrical
temperature sensor
heating device
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017206438.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Kilian Jacob
Michael Kaindl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102017206438.2A priority Critical patent/DE102017206438A1/de
Publication of DE102017206438A1 publication Critical patent/DE102017206438A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/023Industrial applications
    • H05B1/0236Industrial applications for vehicles

Landscapes

  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

Es werden ein Steuergerät, ein Fortbewegungsmittel sowie eine Scheibe (1) für ein Fortbewegungsmittel (10) vorgeschlagen. Die Scheibe (1) umfasst:• eine Heizeinrichtung (2),• eine erste Diode (D3),• einen Temperatursensor (3), und• zwei elektrische Anschlüsse (7, 8), wobei die erste Diode (D3) in einem ersten Strang in Reihe zur Heizeinrichtung (2) liegt, undder erste Strang mit dem Temperatursensor (3) elektrisch parallel bezüglich der elektrischen Anschlüsse (7, 8) verbunden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät, ein Fortbewegungsmittel sowie eine Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit einer Kamera. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Möglichkeit zur Beheizung einer Scheibe vor einer Kamera, wobei die Heizeinrichtung um einen Temperatursensor ergänzt ist.
  • Um eine beschlagene, betaute oder vereiste Kamera nutzen zu können, soll in Kameras zur Erfassung eines Umfeldes der Umgebung des Fortbewegungsmittels eine Heizung verbaut werden. Einige Funktionen erfordern hierbei eine sehr schnelle Wirksamkeit der Heizung, um eine freie Sicht zu gewährleisten. Z.B. beim Rückwärtsfahren oder Ausparken ist eine ordnungsgemäße Funktion der Kamera bereits bei Fahrtbeginn erforderlich. Deshalb sollen relativ hohe Heizleistungen eingesetzt werden können. Die Kameras selbst sind jedoch sensibel auf höhere Temperaturen. Sowohl der Sensor (Imager), welcher bei hohen Temperaturen bis zu einem Punkt, an welchem keine Bildauswertung mehr möglich ist, zu rauschen beginnt, als auch die optischen Bauteile, welche bei höheren Temperaturen Schaden nehmen (sich eintrüben) können. Daher ist neben einer leistungsfähigen Heizung auch eine exakte Temperaturkontrolle nötig. Die im Stand der Technik bekannten Lösungen sehen eine Heizung und einen Temperatursensor vor. Eine entsprechende Anordnung ist in 2 dargestellt.
  • Nachteilig an den bekannten Anordnungen ist, dass zwischen dem Steuergerät und der Scheibe (z.B. Frontscheibe des Fortbewegungsmittels) Leitungen zu führen sind, die naturgemäß optisch sichtbar sind. Zudem können die Leitungen auch dem Bestreben, eine kompakte Bauform der Kameras/Steuergeräte zu erzielen, im Wege stehen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend identifizierten Bedarf zu stillen und die im Stand der Technik bekannten Nachteile zu lindern.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Scheibe für ein Fortbewegungsmittel gelöst. Die Scheibe kann eine Frontscheibe, alternativ oder zusätzlich auch jegliche transparente Fahrzeugaußenhaut, darstellen. Insbesondere ist die Scheibe an einer Position angeordnet, an welcher auch ein optischer Umgebungssensor im Fortbewegungsmittel angeordnet ist. Sofern die Scheibe vereist, beschlagen oder verschmutzt ist, ist die Funktion des Umgebungssensors somit beeinträchtigt. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein PKW, Transporter, LKW, Motorrad, Luft- und/oder Wasserfahrzeug sein. Die Scheibe umfasst eine Heizeinrichtung, welche insbesondere als elektrische Heizeinrichtung ausgestaltet ist. Ein Temperatursensor dient dazu, die Leistung der Heizeinrichtung auf ein geeignetes Niveau zu bringen bzw. zu begrenzen. Erfindungsgemäß sind zwei elektrische Anschlüsse, insbesondere lediglich zwei elektrische Anschlüsse, für die Heizeinrichtung und den Temperatursensor als externe elektrische Anschlüsse der Scheibe vorgesehen. Weiter erfindungsgemäß ist eine erste Diode in einem ersten Strang in Reihe zur Heizeinrichtung angeordnet. Mit anderen Worten weist ein Strang, welcher die Heizeinrichtung aufweist, ein nichtlineares bzw. von einer Polarität einer angelegten Spannung hinsichtlich seines Leitwertes abhängiges Bauteil auf. Der erste Strang ist mit dem m Temperatursensor elektrisch parallel bezüglich der elektrischen Anschlüsse angeordnet. Mit anderen Worten liegt eine über die elektrischen Anschlüsse der Scheibe angelegte Spannung sowohl über dem ersten Strang (Heizeinrichtung nebst Diode) als auch über dem Temperatursensor an. Über eine Polarität der an den elektrischen Anschlüssen angelegten Spannung ist somit festgelegt, ob nur der Temperatursensor oder sowohl die Heizeinrichtung als auch der Temperatursensor mit der elektrischen Spannung versorgt werden. Obwohl also lediglich zwei elektrische Leitungen zur erfindungsgemäß ausgestalteten Scheibe geführt werden müssen, kann allein über die Polarität entschieden werden, ob die Heizeinrichtung mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann für den Fall, dass die Heizeinrichtung betrieben werden soll, eine derart gerichtete elektrische Spannung an die elektrischen Anschlüsse angelegt werden, dass die erste Diode in Flussrichtung betrieben wird. Wird eine entgegengesetzt gerichtete Spannung angelegt, sperrt die erste Diode einen Stromfluss durch die Heizeinrichtung, so dass die Temperatur mittels des Temperatursensors bzw. mittels einer Strom- und/oder Spannungsmessung über dem Temperatursensors ermittelt werden kann. Erfindungsgemäß kann somit auf mindestens zwei elektrische Leitungen zwischen der Scheibe und der Peripherie verzichtet werden.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Heizeinrichtung kann beispielsweise als Heizdraht ausgestaltet sein. Der Heizdraht kann räumlich vom Temperatursensor getrennt angeordnet sein. Mit anderen Worten sind der Heizdraht und der Temperatursensor elektrisch betrachtet zwei unterschiedliche Bauteile. Eine vordefinierte Nachbarschaft kann dabei sicherstellen dass der Temperatursensor die von der Heizeinrichtung in der Scheibe erzeugte Wärme ermitteln kann.
  • Sowohl die Heizeinrichtung als auch der Temperatursensor können in die Scheibe eingelassen sein. Mit anderen Worten kann sowohl die Heizeinrichtung als auch der Temperatursensor in der Scheibe enthalten sein. Insbesondere sind die Heizeinrichtung und der Temperatursensor von einem Glas und/oder einem Verbundmaterial der Scheibe umschlossen. Auf diese Weise erübrigt sich eine elektrische Isolierung der elektrischen Bauteile, wodurch eine maximale Transparenz der Scheibe und eine bestmögliche Sicht durch die Scheibe sichergestellt sind.
  • Die Scheibe kann beispielsweise als Frontkamera ausgestaltet sein. Die Heizeinrichtung und/oder der Temperatursensor kann bzw. können in einem Bereich der Scheibe anordnet sein, welcher eingerichtet ist, durch eine Kamera als Umgebungssensor ergänzt zu werden. Insbesondere kann der Erfassungsbereich der Kamera auf einer der Kamera abgewandten Seite der Scheibe liegen. Entsprechendes gilt für eine Rückfahrkamera und eine Heckscheibe oder andere, optische Kameras zur Umgebungserkennung nach außen schützende Scheiben.
  • Optional kann eine zweite Diode in Reihe zum Temperatursensor geschaltet und dabei umgekehrt zur ersten Diode orientiert werden, der Temperatursensor bildet mit der zweiten Diode hierbei einen zweiten Strang, welcher dem ersten Strang parallel geschaltet ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Temperatursensor während des Betriebs der Heizeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird und sich dabei (geringfügig) erwärmt. Durch vorgenannte Anordnung wird beim Anlegen einer Spannung einer ersten Polarität lediglich die Heizeinrichtung von einem Strom durchflossen, während beim Anlegen einer entgegengesetzten Polarität lediglich der Temperatursensor vom Strom durchflossen wird. Die Auswertung des Temperatursensors kann somit noch besser die von der Heizeinrichtung erzeugte Wärme in Erfahrung bringen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät zum Betrieb einer Heizeinrichtung in einer Scheibe eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen, welches beispielsweise für den Betrieb mit einer Scheibe gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt vorgesehen und ausgestaltet sein kann. Das Steuergerät weist eine Auswerteeinheit auf, welche beispielsweise als programmierbarer Prozessor, als elektronisches Steuergerät (electronic control unit, ECU) oder als Mikrocontroller ausgestaltet sein kann. Eine Energieversorgungseinheit ist eingerichtet, eine Gleichspannung zu erzeugen, wobei die Energieversorgungseinheit beispielsweise durch Anschließen an die Anschlüsse „Klemme 30“ und „Klemme 31“ des Fortbewegungsmittels bereitgestellt sein kann. Weiter sind zwei elektrische Anschlüsse vorgesehen, welche mit der Scheibe des Fortbewegungsmittels elektrisch verbunden werden. Die beiden elektrischen Anschlüsse können mit jenen elektrischen Anschlüssen korrespondieren, welche in Verbindung mit der Scheibe oben im Detail beschrieben worden sind. Die Energieversorgungseinheit ist eingerichtet, in einem ersten Betriebszustand eine elektrische Gleichspannung einer ersten Polarität an die elektrischen Anschlüsse anzulegen. Der erste Betriebszustand kann beispielsweise ein vordefiniertes Zeitintervall nach einer Inbetriebnahme der Scheibe/des Fortbewegungsmittels/der Heizeinrichtung/des Temperatursensors darstellen. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, in einem zweiten Betriebszustand, welcher ein zweites Zeitintervall darstellen kann, eine elektrische Gleichspannung und/oder einen Gleichstrom einer zweiten Polarität über die elektrischen Anschlüsse in die Scheibe einzuprägen. Währenddessen kann die Auswerteeinheit eine resultierende elektrische Kenngröße zwischen den elektrischen Anschlüssen des Steuergerätes zur Ermittlung einer Temperatur messen. Mit anderen Worten wird der elektrische Widerstand zwischen den elektrischen Anschlüssen ermittelt und anhand vordefinierter Informationen auf eine Temperatur eines an den elektrischen Anschlüssen angeschlossenen Temperatursensors geschlossen. Mit anderen Worten wird der resultierenden elektrischen Kenngröße eine Temperatur zugeordnet, welche innerhalb der Scheibe des Fortbewegungsmittels herrscht. Hierzu kann das elektronische Steuergerät Daten verwenden, welche beispielsweise in einem lokalen Datenspeicher des Fortbewegungsmittels gespeichert sind. Die Daten können beispielsweise eine Tabelle darstellen, innerhalb welcher resultierenden elektrischen Kenngrößen an den elektrischen Anschlüssen bzw. elektrischen Widerständen zwischen den Anschlüssen jeweilige Temperaturen zugeordnet sind. Auf diese Weise kann mit geringstmöglichem Rechenaufwand eine Leistungsabgabe der Energieversorgungseinheit angepasst werden, um eine bestmögliche und dennoch effektive Beheizung der Scheibe vorzunehmen. Sofern die ermittelte Temperatur bzw. die elektrische Kenngröße bzw. der elektrische Widerstand einen vordefinierten Bereich verlassen, kann das nachfolgende Zeitintervall, in welchem die Energieversorgungseinheit in der ersten Polarität an die elektrischen Anschlüsse angeschlossen wird, kürzer ausfallen oder geschoben werden, so dass die Temperatur einen zulässigen Wert nicht überschreitet. Sofern die Temperatur weit unterhalb einer SollTemperatur ist, kann der erste Betriebszustand bzw. ein ihm zugeordnetes Zeitintervall verlängert werden oder sogar eine höhere elektrische Gleichspannung bzw. ein höheres Tastverhältnis zur Beaufschlagung der elektrischen Anschlüsse mit der elektrischen Gleichspannung definiert werden.
  • Der erste Betriebszustand und der zweite Betriebszustand können als Messvorgang bzw. Heizvorgang verstanden werden. Der Heizvorgang und der Messvorgang treten erfindungsgemäß im Wesentlichen zeitlich gestaffelt zueinander auf. Mit anderen Worten kann der erste Betriebszustand in einem ersten Zeitintervall bestehen und der zweite Betriebszustand in einem zweiten Zeitintervall bestehen, welche nacheinander gelegen sind und sich insbesondere mehrfach einander abwechseln. Durch die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuergerätes werden in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Scheibe für das Fortbewegungsmittel im Wesentlichen dieselben Vorteile, Merkmale und Merkmalskombinationen verwirklicht, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen werden kann. Das Steuergerät kann eine Brückenschaltung aufweisen, mittels welcher unter Verwendung einer einfachen Hardware ungleichnamig gepolte Spannungen an die elektrischen Anschlüsse der Scheibe angelegt werden können. Die Brückenschaltung kann beispielsweise eine Vollbrückenschaltung aufweisen, welche üblicherweise vier Schalter/Transistoren aufweist. Unter Berücksichtigung der üblichen Dimensionierung von Heizeinrichtungen und Messeinrichtungen können Vereinfachungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann ein Schalter/Transistor durch einen ohmschen Widerstand ersetzt werden. Im Weiteren wird davon ausgegangen, dass zumindest drei Transistoren als Schalter im erfindungsgemäßen Steuergerät enthalten sind. Durch Schließen eines ersten und eines zweiten Transistors können die elektrischen Anschlüsse, welche zur Scheibe führen, mit einer Spannungsversorgung in einer ersten Polarität verbunden werden. Hierbei wird die Heizeinrichtung der Scheibe mit einer vergleichsweise hohen elektrischen Spannung und/oder einem vergleichsweise hohen elektrischen Strom beaufschlagt. Nach einem Öffnen der beiden Transistoren und einem Schließen eines dritten Transistors können die zwei elektrischen Anschlüsse über einen elektrischen Vorwiderstand mit der Spannungsversorgung verbunden werden. Hierbei kann insbesondere auch ein Analog-Digital-Wandler mit den zwei elektrischen Anschlüssen verbunden werden, welcher eingerichtet ist, die resultierende elektrische Kenngröße, insbesondere eine elektrische Spannung zwischen den elektrischen Anschlüssen (der Scheibe bzw. des Steuergerätes), nach dem Öffnen der beiden Transistoren und dem Schließen des dritten Transistors in ein digitales Ausgangssignal zu wandeln. Das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers kann beispielsweise durch einen Mikrocontroller, eine digitale Steuerung/Regelung oder eine andere Auswerteeinheit erfasst und ausgewertet werden, wie dies oben bereits diskutiert wurde.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Scheibe gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt und alternativ oder zusätzlich ein Steuergerät gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Das Fortbewegungsmittel selbst kann als PKW, Transporter, LKW, Motorrad, Luft- und/oder Wasserfahrzeug ausgestaltet sein. Es weist die Scheibe insbesondere zur Abgrenzung eines Innenraums gegenüber seiner Umgebung auf. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, durch Temperatur und/oder Feuchtigkeitsunterschiede einen Beschlag oder eine Vereisung der Scheibe durch Betreiben der Heizeinrichtung in der Scheibe zu entfernen. Insbesondere für den Fall, dass die Kamera im Bereich der Heizeinrichtung an der Scheibe angeordnet ist, kann die Qualität optischer Signale der Kamera durch Ansteuern der Heizeinrichtung - wie oben beschrieben - erheblich verbessert werden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels;
    • 2 eine Prinzipskizze eines im Stand der Technik bekannten Systems zur temperaturüberwachten Beheizung einer Scheibe;
    • 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer temperaturüberwacht-beheizbaren Scheibe, welches elektrisch mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuergerätes verknüpft ist;
    • 4 eine Darstellung des Stromflusses durch das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel während einer Heizperiode; und
    • 5 eine Darstellung des Stromflusses durch das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel während einer Temperaturmessung.
  • 1 zeigt einen PKW 10 als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels, welches über eine Rückfahrkamera 5 und eine Frontkamera 4 verfügt, welche informationstechnisch mit einem elektronischen Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verfügt. Die Rückfahrkamera 5 ist hinter einer Abdeckung 1, die Frontkamera 4 ist hinter der Windschutzscheibe 1 als Scheibe im Sinne der vorliegenden Erfindung angeordnet. Um eine Beeinträchtigung der vom Steuergerät 6 empfangenen Bilddaten durch Beschlag oder Eisansatz auf der Kameraabdeckung bzw. der Windschutzscheibe 1 zu verhindern, sind die Abdeckung 1 bzw. die Windschutzscheibe 1 in erfindungsgemäßer Weise beheizbar. In den Erfassungsbereichen 17 der Kameras 4, 5 befindliche Umgebungsobjekte werden somit bereits kurz nach der Inbetriebnahme des PKWs 10 bestmöglich abgebildet und können von nachgeschalteten Fahrzeugfunktionen in geeigneter Weise weiterverarbeitet werden.
  • 2 zeigt eine schematische Anordnung gemäß dem Stand der Technik, in welcher eine Scheibe 1 eine Heizwendel 2 als Heizeinrichtung und einen temperaturabhängigen Widerstand 3 als Temperatursensor aufweist. Jeweils zwei elektrische Leitungen sind in ein Steuergerät 6 geführt, wobei ein Analog/Digital-Wandler 9 eingerichtet ist, eine über dem temperaturabhängigen Widerstand 3 abfallende elektrische Spannung digital zu wandeln und der Kamera 4, 5 zu melden. Sofern vordefinierte Bedingungen vorliegen und insbesondere die in der Zeit erreichte Temperatur der Scheibe 1 zu gering oder zu hoch ist, veranlasst die Kamera 4, 5 über einen FET 11 eine Versorgung der Heizwendel 2 mit einer elektrischen Bordspannung, welche über die Klemmen KL30 und KL31 über das Steuergerät 6 weitergereicht wird. Ist die Temperatur der Scheibe 1 zu gering, veranlasst die Kamera 4, 5 ein Schließen des FETs 11, ist die Temperatur zu hoch, veranlasst die Kamera 4, 5 ein Öffnen des FETs 11.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestalteten Scheibe 1, in welcher dem temperaturabhängigen Widerstand 3 eine erste Diode D3 und der Heizwendel 2 eine zweite Diode D2 in Reihe geschaltet sind. Die derart aufgebauten Stränge sind bezüglich der elektrischen externen Anschlüsse 7, 8 einander elektrisch parallel geschaltet. Die erste Diode D3 und die zweite Diode D2 sind bezüglich der elektrischen Anschlüsse 7, 8 einander entgegengesetzt orientiert, so dass eine Gleichspannung jeweils nur zu einem Fluss durch entweder die Heizwendel 2 oder den temperaturabhängigen Widerstand 3 führen kann. Gegenüber der in 2 dargestellten Anordnung sind zwei elektrische Leitungen ausreichend, um die externen elektrischen Anschlüsse 7, 8 der Scheibe 1 bzw. des Steuergerätes 6 elektrisch miteinander zu verbinden. Um die Temperaturmessung bzw. den Heizvorgang durch ungleichnamige Vorzeichen der Betriebsspannungen vornehmen zu können, ist zwischen dem elektrischen Anschluss 8 und der Klemme KL30 der aus 2 bekannte FET 11 als Schalter vorgesehen. In entsprechender Weise ist zwischen dem externen elektrischen Anschluss 7 und der Klemme KL31 ein zweiter FET 12 als Schalter vorgesehen. Der elektrische Anschluss 8 ist zudem über einen ohmschen Widerstand 13 mit der Klemme KL31 elektrisch verbunden. Das Gate des FET 11 ist über einen Invertierer 14 mit einem Gate eines dritten Transistors 15 verbunden und andererseits mit dem Gate des FET 12 elektrisch verbunden. Dies führt dazu, dass die FETs 11, 12 stets dann leitend geschaltet sind, wenn der dritte Transistor 15 geöffnet ist (und anders herum). Der dritte Transistor 15 ist über eine Diode D16 und einen Vorwiderstand 16 einerseits mit dem elektrischen Anschluss 7 und andererseits mit der Klemme KL30 elektrisch verbunden. Ein Ausgang des Analog/Digital-Wandlers 9 ist an den elektrischen Anschluss 7 angeschlossen, der andere Ausgang ist an die Klemme KL31 angeschlossen. Die Funktionsweise und die Stromflüsse der dargestellten Anordnung werden in Verbindung mit den 4 und 5 näher erläutert.
  • 4 zeigt den Stromfluss der in 3 dargestellten Anordnung für den Fall, dass die Scheibe 1 beheizt werden soll. Die Kamera 4, 5 gibt ein elektrisches Signal aus, welches die FETs 11, 12 schließt, während über den Invertierer 14 der dritte Transistor 15 geöffnet wird. Auf diese Weise wird eine elektrische Gleichspannung an die externen elektrischen Anschlüsse 7, 8 angelegt, welche zu einem Stromfluss durch die Heizwendel 2 und die zweite Diode D2 führt. In der dargestellten Anordnung ist die zweite Diode D2 daher leitend. Weiter ergibt sich ein Stromfluss durch den ohmschen Widerstand 13. Aufgrund der ersten Diode D3 ist der temperaturabhängige Widerstand 3 im dargestellten Betriebszustand wirkungslos bzw. nicht vom Strom durchflossen. 5 zeigt eine Situation, in welcher die Temperatur der Scheibe 1 überprüft bzw. gemessen werden soll. Hierzu wird das von der Kamera 4, 5 ausgegebene Steuersignal umgeschaltet (z.B. von „high“ auf „low“ bzw. andersherum). Hierdurch werden die FETs 11, 12 geöffnet, der dritte Transistor 15 durch den Inverter 14 jedoch geschlossen. Hierdurch ergibt sich ein Stromfluss über die Klemme KL30, den dritten Transistor 15, die Diode D16, den Vorwiderstand 16 und den externen elektrischen Anschluss 7 durch den temperaturabhängigen Widerstand 3 und die erste Diode D3 über den externen elektrischen Anschluss 8, den ohmschen Widerstand 13 in die Klemme KL31. Ein Stromfluss durch die Heizwendel 2 wird durch die nun in Sperrrichtung betriebene Diode D2 verhindert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Diode D3 bei einer spezifischen Realisierung entfallen kann, da ein geringer Stromfluss während der Heizperiode das Messergebnis nicht verfälscht. Der Vollständigkeit halber sei auch erwähnt, dass der ohmsche Widerstand der Heizwendel 2 beispielsweise im Bereich zwischen 0,1 Ω und 10 Ω, insbesondere zwischen 0,7 Ω und 1,3 Ω liegen kann. Der ohmsche Widerstand der übrigen Widerstände 3, 13, 16 kann beispielsweise im Bereich von 1 Ω bis 10.000 Ω, insbesondere im Bereich von 700 Ω bis 1,3 kΩ liegen. Der ohmsche Widerstand 13 kann in einer (nicht dargestellten) Ausführungsform durch einen weiteren Schalter (z.B. einen weiteren FET) ersetzt werden, um einen Stromfluss während des Heizvorgangs (s. 4) zu verhindern und einer Erwärmung des Steuergerätes 6 sowie damit einhergehenden elektrischen Verlusten entgegenzuwirken.
  • Gegenüber im Stand der Technik bekannten Anordnungen können zwei Leitungen und entsprechende Montageaufwände zwischen der Scheibe und dem Steuergerät im Falle einer zu Zwecken der Umgebungsdetektion beheizbaren Scheibe verringert werden. Zudem können die Kameras/das Steuergerät eine besonders kompakte Bauform aufweisen und Steckverbindungen filigraner ausgestaltet werden. Durch den Einsatz von Dioden und einer Brückenschaltung kann erfindungsgemäß mit lediglich zwei Leitungen ein Heizbetrieb und ein Messbetrieb zur genauen Temperaturerfassung realisiert werden. Das Heiz- und Messelement sind miteinander gemeinsam auf der Scheibe bzw. in der Scheibe kombiniert. Über mindestens eine Diode, bevorzugt zwei Dioden, sind das Heizelement und das Messelement polaritätsabhängig funktionsfähig, insbesondere, sofern eine jeweils ungleichnamig gepolte Gleichspannung für den Heiz- und/oder Messbetrieb verwendet wird. Mit einem geringen Hardware-Aufwand kann in grundsätzlich bekannter Weise über eine am A-/D-Wandler abgegriffene Spannung in Kenntnis der Kennlinie der beteiligten Bauelemente eine Temperatur der beheizten Scheibe ermittelt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Scheibe
    2
    Heizwendel
    3
    temperaturabhängiger Widerstand
    4
    Frontkamera
    5
    Rückfahrkamera
    6
    Steuergerät
    7, 8
    externe elektrische Anschlüsse
    9
    Analog/Digital-Wandler
    10
    PKW
    11, 12
    FET
    13
    ohmscher Widerstand
    14
    Invertierer
    15
    dritter Transistor
    16
    Vorwiderstand
    17
    Erfassungsbereich
    D2
    zweite Diode
    D3
    erste Diode
    D16
    Vorwiderstandsdiode
    KL30
    Klemme 30
    KL31
    Klemme 31

Claims (11)

  1. Scheibe (1) für ein Fortbewegungsmittel (10) umfassend • eine Heizeinrichtung (2), • eine erste Diode (D3), • einen Temperatursensor (3), und • zwei elektrische Anschlüsse (7, 8), wobei die erste Diode (D3) in einem ersten Strang in Reihe zur Heizeinrichtung (2) liegt, und der erste Strang mit dem Temperatursensor (3) elektrisch parallel bezüglich der elektrischen Anschlüsse (7, 8) verbunden ist.
  2. Scheibe (1) nach Anspruch 1, wobei die Heizeinrichtung (2) einen räumlich vom Temperatursensor (3) getrennt angeordneten Heizdraht umfasst.
  3. Scheibe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Heizeinrichtung (2) und/oder der Temperatursensor (3) in die Scheibe (1) eingelassen sind.
  4. Scheibe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Heizeinrichtung (2) und/oder der Temperatursensor (3) in einem Bereich der Scheibe (1) angeordnet sind, welcher zur Anordnung einer Kamera (4, 5) auf einer ersten Seite der Scheibe (1) vorgesehen ist, deren Erfassungsbereich (17) insbesondere auf einer zweiten Seite der Scheibe (1) angeordnet ist.
  5. Scheibe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend eine zweite Diode (D2), welche in einem zweiten Strang in Reihe zum Temperatursensor (3) liegt, und die Dioden (D2, D3) Durchlassrichtungen aufweisen, welche bezüglich der elektrischen Anschlüsse (7, 8) einander entgegengesetzt gerichtet sind.
  6. Steuergerät zum Betrieb einer Heizeinrichtung (2) in einer Scheibe (1) eines Fortbewegungsmittels (10) umfassend • eine Auswerteeinheit (6), • eine Energieversorgungseinheit (KL30, KL31) und • zwei elektrische Anschlüsse (7, 8), wobei die Energieversorgungseinheit (KL30, KL31) eingerichtet ist, in einem ersten Betriebszustand eine elektrische Gleichspannung einer ersten Polarität an die elektrischen Anschlüsse (7, 8) anzulegen und die Auswerteeinheit (6) eingerichtet ist, - in einem zweiten Betriebszustand eine elektrische Gleichspannung und/oder Gleichstrom einer zweiten Polarität über die elektrischen Anschlüsse (7, 8) einzuprägen und - eine resultierende elektrische Kenngröße zwischen den elektrischen Anschlüssen (7, 8) zur Ermittlung einer Temperatur zu messen.
  7. Steuergerät nach Anspruch 6, wobei - der erste Betriebszustand ein erstes Zeitintervall ist, - der zweite Betriebszustand ein zweites Zeitintervall ist und - das erste und das zweite Zeitintervall einander zeitlich nicht überlappen.
  8. Steuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät eine Brückenschaltung aufweist, welche insbesondere - als Vollbrückenschaltung und/oder - als drei Transistoren (11, 12, 15) und einen Widerstand (13) umfassende Brückenschaltung ausgestaltet und in jedem Fall eingerichtet ist, - durch Schließen eines ersten Transistors (11) und eines zweiten Transistors (12) zwei elektrische Anschlüsse (7, 8) mit einer Spannungsversorgung (KL30, KL31) zu verbinden und - nach einem Öffnen der Transistoren (11, 12) und Schließen eines dritten Transistors (15) die zwei elektrischen Anschlüsse (7, 8) über einen elektrischen Widerstand (16) mit der Spannungsversorgung (KL30, KL31) zu verbinden.
  9. Steuergerät nach Anspruch 8, wobei die Auswerteeinheit (6) einen Analog/Digital-Wandler (9) umfasst, welcher eingerichtet ist, die resultierende elektrische Kenngröße nach dem Öffnen der Transistoren (11, 12) und Schließen des dritten Transistors (15) an den zwei elektrischen Anschlüssen (7, 8) in ein digitales Ausgangssignal zu wandeln.
  10. Fortbewegungsmittel (10) umfassend eine Scheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder ein Steuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 9.
  11. Fortbewegungsmittel nach Anspruch 10 weiter umfassend eine Kamera (4, 5), welche im Bereich der Heizeinrichtung (2) an der Scheibe (1) angeordnet ist, so dass eine Erfassung von Umgebungsobjekten mittels der Kamera (4, 5) durch den Bereich der Heizeinrichtung (2) erfolgt.
DE102017206438.2A 2017-04-13 2017-04-13 Steuergerät, Fortbewegungsmittel und Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit Kamera Pending DE102017206438A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017206438.2A DE102017206438A1 (de) 2017-04-13 2017-04-13 Steuergerät, Fortbewegungsmittel und Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit Kamera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017206438.2A DE102017206438A1 (de) 2017-04-13 2017-04-13 Steuergerät, Fortbewegungsmittel und Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit Kamera

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017206438A1 true DE102017206438A1 (de) 2018-10-18

Family

ID=63678875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017206438.2A Pending DE102017206438A1 (de) 2017-04-13 2017-04-13 Steuergerät, Fortbewegungsmittel und Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit Kamera

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017206438A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109475017A (zh) * 2018-12-04 2019-03-15 威海广泰空港设备股份有限公司 车载监视器电加热装置
DE102019123404A1 (de) * 2019-09-02 2021-03-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sensorvorrichtung und Fahrassistenzsystem
DE102023100388A1 (de) 2023-01-10 2024-07-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung zum Beheizen eines Bauteils, entsprechende Heizeinrichtung und Kraftfahrzeug damit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB767669A (en) * 1953-10-20 1957-02-06 Edmond Uher Device for the regulation of electrical heating and de-icing equipment
GB884967A (en) * 1958-02-27 1961-12-20 Secr Aviation Improvements in or relating to vehicle windscreens or other transparent bodies for preventing the formation of mist thereon
DE3524957A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-15 Reinshagen Kabelwerk Gmbh Elektrischer temperaturschalter fuer eine spiegelheizung oder dergl.
DE10229547A1 (de) * 2002-07-01 2004-01-15 Att Automotive Thermo Tech Gmbh Vorrichtung und Regelverfahren zur elektrischen Luftbeheizung mit Wärmetauscherrippen als Widerstandsheizdraht
US20150034621A1 (en) * 2012-03-05 2015-02-05 Saint-Gobain Glass France Pane arrangement having an electrically heatable baffle plate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB767669A (en) * 1953-10-20 1957-02-06 Edmond Uher Device for the regulation of electrical heating and de-icing equipment
GB884967A (en) * 1958-02-27 1961-12-20 Secr Aviation Improvements in or relating to vehicle windscreens or other transparent bodies for preventing the formation of mist thereon
DE3524957A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-15 Reinshagen Kabelwerk Gmbh Elektrischer temperaturschalter fuer eine spiegelheizung oder dergl.
DE10229547A1 (de) * 2002-07-01 2004-01-15 Att Automotive Thermo Tech Gmbh Vorrichtung und Regelverfahren zur elektrischen Luftbeheizung mit Wärmetauscherrippen als Widerstandsheizdraht
US20150034621A1 (en) * 2012-03-05 2015-02-05 Saint-Gobain Glass France Pane arrangement having an electrically heatable baffle plate

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109475017A (zh) * 2018-12-04 2019-03-15 威海广泰空港设备股份有限公司 车载监视器电加热装置
DE102019123404A1 (de) * 2019-09-02 2021-03-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sensorvorrichtung und Fahrassistenzsystem
DE102019123404B4 (de) 2019-09-02 2024-02-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sensorvorrichtung und Fahrassistenzsystem
DE102023100388A1 (de) 2023-01-10 2024-07-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung zum Beheizen eines Bauteils, entsprechende Heizeinrichtung und Kraftfahrzeug damit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3178136B1 (de) Steckverbinderteil mit einer temperatursensoreinrichtung
DE102017206438A1 (de) Steuergerät, Fortbewegungsmittel und Scheibe für ein Fortbewegungsmittel mit Kamera
DE10041879B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Strommessung
EP2736100A1 (de) Elektronikeinheit mit Temperaturmesseinrichtung für ein Batteriesystem
DE102016109039A1 (de) Elektrische Vorrichtung, insbesondere Heizer, sowie Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Vorrichtung
EP2675638A1 (de) Schaltungsanordnung für eine elektrische sitzheizung
DE112018007944B4 (de) Bordkameravorrichtung
DE102019125736A1 (de) Kalibrieren einer Ladeeinrichtung eines Elektrofahrzeugs
DE19729697C1 (de) Anordnung zum Bestimmen der relativen Luftfeuchte
EP2805869A1 (de) Heizeinrichtung für Kraftfahrzeuge, Sitzheizung sowie Lenkradheizung mit einer solchen Heizeinrichtung und Verfahren zur Steuerung der Temperatur einer Heizeinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE2458154C3 (de) Vorrichtung zum elektrischen Beheizen einer Glasscheibe
DE102014006923A1 (de) Anordnung zum Beheizen eines Sichtfensters einer Bilderfassungseinheit
EP1755135A2 (de) Schaltungsanordnung zur Erfassung und Auswertung elektrischer und physikalischer Messgrössen in einem elektrischen Schaltgerät
DE102017222800A1 (de) Luftklappenvorrichtung mit einer wenigstens abschnittsweise aus elektrisch leitfähigem Kunststoff gebildeten Luftklappe zur elektrischen Beheizung derselben
DE102012023366B4 (de) Verfahren für den Betrieb einer in einem Kraftfahrzeug einsetzbaren Heizung, Heizung für ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
DE102014018774A1 (de) Elektrischer Energiespeicher und Fahrzeug
DE102009019825A1 (de) Schaltungsanordnung zur Stromversorgung von Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs
DE102016215548A1 (de) Heizsystem mit einer Strahlungsheizeinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Strahlungsheizeinrichtung
DE102018217625A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Batteriesensors und Batteriesensor
DE102015215783A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Konfigurieren einer Steuervorrichtung in einem Kraftfahrzeug
DE102014210645A1 (de) Verfahren und System zur Temperaturbestimmung in einer Antriebseinheit
DE102007039990A1 (de) Verfahren zur Feuchtemessung und zugehörige Einrichtung
DE102014010682A1 (de) Temperaturmessanordnung für eine Schaltanlage
EP2561325A2 (de) Temperaturüberwachungssystem
DE102018115312A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Lebensdauer eines Halbleiterleistungsmoduls

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed