DE10214421B4

DE10214421B4 - Method for operating a rain sensor, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE10214421B4
Application number: DE2002114421
Authority: DE
Inventors: Andreas Blaut; Klaus-Peter Schmitz
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2002-03-30
Filing date: 2002-03-30
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2022-03-31
Also published as: DE10214421A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Regensensors zur Erfassung der Benetzung einer Scheibe mit Feuchtigkeit zur benetzungsabhängigen Ansteuerung einer Scheibenwischvorrichtung
– unter Verwendung eines Senders, der Senderlicht in die Scheibe abgibt, und
– unter Verwendung eines Empfängers, der aus der Scheibe ausgekoppeltes Licht detektiert,
– wobei das aus der Scheibe in Richtung auf den Empfänger ausgekoppelte Licht aus einem benetzungsabhängigen Senderlichtanteil (Nutzlichtanteil) und einem Umgebungslichtanteil (Störlichtanteil) besteht,
– wobei anhand des vom Empfänger detektierten Lichts ein Regensignal erzeugt wird und eine Ansteuerung der Scheibenwischvorrichtung erfolgt, wenn das Regensignal eine Regenschwelle überschritten oder unterschritten hat,
– wobei das Umgebungslicht detektiert wird, um im Falle einer Änderung nur des Umgebungslichts eine unerwünschte Ansteuerung der Scheibenwischvorrichtung zu vermeiden,
– wobei zur Vermeidung einer unerwünschten Ansteuerung der Scheibenwischvorrichtung die Regenschwelle in Abhängigkeit vom detektierten Umgebungslicht angepasst wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
– bei einer zeitlichen Änderung des Umgebungslichtanteils oberhalb...Method for operating a rain sensor for detecting the wetting of a disk with moisture for wetting-dependent control of a windshield wiper device
- using a transmitter that emits transmitter light into the disc, and
Using a receiver detecting light extracted from the disk,
Wherein the light coupled out of the pane in the direction of the receiver consists of a wetting-dependent sender light component (useful light component) and an ambient light component (defective light component),
Wherein, based on the light detected by the receiver, a rain signal is generated and a control of the windshield wiper device takes place when the rain signal has exceeded or fallen below a rain threshold,
Wherein the ambient light is detected in order to avoid an undesired activation of the windshield wiper device in the case of a change of only the ambient light,
Wherein the rain threshold is adjusted as a function of the detected ambient light in order to avoid undesired activation of the windscreen wiper device,
characterized in that
- with a temporal change of the ambient light component above ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Regensensors zur Erfassung der Benetzung einer Scheibe mit Feuchtigkeit zur benetzungsabhängigen Ansteuerung einer Scheibenwischvorrichtung unter Verwendung eines Senders, der Senderlicht an einer ersten Stelle in die Scheibe abgibt, und eines Empfängers, der aus der Scheibe an einer zweiten Stelle ausgekoppeltes Licht detektiert.The The invention relates to a method of operating a rain sensor for detecting the wetting of a disk with moisture for wetting-dependent control a windshield wiper device using a transmitter, the Emits transmitter light at a first location in the disc, and one receiver the light coupled out of the disk at a second location detected.

Dabei besteht das aus der Scheibe in Richtung auf den Empfänger ausgekoppelte Licht aus einem benetzungsabhängigen Senderlichtanteil (Nutzlichtanteil) und einem störenden Umgebungslichtanteil (Sonnenlicht, Licht entgegenkommender Fahrzeuge etc.). Das Senderlicht ist vorzugsweise infrarotes Licht, wobei der Empfänger dann vorzugsweise so ausgebildet ist, das er nur für IR-Licht sensitiv ist. Anhand des vom Empfänger detektierten Lichts wird nun ein Regensignal erzeugt. Eine Ansteuerung der Scheibenwischvorrichtung erfolgt, wenn das Regensignal eine Regenschwelle überschritten oder unterschritten hat. Ob nun eine Über- oder eine Unterschreitung eine Ansteuerung der Scheibenwischvorrichtung auslöst, hängt davon ab, ob das Regensignal mit steigender Benetzung zunimmt oder abnimmt. Dies kann nun wiederum von der Art der Auswertung und von der Art der Weiterverarbeitung des vom Empfänger detektierten Lichts abhängen.there is that decoupled from the disc towards the receiver Light from a wetting-dependent Transmitter light component (useful light component) and a disturbing ambient light component (Sunlight, light of oncoming vehicles, etc.). The transmitter light is preferably infrared light, the receiver then is preferably designed so that it is sensitive only to IR light. Based that of the receiver detected light, a rain signal is now generated. A control the windshield wiper device takes place when the rain signal a Rain threshold exceeded or has fallen short of. Whether over or underrun triggering the windscreen wiper device depends on it whether the rain signal increases or decreases with increasing wetting. This can in turn depend on the type of evaluation and the type depend on the further processing of the light detected by the receiver.

Ein Problem besteht nun darin, daß der störende Umgebungslichteinfluß eine unerwünschte Ansteuerung der Scheibenwischvorrichtung auslösen kann und somit zu störenden Fehlwischungen führt, die den Fahrer irritieren und einen erhöhten Verschleiß der Wischblätter bewirken.One Problem is now that the disturbing Ambient light influence a undesirable Activation of the windscreen wiper device can trigger and thus disturbing miscommunication leads, the irritate the driver and cause increased wear of the wiper blades.

Eine Möglichkeit, diesem Problem zu begegnen ist in der WO 91/09756 beschrieben. Dort wird vorgeschlagen, den Sender getaktet zu betreiben, wobei in einem ersten Intervall, in dem der Sender aus ist, der Störlichtanteil gemessen und abgespeichert wird, und in einem zweiten Intervall, in dem der Sender eingeschaltet ist, eine Messung des Nutzlichtanteils und des Störlichtanteils erfolgt. Eine anschließende Differenzbildung der beiden Signale liefert dann das Nutzlichtlichtsignal. Ein ähnliches Verfahren in analoger Form wird gemäß DE 42 17 390 C2 angewandt. Dort wird der Sender moduliert betrieben, wodurch ein Nutzlicht-Wechselsignal entsteht, dem ein niederfrequentes Störlichtsignal überlagert ist. Durch eine phasenselektive Gleichrichtung wird dann das Nutzlichtsignal vom Störlichtsignal getrennt.One way to address this problem is described in WO 91/09756. There it is proposed to operate the transmitter clocked, wherein in a first interval in which the transmitter is off, the Störlichtanteil is measured and stored, and in a second interval in which the transmitter is turned on, a measurement of Nutzlichtanteils and Störlichtanteils he follows. A subsequent difference formation of the two signals then provides the Nutzlichtlichtsignal. A similar method in analog form is according to DE 42 17 390 C2 applied. There, the transmitter is operated modulated, whereby a Nutzlicht alternating signal is produced, which is superimposed on a low-frequency Störlichtsignal. By a phase-selective rectification then the Nutzlichtsignal is separated from the Störlichtsignal.

Beide vorstehend genannten Lösungen trennen zwar Nutzlichtanteil und Störlichtanteil, sie berücksichtigen jedoch nicht, daß die Kennlinie der üblicherweise eingesetzten Empfänger (Halbleiter-Photodioden) nicht linear ist. Dies führt dazu, daß die Verstärkung abhängig ist vom Arbeitspunkt. Die Lage des Arbeitspunktes ist nun seinerseits abhängig vom Umgebungslicht, wobei bei einem vergleichsweise hohen Umgebungslichtanteil der Arbeitspunkt in einen Bereich der Kennlinie verschoben, wo die Verstärkung größer ist, d.h. das aus der Scheibe in Richtung auf den Empfänger ausgekoppelte Senderlicht wird bei einem hohen Umgebungslichtanteil höher verstärkt als bei einem niedrigen Umgebungslichtanteil. Mit anderen Worten ist der detektierte Nutzlichtanteil, der ja benetzungssensitiv ist, auch abhängig von der Höhe des Umgebungslichts. Damit reicht es allein nicht aus, Nutzlichtanteil und Störlichtanteil voneinander zu trennen, um Fehlwischungen zu vermeiden, da bei Abschattungen des Umgebungslichts aufgrund der geringeren Verstärkung fälschlicherweise ein zu kleiner Nutzlichtanteil ermittelt wird. Eine Abnahme des Nutzlichtanteils wird jedoch von der Auswerte- und Steuereinheit des Regensensors als Benetzungszunahmeinterpretiert.Both above solutions Although separate useful light component and Störlichtanteil, they take into account but not that the Characteristic of the usual used receiver (Semiconductor photodiodes) is not linear. This leads to, that the reinforcement dependent is from the working point. The position of the operating point is now in turn dependent from ambient light, with a comparatively high ambient light component the operating point is moved to an area of the characteristic where the reinforcement is bigger, i.e. that decoupled from the disc towards the receiver Transmitter light is amplified higher at a high ambient light level than at a low ambient light level. In other words the detected useful light component, which is wetting-sensitive, also dependent on the height the ambient light. So it is not enough alone, Nutzlichtanteil and stray light component from each other to separate, to avoid miscarriage, as in shading the ambient light due to the lower gain by mistake too small a useful light component is determined. A decrease in the However, the useful light component is provided by the evaluation and control unit of the rain sensor interpreted as a wetting increase.

Zur Lösung des Problems der umgebungslichtabhängigen Verstärkung des Senderlichts wird in der WO 99/14087 vorgeschlagen, den Sender ebenfalls getaktet zu betreiben, wobei in einem ersten Intervall, in dem der Sender ausgeschaltet ist, der Störlichtanteil gemessen wird, und dann anhand dieses im ersten Intervall gemessenen Störlichtanteils der Störlichteinfluß auf das Meßsignal im zweiten Intervall, in dem der Sender eingeschaltet ist, nahezu vollständig kompensiert wird, indem die Vorspannung des Photodiodenempfängers über einen variablen Widerstand so eingestellt wird, daß der Störlichtanteil unterdrückt wird. Die jeweils umgebungslichtabhängige Anpassung der Photodiodenvorspannung ist jedoch schaltungstechnisch aufwendig.to solution the problem of ambient light dependent amplification of the Transmitter light is proposed in WO 99/14087, the transmitter also clocked to operate, being in a first interval in which the Transmitter is switched off, the Störlichtanteil is measured, and then measured by this in the first interval interfering light the stray light influence on the measuring signal in the second interval in which the transmitter is turned on, almost Completely is compensated by the bias of the photodiode receiver via a Variable resistance is set so that the Störlichtanteil is suppressed. The respective ambient light-dependent However, adjustment of the photodiode bias is circuitry consuming.

In der bereits vorstehend erwähnten DE 42 17 390 A1 wird zur Lösung des Problems der umgebungslichtabhängigen Verstärkung des Senderlichts vorgeschlagen, den Spannungsabfall am Arbeitswiderstand des Empfängers (Photodiode) zu messen und als Korrekturgröße für eine Linearisierung der an sich nicht linearen Kennlinie zu verwenden.In the already mentioned above DE 42 17 390 A1 In order to solve the problem of the ambient light-dependent amplification of the transmitter light, it is proposed to measure the voltage drop at the working resistance of the receiver (photodiode) and to use it as a correction variable for a linearization of the inherently non-linear characteristic.

Aus der DE 197 23 859 A1 ist es lediglich bekannt, die Regenschwelle in Abhängigkeit vom Umgebungslicht einzustellen.From the DE 197 23 859 A1 it is only known to adjust the rain threshold depending on the ambient light.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache Lösung für das Störlichtproblem zu finden, die in zuverlässiger Weise Fehlwischungen vermeidet.task The invention is therefore to find a simple solution to the Störlichtproblem that in reliable Way miscarriage avoids.

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Regenschwelle, bei deren Über- oder Unterschreitung durch das Regensignal, welches wiederum aus dem Meßsignal des Empfängers ermittelt wird, in Abhängigkeit vom detektierten Umgebungslicht angepasst wird. Bei Änderungen des Meßsignals am Empfänger, die mit einer Änderung des Umgebungslichts korrespondieren, wird somit automatisch die Regenschwelle angepasst. Bei Änderungen des Umgebungslichts, die zu solchen Änderungen des Meßsignals am Empfänger führen, die fälschlicherweise eigentlich eine Regenerkennung und damit einen Wischvorgang auslösen, wird die Regenschwelle automatisch derart verschoben, daß eine Über- bzw. Unterschreitung durch das Regensignal vermieden wird. Die Art und Weise, wie das Regensignal aus dem Meßsignal des Empfängers ermittelt wird, braucht dabei nicht geändert zu werden. Insbesondere wird automatisch dem Umstand Rechnung getragen, daß beim Übergang von einer hellen Umgebung (hoher Störlichtanteil) in eine dunkle Umgebung (niedriger Störlichtanteil), wie dies bei plötzlicher Einfahrt in einen abgedunkelten Bereich, z.B. eine Baumallee, der Fall ist, die Verstärkung des Senderlichts kleiner wird, wodurch eine Abnahme des Nutzlichtanteils entsteht. Diese Abnahme des Nutzlichtanteils eine Änderung des Regensignals in Richtung einer zunehmenden Benetzung, die eine Über- bzw. Unterschreitung der statischen Regenschwelle bewirken und damit einen Wischvorgang auslösen würde. Durch die erfindungsgemäße dynamische Anpassung der Regenschwelle wird jedoch das fälschliche, weil nur Störlicht induzierte, Über- bzw. Unterschreiten der Regenschwelle vermieden. Bei dann tatsächlich eintretendem Regen, kann die angepasste Regenschwelle dann sehr wohl über- bzw. unterschritten werden und somit in korrekter und gewünschter Weise ein Wischvorgang ausgelöst werden.This object is achieved in a surprisingly simple manner by the fact that the rain threshold, in the case of its overshoot or undershoot by the rain signal, which in turn is determined from the measurement signal of the receiver, depending on detected ambient light is adjusted. With changes in the measuring signal at the receiver, which correspond to a change in the ambient light, the rain threshold is thus automatically adjusted. With changes in the ambient light, which lead to such changes in the measuring signal at the receiver, which actually falsely trigger rain detection and thus a wiping process, the rain threshold is automatically shifted so that an overshoot or undershoot is avoided by the rain signal. The way in which the rain signal is determined from the measurement signal of the receiver does not need to be changed. In particular, the fact is automatically taken into account that the transition from a bright environment (high Störlichtanteil) in a dark environment (low Störlichtanteil), as in a sudden entry into a darkened area, such as a tree avenue, the case, the gain of the transmitter light becomes smaller, whereby a decrease in the Nutzlichtanteils arises. This decrease in the useful light component is a change in the rain signal in the direction of increasing wetting, which would cause it to exceed or fall below the static rain threshold and thus trigger a wiping process. However, due to the dynamic adaptation of the rain threshold according to the invention, the erroneous, because only disturbance light induced, exceeding or falling below the rain threshold is avoided. When rain actually enters, the adjusted rain threshold can then be exceeded or fallen short of and thus be triggered in a correct and desired manner, a wiping process.

Weitere vorteilhafte Verfahrensvarianten sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous process variants are specified in the subclaims.

Anhand der beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:Based the attached Drawings to illustrate the invention explained become. It shows:

1 eine schematische Darstellung der Regenmessanordnung sowie der zugehörigen Auswerte- und Ansteuereinheit für die Wischvorrichtung, 1 a schematic representation of the rain measuring arrangement and the associated evaluation and control unit for the wiper device,

2 den zeitlichen Verlauf des Störlichtanteils bei Durchfahrt durch einen abgedunkelten Bereich sowie die korrespondierende Anpassung der Regenschwelle, 2 the temporal course of the Störlichtanteils when passing through a darkened area and the corresponding adjustment of the rain threshold,

3 eine Darstellung wie in 2, jedoch mit einsetzendem Regen, 3 a representation like in 2 but with onset of rain,

4 den schematischen Verlauf einer Photodiodenkennlinie zur Veranschaulichung der störlichtabhängigen Verstärkung des Senderlichts, 4 the schematic course of a photodiode characteristic curve to illustrate the interference light-dependent amplification of the transmitter light,

5 eine schematische Darstellung der Regenmessanordnung sowie der zugehörigen Auswerte- und Ansteuereinheit für die Wischvorrichtung wie in 1, jedoch ist die Auswerte- und Ansteuereinheit hier um eine Differenzbildungseinheit zur Trennung von Nutzlichtanteil und Störlichtanteil erweitert, 5 a schematic representation of the rain measuring arrangement and the associated evaluation and control unit for the wiper device as in 1 However, the evaluation and control unit is extended here by a subtraction unit for the separation of Nutzlichtanteil and Störlichtanteil,

6 das Taktsignal, mit dem die Sendediode ein- und ausgeschaltet wird, sowie die Lage der Meß- und Differenzbildungszeitpunkte. 6 the clock signal with which the transmitter diode is turned on and off, as well as the location of the measurement and subtraction times.

In 1 ist eine schematische Darstellung der Regenmessanordnung sowie der zugehörigen Auswerte- und Ansteuereinheit für die Wischvorrichtung dargestellt. Die Regenmessanordnung besteht aus einem Sender, vorzugsweise einer IR-Sendediode, welche über einen Halbleiterschalter getaktet mit einer Versorgungsspannung zum taktweisen ein- und ausschalten verbunden ist. Das Senderlicht wird an einer Seite (z.B. fahrzeuginnenseitig) in die Scheibe eingekoppelt. An der Rückseite wird das Senderlicht aufgrund von Totalreflexion reflektiert und dann an der Scheibeninnenseite wieder in Richtung auf einen Empfänger, vorzugsweise eine Photodiode, ausgekoppelt und dort detektiert. Die Photodiode wird über einen Vorwiderstand mit einer Vorspannung in Sperrichtung beaufschlagt, wobei der Spannungsabfall, der durch den Photostrom am Vorwiderstand hervorgerufen wird, gleichzeitig das Meßsignal, für die von der Photodiode detektierte Lichtmenge, darstellt. Der auf den Empfänger treffende Teil des Senderlichts stellt das benetzungsabhängige Nutzlichtsignal dar, da bei einer Benetzung der Scheibenaußenseite die Totalreflexionsbedingung nicht mehr erfüllt ist und somit weniger Senderlicht auf den Empfänger trifft, d.h. mit zunehmender Benetzung nimmt das Nutzlichtsignal ab. Neben dem Senderlicht trifft nun jedoch auch Umgebungslicht als Störlicht von außen durch die Scheibe auf die Photodiode.In 1 is a schematic representation of the rain measuring arrangement and the associated evaluation and control unit for the wiper device shown. The rain measuring arrangement consists of a transmitter, preferably an IR transmitting diode, which is clocked via a semiconductor switch connected to a supply voltage for cyclically switching on and off. The transmitter light is coupled into the disc on one side (eg inside the vehicle). At the back of the transmitter light is reflected due to total reflection and then coupled to the inside of the disk back towards a receiver, preferably a photodiode, and detected there. The photodiode is biased by a bias resistor, with the voltage drop caused by the photocurrent on the resistor simultaneously representing the sense signal for the amount of light detected by the photodiode. The incident on the receiver part of the transmitter light is the wetting-dependent Nutzlichtsignal, since with a wetting of the outside of the window, the total reflection condition is no longer satisfied and thus less sender light hits the receiver, ie with increasing wetting the Nutzlichtssignal decreases. In addition to the transmitter light, however, ambient light now also strikes the photodiode as interference light from outside through the pane.

Bei eingeschalteter Sendediode entspricht das Meßsignal der Summe aus dem Nutzlichtanteil und dem Störlichtanteil aufgrund des Umgebungslichts. Bei ausgeschalteter Sendediode entspricht das Meßsignal dem Störlichtanteil. Das jeweilige Meßsignal wird von einer Messwert-Erfassungseinheit erfasst, die vorzugsweise einen Analog-Digital-Wandler (AD-Wandler) sowie einen Mikroprozessor aufweist.at switched sender diode corresponds to the measured signal of the sum of the Nutzlichtanteil and the Störlichtanteil due to the ambient light. When the transmitter diode is switched off, this corresponds to measuring signal the Störlichtanteil. The respective measurement signal is detected by a measured value detection unit, which preferably an analog-to-digital converter (AD converter) and a microprocessor.

In 2 ist der zeitliche Verlauf von zwei Meßsignalen (bestehend aus Nutzlichtanteil und Störlichtanteil) bei eingeschalteter Sendediode sowie der zeitliche Verlauf der jeweils erfindungsgemäß adaptierten Regenschwellen bei der Durchfahrt des Kraftfahrzeuges durch zwei unterschiedlich abgedunkelte Bereiche (z.B. eine Baumallee) dargestellt. Vor und hinter dem abgedunkelten Bereich befindet sich das Fahrzeug in einer hellen Umgebung, die einen hohen Störlichtanteil erzeugt. Für diese Darstellung wurde angenommen, daß sich während der gesamten Fahrt keine Feuchtigkeit auf der Scheibe befindet. Damit ist der Teil des Senderlichts der in Richtung auf den Empfänger ausgekoppelt wird maximal groß und konstant. In der dargestellten Variante stellt das Meßsignal an der Empfangsdiode bei eingeschalteter Sendediode unmittelbar das Regensignal dar, welches mit einer Regenschwelle verglichen wird, wobei dann, wenn das Meßsignal die Regenschwelle unterschreitet, die Scheibenwischvorrichtung angesteuert wird. Die Regenschwelle hat dabei einen Abstand von Δ_S zum Meßsignal bei trockener Scheibe in heller Umgebung. Bei Einfahrt in den abgedunkelten Bereich erfolgt schlagartig innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde eine Abschattung, bspw. durch einen Baum-Schlagschatten, wodurch der Störlichtanteil plötzlich erniedrigt wird. Dies führt dazu, daß das Meßsignal allein aufgrund der Störlichtabnahme stark abnimmt. Hinzu kommt noch, daß auch der Nutzlichtanteil bei abnehmenden Störlichtanteil aufgrund der nichtlinearen Photodiodenkennlinie abnimmt, und zwar auch dann, wenn die auf die Photodiode treffende Senderlichtmenge eigentlich gleich bleibt. Dies führt dazu, daß das Meßsignal noch weiter absinkt. Dies würde zu einer Unterschreitung der Regenschwelle durch das Meßsignal führen, wodurch fälschlicherweise ein Wischvorgang ausgelöst werden würde. Erfindungsgemäß wird nun jedoch auf die Abnahme des Störlichtanteils bei Einfahrt in den abgedunkelten Bereich reagiert, indem die Regenschwelle entsprechend abgesenkt wird, und zwar bevor das Regensignal (hier = Meßsignal) diese unterschritten hat. Zu diesem Zweck wird der Störlichtanteil unabhängig vom Nutzlichtanteil gemessen, gespeichert und dessen zeitliche Veränderung ausgewertet. Die Messung des Störlichtanteils alleine erfolgt vorzugsweise mit derselben Photodiode, mit der auch das Sendediodenlicht detektiert wird, wobei die Sendediode zur Messung des Störlichts ausgeschaltet wird. Das Ein- und Ausschalten der Sendediode erfolgt vorzugsweise periodisch getaktet über einen Halbleiterschalter, wobei die Sendediode in einem ersten Intervall ausgeschaltet wird und in einem zweiten Intervall eingeschaltet wird. Dabei wird im ersten Intervall nur Störlicht (= Umgebungslicht) detektiert und im zweiten Intervall der benetzungsabhängige Nutzlichtanteil und der Störlichtanteil detektiert. Die Taktung ist synchronisiert mit der Messwerterfassung und Auswertung, so daß eine separate Erfassung und Auswertung des Störlichtanteils und des Summensignals aus Störlichtanteil und Nutzlichtanteil erfolgen kann.In 2 is the time course of two measuring signals (consisting of useful light component and Störlichtanteil) when the transmitting diode and the time course of each inventively adapted rain thresholds in the passage of the motor vehicle through two differently darkened areas (eg a tree avenue) shown. In front of and behind the darkened area, the vehicle is in a bright environment, which generates a high proportion of stray light. For this illustration, it was assumed that during the entire ride no moisture on the disc be place. Thus, the part of the transmitter light which is coupled out in the direction of the receiver is maximally large and constant. In the illustrated variant, the measurement signal at the receiving diode when the transmitter diode is turned on, is directly the rain signal, which is compared with a rain threshold, wherein when the measurement signal falls below the rain threshold, the windshield wiper device is driven. The rain threshold has a gap of Δ _S to the measuring signal on dry glass in bright surroundings. When entering the darkened area occurs abruptly within fractions of a second shading, eg. By a tree-drop shadow, whereby the Störlichtanteil is suddenly lowered. This leads to the fact that the measurement signal decreases sharply solely due to the Störlichtabnahme. In addition, even the useful light component decreases with decreasing Störlichtanteil due to the non-linear photodiode characteristic, even if the incident on the photodiode transmitter light amount actually remains the same. This causes the measurement signal drops even further. This would lead to an undershooting of the rain threshold by the measurement signal, which would falsely trigger a wiping process. According to the invention, however, the decrease of the stray light component when entering the darkened area is now reacted by the rain threshold being correspondingly lowered before the rain signal (here = measuring signal) has fallen below it. For this purpose, the Störlichtanteil is measured independently of the Nutzlichtanteil, stored and evaluated its temporal change. The measurement of the Störlichtanteils alone is preferably carried out with the same photodiode with which the transmitter diode light is detected, the transmitter diode is turned off to measure the stray light. The switching on and off of the transmitter diode is preferably cycled periodically via a semiconductor switch, wherein the transmitter diode is turned off in a first interval and is turned on in a second interval. In this case, only stray light (= ambient light) is detected in the first interval and the wetted-dependent useful light component and the stray light component are detected in the second interval. The timing is synchronized with the measured value detection and evaluation, so that a separate detection and evaluation of the Störlichtanteils and the sum signal from Störlichtanteil and Nutzlichtanteil can be done.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es jedoch auch vorgesehen, für die Störlichterfassung eine separate Photodiode vorzusehen.In an embodiment not shown However, it also provided for the fault light detection to provide a separate photodiode.

Sinkt nun das Störlicht unterhalb einer vorbestimmten Schwelle ab oder wird ein negativer Störlichtgradient festgestellt, so wird die Regenschwelle sprunghaft um einen Sicherheitsabstand Δ_Z herabgesetzt. Dieser temporäre Sicherheitsabstand Δ_Z ist größer als der normale Abstand Δ_S der Regenschwelle vom Regensignal für die trockene Scheibe. Die Lage der Regenschwelle bei dieser Sicherheitsabstandsverschiebung entspricht etwa der Lage der Regenschwelle mit normalem Abstand zum Regensignal bei trockener Scheibe und vollständiger Abdunkelung. Bei einer plötzlichen Abnahme des Störlichts, bspw. durch Einfahrt in einen abgedunkelten Bereich, ist zunächst nicht absehbar, wie weit der Störlichtanteil noch fallen wird. Um jedoch beim Absinken des Störlichtanteils schnell reagieren zu können wird, wird die Regenschwelle, um ein störlichtinduzierte Fehlwischen sicher zu vermeiden, vorsichtshalber temporär soweit abgesenkt, daß auch dann, wenn das Störlicht bis auf nahezu Null absinken sollte, ein ausreichender Abstand der Regenschwelle zum Regensignal für die trockene Scheibe gegeben ist. Die sprunghafte Änderung der Regenschwelle um den relativ großen Betrag Δ_Z ist insoweit temporär als sie nach einem Sicherheitsfenster wieder zurückgenommen wird, wenn der Störlichtanteil innerhalb dieses Zeitfensters konstant bleibt oder wieder ansteigt. Dabei wird während des Sicherheitszeitfensters zugunsten einer zuverlässigen Vermeidung von Fehlwischungen eine höhere Unempfindlichkeit des Regensensors gegenüber Regen in Kauf genommen. Dies ist jedoch nicht kritisch, da sich in der Regel nach einer plötzlichen Abschattung doch schnell ein konstanter Wert für das Störlicht einstellt. Somit ist das Sicherheitsfenster entsprechend kurz. Nach diesem Sicherheitszeitfenster wird der Abstand der Regenschwelle wieder normal eingestellt, und zwar bezogen auf das Regensignal für die trockene Scheibe im abgedunkelten Bereich. Beim Verlassen des abgedunkelten Bereichs steigt das Störlicht wieder an und die Regenschwelle wird entsprechend nachgeführt. Nachdem der abgedunkelte Bereich wieder verlassen wurde, liegt die Regenschwelle dann wieder auf dem Niveau vor Einfahrt in den abgedunkelten Bereich.Now falls below a predetermined threshold, the noise light from or a negative Störlichtgradient is detected, the rain threshold is abruptly reduced by a safety margin Δ _Z. This temporary safety distance Δ _Z is greater than the normal distance Δ _S rain threshold of the rain signal to the dry disk. The location of the rain threshold at this safety distance shift corresponds approximately to the position of the rain threshold with normal distance to the rain signal with a dry windshield and complete darkening. In the case of a sudden decrease in the disturbing light, for example by entering a darkened area, it is initially not possible to predict how far the stray light component will still fall. However, in order to be able to react quickly when the Störlichtanteils fall, the rain threshold to prevent a glitch-induced miscarriages sure, temporarily lowered as a precaution that even if the Störlicht should fall to almost zero, a sufficient distance of the rain threshold for rain signal given for the dry disc. The abrupt change in the rainfall threshold to the relatively large amount Δ _Z is temporarily insofar as it is withdrawn after a security window when the interfering light within this time window remains constant or increases again. In this case, a higher insensitivity of the rain sensor against rain is accepted during the safety window in favor of a reliable avoidance of false wiping. However, this is not critical, since usually sets after a sudden shading but a constant value for the disturbance light. Thus, the security window is correspondingly short. After this safety window, the distance of the rain threshold is set back to normal, based on the rain signal for the dry disc in the darkened area. When leaving the darkened area, the stray light rises again and the rain threshold is tracked accordingly. After the darkened area has left again, the rain threshold is then at the level before entering the darkened area.

3 zeigt einen ähnlichen Verlauf wie 2, jedoch mit einem Einbruch des Meßsignals (= Regensignal) innerhalb des abgedunkelten Bereichs, wobei es zu einer Unterschreitung der angepassten Regenschwelle kommt, wodurch ein Wischvorgang ausgelöst wird. 3 shows a similar course as 2 , but with a drop in the measurement signal (= rain signal) within the darkened area, which falls below the adjusted rain threshold, whereby a wiping process is triggered.

4 zeigt den schematischen Verlauf einer nichtlinearen Photodiodenkennlinie zur Veranschaulichung der störlichtabhängigen Verstärkung des Senderlichts. Wie zu erkennen ist, bewirkt dieselbe Senderlichtmenge in einer dunklen Umgebung einen kleineren Nutzlichtanteil als in einer helleren Umgebung, da durch das auf die Photodiode auftreffende Umgebungslicht eine Verschiebung des Arbeitspunktes erfolgt. 4 shows the schematic course of a non-linear photodiode characteristic to illustrate the Störlichtabhängigen amplification of the transmitter light. As can be seen, the same amount of transmitted light in a dark environment causes a smaller proportion of useful light than in a brighter environment, since the ambient light striking the photodiode causes a displacement of the operating point.

Um die Änderungen des Störlichts erkennen zu können, wird zum einen der Störlichtanteil für sich alleine gemessen, und zwar in dem Taktintervall, in dem die Sendediode ausgeschaltet ist. Das zum Störlichtanteil korrespondierende Meßsignal wird von der Messwert-Erfassungseinheit erfasst und an eine Einheit zur Erkennung der Abweichung des Störlichtanteils bezogen auf einen Referenzwert übergeben. Bei diesem Referenzwert handelt es sich vorzugsweise um den zeitlich gemittelten Störlichtanteil, wobei die Mittelung auch in der Einheit zur Erkennung der Störlichtanteilsänderung erfolgen kann. Die Erkennung von Änderungen des Störlichtanteils kann sich jedoch auch auf eine Auswertung des zeitlichen Störlichtgradienten stützen.In order to recognize the changes in the disturbing light, on the one hand, the Störlichtanteil for itself measured alone, in the clock interval in which the transmitter diode is turned off. The measurement signal corresponding to the disturbance light component is detected by the measurement detection unit and transferred to a unit for detecting the deviation of the disturbance light component relative to a reference value. This reference value is preferably the temporally averaged Störlichtanteil, the averaging can also be done in the unit for detecting the Störlichtanteilsänderung. However, the detection of changes in the Störlichtanteils can also be based on an evaluation of the temporal Störlichtgradienten.

In Abhängigkeit vom Störlichtanteil bzw. von der Störlichtänderung erfolgt dann in einer nachgeschalteten Einheit eine Adaption der Regenschwelle. In einem Komparator wird dann das Meßsignal bei eingeschalteter Sendediode, welches in einer Ausführungsform dem Regensignal entspricht, mit der Regenschwelle verglichen, wobei in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis der Wischermotor angesteuert wird.In dependence from the stray light component or from the Störlichtänderung then takes place in a downstream unit an adaptation of Rain threshold. In a comparator then the measuring signal when the transmitter diode is switched on, which in one embodiment corresponds to the rain signal, compared with the rain threshold, wherein depending on Comparison result of the wiper motor is driven.

Die Einheit zur Erkennung der Störlichtänderungen, die Einheit zur Adaption der Regenschwelle und der Komparator sind vorzugsweise als Teile eines Softwareprogramms ausgebildet.The Unit for detecting the disturbance light changes, the unit for adaptation of the rain threshold and the comparator are preferably formed as parts of a software program.

Wie in 1, 2 und 3 dargestellt, entsprach das Regensignal dem Meßsignal am Empfänger (Photodiode) bei eingeschalteter Sendediode.As in 1 . 2 and 3 shown, the rain signal corresponded to the measuring signal at the receiver (photodiode) when the transmitter diode is turned on.

In einer alternativen Ausführungsform entspricht das Regensignal der Differenz der Meßsignale bei eingeschalteter Sendediode und bei ausgeschalteter Sendediode, d.h. das Regensignal entspricht dem Nutzlichtanteil. Für diesen Zweck weist z.B. die Messwert-Erfassungseinheit noch eine Differenzbildungseinheit auf. Die zeitliche Abfolge von Messen und Differenzbildung ist in 6 im Zusammenhang mit dem Ein- und Ausschalttakt für die Sendediode dargestellt.In an alternative embodiment, the rain signal corresponds to the difference between the measured signals when the transmitter diode is switched on and when the transmitter diode is switched off, ie the rain signal corresponds to the useful light component. For this purpose, for example, the measured value detection unit still has a subtraction unit. The chronological sequence of measuring and subtraction is in 6 shown in connection with the switch-on and switch-off for the transmitter diode.

In einer weiteren Ausführungsform entspricht das Regensignal der Differenz zwischen einem sogenannten clean level S₀ (Referenz-Nutzlichtanteil für eine trockene Scheibe bei einem bestimmten Störlichtanteil) und einem Signal S, welches wiederum der Differenz zwischen dem Meßsignal bei eingeschalteter Sendediode (Nutzlichtanteil + Störlichtanteil) und dem Meßsignal bei ausgeschalteter Sendediode (Störlichtanteil) entspricht: Regensignal = S0 – S. In a further embodiment, the rain signal corresponds to the difference between a so-called clean level S ₀ (reference useful light component for a dry disk at a certain Störlichtanteil) and a signal S, which in turn the difference between the measured signal when the transmitting diode (Nutzlichtanteil + Störlichtanteil) and the measuring signal with switched off transmitter diode (Störlichtanteil) corresponds to: Rain signal = S 0 - p.

Dabei kann zur Bestimmung des Signals S von dem Meßsignal bei eingeschalteter Sendediode auch ein zeitlich gemittelter Störlichtanteil anstatt des jeweils aktuellen Störlichtanteils abgezogen werden. Der zeitlich gemittelte Störlichtanteil kann jedoch auch bereits bei Festlegung des clean levels berücksichtigt werden.there can for determining the signal S from the measurement signal when turned on Transmitting diode also a time-averaged Störlichtanteil instead of each current Störlichtanteils subtracted from. However, the temporally averaged stray light component can also already be taken into account when determining the clean level.

Claims

A method for operating a rain sensor for detecting the wetting of a disk with moisture for wetting-dependent driving a windshield wiper device - using a transmitter that emits transmitter light in the disc, and - using a receiver that detects the light coupled out of the disc, - the disc in the direction of the receiver coupled light from a wetting dependent transmitter light component (Nutzlichtanteil) and an ambient light component (Störlichtanteil) consists, - based on the light detected by the receiver, a rain signal is generated and a control of the windshield wiper device takes place when the rain signal exceeded a rain threshold or has fallen below, - wherein the ambient light is detected in order to avoid unwanted activation of the windshield wiper device in the event of a change in only the ambient light, - wherein to avoid an unwanted Ansteue tion of the windshield wiper device, the rain threshold is adjusted in response to the detected ambient light, characterized in that - at a temporal change of the ambient light component above a predetermined threshold, the rain threshold is suddenly changed by a security amount, - the sudden change of the rain threshold to the amount of security at least partially after one Safety window is withdrawn when the ambient light level within the safety window remains constant or rises again.

Method according to Claim 1, characterized in that the transmitter is operated clocked so that he is switched off periodically in a first interval and in one second interval is turned on, taking in the first interval from the recipient only ambient light is detected and in the second interval the wetting dependent Nutzlichtanteil and the ambient light component is detected.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that a time averaged reference value for the ambient light component is determined and stored.

A method according to claim 3, characterized in that changes in the ambient light sometimes always evaluated in relation to the current ambient light reference value.

Method according to one of the preceding claims, characterized that this wetting dependent Rain signal directly from the measurement signal of the receiver at is switched off when the transmitter is switched on.

Method according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized that the wetting-dependent rain signal from the measuring signal Recipient is derived when the transmitter is switched on, from this measurement signal an interfering light component is deducted.