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Stand der Technik
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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Betreiben eines Scheibenwischers mit einer Sensoreinrichtung
zum Erfassen des Benetzungszustandes einer Scheibe, einer das Sensorsignal
aufnehmenden Auswerteeinrichtung und einer Ansteuereinheit für den Scheibenwischer,
die von der Auswerteeinrichtung zum Erzeugen eines Wischvorganges
ansteuerbar ist, wenn die Differenz zwischen einem Referenzwert
und einem aktuellen Meßwert des
Sensorsignals eine vorgegebene Auslöseschwelle überschreitet.
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Eine Vorrichtung dieser Art ist in
der
DE 33 14 770 A1 als
bekannt ausgewiesen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Benetzung
oder Beschmutzung einer Scheibe mittels einer Sensoreinrichtung
aufgenommen und das Sensorsignal einer Auswerteeinrichtung zugeführt, um
einen Wischbetrieb auszulösen, wenn
das Sensorsignal gegenüber einem
Referenzwert absinkt und dabei eine Auslöseschwelle überschreitet. Zum Verbessern
der Wischfunktion kann der Referenzwert beispielsweise mit einer
Zeitkonstanten im Bereich einiger Minuten an einen abnormalen Zustand
der Scheibe angepaßt
werden, wenn dieser Zustand beim Wischen nicht beseitigbar ist.
Bei einer solchen Vorrichtung kann es vorkommen, daß der Wischbetrieb
den äußeren Verhältnissen
nicht genügend
angepaßt
ist, da das Überschreiten
der Auslöseschwelle
nicht immer ein geeignetes Kriterium für die Wahl des Wischbetriebs
bietet.
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In der
DE-A- 42 31 763 ist eine Einrichtung zur Steuerung
einer Scheibenwischanlage mit einem Regensensor gezeigt, deren Sensorsignale
im Hinblick auf die Ansteuerung der Scheibenwischer ausgewertet
werden. Insbesondere wird lediglich der Bereich der Sensorsignale
ausgewertet, der zeitlich kurz nach dem letzten Überwischvorgang bis zum Einleiten
eines neuen Wischzyklusses von der Sensorvorrichtung erzeugt wird.
Als Kriterium hierfür
wird die Änderungsgeschwindigkeit
im Signalverlauf herangezogen. Lediglich wenn diese eine vorgegebene Änderungsgeschwindigkeit überschreitet,
werden die Signale zur Auswertung herangezogen. Zur Unterscheidung
der verschiedenen Regenformen wird zusätzlich die Amplitude der Signaländerung
ausgewertet. Weiterhin wird nur bei Überschreiten einer Einschaltschwelle
durch das Sensorsignal ein Wischbetrieb ausgelöst.
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Weiters ist aus der
US-4,916,374 eine Wischersteuerung
mit einer Schwellwertauslösung
bekannt, bei der das Sensorsignal mit einem kontinuierlich adaptierten
und aufwendig berechneten Referenzwert in einem Komparator verglichen
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß der Wischbetrieb
den äußeren Bedingungen
besser anpaßbar
ist.
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Diese Aufgabe wird mit den in dem
Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hiernach ist also vorgesehen,
daß die
Auswerteeinrichtung einen Bewertungsteil aufweist, in dem das Sensorsignal
hinsichtlich charakteristischer Eigenschaften analysierbar und bewertbar
ist, daß auf
der Grundlage des Bewertungsergebnisses ein das Sensorsignal beeinflussendes
Ereignis erkennbar ist, und daß mittels der
Auswerteeinrichtung erfiorderlichenfalls ein angepaßtes Steuersignal
erzeugbar ist, mit dem über die
Ansteuereinheit ein abgestimmter Wischbetrieb auslösbar ist.
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Mit diesen Maßnahmen wird die Empfindlichkeit
der Vorrichtung gesteigert, und die Auslöseschwelle kann bis nahe an
das Grundrauschen herangeführt
werden. Damit wird die Auslösung
des Wischbetriebs und dessen Wahl besser an die äußeren Bedinungen anpaßbar. Auch
bieten die erfindungsgemäßen Maßnahmen
die Möglichkeit,
im Laufe der Zeit mehr Erfahrungswerte aufzunehmen und einem Steuerprogramm
zugrundezulegen.
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Für
eine gute Beurteilung des Sensorsignals und der darin sich wiederspiegelnden äußeren Verhältnisse
hat sich zum Beispiel eine Vorrichtung als vorteilhaft erwiesen,
bei der vorgesehen ist, daß die charakteristischen
Eigenschaften des Sensorsignals dessen Flankensteilheit, die Fläche zwischen
dem Sensorsignal und dem Referenzwert, die Einbruchstiefe, die Form,
die zeitliche Dauer oder die Häufigkeit
des zeitlichen Auftretens eines charakteristischen Merkmals des
Sensorsignals sind und daß die Bewertung
auf der Grundlage der einzelnen oder einer Kombination mehrerer
oder aller dieser charakteristischen Eigenschaften durchführbar ist.
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Verbessert werden kann die Genauigkeit
der Vorrichtung weiterhin dadurch, daß die Auswerteeinrichtung eine
Einstelleinrichtung aufweist, mit der der Referenzwert mit einer
oder mehreren im Bereich zwischen einer Sekunde und mehreren Minuten
liegenden Zeitkonstanten dem aktuellen Meßwert nachführbar ist. Bei mehreren Zeitkonstanten
können diese
z.B. schrittweise vergrößert werden.
Dabei kann die Vorrichtung im einzelnen so ausgebildet sein, daß die Einstelleinrichtung
zum Erzeugen der Zeitkonstante eine erste Einstellstufe mit einem
ersten Zwischenregister und einer diesem zugeordneten Vergleichereinrichtung
zum Vergleichen der eintreffenden aktuellen Meßwerte mit einem dann im Zwischenregister
vorliegenden ersten Referenzwert sowie eine zweite Einstellstufe
mit einem zweiten Zwischenregister und einer diesem zugeordneten
zweiten Vergleichereinrichtung aufweist, daß die Vergleichsereignisse
der ersten Vergleichereinrichtung zu diskreten Zeitpunkten im Abstand
von Bruchteilen einer Sekunde durchführbar sind und mittels einer Zählereinrichtung
gezählt
werden, daß bei
Abweichung des aktuellen Meßwerts
von dem ersten Referenz wert dieser im ersten Zwischenregister um
ein Inkrement in Richtung auf den aktuellen Meßwert geändert wird, daß nach einem
vorgebbaren Zählzyklus der
erste Referenzwert aus dem ersten Zwischenregister an die zweite
Vergleichereinrichtung weitergegeben und mit dem dann in dem zweiten
Zwischenregister vorliegenden zweiten Referenzwert verglichen wird
und daß bei
Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Referenzwert der zweite
Referenzwert um ein Inkrement in Richtung auf den ersten Referenzwert
nachgeführt
wird. Durch die beiden Einstellstufen kann die Zeitkonstante für die Nachführung des
Referenzwerts hinsichtich des Signalverlaufs und/oder äußerer Störgrößen, wie
zum Beispiel Temperatureinflüssen
oder eines bestimmten Anfangsverhaltens bis zu einem stationären Zustand des
Systems, geeignet eingestellt werden. Hiebei besteht zum Beispiel
die Möglichkeit,
auch den ersten Referenzwert, daß heißt den Referenzwert der ersten
Einstellstufe, als Ausgangsgröße der Einstelleinrichtung
auszunutzen, wenn eine kürzere
Zeitkonstante erwünscht
ist.
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Das Sensorsignal wird sicher erfaßt, und
die daraus abgeleiteten Meßwerte
bilden eine zuverlässige
Grundlage für
die Auswertung, wenn vorgesehen ist, daß der Abstand der diskreten
Zeitpunkte der Vergleichsereignisse in der ersten Vergleichereinrichtung
einige Millisekunden beträgt.
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Mit der Maßnahme, daß bei positiver Änderung
des Sensorsignals eine kleine Zeitkonstante in der Größe eines
Bruchteils einer Sekunde und daß bei
negativer Änderung
des Sensorsignals die größere Zeitkonstante
in der Größe zwischen
einer und mehreren Sekunden wählbar
ist, können
zum Beispiel abtrocknende Schlieren, die eine positive Änderung
des Signals hervorrufen, einerseits und ein langsames Zuwachsen
der Scheibe mit kleinen Wassertröpfen
andererseits gut analysiert werden. Hierbei kann beispielsweise
die kleine Zeitkonstante zwischen 3 und 10 ms, zum Beispiel bei
5 ms, und die größere Zeitkonstante
zwischen 1 und 6 s liegen. Ferner kann vorgesehen sein, daß bei negativer Änderung
des Sensorsignals in der ersten Minute oder den ersten Minuten nach
dem Start die Zeitkonstante 1 bis 2s und danach 3 bis 10 s beträgt.
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Eine einfache Möglichkeit, die Zeitkonstante in
größeren Stufen
zu variieren, besteht darin, daß die
größeren Zeitkonstanten
durch Übernahme
des ersten Referenzwertes in die zweite Einstellstufe erst nach
mehreren Zählzyklen
erzeugbar sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Blockdarstellung der Hauptkomponenten der Vorrichtung,
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2 ein
Pegeldiagramm und
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3 eine
Einstelleinrichtung für
eine Zeitkonstante, die einen Bestandteil einer Auswerteeinrichtung
bildet.
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Die 1 zeigt
als wesentliche Komponenten einer Vorrichtung zum Betreiben eines
Scheibenwischers eine Sensoreinrichtung 10, die ein Sensorsignal
S liefert, das einer Auswerteeinrichtung 20 zugeführt wird.
Die Auswerteeinrichtung 20 erzeugt ein Steuersignal ST,
das an eine Ansteuereinheit abgegeben wird, um einen geeigneten
Wischbetrieb auszulösen.
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Es kommt darauf an, den Wischbetrieb
im richtigen Moment auszulösen
und in seinem Verlauf optimal an die äußeren Bedingungen, wie zum
Beispiel starken Regen, Schnee oder Zuwachsen der Scheibe durch
feine Wassertröpfchen
bei Nebel, anzupassen.
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In der Auswerteeinrichtung vorliegender
Vorrichtung ist dazu ein Bewertungsteil vorgesehen, mit dem das
Sensorsignal hinsichtlich charakteristischer Eigenschaften analysierbar
und bewertbar ist.
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Zur Erläuterung zeigt die 2 verschiedene Signalpegel,
die bei der Auswertung des Sensorsignals S eine Rolle spielen. Das
Sensorsignal S bzw. ein daraus abgeleiteter Meßwert wird mit einem Referenzwert
RW verglichen, und bei Überschreitung einer
Auslöseschwelle
AS oder AS' wird über die
Ansteuereinheit 30 ein geeigneter Wischbetrieb ausgelöst. Um fehlerhafte
Wischvorgänge
zu vermeiden, ist es dabei wünschenswert
die Auslöseschwelle
AS' weit genug von
einem Grundrauschpegel GRP entfernt anzusiedeln. Jedoch wird dadurch
andererseits auch die Gefahr vergrößert, daß kein Wischbetrieb ausgelöst wird,
obwohl die äußeren Bedingungen dies
verlangen, oder es wird ein ungeeigneter Wischbetrieb ausgelöst.
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Durch die zusätzliche Auswertung des Sensorsignals
hinsichtlich seiner charakteristischen Eigenschaften wird es jedoch
möglich,
die Auslöseschwelle
AS näher
an den Grundrauschpegel GRP heranzuführen, wobei die Zuverlässigkeit
der richtigen Auslösung
des Wischbetriebs erhalten bleibt oder sogar verbessert wird. Als
geeignete charakteristische Eigenschaften des Sensorsignals haben sich
bisher die Flankensteilheit, die Fläche zwischen dem Sensorsignal
S und dem Referenzwert RW, die Einbruchstiefe, die Form, die zeitliche
Dauer oder die Häufigkeit
des zeitlichen Auftretens eines charakteristischen Merkmals, wie
zum Beispiel einer bestimmten Einbruchstiefe oder einer bestimmten Form,
erwiesen. In dem Bewertungsteil können geeignete Operationen,
wie zum Beispiel eine Korrelation mit bekannten Daten, und Zuordnungen
zu entsprechenden Daten für
einen geeigneten Wischbetrieb vorgenommen werden. Hierbei kann die
Bewertung auch auf der Grundlage einer Kombination der charakteristischen
Eigenschaften erfolgen.
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In 3 ist
eine zusätzliche
Maßnahme
zum Verbessern der Auswertung des Sensorsignals S dargestellt. Die 3 zeigt eine in der Auswerteeinrichtung 20 vorgesehene
Einstelleinrichtung zum optimalen Nachführen des Referenzwerts RW bzw. RW1,
RW2 im Hinblick auf die aus dem Sensorsignal S erfaßten aktuellen
Meßwerte
MW. Mit der Einstelleinrichtung können zum Nachführen des
Referenzwerts RW geeignete Zeitkonstanten vorgegeben werden. Die
Einstelleinrichtung weist dazu eine erste Einstellstufe mit einer
ersten Vergleichereinrichtung 21, einem ersten Zwischenregister 22 und
einer ersten Zählereinrichtung 23 sowie
eine zweite Einstellstufe mit einer zweiten Vergleichereinrichtung 24 und einem
zweiten Zwischenregister 25 auf.
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Die aktuellen Meßwerte MW gelangen an die erste
Vergleichereinheit 21 und werden dort mit dem in dem ersten
Zwischenregister 22 vorliegenden ersten Referenzwert RW1
verglichen. Bei Abweichung wird der erste Referenzwert RW1 in dem
ersten Zwischenregister 22 in Richtung auf den aktuellen
Meßwert
MW geändert.
Dies geschieht beispielsweise alle 5 ms. Die Vergleichsereignisse
werden mit der Zählereinrichtung 23 gezählt und
bei Erreichen eines vorgegebenen Zählwertes, zum Beispiel 256 Schritten,
wird der in dem ersten Zwischenregister 22 vorliegende
Referenzwert RW1 an die zweite Vergleichereinheit 24 abgegeben,
die dann einen Vergleich zwischen dem ersten Referenzwert RW1 und
dem in dem zweiten Zwischenregister 25 vorliegenden zweiten
Referenzwert RW2 durchführt.
Bei Abweichung der beiden Referenzwerte wird der zweite Referenzwert
RW2 um ein Inkrement in Richtung auf den ersten Referenzwert RW1
geändert.
Für die
genannten Daten ergibt sich damit eine Zeitkonstante für die Nachführung des
zweiten Referenzwerts RW2 von 1,28 s.
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Um die Zeitkonstante für die Nachführung des
Referenzsignals RW2 zu ändern,
kann entweder der Zählwert,
bei dem der erste Referenzwert RW1 weitergegeben wird, vergrößert oder
verkleinert werden oder die Übernahme
des ersten Referenzwerts RW1 nach einer Anzahl von Zählzyklen
erfolgen, wodurch sich die Zeitkonstante in größeren Schritten variieren läßt. Für eine kleine
Zeitkonstante kann der erste Referenzwert RW1 der Auswertung zugrundegelegt
werden. Eine kleine Zeitkonstante eignet sich zum Beispiel für eine positive Änderung
des Sensorsignals S, während
eine große
Zeitkonstante für
negative Änderungen
des Sensorsignals S geeignet ist. Die kleine Zeitkonstante kann
dabei zum Beispiel 5 ms pro Inkrement betragen, während die
Zeitkonstante für
die negative Änderung
des Sensorsignals S beispielsweise in der Größenordnung zwischen einer Sekunde
und 6 Sekunden liegen kann, wobei in der ersten Minute nach dem
Start zum Beispiel 1,28s und danach 5,12 s pro
Inkrement gewählt
werden. Damit wird einer Anfangsphase bis zur Stabilisierung der
Vorrichtung Rechnung getragen. Mit der kleinen Zeitkonstante bei
der positiven Änderung
des Sensorsignals S können
zum Beispiel abtrocknende Schlieren sicher festgestellt werden,
während
mit den größeren Zeitkonstanten
für die
negativen Änderungen
des Sensorsignals auch sehr geringe Niederschläge, die zu einem allmählichen
Zuwachsen der Scheibe führen,
sicher erkannt werden können.