DE19728571A1 - Verfahren zur Steuerung des Wischintervalls von Scheibenwischern in Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Wischintervalls von Scheibenwischern in Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei allgemein bekannten Steuerungen des Wischintervalls von Scheibenwischern in Fahr­ zeugen sind durch RC-Glieder feste Pausenzeiten vorgeben, die vom Fahrer nicht beeinflußt werden können. Dabei werden weder die Regendichte noch die Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt, so daß das Wischergebnis oft unbefriedigend ist.

Um hier eine Verbesserung zu schaffen, ist es allgemein bekannt, in den Steuerschaltungen Potentiometer oder Stufenschalter zu verwenden, mit denen die Pausenzeit in gewissen Grenzen variiert werden kann. Das Einstellen einer geeigneten Pausenzeit ist aber hier nur aufwendig durch mehrfaches Probieren möglich, wobei eine Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs eine aufgefundene Einstellung wieder ungeeignet machen kann.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Verfahren (EP 0 283 005 B1; DE 41 36 724 A1; DE 195 21 318 A1) wird die individuelle Bewertung der Sichtverhältnisse vom Fahrer durchge­ führt, der dies durch Betätigung eines Wählhebelschalters direkt in die passende Pausenzeit umsetzt. Die Einstellung der Pausenzeit erfolgt dazu zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wischbewegungen durch Betätigung des Wählhebelschalters, der wenigstens die Schalt­ stellungen "Wischbetrieb AUS" und "Intervallbetrieb EIN" aufweist. Die so ermittelte Pausen­ zeit wird in einem Speicher gespeichert und für den weiteren Intervallbetrieb bis zu einer möglichen Änderung nach dem gleichen Verfahren zur Verfügung gestellt.

Die hier zugrundeliegende Idee besteht darin, daß die Zeit erfaßt wird, die vergeht, bis die Sicht durch eine mit einer ersten Wischbewegung sauber gewischten Scheibe wieder als beeinträchtigt empfunden wird und einen weiteren individuell ausgelösten Wischvorgang erfordert. Diese Zeit wird dann als erste oder neue, geänderte Pausenzeit weiter verwendet.

Der Verschmutzungsgrad einer Scheibe und damit eine geeignete Pausenzeit im Wisch­ intervallbetrieb sind stark von der Regendichte und von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig. Die vorstehende individuelle Auffindung einer geeigneten Pausenzeit berücksich­ tigt nur die zu diesem Zeitpunkt gerade vorliegenden Randbedingungen. Die Regendichte ändert sich üblicherweise nur in relativ langen Zeitabschnitten, so daß erforderliche Anpas­ sungen an eine geänderte Regendichte nur selten erforderlich werden. Anders verhält es sich mit Anpassungen an unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeiten, die beispielsweise bei Stadtfahrten oder Überlandfahrten mit Ortsdurchfahrten von relativ hohen Geschwindig­ keiten bis zum Stand an Ampeln oft geändert werden. Da durch die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zum fallenden Regen bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten mehr Regen auf die Scheibe gelangt als bei niederen Fahrzeuggeschwindigkeiten sind entsprechend bei hohen Geschwindigkeiten kürzere und bei niederen Geschwindigkeiten längere Pausen­ zeiteinstellungen erforderlich. Oftmalige Änderungen der Pausenzeiten zur Anpassungen an unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeiten sind unbequem; werden sie unterlassen, ist das Wischergebnis unbefriedigend, obwohl die vorliegende Regendichte noch geeignet berücksichtigt sein kann.

Es sind auch Verfahren zur Steuerung des Wischintervalls von Scheibenwischern in Fahr­ zeugen bekannt (EP 0 504 606 B1), bei denen die Fahrzeuggeschwindigkeit in der aktuellen Pausenzeit berücksichtigt ist. Dazu sind in einem Automatikprogramm unterschiedliche Pausenzeiten gestuft abgelegt, die in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit automa­ tisch abgerufen werden, wobei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten kürzere Pausenzeiten zugeordnet sind. Bei diesem Verfahren wird die Regendichte nicht berücksichtigt, die einen erheblichen Einfluß auf den Verschmutzungsgrad hat, so daß trotz Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit das Wischergebnis unbefriedigend sein kann. In einer Weiterbildung dieses Verfahrens wird zur Berücksichtigung der Regendichte ein Regensensor verwendet. Die Realisierung eines solchen vollautomatischen Systems mit Regensensor ist aufwendig, technisch schwierig und berücksichtigt nicht die individuelle Bewertung der Sichtverhältnisse durch den Fahrer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Steuerung des Wischin­ tervalls von Scheibenwischern in Fahrzeugen so weiterzubilden, daß das Wischergebnis durch Einbeziehung der Fahrzeuggeschwindigkeit verbessert wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird die durch die Betätigung des Wählhebelschalters ermittelte Pau­ senzeit durch ein Geschwindigkeitssignal entsprechend der gerade gefahrenen Fahrzeug­ geschwindigkeit bewertet und als normierte, auf ein vorgegebenes Geschwindigkeitsniveau bezogene Pausenzeit in einem Speicher abrufbar abgelegt.

Während des weiteren Wischintervallbetriebs bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindig­ keiten wird diese abgelegte normierte Pausenzeit mit einem aktuellen Geschwindigkeits­ signal bewertet und als aktuelle Pausenzeit zur Steuerung des Wischintervalls ausgegeben. Die Bewertung erfolgt dergestalt, daß höheren Geschwindigkeiten kürzere Pausenzeiten und niederen Geschwindigkeiten höhere Pausenzeiten zugeordnet werden.

Vorteilhaft wird dabei die Bewertung der Sichtverhältnisse bezüglich der Regendichte indivi­ duell durch den Fahrer durchgeführt, so daß aufwendige Regensensoren nicht erforderlich sind. Es wird dabei davon ausgegangen, daß sich die Regendichteverhältnisse nur relativ langfristig ändern und eine entsprechende Anpassung in kürzeren Zeitabständen nicht erforderlich ist. Kurze Regenunterbrechungen, beispielsweise bei Tunneldurchfahrten, mit Abschaltungen des Wischintervallbetriebs können in an sich bekannter Weise dadurch berücksichtigt werden, daß die vorher individuell gefundene, normierte Pausenzeit eine vor­ bestimmte Zeitdauer gespeichert verbleibt und beim erneuten Einschalten, beispielsweise nach dem Tunnel, wieder zur Verfügung steht.

Geschwindigkeitsänderungen, die während des üblichen Fahrbetriebs häufig auftreten kön­ nen, werden durch eine Bewertung der Pausenzeit automatisch berücksichtigt. Dies ist mit relativ geringem Aufwand möglich, da ein Geschwindigkeitssignal im Fahrzeug für andere Verwendungszwecke üblicherweise ohnehin vorliegt und somit keine zusätzlichen Sensoren erforderlich sind.

Wesentlich für die vorliegende Anpassung der aktuellen Pausenzeiten an unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeiten ist, daß die individuell ermittelte Pausenzeit auf die dann gerade gefahrene Fahrzeuggeschwindigkeit bezogen und entsprechend bewertet als normierte Pausenzeit abgespeichert wird. Beispielsweise kann eine individuell ermittelte Pausenzeit durch eine Bewertung mit einem dann gerade vorliegenden Geschwindigkeitssignal verlängert und auf die Verhältnisse bei einem Fahrzeugstillstand normiert werden. In einer normierten Pausenzeit ist dann lediglich die individuelle Beurteilung der Regendichte durch den Fahrer berücksichtigt. Diese normierte Pausenzeit für den Fahrzeugstillstand kann dann durch Bewertung mit einem aktuellen Geschwindigkeitssignal zu einer geeigneten aktuellen Pausenzeit verkürzt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung kann in an sich bekannter Weise eine maximal zulässige Pausenzeit vorgegeben werden, die durch individuelle Einstellungen nicht überschritten werden kann. Weiter kann der Intervallbetrieb mit einer vorgegebenen, mittleren Pausenzeit gestartet werden, die insbesondere für Fahrer, die keine Kenntnis von der Möglichkeit der individuellen Programmierung haben, beibehalten wird. Auch diese vorgegebene mittlere Pausenzeit kann geschwindigkeitsabhängig variiert und bewertet werden.

Grundsätzlich erfordern höhere Geschwindigkeiten kürzere Pausenzeiten und umgekehrt, wobei diese Bewertung fahrzeugspezifisch variiert werden kann. Eine technisch einfach auszuführende Bewertung mit guten Wischergebnissen ergibt sich dadurch, daß die Pau­ senzeit sowohl hinsichtlich der Normierung als auch zur Ausgabe einer aktuellen Pausenzeit durch das Geschwindigkeitssignal umgekehrt proportional bewertet wird.

Eine normierte Pausenzeit kann einfach durch die Verwendung einer rücksetzbaren und hochlaufenden Uhr erhalten werden. Diese wird durch eine erste Betätigung des Wählhebel­ schalters bei einem ersten Schalten von der Intervallposition in die Aus-Position zurück­ gesetzt und für einen Hochlauf gestartet. Es kann dabei in an sich bekannter Weise zugleich ein Wischvorgang ausgelöst werden, alternativ kann in ebenfalls bekannter Weise ein durch den Intervallbetrieb vorher erfolgter Wischvorgang als Startwert bestimmt werden und die bisher bereits abgelaufene Zeit berücksichtigt werden. Bei einem zweiten Schalten von der Aus- in die Intervallposition wird in Verbindung mit einem Wischimpuls die verstrichene Zeit seit dem vorhergehenden Wischvorgang erfaßt. Dieser Zeitwert wird nach der Bewertung mit dem vorliegenden Geschwindigkeitssignal als normierte Pausenzeit in den Speicher übernommen.

Dieselbe Uhr kann auch für eine einfache Steuerung des weiteren Intervallbetriebs verwen­ det werden. Dazu wird bei jedem erzeugten Wischimpuls die Uhr auf den Zeitwert Null zurückgesetzt und gestartet. Ein hochlaufendes Zeitsignal der Uhr wird in einem Komparator mit der aus dem Speicher ausgegebenen, aktuell bewerteten Pausenzeit als Schwellwert verglichen. Nachdem das Zeitsignal die aktuelle Pausenzeit erreicht hat, schaltet der Kom­ parator zur Erzeugung eines Wischimpulses und zur Rücksetzung und zum erneuten Start der Uhr, wodurch sich der Vorgang wiederholt.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die zugehörige Zeichnung zeigt in einer einzigen Figur ein Schaltschema einer Wischinter­ vallsteuerung.

Die Schaltung 1 besteht im wesentlichen aus einem Speicher 2, einer Uhr 3, zwei Multipli­ ziergliedern 4, 5 und einem Komparator 6. Die Uhr 3 ist mit einer Leitung 7 über ein erstes Multiplizierglied 4 mit einem Eingang des Speichers 2 und über eine Leitung 8 mit einem Eingang des Komparators 6 verbunden. Der Ausgang des Speichers 2 hat mit einer Leitung 9 über das zweite Multiplizierglied 5 Verbindung mit dem zweiten Eingang des Komparators 6.

Über Leitungen 10, 11 wird den Multipliziergliedern 4, 5 ein Geschwindigkeitssignal v zuge­ führt.

Ein Schalter 12 stellt schematisch die Schaltstellung eines Wählhebelschalters der Wischin­ tervallschaltung dar, wobei dessen Schaltsignal über eine Leitung 13 dem Speicher und über eine Leitung 14 dem Ausgang 15 des Komparators 6 zugeführt ist. Vom Ausgang 15 des Komparators 6 führt zudem eine Leitung 16 zu einem Rücksetzeingang der Uhr 3.

Die Schaltung 1 hat folgende grundsätzliche Funktion und kann mit handwerklich geläufigen Maßnahmen konkret in bekannte Wischersteuerungen, beispielsweise in Verbindung mit Wisch-Waschsteuerungen, Rückführungen in die Ruheposition, etc. ergänzt werden.

Für eine individuelle Programmierung einer Pausenzeit eines Wischintervalls wird der Schalter 12 ein- und ausgeschaltet. Dadurch wird über die Leitung 14 am Ausgang 15 des Komparators 6 ein Wischimpuls erzeugt, so daß die Scheibenwischer die Scheibe reinigen. Zugleich wird über die Leitung 16 die Uhr 3 zurückgesetzt und für einen Hochlauf gestartet.

Der Fahrer startet durch erneute Betätigung des Schalters 12 einen weiteren Wischvorgang. Dadurch wird der von der Uhr 3 ausgegebene Zeitwert, über das Multiplizierglied 4 durch das Geschwindigkeitssignal v bewertet, in den Speicher 2 übernommen, wobei das Signal für die Speicherübernahme als Schaltsignal über die Leitung 13 dem Speicher 2 zugeführt wird. Damit ist im Speicher 2 durch die Bewertung über das Multiplizierglied 4 eine normierte, auf ein bestimmtes vorgegebenes Geschwindigkeitsniveau bezogene Pausenzeit gespeichert. Dabei wird davon ausgegangen, daß während der beiden individuell gestarte­ ten Wischvorgänge und damit während der Ermittlung der normierten Pausenzeit die Fahr­ zeuggeschwindigkeit etwa gleich geblieben ist.

Für den weiteren Wischintervallbetrieb werden bei jedem Wischimpuls über die Rücksetzlei­ tung 16 die Uhr 3 zurückgesetzt und gestartet und der hochlaufende Zeitwert über die Lei­ tung 8 dem Eingang des Komparators 6 zugeführt. Dem anderen Eingang des Komparators 6 wird über die Leitung 9 der Wert der normierten Pausenzeit, bewertet durch die jeweils aktuelle Geschwindigkeit im Multiplizierglied 5, zugeführt. Wenn der Zeitwert aus der Uhr 3 den bewerteten Pausenzeitwert aus dem Speicher 2 erreicht hat, schaltet der Komparator 6 am Ausgang 15 einen Wischimpuls, wodurch auch die Uhr 3 zum Start eines neuen Vor­ gangs wieder zurückgesetzt wird.

Zur Bewertung der Pausenzeiten über die Multiplizierglieder 4, 5 mit dem Geschwindigkeits­ signal v werden folgende Betrachtungen angestellt:

Die Fallgeschwindigkeit des Regens v_Regen bildet mit der Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fahrzeug eine resultierende Geschwindigkeit v_resultierend, mit der der Regen unter einem Auftreffwinkel α auf eine Fahrzeugfrontscheibe auftrifft, wobei diese mit einem Winkel ϕ gegenüber einer horizontalen geneigt ist.

Unter "Verschmutzung" wird die Masse des auftreffenden Regens pro Einheit der Schei­ benfläche verstanden; unter "Regendichte" die Masse des Regens pro Luftvolumen.

Damit ergibt sich die Verschmutzung der Frontscheibe nach einer Zeit T zu:

Verschmutzung = Regendichte × v_resultierend × cos α × T.

Als Vereinfachung wird angenommen, daß v_Regen klein gegenüber v_Fahrzeug ist. Damit ist v_resultierend etwa gleich V_Fahrzeug und cos α etwa gleich sin ϕ. Damit ergibt sich

Verschmutzung = Regendichte × v_Fahrzeug × sin ϕ × T.

Unter der Annahme, daß die Regendichte über eine gewisse Zeit gleichbleibt ebenso wie der unveränderte Anstellwinkel der Frontscheibe ergibt sich somit zwischen der zunehmen­ den Verschmutzung entsprechend der Pausenzeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit ein linearer Zusammenhang entsprechend

Verschmutzung = Konstante × v_Fahrzeug × T.

Aufgrund dieser vorstehenden Beziehung werden sowohl für die Speicherung als auch die im Speicher 2 abgelegten Pausenzeiten mit den Multipliziergliedern 4, 5 umgekehrt propor­ tional bewertet, so daß während des Fahrbetriebs bei höheren Geschwindigkeiten entspre­ chend kürzere Pausenzeiten zur Verfügung gestellt werden. Die Regendichte wird dabei durch die individuelle Auffindung der normierten Pausenzeit durch den Fahrer berücksichtigt.

Die Bewertung der Pausenzeiten kann auch ohne die vorstehend gemachte Vereinfachung, v_Fahrzeug ist groß gegenüber v_Regen durchgeführt werden, wobei lediglich eine komplizier­ tere Bewertung mit höherem Rechenaufwand erforderlich ist.

Claims (4)

1. Verfahren zur Steuerung des Wischintervalls von Scheibenwischern in Fahrzeugen, durch Einstellung der Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wischbewegun­ gen mit Hilfe eines wenigstens die Schaltstellungen "Wischbetrieb AUS" und "Intervallbetrieb EIN" aufweisenden Wählhebelschalters (12), durch dessen Betätigung die Pausenzeit mittels einer Steuerschaltung bestimmbar ist und in einem Speicher (2) gespeichert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durch die Betätigung des Wählhebelschalters (12) ermittelte Pausenzeit durch ein Geschwindigkeitssignal (v) entsprechend der gerade gefahrenen Fahrzeugge­ schwindigkeit bewertet und als normierte, auf ein vorgegebenes Geschwindigkeits­ niveau bezogene Pausenzeit gespeichert wird, und
daß im weiteren Wischintervallbetrieb bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten die normierte Pausenzeit mit einem aktuellen Geschwindigkeitssignal (v) bewertet wird und als aktuelle Pausenzeit zur Steuerung des Wischintervalls ausgegeben wird, wobei höheren Geschwindigkeiten kürzere Pausenzeiten zugeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertung der Pausen­ zeit durch das Geschwindigkeitssignal (v) umgekehrt proportional erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermitt­ lung der normierten Pausenzeit durch Betätigung des Wählhebelschalters (12) eine vom Zeitwert Null hochlaufende Uhr (3) verwendet wird, die bei einem ersten EIN-AUS- Schalten des Wählhebelschalters (12) zurückgesetzt und gestartet wird und bei einem zweiten AUS-EIN-Schalten in Verbindung mit einem Wischimpuls der aktuelle Zeitwert nach der Bewertung als normierte Pausenzeit in den Speicher (2) übernommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Uhr (3) im Intervallbetrieb bei jedem erzeugten Wischimpuls auf den Zeitwert "Null" zurückgesetzt und gestartet wird,
daß ein hochlaufendes Zeitsignal der Uhr (3) in einem Komparator (6) mit der vorgege­ benen aktuellen, bewerteten Pausenzeit als Schwellwert verglichen wird, und
der Komparator (6), nachdem das hochlaufende Zeitsignal die aktuelle Pausenzeit erreicht hat, zur Erzeugung eines Wischimpulses und Rücksetzimpulses für die Uhr (3) abschaltet.