DE19805724C2 - Regentropfensensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regentropfensensor zum Er­ fassen von Regentropfen, die auf einem plattenförmigen Element anhaften.

Ein Sensor, der in der DE 40 33 975 C2 offenbart ist, ist als ein Regentropfensensor dieser Bauart bekannt und in der Fig. 5 dargestellt. Der Regentropfensensor 51 ist unten an einem Wind­ schutzscheibenglas 52 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs befestigt, um die Sicht eines Fahrzeugfahrers nicht zu behin­ dern. Der Regentropfensensor 51 weist ein nicht dargestelltes Sendeelement und ein nicht dargestelltes Empfangselement auf, die in gegenüberliegender Lagebeziehung an einem Windschutz­ scheibenglas 52 auf einer geraden Linie befestigt sind und je­ weils ein nicht dargestelltes piezoelektrisches Element umfas­ sen.

Bei dem Regentropfensensor 51 steht der Scheibenwischer 53 im Erfassungsbereich, wenn der Scheibenwischer 53 in Ruhe ist. Als Folge erfaßt der Regentropfensensor 51 Regenwasser, das durch den Scheibenwischer gewischt wird und am Scheibenwischer haftet, obwohl kein Regentropfen an dem Windschutzscheibenglas 51 in dem Schichtbereich des Fahrzeugfahrers haftet. Eine nicht darge­ stellte Schaltung bekommt das Ausgangssignal von dem Regentrop­ fensensor 51, daß Regentropfen am Windschutzscheibenglas haften, und schaltet den Scheibenwischer ein. Daher ist der Regentrop­ fensensor 51 unzulänglich. Obwohl kein Regentropfen am Wind­ schutzscheibenglas vorhanden ist, wird der Scheibenwischer gemäß der Schaltung gesteuert, um das Wischen des Windschutzschei­ benglases fortzusetzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Regentrop­ fensensor zum Erfassen von Regentropfen zu schaffen, die auf ei­ nem plattenförmigen Element anhaften, so daß die genannten Nach­ teile des Stands der Technik beseitigt sind.

Um diese Aufgabe zu lösen, umfaßt ein Regentropfensensor für ein plattenförmiges Element eine Sendeeinrichtung, die an dem plat­ tenförmigen Element befestigt ist, um elastische Wellen in das plattenförmige Element auszusenden, eine Empfangseinrichtung, die an dem plattenförmigen Element befestigt ist, um die elasti­ sche Wellen von der Sendeeinrichtung zu empfangen, eine Erfas­ sungsschaltung zum Erfassen der Amplitude der zu der Empfangs­ einrichtung gesendeten elastischen Wellen und ein Absorptions­ glied für elastische Wellen, das an dem plattenförmigen Element befestigt ist.

Damit beschränkt das Absorptionsglied für elastische Wellen den Ausbreitungsbereich der Ultraschallwellen, d. h. den Erfassungs­ bereich des Regentropfensensors, wobei ein Versagen des Regen­ tropfensensors verhindert wird.

Vorzugsweise ist das Absorptionsglied für elastische Wellen aus einem nicht geschäumten Acrylsäurekunststoffband hergestellt.

Damit wird der Beschränkungsgrad der Ausbreitung der Ultra­ schallwellen erhöht.

Weiter vorzugsweise ist das Absorptionsglied für elastische Wel­ len zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung sowie einem Scheibenwischer an dem Windschutzscheibenglas befe­ stigt, wenn der Scheibenwischer in Ruhe ist.

Damit wird das Versagen des Regentropfensensors verhindert, das beispielsweise durch Regenwasser an dem Scheibenwischer hervor­ gerufen wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer Anordnung eines Regentropfensen­ sors eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 eine Teilschnittansicht der Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Fig. 1;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung gemäß dem Stand der Technik; und

Fig. 5 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 1 stellt eine Anordnung eines Regentropfensensors eines er­ findungsgemäßen Ausführungsbeispiels dar. Ein Windschutzschei­ benglas 1 als ein plattenförmiges Element ist über eine Blende 3 in einem Scheibenrahmen einer nicht dargestellten Fahrzeugkaros­ serie befestigt. Ein Paar Scheibenwischer 5a und 5b ist drehbar unter dem Windschutzscheibenglas 1 an der Fahrzeugkarosserie an­ geordnet, um das Windschutzscheibenglas 1 zu wischen. Jeder Scheibenwischer 5a, 5b ist mit einem Wischerblatt versehen.

Ein Sendeelement (eine Sendeeinrichtung) 7 und ein Empfangsele­ ment (eine Empfangseinrichtung) 9 sind in einer beabstandeten Lagebeziehung an einer inneren Seite des Windschutzscheibengla­ ses 1 befestigt. Ein Ultraschallwellen-Absorptionsglied (Absorptionsglied für elastische Wellen) 11 ist unter den Ele­ menten 7 und 9 an der inneren Seite des Windschutzscheibenglases 1 durch ein Haftband oder ein Bindemittel oder dergleichen befe­ stigt. Das Ultraschallwellen-Absorptionsglied 11 ist beispiels­ weise aus einem nicht geschäumten Acrylsäurekunststoffband her­ gestellt. Wenn die Scheibenwischer 5a und 5b in Ruhe sind, liegt der Scheibenwischer 5a unter dem Sendeelement 7, dem Empfangse­ lement 9 sowie dem Ultraschallwellen-Absorptionsglied 11 an ei­ ner äußeren Seite des Windschutzscheibenglases 1. Das Ultra­ schallwellen-Absorptionsglied 11 ist nämlich zwischen dem Sende­ element 7 und Empfangselement 9 sowie dem Scheibenwischer 5a an dem Windschutzscheibenglas 1 befestigt. Die Länge des Ultra­ schallwellen-Absorptionsglieds 11 ist vorzugsweise länger als der Abstand zwischen der Außenkante des an der Windschutzscheibe befestigten Sendeelements 7 und der Außenkante des an der Wind­ schutzscheibe befestigten Empfangselements 9. Das Ultraschall­ wellen-Absorptionsglied 11 erstreckt sich parallel zu dem in Ru­ he liegenden Scheibenwischer 5a, genauer gesagt zu dessen Wi­ scherblatt. Ferner erstreckt sich das Ultraschallwellen- Absorptionsglied 11 in einem vorbestimmten Abstand zu dem Wi­ scherblatt des Scheibenwischers 5a. Die Anordnung ist derart, daß das Ultraschallwellen-Absorptionsglied 11 über dem Wischer­ blatt aber unter dem Sendeelement 7 und dem Empfangselement 9 liegt. In einer alternativen Ausführungsform können mehrere Ul­ traschallwellen-Absorptionsglieder an dem Windschutzscheibenglas befestigt sein.

In der Fig. 2 weisen das Sendeelement 7 und das Empfangselement 9 jeweils piezoelektrische Elemente 7b, 9b auf, die jeweils an Kopplungsgliedern 7a, 9a durch ein Haftband oder ein Bindemittel oder dergleichen befestigt sind, das eine hervorragende Durch­ lässigkeit für Ultraschallwellen bietet. Die Kopplungsglieder 7a, 9a sind jeweils an der inneren Seite des Windschutzschei­ benglases 1 befestigt. Eine Schwingungsschaltung 13 ist mit dem piezoelektrischen Element 7b des Sendeelements 7 elektrisch ver­ bunden. Aufgrund der Zufuhr einer Wechselstromspannung von der Schwingungsschaltung 13 zu dem piezoelektrischen Element 7b wird das piezoelektrische Element 7b hauptsächlich in der Dickenrich­ tung in Schwingung versetzt, wobei Ultraschallwellen 20, die die elastischen Wellen bilden, durch das Kopplungsglied 7a als Folge der Schwingungsanregung in das Windschutzscheibenglas 1 ausge­ hen. Die Ultraschallwellen 20 breiten sich im Windschutzschei­ benglas 1 unter mehrmaliger Reflexion an der Grenzfläche zwi­ schen dem Windschutzscheibenglas 1 und der Luft aus. Die in das Empfangselement 9 durch das Kopplungsglied 9a gelangenden Ultra­ schallwellen 20 versetzen das piezoelektrische Element 9b haupt­ sächlich in der Dickenrichtung in Schwingung. Als Folge erzeugt das Element 9b entsprechend der Amplitude der zu ihm übertrage­ nen Ultraschallwellen 20 eine Wechselstromspannung. Eine Erfas­ sungsschaltung 15 erfaßt die Amplitude in der Form der Wechsel­ stromspannung.

In der Fig. 3 schlagen die sich im Windschutzscheibenglas 1 aus­ breitenden Ultraschallwellen 20 aufgrund des oben nicht vorhan­ denen Ultraschallwellen-Absorptionsglieds nach oben einen bogen­ förmigen Bereich 21. Das Ultraschallwellen-Absorptionsglied 11 hindert die Ultraschallwellen 20 daran, sich im Windschutzschei­ benglas 1 nach unten auszubreiten, wodurch die Ultraschallwellen 20 in einem beschränkten Bereich 22 verlaufen. Die Ultraschall­ wellen 20 breiten sich nämlich im Bereich unter dem Ultraschall­ wellen-Absorptionsglied 11 im Windschutzscheibenglas 1 nicht aus. Der Bereich 23, der von der punktierten Linie in der Fig. 3 umgeben ist, ist der Erfassungsbereich des Regentropfensensors. Regentropfen an dem Windschutzscheibenglas 1 in dem Erfassungs­ bereich 23 erzeugen eine unregelmäßige Reflexion der Ultra­ schallwellen 20. Als Folge davon verändert sich die Amplitude der in das Empfangselement 7 gelangenden Ultraschallwellen 20, wobei die Erfassungsschaltung 15 ein Anhaften der Regentropfen erfaßt.

Der Regentropfensensor gemäß dem Stand der Technik und der Re­ gentropfensensor gemäß dem Ausführungsbeispiel werden nun ver­ glichen.

Bei dem Regentropfensensor des Stands der Technik der Fig. 4 ha­ ben die sich im Windschutzscheibenglas 1 ausbreitenden Ultra­ schallwellen aufgrund nicht vorhandener Ultraschallwellen- Absorptionsglieder nicht nur nach oben sondern auch nach unten einen bogenförmigen Bereich 31, 32 geschlagen. Der Bereich 33, der von der punktierten Linie in der Fig. 4 umgeben ist, ist nämlich der Erfassungsbereich 33 des Regentropfensensors des Stands der Technik. Obwohl kein Regentropfen an dem Windschutz­ scheibenglas 1 haftet, erfaßt der Regentropfensensor Regenwasser am Scheibenwischer 5a, so daß der Regentropfensensor unzuläng­ lich ist.

Bei dem Regentropfensensor des Ausführungsbeispiels ist der Be­ reich in der Nähe des Scheibenwischers 5a dank des Ultraschall­ wellen-Absorptionsglieds 11 kein Erfassungsbereich. Wenn kein Regentropfen an dem Windschutzscheibenglas 1 haftet aber Regen­ wasser an dem Scheibenwischer 5a haftet, versagt der Regentrop­ fensensor nicht. Der Regentropfensensor erfaßt nämlich das Re­ genwasser am Scheibenwischer 5a nicht, sondern er erfaßt nur, ob Regentropfen in dem durch das Ultraschallwellen-Absorptionsglied 11 beschränkten Erfassungsbereich 23 haften.

Ein Regentropfensensor ist beispielsweise an einem Windschutz­ scheibenglas angeordnet, um Regentropfen daran zu erfassen und einen Scheibenwischer durch eine Schaltung einzuschalten. Der Regentropfensensor weist eine Sendeeinrichtung, zum Aussenden von Ultraschallwellen als elastische Wellen in das Windschutz­ scheibenglas, eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der Ultra­ schallwellen, eine Erfassungsschaltung zum Erfassen der Amplitu­ de der zu der Empfangseinrichtung gesendeten elastischen Wellen und ein Ultraschallwellen-Absorptionsglied auf. Das Ultraschall­ wellen-Absorptionsglied beschränkt die Ausbreitung der Ultra­ schallwellen, d. h. den Erfassungsbereich, um ein Versagen des Regentropfensensors durch beispielsweise Regenwasser an dem Scheibenwischer zu verhindern.

Claims (3)

1. Regentropfensensor für ein plattenförmiges Element (1) mit einer Sendeeinrichtung (7), die an dem plattenförmigen Element (1) befestigt ist, um elastische Wellen (20) in das plattenförmige Element (1) auszusenden, einer Empfangseinrichtung (9), die an dem plattenförmigen Element (1) befestigt ist, um die elastischen Wellen (20) von der Sendeeinrichtung (7) zu empfangen, und einer Erfassungsschaltung (15) zum Erfassen der Amplitude der zu der Empfangseinrichtung gesendeten elastischen Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Regentropfensensor ein Absorptionsglied (11) für elastische Wellen umfaßt, das an dem plattenförmigen Element (1) befestigt ist.

2. Regentropfensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionsglied (11) für elastische Wellen aus einem nicht geschäumten Acrylsäurekunststoffband hergestellt ist.

3. Regentropfensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionsglied (11) für elastische Wellen zwischen der Sendeeinrichtung (7) und Empfangseinrichtung (9) sowie einem Scheibenwischer (5a) an einem Windschutzscheibenglas (1) befestigt ist, wenn der Scheibenwischer (5a) in Ruhe ist.