DE19956089A1 - Sensoranordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung mit einem Empfänger zum Empfangen von Signalen, die durch eine Sensoraußenfläche vollständig hindurchtreten. DOLLAR A Zur Sicherstellung der Funktionssicherheit einer solchen Sensoranordnung wird vorgeschlagen, an oder in der Sensoraußenfläche eine Heizeinrichtung anzuordnen, die mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, welche in Abhängigkeit von Eingangssignalen die Heizeinrichtung beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Aus der DE 43 43 474 A1 ist eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Benet­ zungs- und/oder Verschmutzungsgrades von Scheiben bekannt. Bei dieser be­ kannten Sensoreinrichtung gibt ein Sender eine Strahlung an die Innenseite einer Scheibe ab. Die Strahlen werden zwischen der Außenfläche und der Innenfläche der Scheibe mehrfach totalreflektiert und schließlich von einer Strahlungsmeßein­ richtung aufgenommen. Um eine Meßbeeinträchtigung durch Kondensat an der Innenfläche der Scheibe zu vermeiden, wird eine Heizeinrichtung verwendet, wel­ che die Scheibe auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Durch die Beheizung der Scheibe können auch sich auf der Scheibe niederschlagende Schneeflocken auf­ getaut und das daraus entstehende Wasser dann detektiert werden.

Zum weiteren Umfeld der Erfindung wird noch auf die DE 38 23 300 C1 und die DE 40 06 174 C1 hingewiesen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Funktionssicherheit bei einer Sen­ soranordnung der eingangs genannten Art auch bei widrigen Außenumgebungsbe­ dingungen zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Ein Kerngedanke der Erfindung liegt darin, eine Heizeinrichtung an oder in der Sen­ soraußenfläche, die an der Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet ist, vorzuse­ hen. Durch den Betrieb der Heizeinrichtung können sich auf der Sensoraußenfläche anlagernde Beläge, wie Eis, Reif, Schnee oder Schneematsch, entfernt werden. Eine Beheizung der Sensorfläche ermöglicht es, entweder präventiv die Anlagerung von solchen Belägen bei widrigen Umgebungsbedingungen zu verhindern oder be­ reits vorhandene Beläge abzuschmelzen bzw. durch Losschmelzen auf der Ober­ fläche zum Abrutschen zu bringen.

Die Heizeinrichtung ist mit einer Steuereinrichtung verbunden, welche die Heizein­ richtung in Abhängigkeit von Eingangssignalen beaufschlagt. Gemäß einer beson­ deren Ausführungsform der Erfindung kann es sich bei solchen Eingangssignalen um ein Fahrbetriebssignal bzw. "Zündung-Ein"-Signal, ein Fahrgeschwindigkeits­ signal, ein Außentemperatursignal, ein Temperatursignal an dem Sensor oder den Sensoraußenflächen oder ein Signal handeln, welche den Verschmutzungs- oder Belagsgrad des Sensors oder der Sensoraußenfläche angibt. Alternativ können natürlich auch noch andere oder zusätzliche Eingangsparameter zur Steuerung der Heizeinrichtung verwendet werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat die Sensoraußenfläche eine sensorspezifische Funktion und ist damit im engeren Sinne Teil des Sensors. Beispielsweise kann es sich bei dem sensorspezifischen Teil um eine beheizte Ra­ darlinse handeln.

Entsprechend der vorgenannten Eingangssignale und des in der Steuereinrichtung abgelegten Steueralgorithmuses kann beispielsweise ein Einschalten der Heizein­ richtung permanent im Fahrbetrieb oder ab einem "Zündung-Ein"-Signal, in Abhän­ gigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder in Abhängigkeit von einer am Sensor gemessenen Temperatur erfolgen. Der gewählte Betrieb wird dabei von der Funktion des Sensors abhängen. Um eine Be­ lagbildung sicher zu vermeiden kann eine Ein- und Ausschalthysterese hinterlegt sein, so daß die Heizeinrichtung beispielsweise ab einem bestimmten ersten Tem­ peratursignal ein- und einem zweiten definierten Temperatursignal ausgeschaltet wird.

Auch der Betrieb der Heizeinrichtung während der Fahrt kann je nach Anwen­ dungsfall unterschiedlich gewählt werden. Die Heizeinrichtung kann beispielsweise mit Konstantleistung oder aber variabel betrieben werden. Bei einer variablen Steuerung kann die Heizleistung beispielsweise von der Fahrgeschwindigkeit oder einem Temperatursignal abhängen.

Natürlich kann der Betrieb der Heizung auch in Abhängigkeit von einem Ver­ schmutzungs- oder Belagssignal betrieben werden. Ein solches Signal kann entwe­ der aus dem Sensorsignal der Sensorik selbst oder einer Zusatzsensorik gewonnen werden, die den Zustand des Sende- und/oder Empfangsflächen sensiert.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Sensoranord­ nung neben dem Empfänger einen Sender zum Abstrahlen von Signalen, deren Reflektionen von dem Empfänger wieder empfangen werden. Die Signale treten dabei jeweils vollständig durch eine oder mehrere Sensorflächen hindurch.

Die Anordnung einer Heizeinrichtung ist bei Sensoranordnungen zweckmäßig, die Sensoraußenflächen an der Außenseite des Fahrzeugs haben. Solche Systeme stellen beispielsweise die Einparkhilfe, ein Abstandsregelsystem oder andere Fah­ rerassistenzsysteme oder ein Precrash-Erkennungssystem dar. Auch ist die Art der verwendeten Signale bei der vorliegenden Erfindung nicht eingeschränkt. Bei den abgestrahlten und empfangenen Signalen kann es sich beispielsweise um Ultra­ schall-, Infrarot- oder Radarsignale handeln. Je nach Art der verwendeten Signale muß lediglich sichergestellt werden, daß die abgestrahlten und empfangenen Si­ gnale durch die Heizeinrichtung nicht verfälscht werden.

Die Heizeinrichtung kann in Form einer Heizfolie, von integrierten Heizdrähten, ei­ ner Widerstandsschicht, von aufgedruckten Heizleitern oder einfach aufgebrachten Heizdrähten ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die einzige beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Sensoranordnung eines Abstandsregelsy­ stems in einem Fahrzeug.

Das nicht vollständig dargestellte Abstandsregelsystem umfaßt eine Sensoranord­ nung 10 mit einem Sender 12 und einem Empfänger 14, welche jeweils mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 16 verbunden sind. Der Sender 12 ist vorliegend zum Abstrahlen von Radarsignalen ausgebildet. Der Empfänger 14 erfaßt die von einem vorausbefindlichen Objekt reflektierten Radarsignale und gibt entsprechend gene­ rierte Signale an die Steuer- und Auswerteeinheit 16 ab. Diese ermittelt aus den abgestrahlten und wiederempfangenen Radarsignalen einen Abstandswert und gibt diesen über eine Ausgangsleitung 17 an weitere (nicht dargestellte) Einheiten des Abstandsregelsystems ab.

Ein Bestandteil der Sensoranordnung ist eine als Abdeckung von Sender 12 und Empfänger 14 wirkende Sensoraußenfläche 18, die (nicht erkennbar) als Radarlin­ se wirkt und an der Frontaußenseite des Fahrzeuges angeordnet ist. Die Sensor­ außenfläche 18 ist in einer Ausnehmung der Fahrzeugkarosserie 21 angeordnet und gehalten und zur Durchstrahlung mit und Bündelung von Radarstrahlen geeig­ net. Alternativ kann die Sensoraußenfläche 18 auch als Bestandteil der Karosserie ausgebildet sein.

Um eine Anlagerung von Eis, Reif, Schnee oder Schneematsch zu verhindern, wel­ che die Sensorfunktion beeinträchtigen könnten, sind auf der äußeren Seite der Sensoraußenfläche 18 Heizdrähte 20 aufgebracht, die über Leiter 22 mit einer Steuereinrichtung 24 verbunden sind. Die Steuereinrichtung 24 empfängt Ein­ gangssignale und zwar vorliegend ein Signal Klemme 15 (Kl. 15), das Fahrzeugge­ schwindigkeitssignal v und ein Außentemperatursignal T. Alternativ können auch andere Eingangssignale verwendet werden.

Wie oben bereits erwähnt, können anstelle der Heizdrähte 20 natürlich auch alle anderen geeigneten Heizmittel für die Beheizung verwendet werden.

Vorliegend werden aufgrund der Eingangssignale und eines in der Steuereinrich­ tung 24 hinterlegten Algorithmuses die Heizdrähte 20 mit Spannung beaufschlagt, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist (Kl. 15 Signal) und eine bestimmte Kombination von Fahrzeuggeschwindigkeit v und Außentemperatur T vorliegt. Beim Betrieb der Heizeinrichtung wird darüber hinaus die Leistung in Abhängigkeit von der Fahrge­ schwindigkeit v und der Außentemperatur T gesteuert. Der in der Steuereinrichtung 24 hinterlegte Algorithmus ist dabei empirisch ermittelt, und zwar so, daß bei allen Fahr- und Umgebungssituationen eine Anlagerung von Eis, Reif, Schnee oder Schneematsch an die Sensorfläche 18 sicher verhindert wird. In der Steuereinrich­ tung 24 können dazu eine oder mehrere Tabellen hinterlegt sein, die entsprechend der Eingangssignale eine zugehörige elektrische Leistung ausgeben.

Alternativ kann als Eingangssignal für die Steuereinrichtung 24 beispielsweise auch ein Signal über eine Verschmutzung oder einen bereits vorhandenen Belag auf der Sensorfläche 18 bereitgestellt werden. Ein solches Signal kann zum einen aus der Sensoranordnung, insbesondere über die Steuer- und Auswerteeinrichtung 16 selbst, oder über eine Zusatzsensorik ermittelt werden.

Die vorliegende Erfindung stellt die Funktionssicherheit einer Sensoranordnung mit einer Sensorfläche, welche an der Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet ist, auf einfache Weise auch bei widrigen Umgebungsbedingungen sicher und trägt so zur Komfort- und Sicherheitserhöhung bei.

Claims (8)

1. Sensoranordnung mit einem Empfänger zum Empfangen von Signalen, die durch eine Sensoraußenfläche, welche an der Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet ist, vollständig hindurchtreten, dadurch gekennzeichnet, daß an oder in der Sensoraußenfläche (18) eine Heizeinrichtung (20) ange­ ordnet ist, die mit einer Steuereinrichtung (24) verbunden ist, welche in Ab­ hängigkeit von Eingangssignalen (Kl. 15, v, T) die Heizeinrichtung (20) be­ aufschlagt.

2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Sender (12) zum Abstrahlen von Signalen vorgesehen ist, welche ebenfalls vollständig durch die oder eine zusätzliche Sensorfläche (18) hindurchtreten, und daß der Empfänger (14) zum Wiederempfang der reflektierten Signale ausgebildet ist.

3. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoraußenfläche eine sensorspezifische Funktion besitzt.

4. Sensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Sensoraußenfläche um eine Linse handelt.

5. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung Teil eines Einparkhilfensystems, eines Abstands­ regelsystems, eines anderen Fahrerassistenzsystems oder eines Precrash- Erkennungssystems ist.

6. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den abgestrahlten Signalen um Ultraschall-, Infrarot- oder Radarsignale handelt.

7. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (18) in Form einer Heizfolie, von aufgedruckten Heizleitern oder von aufgebrachten oder in dem Material der Sensoraußen­ fläche integrierten Heizdrähten ausgebildet ist.

8. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, um einen Betrieb der Heiz­ einrichtung in Abhängigkeit von einem Fahrbetrieb, einer Fahrgeschwindig­ keit, einer Temperatur oder von einem Verschmutzungsgrad der Sensorflä­ che oder der Sensorflächen durchzuführen.