DE2443982A1

DE2443982A1 - Anordnung zum einschalten der scheibenwaschanlage und des scheibenwischers bei kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2443982A1
Application number: DE19742443982
Authority: DE
Inventors: Stefan Rosner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-14
Filing date: 1974-09-14
Publication date: 1976-04-01

Description

Anordnung zum Einschalten der Scheibenwaschanlage und des Scheibenwischers bei Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einschalten der Scheibenwaschanlage und des Scheibenwischers bei Kraftfahrzeugen bei Auftreten von Wasser beziehungsweise einer Regenwasserschicht auf der Aussenseite der Windschutzscheibe.
Bei schlechter Sicht, wie bei Fahren während der Dämmerung und in der Nacht kann der Fahrer eines Kraftfahrzeuges kaum erkennen, ob es regnet und/oder ob sich auf der Windschutzscheibe seines Wagens ein Feuchtigkeits- oder Wasserfilm befindet. Infolge dieser Unsicherheit wird er den Scheibenwischer nicht oder auch überflüssigerweise anschalten. Eine von Wasser freie Windschutzscheibe und klare Sicht werden damit aber nicht gewährleistet. Geringe Abhilfe schaffen die sogenannten Intervallschalter. Diese schalten den Scheibenwischer für einstellbarer grössere oder kleinere Zeiträume ein. Aber auch damit wird nicht der Mißstand beseitigt, dass der Scheibenwischer mehr oder weniger zufällig oder willkürlich und nicht genau nach Maßgabe der auf der Scheibe befindlichen Wasserschicht ein- und ausgeschaltet wird.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der der Scheibenwischer und/oder die Scheibenwaschanlage genau nach Maßgabe einer sich auf der Aussenseite der Windschutzscheibe befindlichen Wasserschicht ein- und ausgeschaltet wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Gattung gemäss der#rfindung auf die Rückseite der Scheibe eine Linse, ein Prisma, ein Halbrundzylinder oder dergleichen aufgesetzt, auf diese Linse oder dergleichen wird unter einem Winkel von weniger als 900 gegenüber einer Mittellinie eine Lichtquelle aufgesetzt, während auf der anderen Seite der Mittellinie unter einem Winkel von ebenfalls weniger als 90° gegenüber der Mittellinie eine Fotolinse aufgesetzt und an diese ein Verstärker angeschlossen wird, dessen Ausgang zu einer Steuerung für die Scheibenwaschanlage und den Wischer führt.
Diese erfindungsgemässe Anordnung beruht auf dem Prinzip der Lichtbrechung bei Durchtritt durch Gegenstände mit verschiedenen Brechzahlen und auf dem Prinzip der Totalreflektion. Bei trockener Windschutzscheibe wird der von der Lichtquelle durch die Linse oder dergleichen gebündelte und in die Windschutzscheibe eintretende Lichtstrahl an deren Vorderseite gebroc-hen und auf die Fotozelle zurückgeworfen. Diese steuert den Verstärker. Bei trockener Windschutzscheibe erscheint damit ein Signal am Verstärkerausgang.
Ober beliebige und bekannte Schaltungsglieder, zum Beispiel über eine Relaissteuerung, wird die Scheibenwaschanlage und der Scheibenwischer vom Verstärker mit Betriebsspannung beaufschlagt. Im genannten Fall werden bei Spannung am Verstärkerausgang Scheibenwaschanlage und Scheibenwischer von einer Betriebsspannungsquelle abgetrennt. Bei einer Wasserschicht auf der Aussenseite der Windschutzscheibe ändern sich die optischen Verhältnisse sofort. Der Lichtstrahl wird bis auf einen geringen Anteil im Bereich von 10% nicht mehr zurückgeworfen, sondern tritt mehr oder weniger gestreut aus der Vorderseite der Scheibe aus. Der sich dadurch ergebende Spannungsabfall von ca. 100 auf ca. 10% am Verstärkereingang kann mit einem Schwellwertdetektor genau erfasst werden. Die Ausgangsspannung des Verstärkers fällt auf 0 ab. Scheibenwaschanlage und Scheibenwischer werden angeschaltet. Nach dem Trockenwischen der Scheibe und/oder Beendigung des Regens werden sie wieder ausgeschaltet.
Tageslicht könnte eine Totalreflektion vortäuschen. Damit#dies nicht eintritt und die Anordnung auch bei Tageslicht betriebsfähig ist, ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Speisespannung der Lichtquelle beziehungsweise der von dieser abgegebene Lichtstrahl zur Unterscheidung vom Tageslicht moduliert und dem Verstärker ein entsprechendes Filter vorgeschaltet wird. Die Speisespannung kann mit geringer Frequenz moduliert werden. Ebenso konnte man den Lichtstrahl auf optische Weise polarisieren.
Der Lichtstrahl muss unter einem bestimmten Winkel in die Linse eintreten. Anderenfalls könnte er an den Grenzflächen Linse/Scheibe und Scheibe/Luft beziehungsweise Scheibe/Wasser so gebrochen werden, dass er nicht zur Fotozelle zurückfällt. Hieraus leitet sich die Forderung der Erfindung ab, dass der Winkel zwischen dem aus der Lichtquelle austretenden Strahl und der Mittellinie in Abhängigkeit der Brechzahlen der Werkstoffe von Linse und Scheibe derart errechnet wird, dass an der Grenzschicht Scheibe/Luft Totalreflektion auftritt.
Bei einer Brechzahl der Scheibe von zum Beispiel 1,5 und der Linse von zum Beispiel 1,45 liegt dieser Winkel zwischen 48 und 630. Für den Lichtstrahl ergibt sich damit ein Eintrittsfenster von 150 Im Rahmen der Erfindung liegt, dass der Verstärker über die Steuerung zuerst die Scheibenwaschanlage an- und nach einer Verzögerung abschaltet und dann oder gleichzeitig mit der Scheibenwaschanlage den Scheibenwischer mit Arbeitsspannung beaufschlagt. Jede beliebige Zusammenstellung mit oder ohne Zeitverzögerung ist möglich.
Am Beispiel der in der Zeichnung schematisch dargestellten Anordnung wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist: Figur 1: eine schematische Darstellung mit Strahlengang bei trockener Scheibe und Figur 2: eine schematische Darstellung mit Strahlengang bei nasser Scheibe.
Auf die Rückseite der Scheibe 12 wird vorzugsweise im Gebiet des Rückspiegels eine Linse 14 aufgesetzt. Im gezeigten Beispiel ist dies ein Halbrundzylinder. Auf einer Seite der strichpunktiert eingezeichneten Mittellinie befindet sich die Lichtquelle 16. Diese kann entgegen der Darstellung unmittelbar auf dem Umfang des Halbrundzylinders aufsitzen. Auf der anderen Seite der Mittellinie befindet sich die Fotozelle 18. Dieser sind das Filter 20 und der Verstärker 22 nachgeschaltet.
Die Lichtquelle 16 gibt den Lichtstrahl 26a ab. Im Scheitel der Lichtquelle kann sich eine kleine bündelnde Linse befinden. Bei Auftreffen auf den Halbrundzylinder wird der Lichtstrahl etwas gebrochen und tritt als Strahl 26b in diesen ein. Beim Obertritt in die Scheibe 12 wird er erneut um einen dieses Mal ganz geringen Winkel gebrochen. An der Aussen- oder Vorderseite der Scheibe 12 wird der Lichtstrahl 26c jedoch total reflektiert. Als Lichtstrahl 28c läuft er zurück und tritt erneut in den Halbrundzylinder ein.
Beim Austritt aus diesem wird der Lichtstrahl 28b dann erneut gebrochen und tritt als Strahl 28a in die Fotozelle 18 ein. Diese Fotozelle beliebiger Bauart steuert über das Filter 20 den Verstärker 22. Dieser verstärkt die Spannung auf eine zum Betätigen von Relaisschaltungen oder dergleichen ausreichende Höhe. Im gezeigten Beispiel würde es sich um eine Ruhestromschaltung handeln.
Bei trockener Scheibe gibt der Verstärker eine Spannung ab und der Scheibenwascher und der ScheibenwiScher bleiberVausgeschaltet.
Figur 2 zeigt das Bild bei Regen. Eine Wasser- oder Tröpfchenschicht 29 liegt auf der Aussenseite der Scheibe 12. Damit ändert sich die Brechzahl an der Grenzschicht Scheibe/ Wasser auf einen solchen Wert, dass der Strahl 26b nicht mehr oder nur noch in verinachlässigbarem Maß zurückgeworfen wird. Das Licht tritt als Streulicht 30 aus der Windschutzscheibe 12 aus. Null'ein schwacher Lichtstrahl 28b wird zurückgeworfen. Das Signal am Ausgang des Verstärkers 22 fällt ab oder kehrt sich um. Scheibenwascher und/oder Scheibenwischer werden angeschaltet.
Mit dieser Anordnung wird somit gewährleistet, dass die Scheibenwaschanlage und/oder der Scheibenwascher sicher bei Regen und nur bei Regen oder aus anderen Gründen nasser Windschutzscheibe eingeschaltet und anschliessend wieder abgeschaltet werden. Der Kraftfahrer wird hiermit nicht mehr behelligt und kann sich auf die Straße konzentrieren.
Der Winkel, unter dem der Lichtstrahl 26a in die Linse eintreten muss, lässt sich mit einer einfachen Gleichung nach den Brechungsgesetzen errechnen. Die Brechzahlen von Luft, Linse, Scheibe und Wasser sind bekannt. Bei genauer Rechnung müsste auch die Klebstoffschicht zwischen Linse und Scheibe berücksichtigt werden. Der Einfallswinkel des Strahles 26a beziehungsweise 26b ist dann so zu errewchnen, dass bei trockener Scheibe Totalreflektion auftritt und der Lichtstrahl zur Fotozelle zurückfällt.
PATENTANSPROCHE.

Claims

PATENTANSPROCHE

47 Anordnung zum Einschalten der Scheibenwaschanlage und des Scheibenwischers bei Kraftfahrzeugen bei Auftreten von Wasser beziehungsweise einer Regenwasserschicht auf der/Aussenseite der Windschutzscheibe, gekennzeichnet durch eine auf die Rückseite der Scheibe (12) aufgesetzte Linse, Prisma, Halbrundzylinder (14) oder dergleichen, eine auf die Linse (14) unter einem Winkel von unter i 900 gegenüber einer Mittellinie aufgesetzte Lichtquelle (16), eine auf der anderen Seite der Mittellinie auf die Linse (14) unter einem Winkel von unter 900 aufgesetzte Fotozelle (18), und einen an die Fotozelle (18) angeschlossenen Verstärker (22), dessen Ausgang zu einer Steuerung für Scheibenwaschanlage und Scheibenwischer führt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisespannung der Lichtquelle (16) beziehungsweise der von dieser abgegebene Lichtstrahl zur Unterscheidung vom Tageslicht moduliert und dem Verstärker (22) ein entsprechendes Filter (20) vorgeschaltet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 - 2, dadurch/gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen dem aus der Lichtquelle (16) austretenden Strahl und der Mittellinie in Abhängigkeit der Brechzahlen der Werkstoffe von Scheibe (12) und Linse (14) derart#rrechnet wird, dass an der Grenzschicht Luft/Scheibe Totalreflektion auftritt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Winkel bei einer Brechzahl der Scheibe (12) von 1,5 und der Linse (14) von 1,45 zwischen 480 und 630 liegt.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (22) über eine Steuerung die Scheibenwaschanlage und den Scheibenwischer mit Arbeitsspannung beaufschlagt. L e e r s e i t e