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Einrichtung zum Steuern eines
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Scheibenwischermotors Die Erfindung-geht aus von einer binrichtung
zum Steuern eines Scheibenwischermotors, der einen auf einer Scheibe, Insbesondere
eines Kraftfahrzeuges, angeordneten Scheibenwischer antreibt.
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Die bekannten Einrichtungen erfordern, daß der Fahrer den Benetzungs-
bzw. Verschmutzungszus tand der Scheibe im Auge behält und ggf. den Scheibenwischer
selbst einschaltet.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zum Steuern eines Scheibenwischermotors der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß ein automatisches Ein- und Ausschalten des Scheibenwischermotors in Abhängigkeit
von einem auf einer Scheibe aufliegenden Belag möglich ist, wobei gleichzeitig diese
automatische Ein- und Ausschaltung so feinfühlig an die jeweiligen Betriebsbedingungen
angepaßt ist, daß die Scheibe stets optimal gereinigt wird und andererseits unnötige
Wischvorgänge, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug den Fahrer stören, vermieden
werden.
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Diese Auf gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine, einen
Sender und einen Empfänger für drahtlos ausbreitungsfähige Wellen aufweisende Meßstrecke
vorgesehen ist, in der die Scheibe angeordnet ist und die Wellenausbreitung zwischen
Sender und Empfänger derart beeinflußt, daß sich bei Ausbildung eines flüssigen
oder festen Belages auf der Scheibe, insbesondere Benetzung durch Niederschlag,
das vom Empfänger empfangene Wellensignal ändert.
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Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform der Erfindung, bei der bei
Überschreiten einer vorgegebenen Signal ab ~weichung (6BS) bezogen auf einen ersten
Referenzwert (SA) der Scheibenwischermotor (61) eingeschaltet wird und der erste
Referenzwert (SA) während sich anschliessender Wischvorgänge des Scheibenwischers
(62) auf einen von Extremwerten (Smax, S . ) des empfangenen Signales min (S) abgeleiteten
zweiten Referenzwert nachstellbar ist.
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Damit stellt diese erfindungsgemäße Einrichtung ein "lernendes" System
dar, bei dem die Bezugsgröße fürs Ein- bzw. Ausschalten des Scheibenwischermotors
aus den
augenblicklich vorliegenden, d.h. tatsächlichen Betriebsbedingungen
abgeleitet wird, so daß das Arbeitsverhalten der erfindungsgemäßen Einrichtung stets
optimal an die jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen angepaßt ist.
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Dadurch ist einmal sichesgestellt, daß die Scheibe stets optimal gereinigt
ist, andererseits werden jedoch auch durch das feinfühlige Erfassen der Betriebsbedingunfr
cn unnötige Wischvorgänge unterbunden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann damit mit Vorteil nicht nur
bei Kraftfahrzeugen, sondern vielmehr bei Fahrzeugen aller Art, d.h. also auch Wasser-
und Luftfahrengen eingesetzt werden, ebenso wie bei ortsfesten Einrichtungen, beispielsweise
Beobachtungstürmen auf Flugplätzen und dgl.
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Die Einrichtung eignet sich auch besonders für Scheiben, die nicht
von einer Person betrachtet werden, beispielsweise Streuscheiben für ortsfeste oder
auf Fahrzeugen angeordnete Scheinwerfer, bei denen eine automatische Reinigung trotz
der dort vorliegenden zusätzlichen Wärmebelastung durch das jeweilige Leuchtelement
möglich wird.
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Weiterhin kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht nur das
Auftreffen von Regen auf eine Scheibe erfaßt werden, es kann vielmehr ebenfalls
das Auftreffen von Schnee, Wasser/Ölgemischen oder gar von festen Bestandteilen
erfaßt werden.
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Die bei der Erfindung verwendete Meßstrecke mit der zwischen einem
Sender und einem Empfänger angeordneten Scheibe ist in bevorzugter Ausgestaltung
der Erfindung mit einem Lichtsender in Gestalt eines Lasers oder einer oder mehrerer
Licht aussendender Dioden und mit einem Lichtempfänger in Gestalt eines Fotodetektors
versehen. Die Verwendung eines Lasers hat dabei den Vorteil, daß ein streng parallel
ausgerichteter Lichtstrahl zur Verfügung steht, so daß auch Mehrfachreflexionen
in der Scheibe eingestellt werden können. Zur Erhöhung des Meßeffektes und zur Vergrößerung
des untersuchten Oberflächenbereiches der Scheibe können mit Vorteil mehrere Sender-
und Empfängerelemente verwendet werden, beispielsweise Diodengatter. Diese Diodengatter
haben den weiteren Vorteil, daß durch Reihenschaltung mehrerer Elemente eine Betriebsspannung
verwendet werden kann, die in der Größenordnung üblicher Betriebsspannungen liegt,
beispielsweise 6 V.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung arbeiten die Sender- und
Empfängerelemente in einem nicht sichtbaren Strahlungsbereich, beispielsweise im
nahen Infrarot.
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Hierdurch werden Störungen des Fahrers ausgeschlossen.
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Ist die erfindungsgemäße Einrichtung an der Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges
angeordnet, ist sie einem besonders großen Betriebstemperatur-Bereich ausgesetzt,
der durchaus die Größenordnung von 10000 annehmen kann. Eine effektive Temperaturkompensation
der verwendeten Elemente kann dabei dadurch bewirkt werden, daß jeweils in Reihe
zu den Elementen ein Widerstand geschaltet ist und die Reihenschaltung an einer
Bezugsspannung liegt. Diese Temperaturkompensation ist auch bei anderen Anwendungsfällen
verwendbar.
Mit der erfindungsgemaßen Einrichtung kann einmal die
Ausmessung der Scheibenoberfläche in Reflexionsanordnung erfolgen, wie dies eingangs
im Hinblick auf die bekannte Anordnung geschildert wurde, es ist jedoch auch möglich,
eine Transmisaionsanordnung zu verwenden, bei der der ender auf der einen und der
Empfänger auf der anderen Seite der Scheibe angeordnet ist. Je nach den vorliegenden
Rand-und Einbaubedingungen kann daher die eine oder andere Anordnung mit Vorteil
eingesetzt werden.
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Wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Einrichtung in
Reflexionsanordnung verwendet, kann dann, wenn auch die Innenseite der Scheibe über
einen bestimmten bereich an Luft grenzt,der eingestrahlte Lichtstrahl mehrfach tobalreflektiert
werden, ehe er aus der Scheibe aus-und in den Empfänger eintritt. Dies gilt besonders
bei Verwendung eines Lasers, der dieser einen besonders scharf gebündelten und streng
parallel ausgerichteten Lichtstrahl.
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aussendet. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß durch die mehrfache
otalreflexion innerhalb der Scheibe ein größerer Scheibenbereich mit nur einem Lichtstrahl
ausgemessen worden kann, da der Lichtstrahl am Orte jeder Totalreflexion an der
äußeren Oberfläche durch einen dort befindlichen Wassertropfen oder Belag aus der
Scheibe ausgelenkt werden kann. Damit wird auch die Empfindlichkeit der Anordnung
erhöht.
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Eine besonders kompakte Anordnung wird erfindungsgernäß dadurch erzielt,
daß Sender und Empfänger auf einem gegemeinsamen, für die verwendete Welle durchlässigen
Keil auf der inneren Oberfläche der Scheibe angeordnet sind Diese Anordnung hat
den weiteren Vorteil, daß sie vor der Montage am Einsatzort, z.B. am Kraftfahrzeug,
justiert
werden kann, so daß eine vollständige Fertigung samt Abgleich
getrennt von dem Kraftfahrzeug möglich ist. Bei Verwendung des genannten Lichtes
im nahen Infrarot-Bereich wird eine besonders gute Wirkung mit einem Keil aus Plexiglas
erzielt.
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Sollen in der oben beschriebenen Weise mehrfache Totalreflexionen
erzeugt. werden, wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung der Keil im Bereich
der mehreren Totalreflexionen an der an die innere Oberfläche der Scheibe grenzenden
Fläche mit einer Ausnehmung versehen. Dann bleibt trotz der verwendeten Meßmethode
mit mehreren Totalreflexionen der Vorteil der kompakten Einheit und der mechanischen
Stabilität des gemeinsamen Keiles erhalten.
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Wird vom Sender ein Teil des Lichtes nicht exakt unter dem Winkel
abgestrahlt (handelsübliche Dioden haben einen Abstrahlkegel von ca. 200 Weite),
bei dem die beschriebene Totalreflexion eintritt, kann dieser Teil des Lichtes an
neben dem Meßort aufliegenden Wassertropfen oder Belägen diffus reflektiert und
in den Empfänger umgelenkt werden, so daß Fehlmessungen auftreten. Um diesen Nachteil
zu vermeiden, wird in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die vom Sender
ausgestrahlte Welle gebündelt, insbesondere auf einen Punkt der Scheibe fokussiert,
vorzugsweise durch ein Linsensystem, bei dem sich mindestens eine Linse hinter dem
Ausgang des Senders und eine entsprechende Linse vor dem Eingang des Empfängers
befindet.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der
der zweite Referenzwert, auf den der Referenzwert des Systems nach dem ersten Wischvorgang
eingestellt wird, gleich dem Extremwert des gemessenen Signales ist. Dann schaltet
die erfindungsgemäße Einrichtung den Scheibenwischer nämlich erst dann wieder ab,
wenn die mit dem ersten Wischvorgang erzielte Sauberkeit der Scheibe wieder erreicht
ist und steigert diesen Nachstellvorgang so lange, bis der Optimalwert der Reinigung
möglicherweise erst nach einigen Wischvoränaen erreicht ist.
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Entsprechend wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die zum
Wiedereinschalten führende Signal abweichung so eingestellt, daß sie ein vorzugsweise
fester Bruchteil des jeweils geltenden Referenzwertes ist. Auf diese Weise wird
auch die Einschaltschwelle den tatsächlich vorliegenden Bedingungen nachgefiihrt,
so daß die erfindungsgemäße Einrichtung den Scheibenwischermotor immer dann wieder
einschaltet, wenn eine definierte Verschlechterung des zuletzt vorhandenen optimalen
Zustandes eingetreten ist.
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Um bei der genannten Regelung zu vermeiden, daß bei extremer Verschmutzung
der Scheibe, insbesondere mit öligen Bestandteilen,oder Insektenkadavern der Scheibenwischer
zeitlich unbegrenzt läuft, wird bevorzugt der zweite Referenzwert mit einer
Zeitkonstante
in Richtung auf den ersten Xeferenzwert verändert, so daß bei mit dem Scheibenwischer
nicht zu beseitigender Verschmutzung nach einer endlichen Zeit der Reinigungsvorgang
auf einem Niveau abläuft, der auch eine bestimmte Verschlechterung gegenüber dem
vorher vorhandenen optimalen Zustand darstellt.
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Um in diesem Sinne den Scheibenwischermotor nicht zu lange laufen
zu lassen und die Scheibenwischerblätter damit nicht unnötig zu verschleißen, ist
die Zeitkonstante bevorzugt in einer Größenordnung von einigen Minuten ausgelegt.
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Besonders einfach kann eine derartige Zeitkonstante dadurch elektronisch
realisiert werden, daß die Eingänge des zum Ein- bzw. Ausschalten dienenden Komparators
mit einem realen Kondensator überbrückt sind, dessen endliche Selbstentladung zu
einer Zeitkonstante der genannten Art fiihrt, damit kann die gewünschte Funktion
mit lediglich einem einzigen Bauelement hergestellt werden.
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Eine weitere Möglichkeit zur Störunterdmickung ist, die ausgestrahlte
Welle und damit das vom Empfänger aufgefangene Signal zu modulieren.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird daten die Modulationsfrequenz
einmal in einem Bereich oberhalb der in einem Kraftfahrzeug üblicherweise auftretenden
Störsignalfrequenzen gelegt, vorzugsweise in dem Bereich von etwa 3kHz; zum anderen
wird jedoch noch zusätzlich ein Differenzwert-Gleichrichter im Empfänger verwendet,
dessen Referenzeingang mit einem den Sender modulierenden Impulsgenerator verbunden
ist. Hierdurch wird eine Synchron-Detektion des empfangenen Signales erzielt, bei
der der Meßbereich von der Meßfrequenz in den Bereich O Hz heruntergemischt wird,
so daß einfach herzustellende Tiefpaßfilter mit einer Bandbreite von beispielsweise
dem Bruchteil eines Hz zu einer extrem schmalen effektiven Bandbreite führen. Da
die Frequenz des Impulsgenerators hinreichend konstant gehalten werden kann, führt
dies insgesamt zu einer extrem schmalbandigen Messung der Modulationsfrequenz, die
das unerwünschte Erfassen von Störfrequenzen praktisch vollkommen vermeidet.
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Die gewünschte Nachstellung des Referenzwertes kann dann bevorzugt
besonders einfach dadurch bewirkt werden, daß der Empfängereingang, vorzugsweise
der Ausp;anp; des 1>ifferenz-Gleichrichters einmal direkt und zum anderen iiber
einen Spitzenwertmesser mit den Eingängen des Komparators verbunden ist. Dies fiihrt
zu einer automatischen Nachstellung auf den jeweiligen Spitzenwert, da erst bei
Erreichen
des im Spitzenwertmesser erfaßten und an einem Komparatore ingang liegenden Maximal
signale 5 der Komparator durchschaltet. Damit wird sichergestellt, daß der Wischvorgang
an der Scheibe solange aufrecht erhalten bleibt, bis der vorher erreichte optimale
Reinigungswert wieder vorliegt.
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Der Spitzenwertmesser kann dabei einmal in ansich bekannter Weise
in analoger Schaltungstechnik aufgebaut sein, eine besonders gute Langzeitstabilität
kann jedoch auch dadurch erzielt werden, daß der Spitzenwertmesser digital aufgebaut
wird, wobei der Spitzenwert praktisch beliebig lange gespeichert werden kann.
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Um Probleme zu vermeiden, die sich dann einstellen können, wenn nach
zeitlich lang andauernder Nichtbetätigung der erfindungsgemäßen Einrichtung eine
besonders langsame zeitliche Zunahme des Scheibenbelages eintritt, so daß das erstmalige
Ansprechen der erfindungsgemäßen Einrichtung problematisch werden kann, ist in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, das empfangene Signal über einen Differenzierer
zu führen, der die erste zeitliche Ableitung des empfangenen Signales bildet. Überschreitet
diese erste zeitliche Ableitung einen bestimmten Schwellwert, wird die erstmalige
Auslösung der erfindungsgemäßen Einrichtung bewirkt. Während des ersten Wischvorganges
eicht sich das System dann selbst, so daß sich dann die vorstehend im einzelnen
erläuterte Nachstellung des Referenzwertes anschließen kann. Auf diese Weise ist
ein sicheres Ansprechen
der erfindungsgemäßen Einrichtung auch
nach längerem Nichtbetrieb gewahrleistet. Auch dieses Merkmal ist -ebenso wie das
nachstehend geschilderte - für sich alleine für andere Anwendungen verwendbar.
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Zwischen den Zeitpunkten, zu denen die erfindungsgemäß überwachte
Fläche der Scheibe vom Scheibenwischer iiberstrichen wird, ändert sich die Oberflächenbeschaffenheit
der Scheibe an dieser Stelle zum Beispiel bei weiter einfallendem Regen und zwar
um so schneller, je stärker der Regen fällt. Dies führt während des Wischvorganges
zu Abweichungen des gemessenen Signales vom Referenzwert, die um so größer werden,
je stärker der Regen fällt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird diese Eigenschaft
dazu ausgenutzt, um auch die Drehzahl des Scheibenwischermotors zu regeln. Bevorzugt
wird die Drehzahl des Scheibenwischermotors dabei kontinuierlich mit der Abweichung
vom Referenzwert verstellt, so daß sich die Scheibenwischeranlage damit selbsttätig
stufenlos auf die jeweilige Regenintensität nachstellt.
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Um eine besonders effektive Reinigung der Scheibe zu erzielen wird
in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung noch vom Komparator zunächst eine Scheibenwaschanlage
und erst dann der Scheibenwischermotor eingeschaltet.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten
Zeichnung.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt
durch eine Scheibe mit aufgesetzter Sender-Empfänger-Anordnung auf der selben Scheibenseite;
Fig. 2 eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung unter Ausnutzung einer
Mehrfach-Totalreflexion; Fig. 3 eine weitere Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten
Anordnung, bei der der Lichtstrahl punktweise fokussiert wird; Fig. 4 ein Blockschaltbild
einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig.- 5 ein Detailbild
einer Variante zu der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung; Fig. 6 einen Stromlaufplan
einer Sender/Empfänger-Anordnung; Fig. 7 einen Stromlaufplan eines Spitzenwertinessers
und Komparators in analoger Schaltungstechnik; Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines
Scheibenwischerfeldes zur Erläuterung der in Fig.
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9 bis 11 aufgetragenen Zeitfunktionen;
Fig. 9 den
zeitlichen Verlauf des mit einem erfindungsgemäßen Empfänger aufgenommenen Signales
bei verschiedenen Niederschlagsintensitäten; Fig. 10 eine Darstellung entsprechend
Fig. 9, jedoch bei sehr stark verschmutzter, kaum zu reinigender Scheibe; Fig. 11
eine Darstellung entsprechend Fig. 9, jedoch für eine Einrichtung in Transmissionsanordnung.
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;Bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist 10 eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges,
deren innere Oberfläche mit 11 und deren äußere Oberfläche mit 12 bezeichnet ist.
Es versteht sich, daß die Erfindung auch bei anderen Scheiben, beispielsweise Heckscheiben
von Kraftfahrzeugen einzusetzen ist, ebenso wie bei anderen Fahrzeugen, beispielsweise
Luft- oder Wasserfahrzeugen sowie auch bei ortsfesten Einrichtungen.
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Auf der inneren Oberfläche 11 der Frontscheibe 10 ist ein Keil 13
angeordnet, dessen eine Seitenfläche mit der inneren Oberfläche 11 einen Winkel
14 und dessen andere Seitenfläche mit der inneren Oberfläche 11 einen Winkel 15
bildet. Bevorzugt schließen die beiden Seitenflächen einen rechten Winkel ein, d.h.
die Summe der Winkel 14 und 15 beträgt 900. Besonders bevorzugt ist dabei eine Anordnung,
bei
der der Winkel 14 etwa 500 und der Winkel 15 etwa 400 beträgt.
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Auf der einen Seitenfläche des Keiles 13 ist ein Lichtsender 16, beispielsweise
ein Laser oder eine Diode oder ein Diodengatter, angeordnet, der einen Lichtstrahl
17 abstrahlt. Dieser Lichtstrahl 17 wird an der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe
10 dann gerade noch totalreflektiert, wenn in dem Auftreffpunkt des Lichtstrahles
17 auf die Oberfläche 11 die Scheibe 10 an Luft grenzt. Dann ist nämlich das Verhältnis
der Brechungsindizes von Glas und Luft einerseits und der Auftreffwinkel des Lichtstrahles
17 andererseits so bemessen, daß Totalreflexion gerade noch eintritt. Der Lichtstrahl
17 wird damit in einen Lichtstrahl 18 umgelenkt, der von einem an der anderen Seitenfläche
des Keiles 13 angeordneten Empfänger 19 aufgefangen wird.
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Befindet sich jedoch am Auftreffpunkt des Lichtstrahles 17 auf die
Oberfläche 12 ein Belag auf der Scheibe 10, beispielsweise ein Wassertropfen 20,
tritt infolge des nunmehr vorliegenden Verhältnisses der Brechungsindizes von Glas
und Wasser keine Totalreflexion mehr auf sondern der Licht-Strahl 17 wird in den
Bereich oberhalb der Scheibe 12 ausgelenkt und' verläßt die Scheibe 10 als Lichtstrahl
21 unter einem Winkel, der von der Art bzw. den Brechungsindex des Belages auf der
Scheibe 10 abhängt. Der Belag kann dabei Wasser, Schnee, öl, Straßenschmutz oder
dgl. sein.
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Wie man demnach aus Fig. 1 erkennt, gelangt nur dann Licht in den
Empfänger 19, wenn die Oberfläche 12 der Scheibe 10
sauber ist.
Bei einsetzendem Regen und auftreffenden Regentropfen 20 tritt demgegenüber der
oben beschriebene Betriebszustand ein und der Lichtstrahl 18, der zum Empfänger
19 führt, wird immer schwächer, bis er bei vollständig belegter Oberfläche 12 der
Scheibe 10 einen Minimalwert erreicht. Der Lichtsender 16 kann aus einer Leuchtdiode
oder mehreren Dioden bestehen, wobei in letzterem Falle ein "Lichtvorhang" entsteht.
Der Lichtempfänger 19 besteht entsprechend aus einem oder mehreren lichtempfindlichen
Elementen, beispielsweise Phototransistoren.
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Die Empfängerfläche richtet sich dabei nach der Zahl der Senderelemente,
der Divergenz des Strahlenbüschels u.dgl..
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante der Anordnung gemäß Fig.
1 ist auf die innere Oberfläche 11 der Scheibe 10 ebenfalls ein Keil 30 aufgesetzt,
der jedoch in dem hier interessierenden Auftreffbereich auf die innere Oberfläche
11 der Scheibe 10 eine abweichende Gestalt hat. Dort ist der Keil 30 nämlich mit
einer Ausnehmung 31 versehen, die einen Teil der inneren Oberfläche 11 der Scheibe
10 an Luft im Hohlraum der Ausnehmung 31 grenzen läßt. Ein unter dem bestimmten
Winkel auf die innere Oberfläche 11 der Scheibe 10 auftreffender Lichtstrahl 32
wird nun in dem durch die Aussparung 31 definierten Bereich mehrfach totaeflektiert,
wie man ohne weiteres aus Fig. 2 erkennen kann. Erst in einem Bereich, in dem wieder
das Material des Keiles 30 an die innere Oberfläche 11 der Scheibe 10 grenzt, wird
der Lichtstrahl wieder in Gestalt eines Lichtstrahles 33 in den Keil 30 zurückkehren
und dort zu dem in Fig. 2 nicht dargestellten Empfänger 19 gelangen. Wird nun bei
der Variante gemäß Fig. 2 die äußere Oberfläche 12 der Scheibe 10 von Wassertropfen
34, 36 benetzt, führt jeder dieser Wassertropfen 34, 36 an einem der Auftreffpunkte
des Lichtstrahles 32 auf die äußere Oberfläche 12 der Scheibe 10 zu einem Austreten
des Lichtstrahles aus der Scheibe 10 in Gestalt von Lichtstrahlen 35, 37.
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Die mehrfache Totalreflexion des Strahles 32 in der Scheibe 10 führt
damit einmal zu einem größeren Meßbereich in der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe
10, zum anderen damit jedoch auch zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit.
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Da andererseits eine zu häufige Totalreflexion zu undefinierten Verhältnissen
führen kann, ist eine Ausführungsform besonders bevorzugt, bei der drei Totalreflexionen
eingestellt werden.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante ist wiederum ein einstückiger
Keil 40 auf die innere Oberfläche 10 der Scheibe 11 aufgebracht worden. Durch eine
linsenartige Ausformung 41 an der einen Seitenfläche des Keiles 40 wird jedoch der
vom Sender kommende, im wesentlichen parallel verlaufende Lichtstrahl in ein konvergierendes
Strahlenbüschel 43 und damit auf einen punktförmigen Bereich an der äußeren Oberfläche
12 der Scheibe 10 fokussiert. Entsprechendes-gilt, wenn eine Lichtquelle verwendet
wird, aus der der Lichtstrahl divergierend austritt, wie dies bei handelsüblichen
Dioden der Fall ist. Dann dient die Linse 41 zum Parallelisieren oder Bündeln des
von der Diode kommenden Lichtstrahles. Das im Falle der Totalreflexion reflektierte,
divergierende Strahlenbüschel 44 wird in einer entsprechenden linsenartigen Ausformung
42 in der anderen Seitenfläche des Keiles 40 wieder parallelisiert, ehe das nunmehr
parallele Strahlenbündel auf den in Fig. 3 nicht dargestellten Empfänger trifft.
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Im Falle der Benetzung der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe 10 durch
einen Wssertropfen 45 tritt dann ein ebenfalls clivergierendes trahlenbüschel 46
aus (leer cheibe 10 ;3US.
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Mit der Anordnung gemäß Fig. 3 wird somit ausschließlich ein punktförmiger
Bereich der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe 10 erfaßt. Dies verhindert, daß Streulicht
aus dem Sender auf einen irgendwo an der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe 10 befindlichen
Wassertropfen trifft und aufgrund des undefinierten Auftreffwinkels eine Totalreflexion
eintritt, so daß der total reflektierte Strahl dann in den Empfänger gelangt, obwohl
aufgrund der Benetzung der Scheibe eine Abnahme des in den Empfänger gelangenden
Lichtstrahles eintreten müßte. Derartige Fehlmessungen werden bei einer punktweisen
Fokussierung, beispielsweise mit der Anordnung gemäß Fig. 3, sicher verhindert.
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Das in Fig. 4 dargestellte Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Einrichtung zeigt einen Keil 50 auf der Scheibe 10 nur noch in schematischer Darstellung.
Die dem Sender 16 zugehörigen Elemente umfassen dabei einen Impulsgenerator 52,
der - wie weiter unten im einzelnen noch gezeigt wird - beispielsweise eine Lichtquelle
periodisch im Takte einer Modulationsfrequenz an- und ausschaltet. Der Empfänger
umfaßt dabei zunächst ein Tiefpaßfifter 53 mit nachgeschaltetem Verstärker 54. Das
gefilterte und verstärkte Signal gelangt auf einen Differenzwert-Gleichrichter 55,
dessen Referenzeingang noch das Ausgangssignal des Impulsgenerators 52 zugeführt
wird.
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Der Differenzwert-Gleichrichter 55 kann beispielsweise als phasenselektiver
Gleichrichter ausgebildet sein. Bei einer derartigen Anordnung wird ein sehr niederfrequentes
Meßsignal mit einem Referenzsignal sehr viel höherer
Frequenz moduliert
und das modulierte Meßsignal mit der Referenzfrequenz selbst gemischt. Dann erscheint
am Ausgang des phasenselektiven Gleichrichters eine Komponente ohne Modulationsanteile,
die das Meßsignal in seinem sehr niederfrequenten Bereich wiedergibt. Dieses Meßsignal
kann dann mit Tiefpaßfiltern sehr niedriger Zeitkonstante sehr effektiv gefiltert
werden, außerdem werden durch das beschriebene Verfahren Drifterscheinungen im Meßsignal
wirkungsvoll eliminiert. Diese Technik wird auch als Lock-In bezeichnet.
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Als Differenzwert-Gleichrichter kann jedoch auch ein üblicher Differenzverstärker,
beispielsweise ein Transkonduktanz-Operationsverstärker verwendet werden, wie er
beispielsweise mit der Typenbezeichnung OTA CA 3080 von der Firma RCA im Handel
ist.
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Das Ausgangs Signal des Differenzwert-Gleichrichters 55 wird im folgenden
mit S bezeichnet. Dieses Signal S gelangt einmal direkt auf den invertierenden Eingang
eines Komparators 57 und zum anderen über einen Spitzenwertmes ser 56 auf dessen
nichtinvertierenden Eingang. Der Komparator 57 ist, um eine Schalthysterese zu erzielen,
mit einem Widerstand57s mitgekoppelte Der Ausgang des Komparators 57 beaufschlagt
eine Relaisspule 58, die ihrerseits einen Schließer-Schaltkontakt 59 betätigt. Uber
den Schaltkontalct 59 kann eine an einer Klemme 60 liegende Betriebsspannung an
einen Scheibenwischermotor 61 geschaltet werden, der einen Scheibenwischer 62 betätigt.
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Wie oben zu Fig. 1 erläutert wurde, ist die Amplitude des auf den
Empfänger 19 treffenden Lichtstrahles 18 bei optimal gereinigter Oberfläche 12 der
Scheibe 10 maximal. Der zugehörige Maximalwert Smax des Signales S wird im Spitzenwertmesser
56 ermittelt. Der Wischvorgang wird damit dann abgebrochen, wenn das Signal S wieder
den Spitzenwert Smax erreicht, d.h. wenn die Scheibe 10 optimal gereinigt ist.
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Über den Mitkoppelwiderstand 57a stellt sich dabei eine Schalthysterese
ein, die einen Bruchteil des ermittelten Maximalwertes Smax ausmacht.
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Damit wird insgesamt der Scheibenwischermotor 61 innerhalb definierter
Regelspiele ein- und ausgeschaltet, die sich entsprechend der jeweils erreichten
Reinigung der Oberfläche 12 der Scheibe 10 einstellen.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ist zusätzlich eine Differenzierstufe
63 vorgesehen, der ebenfalls das Signal S vom Differenzwert-Gleichrichter 55 zugeführt
wird. Der Ausgang des Differenzierers 63 ist an einen nichtinvertierenden Eingang
eines weiteren Komparators 64 angeschlossen, dessen invertierender Eingang über
eine Buchse 65 mit einem Bezugspotential beschaltbar ist. Der Ausgang des weiteren
Komparators 64 steuert eine weitere Relaisspule 66 an, die ihrerseits einen zum
Schließer-Schaltkontakt 59 parallel geschalteten Schließer-Schaltkontakt 67 betätigt.
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Diese Zusatzeinrichtung hat den Sinn, dann eine einmalige Betätigung
des Scheibenwischermotors 61 herbeizufiihren, wenn - beispielsweise nach länger
andauernder Nichtbetätigung der oben beschriebenen Einrichtung - am Ausgang
des
Spitzenwertmessers 56 kein definierter Maximalwert Smax vorliegt.
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Die Ausbildung eines Belages auf der Oberfläche 12 der Scheibe 10,
beispielsweise in Gestalt von Wassertropfen 20, 34, 36, 45 führt nämlich zu einer
langsamen Abnahme des Signales S, die vom Differenzierer 63 erkannt wird.
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Bei Überschreiten eines vorzugsweise niedrig an der Klemme 65 eingestellten
Schwellwertes wird dann über den Komparator 64 das Relais 66, 67 einmalig betätigt,
so daß der Scheibenwischermotor 61 mit dem Scheibenwischer 62 einen Wischvorgang
ausfiihren kann. Dann ist das übrige System durch Einspeichern eines Maximalwertes
max im Spitzenwertmesser 56 wieder geeicht, so daß die nachfolgenden Wischvorgänge
wieder in der oben beschriebenen Weise ablaufen können.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Variante, die sich das Ausgangssignal des
Komparators 57 dann zunutze machen kann, wenn dieser als Differenzverstärker ausgebildet
ist und die Schalthysterese beispielsweise durch eine getrennte Schwellwert stufe
bewirkt wird. Dann liegt am Ausgang des Differenzverstärkers 57 ein Signal an, das
die Augenblicksab weichung des Signales S vom Maximalwert Smax anzeigt. Diese Abweichung
ist um so größer, je schneller sich während der Wischvorgänge ein neuer Belag auf
der Oberfläche 12 der Scheibe 10 ausbildet. Die Ausschläge des Signales am Ausgang
des ifferenzverstärkers57b von Fig. 5 sind damit ein Maß für die Intensität des
auf die Scheibe 10 auftreffenden Regens. Dieser Sachverhalt wird in der Anordnung
gemäß Fig. 5 dadurch ausgenutzt, daß der als Differenzverstärker
57b
ausgebildete Komparator an einen Dreh~ zahlregler 68 für den Scheibenwischermotor
61 angeschlossen ist. Der Drehzahlregler 68 ist beispielsweise ein Thastor-Regler,
über den die Drehzahl in bekannter Weise stufenlos einstellbar ist. Bei starkem
Regeneinfall auf die Scheibe 10 und entsprechend großen Sigualausschlägen am Ausgang
des Komparators 57 wird dann über den Drehzahlregler 68 die Drehzahl des Scheibenwischermotors
61 erhöht und bei nachlassendem Regen entsprechend vermindert.
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Auf diese Weise ergibt sich eine von der Intensität des Regens abhängende
stufenlose Scheibenwischer-Drehzahlregelung.
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Fig. 6 zeigt in einem detaillierten Schaltbild eine Sender-Empfänger-Anordnung,
wie sie bei einem der vorstehend erläuterten Ausfbhrungsbeispiele verwendet werden
kann.
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Die Schaltungsanordnung ist dabei zwischen eine Versorgungsspannungs-Leitung
70 in eine Masseleitung 71 geschaltet. Der Sender 16 wird durch vier Reihen 161,
162, 163, 164 von Leuchtdioden gebildet, wobei jede Reihe aus vier Einzeldioden
161a, 161b, 161c, 161d; usw. bis 164d besteht. Die einzelnen Reihen 161 bis 164
liegen wiederum in Reihe mit jeweils zugeordneten Widerständen 72, 73, 74, 75, die
zu einem gemeinsamen Widerstand 56 und von dort zur Nasseleitung 71 führen. Der
Lichtempfänger besteht aus mehreren parallelgeschalteten 1i lichtempfindlichen Dioden,
beispielsweise neun Dioden Igl, 192 .... 198, 199.
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Auch diese parallelgeschalteten Dioden 191 bis 199 sind in Reihe zu
einem gemeinsatnen Widerstand 84 zwischen die
Leitungen 70 und
71 geschaltet.
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An die Verbindungspunkte der Senderdioden-Reihen 161 bis 164 mit den
Widerständen 72 bis 75 sind Dioden 80, 81, 82, 83 angeschlossen, die über einen
gemeinsamen Widerstand 79 zu einem Schalttransistor 78 führen, der über einen Widerstand
77 vom Impulsgenerator 52 angesteuert wird. Der Schalttransistor 78 ist dabei zwischen
die Versorgungsspannungs-Leitung 70 und den gemeinsamen Widerstand 79 geschaltet.
Das periodische Durchschalten des Schalttransistors 78 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal
des Impulsgenerators 52 führt zu einem Kurzschließen sämtlicher Diodenl6la bis 164d,
während bei gesperrtem Schalttransistor 78 sämtliche Dioden 161a bis 164d an Betriebsspannung
geschaltet sind und Licht aussenden. Dieses Licht gelangt auf die Empfängerdioden
191 bis 199, so daß an einer zwischen den Dioden 191 bis 199 und dem gemeinsamen
Widerstand 84 angeordneten Klemme 85 ein hMpfeingersignal abgenommen werden kann.
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Der Impulsgenerator arbeitet bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung bei einer Frequenz von 3,3 kiiz mit einem Tastverhältnis von ca. 50%.
Als Leuchtdioden 161a bis 164d werden bevorzugt IR-tumineszenzdioden verwendet.
Als Empfängerdioden 191 bis 199 dienen bevorzugt Silizium-PIj'-Fotodioden.
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Bei den genannten Sender- und Empfängerdioden ist eine i'emperaturkompensation
zweckmäßig, dies gilt um so mehr, weil an Bord eines Kraftfahrzeuges auf der Innenseite
der
Frontscheibe extreme Temperaturvariationen auftreten können. Dabei kann man sich
zunutze machen, daß bei konstantem Strom nicht nur die abgestrahlte Lichtleistung,
sondern auch die Spannung über der Diode von der Temperatur abhängt. Es wird daher
bei steigender Temperatur der Strom durch die Diode so gesteigert, daß die Lichtintensität
konstant bleibt. Dies ist in einfacher Weise dadurch möglich, daß die Diode über
einen Vorwiderstand mit konstanter Spannung betrieben wird. Beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 6 ist entsprechend auf der Leitung 70 eine stabilisierte Versorgungsspannung
vorgesehen und die Dioden werden über die genannten Widerstände 72 bis 76 bzw. 84
versorgt. Nimmt nun bei steigender Temperatur die Lichtleistung ab, so steigt wegen
der ebenfalls abnehmenden Spannung über der Diode der Strom an. Unter Berücksichtigung
des Temperaturkoeffizienten der Diode kann dann die über dem Vorwiderstand abfallende
Spannung bei gegebener Versorgungsspannung ermittelt werden und bei dem gewünschten
Diodenstrom der erforderliche Widerstandswert.
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Ergibt sich bei dem gewünschten Diodenstrom ein zu geringer Spannungsabfall
über der Diode, wird entsprechend Fig. 6 eine Reihenschaltung mehrerer Dioden vorgenommen,
beispielsweise 4 x 1,6 V, so daß mit einer Summenspannung von 6V ein Wert entsteht,
der mit handelsüblichen Bauelementen gut beherrschbar ist.
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Fig. 7 zeigt in Detaildarstellung einen Spitzenwertmesser in analoger
Schaltungstechnik mit nachgeschaltetem Komparator.
Über eine Eingangsklemme90
gelangt das vom Differenzwert-Gieichrichter 55 kommende Signal auf einen nichtinvertierenden
Eingang eines Komparators 91, der über eine Diode 92 gegengekoppelt ist. Der Ausgangskomparator
91 ist über zwei Dioden 93, 94 an den invertierenden Eingang eines Komparators 95
angeschlossen, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand 96 mit dem
Verbindungspunkt der beiden Dioden 93, 94 verbunden ist. Die Reihenschaltung der
Komparatoren 91, 95 ist über einen Widerstand 97 gegengekoppelt. Der invertierende
Eingang des Komparators 95 führt weiterhin über einen Widerstand 98 zu einem Speicherkondensator
99, dessen andere Elektrode mit dem Mittelabgriff eines Spannungsteilers 100, 101
verbunden ist, der seinerseits zwischen einer an eine Klemme 102 geschalteten Bezugsspannung
und Masse liegt. Der Ausgang des Komparators 95 führt über einen Widerstand 103
auf einen invertierenden Eingang eines Komparators 104. Dessen nichtinvertierende
Eingang ist mit dem invertierenden Eingang über einen Kondensator 105 verbunden;
außerdem ist der nichtinvertierende Eingang des Komparators 104 mit dem nichtinvertierenden
Eingang des Komparators 91 verbunden und schließlich besteht eine Mitkopplung des
Komparators 104 über einen Widerstand 106. Der Ausgang des Komparators 104 führt
auf eine Klemme 107.
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Bei ansteigender Spannung an der Eingangsklemme 90 wird der Speicherkondensator
99 über die Dioden 93, 94 aufgeladen. Nimmt nun die Eingangsspannung an der Klemme
90 wieder ab, steigt die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers 91, so daß
die Diode 93 sperrt und die Gegenkopplung
über den Widerstand
97 aufgehoben wird. Dabei bleibt die Spannung am Speicherkondensator 99 erhalten.
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Der Ausgang der aus den Operationsverstärkern 91, 95 gebildeten Anordnung
hält damit den Spitzenwert bei, den die Spannung an der Eingangsklemme 90 zu irgend
einem Zeitpunkt eingenommen hatte. Dieser Spitzenwert entspricht der Größe Smax
in Fig. 4 und gelangt auf den invertierenden Eingang des Komparators 104, der dem
Komparator 57 in Fig.
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4 entspricht. Dessen nichtinvertierende Eingang erhält das unveränderte
Signal von der Eingangsklemme 90, so daß im Komparator 104 mit der durch den Mitkopplungswiderstand
106 bestimmten Schalthysterese der Vergleich zwischen Signal S und Maximalwert max
stattfindet. Der reale Kondensator 105 zwischen den Eingängen des Komparators 104
bewirkt dabei, daß der Maximalwert Smax nicht über beliebig lange Zeiten anstehen
kann sondern sich nach einer bestimmten Zeit wieder Werten nähert, die einer größeren
Verschmutzung der Scheibe entsprechen. Dies kann dann wichtig sein, wenn die Scheibe
beispielsweise infolge eines zähen Ölbelages oder durch Insektenkadaver so sehr
verschmutzt ist, daß auch nach längerem Wischen nicht der vorhergehende optimale
Reinigungszustand wieder erreicht werden kann.
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Ein Beibehalten des Maximalwertes Smax würde dann jedoch zu einem
zeitlich unbegrenzten Wischen führen, dies würde jedoch die Scheibenwischerblätter
übermäßig beanspruchen.
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Daher wird der Maximalwert Smax allmählich nachgefjjhrt, so daß das
System schließlich bei einem Wert arbeitet, der einem etwas schlechteren Reinigungszustand
entspricht.
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Diese Zeitkonstante wird durch die realen Eigenschaften
des
Kondensators 105 hergestellt, bei einem typischen Anwendungsfall liegt die Zeitkonstante
in der Größenordnung -von einigen Minuten.
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Die vorstehenden Erläuterungen zu den Schaltbildern gemäß Fig. 4 bis
7 orientieren sich in dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Betriebsfall der Reflexionsmessung,
bei der das Empfängersignal mit zunehmendem Scheibenbelag abnimmt.
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Demgegenüber kann erfindungsgemäß auch eine Transmissionsmessung verwendet
werden, bei der das Licht unter einem solchen Winkel auf die Oberfläche 11 der Scheibe
10 aufgestrahlt wird, daß es wie bei der Reflexionsmessung bei nicht belegter Scheibe
totalreflektiert wird, so daß ein auf der entgegengesetzten Scheibenseite angeordneter
Empfänger kein Signal empfängt. Erst bei belegter Scheibe fällt das Streulicht (vgl,
21, 35, 37, 46 in Fig. 1 bis 5) in den Empfänger. Der Signalverlauf entspricht insoweit
demjenigen der Reflexionsanordnung. Für den Fall, daß der Brechungsindex des Scheibenmateriales
(Glas) kleiner ist als derjenige des Belages (Wasser), kann die Transmissionsanordnung
auch so ausgebildet sein, daß das Licht bei nicht belegter Scheibe durch die Scheibe
10 durchtritt und auf einen auf der anderen Seite der Scheibe angeordneten Empfänger
trifft. Eine Totalreflexion tritt bei dem dann eingestellten Winkel erst dann ein,
wenn sich ein Belag auf der äußeren Oberfläche der Scheibe 12 absetzt, so daß am
Empfänger insoweit genau entgegengesetzte Verhältnisse, verglichen mit der Reflexionsanordnung,
eintreten. Es versteht sich daher, daß die dargestellten Schaltbilder der Fig. 4
bis 7 in diesem Falle durch entsprechend Vertauschung der Polaritäten und Anpassung
der-Schwellwerte in einfacher Weise so modifiziert werden können, daß eine Messung
mit diesem Transmissionsverfahren möglich ist.
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Zur Erläuterung der sich erfindungsgemäß einstellenden Wischvorgänge
bzw. Regel spiele zeigt Fig. 8 schematisch ein Wischfeld 110, das von einem in Fig.
8 nicht dargestellten, um eine Achse 112 drehbaren Scheibenwischer überstrichen
wird. Im Wischfeld 110 ist ein Bereich 111 eingezeichnet, der dem Meßbereich entspricht,
der mit einer Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 erfaßt wird. Mit 113 und 114 sind der
Hin- bzw. Rücklauf des Scheibenwischers bezeichnet, der aus einer Grundstellung
0 ausgelenkt wird, bei? 1 den Bereich 111 überstreicht und bei e in seine Endlage
gerät, von der er längs der Bahn 114 wieder in seine Anfangslage? O zurückkehrt.
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Bei einer bestimmten Wischgeschwindigkeit stellt sich dann das in
Fig. 9 dargestellte Zeitverhalten des Signales S ein. Dabei ist angenommen, daß
die Scheibe 10 bis zu einem Zeitpunkt t0 eine gewisse Grundverschmutzung aufweist,
so daß ein Signal SA auf den Empfänger gelangt. Durch den Komparator 57 bzw. 104
ist dann eine Signalabweichung h S eingestellt, die vom Anfangswert 5A abhängt und
einen unteren Signalwert Su definiert. Nimmt man nun an, daß zum Zeitpunkt t0 Regen
einsetzt, geht der bis dahin horizontal verlaufende Signalverlauf 115 in einen abnehmenden
Verlauf 116 über, da die zunehmende Benetzung der Scheibe 10 zur Folge hat, daß
immer weniger Licht auf den Empfänger 19 gelangt. Zum Zeitpunkt t1 ist der untere
Signalwert Su unterschritten und der Scheibenwischer wird in Betrieb gesetzt. Dies
ändert zunächst noch nichts, da der Scheibenwischer zunächst in die Winkelstellungf
1 gelangen muß, um den Bereich 111 zu überstreichen. Dies ist zum Zeitpunkt t2 der
Fall. Bei nur leichter Grundverschmutzung der Scheibe 10 wird der Wischer den Bereich
111 vollkommen reinigen, so daß das Signal bei 117 steil ansteigt, bis es den Maximalwert
Smax erreicht. Dies ist im Zeitpunkt t3 der Fall. Der
Maximalwert
Smax wird nun durch den Spitzenwertmesser 56 erfaßt und dem Komparator 57 als neuer
Referenzwert zugeführt. Entsprechend stellt sich eine neue zulässige Signålabweichung
n 5 ein. Unterdessen setzt der Scheibenwischer seinen Weg bis zur Endstellungfe
fort und kehrt von dort zurück, bis er wieder den Bereich 111 zum Zeitpunkt t4 erreicht.
Bei andauerndem Regen hat sich infolgedessen das Signal S bei 119 wieder vermindert,
steigt jedoch bei 120 steil wieder an, da der Scheibenwischer den Bereich 111 wieder
erreicht hat. Der Scheibenwischer gerät nun in seine Anfangsstellungt O und bleibt
dort stehen, da ein Wiedererreichen des Maximalwertes Smax am Ende des Funktionsverlaufes
120 zu einem Abschalten des Scheibenwischermotors führt. Bei sich gleichmäßig fortsetzendem
Regen nimmt nun das Signal S entsprechend einem Verlauf 121 wieder ab, bis zum Zeitpunkt
t6 die zulässige Signalabweichunga 'S erreicht ist. Bei entsprechend stärkerem Regen
stellt sich demgegenüber ein strichpunktierter Verlauf 122 ein, der bereits zu einem
Zeitpunkt t5 zum Einschalten führt, während ein sich abschwächender Regen zu einem
strichgekreuzten Verlauf 123 führt, der erst zum Zeitpunkt t7 ein Wiedereinschalten
des Scheibenwischermotors bewirkt Wie man daher aus Fig. 9 erkennen kann, stellt
sich je nach Intensität des Regens ein intervallweises Wischen oder ein praktisch
kontinuierliches Wischen ein.
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In Fig. 10 ist ein der Darstellung von Fig. 9 entsprechendes Diagramm
aufgetragen, bei dem jedoch davon ausgegangen
wurde, daß zum Zeitpunkt
to entweder ein besonders schmieriger Ölfilm auf die Scheibe gerät oder einsetzender
Regen auf eine Scheibe trifft, die mit Insektenkadavern übersät ist. Das Signal
S nimmt nun entlang einem Verlauf 124 wiederum ab, bis der untere Signalwert 5u
unterschritten ist. Dann setzt ein Wischvorgang ein, der jedoch infolge des ülfilmes
bzw. der nun einsetzenden Auflösung der Insektenkadaver zu einem Verschmieren der
Scheibe führt, so daß nicht wie in Fig. 9 ein Maximalwert Smax erreicht wird, der
oberhalb des Ausgangswertes SA liegt. Vielmehr wird nach Abschluß des ersten Wischvorganges
sich ein wesentlich niedrigerer Signalwert einstellen und dieser Signalwert wird
sich aufgrund der Konsistenz des genannten Belages auch über längere Zeit nicht
wesentlich ändern. Wie man aus Fig. 10 erkennt, stellen sich demzufolge nachfolgend
periodische Wischvorgänge ein, wobei die wellenartige Einbuchtung an der Spitze
der Signalverläufe darauf zuri5ckzuführen ist, daß der Scheibenwischer in Fig. 8
den Bereich 111 beim Erreichen der linken Endstellung zweimal kurz' nacheinander
durchfährt. Würde man nun den Ausgangswert des Signales 5A beibehalten, würden sich
die Wischvorgänge beliebig lange fortsetzen, bis u.U. ein unzulässiger Abrieb der
Scheibenwischerblätter eintritt. Um dies zu vermeiden, wird der Anfim gswert SA
entlang einem Verlauf 125 langsam nachgestellt, wie das weiter oben zum Kondensator
105 des Komparators 104 in Fig. 7 im einzelnen erläutert wurde. Entsprechend tell.
sich auch der untere Wert 5u entlang einem Verlauf 12h nach. Zum Zeitpunkt t1 kann
dann der Signalverlauf wieder den Verlauf 12', erreichen,
so daß
sich nun die oben beschriebenen Regelspiele unter Nachstellen der Referenzwerte
anschließen können, wobei von einem schlechteren Grundwert der Reinigung ausgegangen
wird.
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Fig. 11 zeigt schließlich noch die Verhältnisse, wie sie -bei der
speziellen Transmissionseinrichtung vorliegen, bei der der Brechnungsindex des Scheibenmateriales
kleiner ist als derjenige des Belages. Der Ausgangswert 5A des Signales ist dabei
wesentlich kleiner, da im Betriebsfall dieser Transmission bei trockener und sauberer
Scheibe nur ein Bruchteil des Lichtes in den Empfänger gelangt.
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Die Signalabweichung A 5 wird daher oberhalb des Ausgangswertes 5A
festgelegt, was zu einem oberen Signalwert 5 0 führt. Setzt zum Zeitpunkt t0 Regen
ein, erhöht sich das Signal S im Empfänger, so daß zum Zeitpunkt t1 der obere Signalwert
SO überschritten wird. Dies führt zu einem Einschalten des Scheibenwischers, der
die Scheibe säubert, so daß sich zum Zeitpunkt t2 ein minimaler Signalwert 5min
einstellt, der noch niedriger sein kann als der Ausgangswert SA da zusammen mit
dem Wischvorgang eine anfangs vorliegende Grundverschmutzung mit beseitigt wurde.
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Insoweit entspricht diese Darstellung der Darstellung in Fig. 9 bis
zum Zeitpunkt t3 für den Fall der Reflexionsmessung oder normalen Transmissionsmessung.
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Wie man aus Fig. 11 ersehen kann, liegen damit praktisch symmetrische
Verhältnisse zur Betriebsart der Reflexionsmessung oder normalen Transmissionsmessung
vor, so daß es auf einfache Weise möglich ist, die vorstehend für den Betriebsfall
der Reflexionsmessung erläuterten Schalteinrichtungen entsprechend zu modifizieren,
wenn mit der speziellen Transmissionsmessung gearbeitet werden soll.
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