DE3314770C2

DE3314770C2 -

Info

Publication number: DE3314770C2
Application number: DE19833314770
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Sidler & Co 7400 Tuebingen De GmbH
Current assignee: Sidler & Co 7400 Tuebingen De GmbH
Priority date: 1983-04-23
Filing date: 1983-04-23
Publication date: 1987-11-12
Also published as: DE3314770A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines Scheibenwischermotors, der einen auf einer Schei be, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordneten Scheibenwischer antreibt, mit einer einen Sender und einen Empfänger für drahtlos ausbreitungsfähige Wel len aufweisenden Meßstrecke, in der die Scheibe ange ordnet ist und die Wellenausbreitung zwischen Sender und Empfänger derart beeinflußt, daß sich bei Ausbil dung eines flüssigen oder festen Belages auf der Schei be, insbesondere Benetzung durch Niederschlag, das vom Empfänger empfangene Wellensignal ändert, wo bei bei Überschreiten einer vorgegebenen Signalabwei chung, bezogen auf einen ersten Referenzwert der Scheibenwischermotor eingeschaltet wird.

Eine derartige Einrichtung ist aus der Zeitschrift "Elektronik", 1972, Heft 1, Seiten 17 bis 19 bekannt. Bei der bekannten Einrichtung wird ein Sollwert für einen Komparator durch einen aus zwei festen Widerständen gebildeten Spannungsteiler erzeugt, und eine Einstel lung des gewünschten Schaltpunktes bei Verschmut zung soll durch ein Potentiometer möglich sein. Eine selbsttätige Änderung der Ansprechschwellen der Ein richtung ist nicht vorgesehen. Dadurch ist die bekannte Einrichtung beispielsweise nicht in der Lage, zu erken nen, wenn eine Beschädigung der Wischerblätter droht, weil ein Schmutzbelag sich bei ungenügender Wasser zufuhr (Regen) nicht entfernen läßt und daher der Scheibenwischermotor nicht mehr abschaltet.

Durch die US-PS 37 86 330 ist eine Vorrichtung zum automatischen Wischen einer Fahrzeugscheibe be kannt, bei der ein festes Referenzsignal vorgesehen ist, das den Wert repräsentiert, welcher der unbenetzten Scheibe entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein richtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei der eine automatische Anpassung an die jeweils vorlie genden Betriebsbedingungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der erste Referenzwert während sich an schließender Wischvorgänge des Scheibenwischers auf einen von Extremwerten des empfangenen Signales ab geleiteten zweiten Referenzwert selbsttätig nachstell bar ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung stellt somit ein "lernendes" System dar, bei dem die Bezugsgröße für das Ein- bzw. Ausschalten des Scheibenwischermotors aus den augenblicklich vorliegenden, das heißt tatsächli chen Betriebsbedingungen abgeleitet wird, so daß das Arbeitsverhalten der erfindungsgemäßen Einrichtung stets optimal an die jeweils vorliegenden Betriebsbedin gungen angepaßt ist. Dadurch ist einmal sichergestellt, daß die Scheibe stets optimal gereinigt ist, andererseits werden jedoch auch durch das feinfühlige Erfassen der Betriebsbedingungen unnötige Wischvorgänge unter bunden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann damit mit Vorteil nicht nur bei Kraftfahrzeugen, sondern vielmehr bei Fahrzeugen aller Art, das heißt also auch Wasser und Luftfahrzeugen eingesetzt werden, ebenso wie bei ortsfesten Einrichtungen, beispielsweise Beobachtungs türmen auf Flugplätzen und dergleichen.

Die Einrichtung eignet sich auch besonders für Schei ben, die nicht von einer Person betrachtet werden, bei spielsweise Streuscheiben für ortsfeste oder auf Fahr zeugen angeordnete Scheinwerfer, bei denen eine auto matische Reinigung trotz der dort vorliegenden zusätz lichen Wärmebelastung durch das jeweilige Leuchtele ment möglich wird.

Weiterhin kann mit der erfindungsgemäßen Einrich tung nicht nur das Auftreffen von Regen auf eine Schei be erfaßt werden, es kann vielmehr ebenfalls das Auf treffen von Schnee, Wasser-/Ölgemischen oder gar von festen Bestandteilen erfaßt werden und die Tätigkeit des Scheibenwischers optimal hieran angepaßt werden.

Die bei der Erfindung verwendete Meßstrecke mit der zwischen einem Sender und einem Empfänger ange ordneten 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 Fotode tektors versehen. Die Verwendung eines Lasers hat da bei den Vorteil, daß ein streng parallel ausgerichteter Lichtstrahl zur Verfügung steht, so daß auch Mehrfach reflexionen in der Scheibe eingestellt werden können. Zur Erhöhung des Meßeffektes und zur Vergrößerung des untersuchten Oberflächenbereiches der Scheibe können mit Vorteil mehrere Sender- und Empfängerele mente verwendet werden, beispielsweise Diodengatter.

Diese Diodengatter haben den weiteren Vorteil, daß durch Reihenschaltung mehrerer Elemente eine Be triebsspannung verwendet werden kann, die in der Grö ßenordnung üblicher Betriebsspannungen liegt, bei spielsweise 6 V.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung arbeiten die Sender- und Empfängerelemente in einem nicht sichtbaren Strahlungsbereich, beispielsweise im nahen Infrarot. Hierdurch werden Störungen des Fahrers aus geschlossen.

Ist die erfindungsgemäße Einrichtung an der Front scheibe eines Kraftfahrzeuges angeordnet, ist sie einem besonders großen Betriebstemperatur-Bereich ausge setzt, der durchaus die Größenordnung von 100°C an nehmen kann. Eine effektive Temperaturkompensation der verwendeten Elemente kann dabei dadurch bewirkt werden, daß jeweils in Reihe zu den Elementen ein Wi derstand geschaltet ist und die Reihenschaltung an einer Bezugsspannung liegt. Diese Temperaturkompensation ist auch bei anderen Anwendungsfällen verwendbar.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann einmal die Ausmessung der Scheibenoberfläche in Reflexions anordnung erfolgen, wie dies eingangs im Hinblick auf die bekannte Anordnung geschildert wurde, es ist je doch auch möglich, eine Transmissionsanordnung zu verwenden, bei der der Sender auf der einen und der Empfänger auf der anderen Seite der Scheibe angeord net ist. Je nach den vorliegenden Rand- und Einbaube dingungen kann daher die eine oder andere Anordnung mit Vorteil eingesetzt werden.

Wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ei ne Einrichtung in Reflexionsanordnung verwendet, kann dann, wenn auch die lnnenseite der Scheibe über einen bestimmten Bereich an Luft grenzt, der einge strahlte Lichtstrahl mehrfach totalreflektiert werden, ehe er aus der Scheibe aus- und in den Empfänger ein tritt. Dies gilt besonders bei Verwendung eines Lasers, der dieser einen besonders scharf gebündelten und streng parallel ausgerichteten Lichtstrahl aussendet. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß durch die mehrfa che Totalreflexion innerhalb der Scheibe ein größerer Scheibenbereich mit nur einem Lichtstrahl ausgemessen werden kann, da der Lichtstrahl am Orte jeder Totalre flexion an der äußeren Oberfläche durch einen dort be findlichen Wassertropfen oder Belag aus der Scheibe ausgelenkt werden kann. Damit wird auch die Empfind lichkeit der Anordnung erhöht.

Eine besonders kompakte Anordnung wird erfin dungsgemäß dadurch erzielt, daß Sender und Empfän ger auf einem gemeinsamen, für die verwendete Welle durchlässigen Keil auf der inneren Oberfläche der Scheibe angeordnet sind. Diese Anordnung hat den wei teren 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.

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 Oberflä che der Scheibe grenzenden Fläche mit einer Ausneh mung versehen. Dann bleibt trotz der verwendeten Meßmethode mit mehreren Totalreflexionen der Vor teil der kompakten Einheit und der mechanischen Stabi lität des gemeinsamen Keiles erhalten.

Wird vom Sender ein Teil des Lichtes nicht exakt unter dem Winkel abgestrahlt (handelsübliche Dioden haben einen Abstrahlkegel von ca. 20° Weite), bei dem die beschriebene Totalreflexion eintritt, kann dieser Teil des Lichtes an neben dem Messort aufliegenden Was sertropfen 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, insbesonde re auf einen Punkt der Scheibe fokussiert, vorzugsweise durch ein Linsensystem bei dem sich mindestens eine Linse hinter dem Ausgang des Senders und eine ent sprechende Linse vor dem Eingang des Empfängers be findet.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der zweite Referenzwert, auf den der Referenzwert des Systems nach dem ersten Wischvor gang eingestellt wird, gleich dem Extremwert des ge messenen Signales ist. Dann schaltet die erfindungsge mäße 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 Opti malwert der Reinigung möglicherweise erst nach eini gen Wischvorgängen erreicht ist.

Entsprechend wird in weiterer Ausgestaltung der Er findung die zum Wiedereinschalten führende Signalab weichung so eingestellt, daß sie ein vorzugsweise fester Bruchteil des jeweis geltenden Referenzwertes ist. Auf diese Weise wird auch die Einschaltschwelle den tat sächlich vorliegenden Bedingungen nachgeführt, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung den Scheibenwi schermotor immer dann wieder einschaltet wenn eine definierte Verschlechterung des zuletzt vorhandenen optimalen Zustandes eingetreten ist.

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 bevor zugt der zweite Referenzwert mit einer Zeitkonstante in Richtung auf den ersten Referenzwert verändert, so daß bei mit dem Scheibenwischer nicht zu beseitigender Verschmutzung nach einer endlichen Zeit der Reini gungsvorgang auf einem Niveau abläuft, der auch eine bestimmte Verschlechterung gegenüber dem vorher vorhandenen optimalen Zustand darstellt.

Um in diesem Sinne den Scheibenwischermotor nicht zu lange laufen zu lassen und die Scheibenwischerblät ter damit nicht unnötig zu verschleißen, ist die Zeitkon stante bevorzugt in einer Größenordnung von einigen Minuten ausgelegt.

Besonders einfach kann eine derartige Zeitkonstante dadurch elektronisch realisiert werden, daß die Eingän ge des zum Ein- bzw. Ausschalten dienenden Kompara tors mit einem realen Kondensator überbrückt sind, dessen endliche Selbstentladung zu einer Zeitkonstante der genannten Art führt, damit kann die gewünschte Funktion mit lediglich einem einzigen Bauelement her gestellt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Störunterdrückung ist, die ausgestrahlte Welle und damit das vom Empfänger aufgefangene Signal zu modulieren.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird da bei die Modulationsfrequenz einmal in einem Bereich oberhalb der in einem Kraftfahrzeug üblicherweise auf tretenden Störsignalfrequenzen gelegt, vorzugsweise in dem Bereich von etwa 3 kHz; zum anderen wird jedoch noch zusätzlich ein Differenzwert-Gleichrichter im Empfänger verwendet, dessen Referenzeingang mit ei nem den Sender modulierenden lmpulsgenerator ver bunden ist. Hierdurch wird eine Synchron-Detektion des empfangenen Signales erzielt, bei der der Meßbe reich von der Meßfrequenz in den Bereich 0 Hz herun tergemischt wird, so daß einfach herzustellende Tief paßfilter mit einer Bandbreite von beispielsweise dem Bruchteil eines Hz zu einer extrem schmalen effektiven Bandbreite führen. Da die Frequenz des Impulsgenera tors hinreichend konstant gehalten werden kann, führt dies insgesamt zu einer extrem schmalbandigen Mes sung der Modulationsfrequenz, die das unerwünschte Erfassen von Störfrequenzen praktisch vollkommen vermeidet.

Die gewünschte Nachstellung des Referenzwertes kann dann bevorzugt besonders einfach dadurch be wirkt werden, daß der Empfängereingang, vorzugswei se der Ausgang des Differenz-Gleichrichters einmal di rekt und zum anderen über einen Spitzenwertmesser mit den Eingängen des Komparators verbunden ist. Dies führt zu einer automatischen Nachstellung auf den jeweiligen Spitzenwert, da erst bei Erreichen des im Spitzenwertmesser erfaßten und an einem Komparator eingang liegenden Maximalsignales der Komparator durchschaltet. Damit wird sichergestellt, daß der Wisch vorgang an der Scheibe solange aufrecht erhalten bleibt, bis der vorher erreichte optimale Reinigungswert wieder vorliegt.

Der Spitzenwertmesser kann dabei einmal in an sich bekannter Weise in analoger Schaltungstechnik aufge baut sein, eine besonders gute Langzeitstabilität kann jedoch auch dadurch erzielt werden, daß der Spitzen wertmesser digital aufgebaut wird, wobei der Spitzen wert praktisch beliebig lange gespeichert werden kann.

Um Probleme zu vermeiden, die sich dann einstellen können, wenn nach zeitlich lang andauernder Nichtbe tätigung der erfindungsgemäßen Einrichtung eine be sonders langsame zeitliche Zunahme des Scheibenbela ges eintritt, so daß das erstmalige Ansprechen der erfin dungsgemäßen Einrichtung problematisch werden kann, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorge sehen, das empfangene Signal über einen Differenzierer zu führen, der die erste zeitliche Ableitung des empfan genen Signales bildet. Überschreitet diese erste zeitliche Ableitung einen bestimmten Schwellwert, wird die erst malige 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 Referenzwer tes anschließen kann. Auf diese Weise ist ein sicheres Ansprechen der erfindungsgemäßen Einrichtung auch nach längerem Nichtbetrieb gewährleistet. Auch dieses Merkmal ist - ebenso wie das nachstehend geschilder te - für sich alleine für andere Anwendungen verwend bar.

Zwischen den Zeitpunkten, zu denen die erfindungs gemäß überwachte Fläche der Scheibe vom Scheiben wischer überstrichen wird, ändert sich die Oberflächen beschaffenheit der Scheibe an dieser Stelle zum Beispiel bei weiter einfallendem Regen und zwar um so schnel ler, je stärker der Regen fällt. Dies führt während des Wischvorganges zu Abweichungen des gemessenen Si gnales vom Referenzwert, die um so größer werden, je stärker der Regen fällt. ln weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird diese Eigenschaft dazu ausgenutzt, um auch die Drehzahl des Scheibenwischermotors zu re geln. Bevorzugt wird die Drehzahl des Scheibenwi schermotors dabei kontinuierlich mit der Abweichung vom Referenzwert verstellt, so daß sich die Scheibenwi scheranlage damit selbsttätig stufenlos auf die jeweilige Regenintensität nachstellt.

Um eine besonders effektive Reinigung der Scheibe zu erzielen wird in bevorzugter Ausgestaltung der Er findung noch vom Komparator zunächst eine Scheiben waschanlage und erst dann der Scheibenwischermotor eingeschaltet.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu tert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Scheibe mit auf gesetzter Sender-Empfänger-Anordnung auf der selben Scheibenseite;

Fig. 2 eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung unter Ausnutzung einer Mehrfach-Totalre flexion;

Fig. 3 eine weitere Abwandlung der in Fig. 1 dage stellten Anordnung, bei der der Lichtstrahl punktweise fokussiertwird;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs form 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 Spitzenwertmessers und Komparators in analoger Schaltungstechnik;

Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines Scheibenwischer feldes zur Erläuterung der in Fig. 9 bis 11 aufgetragenen Zeitfunktionen;

Fig. 9 den zeitlichen Verlauf des mit einem erfin dungsgemäßen 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.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist 10 eine Front scheibe 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 Kraftfahr zeugen einzusetzen ist, ebenso wie bei anderen Fahr zeugen, beispielsweise Luft- oder Wasserfahrzeugen so wie auch bei ortsfesten Einrichtungen.

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 an dere Seitenfläche mit der inneren Oberfläche 11 einen Winkel 15 bildet. Bevorzugt schließen die beiden Seiten flächen einen rechten Winkel ein, d. h. die Summe der Winkel 14 und 15 beträgt 90°. Besonders bevorzugt ist dabei eine Anordnung, bei der der Winkel 14 etwa 50° und der Winkel 15 etwa 40° beträgt.

Auf der einen Seitenfläche des Keiles 13 ist ein Licht sender 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 totalre flektiert, 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 Totalre flexion 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.

Befindet sich jedoch am Auftreffpunkt des Lichtstrah les 17 auf die Oberfläche 12 ein Belag auf der Scheibe 10, beispielsweise ein Wassertropfen 20, tritt infolge des nunmehr vorliegenden Verhältnisses der Brechungsin dizes von Glas und Wasser keine Totalreflexion mehr auf sondern der Lichtstrahl 17 wird in den Bereich ober halb 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 Schei be 10 abhängt. Der Belag kann dabei Wasser, Schnee, Öl, Straßenschmutz oder dgl. sein.

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 Licht strahl 18, der zum Empfänger 19 führt, wird immer schwächer, bis er bei vollständig belegter Oberfläche 12 der Scheibe 10 einen Minimalwert erreicht. Der Licht sender 16 kann aus einer Leuchtdiode oder mehreren Dioden bestehen, wobei in letzterem Falle ein "Licht vorhang" entsteht. Der Lichtempfänger 19 besteht ent sprechend aus einem oder mehreren lichtempfindlichen Elementen, beispielsweise Phototransistoren. Die Emp fängerfläche richtet sich dabei nach der Zahl der Sender elemente, der Divergenz des Strahlenbüschels u. dgl.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante der Anord nung 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 totalreflektiert, 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 Auf treffpunkte des Lichtstrahles 32 auf die äußere Oberflä che 12 der Scheibe 10 zu einem Austreten des Licht strahles aus der Scheibe 10 in Gestalt von Lichtstrahlen 35, 37.

Die mehrfache Totalreflexion des Strahles 32 in der Scheibe 10 führt damit einmal zu einem größeren Meß bereich in der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe 10, zum anderen damit jedoch auch zu einer Erhöhung der 60 Empfindlichkeit.

Da andererseits eine zu häufige Totalreflexion zu un definierten Verhältnissen führen kann, ist eine Ausfüh rungsform besonders bevorzugt, bei der drei Totalrefle xionen eingestellt werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante ist wiederum ein einstückiger Keil40 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 wesentli chen parallel verlaufende Lichtstrahl in ein konvergie rendes Strahlenbüschel 43 und damit auf einen punkt förmigen Bereich an der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe 10 fokussiert. Entsprechendes gilt, wenn eine Lichtquelle verwendet wird, aus der der Lichtstrahl di vergierend austritt, wie dies bei handelsüblichen Dioden der Fall ist. Dann dient die Linse 41 zum Parallelisieren oder Bündeln des von der Diode kommenden Licht strahles. Das im Falle der Totalreflexion reflektierte, di vergierende Strahlenbüschel 44 wird in einer entspre chenden 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.

Im Falle der Benetzung der äußeren Oberfläche 12 der Scheibe 10 durch einen Wassertropfen 45 tritt dann ein ebenfalls divergierendes Strahlenbüschel 46 aus der Scheibe 10 aus.

Mit der Anordnung gemäß Fig. 3 wird somit aus schließlich 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 Ab nahme des in den Empfänger gelangenden Lichtstrahles eintreten müßte. Derartige Fehlmessungen werden bei einer punktweisen Fokussierung, beispielsweise mit der Anordnung gemäß Fig. 3, sicher verhindert.

Das in Fig. 4 dargestellte Blockschaltbild einer erfin dungsgemäßen 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 Modulationsfre quenz an- und ausschaltet. Der Empfänger umfaßt dabei zunächst ein Tiefpaßfilter 53 mit nachgeschaltetem Ver stärker 54. Das gefilterte und verstärkte Signal gelangt auf einen Differenzwert-Gleichrichter 55, dessen Refe renzeingang noch das Ausgangssignal des lmpulsgene rators 52 zugeführt wird.

Der Differenzwert-Gleichrichter 55 kann beispiels weise als phasenselektiver Gleichrichter ausgebildet sein. Bei einer derartigen Anordnung wird ein sehr nie derfrequentes 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 Modulationsan teile, 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 beschrie bene Verfahren Drifterscheinungen im Meßsignal wir kungsvoll eliminiert. Diese Technik wird auch als Lock- In bezeichnet.

Als Differenzwert-Gleichrichter kann jedoch auch ein üblicher Differenzverstärker, beispielsweise ein Transkonduktanz-Operationsverstärker verwendet werden, wie er beispielsweise mit der Typenbezeich nung OTA CA 3080 von der Firma RCA im Handel ist.

Das Ausgangssignal des Differenzwert-Gleichrich ters 55 wird im folgenden mit S bezeichnet. Dieses Si gnal S gelangt einmal direkt auf den invertierenden Ein gang eines Komparators 57 und zum anderen über ei nen Spitzenwertmesser 56 auf dessen nichtinvertieren den Eingang. Der Komparator 57 ist, um eine Schalthy sterese zu erzielen, mit einem Widerstand 57 a mitge koppelt. Der Ausgang des Komparators 57 beaufschlagt eine Relaisspule 58, die ihrerseits einen Schließer- Schaltkontakt 59 betätigt. Über den Schaltkontakt 59 kann eine an einer Klemme 60 liegende Betriebsspan nung an einen Scheibenwischermotor 61 geschaltet werden, der einen Scheibenwischer 62 betätigt.

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 S _max des Signa les S wird im Spitzenwertmesser 56 ermittelt. Der Wischvorgang wird damit dann abgebrochen, wenn das Signal S wieder den Spitzenwert S _{maxi erreicht, d. h. wenn} die Scheibe 10 optimal gereinigt ist. Über den Mitkop pelwiderstand 57 a stellt sich dabei eine Schalthysterese ein, die einen Bruchteil des ermittelten Maximalwertes S _max ausmacht.

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.

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 Kompara tors 64 angeschlossen, dessen invertierender Eingang über eine Buchse 65 mit einem Bezugspotential be schaltbar ist. Der Ausgang des weiteren Komparators 64 steuert eine weitere Relaisspule 66 an, die ihrerseits einen zum Schließer-Schaltkontakt 59 parallel geschal teten Schließer-Schaltkontakt 69 betätigt.

Diese Zusatzeinrichtung hat den Sinn, dann eine ein malige Betätigung des Scheibenwischermotors 61 her beizuführen, wenn - beispielsweise nach länger andau ernder Nichtbetätigung der oben beschriebenen Ein richtung - am Ausgang des Spitzenwertmessers, 56 kein definierter Maximalwert S _max vorliegt.

Die Ausbildung eines Belages auf der Oberfläche 12 der Scheibe 10, beispielsweise in Gestalt von Wasser tropfen 20, 34, 36, 45 führt nämlich zu einer langsamen Abnahme des Signales S die vom Differenzierer 63 er kannt wird. Bei Überschreiten eines vorzugsweise nied rig 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 ausführen kann. Dsnn ist das übrige System durch Einspeichern eines Maximalwertes S _max im Spitzenwertmesser 56 wieder geeicht, so daß die nachfolgenden Wischvorgän ge wieder in der oben beschriebenen Weise ablaufen können.

Fig. 5 zeigt eine weitere Variante, die sich das Aus gangssignal des Komparators 57 dann zunutze machen kann, wenn dieser als Differenzverstärker ausgebildet 6 ist und die Schalthysterese beispielsweise durch eine getrennte Schwellwertstufe bewirkt wird. Dann liegt am Ausgang des Differenzverstärkers 57 ein Signal an, das die Augenblicksabweichung des Signales S vom Maxi malwert S _max anzeigt. Diese Abweichung ist um so grö ßer, je schneller sich während der Wischvorgänge ein neuer Belag auf der Oberfläche 12 der Scheibe 10 aus bildet. Die Ausschläge des Signales am Ausgang des Differenzverstärkers 57 b von Fig. 5 sind damit ein Maß für die lntensität des auf die Scheibe 10 auftreffenden Regens. Dieser Sachverhalt wird in der Anordnung ge mäß Fig. 5 dadurch ausgenutzt, daß der als Differenz verstärker 57 b ausgebildete Komparator an einen Drehzahlregler 68 für den Scheibenwischermotor 61 an geschlossen ist. Der Drehzahlregler 68 ist beispielsweise ein Thyristor-Regler, über den die Drehzahl in bekann ter Weise stufenlos einstellbar ist. Bei starkem Regen einfall auf die Scheibe 10 und entsprechend großen Si gnalausschlägen am Ausgang des Komparators 57 wird dann über den Drehzahlregler 68 die Drehzahl des Scheibenwischermotors 61 erhöht und bei nachlassen dem Regen entsprechend vermindert. Auf diese Weise ergibt sich eine von der Intensität des Regens abhän gende stufenlose Scheibenwischer-Drehzahlregelung.

Fig. 6 zeigt in einem detaillierten Schaltbild eine Sen der-Empfänger-Anordnung, wie sie bei einem der vor stehend erläuterten Ausführungsbeispiele verwendet werden kann.

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 161 a, 161 b, 161 C, 161 d; usw. bis 164d besteht. Die einzelnen Reihen 161 bis 164 liegen wiederum in Reihe mit jeweils zugeordneten Wi derständen 72, 73, 74, 75, die zu einem gemeinsamen Widerstand 56 und von dort zur Masseleitung 71 führen. Der Lichtempfänger besteht aus mehreren parallelge schalteten lichtempfindlichen Dioden, beispielsweise neun Dioden 191, 192... 198, 199. Auch diese parallel geschalteten Dioden 191 bis 199 sind in Reihe zu einem gemeinsamen Widerstand 84 zwischen die Leitungen 70 und 71 geschaltet.

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 gemeinsa men Widerstand 79 zu einem Schalttransistor 78 führen, der über einen Widerstand 77 vom Impulsgenerator 52 angesteuert wird. Der Schalttransistor 78 ist dabei zwi schen die Versorgungsspannungs-Leitung 70 und den gemeinsamen Widerstand 79 geschaltet. Das periodi sche Durchschalten des Schalttransistors 78 in Abhän gigkeit vom Ausgangssignal des lmpulsgenerators 52 führt zu einem Kurzschließen sämtlicher Dioden 161 a bis 164 d, während bei gesperrtem Schalttransistor 78 sämtliche Dioden 161 a bis 164 d an Betriebsspannung geschaltet sind und Licht aussenden. Dieses Licht ge langt auf die Empfängerdioden 191 bis 199, so daß an einer zwischen den Dioden 191 bis 199 und dem gemein samen Widerstand 84 angeordneten Klemme 85 ein Empfängersignal abgenommen werden kann.

Der Impulsgenerator arbeitet bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Frequenz von 3,3 kHz mit einem Tastverhältnis von ca. 50%. Als Leuchtdioden 164 a bis 164 d werden bevorzugt IR-Lu mineszenzdioden verwendet. Als Empfängerdioden 191 bis 199 dienen bevorzugt Silizium-PIN-Fotodioden.

Bei den genannten Sender- und Empfängerdioden ist eine Temperaturkompensation zweckmäßig, dies gilt um so mehr, weil an Bord eines Kraftfahrzeuges auf der Innenseite der Frontscheibe extreme Temperaturvaria tionen auftreten können. Dabei kann man sich zunutze machen, daß bei konstantem Strom nicht nur die abge strahlte 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 Span nung betrieben wird. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist entsprechend auf der Leitung 70 eine stabili sierte Versorgungsspannung vorgesehen und die Di oden werden über die genannten Widerstände 72 bis 76 bzw. 84 versorgt. Nimmt nun bei steigender Temperatur die Lichtleistung ab, so steigt wegen der ebenfalls ab nehmenden Spannung über der Diode der Strom an. Unter Berücksichtigung des Temperaturkoeffizienten der Diode kann dann die über dem Vorwiderstand ab fallende Spannung bei gegebener Versorgungsspan nung ermittelt werden und bei dem gewünschten Dio denstrom der erforderliche Widerstandswert.

Ergibt sich bei dem gewünschten Diodenstrom ein zu geringer Spannungsabfall über der Diode, wird entspre chend Fig. 6 eine Reihenschaltung mehrerer Dioden vorgenommen, beispielsweise 4×1,6 V, so daß mit einer Summenspannung von 6 V ein Wert entsteht, der mit handelsüblichen Bauelementen gut beherrschbar ist.

Fig. 7 zeigt in Detaildarstellung einen Spitzenwert messer in analoger Schaltungstechnik mit nachgeschal tetem Komparator. Über eine Eingangsklemme 90 ge langt das vom Differenzwert-Gleichrichter 55 kommen de Signal auf einen nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 91, der über eine Diode 92 gegengekop pelt ist. Der Ausgangskomparator 91 ist über zwei Di oden 93, 94 an den invertierenden Eingang eines Kom parators 95 angeschlossen, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand 96 mit dem Verbin dungspunkt der beiden Dioden 93, 94 verbunden ist. Die Reihenschaltung der Komparatoren 91, 95 ist über ei nen Widerstand 97 gegengekoppelt. Der invertierende Eingang des Komparators 95 führt weiterhin über einen Wideratand 98 zu einem Speicherkondensator 99, des sen andere Elektrode mit dem Mittelabgriff eines Span nungsteilers 100, 101 verbunden ist, der seinerseits zwi schen einer an eine Klemme 102 geschalteten Bezugs spannung und Masse liegt. Der Ausgang des Kompara tors 95 führt über einen Widerstand 103 auf einen inver tierenden Eingang eines Komparators 104. Dessen nichtinvertierende Eingang ist mit dem invertierenden Eingang über einen Kondensator 105 verbunden; au ßerdem ist der nichtinvertierende Eingang des Kompa rators 104 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators 91 verbunden und schließlich besteht eine Mitkopplung des Komparators 104 über einen Wider stand 106. Der Ausgang des Komparators 104 führt auf eine Klemme 107.

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 Spei cherkondensator 99 erhalten. 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 einge nommen hatte. Dieser Spitzenwert entspricht der Grö ße S _max in Fig. 4 und gelangt auf den invertierenden Eingang des Komparators 104, der dem Komparator 57 in Fig. 4 entspricht. Dessen nichtinvertierende Eingang erhält das unveränderte Signal von der Eingangsklem me 90 so daß im Komparator 104 mit der durch den Mitkopplungswiderstand 106 bestimmten Schalthyste rese der Vergleich zwischen Signal S und Maximalwert S _max stattfindet. Der reale Kondensator 105 zwischen den Eingängen des Komparators 104 bewirkt dabei, daß der Maximalwert S _max nicht über beliebig lange Zeiten anstehen kann sondern sich nach einer bestimmten Zeit wieder Werten nähert, die einer größeren Verschmut zung der Scheibe entsprechen. Dies kann dann wichtig sein, wenn die Scheibe beispielsweise infolge eines zä hen Ölbelages oder durch Insektenkadaver so sehr ver schmutzt ist, daß auch nach längerem Wischen nicht der vorhergehende optimale Reinigungszustand wieder er reicht werden kann. Ein Beibehalten des Maximalwertes S _max würde dann jedoch zu einem zeitlich unbegrenzten Wischen führen, dies würde jedoch die Scheibenwi scherblätter übermäßig beanspruchen. Daher wird der Maximalwert S _max allmählich nachgeführt, so daß das System schließlich bei einem Wert arbeitet, der einem etwas schlechteren Reinigungszustand entspricht. Diese Zeitkonstante wird durch die realen Eigenschaften des Kondensators 105 hergestellt, bei einem typischen An wendungsfall liegt die Zeitkonstante in der Größenord nung von einigen Minuten.

Die vorstehenden Erläuterungen zu den Schaltbil dern gemäß Fig. 4 bis 7 orientieren sich in dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Betriebsfall der Reflexionsmessung, bei der das Empfängersignal mit zunehmendem Schei benbelag abnimmt. Demgegenüber kann erfindungsge mäß auch eine Transmissionsmessung verwendet wer den, 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 entge gengesetzten Scheibenseite angeordneter Empfänger kein Signal empfängt. Erst bei belegter Scheibe fällt das Streulicht (vgl. 21, 35, 37, 46 in Fig. 1 bis 3 in den Emp fänger. Der Signalverlauf entspricht insoweit demjeni gen der Reflexionsanordnung. Für den Fall, daß der Bre chungsindex des Scheibenmateriales (Glas) kleiner ist als derjenige des Belages (Wasser), kann die Transmis sionsanordnung auch so ausgebildet sein, daß das Licht bei nicht belegter Scheibe durch die Scheibe 10 durch tritt 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 entge gengesetzte Verhältnisse, verglichen mit der Reflexions anordnung, eintreten. Es versteht sich daher, daß die dargestellten Schaltbilder der Fig. 6 bis 7 in diesem Falle durch entsprechende Vertauschung der Polaritäten und Anpassung der Schwellwerte in einfacher Weise so mo difiziert werden können, daß eine Messung mit diesem Transmissionsverfahren möglich ist.

Zur Erläuterung der sich erfindungsgemäß einstellen den Wischvorgänge bzw. Regelspiele zeigt Fig. 8 sche matisch ein Wischfeld 110, das von einem in Fig. 8 nicht dargestellten, um eine Achse 112 drehbaren Scheiben wischer überstrichen wird. lm Wischfeld 110 ist ein Be reich 111 eingezeichnet, der dem Meßbereich ent spricht, 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 Grund stellung ϕ ₀ ausgelenkt wird, bei d ₁ den Bereich 111 über streicht und bei ϕ _e in seine Endlage gerät, von der er längs der Bahn 114 wieder in seine Anfangslage d ₀ zu rückkehrt.

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 t ₀ eine gewisse Grundver schmutzung aufweist, so daß ein Signal S _A auf den Emp langer gelangt. Durch den Komparator 57 bzw. 104 ist dann eine Signalabweichung Δ S eingestellt, die vom An fangswert S _A abhängt und einen unteren Signalwert S _u definiert. Nimmt man nun an, daß zum Zeitpunkt t ₀ Regen einsetzt, geht der bis dahin horizontal verlaufen de 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 t ₁ ist der untere Signalwert S _u unterschritten und der Scheibenwischer wird in Be trieb gesetzt. Dies ändert zunächst noch nichts, da der Scheibenwischer zunächst in die Winkelstellung d ₁ ge langen muß, um den Bereich 11 1 zu überstreichen. Dies ist zum Zeitpunkt t ₂ der Fall. Bei nur leichter Grundver schmutzung der Scheibe 10 wird der Wischer den Be reich 111 vollkommen reinigen, so daß das Signal bei 177 steil ansteigt, bis es den Maximalwert A _max erreicht. Dies ist im Zeitpunkt t ₃ der Fall. Der Maximalwert S _max wird nun durch den Spitzenwertmesser 56 erfaßt und dem Komparator 57 als neuer Referenzwert zugeführt. Entsprechend stellt sich eine neue zulässige Signalab weichung Δ′S ein. Unterdessen setzt der Scheibenwi scher seinen Weg bis zur Endstellung ϕ _e fort und kehrt von dort zurück, bis er wieder den Bereich 111 zum Zeitpunkt t ₄ erreicht. Bei andauerndem Regen hat sich infolgedessen das Signal S bei 119 wieder vermindert, steigt jedoch bei 120 steil wieder an, da der Scheibenwi scher den Bereich 111 wieder erreicht hat. Der Schei benwischer gerät nun in seine Anfangsstellung ϕ ₀ und bleibt dort stehen, da ein Wiedererreichen des Maximal wertes S _max am Ende des Funktionsverlaufes 120 zu ei nem Abschalten des Scheibenwischermotors führt. Bei sich gleichmäßig fortsetzendem Regen nimmt nun das Signal S entsprechend einem Verlauf 121 wieder ab, bis zum Zeitpunkt t ₆ die zulässige Signalabweichung Δ′S erreicht ist. Bei entsprechend stärkerem Regen stellt sich demgegenüber ein strichpunktierter Verlauf 122 ein, der bereits zu einem Zeitpunkt t ₅ zum Einschalten führt, während ein sich abschwächender Regen zu ei nem strichgekreuzten Verlauf 123 führt, der erst zum Zeitpunkt t ₇ ein Wiedereinschalten des Scheibenwi schermotors 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.

In Fig. 10 ist ein der Darstellung von Fig. 9 entspre chendes Diagramm aufgetragen, bei dem jedoch davon 50 ausgegangen wurde, daß zum Zeitpunkt t ₀ entweder ein besonders schmieriger Ölfilm auf die Scheibe gerät oder einsetzender Regen auf eine Scheibe trifft, die mit ln sektenkadavern übersät ist. Das Signal S nimmt nun entlang einem Verlauf 124 wiederum ab, bis der untere Signalwert S _u unterschritten ist. Dann setzt ein Wisch vorgang ein, der jedoch infolge des Ölfilmes bzw. der nun einsetzenden Auflösung der lnsektenkadaver zu ei nem Verschmieren der Scheibe führt, so daß nicht wie in Fig. 9 ein Maximalwert S _max, erreicht wird, der oberhalb 60 des Ausgangswertes S _A liegt. Vielmehr wird nach Ab schluß des ersten Wischvorganges sich ein wesentlich niedrigerer Signalwert einstellen und dieser Signalwert wird sich aufgrund der Konsistenz des genannten Bela ges auch über längere Zeit nicht wesentlich ändern. Wie man aus Fig. 10 erkennt, stellen sich demzufolge nach folgend periodische Wischvorgänge ein, wobei die wel lenartige Einbuchtung an der Spitze der Signalverläufe darauf zurückzuführen ist, daß der Scheibenwischer in Fig. 8 den Bereich 111 beim Erreichen der linken End stellung zweimal kurz nacheinander durchfährt. Würde man nun den Ausgangswert des Signales S _A beibehalten, würden sich die Wischvorgänge beliebig lange fortset zen, bis u. U. ein unzulässiger Abrieb der Scheibenwi scherblätter eintritt. Um dies zu vermeiden, wird der Anfangswert S _A entlang einem Verlauf 125 langsam nachgestellt, wie das weiter oben zum Kondensator 105 des Komparators 104 in Fig. 7 im einzelnen erläutert wurde. Entsprechend stellt sich auch der untere Wert S _u entlang einem Verlauf 126 nach. Zum Zeitpunkt t ₁ kann dann der Signalverlauf wieder den Verlauf 125 errei chen, so daß sich nun die oben beschriebenen Regelspie le unter Nachstellen der Referenzwerte anschließen können, wobei von einem schlechteren Grundwert der Reinigung ausgegangen wird.

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 S _A des Signales ist dabei wesentlich kleiner, da im Be triebsfall dieser Transmission bei trockener und saube rer Scheibe nur ein Bruchteil des Lichtes in den Empfän ger gelangt. Die Signalabweichung Δ S wird daher ober halb des Ausgangswertes S _A festgelegt, was zu einem oberen Signalwert S ₀ führt. Setzt zum Zeitpunkt t ₀ Re gen ein, erhöht sich das Signal S im Empfänger, so daß zum Zeitpunkt t ₁ der obere Signalwert S ₀ überschritten wird. Dies führt zu einem Einschalten des Scheibenwi schers, der die Scheibe säubert, so daß sich zum Zeit punkt t ₂ ein minimaler Signalwert S _min einstellt, der noch niedriger sein kann als der Ausgangswert S _A, da zusam men mit dem Wischvorgang eine anfangs vorliegende Grundverschmutzung mit beseitigt wurde. Insoweit ent spricht diese Darstellung der Darstellung in Fig. 9 bis zum Zeitpunkt t ₃ für den Fall der Reflexionsmessung oder normalen Transmissionsmessung.

Wie man aus Fig. 11 ersehen kann, liegen damit prak tisch symmetrische Verhältnisse zur Betriebsart der Re flexionsmessung oder normalen Transmissionsmessung vor, so daß es auf einfache Weise möglich ist, die vorste hend für den Betriebsfall der Reflexionsmessung erläu terten Schalteinrichtungen entsprechend zu modifizie ren, wenn mit der speziellen Transmissionsmessung ge arbeitet werden soll.

Claims

1. Einrichtung zum Steuern eines Scheibenwischer motors, der einen auf einer Scheibe (10), insbeson dere eines Kraftfahrzeuges, angeordneten Schei benwischer (62) antreibt, mit einer einen Sender (16) und einen Empfänger (19) für drahtlos ausbrei tungsfähige Wellen aufweisenden Meßstrecke, in der die Scheibe (10) angeordnet ist und die Wellen ausbreitung zwischen Sender (16) und Empfänger (19) derart beeinflußt, daß sich bei Ausbildung eines flüssigen oder festen Belages auf der Scheibe (10), insbesondere Benetzung durch Niederschlag, das vom Empfänger (19) empfangene Wellensignal (S) ändert, wobei bei Überschreiten einer vorgegebe nen Signalabweichung (Δ S), bezogen auf einen er sten Referenzwert (S _A) der Scheibenwischermotor (61) eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Referenzwert (S _A) während sich an schließender Wischvorgänge des Scheibenwischers (62) auf einen von Extremwerten (S _max, S_min) des empfangenen Signales (S) abgeleiteten zweiten Re ferenzwert selbsttätig nachstellbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sender (16) ein Laser ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (S) das Ausgangssignal eines Photodetektors (191 bis 199) ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß Sender (16) und Photodetektor (191 bis 199) im nicht sichtbaren Infrarot-Bereich arbei ten.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Photode tektoren (191 bis 199) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoren (191 bis 199) Silizium PlN-Photodioden sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoren (191 bis 199) die Strahlung von lichtaussendenden Dioden (161 a bis 164 d) empfangen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dioden (161 a bis 164 d) jeweils mehrfach in einer Reihe (161 bis 164) angeordnet sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekenn zeichnet, daß die mehreren Reihen (161 bis 164) parallel geschaltet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reihen (161 bis 164) über Dioden (80 bis 83) von einem gemeinsamen Schalttransistor (78) kurzschließbar sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtaussenden den Dioden (161 a bis 164 d) IR-Lumineszenzdioden sind.

12. Einrichtung insbesondere nach einem der An sprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die 60 Photodetektoren (191 bis 199) bzw. Reihen (161 bis 164) der lichtaussendenden Dioden (161 a bis 164 d) jeweils zur Temperaturkompensation in Reihe mit einem Widerstand (84; 72 bis 76) an einer Bezugs spannung liegen.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Referenz wert aus einem über dem ersten Referenzwert (S _A) liegenden Maximalwert (S _max) des Signales (S) ab geleitet wird.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Welle zwischen Sender (16) und Empfänger (19) in der Scheibe (10) mehrfach total reflektiert wird.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (16) und Emp fänger (19) auf einem gemeinsamen, für die Welle durchlässigen Keil (13, 30, 40, 50) auf der inneren Oberfläche (14) der Scheibe (10, 51) angeordnet sind.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (30) im Bereich der mehreren Totalreflexionen an der an die innere Oberfläche (11) der Scheibe (10) grenzenden Flä che mit einer Ausnehmung (31) versehen ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung von Sender (16) und Empfänger (19) auf gegen überliegenden Seiten der Scheibe (10), bei der die vom Sender (16) ausgestrahlte Welle in Abwesen heit eines Belages auf einer äußeren Oberfläche (12) der Scheibe (10) durch Totalreflexion an der Oberfläche (12) vom Empfänger (19) weg umge lenkt wird und der Brechungsindex des Scheiben materiales kleiner ist als derjenige des Belages, der zweite Referenzwert aus einem unter dem ersten Referenzwert (S _A) liegenden Minimalwert (S _min) abgeleitet wird.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sender (16) ausgestrahlte Welle gebündelt, insbesondere auf einen Punkt der Scheibe (10) fokussiert wird.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß hinter dem Ausgang des Senders (16) und vor dem Eingang des Empfängers (19) je min destens eine Linse (41, 42) angeordnet ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Referenz wert gleich dem Extremwert (S _max, S_min) ist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gennzeichnet, daß aus dem jeweils gelten den Referenzwert (S _A, S_max, S_min) durch Herunter teilen bzw. Multiplizieren die Signalabweichung (Δ S) abgeleitet wird.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Referenz wert mit einer Zeitkonstante in Richtung auf den ersten Referenzwert (S _A) veränderbar ist.

23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zeitkonstante in der Größenord nung von einigen Minuten liegt.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante durch einen, die Eingänge des Komparators (104) überbrückenden Kondensator (105) mit endlicher Selbstentladung gebildet wird.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sender (16) abgestrahlte Welle bzw. das Signal (S) moduliert ist.

26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn zeichnet, daß die Modulationsfrequenz in einem Bereich oberhalb der in einem Kraftfahrzeug übli cherweise auftretenden Störsignalfrequenzen liegt, vorzugsweise zwischen 3 und 5 kHz.

27. Einrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (S) im Empfänger (19) einem Differenzwert-Gleichrichter (55) zuge führt wird, dessen Referenzeingang mit einem den Sender (16) modulierenden Impulsgenerator (52) verbunden ist.

28. Einrichtung nach Anspruch 10 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (52) ein Schalttransistor (78) steuert.

29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Empfängers, vorzugsweise der Ausgang des Diffe renzwert-Gleichrichters (55), einmal direkt und zum anderen über einen Spitzenwertmesser (56) mit den Eingängen des Komparators (57) verbun den ist.

30. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekenn zeichnet, daß der Spitzenwertmesser (56) analog aufgebaut ist und einen Speicherkondensator (99) aufweist.

31. Einrichtung nach Anspruch 29 dadurch gekenn zeichnet, daß der Spitzenwertmesser (56) digital aufgebaut ist und wenigstens einen Analog-Digital- Wandler zum Umsetzen des analogen Signales (S) in eine digitale Größe, einen Speicher für einen Bezugswert und einen Komparator zum Verglei chen der digitalen Größe mit dem Bezugswert auf weist.

32. Einrichtung insbesondere nach einem der An sprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (19) einen Differenzierer (63) zur Bil dung der ersten zeitlichen Ableitung des empfange nen Signales (S) aufweist und daß bei Überschrei ten eines Grenzwertes der zeitlichen Ableitung der Wischermotor (61) eingeschaltet und die Nachstel lung des Referenzwertes (S _A) freigegeben wird.

33. Einrichtung insbesondere nach einem der An sprüche 29 bis 32 dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (57) ferner einen Drehzahlregler (68) für den Scheibenwischermotor (61) steuert und die Drehzahl mit zunehmendem Ausgangssignal eines im Komparator (57) enthaltenen Differenzverstär kers (57 b) erhöht.

34. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (57, 104) zunächst eine Scheibenwaschanlage und dann den Scheibenwischermotor (62) einschaltet.