DE3542032A1

DE3542032A1 - Einschaltgeraet fuer den wischermotor eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3542032A1
Application number: DE19853542032
Authority: DE
Inventors: Richard A. Coral Springs Fla. Kraus; Thomas W. Southgate Mich. Sabon
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1984-12-17
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1986-06-26
Also published as: DE3542032C2; JPS61145444A; US4613802A

Description

Müller, Schupfner & Gauger Postfach 8013 69 D-8000 München

Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner Hans-Peter Gauger ο ς / ο η ο *> Patentanwälte ^ö ° *^l ^u ^{ö l}

European Patent Attorneys Mandataires en brevets europeens

Dr.-Ing. Robert Poschenrieder

(1931-1972) *
Dr.-Ing. Elisabeth Boettner

(1963-1975)

Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Müller
Dipl.-Chem. Dr. Gerhard Schupfner' Dipl.-Ing. Hans-Peler Gauger

Postfach 80 13 69 Lucile-Grahn-Straße 38 D-8000 München 80

Telefon: (0 89) 4 70 60 55/56 Telex: 5 23016 Telegramm /cable: Zetapatent®. München

Ihr Zeichen / Your ref.

Unser Zeichen / Our ref.

GFK-2808

München / Munich,

28. November 1985

Betrifft·./Ref.: Anwaltsakte: GFK- 2808

FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT,
OTTOPLATZ 2, 5 000 KÖLN-DEUTZ (DE)

Einschaltgerät für den Wischermotor eines Kraftfahrzeuges

•Büro/Office Karistraße 5 2110 Buchholz

Telefon· «141R1 \ ΛΑ

Konten Gauger:

Stadtsparkasse München: 29-167350 (BLZ 70150000) Postsrhpck Miinrhpn- ?7 RRHR-ROa (BLZ 700100 ROi

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Einschalten eines Wischermotors von Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit von einer Benässung der Windschutzscheibe durch Regentropfen.

Das Einschalten des Wischermotors von Kraftfahrzeugen muß bis heute in aller Regel noch von Hand vorgenommen werden, wenngleich bereits Geräte bekannt sind, welche bei bereits eingeschaltetem Wischermotor dessen Drehzahl in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Benässung der Windschutzscheibe veränderlich derart regeln, daß bei starkem Regen die Wischerblätter schneller bewegt werden als bei einem schwachen Nieselregen. Eine entsprechend automatische Regelung der Drehzahl des Wischermotors wird dabei in Abhängigkeit von der auf die Wischerblätter ausgeübten Zugkraft gesteuert, die bei trockener Windschutzscheibe am größten ist.

Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, ein Einschaltgerät für den Wischermotor von Kraftfahrzeugen bereit zu stellen, das automatisch die Wischerblätter in Bewegung setzen läßt, sobald die Windschutzscheibe mit Regentropfen benäßt worden ist. Das Gerät soll dabei gleichzeitig so ausgeführt sein, daß es den Wischermotor auch wieder automatisch ausschaltet, sobald die Windschutzscheibe mit den Wischerblättern trocken gewischt worden ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß die zur Bereitstellung eines solchen Einschaltgerätes verwendeten Bauteile schaltungstechnisch einfach zusammenzustellen sind und damit das Gerät mit wenigen

zusätzlichen Kosten zur Komplettierung eines Fahrzeuges angeboten werden kann. Die Anordnung des funktionswichtigen Kapazitanz-Sensors an der Innenseite der Windschutzscheibe kann dabei an einer Stelle vorgenommen werden, die in Abhängigkeit von deren individueller Formgebung unter dem Gesichtspunkt ausgewählt wird, daß damit nicht das Sichtfeld des Fahrers eine Beschränkung erfahren kann und es sich dabei aber andererseits gleichzeitig um eine Stelle handelt, die mehr oder weniger typischerweise bei einem beginnenden Regen eine anfänglich charakteristische Benässung erfährt, die ein Einschalten des Wischermotors wünschenswert macht.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gerätes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 ein Blockdiagramm des Gerätes,

Figur 2 ein Schaltbild der einzelnen

Geräteteile,

Figur 3 ein Schaubild zur Darstellung

der Signalformen, die am Ausgang der einzelnen Geräteteile erhalten werden,

Figur 4 ein Schaubild zur Darstellung

der Signalformen, die bei einer Benässung der Windschutzscheibe und einer sich damit ändernden Kapazitanz erhalten werden, und

Figur 5 eine Perspektivansicht der Wind

schutzscheibe eines Kraftfahrzeuges zur Darstellung einer möglichen Anordnung des Kapazitanz-Sensors.

Ein Einschaltgerät 1O für den Wischermotor eines Kraftfahrzeuges umfaßt als erstes einen Kapazitanz-Sensor 12, der
gemäß Figur 5 an der Innenseite der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges oder auch alternativ an dessen Heckscheibe angeordnet wird, sofern auch dort durch einen Wischermotor bewegte Wischerblätter angeordnet sind. Gemäß dem Blockdiagramm der Figur 1 ist dieser Kapazitanz-Sensor 12 in
Reihe mit einem Kapazitanz-Vervielfacher 14, einem astabilen Multivibrator 16, einer phasenstarren Schleife 18 und einer Logikschaltung 2 0 verbunden, die über einen Ausgangskuppler 22 an ein Steuergerät 24 eines Wischermotors angeschlossen
ist.

Der Kapazitanz-Sensor 12 ist nach dem Schaltbild der Figur mit einer geerdeten Grundplatte 121 und einer Fühlerplatte
gebildet, die beide so angeordnet sind, daß bei einer Benässung der Windschutzscheibe an der Stelle ihrer Anordnung eine Kapazitanz erzeugt wird. Diese von dem Sensor 12 erzeugte Kapazitanz C wird an den positiven Eingang eines
Operationsverstärkers 141 geliefert, dessen Ausgang über
einen Widerstand 142 mit seinem negativen Eingang und über
eine Reihenschaltung von zwei weiteren Widerständen 143 und 144 mit seinem positiven Eingang verbunden ist. Der mit den beiden Widerständen 143 und 144 gebildete Knoten bildet den Ausgang des Vervielfachers 14, der an den negativen Eingang eines Operationsverstärkers 161 des astabilen Multivibrators 16 angeschlossen ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 161 ist über einen Widerstand 162 mit dessen negativem Eingang und über einen weiteren Widerstand 163 mit seinem positiven Eingang verbunden, der im übrigen noch über einen Widerstand 164 geerdet und über einen weiteren Widerstand 165 an den Pluspol B der Fahrzeugbatterie angeschlossen ist.
Durch den astabilen Multivibrator 16 erfährt damit jede
von dem Sensor 12 gelieferte und durch den Operationsverstärker 141 des Vervielfachers 14 vergrößerte Kapazitanz
eine Umwandlung in einen Frequenzbereich, der beispielsweise den in Figur 3 dargestellten Rechteckimpuls "1"
ergibt.

Der astabile Multivibrator 16 ist mit dem Ausgang seines Operationsverstärkers 161 an die phasenstarre Schleife 18 angeschlossen, die eine Schaltung 181 umfaßt, die auf jeden Wechsel der ihr zugeführten Frequenz anspricht. Wenn also durch eine Benässung der Windschutzscheibe die durch den Sensor 12 erzeugte Kapazitanz vergrößert wird, dann ergibt sich aus dieser Vergrößerung eine Verkleinerung der Frequenz des astabilen Multivibrators 16, und diese verkleinerte Ausgangsfrequenz des astabilen Multivibrators 16 wird dann als Folge einer relativ langen Zeitkonstanten der phasenstarren Schleife 18 zur Erzeugung eines Phasenimpulses genutzt, der im Vergleich zu der Normalfrequenz eine vergrößerte Breite aufweist. Am Ausgang der phasenstarren Schleife 18 wird folglich ein Signal erhalten, mit dem eine erfolgte Benässung der Windschutzscheibe gegenüber deren trockenem Zustand differenziert wird, wobei diese Differenzierung, die also eine Unterscheidung zwischen langen und kurzen Zeitkonstanten darstellt, durch eine Diode 182 vorgenommen wird, die zusammen mit einem in Reihe geschalteten Widerstand 183 sowie einem parallel geschalteten Widerstand 184 an die Stifte 9 und 13 einer Schaltung 181 vom Typ CD 4046 angeschlossen ist. Der Widerstand 183 hat dabei einen Wert von etwa 3 kOhm und ist damit gleichzeitig wesentlich schwächer als der Widerstand 184, der einen typischen Wert von etwa 1 MegOhm hat. Dieser Anschluß der Diode 182 und der beiden Widerstände 183 und 184 an die beiden Stifte 9 und 13 der Schaltung 181 ist außerdem über eine Reihenanordnung eines weiteren Widerstandes 185 und eines Kondensators 186 geerdet. An dem Stift 1 der Schaltung 181 wird dahermit dem normalen Rechteckimpuls "1" der Darstellung gemäß Figur 3 normal die darunter dargestellte Signalform "2" erhalten, die andererseits bei einer Verbreiterung des Rechteckimpulses gemäß der oberen Darstellung in Figur 4 eine Umwandlung in die dort ebenfalls darunter dargestellte Signalform erfährt, die also dann eine erfolgte Benässung der Windschutzscheibe kennzeichnet.

Die Logikschaltung 20 ist mit einem NOR-Gatter 201 an den Ausgang des astabilen Multivobrators 16 und mit einem weiteren NOR-Gatter 214 an den Ausgang der phasenstarren Schleife 18 angeschlossen. Das NOR-Gatter 201 ist über einen Widerstand 202 an die Basis eines Transistors 203 angeschlossen, dessen Emitter geerdet und dessen Kollektor über den Kollektor-Emitter-Kreis eines weiteren Tran- sistors 204 und einen Widerstand 205 an den Pluspol B der Fahrzeugbatterie angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 203 ist weiter über einen Kondensator 206 an die Basis eines Transistors 207 angeschlossen, an die auch der Kollektor eines Transistors 208 angeschlossen ist, dessen über einen Widerstand 209 geerdete und über einen weiteren . Widerstand 210 ebenfalls mit dem Pluspol B der Fahrzeugbatterie verbundene Basis an die Basis des Transistors 204 angeschlossen ist. Auch der Emitter des Transistors 208 ist über einen Regelwiderstand 211 an den Pluspol B der Fahrzeugbatterie angeschlossen, während der Emitter des Transistors 207 geerdet und dessen Kollektor über einen Widerstand 212 an den Pluspol B der Fahrzeugbatterie angeschlossen ist. Auch ist der Kollektor des Transistors 207 dann noch über ein NOR-Gatter 213 an einen zweiten Eingang des NOR-Gatters 214 angeschlossen, das mit einer Schaltung 215 beispielsweise vom Typ CD 4098 verbunden ist. Damit werden für den Ausgang des NOR-Gatters 201, den Eingang des NOR-Gatters 213 und die Ausgänge des NOR-Gatters 213 und des NOR-Gatters 214 typischerweise die in Figur 3 weiterhin dargestellten Impulsformen "3" bis "6" erhalten, von denen die Impulsformen "5" und "6" an den Ausgängen der beiden NOR-Gatter 213 und 214 die in Figur 4 veranschaulichte Umwandlung erfahren, sobald mit dem Sensor 12 eine Benässung der Windschutzscheibe durch Regentropfen erfaßt worden ist. Als Folge der geänderten Impulsform am Ausgang des NOR-Gatters 214 wird dann unter Vermittlung der Schaltung 215 der Ausgangskuppler 22 erregt, der im wesentlichen mit einem Transistor 221 gebildet ist, an dessen Basis die Schaltung 215 angeschlossen und dessen Emitter über einen Widerstand 222 geerdet ist.

Über einen Vergleich der in Figur 4 dargestellten Impulsformen mit denjenigen der Figur 3 ist daher ableitbar, daß bei einer durch den Sensor 12 erfaßten Benässung der Windschutzscheibe und damit als Folge einer damit erhaltenen Erhöhung der Kapazitanz das von der phasenstarren Schleife 1 8 gelieferte Ausgangssignal "2" zunächst eine Verbreiterung von A nach B erfährt, weil die Schleife 18 auf eine solche Erhöhung der Kapazitanz mit einer verlängerten Zeitkonstanten reagiert. Die Breite des Phasenimpulses wird danach von B nach C verkleinert und ergibt schließlich bei D eine kurze Zeitkonstante, sobald wieder eine Erniedrigung der Kapazitanz eingetreten ist, was dann dazu führt, daß bei E am Ausgang der Schleife 18 kein Phasenimpuls mehr geliefert wird. Jede Verbreiterung des Phasenimpulses der am Ausgang der Schleife 18 erhaltenen Signalform "2" führt daher mit der Zeit zu einer Überlappung mit der am Ausgang des NOR-Gatters 213 erhaltenen Signalform "5", womit dann am Ausgang des NOR-Gatters 214 die Signalform "6" erhalten"wird.

-AO- - Leerseite

Claims

Patentansprüche

T. Gerät zum Einschalten eines Wischermotors von Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit von einer Benässung der Windschutzscheibe durch Regentropfen, gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung

eines Kapazitanz-Sensors (12), der an der Innenseite der Windschutzscheibe angeordnet wird und mit einer geerdeten Grundplatte (.121) und einer Fühlerplatte gebildet ist, ι

eines astabilen Multivibrators (16), der jede von dem Kapazitanz-Sensor (12) gelieferte Kapazitanz (C) in einen Frequenzbereich umwandelt,

einer phasenstarren Schleife (18), die für jeden in dem Frequenzbereich erscheinenden Wechsel einen Phasenimpuls erzeugt, und

einer Logikschaltung (20) , die in Abhängigkeit von der Übermittlung eines Phasenimpulses ein Einschalten des Wischermotors steuert.
2. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die phasenstarre Schleife (18) bezüglich eines Abfalls der Ausgangsfrequenz des Multivibrators (16) eine im Vergleich zu einem Anstieg längere Ansprechzeit aufweist, um bei einer

Benässung der Windschutzscheibe durch Regentropfen einen verbreiterten Phasenimpuls zu erzeugen.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , daß die Logikschaltung (20) zur Erzeugung eines Steuersignals bei einer Übereinstimmung zwischen dem Phasenimpuls und einem Ausgangssignal des Multivibrators (16) eingerichtet ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet , daß die Fühlerplatte des Kapazitanz-Sensors (12) über einen Operationsverstärker (141) an den Multivibrator (16) angeschlossen ist.