DE3800327A1 - Verfahren zum betreiben eines scheibenwischers und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum betreiben eines scheibenwischers und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines
Scheibenwischers nach der Gattung des Anspruchs 1 und einer Vor
richtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung des An
spruchs 8.
Aus der DE-AS 23 54 100 ist ein Scheibenverschmutzungsmelder be
kannt, dem ein optisches Meßverfahren zugrundeliegt. Das von einer
Lichtquelle durch eine Scheibe ausgesandte Licht trifft auf eine zu
prüfende Scheibenoberfläche. Das an der beschmutzten Scheibenfläche
durch die Scheibe hindurch zurückgeworfene Licht wird von einem
Lichtmeßgerät empfangen, an dem ein Signalgeber anschlossen ist, der
beispielsweise einen Wischvorgang eines Scheibenwischers auslöst. Es
werden nur diejenigen von der Lichtquelle ausgesandten und an der
beschmutzten Scheibenfläche zurückgeworfenen Lichtteile vom Licht
meßgerät erfaßt, die von der beschmutzten Scheibenfläche unter dem
Winkel der Totalreflexion abgehen, wobei sie beim Verlassen der
Scheibe durch eine prismatische Vorrichtung hindurch geleitet werden.
Das Lichtmeßgerät mißt einen bestimmten Wert bei ungestörter Total
reflexion, der einen Nullpunktwert darstellt. Bei Veränderungen der
Intensität des totalreflektierten Lichtes durch Wassertropfen oder
feste Schmutzpartikel stellt das Lichtmeßgerät neue Meßwerte fest
und leitet sie an den Signalgeber weiter, der auf einen festgelegten
Grenzwert eingestellt ist. Wird dieser Grenzwert überschritten, so
wird ein Signal abgegeben, das den Scheibenwischer einschaltet.
Aus dem Tagungsband "Transducers ′87", S. 73-75 ist ein Feuchtig
keitsdetektor zum Steuern von Scheibenwischern bekannt, bei dem
ebenfalls die Intensitätsänderung eines in einer Scheibe geführten
Lichtstrahls zur Erkennung einer Verschmutzung der Scheibenober
fläche herangezogen wird. Als Lichtquelle wird eine Leuchtdiode ver
wendet, die gepulst betrieben wird. Das von einem Strahlungsempfän
ger aufgenommene Signal wird einem Bandfilter und anschließend einem
Demodulator zugeführt. Das Ausgangssignal des Demodulators gelangt
in einen Komparator mit einer variablen Schwelle. Die Komparator
schwelle wird experimentiell ermittelt und dann fest eingestellt. Am
Ausgang des Komparators steht das Signal zum Einschalten des Schei
benwischers zur Verfügung.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß die
Schwelle in Abhängigkeit vom Spitzenwert des vom Strahlungsempfänger
abgegebenen Signals nachgeführt wird. Der automatische Betrieb eines
Scheibenwischers wird durch diese Maßnahme unabhängig von der Exem
plarstreuung und der Montageunsicherheit aller Komponenten. Weiter
hin werden die Langzeitdrift und die Temperaturdrift aller Kompo
nenten eliminiert. Ferner wird der Scheibenoberflächenzustand be
rücksichtigt, der sich beispielsweise durch Kratzer ständig verän
dert.
Das Verfahren ist mit wenig Aufwand technisch zu realisieren und er
höht in besonders einfacher Weise die Betriebssicherheit beim auto
matischen Betreiben des Scheibenwischers, wobei insbesondere bei
Serienprodukten eine erhebliche Kosteneinsparung dadurch erzielt
wird, daß die bislang erforderliche individuelle Schwelleneinstel
lung bei jedem Exemplar entfällt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 ange
gebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Speicherung des ermittelten Spitzen
werts, so daß längere Pausen zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Wischvorgängen möglich sind.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme ist es, daß bei Inbetriebnahme
des Scheibenwischers durch eine Person der Spitzenwert zunächst so
lange nicht gespeichert wird, bis der erstmals ausgelöste Wischvor
gang einsetzt.
Eine hohe Störsicherheit wird durch einen gepulsten Betrieb der
Strahlungsquelle erreicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält einen Detektor, der den
Spitzenwert des vom Strahlungsempfänger abgegebenen Signals ermit
telt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich
tung ist ein phasenempfindlicher Demodulator für das vom Strahlungs
empfänger abgegebene Signal vorgesehen, der in Abhängigkeit von dem
Impulssignal zum Betreiben der Strahlungsquelle gesteuert wird. Im
Signalpfad nach dem Demodulator ist vorzugsweise ein Tiefpaß ange
ordnet, dessen Grenzfrequenz kleiner ist als die Frequenz des Im
pulssignals zum Betreiben der Strahlungsquelle. Der Tiefpaß glättet
das Ausgangssignal des Demodulators. Der Einfluß eines Gleichlicht
anteils wird zusätzlich durch den Einsatz eines Hochpaßfilters in
der Auswerteeinrichtung eliminiert.
In einer in analoger Schaltungstechnik realisierten erfindungsge
mäßen Auswerteeinrichtung, eignet sich zur Spitzenwertspeicherung
insbesondere ein Kondensator. Die Beschaltung des Kondensators ist
vorzugsweise derart vorgenommen, daß die Zeit zum Abspeichern eines
Wertes erheblich kürzer ist als die Speicherzeit des Spitzenwerts.
In einer als digitale Schaltung realisierten erfindungsgemäßen Aus
werteeinrichtung ist die Speicherung des Spitzenwerts mit digitalen
Komponenten oder mit Hilfe eines Rechenprogramms einfach reali
sierbar.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen des erfin
dungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung ergeben sich
aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Be
schreibung.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 zeigt ein Aus
führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spitzenwertdetektors.
Fig. 1 zeigt eine Strahlungsquelle 10, deren Strahlung 11 mit einem
optischen Element 12 in eine Scheibe 13 geleitet wird. Die Scheibe
13 weist eine äußere, zu reinigende Oberfläche 14 auf. Die in der
Scheibe 13 verlaufende Strahlung 11 bildet mit einer Flächen-Nor
malen 15 zur Scheibenoberfläche 14 einen vorgegebenen Einfallswinkel
16. Der Einfallswinkel 16 ist derart festgelegt, daß an einer ersten
Stelle 17 an der Scheibenoberfläche 14 eine Totalreflexion der
Strahlung stattfindet. Der reflektierte Strahl bildet mit der
Flächennormalen 15 einen Ausfallswinkel 18, der gleich dem Einfalls
winkel 16 ist. Die reflektierte Strahlung wird an einer inneren
Scheibenoberfläche 19 erneut reflektiert, wobei wieder eine Total
reflexion stattfindet. Die Strahlung wird durch Mehrfachreflexion an
der äußeren und inneren Scheibenoberfläche 14, 19 mehrfach reflek
tiert bis er mit einem optischen Bauelement 20 aus der Scheibe 13
ausgekoppelt und einem Strahlungsempfänger 21 zugeführt wird. Auf
der äußeren Scheibenoberfläche 14 befinden sich Wassertropfen
22-25, die ein in der Fig. 1 nicht gezeigter Scheibenwischer ent
fernen soll. Zwei Wassertropfen 23, 25 sind an einer zweiten und
dritten Stelle 26, 27 an der äußeren Scheibenoberfläche 14 einge
zeichnet, an denen jeweils eine Reflexion der Strahlung 11 statt
findet. Der im Vergleich zur umgebenden Luft höhere Brechungsindex
der Wassertropfen 23, 25 führt an den Stellen 26, 27 dazu, daß an
stelle einer Totalreflexion eine normale Reflexion stattfindet, bei
der ein bestimmter Strahlungsanteil von der Scheibe 13 in die Was
sertropfen 23, 25 ausgekoppelt und von dort in die Umgebung abgege
ben wird. Die von den Wassertropfen 23, 25 ausgekoppelten Verlust
strahlungsanteile sind mit den Bezugszahlen 28 bzw. 29 versehen.
Die Strahlungsquelle 10 wird von einem Impulsgenerator 40 angesteu
ert, dessen Ausgangssignal ferner ein erstes Eingangssignal 41 eines
phasenempfindlichen Demodulators 42 ist. Das vom Strahlungsempfänger
21 abgegebene Signal 43 wird von einem Verstärker 44, dem ein Hoch
paßfilter 45 vorgeschaltet ist, aufbereitet und als zweites Ein
gangssignal 46 dem phasenempfindlichen Demodulator 42 zugeleitet.
Nach einer Filterung in einem Tiefpaßfilter 47 gelangt das Ausgangs
signal des Demodulators 42 einerseits an einen ersten Eingang 48
eines Vergleichers 49 und andererseits an einen ersten Eingang 50
eines Spitzenwertdetektors 51. Ein zweites Eingangssignal 52 des
Spitzenwertdetektors 51 wird von einer Eingabe 53 bereitgestellt.
Das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 51 ist das zweite Ein
gangssignal 54 des Vergleichers 49, dessen Ausgangssignal einer
Scheibenwischersteuerung 55 zugeführt ist, die mit der Eingabe 53
verbunden ist. Die Scheibenwischersteuerung 55 schaltet den Schei
benwischer ein.
In Fig. 2 ist ein Schaltbild des Spitzenwertdetektors mit einer
Speicherschaltung gezeigt. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 ist
eine vorteilhafte Ausgestaltung des in Fig. 1 gezeigten erfindungs
gemäßen Spitzenwertdetektors 51. In Fig. 2 sind diejenigen Teile,
die mit den in Fig. 1 gezeigten übereinstimmen mit denselben Be
zugszahlen versehen. Das erste Eingangssignal 50 des Spitzenwert
detektors 51 ist dem nichtinvertierenden Eingang eines Differenz
verstärkers 60 zugeführt, dessen Ausgangssignal 61 über eine Diode
62 und einen Widerstand 63 einem Kondensator 64 zugeführt wird. Der
Differenzverstärker 60 ist gegengekoppelt, indem sein invertierender
Eingang an die Diode 62 angeschlossen ist. Die beschriebene Anord
nung speichert im Kondensator 64 den Spitzenwert eines am Eingang 50
liegenden Signals. Die Einspeicherzeit ist hauptsächlich durch den
Wert des Widerstands 63 sowie den Wert des Kondensators 64 festge
legt. Die Entladung des Kondensators 64 kann auf zweierlei Weise er
folgen. Zum einen ist ein gegen eine Masse 65 schaltbarer Entlade
widerstand 66 vorgesehen, wobei ein elektrisch ansteuerbarer Schal
ter 67 vorgesehen ist, dem als Steuersignal das zweite Eingangs
signal 52 des Spitzenwertdetektors 51 zugeführt ist. Zum anderen ist
eine einen Impedanzwandler 68 enthaltende Schaltungsanordnung 69 zum
Entladen des Kondensators 64 vorgesehen. Der Kondensator 64 ist mit
dem Eingang 70 des Impedanzwandlers verbunden. Der Ausgang 71 des
Impedanzwandlers 68 liegt über einem ersten Widerstand 72 an einem
Schaltungspunkt 73, der über einen zweiten Widerstand 74 mit dem
Kondensator 64 und über einen dritten Widerstand 75 mit Masse 65
verbunden ist. Anstelle der Masse 65 eignet sich auch ein anderer
Schaltungspunkt, der ein festes Potential aufweist. Der Impedanz
wandler 68 ist vorzugsweise als Differenzverstärker realisiert, der
vollständig gegengekoppelt ist, indem der Ausgang 71 mit dem inver
tierenden Eingang des Differenzverstärkers verbunden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der in Fig. 1 gezeigten
Anordnung näher erläutert:
Die von der Strahlungsquelle 10 ausgehende Strahlung 11 gelangt nach
mehrmaliger Totalreflexion in der Scheibe 13 auf den Strahlungsemp
fänger 21. Damit eine Totalreflexion stattfinden kann, muß der Ein
fallswinkel 16 der Strahlung 11 bezüglich der Flächennormalen 15
einen bestimmten Wert überschreiten, der vom Material der Scheibe 13
und von dem die Scheibe 13 umgebenden Medium abhängt. Der minimale
Wert des Einfallswinkels 16 liegt bei einer Glasscheibe 13, die von
Luft umgeben ist, bei etwa 42°. Der Strahlungsempfänger 21 gibt ein
Signal 43 ab, das bei einer sauberen Scheibenoberfläche 14 maximal
ist. Eine Benetzung der Oberfläche 14 mit Wassertropfen 22-25
führt zu einer Abnahme des Signals 43. Die Signalabnahme rührt da
her, daß die Wassertropfen 23, 25, die an der zweiten bzw. dritten
Stelle 26, 27 liegen, einen Teil der Strahlung 11 auskoppeln. Die in
die Wassertropfen 23, 25 eingekoppelte Strahlung 11 gelangt nach
einer weiteren Brechung als Verluststrahlung 28, 29 in die Umgebung.
Eine Strahlauskopplung findet statt, weil die Brechzahl von Wasser
höher ist als die von Luft, wobei der Einfallswinkel 16 für eine To
talreflexion erhöht wird. Eine Totalreflexion tritt jetzt bei einem
Einfallswinkel 16 auf, der mehr als etwa 63° beträgt. Der Einfalls
winkel 16 wird deshalb zweckmäßigerweise auf einen Wert zwischen ca.
42° und 63° festgelegt.
Das vom Strahlungsempfänger 21 abgegebene Signal 43 gelangt in eine
Auswertevorrichtung, die beispielsweise eine Verstärkeranordnung 44
mit einem vorgeschalteten Hochpaßfilter 45 enthält. Das Hochpaßfil
ter 45 entfernt gegebenenfalls vorhandene Gleichstromanteile aus dem
Signal 43, die durch Umgebungsstrahlung verursacht sein können. Eine
erhebliche Erhöhung der Störsicherheit wird erreicht, wenn die
Strahlungsquelle 10 gepulst betrieben wird. Es ist deshalb ein Im
pulsgenerator 40 vorgesehen, dessen Ausgangssignal einerseits der
Strahlungsquelle 10 und andererseits dem ersten Eingang 41 des pha
senempfindlichen Demodulators 42 als Referenzsignal zugeführt ist.
Der Eingang 46 des phasenempfindlichen Demodulators 42 erhält das
aufbereitete, vom Strahlungsempfänger 21 abgegebene Signal 43 zuge
führt. Der Demodulator 42 sorgt dafür, daß nur diejenigen empfan
genen Strahlungsanteile zur Auswertung weiterverwendet werden, die
in Phase mit der abgegebenen gepulsten Strahlung 11 sind. Neben
einer Unterdrückung des Gleichlichtanteils wird somit auch eine Un
terdrückung von Impulssignalen erreicht, die nicht in Phase mit der
abgegebenen gepulsten Strahlung 11 sind.
Nach einer Signalfilterung mit dem Tiefpaßfilter 47 gelangt das
Signal einerseits auf den ersten Eingang 48 des Vergleichers 49 und
andererseits auf den ersten Eingang 50 des Spitzenwertdetektors 51.
Der Spitzenwertdetektor 51 ermittelt das Maximum des aufbereiteten,
vom Strahlungsempfänger 21 abgegebenen Signals 43. Das Maximum wird
anschließend dem zweiten Eingang 54 des Vergleichers 49 zugeführt.
Das vom Spitzenwertdetektor 51 ermittelte Maximum ist ein Referenz
wert, der einer sauberen Scheibenoberfläche 14 entspricht. Während
eines Reinigungsvorgangs der Scheibenoberfläche 14 ist wenigstens
kurzzeitig die Oberfläche 14 sauber. Der Spitzenwertdetektor 51 muß
deshalb den Spitzenwert in dieser kurzen, zur Verfügung stehenden
Zeit erfassen. Diese Zeit sollte kleiner als 100 ms, vorzugsweise
kleiner als 10 ms sein. Der ermittelte Spitzenwert wird vorzugsweise
während einer nachfolgenden Reinigungspause gespeichert, damit er
weiterhin als Referenzwert zur Verfügung steht. Die Speicherzeit
sollte wenigstens 100 s, vorzugsweise wenigstens 1000 s betragen.
Die maximale Speicherdauer richtet sich nach der maximal zu über
brückenden Reinigungspause.
Der Einsatz des Spitzenwertdetektors 51 sorgt dafür, daß Montage
unsicherheiten, beispielsweise der optischen Komponenten 12, 20,
Exemplarstreuungen von elektronischen Bauelementen, insbesondere der
elektrooptischen 10, 21 und eine Langzeit- sowie Temperaturdrift
aller Komponenten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren automatisch
berücksichtigt werden. Ein besonderer Vorteil ist es, daß die Alte
rung der Scheibenoberfläche 14, beispielsweise eine Zunahme von
Kratzer, ebenfalls keinen Einfluß hat.
Der Vergleicher 49 gibt an die Scheibenwischersteuerung 55 dann ein
Signal ab, wenn die beiden Eingangssignale 48, 54 eine vorgegebene
Differenz überschreiten, die gegebenenfalls vom Einschaltzustand der
Scheibenwischer abhängen kann. Ein Übersteigen der vorgegebenen Dif
ferenz bedeutet, daß die Verschmutzung der Scheibenoberfläche 14 ein
Maß überschritten hat, das eine Reinigung erfordert. Die Differenz
wird experimentell ermittelt und fest im Vergleicher 49 eingestellt.
Die Differenzermittlung muß auch bei Serienprodukten nur einmal vor
genommen werden. Die Scheibenwischersteuerung 55 schaltet einen
Scheibenwischermotor einerseits in Abhängigkeit von dem vom Ver
gleicher 49 abgegebenen Signal und andererseits von dem von der Ein
gabe 53 abgegebenen Signal ein bzw. aus. Die Eingabe 53 ist bei
spielsweise ein herkömmlicher Scheibenwischerschalter, der um eine
weitere Schaltstellung für den Automatikbetrieb ergänzt ist, oder
bei dem der Intervallbetrieb ersetzt ist durch den erfindungsgemäßen
Betrieb.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
die Maßnahme, daß bei der ersten Inbetriebnahme des Scheibenwischers
durch eine Person, über die Eingabe 53 der Spitzenwert im Detektor
51 nicht gespeichert wird, bis der erstmals ausgelöste Wischvorgang
einsetzt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist anstelle des Hochpaßfilters 45 und des Demodulators
42 ein Bandpaß mit Gleichrichter vorgesehen. Die Mittenfrequenz des
Bandpasses ist weitgehend der des Impulsgenerators angeglichen. Die
Bandbreite ist der höchsten signifikanten Signalfrequenz angepaßt.
Zur Glättung des Gleichrichtersignals ist ein Tiefpaß zu verwenden,
dessen Grenzfrequenz kleiner als die Impulsgeneratorfrequenz ist.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Spitzenwertdetektors 51 und
der Spitzenwertspeicherung wird anhand der Schaltungsanordnung gemäß
Fig. 2 näher erlautert:
Der Differenzverstärker 60 und die Diode 62 arbeiten in bekannter
Weise als Spitzenwertdetektor, an dessen Ausgang näherungsweise der
Spitzenwert des am Eingang 50 auftretenden Signals anliegt. Der
Spitzenwert wird über den Widerstand 63 in den Kondensator 64 gela
den. Der Wert des Widerstands 63 und der des Kondensators 64 sind
derart festgelegt, daß, ausgehend vom entladenen Zustand des Kon
densators 64, spätestens nach Ablauf von 100 ms, vorzugsweise von
weniger als 10 ms 2/3 des einzuspeichernden Spitzenwerts erreicht
sind.
Eine erste Entlademöglichkeit des Kondensators 64 ist über den Wi
derstand 66 und den ansteuerbaren Schalter 67 gegen Masse 65 gege
ben. Der Widerstand 66 begrenzt den maximalen Entladestrom. Der an
steuerbare Schalter 67 wird von der in Fig. 1 gezeigten Eingabe 53
angesteuert, indem er, beispielsweise bei der ersten Inbetriebnahme
des Scheibenwischers durch eine Person, kurzzeitig geschlossen wird,
bis der erstmals ausgelöste Wischvorgang einsetzt. Ferner bietet der
Schalter 67 eine einfache Resetmöglichkeit, um den gespeicherten
Spitzenwert zu löschen. Diese Möglichkeit ist dann von Vorteil, wenn
durch eine Fehlfunktion der Schaltung ein unbrauchbarer Spitzenwert
eingespeichert wurde.
Eine weitere Möglichkeit, den im Kondensator 64 gespeicherten Spit
zenwert zu ändern, ist durch die Schaltungsanordnung 69 gegeben, die
wie ein hochohmiger Entladewiderstand wirkt. Mit der Schaltungsan
ordnung 69 wird die Entladezeit des Speicherkondensators 64 derart
festgelegt, daß ein gespeicherter Wert frühestens nach Ablauf von
100 s, vorzugsweise 1000 s, auf 2/3 seines ursprünglichen Werts ab
gesunken ist. Ein ohmscher Widerstand kann an dieser Stelle nicht
eingesetzt werden, da dessen Wert einige Gigaohm betragen müßte, die
in dieser Anwendung nicht mit der erforderlichen Zuverlässigkeit und
Langzeitstabilität preisgünstig realisierbar wären. Zusätzlich tritt
das Problem auf, daß ein mindestens so großer Isolationswiderstand
zwischen den Kondensatoranschlüssen gewährleistet sein muß. Der Im
pedanzwandler 68 prägt in den Schaltungspunkt 73 über den Widerstand
72 niederohmig eine Spannung in Abhängigkeit vom gespeicherten Spit
zenwert ein. Durch die Vorgabe einer geringen Spannungsdifferenz
zwischen dem gespeicherten Spitzenwert und der Spannung am Schal
tungspunkt 73, kann der Widerstand 74 relativ niederohmig gewählt
werden. Auch der Widerstand 75 kann durch die niederohmige Anbindung
an die übrige Schaltung niederohmig sein. Obwohl in der Schaltungs
anordnung 69 nur vergleichsweise niederohmige Widerstände 72, 74, 75
vorhanden sind, weist der zwischen dem Kondensator 64 und Masse lie
gende Ersatzwiderstand der Schaltungsanordnung 69 den erforderlichen
hohen Wert auf. Legt man um den Kondensator 64 einen Schirmring, den
man mit dem Schaltungspunkt 73 verbindet, so reichen auch Isola
tionswiderstände in der Größenordnung vom Widerstand 74 aus.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor
richtung zur Durchführung des Verfahrens ist die in Fig. 1 gezeigte
Auswertevorrichtung für das vom Strahlungsempfänger 21 abgegebene
Signal 43 als digitale Schaltung, vorzugsweise mit einem Mikropro
zessor realisiert. Nach einer Analog-Digital-Umsetzung des Signals
43 oder des demodulierten Signals erfolgt die weitere Signalver
arbeitung im Rechner. Die in Fig. 2 gezeigte analoge Schaltung des
Spitzenwertdetektors 51 wird in diesem Ausführungsbeispiel ersetzt
entweder durch digitale Komponenten, die beispielsweise im Mikro
prozessor enthalten sind oder durch ein Rechenprogramm, wobei der
Vorteil auftritt, daß der in einem Speicher des Mikroprozessors ab
gelegte Spitzenwert beliebig lange speicherbar ist.
Claims (21)
1. Verfahren zum Betreiben eines Scheibenwischers mit folgenden
Merkmalen:
- a) die Strahlung wenigstens einer Strahlungsquelle (10) wird in eine Scheibe (13) unter einem vorgegebenen Winkel (16) bezüglich einer Oberflächennormalen (15) auf einer von einem Scheibenwischer zu reinigenden äußeren Scheibenoberfläche (14) eingekoppelt;
- b) der Winkel (16) wird derart gewählt, daß an der äußeren Scheiben oberfläche (14) nur dann eine Totalreflexion der Strahlung (11) stattfindet, wenn die zu reinigende Oberfläche (14) nicht ver schmutzt ist;
- c) die an der äußeren und an einer inneren Scheibenoberfläche (14, 19) reflektierte Strahlung (11) wird ausgekoppelt und einem Strahlungsempfänger (21) zugeführt;
- d) das vom Strahlungsempfänger (21) abgegebene Signal (43) wird einer Auswertevorrichtung zugeführt, in der das Signal (43) mit einer Schwelle verglichen wird;
- e) ein Reinigungsvorgang des Scheibenwischers wird ausgelöst, wenn das vom Strahlungsempfänger (21) abgegebene Signal (43) die Schwelle um eine vorgebbare Differenz überschreitet;
dadurch gekennzeichnet,
- f) daß die Schwelle in Abhängigkeit vom Spitzenwert des vom Strah lungsempfänger (21) abgegebenen Signals (43) nachgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom
Spitzenwertdetektor (51) ermittelte Spitzenwert gespeichert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der
Inbetriebnahme des Scheibenwischers durch eine Person über eine Ein
gabe (53) der Spitzenwert nicht gespeichert wird, bis der erstmals
ausgelöste Reinigungsvorgang des Scheibenwischers einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ge
speicherte Spitzenwert löschbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strah
lungsquelle (10) gepulst betrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel
(16) auf einen Wert zwischen 42° und 63° bezüglich der Scheibennor
malen (15) vorgegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwelle gleich dem Spitzenwert gewählt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An
sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Auswertevor
richtung zur Aufbereitung des vom Strahlungsempfänger (21) abgege
benen Signals (43) ein phasenempfindlicher Demodulator (42) vorge
sehen ist, der in Abhängigkeit von dem von einem Impulsgenerator
(40) abgegebenen Signal zum Betreiben der Strahlungsquelle (10)
gesteuert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Demodulator (42) ein Tiefpaßfilter (47) nachgeschaltet ist, dessen
Grenzfrequenz kleiner ist als die Frequenz des vom Impulsgenerator
(40) abgegebenen Signals zum Betreiben der Strahlungsquelle (10).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vom
Strahlungsempfänger (21) abgegebene Signal (43) einem Hochpaßfilter
(45) zugeführt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Auswerteeinrichtung ein Bandpaßfilter vorgesehen ist, dessen Mitten
frequenz etwa der Frequenz des Impulsgenerators (40) entspricht und
dessen Bandbreite der höchsten signifikanten Signalfrequenz ent
spricht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er
mittlung des Spitzenwerts des vom Strahlungsempfänger (21) abgege
benen Signals (43) ein Spitzenwertdetektor (51) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Speicherkondensator (64) zur Spitzenwertspeicherung vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufladezeit des Speicherkondensators (64) derart festgelegt ist,
daß, ausgehend vom entladenen Zustand, spätestens nach Ablauf von
100 ms, vorzugsweise von weniger als 10 ms, etwa 2/3 eines zu spei
chernden Spitzenwerts erreicht sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entladezeit des Speicherkondensators (64) derart festgelegt ist, daß
ein gespeicherter Wert frühestens nach Ablauf von 100 s, vorzugs
weise frühestens nach 1000 s, auf etwa 2/3 seines ursprünglichen
Werts abgesunken ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Entladung des Speicherkondensators (64) eine Schaltungsanordnung
(69) vorgesehen ist, die wenigstens einen Impedanzwandler (68) ent
hält.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der Speicherkondensator (64) mit einem Eingang (70) des Impedanz wandlers (68) verbunden ist und daß
- b) der Ausgang des Impedanzwandlers (68) mit einem Widerstand (72) an einen Schaltungspunkt (73) gelegt ist, der über einen Wider stand (74) mit dem Speicherkondensator (64) und über einen wei teren Widerstand (75) mit Schaltungsmasse (65) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswertevorrichtung als digitale Schaltung mit einem Mikroprozessor
realisiert ist, der das in ein digitales Signal umgewandelte Signal
(43) verarbeitet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spitzenwert in einem Speicher des Mikroprozessors wenigstens 100 s,
vorzugsweise wenigstens 1000 s gespeichert ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spitzenwert in einem Speicher des Mikroprozessors in weniger als
100 ms, vorzugsweise in weniger als 10 ms eingespeichert ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883800327 DE3800327A1 (de) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | Verfahren zum betreiben eines scheibenwischers und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
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