DE4005471C2 - Niederschlagsabhängige und elektromagnetische Störquellen ermittelnde Schaltung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine niederschlagsabhängige und elektroma­ gnetische Störquellen ermittelnde Schaltung in Kraftfahrzeugen, deren Aufgabe es ist, Niederschlag sicher von elektromagnetischen Störfel­ dern zu unterscheiden.

Die Erfindung geht aus von einer niederschlagsabhängigen Steuerung für Abdecksysteme zum regenabhängigen Schließen von offenstehenden, elek­ trisch zu betätigenden Abdeckungen (DE 39 00 183 A1 und DE 39 18 331 A1) so wie die nach Einschalten des Scheibenwischerschalters in Intervallstellung Schaltwiederholungen in Abhängigkeit des Niederschlags zu steuern (DE 40 00 164 A1).

Nach diesen bekannten Schaltvorrichtungen, verbunden mit einem Sensor auf dem Prinzip der Kapazitätsmessung, wobei zur Auswertung der Kapazitätsän­ derung ein Oszillator dient, hat sich gezeigt, daß durch Einfluß von elek­ tromagnetischen Störfeldern hinsichtlich der Erfassung des Meßsignals, in Verbindung mit einer Steuerelektronik, eine Frequenzinstabilität des Os­ zillators auftritt und daher Schließvorgänge, wie z. B. bei Schiebedächern an Kraftfahrzeugen bzw. ein Wischvorgang der Wischerblätter, in Inter­ vallstellung, ohne Auftreten von Niederschlag auslöst, wie beispielsweise bei Hochspannungsleitungen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, mit möglichst geringem techni­ schen Aufwand und einfachsten Mitteln, das Auftreten von elektromagne­ tischen Störquellen zu ermitteln, um ungewollte Schließvorgänge bei Schie­ bedächern oder Wischvorgänge bei Scheibenwischeranlagen in einem Kraft­ fahrzeug auszuschließen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vor­ teilhafte Weiterbildungen gehen aus den Ansprüchen 2-6 hervor.

Zur Verwendung des elektromagnetischen Störfeldaufnehmers eignen sich zwei bandförmige, von einander isolierte Elektroden mit unterschiedlicher Länge, wobei die eine länger ausgebildete Elektrode Bestandteil eines kapazitiv arbeitenden Regensensors ist.

Die zusätzliche Anbringung an die Schaltung einer kürzeren bandförmigen Elektrode ermöglicht die Aufnahme von elektromagnetischen Störquellen und unterliegt daher der selben elektromagnetischen Störstrahlung wie die län­ gere bandförmige Elektrode.

Ein weiterer Vorteil ist der Schutz gegenüber aggressiven Medien, da sich die Störfeldaufnehmer und die Schaltung im geschützten Inneren des Kraft­ fahrzeuges befinden.

Durch die Verwendung nur eines Oszillators ergibt sich der Vorteil, daß bei Einwirkung von Temperaturschwankungen beide erfaßten Signale dem glei­ chen Temperaturkoeffizienten unterliegen und daher beide Signale gleich­ mäßig abwandern.

Einen weiteren Vorteil ergibt außerdem das Multiplexen beider Sensoren, da hierbei eine gegenseitige Beeinflussung der Signale ausgeschlossen wird, und der Oszillator sowohl mit dem kapazitiven Sensor 10 als auch mit dem zweiten kapazitiven Sensor 12 zusammenwirkt.

Durch den geringen Aufwand der Schaltung und daraus sich ergebende Größe, läßt sich die Schaltung auf der Heckscheibeninnenseite bzw. auf der Front­ scheibeninnenseite, ohne die Sicht zu beeinträchtigen, mühelos anbringen und ist daher auch für den serienmäßigen Einbau in Kraftfahrzeugen, als auch für Nachrüstungszwecke geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild mit Aufzeigen der einzelnen Bauteile,

Fig. 2 ein Schaubild zur Darstellung der Signalformen, die am Ausgang der Schaltung erhalten werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltbild zeigt die beiden C-MOS Schalter 6 und 8, die durch Anlegen eines Taktsignals 5 über den Inverter 7 ab­ wechselnd durchgeschaltet werden und in Verbindung mit den Widerständen 3 und 4, mit den kapazitiven Sensoren 10 und 12 ein RC-Glied ergeben, die am Ausgang 2 des Oszillators 1 zwei verschiedene Frequenzen, dessen sich ergebender Wert von der Länge und Beabstandung zur Karosserie 11 und der Isolierschicht Glas 9 der beiden kapazitiven Sensoren 10 und 12 abhängt und die Frequenzen an ein geeignetes Steuersystem zur Auswertung des Dif­ ferenzwertes weiterleiten.

Als geeignete Steuerelektronik kann beispielsweise die in DE 39 00 184 A1 und DE 40 00 164 A1 aufgeführte Microprozessorsteuerung verwendet werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Schaubild zeigt schematisch den Verlauf der Signalformen der beiden Frequenzen 21 und 22 am Ausgang 2 der Schaltung 14. Der mit 15 gekennzeichnete Bereich in Fig. 2 zeigt am Ausgang 2 den parallelen Frequenzverlauf während der Fahrt. Durch das Auftreten eines elektromagnetischen Störfeldes, wie beispielsweise das Störfeld einer Hochspannungsleitung, zeigt der Bereich 16 (Fig. 2) das parallele Absin­ ken beider Frequenzen 21 und 22 unter Beibehaltung des Differenzwertes 23 während der Fahrt. Der im Bereich 17 dargestellte Signalverlauf zeigt schematisch den Frequenzverlauf bei Verweilen eines Kraftfahrzeuges in einem Störfeldbereich. Durch Einwirken des elektromagnetischen Stör­ feldes wird der Frequenzverlauf 21 und 22 in Abhängigkeit der Stärke der Störeinstrahlung beibehalten, wobei der Differenzwert ebenfalls seinen Wert beibehält und somit einen Bezugswert für die Steuerelektronik her­ gestellt wird, um ein ungewolltes Schließen eines Schiebedaches bzw. un­ gewolltes Ansteuern der Scheibenwischerblätter zu verhindern.

Durch Eintreten von Niederschlag wird durch den kapazitiven Sensor 10 (Fig. 1) der Frequenzverlauf 22 wie der Bereich 18 (Fig. 2) zeigt durch Änderung des Dielektrikums und dadurch eintretende Kapazitätssteigerung ein nochmaliges Absinken der Frequenz 22 erreicht, wobei der zweite kapa­ zitive Sensor 12 (Fig. 1) in Abhängigkeit des Störfeldes seinen Wert 21 bei­ behält und somit eine Differenzvergrößerung 24 zwischen Frequenz 21 und 22 sich ergibt und dieser an ein geeignetes Steuersystem durch Auswertung des Differenzsignals das Schließen eines Abdecksystems in einem Kraft­ fahrzeug bzw. das Steuern eines Scheibenwischers richtig erkennt. Der Bereich 19 zeigt bei Austritt des elektromagnetischen Störfeldes die Beibehaltung des Differenzwertes während der Fahrt und damit das An­ steigen beider Frequenzen 21 und 22. Durch Abtrocknen des mit Regen beaufschlagten kapazitiven Sensors 10 (Fig. 1) bzw. durch einen Wisch­ vorgang des Scheibenwischers beseitigter Regen erreicht der Differenz­ wert 24 wieder seinen Ursprungswert 23. Dies zeigt der Bereich 20.

Claims (6)

1. Niederschlagsabhängige, elektromagnetische Störquellen ausschließende Schaltung in Kraftfahrzeugen mit einem auf Niederschlag, wie Regen, ansprechbaren kapazitiven Sensor mit einem Oszillator, dessen Fre­ quenz in Abhängigkeit von der Kapazität gemessen wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltung 14 neben dem kapazitiven Sensor 10 einen zweiten kapazitiven Sensor 12 mit kleinerer Kapazität umfaßt und einen Schalter 6, 8, der im Takt eine Verbindung des ersten kapazitiven Sensors 10 und des zweiten kapazitiven Sensors 12 mit einer Auswerteschaltung herstellt, wobei die Auswerteschal­ tung einen sich durch die kapazitiven Sensoren 10, 12 ergebenden Differenzwert der Frequenzen bildet und wobei bei Änderung dieses Differenzwertes ein Steuersystem aktiviert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiven Sensoren 10, 12 jeweils ein isoliertes Kupferband als die eine Elektrode aufweisen, wobei die andere Elektrode durch die Karosserie des Kraftfahrzeuges gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter 6, 8 als C-MOS Schalter ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Oszillator 1 sowohl mit dem kapazitiven Sensor 10 als auch mit dem zweiten kapazitiven Sensor 12 zusammenwirkt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kapazitiven Sensoren 10. 12 zusammen mit dem Oszil­ lator 1 und der Auswerteschaltung im Innern des Kraftfahrzeuges untergebracht sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kapazitiven Sensoren 10 und 12 entweder an der Innenseite der Heck­ scheibe oder an der Innenseite der Frontscheibe des Kraftfahrzeuges untergebracht sind.