DE4101310A1 - Regentropfendetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regentropfendetektor, der dazu verwendet wird, den Scheibenwischer mittels Erfassung der Regentropfen selbsttätig zu betätigen.

Beschreibung des Standes der Technik: Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines bekannten Regentropfendetektors dar. Der dargestellte Regentropfendetektor (100) besteht aus einer Schwingungsvorrichtung (101), die ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Element umfaßt, sowie einen mit der Schwingungsvorrichtung (101) verbundenen Verstärker (102). Der Regentropfendetektor ist auf der Haube eines nicht dargestellten Fahrzeugkörpers befestigt, so daß Regentropfen am Fahrzeug mühelos erfaßt werden können. Eine nicht dargestellte Schwingungsplatte, die an der erwähnten Schwingungsvorrichtung (101) montiert ist, zeigt eine Resonanz, wenn Regentropfen auf die Schwingungsplatte auftreffen, und die diesbezüglichen Schwingungskomponenten werden in elektrische Signale umgewandelt, die durch den erwähnten Verstärker (102) verstärkt und an eine Steuerschaltung (103) eingegeben werden, die mittels einer Datenleitung (104) getrennt von der Haube montiert ist.

Nachdem das vorstehend erwähnte elektrische Signal durch die Steuerschaltung (103) verarbeitet wurde, wird die durch Einschalten eines nicht dargestellten Wischerschalters zugeführte Leistung dem Wischermotor (106) über eine Antriebsschaltung (105) eingespeist, um den Wischermotor (106) mit einer intermittierenden Periode anzutreiben, die dem erwähnten elektrischen Signal entspricht.

Durch diesen Vorgang überstreicht ein mit dem Wischermotor (106) verbundenes, aber nicht dargestelltes Wischerblatt die zu überstreichende Fläche.

Bei dem vorstehend erwähnten bekannten Regentropfendetektor (100) stellt das vom Verstärker (102) verstärkte elektrische Signal eine Verstärkung einer verhältnismäßig hohen Frequenz dar, wenn die Schwingungsplatte nach dem Auftreffen der Regentropfen in Resonanz schwingt, und ergibt deshalb bei seiner Übermittlung durch den Verstärker über die Datenleitung (104) eine hohe lmpedanz. Das elektrische Signal wird leicht durch Funkstörungen beeinflußt, bis es die Steuerschaltung (103) erreicht. Eine Schwierigkeit bei den bekannten Regentropfendetektoren bestand darin, daß das erwähnte Wischerblatt eine falsche Betriebsweise über die Antriebsschaltung (105) und den Wischermotor (106) nicht völlig vermeiden kann, falls Funkstörungen vorliegen. Als Gegenmaßnahme, um Funkstörungen am Detektor weniger unangenehm für den Detektor zu machen, wurde in Betracht gezogen, das erwähnte elektrische Signal auf einem niedrigen Impedanzwert zu halten, indem ein Kondensator zur Erniedrigung der Impedanz an die erwähnte Datenleitung (104) angeschlossen wurde. In diesem Falle erniedrigt sich die Übertragungsgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Steuerschaltung (103) und verschlechtert das Ansprechen, so daß das erwähnte Problem nicht gelöst werden konnte. Es war eine Herausforderung, dieses Problem zu lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend erwähnte Problem zu lösen und sie gibt eine Lehre zur Schaffung eines Regentropfendetektors, der elektrische Signale ohne Empfang von Funkstörungen korrekt ausgeben kann.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist der Regentropfendetektor erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Bauelemente umfaßt: eine Schwingungserfassungseinheit zur Erfassung einer durch Regentropfen verursachten Schwingung und Umwandlung der Schwingung in ein elektrisches Signal; eine Signalumsetzereinheit zum Umsetzen des elektrischen Signals in ein Datensignal; eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Daten des Datensignals und zur Ausgabe eines Ausgangssignals an einen Wischermotor; und eine Annullierungsvorrichtung zur Annullierung der Daten entsprechend einem externen Signal.

Beim erfindungsgemäßen Regentropfendetektor erfaßt dieser die Schwingung der Regentropfen und wandelt sie in elektrische Signale um, die durch die Signalumsetzereinheit in Datensignale umgesetzt werden. Die Speichervorrichtung speichert die Werte der Datensignale und liefert ein Ausgangssignal an den Wischermotor. Die Annullierungsvorrichtung annulliert die erwähnten Daten entsprechend einem externen Signal, so daß das durch die Speichervorrichtung gespeicherte Ausgangssignal an den Wischermotor ausgegeben wird. Wird das Ausgangssignal zum Wischermotor durch die Annullierungsvorrichtung annulliert, wird das Ausgangssignal der letzten Daten zum Wischermotor ausgegeben. Die Speichervorrichtung ist innerhalb des Regentropfendetektors vorgesehen, so daß der Übertragungsweg der Datensignale zwischen dem Signalumsetzer und der Speichervorrichtung kurz wird.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des Regentropfendetektors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltbild des in Fig. 1 dargestellten Regentropfendetektors;

Fig. 3 eine seitliche Schnittdarstellung des in Fig. 1 dargestellten Regentropfendetektors, der auf der Haube eines Fahrzeugkörpers befestigt ist; und

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild eines bekannten Regentropfendetektors.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 wird nachstehend eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regentropfendetektors beschrieben.

Der dargestellte Regentropfendetektor (1) umfaßt eine Schwingungserfassungseinheit (2) zum Erfassen einer durch Regentropfen verursachten Schwingung und Umsetzen derselben in elektrische Signale, eine Signalumsetzereinheit (3) zur Umsetzung der elektrischen Signale in Datensignale, einen Speicher (5) zur Speicherung der Werte der Datensignale und zur Ausgabe von Signalen an einen Wischermotor (4), sowie eine Annullierungsschaltung (6) zur Annullierung der erwähnten Daten entsprechend einem externen Signal. Die jeweiligen Bauelemente sind in einem Schutzgehäuse (18) untergebracht, das gemäß Fig. 3 auf der Haube eines Fahrzeugkörpers (B) montiert ist, auf dem die Regentropfen mühelos erfaßt werden können. Gemäß Fig. 3 ist eine Schwingungsplatte (2a) der Schwingungserfassungseinheit (2) auf der Oberseite des Schutzgehäuses (18) angeordnet, und eine integrierte Schaltung, Kondensatoren, Widerstände und dergleichen, die die Signalumsetzereinheit (3), den Speicher (5) und die Annullierungsschaltung (6) bilden, sind auf einer gedruckten Schaltungskarte (19) befestigt.

Die vorstehend erwähnte Schwingungserfassungseinheit (2) ist mit einer Schwingungsplatte (2a) ausgestattet und so ausgeführt, daß die durch Regentropfen verursachten Schwingungskomponenten in elektrische Signale, entsprechend der Resonanz der Schwingungsplatte (2a) umgewandelt werden, wenn Regentropfen auf letztere treffen.

Die Signalumsetzereinheit (3) besteht aus einem Operationsverstärker (7), einem Kondensator (C1) und Widerständen (R1, R2) und setzt die der (+)-Eingangsklemme zugeführten elektrischen Signale in Datensignale zur Ausgabe an der Ausgangsklemme um.

Der Speicher (5) besteht aus einem PNP-Transistor (Tr1), einem NPN-Transistor (Tr2), Widerständen (R3, R4, R5, R6, R7, R8), einem Kondensator (C2) und einer Diode (D1) zur Speicherung der von der Signalumsetzereinheit (3) umgesetzten Datensignale und zur Ausgabe an der Ausgangsklemme (8).

Die Annullierungsschaltung (6) besteht aus einer Annullierungsleitung (10) zur Eingabe eines Annullierungssignals aus einer Annullierungsklemme (9) .

Gemäß Fig. 2 ist eine externe Eingangsklemme (11), die am Regentropfendetektor (1) angebracht ist, über einen Widerstand (R9) und eine Zenerdiode (ZD1) mit Masse verbunden. Die (-)-Eingangsklemme des Operationsverstärkers (7) ist über den Widerstand (R2) zwischen dem Widerstand (R9) und der Zenerdiode (ZD1) angeschaltet.

Die (-)-Eingangsklemme des Operationsverstärkers (7) liegt an Masse, während der Emitter des PNP-Transistors (Tr1) mit dem Widerstand (R2) verbunden ist.

Die Basis des FNP-Transistors (Tr1) ist über den Widerstand (R3) mit dem Emitter des PNP-Transistors (Tr1) verbunden. Die Basis des PNP-Transistors (Tr1) ist über den Widerstand (R4) an dem Kollektor des NPN-Transistors (Tr2) angeschlossen. Der Kollektor des PNP-Transistors (Tr1) ist über den Widerstand (R5) mit der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers (7) verbunden. Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers (7) ist über den Widerstand (R6) an den Widerstand (R7) angeschlossen.

Der Widerstand (R7) ist mit dem Kondensator (C2) und dem Widerstand (R8) verbunden, die beide an Masse liegen, wie auch die Basis des NPN-Transistors (Tr2).

Der Emitter des NPN-Transistors (Tr2) ist an Maße angeschlossen. Die Ausgangsklemme (8) ist über die Diode (D1) zwischen dem Kollektor des PNP-Transistors (Tr1) und dem Widerstand (R5) angeschaltet.

Die Annullierungsleitung (10), die mit einer Annullierungsklemme (9) verbunden ist, ist zwischen den Widerständen (R6, R7) angeschaltet. Die Schwingungserfassungseinheit (2) ist mit der (+)-Eingangsklemme des Operationsverstärkers (7) über den Kondensator (C1) und den sich an diesen anschließenden Widerstand (R1) verbunden, während das andere ENde der Schwingungserfassungseinheit (2) an Masse liegt.

Die Ausgangsklemme (8) ist über eine Antriebsschaltung (12) mit einer Leistungsklemme (4a) des Wischermotors (4) verbunden, während dessen andere Leistungsklemme (4b) über einen Schalter (20) mit einem beweglichen Kontakt (13a) eines Relais (13) verbunden ist.

Ein stationärer Kontakt (13b) des Relais (13) ist im Wischermotor (4) enthalten und mit einer Seite eines Kontaktes (4g) verbunden, der einen Kontakt mit einer inneren Leiterplatte (4d) und einer äußeren Leiterplatte (4e) einer mit dem Wischermotor (4) verriegelten automatischen Stoppvorrichtung (4c) herstellt und löst. Ein stationärer Kontakt (13c) ist mit Masse verbunden.

Die "+"-Leistung liegt an einem an der anderen Seite liegenden Kontakt (4f), der einen Kontakt mit der äußeren Leiterplatte (4e) der automatischen Stoppvorrichtung (4c) herstellt und löst, während der Kontakt (4g) an der anderen Seite der automatischen Stoppvorrichtung (4c) an die Annullierungsklemme (9) angeschlossen ist.

Eine Ausgangswelle (4h) des Wischermotors (4) ist mit einem Wischerarm (16) verbunden, der über eine Gelenkverbindung (14) mit einem Wischerblatt (15) ausgestattet ist, so daß das Wischerblatt (15) zwischen den jeweiligen Umkehrpositionen (A, B) beim Drehen der Ausgangswelle (4h) auf einer Wischerfläche (17) wischt.

Erfaßt die Schwingungserfassungseinheit (2) des Regentropfendetektors (1) die durch Regentropfen verursachte Schwingung, während der Schalter (20) in die Position für intermittierend (INT) gebracht ist, so werden die von den Regentropfen erzeugten Schwingungskomponenten in elektrische Signale umgewandelt, die durch den Operationsverstärker (7) über den Kondensator (C1) und den Widerstand (R1) in Datensignale zur Ausgabe über die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers (7) umgesetzt werden.

Die Datensignale werden an Widerständen (R5, R6) aufgeteilt. Jedoch wird eine Spannung nicht an die Basis des PNP-Transistors (Tr1) gelegt und der Transistor (Tr1) befindet sich in seinem Aus-Zustand. Eine Vorspannung liegt an der Basis des NPN-Transistors (Tr2), wenn der Transistor über die Widerstände (R7, R8) an Masse liegt und bringt den NPN-Transistor (Tr2) in seinen Ein-Zustand.

Das Einschalten des NPN-Transistors (Tr2) legt die Leistungsquelle, die über die Widerstände (R9, R3, R4) an der externen Eingangsklemme (11) liegt, um eine Vorspannung an die Basis des PNP-Transistors (Tr1) zu legen und den Transistor (Tr1) in seinen Ein-Zustand zu bringen.

Wechselt der PNP-Transistor (Tr1) in den Ein-Zustand, so wird Leistung der Ausgangsklemme (8) über die Diode (D1) zugeführt.

Der Kontakt (4g) an einer Seite der automatischen Stoppvorrichtung (4c) macht nunmehr Kontakt mit der äußeren Leiterplatte (4e), während sich das Wischerblatt (15) in der Stopp-Position (P) befindet, und Datensignale aus der Schwingungserfassungseinheit (2) werden im Speicher (5) gespeichert, um den Wischermotor (4) über die Antriebsschaltung (12) zu betätigen.

Die Betätigung des Wischermotors (4) ermöglicht es dem Wischerblatt (15), zwischen den jeweiligen Umkehrpositionen (A, B) auf der Wischfläche zu wischen.

Die Leiterplatten (4d, 4e) der automatischen Stoppvorrichtung (4c) drehen sich, während sie mit dem Wischermotor (4) in Verbindung stehen, und der Kontakt (4g) an der einen Seite macht Kontakt mit der inneren Leiterplatte (4d), so daß die Annullierungsklemme (9) an Masse gelegt wird, um die vom Speicher (5) gespeicherten Speicherdaten zu annullieren.

Der Wischermotor (4) setzt seine Drehung fort, bis der Kontakt (4g) an der einen Seite und der Kontakt (4f) an der anderen Seite der automatischen Stoppvorrichtung (4c) elektrisch auf der äußeren Leiterplatte (4e) verbunden sind und hält seine eigene Drehung an, wenn die erwähnten Kontakte (4g, 4f) miteinander Kontakt machen.

Während sich der Wischermotor (4) dreht, nimmt der Speicher (5) keine Datensignale aus der Schwingungserfassungseinheit (2) an.

Nach dem Anhalten des Wischermotors (4) dreht sich der Wischermotor (4) und läßt den Speicher (54) Datensignale speichern, wenn ein neues Datensignal von der Schwingungserfassungseinheit (2) ausgegeben wird. Dieser Betrieb wird anschließend wiederholt.

Wie erwähnt, wird durch Anordnung eines Speichers (5) innerhalb des Regentropfendetektors (1) die Datenübertragungsstrecke zum Senden der Ausgangssignale zwischen der Signalumsetzereinheit (3) und dem Speicher (5) verkürzt und wird weniger verwundbar gegenüber externen Wirkungen, wie beispielsweise Funkstörungen.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, erfaßt der erfindungsgemäße Regentropfendetektor die durch Regentropfen verursachte Schwingung und setzt sie mittels einer Schwingungserfassungseinheit in elektrische Signale um, wandelt die elektrischen Signale mittels einer Signalumsetzereinheit in Datensignale um, speichert die Werte der Datensignale und gibt über eine Speichereinrichtung Ausgangssignale an den Wischermotor ab und annulliert mittels einer Annullierungsvorrichtung die Daten entsprechend einem externen Signal. Die Übertragungsstrecke für die Aussendung der Datensignale zwischen der Signalumsetzereinheit und der Speichervorrichtung wird kurz und verringert die Möglichkeiten, daß Datensignale durch Funkstörungen beeinträchtigt werden, auf ein Minimum. Die Datensignale werden in Ausgangssignale für den Wischermotor umgesetzt, während die Datensignale gespeichert werden, so daß ein Ausgangssignal korrekt geliefert werden kann. Damit werden ausgezeichnete Ergebnisse bei der Verbesserung der Steuergenauigkeit der Wischermotoren erzielt.

Claims (3)

1. Regentropfendetektor, gekennzeichnet durch:
eine Schwingungserfassungseinheit (2) zur Erfassung einer durch Regentropfen verursachten Schwingung und Umwandlung der Schwingung in ein elektrisches Signal;
eine Signalumsetzereinheit (3) zum Umsetzen des elektrischen Signals in ein Datensignal,
eine Speichervorrichtung (5) zur Speicherung von Daten des Datensignals und zur Ausgabe eines Ausgangssignals an einen Wischermotor; und
eine Annullierungsvorrichtung (6) zur Annullierung der Daten entsprechend einem externen Signal.

2. Regentropfendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserfassungseinheit (2), die Signalumsetzereinheit (3), die Speichervorrichtung (5) und die Annullierungsvorrichtung (6) in dem gleichen Schutzgehäuse untergebracht sind.

3. Regentropfendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wischermotor (4) mit einer automatischen Stoppvorrichtung (4c) versehen ist und die automatische Stoppvortrichtung elektrisch mit der Annullierungsvorrichtung (6) verbunden ist.