DE4411770A1 - Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage - Google Patents

Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-A 41 41 348 bekannt. Bereits dort versucht man, die infolge einer optoelektronischen Sensorvorrichtung ermittelten Signale der Steuerung einer Scheibenwischanlage zugänglich zu machen. Zur Beeinflussung des Antriebsmotors werden nur die Signale verwendet, die kurz nach dem letzten Überwischvorgang bis zum Einleiten eines neuen Wischzyklus, also nicht während des Überwischens, von der Sensorvorrichtung erzeugt werden. Eine Benetzung verringert allmählich das ständig anstehende Signal, bis ein dem Zustand der Scheibe entsprechender Referenzwert unterschritten wird, was zum Auslösen des Wischers führt. Der Referenzwert wird ständig neu ermittelt, um die durch eine Benetzung hervorgerufenen Signale aus dem hohem Störpegel herauszufiltern. Einzelne Tropfen können größenmäßig nicht erfaßt werden.
Aus dem DE-GM 93 09 837 ist eine optoelektronische Sensorvorrichtung bekannt, bei der mehrere Meßstrecken getaktet beaufschlagt werden und die dabei ermittelten getakteten Signale über eine nachgeschal­ tete Auswertevorrichtung in Abhängigkeit einer Zeitkonstante ausge­ regelt werden. Dadurch ist es einerseits möglich, äußere Einflüsse, wie eine sich der Strahlung der Anordnung überlagernde Fremdstrah­ lung zu eliminieren, so daß sich lediglich von der Benetzung ab­ hängige Signale ergeben. Da dadurch aber auch der Störpegel bei den Eingangssignalen keine Rolle mehr spielt, ist deutlich jeder Belag und jede Benetzung sogar analog zur Tropfengröße und -menge den Signalen zuzuordnen. Gemäß der älteren Patentanmeldung P 43 39 575 kann diese Vorrichtung dadurch weitergebildet werden, daß eine umschaltbare Regelzeitkonstante vorgesehen ist, die die Zeit vorgibt, innerhalb der auftretende Signale ausgeregelt werden.
Darüberhinaus ist ein programmierbarer Intervallschalter bekannt, bei dem der Fahrer in Abhängigkeit seiner durch die Benetzung her­ vorgerufenen Sichtbehinderung den Intervallschalter betätigt. Gemessen wird die Zeit zwischen zwei Betätigungen, die von da an als Intervallzeit herangezogen wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Anord­ nung zur Verwertung der ermittelten Signale zur Steuerung einer Scheibenwischanlage zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß sich die Tropfen nach ihrer Größe und Menge detektieren lassen, kann das Signal selbst analog zur Benetzung während oder nach einem Wischvorgang zur Steuerung des Scheibenwischers herangezogen werden. Somit führen nicht alle unter einem bestimmten Schwellwert liegenden Signale wie im Stand der Technik zu einem Ansprechen des Sensors, da kein Schwellwert mehr erforderlich ist, um wie im Stand der Technik einen Störpegel zu berücksichtigen. Vielmehr können innerhalb der einzeln anstehenden Signale Regelverläufe gebildet werden, die bereits den Tropfen entsprechenden Signale zu Auswertezwecken verändern. Innerhalb verwertbarer Signale wird die Erfassungsschwelle verschoben. Dies führt dazu, daß bei verringertem Ansprechverhalten große Tropfen aufgrund der Höhe und/oder Dauer des Signals zu einem Eingangssignal führen, während kleinere Tröpfchen keine Wirkung zeigen.
Kommt es nach Anspruch 2 innerhalb der allmählichen Erhöhung des Ansprechverhaltens zu einem erneuten Wischvorgang, so wird die Zeit zwischen den Wischvorgängen als Intervallzeit herangezogen. Dies wäre aber auch der Zeitpunkt, an dem ein Fahrzeugführer den Wischer wieder betätigt hätte.
Die Änderung des Ansprechverhaltens kann nach den Ansprüchen 4 bis 6 durch zeitlich geregelte Veränderung der Amplitude der Signale oder der Regelzeitkonstante, also der Dauer der Signale oder in der Auswertung dadurch erfolgen, daß zeitlich veränderlich mehrere Signale zunächst nur zu einem Signal führen.
Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schaltungsanordnung der Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage,
Fig. 2a, 2b, Diagramme des Motorsignals und der Empfindlichkeit über die Zeit,
Fig. 3 ein Diagramm der Empfindlichkeit über die Zeit bei tv=0,
Fig. 4 ein Diagramm der Eingangssignale über die Zeit.
Gemäß Fig. 1 besitzt eine Einrichtung zur Steuerung einer Scheiben­ wischanlage einen Antriebsmotor M, der wenigstens einen Wischer, meist zwei Wischer 11 über einen Wischbereich 10a einer Scheibe führt. In dem Wischbereich 10a ist eine Sensorvorrichtung 12 ange­ ordnet, wie sie aus dem DE-GM 93 09 837 bekannt ist. Insofern kann bezüglich dieser Sensorvorrichtung weitgehend auf diese Druckschrift verwiesen werden. Soweit erforderlich, wird jedoch auf die Einzel­ heiten der Sensorvorrichtung im folgenden eingegangen.
Die Sensorvorrichtung 12 wird während eines Wischvorgangs vom Wischer 11 bei randständiger Anordnung wenigstens einmal überstri­ chen und, sofern sie an einer beliebigen Stelle im Wischbereich des Wischers angeordnet ist, zweimal überstrichen. Die Sensorvorrichtung wird von einem Belag oder einer Benetzung der Scheibe so beeinflußt, daß jede Beeinflussung ein Signal Es analog zur Tropfengröße oder -menge erzeugt. Mit dem Antriebsmotor M und der Sensorvorrichtung 12 ist eine Signalverarbeitungseinrichtung 13 gekoppelt, die die von der Sensorvorrichtung 12 erzeugten Signale analog oder digital in einer Steuereinheit 15 in Signale S für den Antriebsmotor M umformt. Die Einrichtung besitzt eine Schaltkontakteinrichtung, die wenigstens einer bestimmten Stellung des Wischers während des Wischvorgangs zugeordnet ist. Meist handelt es sich bei der Schaltkontakteinrichtung 14 um den Motorendschalter des Antriebsmotors M, bei dessen Betätigung der Wischer 11 sich in seiner Parkstellung befindet.
Die Sensorvorrichtung selbst arbeitet im Ausführungsbeispiel opto­ elektronisch, wobei durch ein Zusammenspiel von Strahlungssendern und Strahlungsempfängern wenigstens zwei Meßstrecken gebildet werden, die wechselweise über einen Taktgeber angesteuert werden. Eine Auswerteeinrichtung 16 detektiert die getakteten Signale, wobei die auftretenden Signale über eine Regelzeitkonstante, wie in dem DE-GM 93 09 837 beschrieben, zu 0 ausgeregelt werden. Dadurch ist es möglich, selbst starke Fremdstrahlung so auszublenden, daß Signale Es entstehen, die lediglich vom Belag und der Benetzung der Scheibe 10 abhängig sind. Wesentlich ist die Fähigkeit der Sensorvorrichtung 12, Signale analog zur Tropfengröße und -menge zu erzeugen. Kleine Tröpfchen erzeugen kleine Signale, große Tropfen große Signale und bei Bewegung im Wind sogar mehrere Signale, so daß sich deutlich Qualität und Quantität der Benetzung erkennen läßt. Während im Stand der Technik eine Wischen erfolgt, sobald ein bestimmter Referenzwert unterschritten wird, kann hier innerhalb des verwertbare Signalbereichs das Ansprechverhalten analog zum zeitlichen Ablauf einer erneuten Benetzung geregelt werden, während die Detektionsschwelle D z. B. nicht verändert wird.
Einstellmittel 18 sind zur Regelung des Ansprechverhaltens der Sensorvorrichtung 12 vorgesehen. Diese Einstellmittel 18 können auch unmittelbar an der Sensorvorrichtung angeordnet sein und verringern nach einer vorgegebenen Zeit tv nach Beginn eines Wischvorgangs das Ansprechverhalten der Sensorvorrichtung in Abhängigkeit des Motorsignals Ms der Schaltkontakteinrichtung 14. Dies führt zu einer Verschiebung des Wertes, ab dem die vorhandenen Signale detektiert werden.
Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß das Ansprechverhalten und die Empfindlichkeit der Sensorvorrichtung durch Regelung der Empfindlichkeit verringert wird, wodurch sich die Signale aufgrund einer geringeren Verstärkung mit einer geringeren Amplitude abzeichnen, oder daß die Regelzeitkonstante geregelt wird, so daß sich die Signale zeitlich kürzer abzeichnen. Alternativ können Signale mit einem unterschiedlichen Teilerverhältnis erfaßt werden. Allen Regelungen ist gemeinsam, daß die Einstellmittel 18 zur Regelung des Ansprechverhaltens der Einrichtung das Ansprechverhalten nach einer vorgegebenen Zeit tv, nach der der Wischer 11 seine Parkstellung verlassen hat, von einem Ausgangszustand mit empfindlichem Ansprechverhalten auf einen vorbestimmten Zwischenzustand mit unempfindlichem Ansprechverhalten regeln und anschließend innerhalb einer bestimmten Zeit t₂ auf einen Endzustand zurückregeln, der vorzugsweise dem Ausgangszustand entspricht.
Eine Ausregelung der ermittelten Signale über die Regelzeitkonstante erfolgt grundsätzlich so, daß der Differenzwert des Signals gegen Null geht, wobei bei einer langen Regelzeitkonstante der Differenzwert langsamer gegen Null geht als bei einer kurzen Regelzeitkonstante. Die Einstellmittel 18 regeln während eines Wischvorgangs die Regelzeitkonstante kürzer als zu einem Zeitpunkt, während dem keine Benetzung vorhanden ist. Allein schon dadurch ist es möglich, Veränderungen, die durch von selbst abtrocknende Schlieren nach dem Überwischen auftreten, aus den Meßsignalen auszublenden. Die Regelzeitkonstante wird von der Signalverarbeitungseinrichtung 13 in Abhängigkeit des Signals des Motorendschalters E und eines Zeitraums von ca. 10-30 Sekunden geregelt. Die Empfindlichkeit wird dadurch so verschoben, daß nach dem Zurückregeln nur große Tropfen erkannt werden. Als Nebeneffekt wird ein durch das Überstreichen der Sensorvorrichtung 12 durch den Wischer 11 erzeugtes Signal auswertbar, weil bei viel Regen auch ein großer Überwischimpuls erzeugt wird.
Alternativ oder ergänzend können auch Stellmittel 30 vorgesehen sein, die in Abhängigkeit eines Signals der Schaltkontakteinrichtung 14 ein Teilerverhältnis innerhalb einer vorbestimmten Zeit t₂ bis auf 1 : 1 verringern, so daß zunächst mehrere Signale Es zu einem einzigen Signal führen, bis die Stellmittel 30 den Teiler auf 1 gesetzt haben. Dies führt dazu, daß entweder aufgrund eines Regens oder aufgrund größerer Tropfen, die aufgrund ihrer Bewegung im Wind mehrere Signale erzeugen, trotz des anfänglich hohen Teilers ein Signal aus mehreren entsteht oder ein Signal entsteht, sobald der Teiler nach einer bestimmten Zeit soweit verringert ist, daß ein einzelnes Signal weitergeleitet wird.
Im folgenden werden die ermittelten Ergebnisse anhand der Fig. 2a bis 5 näher erläutert. Die Beispiele zeigen eine Regelung der Empfindlichkeit, also eine Verringerung der Amplitude. Eine Veränderung der Regelzeitkonstante bzw. des Teilerverhältnisses wirkt sich jedoch ähnlich aus. In Fig. 2a ist das Motorsignal aufgetragen, das zum Zeitpunkt t₁ über die Einstellmittel (18) zur Regelung des Ansprechverhaltens die Empfindlichkeit E gemäß Fig. 2b von einem Maximalwert Emax auf einen Minimalwert Emin geregelt. Dieser Minimalwert wird gemäß Fig. 2b zunächst über eine vorgegebene Zeit tv aufrechterhalten. In einem an den Wischvorgang anschließenden Zeitraum t₂, der in der Praxis z. B. 10-30 Sekunden betragen kann, wird die Empfindlichkeit E allmählich wieder auf den Wert Emax überführt.
Gemäß Fig. 3 besteht die Möglichkeit, bei tv=0 das Ansprechverhalten bereits während des Wischvorgangs wieder allmählich höher werden zu lassen. Während des gesamten Zeitraums werden die kontinuierlich ermittelten Signale einem Speicher zugeführt, der bei Überschreiten eines voreingestellten Werts einen Wischvorgang auslöst. Dadurch werden bei starkem Regen während des gesamten Wischvorgangs Signale ermittelt, die ein feinfühliges Steuern der Scheibenwischanlage ermöglichen. Um ggf. ein rasches Reagieren der Scheibenwischersteuerung z. B. bei der Vorbeifahrt an einem Lkw oder einer Ausfahrt aus einem Tunnel zu erzielen, besteht ergänzend die Möglichkeit kurz nach dem Wischvorgang auftretende Signale unmittelbar zur Steuerung der Scheibenwischanlage in den Speicher der Steuereinheit 15 zu laden.
Das Ergebnis ergibt sich aus Fig. 4. Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der gestrichelten Linie die Empfindlichkeit, also das Ansprechverhalten der gesamten Sensorvorrichtung geregelt verändert. Signale führen zu einer Reaktion der Steuerung, sobald die Detektionsschwelle überschritten wird, wobei auch mehrere Signale in einem Speicher gespeichert werden können, um einen weichen, gleichmäßigen Wischablauf zu erzielen. Zu Beginn setzt auf der linken Seite von Fig. 4 eine Regen ein, der beim Peak P1 ein Wischen auslöst, da die Detektionsschwelle überschritten wird. Der Fahrzeugbenutzer hätte seinen Wischer ebenfalls jetzt aufgrund der Sichtbehinderung betätigt. Mit tv=0 wird die Empfindlichkeit zu Beginn des Wischvorgangs, also zum Zeitpunkt t₁ vom Ausgangszustand auf einen Zwischenzustand heruntergeregelt. Als Folge davon erscheinen die folgenden Tropfen in der Amplitude kleiner. Handelt es sich um einen starken Regen, so würden sie dennoch sofort wieder die Detektionsschwelle D erreichen. Die Empfindlichkeit steigt allmählich wieder und würde einen Endzustand maximaler Empfindlichkeit Emax wieder erreichen, der dem Ausgangszustand entspricht, wenn nicht ein Tropfen als Peak P2 die Detektionsschwelle überschreiten würde. Sofort fällt die Empfindlichkeit durch den erneut ausgelösten Wischvorgang auf den Zwischenzustand minimaler Empfindlichkeit Emin. Die Zeit zwischen den Peaks oder zwischen dem Verringern der Empfindlichkeit registriert die Steuerung als nächstes Wischintervall mit der Intervallzeit ti₁. Den während eines Regens veränderlichen Bedingungen würde dadurch Rechnung getragen, daß, wenn der zweite Peak bereits früher die Detektionsschwelle erreicht hätte, z. B. der gestrichelt dargestellte Peak P₃, sich die Intervallzeit ti₂ ergeben hätte.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage mit
  • - einem Antriebsmotor (M) für wenigstens einen, einen Wischbe­ reich (10a) einer Scheibe (10) überstreichenden Wischer (11),
  • - einer im Wischbereich (10a) angeordneten Sensorvorrichtung (12), die während eines Wischvorgangs vom Wischer (11) wenig­ stens einmal überstrichen wird und Signale erzeugt, die vom Belag oder der Benetzung der Scheibe (10) beeinflußt sind,
  • - einer mit dem Antriebsmotor (M) und Sensorvorrichtung (12) ge­ koppelten Signalverarbeitungseinrichtung (13), die die von der Sensorvorrichtung (12) erzeugten Signale (Es) in Steuersignale (S) für den Antriebsmotor (M) umformt,
  • - einer der Parkstellung des Wischers (11) zugeordneten Schaltkontakteinrichtung (14),
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung (12) Signale analog zur Tropfengröße und -anzahl erzeugt und daß Einstellmittel (18) zur Regelung des Ansprechverhaltens der Einrichtung vorgesehen sind, die das Ansprechverhalten nach einer vorgegebenen Zeit (tv), nach der der Wischer (11) seine Parkstellung verlassen hat, von einem Ausgangszustand mit empfindlichem Ansprechverhalten auf einen vorbestimmten Zwischenzustand mit unempfindlichem Ansprechverhalten regeln und anschließend innerhalb einer bestimmten Zeit (t₂) auf einen Endzustand mit empfindlichen Ansprechverhalten zurückregeln, der vorzugsweise dem Ausgangszustand entspricht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (18) zur Regelung des Ansprechverhaltens das Ansprechverhalten vor Erreichen des Ausgangszustands wieder auf den Zwischenzustand verringern, wenn die Signale (Es) eine Detektionsschwelle Überschreiten, und daß die Zeit zwischen dem ersten und dem zweiten Erreichen des Zwischenzustands bei tv=0 die Intervallzeit (ti) des Wischers ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierlich ermittelten Signale einem Speicher zugeführt werden, der bei Überschreiten eines voreingestellten Wertes einen Wischvorgang auslöst.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (18) zur Regelung des Ansprechverhaltens das Ansprechverhalten und die Empfindlichkeit der Sensorvorrichtung durch Verringerung der Verstärkung der Signale regeln.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (18) zur Regelung des Ansprechverhaltens das Ansprechverhalten und die Empfindlichkeit der Sensorvorrichtung durch Verringerung der Regelzeitkonstante regeln, innerhalb der auftretende Signale (Es) ausgeregelt werden.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (18) zur Regelung des Ansprechverhaltens Stellmittel (30) umfassen, die ein Teilerverhältnis innerhalb der bestimmten Zeit (t₂) bis auf 1 : 1 verringern, so daß zunächst mehrere Signale (Es) zu einem einzigen Signal führen, bis die Stellmittel (30) den Teiler auf 1 gesetzt haben.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß kurz nach dem Wischvorgang auftretende Signale unmittelbar zur Steuerung der Scheibenwischanlage verwendet werden.
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