DE4411770C2 - Einrichtung zur Steuerung einer Scheibenwischanlage - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer
Scheibenwischanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einer derartigen Einrichtung nach der DE 42 31 763 A1 werden
optoelektronisch infolge einer Benetzung ermittelte Signale der
Steuerung einer Scheibenwischanlage zugänglich gemacht. Hierzu wird
nach einem Überwischvorgang eine Schaltung jedesmal zurückgesetzt
und danach in Abhängigkeit vom Regen mehr oder weniger schnell ein
Zähler heruntergezählt. Bei Erreichen eines Schwellwertes wird dann
ein Wischvorgang ausgelöst. Die Signale werden in Abhängigkeit von
der Tropfengröße erzeugt. Allerdings werden nicht sämtliche Signale
während des gesamten Überwischvorgangs erfaßt. Es erfolgt lediglich
eine Auswertung dahingehend, daß unterschieden wird zwischen großen
und kleinen Tropfen zum unterschiedlichen Zählen, um damit eine
bessere Anpassung an die verschiedenen Regenarten zu erreichen.
Damit wird zumindest zeitweise während des Wischvorgangs kein Regen,
auch kein starker Regen gemessen, was z. B. bei der Vorbeifahrt an
einem Lastkraftwagen zu einer verzögerten Betätigung des Scheiben
wischers führen kann. Während insofern der Fahrer eines Fahrzeugs
bei einer erhöhten Benetzung schlagartig reagieren kann, ist das bei
dieser Scheibenwischersteuerung nicht im gleichen Umfang möglich, da
stets eine Lücke im Erfassungszeitraum vorhanden ist.
In der DE 39 35 807 A1 wird bei einem akustischen Sensor die
Empfindlichkeit bei der Erfassung einer Benetzung herabgesetzt, wenn
zu laute Fremdgeräusche einen zweiten Sensor ansprechen. Insofern
erfolgt eine Herabsetzung der Empfindlichkeit insbesondere bei hohen
Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, je
doch nicht in Abhängigkeit vom Wischerlauf, um dadurch ein einer er
neuten Benetzung analoges Wischen zu ermöglichen.
In der US-PS 4 542 325 ist eine Wischersteuerung beschrieben, bei
der während des Überwischvorgangs eine Signalerfassung überhaupt
nicht durchgeführt wird. Insofern wird nicht die Empfindlichkeit
während des Überwischens verändert, da nicht ein umempfindliches
Ansprechverhalten vorliegt, sondern überhaupt kein Ansprechverhalten
während des Überwischvorgangs. Damit können während des Überwischens
weder kleine noch große Tropfen erfaßt werden.
Bei einer Einrichtung nach der DE 41 41 348 A1 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 Über
wischens, 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 hohen 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 DE 43 39 575
A1 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
vorgerufenenen 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 ein Wischen erfolgt, sobald ein bestimmter Referenzwert
unterschritten wird, kann hier innerhalb des verwertbaren
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 Steuerung 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 Steuerung 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 Steuerungen ist gemeinsam, daß die Einstellmittel 18 zur
Steuerung des Ansprechverhaltens der Einrichtung das Ansprech
verhalten nach einer vorgegebenen Zeit tv, nach der der Wischer 11
seine Parkstellung verlassen hat und bevor der Wischer die Sensor
vorrichtung 12 überstreicht, von einem Ausgangszustand mit
empfindlichem Ansprechverhalten auf einen vorbestimmten
Zwischenzustand mit unempfindlichem Ansprechverhalten regeln und
anschließend innerhalb einer bestimmten Zeit t2 auf einen Endzustand
zurücksteuern, 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 steuern 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 Signalverar
beitungseinrichtung 13 in Abhängigkeit vom Signal des Motor
endschalters E und eines Zeitraums von ca. 10-30 Sekunden geregelt.
Die Empfindlichkeit wird dadurch so verschoben, daß nach dem Zu
rücksteuern 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 Steuerung der
Empfindlichkeit, also eine Verringerung der Amplitude. Eine Ver
änderung 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 steuert. Dieser Mini
malwert wird gemäß Fig. 2b zunächst über eine vorgegebene Zeit tv
aufrechterhalten. In einem an den Wischvorgang anschließen den
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 An
sprechverhalten der gesamten Sensorvorrichtung gesteuert 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 ein Regen ein, der beim Peak P1 ein Wischen
auslöst, da die Detektionsschwelle überschritten wird. Der Fahr
zeugbenutzer 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 heruntergesteuert. Als Folge davon er
scheinen 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 allmäh
lich 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 Wischinter
vall mit der Intervallzeit ti1. Den während eines Regens veränder
lichen 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 (7)
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 Antriebsmotor (M) und Sensorvorrichtung (12) ge koppelten Signalverarbeitungseinrichtung (13), die die von der Sensorvorrichtung (12) analog zur Tropfengröße und -anzahl erzeugten Signale (Es) in Steuersignale (S) für den Antriebs motor (M) umformt,
- - einer Parkstellung des Wischers (11),
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einstellmittel (18) zur Steuerung 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 (t1) 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 gekenn
zeichnet, daß die Einstellmittel (18) zur Steuerung des An
sprechverhaltens das Ansprechverhalten und die Empfindlichkeit
der Sensorvorrichtung durch Verringerung der Verstärkung der
Signale steuern.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einstellmittel (18) zur Steuerung des An
sprechverhaltens das Ansprechverhalten und die Empfindlichkeit
der Sensorvorrichtung durch Verringerung der Regelzeitkonstante
steuern, innerhalb der auftretende Signale (Es) ausgeregelt
werden.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einstellmittel (18) zur Steuerung des An
sprechverhaltens Stellmittel (30) umfassen, die ein Teiler
verhältnis innerhalb der bestimmten Zeit (t2) bis auf 1 : 1 ver
ringern, 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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