DE4426736A1 - Feuchtesensor für eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Feuchtesensor für eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs

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Description

Die Erfindung betrifft einen Feuchtesensor für eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs.
Zur Steuerung von Scheibenwischern in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe oder gegebenenfalls auch auf der Heckscheibe sind verschiedene Sensoren bekanntgeworden, beispielsweise resistive, kapazitive oder optische Sensoren. Insbesondere resistive und kapazitive Sensoren erfordern fest mit der Scheibe verbundene Elektroden, die sich auf eine größere Fläche erstrecken, wenn eine Mittelung der Feuchte einer größeren Fläche erforderlich ist. Derartige Elektroden bedeuten jedoch einen erheblichen Aufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Feuchtesensor mit möglichst geringem Aufwand für auf der Scheibe anzubringende Elektroden anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein in der Scheibe angeordneter Heizwiderstand mit einer Meßeinrichtung zur Messung der Impedanz, insbesondere des kapazitiven Anteils, des Heizwiderstandes verbindbar ist.
Der erfindungsgemäße Feuchtesensor hat den Vorteil, daß ein ohnehin auf einer klar zu haltenden Scheibe, insbesondere auf der Heckscheibe, angebrachte Heizwiderstand gleichzeitig zur Messung der Feuchtigkeit auf der Scheibe dient. Durch die Messung der Impedanz, insbesondere des kapazitiven Anteils, kann in einfacher Weise der Grad der Befeuchtung der Scheibe festgestellt werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß zur Messung der Impedanz der Heizwiderstand mit einem Strom höherer Frequenz beaufschlagbar ist und daß die Spannung an dem Heizwiderstand gemessen wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Heizwiderstand ein Resonanzkondensator parallelgeschaltet ist. Durch die Änderung der Resonanzfrequenz mit der sich ebenfalls kapazitiv auswirkenden Feuchtigkeit der Scheibe ergibt sich ein meßbarer Unterschied der Spannung am Heizwiderstand zwischen trockener und feuchter Scheibe.
Eine Versorgung des Heizwiderstandes mit Energie ist in einfacher Weise dadurch möglich, daß der Heizwiderstand ferner über eine Hochfrequenz-Drosselspule mit einer Gleichspannungsquelle verbindbar ist.
Um die für die Benutzung des Heizwiderstandes zum Heizen der Scheibe erforderliche Betriebsspannung von der Meßeinrichtung fernzuhalten, kann vorgesehen sein, daß der Heizwiderstand über einen Koppelkondensator oder über einen Transformator mit der Meßeinrichtung verbunden ist.
Eine Selbsteichung des Feuchtesensors wird gemäß einer anderen Weiterbildung dadurch ermöglicht, daß der Strom höherer Frequenz von einem steuerbaren Oszillator und einer Stromquelle erzeugt wird, wobei die Frequenz in einem vorgegebenen Bereich variiert wird, daß diejenige Frequenz, bei welcher die Spannung am Heizwiderstand am größten ist oder sich am schnellsten ändert, gespeichert wird und mit derjenigen gespeicherten Frequenz verglichen wird, die bei trockener Scheibe gemessen wurde.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in einer Front- oder Heckscheibe 1 Leiter eingelassen, die einen Heizwiderstand 3 bilden. Die Enden der Leiter 2 sind jeweils elektrisch miteinander und mit je einem Anschluß 4, 5 verbunden. Zum Heizen der Scheibe 1 wird dem Heizwiderstand von der Fahrzeugbatterie 6 über einen Schalter 7 und eine Hochfrequenz-Drosselspule 8 Spannung zugeführt. Parallel zum Heizwiderstand 3 ist ein Resonanzkondensator 9 geschaltet.
Als Meßeinrichtung dient ein Mikrocomputer 10, ein steuerbarer Oszillator 11, ein Verstärker 12, der zusammen mit einem Widerstand 13 eine Stromquelle bildet, und ein weiterer Verstärker 14. Die Meßeinrichtung ist über einen Koppelkondensator 15 mit dem Anschluß 5 des Heizwiderstandes 3 verbunden. Die Frequenz des Oszillators 11 ist über eine vom Mikrocomputer 10 erzeugte Steuerspannung steuerbar und überstreicht einen Bereich um die Resonanzfrequenz, die sich aus der Kapazität des Resonanzkondensators 9 und der Induktivität des Heizwiderstandes 3 ergibt. Da der Resonanzkondensator 9 und der Heizwiderstand 3 einen Parallelschwingkreis darstellen, ist im Falle einer Resonanz die Eingangsspannung des Verstärkers 14 ein Maximum, was vom Mikrocomputer festgestellt werden kann. Die Dimensionierung des Resonanz-Kondensators 9 richtet sich maßgeblich nach der Ausgestaltung der Heizleiter und kann in seinem Wert je nach Fahrzeugtyp stark variieren.
Durch Feuchtigkeit auf der Scheibe 1 vergrößert sich die ohnehin vorhandene kapazitive Komponente des Heizwiderstandes 3, so daß sich die Resonanzfrequenz verschiebt. Diese Verschiebung kann zur Erkennung bzw. Messung der Feuchtigkeit verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, beim Durchstimmen des Oszillators 11 die Änderung der Spannung am Eingang des Verstärkers 14 zu überwachen und bei einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit die dann vorhandene Frequenz mit einer entsprechend bei trockener Scheibe während eines Eichvorgangs gemessenen Frequenz zu vergleichen. Ein Kondensator 18 stellt einen hochfrequenzmäßigen Kurzschluß dar. Er sorgt dafür, daß unabhängig von der Stellung des Schalters 7 eventuell noch vorhandene Hochfrequenz-Reste sicher abgeblockt werden.
Fig. 2 zeigt das weitere Ausführungsbeispiel, bei welchem anstelle des Koppelkondensators 15 ein Transformator 16 vorgesehen ist, dessen Primärwicklung zwischen der Hochfrequenz-Drosselspule 8 und dem Anschluß 5 angeordnet ist. Damit durch die Primärwicklung Wechselstrom fließen kann, ist der Verbindungspunkt der Primärwicklung und der Drosselspule 8 über einen Kondensator 17 mit Massepotential verbunden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann die Formgebung der Heizdrähte an die Anforderungen als Feuchtesensor angepaßt werden, gegebenenfalls durch Hinzufügen einzelner Leiter optimiert werden. Da diese im gleichen Arbeitsgang wie die ohnehin vorgesehenen Leiter hergestellt werden können, ergeben sich keine zusätzlichen Kosten bei der Herstellung.

Claims (7)

1. Feuchtesensor für eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Scheibe (1) angeordneter Heizwiderstand (3) mit einer Meßeinrichtung (10 bis 14) zur Messung der Impedanz, insbesondere des kapazitiven Anteils, des Heizwiderstandes (3) verbindbar ist.
2. Feuchtesensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Impedanz der Heizwiderstand (3) mit einem Strom höherer Frequenz beaufschlagbar ist und daß die Spannung an dem Heizwiderstand (3) gemessen wird.
3. Feuchtesensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizwiderstand (3) ein Resonanzkondensator (9) parallelgeschaltet ist.
4. Feuchtesensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand ferner über eine Hochfrequenz-Drosselspule (8) mit einer Gleichspannungsquelle (6) verbindbar ist.
5. Feuchtesensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (3) über einen Koppelkondensator (15) mit der Meßeinrichtung (10 bis 14) verbunden ist.
6. Feuchtesensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (3) über einen Transformator (16) mit der Meßeinrichtung (10 bis 14) verbunden ist.
7. Feuchtesensor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom höherer Frequenz von einem steuerbaren Oszillator (11) und einer Stromquelle (12, 13) erzeugt wird, wobei die Frequenz in einem vorgegebenen Bereich variiert wird, daß diejenige Frequenz, bei welcher die Spannung am Heizwiderstand (3) am größten ist oder sich am schnellsten ändert, gespeichert wird und mit derjenigen gespeicherten Frequenz verglichen wird, die bei trockener Scheibe (1) gemessen wurde.
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