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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Frontscheinwerferreinigungssysteme und insbesondere
Frontscheinwerterreinigungssysteme, bei welchen eine Waschflüssigkeit
gegen eine Linse gerichtet wird, um dort Schmutzaufbau zu verhindern
und die Lichtverteilung derselben zu verbessern.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
sind verschiedene Frontscheinwerferreinigungssysteme bekannt, die
einen Scheinwerfer mit Gehäuse
umfassen, eine Lichtquelle und eine Abdecklinse, die durch ein Linsenwaschsystem
gereinigt wird, welches eine Flüssigkeitsquelle,
eine Pumpe für
die Flüssigkeit
und eine Düse
zur Verteilung der Flüssigkeit
gegen die Linse zur Entfernung von Schmutzaufbau einschließt.
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Ein
solches System ist aus den U.S.-Patenten Nummern 3,609,450 und 3,736,560
bekannt. Diese Patente offenbaren einen Regler, der Schmutzaufbau
auf der Linse unter Verwendung eines lichtempfindlichen Sensors
erfasst, welcher separat von dem Frontscheinwerfer angeordnet ist.
Der Regler umfasst eine Armaturenbrettanzeige des Frontscheinwerferzustandes
nach dem Reinigungsvorgang.
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U.S.-Patent
Nr. 4,713,583 offenbart ein Reinigungssystem, bei welchem das Detektieren
von Schmutzaufbau auf dem Frontscheinwerfer durch Reflexionsmessung
erfolgt und bei welchem der Sensor innerhalb des Frontscheinwerfers
angeordnet ist.
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U.S.-Patent
Nr. 4,210,841 offenbart eine Frontscheinwerferanordnung mit Kunststofflinsen,
jedoch enthält
die Druckschrift keinen Hinweis auf eine Beeinträchti gung der Linse durch Schmutzaufbau, welcher
die Lichttransmission beeinträchtigt.
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Obwohl
die im Stand der Technik bekannten Anordnungen für den gedachten Zweck geeignet sind,
offenbaren diese nicht die Verwendung eines Frontscheinwerferreinigungssystems,
welches besonders zur Verwendung mit Lichtquellen wie HID-Lampen
(Hochdruck-Entladungslampen) oder Wolfram-Halogen-Frontscheinwerfern
geeignet ist, die Kunststofflinsen umfassen. In solchen Fällen wird der
Straßenschmutz
auf der Oberfläche
einer Kunststofflinse, die eine Hochtemperatur-Hochdruck-Entladungslampe
abdeckt, wie dies beispielsweise bei HID-Frontscheinwerfern der Fall ist, bildlich
gesprochen auf der Linse gebacken, so dass die äußere Oberfläche der Linse mit der Zeit
nach einem oder mehreren Wasch- und
Reinigungszyklen weniger lichtdurchlässig wird.
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Ein
Fahrzeugfrontscheinwerferwäscher,
der automatisch durch eine Photozellenbetätigungseinrichtung in Gang
gesetzt wird, wenn die Intensität durch
die Frontscheinwerferlinse bis zu einem vorbestimmten Maß durch
Straßenschmutz
oder dergleichen verringert wird, ist in U.S.-Patent Nr. 3,609,450 beschrieben.
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Die
DE OS 24 57 485 offenbart ein Kraftfahrzeug-Frontscheinwerferreinigungssystem,
das jedes Mal bei Betätigung
der Zündung
des Kraftfahrzeugs aktiviert wird, jedoch verwendet dieses Reinigungssystem
keine Reinigungsflüssigkeit.
Der Reinigungseffekt wird durch mechanische Reibung erzielt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bessere Reinigung
der Frontscheinwerferlinsen zu erzielen.
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Die
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein automatisch betriebenes
Frontscheinwerferreinigungssystem bereitzustellen, mit welchem ein
Schmutzaufbau auf einer Kunststofflinse eines Frontscheinwerfers
in einer Weise verhindert wird, die die Lichtdurchlässigkeit
der Frontscheinwerterlinse über
die Zeit beibehält.
Ein Merkmal der Erfindung ist es, ein Frontscheinwerterreinigungssystem
vorzusehen, welches periodisch automatisch Reinigungsflüssigkeit
gegen die Kunststofflinse eines Frontscheinwerfers richtet, um Schmutz
von der Linse zu entfernen.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist es, eine solche automatische
direkte Reinigung über
einen Regler durchzuführen,
der einen solchen Reinigungszyklus automatisch nach jeder Betätigung des Zündschlüssels des
Kraftfahrzeugs in Gang setzt.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist es, für eine solche automatische
direkte Reinigung einen Regler vorzusehen, der einen zusätzlichen
automatischen Reinigungszyklus nach einem vorbestimmten Schmutzaufbau
in Gang setzt und einen vorbestimmten Waschzyklus solange wiederholt,
bis der gesamte Schmutzaufbau von der Linsenoberfläche entfernt wurde.
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Der
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, zuvor erwähnte Frontscheinwerferreinigungssysteme
mit einem genauen preiswerten Erfassungssystem zur Erkennung von
Straßenschmutzaufbau
auf der Linse bereitzustellen, das einfach in die Frontscheinwerfergehäuseanordnung integrierbar
ist.
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Es
ist weiterhin Aufgabe, ein solches Schmutzaufbauerfassungssystem
bereitzustellen, bei welchem der Sensor eine Photodiode umfasst, die
innerhalb einer Röhre
angeordnet ist, welche so in das Lampengehäuse integriert ist, dass die
Photodiode internes Streulicht der Linse erfasst.
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Es
ist weiterhin eine Aufgabe, ein solches Schmutzaufbauerfassungssystem
vorzusehen, bei welchem der Sensor als Infrarotsensor ausgebildet ist,
der so angeordnet ist, dass er den Temperaturanstieg in dem Frontscheinwerfer
erfasst, der durch das Licht verursacht wird, welches nicht durch
die Linse hindurchtritt.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, ein solches Linsenschmutzaufbauerfassungssystem
bereitzustellen, bei welchem der Sensor als Schicht eines transparenten,
elektrisch resistiven Materials entweder mit integriertem Schaltkreis
oder ohne einen solchen ausgebildet ist, der auf der inneren Oberfläche der
Frontscheinwerferlinse angeordnet ist und, wenn sich die Temperatur
in der Linse aufgrund von nicht durch diese hindurchtretendem Licht ändert, die
Widerstandsfähigkeit
des Materials entsprechend ändert.
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Es
ist weiterhin eine Aufgabe ein solches Linsenschmutzaufbauerfassungssystem
bereitzustellen, bei dem der Sensor als Infrarotsensor auf der Innenseite
oder Außenseite
der Linse eines Frontscheinwerfers angeordnet ist, um die Veränderungen der
IR-Emissivität
der Linsenoberfläche,
verursacht durch Schmutzablagerungen darauf, zu erfassen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe, ein solches Linsenschmutzaufbauerfassungssystem
bereitzustellen, bei welchem die Sensoren so angeordnet sind, dass
sie die Emissionen in einer Ebene senkrecht zur Lichtquelle erfassen,
um die Veränderungen
des Streulichts an den Rändern
der Frontscheinwerferlinse aufgrund von Straßenschmutzaufbau zu detektieren,
wobei entweder die Lampe oder eine separate Lichtquelle als Emissionsquelle/Basislinie
verwendet wird.
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Der
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem vorzusehen,
bei welchem der Sensor so angeordnet ist, dass er durch die Linse
hindurchtretendes Licht erfasst, wobei das Licht durch eine separate
Lichtquelle bereitgestellt wird, die entweder oberhalb oder unterhalb
der Linse angeordnet ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Schmutzaufbauerfassungssystem
für eine
Linse bereitzustellen, bei dem der Sensor so vorgesehen ist, wie
dies bei der vorhergehenden Aufgabe beschrieben ist, aber wobei
das Licht durch den Frontscheinwerfer bereitgestellt wird und die
Linse modifiziert ist, um die Empfindlichkeit/Zuverlässigkeit
der Erfassung in der Nähe
des Sensors zu verbessern oder so modifiziert ist, dass sie einen
Filter ausbildet.
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Es
ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Schmutzaufbauerfassungssystem
für eine
Linse vorzusehen, bei welchem der Sensor als Feld von einzelnen
Sensoren angeordnet ist, die in die Linse integriert sind und so
angeordnet sind, dass sie eine räumliche
Ungleichförmigkeit
der Lichterfassung über
das Feld als Indikation einer schmutzigen Linse erfassen, die einen
Reinigungsvorgang erfordert.
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Es
ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein solches Schmutzaufbauerfassungssystem
für eine Linse
bereitzustellen, bei welchem der Sensor als Feld von einzelnen Sensoren
vorgesehen ist, die in die Linse integriert sind und so angeordnet
sind, dass sie eine Spektralanalyse des Lichts bereitstellen, die einen
Hinweis auf eine schmutzige Linse liefert, die einen Reinigungsvorgang
erfordert.
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Noch
eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Erfassungssystem
der vorstehend formulierten Aufgabe bereitzustellen, das die Emissionslinien
einer HID-Lampe
durch Analyse der Scheitelwerte (Intensitäten) und/oder Verhältnisse
der Scheitelwerte (Intensitäten)
und/oder Breiten verwendet.
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Es
ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein zuvor genanntes Erfassungssystem
bereitzustellen, um ein Signal zu erzeugen, das den Leistungsabfall
der HID-Quelle anzeigt.
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Es
ist weiterhin Aufgabe der Erfindung ein Frontscheinwerferreinigungssystem
mit einer Sprühdüse mit einem
darin integrierten Sensor zur Erfassung von Schmutzaufbau auf der
Düse zu
schaffen, um ein Signal für
einen möglichen
Schmutzaufbau auf der Scheinwerferlinse zu erzeugen, um einen Reinigungsvorgang
durch das Waschsystem anzustoßen.
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Diese
und andere Aufgaben, Vorzüge
und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit den diese begleitenden Zeichnungen ersichtlich,
in welchen:
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 eine
schematische Ansicht eines HID-Frontscheinwerferreinigungssystems
einschließlich
der fest angeordneten Sprühdüsenbauteile
zeigt;
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2 eine
schematische Ansicht eines HID-Frontscheinwerferreinigungssystems
einschließlich
einziehbarer und ausstellbarer Sprühdüsenbauteile zeigt;
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3 eine
schematische Ansicht eines HID-Frontscheinwerferreinigungssystems
einschließlich
eines Wischerblattbauteils zeigt,
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4 eine
schematische Ansicht eines Überwachungssystems
zur Verwendung des in den 1 bis 3 gezeigten
Reinigungssystems zeigt;
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5 ein
Fließdiagramm
einer Steuersequenz zum Betreiben eines Frontscheinwerferreinigungssystems
gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt;
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6 eine
schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Sensors zur
Erfassung von Streulicht innerhalb der HID-Frontscheinwerferlinse zeigt;
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7 eine
schematische Ansicht eines integrierten Röhren- und Photodiodensensor-Ausführungsbeispiels
zur Erfassung von Streulicht innerhalb einer HID-Frontscheinwerferlinse
zeigt,
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8 eine
schematische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Schmutzaufbauerfassungssystems
einschließlich
eines Infrarotsensors zur Erfassung der I/R-Emissivität der Linsenoberfläche eines
HID-Frontscheinwerfers
zeigt;
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9 eine
schematische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Schmutzfilmerfassungssystems
zeigt;
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10 eine
schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung zeigt;
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11 eine
schematische Ansicht eines noch anderen Ausführungsbeispiels zur Erfassung von
Schmutzaufbau zeigt, wobei die Sensoren so angeordnet sind, dass
sie die Emissionen in einer Ebene senkrecht zur Lichtquelle erfassen;
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12 eine
schematische Ansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines Schmutzaufbauerfassungssystems
zeigt, das einen Sensor und eine separate Lichtquelle umfasst und wobei
der Sensor so angeordnet ist, dass das durch die Linse einer HID-Lampe
hindurchtretende Licht von einer separaten Lichtquelle erfasst wird;
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13 eine
schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung
zeigt, welche ein Schmutzaufbauerfassungssystem umfasst, wobei der
Sensor wie vorstehend beschrieben angeordnet ist, wobei aber das
Licht von einer Lichtquelle bereitgestellt wird und wobei die Scheinwerferlinse
in der Nähe
des Sensors so modifiziert ist, dass sie einen Filter bildet;
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14 eine
schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung zeigt,
welches ein Schmutzaufbauerfassungssystem vorsieht, bei dem der
Sensor als Feld einzelner Sensoren ausgebildet ist, die in die Linse
integriert sind und so angeordnet sind, dass sie eine räumliche
Ungleichförmigkeit
der Lichterfassung über
das Feld als Indikator für
eine schmutzige Linse verwenden, die einen Reinigungsvorgang benötigt;
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15 zeigt
eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels zur Bereitstellung eines
Linsenschmutzaufbauerfassungssystems, bei welchem der Sensor als
ein Feld einzelner Sensoren ausgebildet ist, die in die Linse integriert
sind und so angeordnet sind, dass sie eine Spektralanalyse des Lichts
erzeugen, das, wenn nur ein schmales Band nur einiger Absorptionslinien überwacht
wird, eine Indikation für
Schmutzaufbau liefert, der einen Reinigungsvorgang erfordert; und
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16 eine
schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung
zeigt, welches so konfiguriert ist, dass ein Frontscheinwerferreini gungssystem
mit einer waschflüssigkeitsbetriebenen
Sprühdüse und einem
darin integrierten Sensor zur Erfassung von Schmutzaufbau auf diesem
vorgesehen ist, als ein Indikator für Schmutzaufbau auf der Frontscheinwerferlinse,
welche das Anstoßen
eines Linsenreinigungsvorgangs durch das Reinigungssystem erfordert.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird Bezug genommen auf 1, ein Frontscheinwerferreinigungssystem 10 umfasst mehrere
Frontscheinwerfer 12 (in 1 ist einer
gezeigt). Jeder der Frontscheinwerfer umfasst ein Gehäuse 14 für eine Hochdruckentladungslichtquelle 16,
wie sie in den U.S.-Patenten Nummern 4,754,373 und 5,036,439 beschrieben
ist. Das Gehäuse
ist durch eine Abdecklinse 18 verschlossen, die das Licht
von der Lichtquelle 16 in bekannter Art und Weise streut.
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Um
die Lichtdurchlässigkeit
der Linse zu erhalten, umfasst das Frontscheinwerferreinigungssystem 10 ein
Linsenreinigungssystem 20. In 1 umfasst
das Linsenreinigungssystem eine Reinigungsflüssigkeitsquelle 22,
die mit der Pumpe 24 kommuniziert, welche einen elektrisch
gesteuerten Antrieb, wie beispielsweise einen Elektromotor 25 aufweist. Die
Pumpe 24 ist mit geeigneten Leitungen 26 an eine
Düse 28 angeschlossen,
deren Auslass so angeordnet ist, dass diese automatisch Reinigungsflüssigkeit
gegen die äußere Oberfläche der
Linse 18 unter Steuerung durch einen Regler 30 richtet.
Der Düsenausstoß ist so
angeordnet, dass die Reinigungsflüssigkeit zwecks Entfernung
von Schmutzaufbau gegen die Linse gerichtet wird.
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Die
Linse 18 ist aus Kunststoff geformt und hat gute Lichtdurchgangseigenschaften
und eine hinreichende Stabilität
gegen Steinschlag und dergleichen. Solche Kunststofffrontscheinwerferlinsen 18 können aus
solchen Kunststoffen wie beispielsweise Polycarbonat-Copolymeren,
wie beispielsweise Lexan®, vertrieben durch General
Electric Company, oder Polysulfon bestehen, welches mit einem geeigneten
abrasionsresistenten Material wie beispielsweise Acrylatharz, Melaminharz
oder Siloxanharz beschichtet ist. Solche Kunststofflinsen-Konfigurationen
werden jedoch in HID-Lampen
auf ein solches Temperaturniveau aufgeheizt, dass Straßenschmutz in
der äußeren Oberfläche der
Linse verbleiben kann, wenn dieser nicht zeitnah entfernt wird.
Ein solches Zurückbleiben
von Schmutz hat sich insoweit als ungünstig herausgestellt, als dass
die Transparenz des Linsenmaterials mit der Zeit verringert wird.
Entsprechend ist in Ausübung
der vorliegenden Erfindung der Regler 30 so programmiert,
wie nachstehend noch erörtert
wird, das Linsenreinigungssystem 20 automatisch so zu betreiben,
dass die Pumpe Flüssigkeit
aus der Düse 28 jedes
Mal dann auslöst, wenn
die Fahrzeugzündung
eingeschaltet wird. Ein solches Zirkulieren der Reinigungsflüssigkeit
gegen die Linsenoberfläche
bewirkt eine Entfernung des Straßenschmutzaufbaus von dem vorhergehenden Fahrzyklus
des Fahrzeugs.
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In
einigen Fällen
jedoch kann der Straßenschmutzaufbau
die Reinigungsfähigkeit
eines einmaligen Reinigungszyklus, jedes Mal wenn die Fahrzeugzündung eingeschaltet
wird, übersteigen.
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Deshalb
ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Regler 30 mit einem Photosensor 32 verbunden,
der das Maß des
zurückreflektierten
Lichts des übermäßigen Straßenschmutzaufbaus
bestimmt, der nicht durch einen einzigen von der Fahrzeugzündung initiierten
Reinigungszyklus entfernt werden kann. Solange der Schmutzaufbau durch
den Sensor 32 erfasst wird, erzeugt der Regler 30 ein
Signal an den Pumpenantrieb 25 in einer vorbestimmten Anzahl
von separaten Reinigungszyklen oder einem kontinuierlichen Sprühmuster
solange, bis der Straßenschmutzaufbau
entfernt ist oder der Regler eine übermäßige Anzahl von Waschzyklen feststellt
(aufgrund von Faktoren wie Pumpenversagen oder niedrigem Reinigungsflüssigkeitsstand),
an welchem Punkt ein Signal erzeugt werden kann, welches den Bedarf
einer Systemüberprüfung anzeigt.
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In
dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind gleiche
Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in dem Ausführungsbeispiel
nach 1 bezeichnet. Der Unterschied dieses Ausführungsbeispiels
besteht darin, dass das Linsenreinigungssystem 20' eine einziehbare
Düsenanordnung 40 aufweist,
die zwischen einer zurückgezogenen
Position innerhalb der Karosserie in einem Fahrzeugstoßfänger 42,
wie dies schematisch bei 40a gezeigt ist, und einer ausgefahrenen
Position angeordnet werden kann, in welcher der Auslass der Düse 44 auf
der Düsenanordnung 40 ungefähr 20 mm
vor der äußeren Fläche der
Linse 18' angeordnet
ist, so dass eine Niederdruckpumpe mit einem Auslassdruck von 40 bis
60 psi bei so naher Anordnung wirkungsvoll den Straßenschmutz
von der Linse entfernen kann, ohne dass es einer teueren Hochdruckflüssigkeitsquelle bedürfte.
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Obwohl
das Ausführungsbeispiel
gemäß 2 mit
den in 1 gezeigten Steuerelementen betrieben werden kann,
ist in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ein
Infrarotsensor 46 außerhalb der
Linse angeordnet, so dass in dem Fall, wenn der Straßenschmutzaufbau
zunimmt, weniger Lichtenergie von der Lichtquelle 16' ausgestreut
wird, so dass bei einer vorbestimmten Abnahme der Sensor 46 ein Signal
erzeugt, welches durch den Regler 30 zur Initiierung eines
Waschvorgangs umgesetzt wird, um den überschüssigen Schmutzaufbau zu entfernen, der
nicht durch einen einzigen bei Fahrzeugzündung initiierten Waschzyklus
entfernt werden kann. Solange der Schmutzaufbau durch den Sensor 46 detektiert
wird, gibt der Regler 30'' ein Signal
an den Pumpenantrieb 25' in
einer vorbestimmten Anzahl von separaten Waschzyklen oder in einem
kontinuierlichen Sprühmuster,
solange, bis der Schmutzaufbau entfernt ist.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in 3 gezeigt,
die dieselben Teile wie in dem vorherigen Ausführungsbeispiel gemäß 1 mit
den gleichen mit Doppelstrichen versehenen Bezugszeichen umfasst.
Ein Wischersystem 50 ist vorgesehen, das so betreibbar
ist, dass ein Wischer jedesmal, wenn das Reinigungssystem 20' durch die vorbeschriebene
Regelung angeschaltet wird, über die
Frontscheinwerferlinse 18'' gezogen wird.
Das Wischersystem 50 umfasst einen Träger 52 für ein Wischerblatt 54.
Der Träger 52 ist
mit einer Antriebseinheit 56 verbunden, die mit dem Regler 30'' zusammenwirkt. In dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 wird
Reinigungsflüssigkeit
durch ein Reinigungssystem 20'' bereitgestellt,
das Bestandteile entsprechend denjenigen in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 aufweist.
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In 4 ist
ein Straßenschmutzüberwachungssystem 60 auf
einem Instrumentenpaneel 62 dargestellt. Dieses zeigt den
Zustand des Straßenschmutzaufbaus
durch Abgabe eines Signals von dem Regler 30 zu einer Leuchtdiode
oder einer anderen Anzeige 64, die den Prozentsatz der
Schmutzentfernung infolge eines jeden automatischen Zyklus des Reinigungssystems 20 anzeigt.
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Die
Ausführungsbeispiele
in 1 bis 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 verkörpern alle
ein genaues, kostengünstiges
Linsenschmutzaufbauerkennungssystem, das leicht in eine HID-Frontscheinwerfergehäuse-Anordnung
oder in anderen Frontscheinwerfergehäuse-Anordnungen umfassend eine
Lichtquelle und eine Abdecklinse integrierbar ist.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist ein
Sensor 60 angeordnet, um internes Streulicht einer HID-Frontscheinwerferlinse 62 zu
erfassen. Schmier oder Dreck auf der vorderen Oberfläche der Linse 62 vermindert
die Abgabe von Licht, welches in Richtung des Sensors gestreut/reflektiert
wird, was wiederum dessen Ausgangssignal verstärkt.
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Genauer
gesagt, in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 7 ist
ein Schmutzaufbauerfassungssystem in Verbindung mit einem HID-Frontscheinwerfer 72 mit
einer Linse 73, einer Lichtquelle 75 und einem
Gehäuse 77 gezeigt.
Das Überwachungssystem 70 umfasst
einen Regler 74, wie dieser in den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 5 beschrieben
ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Sensor als Photodiode 76 ausgebildet, die innerhalb
einer Röhre 78 angeordnet
ist, welche in das Lampengehäuse 77 integriert
ist, so dass die Photodiode 76 internes Streulicht der
Linse 73 erfasst.
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In
dem Ausführungsbeispiel
nach 8 ist ein Schmutzaufbauerfassungssystem 80 in
Verbindung mit einem HID-Frontscheinwerfer 82 entsprechend
demjenigen in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
werden die Frontscheinwerferlinse 84 und das Gehäuse 86 auf
unterschiedliche Temperaturen aufgeheizt, abhängig von der Menge an Straßendreck auf
der Linse. Die Temperatur des Frontscheinwerfers 82 wird
durch einen Infrarotsensor 88 erfasst, dessen Signal an
einen Mikrocomputer 85 gegeben wird, um ein Reinigungsaktivierungssignal
zu erzeugen, wenn der Temperaturanstieg in der HID-Lampe, verursacht
durch das Licht, welches nicht durch die Linse hindurchgeführt wird,
erkannt wird. In solchen Systemen ist es erforderlich, dass der
Frontscheinwerfer 82 einen stabilen Temperaturzustand erreicht, um
verlässlich
zu funktionieren. Die angehobene Temperatur aufgrund von Schmutzaufbau
auf der Linse wird mit einem Referenzwert in einer geeigneten Nachschlagetabelle
des Mikrocomputers 85 verglichen.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 5 ist
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 90 in Verbindung
mit einem HID-Frontscheinwerfer 92 einschließlich einer
Linse 93, einem Gehäuse 95 und
einer Lichtquelle 97 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Sensor vorgesehen, der als Schicht eines lichtdurchlässigen elektrischen
resistiven Materials 94 entweder mit einem integrierten
Schaltkreis 96 oder ohne einen solchen auf der inneren
Oberfläche 98 der
Linse 93 angeordnet ist. Der Widerstand des Materials 94 verändert sich
entsprechend den Temperaturänderungen
in der Linse aufgrund von Licht, welches nicht durch die Linse hindurchtritt,
um ein Eingangssignal für
einen Steuerschaltkreis 99 zu erzeugen, der eine Frontscheinwerferreinigungssequenz
initiiert, wenn die Linse 93 verschmutzt ist.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 10 ist
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 100 mit einem Regler 101 verbunden
mit einem HID-Frontscheinwerfer 102,
umfassend eine Linse 103, ein Gehäuse 105 und eine Lichtquelle 107.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Sensor als Infrarotsensor 108, 108' innerhalb oder
außerhalb
der Linse einer HID-Lampe angeordnet, um die Veränderung der IR-Emissivität der Linsenoberfläche 103a oder 103b zu
erfassen, abhängig
von der Anordnung des Sensors 108, 108', die durch
den Aufbau von Schmutzablagerungen darauf verursacht wird. Das Sensorsignal
wird durch einen Regler 101 verarbeitet, der ein Reinigungsaktivierungssignal
ausgibt.
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11 zeigt
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 110 mit einem Regler 111,
der mit einem HID-Frontscheinwerfer 112 umfassend eine
Linse 113, ein Gehäuse 115 und
eine Lichtquelle 117, verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel
sind die Sensoren 114, 114' sowie die Laserdioden, IR-Photodioden,
Spektraltyp, UV-Fluoreszenztyp, so angeordnet, dass diese die Emissionen
in einer Ebene P senkrecht zur Lichtquelle erfassen, um Streulicht
der Linse an einem peripheren Rand 118 der Linse 113 zu
erfassen, wenn sich Straßenschmutz
absetzt, wobei entweder die Lichtquelle 117 oder eine separate
Lichtquelle 117' als
Emissionsquelle/Basislinie verwendet werden, wie diese von den Sensoren 114, 114' erfasst wird.
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Die
Signale von den Sensoren 114, 114' werden verglichen und durch den
Regler 11 verarbeitet, der ein Reinigungsaktivierungssignalerzeugt.
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12 zeigt
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 120 mit einem Regler 121 in
Verbindung mit einem HID-Frontscheinwerfer 122, umfassend
eine Linse 123, ein Gehäuse 125 und
eine Lichtquelle 127. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Sensor 124, 124' (entweder eine
Photodiode, ein IR-Sensor oder eine andere lichtempfindliche Vorrichtung)
so angeordnet, dass diese durch die Linse 123 hindurchtretendes
Licht erfasst, wobei das Licht durch eine separate Lichtquelle 126 oder 128 bereitgestellt
wird, die jeweils entweder oberhalb oder unterhalb der Linse 123 angeordnet
ist. Wenn die Sensoren 124, 124' weniger Licht erfassen, wird das
hieraus resultierende Signal durch den Regler 121 zur Erzeugung
eines Reinigungsaktivierungsausgangs verarbeitet.
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In 13 ist
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 130 mit einem Regler 131 verbunden mit
einem HID-Frontscheinwerfer 132, umfassend eine Linse 133,
ein Gehäuse 135 und
eine Lichtquelle 137. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Sensor 134, 134' vorgesehen,
wie dieser in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gezeigt ist,
jedoch ist bei diesem Ausführungsbeispiel
als Lichtquelle die HID-Lampenquelle 137 vorgesehen.
Die Linse ist bei 138 so ausgebildet, dass sie das Licht
der Lampenquelle zur besseren Referenz (im Vergleich zu einer allgemeinen
Linsenstreuung) fokussiert oder diese ist bei 138' so ausgebildet,
dass sie einen Filter für das
Licht von der Quelle 137 für eine solche verbesserte Referenz
bildet. Wenn die Sensoren 134, 134' weniger Licht erfassen, wird deren
Signal von dem Regler 131 zu einem Reinigungsaktivierungsausgangssignal
verarbeitet.
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In 14 ist
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 140 mit einem Regler 141 in
Verbindung mit einem HID-Frontscheinwerfer 142 gezeigt, der
eine Linse 144, ein Gehäuse 145 und
eine Lichtquelle 146 umfasst. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind
die Sensoren in einem Feld 148, 148' einzelner Sensoren angeordnet,
die in die Linse integriert sind und so angeordnet sind, dass sie
eine räumliche
Ungleichförmigkeit
in der Lichterfassung über
das Feld erfassen, die als Indikation für eine schmutzige Linse dient,
die einen Reinigungsvorgang erfordert. Solche räumlichen Felder reduzieren
Fehlerfassungen und können
zu Steigerung der Sensor empfindlichkeit konfiguriert sein. Wenn
die Sensoren 148, 148' weniger Licht erfassen, wird deren
Signal durch den Regler 141 verarbeitet, um ein Reinigungsaktivierungsausgangssignal
zu erzeugen. Wenn das Feld 148, 148' innen angeordnet ist, kann eine
separate Lichtquelle erforderlich oder nicht erforderlich sein.
Alternativ kann ein Feld 148 innen und ein Feld 148' außen angeordnet
sein, und ein Differenzsignal zwischen sauber und schmutzig zur Überwachung
der Leistung des Frontscheinwerfers erzeugt werden (und damit zur Überwachung
des Maßes
des Schmutzaufbaus).
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15 zeigt
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 150, das einen
Regler und Reiniger aus 14 umfasst.
Das System 150 ist mit einem HID-Frontscheinwerfer 152, umfassend
eine Linse 154, ein Gehäuse 155 und
eine Lichtquelle 156 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Sensor als Feld 158 einzelner Sensoren angeordnet,
die in die Linse integriert sind und so angeordnet sind, dass sie
eine Spektralanalyse des Lichtes in einem schmalen Band bereitstellen,
das nur zwei Absorptionslinien darstellt, die eine Indikation für eine schmutzige
Linse erzeugen, die einen Reinigungsvorgang erfordert. Das Sensorfeld 158 ist
so eingestellt, dass dieses nur entweder eine schmale Absorptions-
und/oder Emissionslinie der Frontscheinwerferlichtquelle 156 überwacht.
Das Feld 158 kann als Dünnfilmschicht
oder als mehrfach empfindliche Sensoren durch Filter ausgebildet
sein.
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16 zeigt
ein Linsenschmutzaufbauerfassungssystem 160, das mit einem
HID-Frontscheinwerfer 162,
umfassend eine Linse 164, ein Gehäuse 165 und eine Lichtquelle 166 verbunden
ist. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Frontscheinwerferreinigungssystem 168 vorzusehen,
mit einer Sprühdüse 170 für Reinigungsflüssigkeit,
die ein Sensorpaket 172 einschließlich einer Photodiode oder
einer anderen geeigneten lichtempfindlichen Vorrichtung umfasst,
die auf einer Seite einer Sensorlinse 174 angeordnet ist.
Eine Lichtquelle 176 ist in dem Sensorpaket 172 enthalten,
um die Linse 174 zu beleuchten. Das Sensorpaket ist in
die Düse 170 integriert,
so dass Reinigungssystem 168 und das Erfassungssystem 160 an
einem Fahrzeug als ein einziges Modul angeordnet werden kann, das
so angeordnet ist, dass es Schmutzaufbau auf der Düse erfasst,
um ein Signal an ein Steuersystem abzugeben, das eine Frontscheinwerferreinigungssprühsequenz zur
Erzeugung von Schmutzaufbau auf der äußeren Oberfläche der
Linse 164 initiiert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird der Schmutzaufbau auf dem Sensor 172 etwa dem Schmutzaufbau
auf der Linse entsprechen, und zwar wegen der Anordnung des Sensors
an einer Stelle derart, dass dessen abdeckende Oberfläche möglichen
Schmutzaufbau auf der Linse aufnimmt, um einen Linsenreinigungsvorgang
durch das Reinigungssystem zu initiieren. Durch einen zweiten Entladungsvorgang
aus der Sprühdüse 170 wird
zur gleichen Zeit die Linse 164 gereinigt.
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Der
Regler 30, 30', 30'' (etc.) ist als Mikrocomputer ausgebildet.
Ein geeignetes Fließdiagramm
der Steuerung ist in den 5 wie folgt dargestellt: Initialisierung
des Reglers (60); einmal initialisiert umfasst die Steuersequenz
das Erkennen der Fahrzeugzündung
(62). Wenn die Fahrzeugzündung eingeschaltet ist, umfasst
das Verfahren Reinigungszyklen (64); Straßenschmutz
wird nach jedem der Reinigungszyklen (66) überprüft; wenn
die Linse sauber ist, werden die Überwachungszyklen periodisch wiederholt.
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Weiterhin,
obwohl verschiedene der Ausführungsbeispiel
insbesondere für
Hochtemperatur-HID-Frontscheinwerfer geeignet sind, ist die Anmeldung
so zu verstehen, dass die Sensor-/Reinigungssysteme, die hier beschrieben
sind, auch bei anderen Frontscheinwerferanwendungen anwendbar sind,
einschließlich
dieser mit Wolfram-Halogen-Birnen und "Sealed-beam"-Widerstandswendel-Frontscheinwerfern.
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Die
offenbarten Ausführungsbeispiele
sind lediglich stellvertretend für
gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsbeispiele.
Diese sollten veranschaulichend und nicht einschränkend sein.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen
definiert.