ES2255163T3 - Dispositivo y metodo para el funcionamiento de un limpiaparabrisas. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo para operar una escobilla de parabrisas que comprende un sensor de humedad que detecta la humedad de un parabrisas además de detectar lluvia y gotas en niebla y llovizna. Una unidad de control asigna valores incrementales (Lnk) a los valores medidos (Us) del sensor de humedad. Una señal se asigna a la memoria para la diferencia entre dos valores incrementales sucesivos (Lnk) para formar una suma de diferenciales similares formados anteriormente. Una vez que se ha alcanzado un valor umbral (S) por la suma almacenada en la memoria, la unidad de control gira la escobilla del parabrisas.

Description

Dispositivo y método para el funcionamiento de un limpiaparabrisas.

Estado de la técnica

La presente invención trata de un dispositivo y un método para el funcionamiento de un limpiaparabrisas, según el término genérico de la reivindicación 1 y/o 8, como se distingue en la DE 44 17 436 A1.

Ya se conoce un dispositivo (DE 41 41 348 A1) para el control de un dispositivo limpiaparabrisas, que adapta automáticamente la frecuencia del ciclo del limpiaparabrisas a los estados variables cualitativa y/o cuantitativamente de la capa que haya en el cristal. Para ello, se valoran las señales de un sensor óptico de lluvia, mediante un circuito. Se inicia un ciclo del limpiaparabrisas cuando las señales se quedan por debajo de un umbral de conmutación. Con cada secuencia de limpiado del sensor de lluvia, la señal vuelve a aumentar hasta un valor de señal máximo, que se almacena como valor de referencia para el siguiente ciclo del limpiaparabrisas. El umbral de conmutación se establece en función de su valor de referencia, en el 95%.

En esta unidad de control, se inicia, sin embargo, tras un lapso de tiempo fijado, un nuevo ciclo del limpiaparabrisas, si, dentro de este lapso de tiempo, no se no se forma una capa suficientemente grande, y el valor de señal del sistema sensor no se queda por debajo del umbral de conmutación. Con ello, se forma un nuevo valor de referencia, porque éste ya no puede volver a utilizarse provisionalmente, dado el caso, debido a la inestabilidad térmica de la señal del sensor. Esto significa, sin embargo, que la rasqueta actuaría sobre un parabrisas seco o casi seco.

Además, por la niebla o llovizna no pueden diferenciarse las señales generadas por parte de la variación de señal mediante el aumento de temperatura del sensor. Ambos efectos llevan al descenso del umbral de conmutación, mediante el valor de señal.

Además, el valor de referencia se lee nuevamente en cada proceso de limpiado del limpiaparabrisas, y se utiliza para determinar el umbral de conmutación del siguiente ciclo del limpiaparabrisas. Así, por ejemplo, una suciedad consistente sobre el cristal lleva un valor de referencia bajo, y, con ello, a un umbral de conmutación bajo, de modo que el proceso de limpiado del limpiaparabrisas tiene lugar tan sólo con una capa completa grande de suciedad y humedad sobre el cristal. Esta gran capa disminuye la visión del conductor, y representa un riesgo para su seguridad.

Ventajas de la invención

El dispositivo acorde a la invención y/o el método acorde a la invención con las características señaladas de la reivindicación 1 y/o 8, tiene la ventaja de que, adicionalmente al reconocimiento de lluvia y gotas, se notifica el reconocimiento de niebla y llovizna. Se reconoce la humedad sobre el cristal, y se activa un movimiento del limpiaparabrisas correspondiente a la precipitación.

Mediante las medidas citadas en las reivindicaciones secundarias, se producen perfeccionamientos y mejoras ventajosas de las características señaladas en la reivindicación principal. Resulta especialmente ventajosa la asignación del valor de medida máxima a un valor de limitación fijado en la puesta en marcha de la rasqueta. A continuación, se efectúa, sólo en los valores máximos crecientes, la corrección de la asignación, condicionada, por ejemplo, por un cristal mejor limpiado.

La ventaja de determinar el promedio de los valores de medida radica en la respuesta pausada del dispositivo, pues los valores de medida independientes no llevan a un inicio de la actividad de la escobilla, sino los valores medios de un lapso de tiempo corto o de una cifra fijada.

Otra ventaja radica en la selección de señales, que, mediante el dispositivo acorde a la invención, es independiente de la intensificación de señal en la unidad de control o de su aumento.

Resulta ventajosa, junto a una compensación controlada por el programa de la inestabilidad de la temperatura de las señales del sensor de humedad, la medición de la temperatura y su consideración en la selección de señales.

Gráficos

Se representan ejemplos de ejecución de la invención en los gráficos, y se explican más detalladamente en la siguiente descripción. Se muestra:

Figura 1: Un dispositivo para el funcionamiento de un limpiaparabrisas, representado como un diagrama de bloques,

Figura 2: Un diagrama de los valores de medida facilitados a modo de ejemplo, aplicados a un sensor de humedad por el tiempo,

Figura 3: Una tabla para el cálculo de la diferencia y el sumatorio de los valores de medida, y

Figura 4: Un diagrama de los valores aplicados al sumatorio sobre los valores de medida del sensor de humedad.

Descripción de los ejemplos de ejecución

La Figura 1 muestra un dispositivo 10 para el funcionamiento de un limpiaparabrisas 12 para un cristal no representado de un vehículo a motor, que se acciona mediante un motor. Una unidad de control 16 supervisa el motor 14 mediante señales de control 18. La unidad de control 16 contiene valores de medida Us, por ejemplo de un sensor óptico de humedad 22, que funciona según el principio de la reflexión total en el cristal, es decir, según la refracción de los rayos de luz del cristal por medio de las gotas de agua que se encuentren en su superficie. Para el análisis de los valores de medida Us, la unidad de control 16 muestra un emisor de valores incrementales 24, un diferencial de valores 26, una memoria 28 y un nivel de análisis 30 Para la conexión y desconexión de la unidad de control y, con ello, del movimiento del limpiaparabrisas, se ha previsto un elemento de control 36.

En una conformación ampliada del ejemplo de ejecución, un sensor de temperatura 32 proporciona señales de entrada 34 a la unidad de control 16. Éstas son valoradas por un control del programa 38, y se registran, para la corrección de lo valores de medida Us procedentes del sensor 22, en la memoria 28.

La Figura 2 muestra un desarrollo construido, a modo de ejemplo, de una señal del sensor de humedad, que al principio se corresponde con un cristal seco, y, en otro paso, vuelve a recibirse por una humedad creciente en el cristal. Los valores de medida Us de la señal se aplican a los parámetros de señal intensificados que correspondan, en valores incrementales Ink por el tiempo. Los valores de medida Us del sensor de humedad 22 son registrados y evaluados con un intervalo de tiempo ti de, por ejemplo, 6 milisegundos, por la unidad de control 16. Cuanto mayor sea el grado de reflexión del sensor de humedad 22, mayor será la limpieza del cristal del vehículo, y mayor el valor de medida Us. La flecha T señala la reducción de la señal de los valores de medida Us en el aumento de la temperatura del sensor de humedad.

La Figura 3 muestra una tabla para el cálculo de las diferencias de los valores de medida Us y de un sumatorio \Sigma de ahí resultante, en la memoria 28 del ejemplo de los valores de medida Us de la Figura 2. Todos los valores recogidos se señalan en los incrementales Ink. El sumatorio \Sigma comienza, así, con el valor inicial 105.

La Figura 4 muestra el sumatorio \Sigma que comienza con el valor inicial y formada a partir de las diferencias de los valores de medida Us, en función de los valores de medida Us del sensor de humedad 22, señalados en los valores incrementales Ink. Los valores del sumatorio \Sigma se ven limitados en cualquier zona que sea menos que la ona de los valores de medida Us, y, pues, por un primer valor de limitación \Sigma1, que aquí se corresponde con el valor inicial 105 Ink, y un segundo valor de limitación \Sigma2, que aquí está en 95 Ink. Aproximadamente en la mitad de esta zona, se encuentra el umbral que se haya fijado por la unidad de control 16, aquí en 100 Ink.

Al mayor valor de medida que se haya logrado Us = 207 Ink para un cristal limpio, sin capa de humedad, se asocia el primer valor de limitación \Sigma = 105 Ink. El desarrollo de la curva es lineal, hasta llegar al segundo valor de limitación \Sigma2 = 95 Ink. Si descendiera el valore de medida por debajo del segundo valor de limitación \Sigma2, entonces se mantendría constante el valor del sumatorio \Sigma de la unidad de control 16. La curva representada de la Figura 4 es adecuada para valores de medida Us crecientes y decrecientes del sensor de humedad 22.

El modo de funcionamiento del dispositivo acorde a la invención se describe ahora mediante las Figuras 2, 3 y 4.

El conductor de un vehículo a motor puede conectar y desconectar el dispositivo limpiaparabrisas mediante el accionamiento del elemento de control 36. En caso de lluvia, se conecta el dispositivo, de modo que la unidad de control 16 guía una primera señal de control 18 a la activación de la escobilla 12 en el motor del limpiaparabrisas 14, y la escobilla 12 limpia durante al menos un primer ciclo del limpiaparabrisas. Mientras, sin embargo, como muy tarde tras el último limpiado corto del limpiaparabrisas por parte del sensor de humedad 22 con la escobilla 12, la unidad de control 16 contiene valores de medida Us del sensor de humedad 22, aquí representados para un intervalo de tiempo (formado) de forma fuertemente reducida de t = 84 ms. Estos son evaluados de la manera que sigue, por la unidad ce control 16.

Como se ve claramente en la Figura 2, el suministrador de valores incrementales 24 se asocia a los valores de medida Us, tras los valores incrementales Ink discretos de cada intervalo de tiempo ti. A modo de suministrador de valores incrementales 24, puede utilizarse, por ejemplo, un temporizador. Los valores de medida Us y/o los valores incrementales Ink se asocian, tras la formación previa de valores recíprocos, y la multiplicación con un factor, para la obtención de valores mayores que 1, al diferencial de valores 26. Ahí, se sustrae el valor de medida Us y/o valor incremental Ink actual del valor de medida Us y/o del valor incremental Ink anterior, y se describe la diferencia con signos aritméticos en la memoria 28. En la memoria 28, preferiblemente una memoria RAM, se suman las diferencias y se genera el sumatorio \Sigma.

Como se ve claramente a modo de ejemplo en la Figura 3, en la puesta en marcha del dispositivo 10 por parte del conductor, se registra el primer valor de limitación \Sigma1 a modo de valor de inicio (aquí, 105 Ink), para el sumatorio \Sigma, en la memoria 28. Tras el primer ciclo del limpiaparabrisas de la escobilla 12, se mejora el estado del cristal, y los valores de medida Us del sensor de humedad 22 crecen rápidamente. Debido a las ondas superficiales evaporadas sobre el cristal, el aumento de los valores de medida Us tiene una mayor duración que el proceso de limpiado del parabrisas de la superficie activa del sensor. Las diferencias positivas formadas no se suman en el valor inicial de la memoria 28, y asocian, por eso, el primer valor de limitación 1 al estado del cristal más limpio que se haya originado mediante este ciclo del limpiaparabrisas (aquí Us = 207 Ink). Al mismo tiempo, también los umbrales S y el segundo valor de limitación \Sigma2, sí como cada uno de los otros valores del sumatorio \Sigma, se asocian nuevamente a los valores Us, es decir, toda la zona del sumatorio \Sigma se desplaza con la asociación del primer valor de limitación \Sigma1 (como se señala en la Figura 4, hacia la izquierda, mediante puntos), hasta el máximo valor de medida Us.

A modo de valor inicial, también puede usarse cualquier otro valor que esté entre los valores de limitación \Sigma1, \Sigma2, del sumatorio \Sigma, incluyendo aquí los valores entre 95 Ink y 105 Ink. En este caso, las diferencias positivas formadas se añaden al sumatorio \Sigma, hasta que se alcance el primer valor de limitación \Sigma1. Se toma en consideración que los valores iniciales dentro del umbral S llevan a una activación directa de la actividad del limpiaparabrisas, tras la activación del dispositivo 10. Como la solución más significativa, se ofrece, por tanto, el uso del primer valor de limitación \Sigma1 a modo de valor inicial.

Con esto, se realiza, en la puesta en marcha del dispositivo 10, únicamente la asociación La puesta en marcha significa, por ejemplo, que el conductor cierra el contacto del vehículo y, con ello, ha accionado por primera vez el elemento de control 36. No son necesarias otras asociaciones durante la conducción, pues no se producen otras manifestaciones de envejecimiento del sensor de humedad 22 en este corto lapso de tiempo. Sin embargo, en una nueva puesta en marcha posterior del dispositivo 10 y/o en un momento posterior del funcionamiento del limpiaparabrisas, debería transmitirse el valor de medida Us mayor, que sea mayor que el anteriormente transmitido, es decir, si se presenta un estado limpio o seco del cristal o una mayor intensificación de la señal, entonces, ésta se asocia al primer valor de limitación \Sigma1, según el método anteriormente descrito.

En la capa creciente de humedad del cristal, disminuyen los valores de medida Us del sensor de humedad 22 y el sumatorio \Sigma en la memoria 28. En caso de que el valor del sumatorio \Sigma esté por debajo del umbral S, entonces el nivel de análisis 30 subordinado a la memoria 28 lo reconoce como lluvia, y emite una señal de control 18 para la nueva puesta en marcha del motor 14. La escobilla 12 limpia el cristal y cubre, así, el sensor de humedad 22. Los valores de medida crecen, así, una vez más, de modo que el valor del sumatorio \Sigma vuelve a sobrepasar el umbral S. En caso de precipitación persistente, los valores de medida Us vuelven a disminuir, y, si se queda por debajo del umbral S, se vuelve a accionar el funcionamiento del limpiaparabrisas. En función de la densidad de la precipitación, se realiza, por ejemplo, un funcionamiento del parabrisas intermitente con una duración de intervalo variable.

Preferiblemente, también se puede formar el umbral S de forma variable, de modo que, para las diferentes condiciones atmosféricas, se puede regular la sensibilidad del sensor de humedad 22. Así, igualmente, puede darse un reconocimiento del día/noche para el ajuste de la sensibilidad.

En los primeros minutos tras la puesta en marcha, aumenta rápidamente la temperatura del sensor de humedad 22, y a partir de ahí ya sólo aumenta lentamente. El ascenso de la temperatura lleva, en una capa constante del cristal, a una reducción, primero rápida y luego lenta, de los valores de medida Us. En la Figura 2, de este modo, la curva para los valores de medida Us se desplaza en la dirección de la flecha T intermitente, y el umbral S invariable de la Figura 4 ya se alcanza antes, es decir, con una capa más liviana. En un aso extremo, se tomaría la escobilla 12 en funcionamiento, aunque no hubiera ninguna humedad en el cristal.

Para compensar este efecto de temperatura, se añaden desde el control de programa 38 conformado como un medio para la compensación de temperatura, incrementos de corrección adicionales al sumatorio \Sigma en la memoria 28. Como el desarrollo de la variación de la temperatura se distingue, el control de programa 38 puede programarse correspondientemente. El valor del sumatorio \Sigma aumenta en los incrementos de corrección correspondientes, para reducir los valores de medida Us mediante el efecto de temperatura, de modo que, con una capa constante en el cristal, el sumatorio \Sigma permanece constante. Por ejemplo, para la compensación de la inestabilidad de temperatura al comienzo de la fase de accionamiento, se añade un incremento por segundo y, tras la fase de accionamiento, un incremento cada cinco minutos, al sumatorio \Sigma. En total, sea añaden aproximadamente 80 incrementos de corrección al sumatorio \Sigma, para corregir la variación de nivel condicionada por la temperatura en aproximadamente un 30%. Si el sensor de humedad 22 se encuentra aproximadamente entre cinco y 10 minutos en un equilibrio térmico, no se añade ningún otro incremento de corrección al respecto.

El aumento de la temperatura ambiente se toma en consideración, para que su máxima variación posible, de acuerdo con la práctica, se encuentre en aproximadamente 20º Celsius cada 5 minutos, y se corrija a tanto alzado tras la fase de accionamiento: si, por ejemplo, el valor del sumatorio \Sigma se encuentre por debajo del primer valor de limitación \Sigma1, se añade constantemente un incremento cada seis segundos al sumatorio \Sigma.

En el enfriamiento de la temperatura ambiente, aumentan los valores de medida Us (intensificación de la señal), y se realiza la asociación de los valores máximos de medida Us al primer valor de limitación \Sigma1, según el método descrito al comienzo, y no debe volver a tomarse en consideración.

En un ejemplo de ejecución alternativo, se mide, mediante el sensor de temperatura 32, la temperatura del sensor 22 y/o del ambiente, de modo que, en el aumento de la temperatura ambiente o de funcionamiento, se compensa la influencia de la temperatura en el valor de medida Us desde los niveles de análisis 30.

En un ejemplo de ejecución perfeccionado, se forman en principio valores medios, a partir de los valores de medida Us. En la formación de valores medios, se transmiten valores de medida Us durante un periodo de tiempo corto (aquí, 24 ms), o con una cantidad fijada (aquí, 4 valores de medida). Así, es indiferente si los valores medios se forman directamente con el registro del primer valor de medida Us, o justo después del registro de la cantidad o del periodo de tiempo determinados. Se recurre a estos, entonces, en lugar de a los valores de medida Us para el cálculo de las diferencias, como en los valores independientes ya presentados anteriormente. La diferencia calculada se añade con signos aritméticos al sumatorio \Sigma en la memoria 28. El análisis del sumatorio \Sigma se realiza mediante el nivel de análisis 30. Al primer valor de limitación \Sigma1 se asocial el máximo valor medio. En las Figuras 3 y 4, se registra, en lugar del valor de medida Us, en Ink, lo hace el valor medio en Ink. Un análisis adicional de los valores de medida independientes Us en el nivel de análisis 30, permite la determinación de una tendencia.

En otro ejemplo de ejecución, se añaden a la memoria 28, en lugar de las diferencias calculadas, las diferencias valoradas en el sumatorio E. Con esto, se añade, por ejemplo, en una diferencia de 1 a 5 Ink, el mismo valor al sumatorio \Sigma, aunque, en las diferencias de 5 a 10 Ink o más, sólo se añade correspondientemente un valor proporcionalmente menor que la diferencia. Con esto, el reconocimiento de humedad es sensible en caso de que haya poca humedad, y se insensibiliza a los grandes cambios de humedad.

Claims (11)

1. Un dispositivo (10) para el funcionamiento de un limpiaparabrisas (12), preferiblemente para el cristal de un vehículo a motor, con un motor del limpiaparabrisas (14), una unidad de control (16) con memoria (28) y un sensor de humedad (22) para el registro del estado de funcionamiento de un cristal, cuyos valores de medida (Us) varían crecientemente en el estado de funcionamiento, preferiblemente disminuyen, con lo que la unidad de control (16) incorpora y analiza los valores de medida (Us), y, en función de estos valores de medida (Us), al llegar a un umbral (S), controla el motor del limpiaparabrisas (14), con lo que la unidad de control (16) asocia los valores incrementales (Ink) a los valores de medida (Us), cada vez que se añada la diferencia de dos valores incrementales (Ink) consecutivos, con signos aritméticos, en la memoria (28), a un sumatorio (\Sigma) de las diferencias formadas anteriormente del mismo modo, y, con ello, la unidad de control (16), al alcanzar, preferiblemente, estar por debajo del umbral (S), da lugar a un funcionamiento del limpiaparabrisas mediante el sumatorio (\Sigma) almacenado en la memoria, caracterizado porque la unidad de control (16) muestra un medio para la compensación de la temperatura que corrige el sumatorio (\Sigma) mediante incrementos de corrección.

2. El dispositivo (10), según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (16) forma un valor medio de al menos dos valores incrementales (Ink) de valores de medida (Us) consecutivos y, correspondientemente, añade la diferencia de dos valores medios consecutivos con signos aritméticos en la memoria (28), al sumatorio (\Sigma) de las diferencias formadas anteriormente del mismo modo.

3. El dispositivo (10), según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en la unidad de control (16) se determinan cualquier primer valor de limitación (\Sigma1) fijado y, a distancia de este, un segundo valor de limitación (\Sigma2) del sumatorio (\Sigma), con lo que el primer valor de limitación (\Sigma1) se encuentra asociado al valor de medida (Us) del sensor de humedad (22) en un cristal seco o limpio.

4. El dispositivo (10), según la reivindicación 3, caracterizado porque el primer valor de limitación (\Sigma1) está inscrito a modo de valor inicial para el sumatorio (\Sigma) en la memoria (28).

5. El dispositivo (10), según la reivindicación 3, caracterizado porque el umbral (S) se encuentra entre el primer y el segundo valor de limitación (\Sigma1, \Sigma2), y se realiza preferiblemente de forma variable.

6. El dispositivo (10), según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se realiza un registro de la temperatura para la compensación de temperatura, mediante un sensor de temperatura (32).

7. El dispositivo (10), según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de control (16) contiene un suministrador de valores incrementales (24), un diferencial de valores (26), un medio para la compensación de la temperatura (38) y un nivel de análisis (30).

8. Un dispositivo (10) para el funcionamiento de un limpiaparabrisas (12), preferiblemente para el cristal de un vehículo a motor, con un motor del limpiaparabrisas (14), una unidad de control (16) con memoria (28) y un sensor de humedad (22) para el registro del estado de funcionamiento de un cristal, cuyos valores de medida (Us) varían crecientemente en el estado de funcionamiento, preferiblemente disminuyen, con lo que los valores de medida (Us) son incorporados y analizados por la unidad de control (16) y, en función de estos valores de medida (Us), al llegar a un umbral (S), el motor del limpiaparabrisas (14) es accionado por la unidad de control (16), con lo que, mediante la unidad de control (16), los valores incrementales (Ink) están asociados a los valores de medida (Us), y cada vez que se añada la diferencia de dos valores incrementales (Ink) consecutivos, con signos aritméticos, en la memoria (28), a un sumatorio (\Sigma) de las diferencias formadas anteriormente del mismo modo, y, al alcanzar, preferiblemente, estar por debajo del umbral (S), mediante el sumatorio (\Sigma) almacenado en la memoria, se da lugar al funcionamiento del limpiaparabrisas por parte de la unidad de control (16), caracterizado porque el sumatorio (\Sigma), mediante la unidad de control (16), se corrige, especialmente se totaliza, en la temperatura variable, especialmente creciente, del sensor de humedad (22), con incrementos de corrección.

9. El dispositivo (10), según la reivindicación 8, caracterizado porque un valor medio se forma a partir de al menos dos valores incrementales (Ink) a partir de valores de medida (Us) consecutivos, y, correspondientemente, la diferecia de los valores medios consecutivos se suma con signos aritméticos al sumatorio (\Sigma) a partir de las diferencias formadas anteriormente del mismo modo.

10. El dispositivo (10), según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque, en la unidad de control (16), se registra cualquier primer valor de limitación (\Sigma1) a modo de valor inicial para el sumatorio (\Sigma), en la memoria (28).

11. El dispositivo (10), según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque, en la unidad de control, se fija cualquier segundo valor de limitación (\Sigma2) fijado de la suma, con lo que, al alcanzar el segundo valor de limitación (\Sigma2) y haber una humedad creciente, el sumatorio (\Sigma) se fija en el valor del segundo valor de limitación (\Sigma2).