WO1995010434A1 - Einrichtung für die automatische steuerung eines scheibenwischermotors - Google Patents

Einrichtung für die automatische steuerung eines scheibenwischermotors

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WO1995010434A1
WO1995010434A1 PCT/DE1994/001134 DE9401134W WO9510434A1 WO 1995010434 A1 WO1995010434 A1 WO 1995010434A1 DE 9401134 W DE9401134 W DE 9401134W WO 9510434 A1 WO9510434 A1 WO 9510434A1
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signal
threshold
curve
function curve
moisture
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PCT/DE1994/001134
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Inventor
Bernhard DRÖGE
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Etablissement Voralp
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Publication date
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Priority to EP94928261A priority patent/EP0720547B1/de
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Priority to US08/624,594 priority patent/US5729105A/en
Priority to DE59403200T priority patent/DE59403200D1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B60S1/0818—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S318/00—Electricity: motive power systems
    • Y10S318/02—Windshield wiper controls

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.
  • windshield wiper controls have also been proposed which have a sensor which detects the moisture on the windshield and automatically controls the windshield wiper as a function of the moisture.
  • Such a windshield wiper control has the disadvantage, however, that wiping is also carried out when it has stopped raining, because the set threshold value can then still be exceeded. As a result, the windshield wiper would be switched off too late and wipe dry.
  • Windshield wiper motor causes.
  • a sensor which differentiates the water drops hitting the windshield according to their size (EP-A-0 549 010).
  • This sensor has two electrodes, between which there are gaps that change in size. As a result, large gaps are only bridged by large drops.
  • an optical rain sensor for a windshield wiper control which contains a plurality of light transmitters and receivers, the light signals received by a light receiver being compared with a reference level. If the reference level is exceeded, the sensor emits a signal. On the basis of the number of level violations, the state on the outside of the windshield is inferred (US Pat. No. 4,867,561).
  • the disadvantage here is that about fifteen Light transmitters and receivers must be used.
  • a device for the automatic control of a windshield wiper motor which is equipped with a moisture sensor which is dependent on
  • This device also has an evaluation device which evaluates the signal of the moisture sensor, the sensor output signal changing over time.
  • a circuit arrangement is provided, which is provided with a switch-on threshold dependent on the sensor signal.
  • Jump behavior of a direct or alternating current and amplifies it.
  • a counter is provided in the known control, which is reset to zero after each triggering of the windshield wiper motor. However, the number of times a threshold value curve has been exceeded by a curve generated by the sensor is not counted.
  • the invention is based on the object of evaluating the output signal of only one moisture sensor in such a way that different moisture states on a windshield can be distinguished.
  • the advantage achieved by the invention is, in particular, that the mere counting of events on the windshield that lead to a change in moisture can be used to infer various moisture states.
  • the windscreen wiper motor is activated in accordance with these moisture conditions.
  • Fig. 1 shows the output signal of a moisture sensor with one of these
  • FIG. 2 shows an output signal and a function value signal corresponding to FIG. 1, but in the output signal there is a pulse-like change with a large amplitude
  • 3 shows a sensor output signal with an associated function value signal, two pulse-like changes with large amplitude occurring in close proximity to one another in the sensor output signal
  • Fig. 4 shows a sensor output signal with associated function value signal, the sensor output signal constantly approaching the function value signal.
  • FIG. 1 shows the output signal 1 of a moisture sensor, not shown, which changes as a function of the moisture present on the outside of a windshield.
  • This moisture sensor can be designed, for example, as it is shown in FIG. 3 of WO 90/08680, ie. H. consist of an ohmic resistance, which is located on the outside of a windshield and changes depending on the moisture present.
  • This sensor is wiped by at least one wiper blade.
  • this sensor optically, capacitively or in some other way.
  • the figures described below relate to an ohmic resistance, which can change in the range from 0 to ⁇ ohms.
  • the resistance range which occurs in practice extends from approximately 10 k ⁇ to 100 M ⁇ , which is indicated on the non-linear ordinate of FIG. 1.
  • the time period considered in FIG. 1 is approximately 10 seconds. Similar representations would result if the conductance was given on the ordinate instead of the resistance.
  • the term “threshold value violation” or “threshold value violation” used below is therefore only clearly defined in connection with the seconds considered in each case.
  • the ordinate on which the resistance is plotted is not linear, but quasi-logarithmic.
  • the amplitude of the output signal S is sampled cyclically, for example with a clock frequency of 10 kHz.
  • a function wide curve F which represents a threshold value curve.
  • this threshold value curve is a straight line running parallel to the abscissa. However, it can be changed so that it is basically a variable threshold value curve that can be generated with specific switching elements (WO 90/08680) or by means of a programmed computer.
  • the respectively valid threshold value is based on the maximum value occurring with output signal 1.
  • the criterion for triggering the windshield wiper motor is the number of moisture events on the windshield that exceed a certain threshold value. This number can be set freely. According to the example in FIG. 1, six events are required in order to activate the windshield wiper motor.
  • the sensor output signal S is approximately constant, ie there is no moisture event on the windshield.
  • a raindrop or an insect on the sensor and causes the ohmic resistance to drop suddenly by a certain amount.
  • the resistance does not only change in general, but by a certain amount. This amount of change is so large that the function value curve F is undershot.
  • To take an amount of change for the decisive criterion is already known from the mentioned WO 90/08680.
  • the drop below the threshold F is determined and stored. Although the amount of change in moisture has reached the value required for switching on the windshield wiper, it should not be switched on because the reduction in resistance could be a one-time event which did not involve switching on the wiping process worth it.
  • the moisture evaporates due to the wind, heat or other factors. what is expressed by curve section I.
  • the wiper which in the present case is a single-arm wiper, now begins to wipe. At the beginning of the wiping process, the memory that counted and saved the previous events is deleted.
  • a new function threshold F is calculated.
  • the distance a between the curve V and the new threshold value F is determined by a predetermined formula, which, however, allows adjustable parameters, i. H. the distance a can be adjusted according to the respective requirements or needs. It is thus also possible to accommodate individual requests and to set the automatic wiper system to be “sensitive” or “less sensitive”.
  • Another event occurs at time t ⁇ , but this time it is above the new threshold. However, no attention is paid to wiper activity. However, the sensor value S represents a new maximum after the threshold value has been reset to F ', so that a new threshold value F "is calculated again. The further event which occurs at time tg lies above this new threshold value , whereby neither the windshield wiper is influenced nor a new threshold value is calculated.
  • flank D The start of sweeping over the sensor on the way back of the wiper blade
  • the flank labeled E characterizes the moisture state when the wiper blade leaves the sensor.
  • edge G The end of the wiping process is identified by edge G.
  • the time period between the flanks G and A is generally predetermined by the respective wiper installed in the motor vehicle. Since the arrangement according to the invention can also be used retrospectively with existing windshield wipers of any kind, the respective time segment A - G is irrelevant. Rather, the essential information is obtained from the flanks D and E, the steepness in the curve region X possibly also being determined.
  • a high resistance value is established, which is characterized by the curve piece XI.
  • the threshold value F rises to its old level.
  • the new event occurring at time t j 2 remains irrelevant because it does not reach the threshold value F.
  • FIG. 2 shows the change in a sensor output signal S when a unique and thick one occurs
  • the resistance increases again after the rapid decrease, which is characterized by the edge H.
  • the deep drop in the resistance value according to edge M does not trigger the windshield wiper however, that the function value threshold is redefined.
  • the curve area N of the function value F ' the curve has a staircase shape, which results from the digital extrapolation of the new threshold value.
  • threshold F ' Do not fall below threshold F '. They also do not form a new threshold since they do not contain any new maxima.
  • FIG. 3 shows curve profiles which largely correspond to the curve profile in FIG. 2. Unlike there, however, the wiper is operated. As can be seen from FIG. 3, a large event occurs at time t j . This major event is followed by another major event at time t2. The windshield wiper is then activated immediately, which means that it does not count up until six events have occurred, but switches to two events. The number Z of moisture events that lead to the triggering of the windshield wiper is therefore itself a function of the magnitude of the moisture change. The function value F is newly determined, which results in the function value F '.
  • the flanks K and L at times t and i ⁇ indicate the changes in resistance which result when the wiper blade sweeps over the sensor on its way out.
  • flanks P and Q indicate that the sensor is swept by the wiper blade on the way back.
  • S and F are back on their old one
  • the wiper is activated between t $ and t2-
  • Curve R denotes the sensor output signal when the wiper touches the sensor on the way there.
  • the curve T denotes the signal when the wiper has left the sensor on the way there.
  • the functional threshold value F " is adapted to the curve T. If the wiper touches the sensor on the way back, the resistance value drops again rapidly, which is indicated by the edge U. If the sensor is exited by the wiper blade on the way back , the resistance curve rises, which is characterized by the curve section W. As the resistance curve rises, the functional curve is also extrapolated, which is represented by the curve section X. The windshield wiper is switched on between times t3 and t2.
  • the curve section X has a staircase shape which results from the fact that each new maximum value of W requires a digital recalculation of the function value F.
  • the invention can be implemented with the aid of discrete switching elements or with the aid of programmed computers. Since the discrete switching means for implementing the invention are known, they need not be described in more detail.
  • the sensor signal represents a change in resistance, capacitance or a light reflection factor. It is only essential that there is a functional relationship between the sensor signal and the moisture on the windshield.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die automatische Steuerung eines Scheibenwischermotors. Diese Einrichtung weist einen Feuchtigkeitssensor auf, der in Abhängigkeit von der auf der Windschutzscheibe oder an einer sonstigen Stelle eines Kraftfahrzeugs befindlichen Feuchtigkeit ein Signal abgibt, so daß dieses Signal gewissermaßen eine analoge Abbildung der über der Zeit veränderlichen Feuchtigkeit ist. Das Ausgangssignal des Sensors wird in der Weise ausgewertet, daß es fortwährend mit einem Schwellwert verglichen wird, der geändert werden kann. Jedesmal, wenn dieser Schwellwert durch eine impulsförmige Änderung des Ausgangssignals des Sensors erreicht oder überschritten wird, wird dieses Ereignis gezählt. Ist eine bestimmte Anzahl Z derartiger Ereignisse aufgetreten, wird der Scheibenwischermotor eingeschaltet.

Description

EINRICHTUNG FÜR DIE AUTOMATISCHE STEUERUNG EINES SCHEIBENWISCHERMOTORS
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Um bei einer Fahrt durch den Regen mit einem Kraftfahrzeug gute Sicht auf die Fahrbahn zu behalten, ist es seit langem üblich, Scheibenwischer vorzusehen, welche die Windschutzscheibe wenigstens für eine bestimmte Zeit freimachen. Diese Scheibenwischer werden durch einen manuell betätigbaren Scheibenwischerschalter oder -hebel aktiviert, wobei bisweilen drei Schaltstellungen vorgesehen sind: eine für langsames Wischen, eine für schnelles Wischen und eine für Intervall- Wischen. Zu¬ sätzlich kann noch eine Wisch-Wasch-Schaltung vorgesehen sein, bei deren Betäti¬ gung Wasser aus einem Behälter auf die Scheibe gespritzt wird, um diese zu säubern.
Weil die manuelle Betätigung des Scheibenwischers insbesondere bei wechselhaftem
Wetter lästig ist, wurden auch schon Scheibenwischersteuerungen vorgeschlagen, welche einen Sensor aufweisen, der die Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe er¬ kennt und automatisch den Scheibenwischer in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit ansteuert.
Bei der einfachsten Form der automatischen Scheibenwischersteuerung wird ledig¬ lich das Auftreten von Feuchtigkeit auf der Scheibe festgestellt und anschließend der Scheibenwischer betätigt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß bereits bei geringsten Feuchtigkeiten, die für den Fahrer nicht wahrnehmbar sind, der Scheibenwischer in Aktion tritt. Um diesen Nachteil zu beheben, kann man einen Feuchtigkeits-Schwell- wert festlegen, wobei erst bei dessen Überschreiten der Scheibenwischer betätigt wird.
Eine derartige Scheibenwischersteuerung hat indessen den Nachteil, daß auch dann noch gewischt wird, wenn es aufgehört hat zu regnen, weil dann immer noch der ein¬ gestellte Schwellwert überschritten sein kann. Als Folge hiervon würde der Scheiben¬ wischer zu spät abgeschaltet und trocken wischen.
Um zwischen wirklichem Regen und bloßen Wasserschlieren unterscheiden zu kön- nen, wurde bereits vorgeschlagen, neben dem erwähnten Schwellwertschalter auch noch eine Anordnung vorzusehen, die feststellt, ob die Feuchtigkeit zu- oder ab¬ nimmt (DE-A-37 22 510). Nur wenn beide Bedingungen vorliegen - die vorgegebene Feuchtigkeitsschwelle ist überschritten und die Feuchtigkeit nimmt zu -, wird der Scheibenwischer aktiviert. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß sie bereits bei kleinster Feuchtigkeitszunahme auf der Windschutzscheibe eine Auslösung des
Scheibenwischermotors bewirkt.
Damit nicht bei jeder unwesentlichen Feuchtigkeitszunahme der Scheibenwischer be¬ tätigt wird, ist vorgeschlagen worden, nur dann eine Auslösung vorzunehmen, wenn der Betrag der Feuchtigkeitszunahme einen bestimmten Wert übersteigt (WO
90/08680).
Bei einer anderen bekannten Anordnung wird ein Sensor verwendet, der die auf der Windschutzscheibe auftreffenden Wassertropfen nach ihrer Größe unterscheidet (EP- A-0 549 010). Dieser Sensor weist zwei Elektroden auf, zwischen denen Lücken be¬ stehen, die sich in ihrer Größe verändern. Hierdurch werden große Lücken nur durch große Tropfen überbrückt.
Weiterhin ist ein optischer Regensensor für eine Scheibenwischersteuerung bekannt, der mehrere Lichtsender und -empfänger enthält, wobei die von einem Lichtempfän¬ ger empfangenen Lichtsignale mit einem Bezugspegel verglichen werden. Wird der Bezugspegel überschritten, gibt der Sensor ein Signal ab. Aufgrund der Anzahl der Pegelüberschreitungen wird auf den Zustand auf der Außenseite der Windschutz¬ scheibe geschlossen (US-PS 4 867 561). Nachteilig ist hierbei, daß etwa fünfzehn Lichtsender und -empfänger eingesetzt werden müssen.
Ferner wurde in der nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift 42 17 391 eine Einrichtung für die automatische Steuerung eines Scheibenwischermotors vorgeschlagen, die mit einem Feuchtigkeitssensor ausgerüstet ist, der in Abhängig-
" keit von der Feuchtigkeit ein Signal abgibt (DE-A-4217 391). Diese Einrichtung ver¬ fügt auch über eine Auswerteeinrichtung, die das Signal des Feuchtigkeitssensors auswertet, wobei sich das Sensorausgangssignal mit der Zeit ändert. Darüber hinaus ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, welche mit einer vom Sensorsignal abhän- gigen Einschaltschwelle versehen ist.
Schließlich ist auch noch eine selbsttätige Steuerung von Kraftfahrzeug-Scheiben- wischanlagen bekannt, bei der ein kapazitiver Feuchtefühler vorgesehen ist und bei dem zur Signalauswertung ein Im puls Verstärker zur Anwendung kommt (DE-A- 2 630 470). Dieser Impulsverstärker siebt das durch Regentropfen verursachte
Sprungverhalten eines Gleich- oder Wechselstroms aus und verstärkt es. Außerdem ist bei der bekannten Steuerung ein Zähler vorgesehen, der nach jeder Auslösung des Scheibenwischermotors auf Null zurückgesetzt wird. Eine Zählung der Anzahl der Überschreitungen einer Schwellwertkurve durch eine vom Meßfühler erzeugte Kurve findet hierbei jedoch nicht statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ausgangssignal nur eines Feuchtig¬ keitssensors in der Weise auszuwerten, daß verschiedene Feuchtigkeitszustände auf einer Windschutzscheibe unterschieden werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch das bloße Auszählen von Ereignissen auf der Windschutzscheibe, die zu einer Feuchtig- keitsänderung führen, auf verschiedene Feuchtigkeitszustände geschlossen werden kann. Entsprechend diesen Feuchtigkeitszuständen wird der Scheibenwischermotor aktiviert.
Anhand der nachfolgend beschriebenen Zeichnungen wird die Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Ausgangssignal eines Feuchtigkeitssensors mit einem diesem
Ausgangssignal zugeordneten Funktionswertsignal, wobei in dem Aus- gangssignal mehrere impulsförmige Änderungen mit mittleren
Amplituden vorliegen; Fig. 2 ein Ausgangssignal und ein Funktionswertsignal entsprechend Fig. 1, wobei jedoch im Ausgangssignal eine impulsförmige Änderung mit großer Amplitude vorliegt; Fig. 3 ein Sensor-Ausgangssignal mit einem zugehörigen Funktionswertsignal, wobei dicht aufeinander zwei impulsförmige Änderungen mit großer Amplitude im Sensor- Ausgangssignal auftreten; Fig. 4 ein Sensor- Ausgangssignal mit zugehörigem Funktionswertsignal, wobei sich das Sensor-Ausgangssignal dem Funktionswertsignal stetig nähert.
In der Fig. 1 ist das Ausgangssignal 1 eines nicht dargestellten Feuchtigkeitssensors dargestellt, das sich in Abhängigkeit von der auf der Außenseite einer Windschutz¬ scheibe vorhandenen Feuchtigkeit ändert. Dieser Feuchtigkeitssensor kann beispiels- weise so ausgebildet sein, wie er in der Fig. 3 der WO 90/08680 dargestellt ist, d. h. aus einem ohmschen Widerstand bestehen, der sich auf der Außenseite einer Wind¬ schutzscheibe befindet und in Abhängigkeit von der vorhandenen Feuchtigkeit ändert. Dieser Sensor wird von wenigstens einem Wischerblatt überwischt. Es ist jedoch auch möglich, diesen Sensor optisch, kapazitiv oder auf sonstige Weise auszu- bilden.
Die nachfolgend beschriebenen Figuren beziehen sich indessen auf einen ohmschen Widerstand, der sich im Bereich von 0 bis ∞ Ohm verändern kann. Der in der Praxis auftretende Widerstandsbereich erstreckt sich von etwa 10 kΩ bis 100 MΩ, was auf der nicht-linearen Ordinate der Fig. 1 angedeutet ist. Der in Fig. 1 betrachtete Zeit¬ raum beträgt etwa 10 Sekunden. Ähnliche Darstellungen würden sich auch ergeben, wenn statt des Widerstands der Leitwert auf der Ordinaten angegeben wäre. Die nachfolgend verwendete Bezeichnung Schwellwertüberschreitung bzw. Schwellwert- unterschreitung ist deshalb nur im Zusammenhang mit den jeweils betrachteten Sekunden eindeutig bestimmt. Die Ordinate, auf welcher der Widerstand aufgetragen ist, ist nicht linear, sondern quasi-logarithmisch.
Die Amplitude des Ausgangssignals S wird zyklisch abgetastet, beispielsweise mit einer Taktfrequenz von 10 kHz.
Unterhalb des Ausgangssignals S ist eine Funktionsweitkurve F dargestellt, die eine Schwellwertkurve darstellt. Im allgemeinen ist diese Schwellwertkurve eine parallel zur Abszisse verlaufende Gerade. Sie kann jedoch verändert werden, so daß es sich im Grunde um eine variable Schwellwertkurve handelt, die mit konkreten Schalt- mittein (WO 90/08680) oder mittels programmierter Rechner erzeugt werden kann.
Der jeweils gültige Schwellwert orientiert sich hierbei an dem beim Ausgangssignal 1 auftretenden Maximalwert.
Das Kriterium für die Auslösung des Scheibenwischermotors ist im Beispiel der Fig. 1 die Zahl der Feuchtigkeitsereignisse auf der Windschutzscheibe, die einen be¬ stimmten Schwellwert überschreiten. Diese Zahl kann frei festgelegt werden. Gemäß dem Beispiel der Fig. 1 sind sechs Ereignisse erforderlich, um den Scheibenwischer¬ motor zu aktivieren.
Während der betrachteten ersten 0,6 Sekunden ist das Sensor-Ausgangssignal S in etwa konstant, d. h. es tritt auf der Windschutzscheibe kein Feuchtigkeitsereignis auf. Im Zeitpunkt tj trifft z. B. ein Regentropfen oder ein Insekt auf den Sensor und be¬ wirkt, daß sich der ohmsche Widerstand schlagartig um einen bestimmten Betrag ab¬ senkt. Der Widerstand ändert sich also nicht nur allgemein, sondern um einen be- stimmten Betrag. Dieser Änderungsbetrag ist so groß, daß die Funktionswertkurve F unterschritten wird. Einen Änderungsbetrag zum entscheidenden Kriterium zu neh¬ men, ist bereits aus der erwähnten WO 90/08680 bekannt.
Da das Ausgangssignal S fortwährend abgetastet und mit dem variablen Schwellwert F verglichen wird, wird die Unterschreitung des Schwellwerts F festgestellt und ge¬ speichert. Obgleich der Betrag der Änderung der Feuchtigkeit den für die Einschal¬ tung des Scheibenwischers erforderlichen Wert erreicht hat, soll dennoch nicht einge¬ schaltet werden, weil es sich bei der Widerstandsabsenkung um ein einmaliges Ereig¬ nis handeln könnte, bei dem eine Einschaltung des Wischvorgangs nicht lohnt. Durch den Fahrtwind, Wärme oder andere Einflußgrößen verdunstet die Feuchtigkeit wie- der, was durch den Kurvenabschnitt I zum Ausdruck kommt.
Im Zeitpunkt t2 tritt erneut eine Feuchtigkeitserhöhung auf, was sich im Absinken des Ausgangssignals S bemerkbar macht. Auch dieses Mal wird der Funktions- Schwellwert F unterschritten. Aber noch immer erfolgt keine Auslösung des Schei¬ benwischermotors, weil auch zwei Ereignisse zu wenig erscheinen, um den Scheiben¬ wischer zu betätigen. Es wird jedoch in einem Speicher festgehalten, daß zwei Ereig¬ nisse innerhalb einer bestimmten Zeit aufgetreten sind. Bis zum nachfolgenden Zeit¬ punkt t3 tritt kein weiteres Ereignis auf, so daß die zum Zeitpunkt t2 vorhandene Feuchtigkeit allmählich wieder verdunstet, was durch das Kurvenstück II dargestellt ist. Das Kurvenstück II ist nicht ganz glatt, weil während der Zeit t3 - t2 kleinste Feuchtigkeitsänderungen auftreten. Im Zeitpunkt t fällt z. B. ein weiterer Regen¬ tropfen auf den Sensor, der so groß ist, daß die Amplitude der Widerstandsänderung wieder unter den Schwellwert F fällt. Dieser Schwellwert F ist bisher unverändert konstant geblieben, weil er erst dann geändert wird, wenn die Amplitude des Sensor¬ signals S einen neuen Maximalwert aufweist, verglichen mit einem früheren Maxi¬ malwert, der den Schwellwert F bestimmte.
Die dritte Feuchtigkeits- und damit Widerstandsänderung, die den Schwellwert F unterschreitet, soll indessen ebenfalls noch nicht zu einer Auslösung des Wischers führen. Es findet deshalb wieder eine Verdunstung der Feuchtigkeit und damit eine Widerstandszunahme statt, was durch den Kurvenzug III dargestellt ist. Bereits nach kurzer Zeit im Zeitpunkt t^ kommt es jedoch zu einer erneuten Widerstandsabsen¬ kung, die unterhalb des Schwellwerts F stattfindet. Eine Auslösung des Scheibenwi- schers erfolgt aber auch jetzt noch nicht, sondern lediglich eine Registrierung, daß in¬ zwischen vier Feuchtigkeitsereignisse stattgefunden haben, die alle unter die Schwel¬ le F gingen.
Nach einer weiteren, durch das Kurvenstück IV gekennzeichneten Verdunstungs- phase tritt zum Zeitpunkt t^ ein weiteres Feuchtigkeitsereignis ein. Auch dieses liegt unterhalb der Schwelle F, führt aber noch nicht zur Auslösung des Scheibenwischers, sondern zur Verdunstung, was durch den Kurvenabschnitt V zum Ausdruck kommt.
Erst nachdem zum Zeitpunkt t^ das sechste Ereignis unterhalb der Schwelle F statt- gefunden hat, wird der Scheibenwischer ausgelöst, was durch die Anstiegsflanke A markiert ist.
Der Scheibenwischer, bei dem es sich im vorliegenden Fall um einen Einarm-Schei- benwischer handelt, beginnt nun zu wischen. Zu Beginn des Wischvorgangs wird der Speicher, der die bisherigen Ereignisse gezählt und gespeichert hatte, gelöscht.
Gleichzeitig wird ein neuer Funktions-Schwellwert F errechnet. Der Abstand a zwischen der Kurve V und dem neuen Schwellwert F wird durch eine vorgegebene Formel ermittelt, die jedoch einstellbare Parameter zuläßt, d. h. der Abstand a ist den jeweiligen Anforderungen bzw. Bedürfnissen entsprechend einstellbar. Damit ist es auch möglich, individuellen Wünschen entgegenzukommen und die Scheiben¬ wischer-Automatik "empfindlich" oder "weniger empfindlich" einzustellen.
Zum Zeitpunkt tη tritt ein weiteres Ereignis ein, das aber dieses Mal über dem neuen Schwellwert liegt. Es wird bezüglich der Wischertätigkeit jedoch nicht beachtet. Al- lerdings stellt der Sensorwert S, der nach der Neueinstellung des Schwellwerts auf F' ein neues Maximum dar, so daß wieder ein neuer Schwellwert F" errechnet wird. Das weitere Ereignis, das zum Zeitpunkt tg auftritt, liegt oberhalb dieses neuen Schwell¬ werts, wodurch weder der Scheibenwischer beeinflußt noch ein neuer Schwellwert errechnet wird.
Durch das Überstreichen des Sensors mit dem feuchten Wischblatt sinkt zunächst der Widerstand drastisch, was durch die Flanke B charakterisiert ist. Nachdem der Wi¬ scher auf dem Hinweg den Sensor überstrichen hat, steigt allerdings der Widerstand schnell wieder an, was durch die Flanke C gekennzeichnet ist. Das Ausgangssignal S steigt bis zum Zeitpunkt tjQ an, was durch das Kurvenstück VIII zum Ausdruck kommt. Da der Maximalwert dieses Kurvenstücks VIII über dem Maximalwert des Kurvenstücks VII liegt, wird ein neuer Schwellwert F errechnet, der im vorliegenden Fall mit dem ursprünglichen Schwellwert identisch ist. Das weitere Feuchtigkeits¬ ereignis zum Zeitpunkt tjQ bewirkt keine Neueinstellung des Schwellwerts F, weil das Maximum des Kurvenstücks IX unterhalb des Maximums des Kurvenstücks VIII liegt. Das Ereignis wird auch nicht gezählt, weil das Wischerblatt noch nicht auf sei¬ nen Rückweg zum Sensor gelangt ist. Dies geschieht erst zum Zeitpunkt t-Q. Der Be¬ ginn des Überstreichens des Sensors auf dem Rückweg des Wischerblatts ist durch die Flanke D gekennzeichnet. Die mit E bezeichnete Flanke charakterisiert dagegen den Feuchtigkeitszustand, wenn das Wischerblatt den Sensor verläßt. Nachdem die Flanke E aufgetreten ist, beginnt die Anordnung wieder mit dem Zählen der Ereignis¬ se. Das Ende des Wischvorgangs ist durch die Flanke G gekennzeichnet. Der zwi¬ schen der Flanke G und A liegende Zeitabschnitt ist in der Regel durch den jeweili¬ gen im Kraftfahrzeug eingebauten Scheibenwischer vorgegeben. Da die erfindungs- gemäße Anordnung auch nachträglich bei bereits vorhandenen Scheibenwischern be¬ liebiger Art einsetzbar sein soll, ist der jeweilige Zeitabschnitt A - G irrelevant. Viel¬ mehr wird die wesentliche Information aus den Flanken D bzw. E geholt, wobei ge¬ gebenenfalls noch die Steilheit im Kurvenbereich X ermittelt wird. Nach einer gewis¬ sen Zeit stellt sich wieder ein hoher Widerstandswert ein, der durch das Kurvenstück XI gekennzeichnet ist. Mit ihm steigt der Schwellwert F auf seine alte Höhe. Das zum Zeitpunkt tj2 auftretende neue Ereignis bleibt unbeachtlich, weil es den Schwellwert F nicht erreicht. Das gleiche gilt für das Ereignis zum Zeitpunkt t*^. Erst das Ereignis zum Zeitpunkt t-*^ wird wieder gezählt, da es den Schwellwert un¬ terschreitet. Es löst jedoch noch keine Scheibenwischerbewegung aus, da hierzu noch fünf weitere Ereignisse auftreten müßten, die alle unter dem Funktionswert F liegen.
Solche Ereignisse können jedoch erst zu den Zeitpunkten t*-^ und tjg auftreten.
Während in der Fig. 1 mehrere in etwa gleichartige Feuchtigkeitsereignisse aufeinan¬ derfolgen, wie es bei "normalem" Regen der Fall ist, zeigt die Fig. 2 die Veränderung eines Sensorausgangssignals S beim Auftreffen eines einmaligen und dicken
Tropfens oder Insekts auf den Sensor, der bzw. das keine Auslösung des Scheiben¬ wischers bewirken soll. Obgleich also eine relativ große Feuchtigkeitserhöhung auf¬ tritt, soll der Scheibenwischer nicht betätigt werden. Zu den Zeitpunkten tγ und t2 treten kleine Ereignisse auf, die eine minimale Veränderung in der Signalkurve S be- wirken. Da sie nicht unter den Funktions-Schwellwert absinken, werden sie weder gezählt noch bewirken sie sonst etwas. Gleiches gilt für die kleinen Ereignisse zu den Zeitpunkten t , tφ t^. Erst zum Zeitpunkt tg tritt ein Ereignis ein, das eine erhebliche Reduzierung des Widerstandswerts zur Folge hat. Dieses Einzelereignis soll trotzdem noch keine Auslösung des Scheibenwischers bewirken, da es sich z. B. um das Auf- treffen eines Käfers auf dem Sensor handeln kann, der anschließend wieder von der
Scheibe fällt.
Im dargestellten Fall steigt der Widerstand nach dem rapiden Absinken wieder an, was durch die Flanke H gekennzeichnet ist. Das tiefe Absinken des Widerstandswerts gemäß Flanke M hat zwar keine Auslösung des Scheibenwischers zur Folge, bewirkt jedoch, daß die Funktionswert-Schwelle neu festgelegt wird. Im Kurvenbereich N des Funktionswerts F' hat die Kurve eine Treppenform, was sich aufgrund des digitalen Hochrechnens des neuen Schwellwerts ergibt.
Die Ereignisse zu den Zeitpunkten lη und tg bleiben ohne Wirkung, da sie die neue
Schwelle F' nicht unterschreiten. Sie bilden auch keinen neuen Schwellwert, da sie keine neuen Maxima enthalten.
Tritt ein derart großes Ereignis wie in Fig. 2 auf, so wird nach dem Zeitpunkt tg der weitere Verlauf der Kurve S beobachtet. Wäre der niedrige Widerstandswert für län¬ gere Zeit existent geblieben, würde gewischt. Anders ausgedrückt: Nach einer deutli¬ chen Veränderung der Kurve nach unten wird die Kurve für eine bestimmte Zeit, z. B. 10 ms, überwacht. Tritt innerhalb dieser Zeit keine Abtrocknung auf, wird ge¬ wischt.
Die Fig. 3 zeigt Kurvenverläufe, die dem Kurvenverlauf in Fig. 2 weitgehend ent¬ sprechen. Anders als dort wird jedoch der Scheibenwischer betätigt. Wie man aus der Fig. 3 erkennt, tritt zum Zeitpunkt tj ein großes Ereignis auf. Diesem großen Ereignis folgt schon zum Zeitpunkt t2 ein weiteres großes Ereignis. Hierauf wird sofort der Scheibenwischer aktiviert, d. h. es wird nicht erst hochgezählt, bis sechs Ereignisse aufgetreten sind, sondern schon bei zwei Ereignissen geschaltet. Die Anzahl Z der Feuchtigkeitsereignisse, die zur Auslösung des Scheibenwischers führen, ist hier folglich selbst eine Funktion der Größe der Feuchtigkeitsänderung. Der Funktions¬ wert F wird neu ermittelt, wodurch sich der Funktionswert F' ergibt. Mit den Flanken K und L zu den Zeitpunkten t und i^ sind die Widerstandsänderungen gekennzeich¬ net, die sich ergeben, wenn das Wischerblatt auf seinem Hinweg den Sensor über¬ streicht.
Das Überstreichen des Sensors durch das Wischerblatt auf dem Rückweg ist durch die Flanken P und Q gekennzeichnet. Am Ende sind S und F wieder auf ihrem alten
Pegel.
Die Aktivierung des Scheibenwischers erfolgt zwischen t$ und t2-
In der Fig. 4 sind Kurvenverläufe dargestellt, die sich z. B. bei Nebel ergeben, wenn nur sehr kleine Wassertröpfchen auf den Sensor treffen. Diese kleinen Wassertropfen erzeugen in der Signalkurve keine Einbrüche, welche die Schwellwertkurve unter¬ schreiten.
Man erkennt, daß das Ausgangssignal des Sensors bis zum Zeitpunkt tj durch sehr kleine Ereignisse allmählich sinkt. Dieses Sinken bewirkt zunächst noch nichts. Zum Zeitpunkt tj tritt allerdings ein etwas größeres Ereignis auf, das normalerweise nicht gezählt würde, weil es noch nicht unter die Schwelle F absinkt. Trotzdem wird dieses Ereignis im vorliegenden Fall gezählt, d. h. vom Zeitpunkt tj an wird die Kurve S überwacht. Die Überwachung besteht darin, daß die abgetasteten Werte der Kurve S mit dem Wert F verglichen werden. Stellt man eine abnehmende Tendenz dieser Am¬ plitude über eine vorgegebene Zeit fest, so wird im Zeitpunkt t2 der Wischer einge¬ schaltet, obwohl der Wert S noch nicht unter F gesunken war.
Mit dem Einschalten des Scheibenwischers zum Zeitpunkt t2 wird gleichzeitig der
Funktionswert F auf den Wert F' herabgesetzt. Die Kurve R bezeichnet das Sensor- Ausgangssignal, wenn der Wischer den Sensor auf dem Hinweg berührt. Mit der Kurve T ist das Signal bezeichnet, wenn der Wischer den Sensor auf dem Hinweg wieder verlassen hat. An die Kurve T angepaßt wird der Funktionsschwellwert F". Berührt der Wischer den Sensor auf dem Rückweg, so geht der Widerstandswert er¬ neut rapide nach unten, was durch die Flanke U gekennzeichnet ist. Wird der Sensor von dem Wischerblatt auf dem Rückweg wieder verlassen, steigt die Widerstandskur¬ ve an, was durch den Kurvenabschnitt W gekennzeichnet ist. Mit dem Anstieg der Widerstandskurve wird auch die Funktionskurve hochgerechnet, was durch den Kur- venabschnitt X dargestellt ist. Der Scheibenwischer ist hierbei zwischen den Zeiten t3 und t2 eingeschaltet.
Der Kurvenabschnitt X weist eine Treppenform auf, die daraus resultiert, daß jeder neue Maximalwert von W eine digitale Nachberechnung des Funktionswerts F erfor- dert.
Die Fig. 1, 3 und 4, welche im praktischen Betrieb gemessene Kurven zeigen, lassen erkennen, daß bei Berührung des Sensors durch das Wischerblatt der Widerstands¬ wert drastisch abfällt. Nachdem bei einem Wischervorgang letztmals ein Wischer- blatt Berührung mit dem Meßfeld hatte, ergeben sich in Abhängigkeit von Restfeuch- te, Schmutz, Zustand der Scheibe und des Wischerblatts die unterschiedlichen Wider¬ standswerte zwischen Null und Unendlich. Der Verlauf des Ausgangssignals ist des¬ halb sehr uneinheitlich und kann auch ohne das Auftreten neuer Feuchtigkeit von außen zwischenzeitlich absinken, was eine Anordnung, die nur dann reagiert, wenn die gemessene Feuchtigkeit zunimmt, unbrauchbar machen kann. Um diese Fehler¬ quelle zu eliminieren, werden alle Zustände über dem Sensor, die zwischen dem Aus¬ lösen eines Wischbefehls und - innerhalb eines Wischzyklus - der letztmaligen Be¬ rührung des Meßfelds durch das Wischerblatt unterdrückt. Mit der Auswertung des Signals S wird deshalb gemäß Fig 4 erst wieder zum Zeitpunkt tj begonnen.
Die Erfindung kann mit Hilfe diskreter Schaltelemente oder mit Hilfe von programmierten Rechnern realisiert werden. Da die diskreten Schaltmitteln für die Realisierung der Erfindung bekannt sind, brauchen sie nicht näher beschrieben zu werden.
Auch eine Angabe von Flußdiagrammen erübrigt sich, da es dem Fachmann bekannt ist, wie die Flußdiagramme ausgelegt sein müssen, um die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der Erfindung zu realisieren.
Es versteht sich, daß die im Zusammenhang mit einer Scheibenwischer- Steuerung beschriebene Erfindung auch für andere Zwecke einsetzbar ist, z. B. zum Öffnen und Schließen von Schiebedächern.
Gleichgültig ist auch, ob das Sensorsignal die Änderung eines Widerstands, einer Kapazität oder eines Lichtreflexionsfaktors darstellt. Wesentlich ist nur, daß zwischen dem Sensorsignal und der Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe ein funktionaler Zusammenhang besteht.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung für die automatische Steuerung eines Scheibenwischermotors, mit a) einem Feuchtigkeitssensor, der in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit ein Signal abgibt; b) einer Auswerteeinrichtung, welche das sich während der Zeit ändernde Signal des Feuchtigkeitssensors auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß c) eine Schwellwert-Funktionskurve (F) in Abhängigkeit von dem Signal (S) ermittelt wird; d) jeder Änderungsbetrag des Signals (S), der die Schwellwert-Funktionskurve (F) überschreitet, gezählt wird; e) bei Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von Überschreitungen der Schwellwert- Funktionskurve (F) durch die Änderungsbeträge des Signals (S) der Scheibenwisch- ermotor aktiviert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwert- Funktionskurve (F) im allgemeinen eine Gerade parallel zur Abszisse ist, deren Amplitude nur dann geändert wird, wenn das Signal (S) einen neuen Maximalwert einnimmt, der einen früheren Maximalwert übersteigt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Wisch¬ vorgangs die Änderungsbeträge des Signals (S) nicht gezählt werden, und eine Aus¬ wertung dieses Signals (S) erst wieder erfolgt, wenn das Wischerblatt den Sensor wieder verlassen hat.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von Überschreitungen der Schwellwert-Funktionskurve (F) durch die Änderungsbeträge des Signals (S) die Schwellwert-Funktionskurve (F) neu ermittelt wird, und zwar bezogen auf die Amplitude des Signals (S) zum Zeitpunkt des Einschaltens des Scheibenwischermotors.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Amplituden¬ erhöhung (VI) des Signals (S) während des Wischvorgangs eine Anpassung der Schwellwert-Funktionskurve (F) nach sich zieht.
6. Einrichtung für die automatische Steuerung eines Scheibenwischermotors, mit a) einem Feuchtigkeitssensor, der in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit ein Signal abgibt; b) einer Auswerteeinrichtung, welche das sich während der Zeit ändernde Signal des Feuchtigkeitssensors auswertet; dadurch gekennzeichnet, daß c) eine Schwellwert-Funktionskurve (F) in Abhängigkeit von dem Signal (S) ermit- telt wird; d) die Amplitude des Signals (S) innerhalb einer vorgegebenen Zeit mit den zugeord¬ neten Amplitudenwerten der Schwellwert-Funktionskurve verglichen wird; e) bei einer vorgegebenen Anzahl von aufeinanderfolgenden Vergleichen, bei denen der Abstand zwischen Signal (S) und Funktionskurve (F) stets kleiner wird, der Scheibenwischermotor aktiviert wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Am¬ plitude des Signals (S) die gerade geltende Schwellwert-Funktionskurve (F) erheblich unterschreitet, eine neue Schwellwert-Funktionskurve (F) auch dann ermittelt wird, wenn die Anzahl Z nicht erreicht wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Amplitude des Signals (S) die gerade geltende Schwellwert-Funktionskurve (F) er¬ heblich unterschreitet und wenn innerhalb einer kurzen darauffolgenden Zeit eine weitere Amplitude des Signals (S) auftritt, welche die gerade geltende Schwellwert-
Funktionskurve (F) erheblich unterschreitet, der Scheibenwischermotor betätigt wird.
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