DE10041776A1 - Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Regensensor, insbesondere für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Es wird ein Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgestellt, mit einem Sender (16) und einem Empfänger (18), wobei der Sender (16) derart ausgebildet ist, daß er zur Indikation von Fahrzuständen, insbesondere Beschleunigungsvorgängen des Kraftfahrzeugs, insbesondere für weitere, nachfolgende Kraftfahrzeuge, heranziehbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Regensensor insbesondere für
ein Kraftfahrzeug nach Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Es sind schonzahlreiche Regensensoren, beispielsweise aus
der DE 40 19 066 A1 bekannt, welche nach optoelektronischen
Prinzipien funktionieren und an Frontscheiben von
Kraftfahrzeugen zur Steuerung einer Wischvorrichtung
angeordnet sind. Weiters ist aus der DE 195 45 604 Al
bekannt, einen solchen Regensensor innerhalb einer
Bremsleuchte im Bereich der Heckscheibe anzuordnen.
Regensensoren dieser Bauart sind jedoch relativ teuer, was
bisher einen Einsatz an der weniger sicherheitsrelevanten
Heckscheibe verhindert hat.
Der erfindungsgemäße Regensensor mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass die Sender des
Regensensors gleichzeitig als Fahrzustandsanzeige eines
Kraftfahrzeuges dienen können. Durch diese
Mehrfachverwendung werden Kosten eingespart, der Bauraum
begrenzt und eine praktikable Regensensorvorrichtung zur
Steuerung einer Wischvorrichtung für die Heckscheibe eines
Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
Als ein weiterer Vorteil ist anzusehen, wenn die Sender als
Leuchtdioden ausgebildet sind, welche kostengünstig in
großen Stückzahlen verfügbar sind und darüber hinaus häufig
als Bremsleuchte im Kraftfahrzeug Anwendung finden.
Sind die Sendet zur Detektion von Niederschlag in einem
Pulsbetrieb ansteuerbar, so wird der Energieverbrauch des
Regensensors minimiert. Weiterhin können dadurch
vorteilhafterweise frequenzselektive
Signalaufbereitungsverfahren angewendet werden oder auch in
den Dunkelphasen Störlichtmessungen vorgenommen werden.
Um ein kontinuierliches Blinken der Sender zu verhindern,
ist es vorteilhaft, die Sendepulse des Pulsbetriebs kürzer
als die menschliche Wahrnehmungsschwelle andauern zu lassen.
Diese Schwelle liegt etwa bei 0,1 Sekunde.
Ist der Regensensor an einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs
angeordnet und der Sender als Bremsleuchte ausgebildet, ist
eine kostengünstige Möglichkeit gegeben, die bei vielen
Fahrzeugen heute übliche dritte Bremsleuchte multifunktional
einzusetzen.
Sind Sender und Empfänger derart angeordnet, dass Licht von
der innen liegenden Seite der Heckscheibe des Kraftfahrzeugs
zur außen liegenden Glasgrenzfläche der Heckscheibe gelangt,
dort zumindest partiell reflektiert wird und auf der innen
liegenden Seite der Heckscheibe anschließend detektiert
wird, so wird ein bei Regensensoren übliches und erprobtes
Verfahren verwandt.
Sind darüber hinaus lichtführende Elemente vorgesehen,
welche auf der Heckscheibe des Kraftfahrzeugs befestigbar
sind, können auch bestimmte vorteilhafte Strahlengänge
innerhalb der Scheibe, beispielsweise Mehrfachreflexionen
erreicht werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die
lichtführenden Elemente, beispielsweise spiegel- oder
linsenartige Objekte, optisch direkt an die Heckscheibe
ankoppelbar sind.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn eine Auswerteelektronik
vorgesehen ist und Sender, Empfänger und Auswerteelektronik
auf einer einzigen Platine angeordnet sind. Auf diese Weise
kann eine solche Bremsleuchten-Regensensor-Kombination in
jeweils einem Arbeitsgang bestückt und in ein Kraftfahrzeug
eingebaut werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteelektronik
zur Umgebungslichtfilterung eine frequenzselektive
Signalaufbereitung, beispielsweise eine Lock-In-Technik
durchführt. Hierbei wird der Fachmann die Pulsfrequenz der
Sender als Leitfrequenz wählen. Von besonderem Vorteil ist
es dabei, wenn die Pulsfrequenz nicht ohne Rest durch 100
teilbar ist, um beispielsweise Interferenzen mit
Tunnelbeleuchtungen oder ähnlichem zu vermeiden.
Weiter ergibt sich ein Vorteil, wenn mehrere Sender und
mehrere Empfänger vorgesehen sind, um einen größeren Bereich
der Heckscheibe zur Niederschlagserfassung verwenden zu
können. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die
Sender als Dioden-Array angeordnet sind. Darüber hinaus,
ergibt dies auch eine hohe Strahlungsintensität, was eine
hohe Signalwirkung für nachfolgende weitere Kraftfahrzeuge
bewirkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Regensensor in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Heckscheibe eines
Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen
Regensensorvorrichtung und
Fig. 3 einen schematischen Intensitätsverlauf an den
Leuchtdioden.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Regensensor 10
dargestellt. Dieser befindet sich in einem Gehäuse 12,
welches zu einer Heckscheibe 14 eines Kraftfahrzeugs hin
geöffnet ist. Innerhalb des Gehäuses sind Leuchtdioden als
Sender 16 sowie ein lichtempfindliches Element als Empfänger
18 angeordnet. Weiterhin ist in dem Gehäuse eine
Auswerteelektronik 20 angeordnet, welche im Einbauzustand
mit einer Zentralelektronik des Kraftfahrzeuges oder direkt
mit einer licht dargestellten Wischanlage für die
Heckscheibe 14 verbunden ist. Die Heckscheibe 14 ist auf
ihrer dem Regensensor 10 zugewandten Seite partiell mit
einer Verspiegelung als lichtführendes Element 22 versehen.
Im Betrieb gelangt Licht vom Sender 16 in die Heckscheibe
14. Ist diese frei von Schmutz und Niederschlägen, so wird
es an der außen liegenden Glasgrenzfläche 24 nach innen hin
reflektiert, dort am Spiegel 22 wieder in Richtung der
Glasgrenzfläche 24 reflektiert, an der Glasgrenzfläche 24
wiederum total reflektiert und in den Empfänger 18
zurückgeleitet. Auf diese Weise entsteht eine Messstrecke
26, innerhalb der das Licht mehrfach zwischen dem Spiegel
als lichtführendem Element 22 und der außen liegenden
Glasgrenzfläche 24 hin und her reflektiert wird.
Fig. 2 zeigt die Außenseite der Heckscheibe 14 in einer
Draufsicht wie sie ein. Fahrer eines dem Kraftfahrzeug
folgenden weiteren Kraftfahrzeugs wahrnimmt. Innerhalb
eines, von einem Wischer überstreichbaren Wischbereichs 28
ist der Regensensor 10 mit seinen Sendern 16 angeordnet. Die
Leuchtdioden der Sender 16 sind so angeordnet, dass sie von
einem nachfolgenden Kraftfahrzeug aus gut sichtbar sind. Zur
Verwendung des Regensensors 10 als "dritte Bremsleuchte" des
Kraftfahrzeugs, ist der Regensensor mittig im oberen Bereich
der Heckscheibe 24 angeordnet, und zwar so, dass die
Sensorfläche einerseits von an der Scheibe befindlichen
Reinigungsmitteln, wie beispielsweise einem Wischer
gereinigt wird, trotzdem aber für ein nachfolgendes Fahrzeug
gut zu erkennen ist. Typischerweise sind die Leuchtdioden als
Sender 16 in Form eines Diodenarrays mit beispielsweise 30
Leuchtdioden in 3 Reihen ausgebildet um eine gute
Sichtbarkeit zu gewährleisten. Natürlich müssen nicht alle
Leuchtdioden als Sender 16 für den Regensensor dienen.
Denkbar ist beispielsweise 2 oder 3 Leuchtdioden als Sender
16 zu verwenden und weiteren Leuchtdioden nur zur
Signalisierung des Fahrzeugstands heranzuziehen.
Fig. 3 zeigt einen typischen Signalverlauf der
Senderintensität über der Zeit. Zu den Zeitpunkten t1, t2,
t3', t6 und t7 werden die Leuchtdioden 16 für einen kurzen
Puls eingeschaltet. Dieser Puls, beispielsweise zwischen t2
und t3, beträgt weniger als 0,1 Sekunde. Damit ist dieser
mittels des menschlichen Auges nicht wahrnehmbar. Etwa alle
500 Millisekunden wiederholt sich dieser Puls, woraus folgt,
daß alle 500 Millisekunden eine Niederschlagsmessung
vorgenommen wird.
Zum Zeitpunkt t4 wird vom Kraftfahrzeugführer ein
Bremsvorgang ausgeführt, welche bis zum Zeitpunkt t5
andauert. Während dieser Zeitspanne t4 bis t5 werden keine
Messungen durchgeführt. Erst zum Zeitpunkt t6 wird wieder
mit neuen Messzyklen begonnen: Natürlich kann zwischen t4
und t5, also während des Bremsvorganges, bei dem die
Senderdioden aktiv geschaltet sind, eine Messung vorgenommen
werden, jedoch ist dann keine frequenzselektive
Signalaufbereitung durchführbar.
Eine weitere Möglichkeit ist es, während der Taktpause
zwischen t3 und t3' eine Umgebungslichtmessung durchzuführen
und die Informationen dieser Messung zur Signalaufbereitung
zu verwenden.
In einer Variation der Erfindung kann das Gehäuse 12 selbst
als Leiterbahnträger für die Auswerteelektronik 20 dienen.
Denkbar ist auch, in das Gehäuse 12 noch weitere
Komponenten, beispielsweise eine Funkantenne, einen
Abstandssensor oder einen Helligkeitssensor zu integrieren,
um Fahrzeuge oder Gegenstände in verschiedenen rückwärtigen
Richtungen des Kraftfahrzeugs zu detektieren.
Claims (10)
1. Regensensor (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit
mindestens einem Sender (16) und mindestens einem, für das
Frequenzspektrum des Senders (16) wenigstens partiell
empfindlichen Empfänger (18), dadurch gekennzeichnet, daß der
Sender (16) derart ausgebildet ist, daß er zur Indikation von
Fahrzuständen, insbesondere Beschleunigungsvorgängen des
Kraftfahrzeugs, insbesondere für weitere, nachfolgende
Kraftfahrzeuge, heranziehbar ist.
2. Regensensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Sender (16) als Leuchtdiode ausgebildet
ist.
3. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sender (16)
zur Detektion von Niederschlag in einem Pulsbetrieb
ansteuerbar ist.
4. Regensensor (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sendepulse des Pulsbetriebs kürzer als die menschliche
Wahrnehmungsschwelle sind.
5. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens ein Sender (16) an
einer Heckscheibe (14) des Kraftfahrzeugs anordenbar ist und
als Bremsleuchte dient.
6. Regensensor (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
Sender (16) und Empfänger (18) derart angeordnet sind, daß
Licht von der innenliegenden Seite der Heckscheibe (14) des
Kraftfahrzeugs zur außenliegenden Glasgrenzfläche (24) der
Heckscheibe (14) gelangen kann, dort zumindest partiell
reflektiert werden kann und auf der innenliegenden Seite der
Heckscheibe (24) detektiert werden kann.
7. Regensensor (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
lichtführende Elemente (22) vorgesehen sind, die auf der
Heckscheibe (14) befestigbar, insbesondere optisch
ankoppelbar sind.
8. Regensensor (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Auswerteelektronik (20) vorgesehen ist, daß Sender (16),
Empfänger (18) und Auswerteelektronik (20) auf einer einzigen
Platine angeordnet sind.
9. Regensensor (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Auswerteelektronik (20) zur Umgebungslichtfilterung
eine frequenzselektive Signalaufbereitung durchführbar ist,
wobei die Pulsfrequenz Leitfrequenz ist.
10. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sender (16) und/oder
mehrere Empfänger (18) vorgesehen sind und daß die Sender
(16) als Diodenarray angeordnet sind.
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