DE10136138B4 - Scheibenwischvorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents

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Abstract

Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einem motorisch angetriebenen Scheibenwischer, einem Niederschlagssensor zur Erfassung von Niederschlagsdaten und einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten,
wobei der Niederschlagssensor eine Sende-/Empfangseinrichtung (2, 4) für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass außerdem ein für Benetzung und Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlicher Sensor (12) vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7.
  • Eine Scheibenwischvorrichtung zur Reinigung der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, bei der ein motorisch angetriebener Scheibenwischer in Abhängigkeit von Niederschlagsdaten angesteuert wird, die durch einen optischen Niederschlagssensor erfasst werden, ist aus der DE 19827541 A1 bekannt. Die automatische Variation der Scheibenwischer-Geschwindigkeit oder -Intervalldauer in Abhängigkeit von der Niederschlagsrate stellt eine erhebliche Steigerung des Fahrkomforts dar.
  • Optische Niederschlagssensoren erfassen den Niederschlag nicht direkt, sondern als Benetzung der Windschutzscheibe. Daher reagieren sie nicht nur auf Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe, sondern auch auf trockene Verschmutzung der Scheibe wie zum Beispiel einen Salzfilm, was die Messergebnisse verfälscht und manuelles Eingreifen des Fahrers erforderlich machen kann, damit dieser klare Sicht ohne Schlierenbildung erhält.
  • Alternative Niederschlagssensoren, etwa auf Basis der elektrischen Leitfähigkeit (wie in der JP 61295156 beschrieben) oder der Wirkung auf einen Mikrowellenresonator (wie in der WO 9930138 beschrieben), reagieren ebenfalls auf die Benetzung der Windschutzscheibe und daher auch auf Verschmutzung der Scheibe.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 19822347 A1 ist eine Vorrichtung zur Erkennung von witterungsbedingten Niederschlägen bekannt, welche unempfindlich gegenüber sonstigen auftretender Feuchtigkeit in der Umgebung ist. Hierbei arbeitet der Niederschlagsensor auf Basis eines Radarsensors mit einem Sender und einem Empfänger in Radar- oder Mikrowellenbereich.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenwischvorrichtung zu schaffen, welche automatisch und bedarfsgerecht auf die Scheibenwaschanlage einwirkt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Niederschlagssensor ein Mikro- oder Millimeterwellen-Radar umfasst, das so betrieben wird, dass die Niederschlagsdaten aus rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden.
  • Dabei wird zusätzlich zu dem Radar-Niederschlagssensor irgend ein konventioneller Niederschlagssensor vorgesehen, d.h. ein Sensor, der für Benetzung, aber auch Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlich ist. Indem man den kumulativen Benetzungs- und Verschmutzungsgrad der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges mit den durch die Sende-/Empfangseinrichtung gewonnenen Niederschlagsdaten vergleicht, kann man Verschmutzungen und Benetzungen der Windschutzscheibe voneinander unterscheiden, wobei im Falle einer auf diese Wiese erkannten Verschmutzung automatisch Reinigungsflüssigkeit auf die Windschutzscheibe gesprüht wird. Dadurch erhält man zusätzlich zu der automatischen Steuerung der Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit eine automatisch arbeitende Wisch-Wasch-Anlage, die der Fahrer bisher manuell betätigen muss.
  • Das Radar für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen erlaubt eine Erfassung der tatsächlichen Niederschlagsmenge als alleinige oder zusätzliche Steuergröße für die Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass viele neuere Fahrzeuge von vornherein mit einem oder mehreren Radargeräten ausgerüstet sind, beispielsweise einer Radareinrichtung für Abstandsregelung (Autonomous Cruise Control – ACC), einem Sensor zur Früherkennung von Zusammenstößen (sog. Precrash-Sensor), einem Einparksensor und/oder einem Radarkommunikationsgerät zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen. So eine Radareinrichtung kann über ihre eigentliche Funktion hinaus zusätzlich zur Niederschlagsmessung verwendet werden, so dass hierfür kein eigener Sensor benötigt wird. Niederschlagserfassung mittels Radar ist an sich bekannt, beispielsweise aus der JP 4309883 , in der ein fahrzeugeigenes Radargerät unter anderem zur Erkennung von Regen oder Nebel verwendet wird, um den Fahrer bei ungünstigen Witterungsbedingungen vor zu schnellem Fahren zu warnen, nicht aber, um einen Scheibenwischer zu steuern.
  • Die Sende- und Empfangsrichtung von vorhandenen Radareinrichtungen ist normalerweise horizontal, wie es auch für Niederschlagsmessung zweckmäßig ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich zu dem Radar-Niederschlagssensor irgendein konventioneller Niederschlagssensor vorgesehen, d.h. ein Sensor, der für Benetzung, aber auch Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlich ist. Indem man den kumulativen Benetzungs- und Verschmutzungsgrad der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges mit den durch die Sende-/Empfangseinrichtung gewonnenen Niederschlagsdaten vergleicht, kann man Verschmutzungen und Benetzungen der Windschutzscheibe voneinander unterscheiden, wobei im Falle einer auf diese Weise erkannten Verschmutzung automatisch Reinigungsflüssigkeit auf die Windschutzscheibe gesprüht wird. Dadurch erhält man zusätzlich zu der automatischen Steuerung der Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit eine automatisch arbeitende Wisch-Wasch-Anlage, die der Fahrer bisher manuell betätigen muss.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gewinnt man erstens aus der Intensität der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen Daten zur Menge des Niederschlages und zweitens aus der statistischen und spektralen Verteilung der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen-Daten Informationen zur Art des Niederschlages. Mittels dieser Daten kann die Wischintervalldauer oder Wischgeschwindigkeit noch mehr optimiert werden. Zum Beispiel muss bei gleich großer absoluter Niederschlagsmenge im Falle von Sprühregen häufiger gewischt werden als im Falle von relativ großen Regentropfen, und diese Fälle können mittels der statistischen Verteilung der rückgestreuten Signale voneinander unterschieden werden.
    •
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Deren einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit automatischer Variation der Scheibenwischer-Intervalldauer und/oder -Geschwindigkeit.
  • Ein Kraftfahrzeug enthält ein Radargerät 2, das Teil einer nicht gezeigten Einrichtung für Abstandsregelung, Vermeidung von Zusammenstößen, Einparkhilfe und/oder Kommunikation mit anderen Fahrzeugen ist. Das Radargerät 2 hat eine Antenne 4, die in irgendeiner für den jeweiligen Zweck geeigneten Richtung horizontal abstrahlt und empfängt. Niederschlag in der Luft reflektiert einen Teil der Radarstrahlung zurück auf die Antenne 4. Für die vorstehend genannten Zwecke ist dies ein Störsignal, das nötigenfalls ausgefiltert wird.
  • Das Signal, das den von Niederschlag reflektierten Teil der Radarstrahlung darstellt, wird einer Steuereinheit 6 zugeführt, die daraus Niederschlagsdaten erzeugt, die zur Ansteuerung eines Scheibenwischermotors 8 in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten verwendet werden, um einen nicht gezeigten Scheibenwischer kontinuierlich oder intermittierend zwischen seinen Endstellungen auf der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges hin und her zu bewegen. Dabei werden entweder die Wischintervalldauer oder die Wischgeschwindigkeit oder beide automatisch in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten eingestellt, wobei die Wischintervalldauer bzw. Wischgeschwindigkeit um so größer eingestellt wird, je größer die Intensität des Niederschlagssignals ist.
  • Zur Erkennung und Abtrennung des Signals, das den von Niederschlag reflektierten Teil der Radarstrahlung darstellt, kann man zum Beispiel dessen statistische Verteilung bzw. dopplerspektralen Eigenschaften verwenden. Falls es im Einzelfall zu aufwendig ist, die Niederschlagsdaten aus dem während der eigentlichen Funktion des Radargerätes 2 auftretenden Rückstreusignal zu gewinnen, kann man das Radargerät 2 im Wechsel zwischen seiner eigentlichen Funktion und der Funktion als Niederschlagssensor mit hierfür optimierten Betriebsparametern betreiben.
  • Die spektrale und statistische Verteilung des Niederschlagssignals kann außerdem dazu verwendet werden, ein Maß für die Art des Niederschlages zu gewinnen, das bei der Einstellung der Wischintervalldauer bzw. Wischgeschwindigkeit ebenfalls berücksichtigt wird.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält das Kraftfahrzeug außerdem einen konventionellen Niederschlagssensor 10, der für Benetzung und Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlich ist, zum Beispiel einen Sensor, der auf optischem Wege die Benetzung der Windschutzscheibe erfasst. Das Ausgangssignal des konventionellen Niederschlagssensors 10 wird der Steuereinheit 6 zugeführt, die es mit den Niederschlagsdaten vergleicht, die den tatsächlichen Niederschlag darstellen. Im Falle einer Abweichung zwischen den durch Radar gewonnenen Niederschlagsdaten und den optisch gewonnenen Niederschlagsdaten wird angenommen, dass die Windschutzscheibe mit Partikeln verschmutzt ist, und die Steuereinheit 6 betätigt eine Pumpe 12, um Reinigungsflüssigkeit auf die Windschutzscheibe zu sprühen, und außerdem den Scheibenwischer, falls dieser nicht schon aktiv ist.
  • Die Steuereinheit 6 kann nicht nur einen oder mehrere Windschutzscheibenwischer und deren Wisch-Wasch-Anlage niederschlagsabhängig steuern, sondern z.B. auch Heckscheibenwischer, Scheinwerferwischer und entsprechende Wisch-Wasch-Anlagen, wobei ggf. zusätzliche Sensoren benutzt bzw. irgendwelche vorhandenen Radarsensoren mitbenutzt werden können.

Claims (11)

  1. Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einem motorisch angetriebenen Scheibenwischer, einem Niederschlagssensor zur Erfassung von Niederschlagsdaten und einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten, wobei der Niederschlagssensor eine Sende-/Empfangseinrichtung (2, 4) für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem ein für Benetzung und Verschmutzung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges empfindlicher Sensor (12) vorgesehen ist.
  2. Scheibenwischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und Empfangspolarisation des Niederschlagssensors (2, 4) im wesentlichen horizontal ist.
  3. Scheibenwischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangseinrichtung (2, 4) für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen eine Radareinrichtung für Abstandsregelung, Erkennung und Vermeidung von Zusammenstößen, Einparkhilfe und/oder Kommunikation mit anderen Fahrzeugen ist.
  4. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) die Dauer von Wischintervallen des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten steuert.
  5. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) die Wischgeschwindigkeit des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten steuert.
  6. Verfahren zum Betrieb einer Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge, wobei Niederschlagsdaten erfasst werden und wenigstens ein Scheibenwischer in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten angesteuert wird, wobei die Niederschlagsdaten aus rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen einer Sende-/Empfangseinrichtung (2, 4) für elektromagnetische Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem der Benetzungs- und Verschmutzungsgrad der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges erfasst und mit den durch die Sende-/Empfangseinrichtung (6) gewonnenen Niederschlagsdaten verglichen wird, um Verschmutzungen und Benetzungen der Windschutzscheibe voneinander zu unterscheiden, wobei im Falle einer auf diese Weise erkannten Verschmutzung Reinigungsflüssigkeit auf die Windschutzscheibe gesprüht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Mikro- oder Millimeterwellen im wesentlichen horizontal abgestrahlt und empfangen werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende/Empfangseinrichtung (2, 4) eine Radareinrichtung für Abstandsregelung, Vermeidung von Zusammenstößen, Einparkhilfe und/oder Kommunikation mit anderen Fahrzeugen ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederschlagsdaten Daten zur Menge des Niederschlages, die aus der Intensität der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden, und Daten zur Art des Niederschlages umfassen, die aus der spektralen und statistischen Verteilung der rückgestreuten Mikro- oder Millimeterwellen gewonnen werden, wobei der wenigstens eine Scheiben wischer in Abhängigkeit von sowohl der Intensität als auch der Art des Niederschlages angesteuert wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer von Wischintervallen des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten gesteuert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischgeschwindigkeit des wenigstens einen Scheibenwischers in Abhängigkeit von den Niederschlagsdaten gesteuert wird.
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