DE102004018219A1

DE102004018219A1 - Sensoreinheit für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102004018219A1
Application number: DE200410018219
Authority: DE
Inventors: Thomas Weber
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2005-11-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit (20) für ein Fahrzeug, mit mindestens einem an einer Fahrzeugscheibe (7) angeordneten Sensor (1) und einer Auswerte- und Steuereinheit (2), welche Signale des mindestens einen Sensors (1) auswertet und Steuersignale zur Ansteuerung eines Scheibenwischermotors (30) erzeugt. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Körperschallsensor (1.1) vorhanden, der einen an der Fahrzeugscheibe (7) auftretenden Körperschall erfasst und in elektrische Signale umwandelt, die von der Auswerte- und Steuereinheit (2) auswertbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Sensoreinheiten, die nachfolgend auch als Regensensoren bezeichnet werden, werden in Fahrzeugen zur Erkennung von auf einer Fahrzeugscheibe auftreffenden Wasser- und/oder Schmutzpartikeln benutzt. In Abhängigkeit von der Menge der erkannten Wasser- und/oder Schmutzpartikel wird ein Wischermotor angesteuert, so können beispielsweise die Geschwindigkeit des Scheibenwischermotors und/oder die Pausenzeiten in einem Interballbetrieb eingestellt werden. Herkömmliche Regensensoren für Kraftfahrzeuge erkennen in der Regel auf rein optischer Basis die Benetzung bzw. Verschmutzung der Fahrzeugscheibe. Typischerweise werden die Sensoreinheiten im oberen Bereich der Fahrzeugscheibe angebracht.

In der DE 198 27 044 C1 wird eine Licht- und/oder Regensensorik für ein Fahrzeug beschrieben, mit der auf das Fahrzeug einwirkende Licht- und/oder Regenverhältnisse detektiert werden können. Die Licht- und/oder Regensensorik umfasst einen Lichtsensor und ein Lichtsensorsteuergerät und/oder einen als optischer Sensor ausgeführten Regensensor und ein Regensensorsteuergerät, die in einem gemeinsamen Gehäuse am oberen Rand der Frontscheibe angeordnet sind.

In der DE 39 35 807 A1 wird eine Wischanlage für Kraftfahrzeuge beschrieben, die über einen Regensensor angesteuert wird. Der Regensensor ist im Bereich einer Motorhaube angeordnet und als elektromechanischer Wandler mit einer Membran ausgeführt, welche die Sensorfläche bestimmt. Regentropfen die auf der Membran auftreffen versetzen die Membran in Schwingungen, die durch den elektromechanischen Wandler in ein elektrisches Eingangssignal umgewandelt werden.

Die Sensorflächen der eingesetzten Regensensoren sind verglichen zur Gesamtfläche der Fahrzeugscheibe klein, dadurch können Benetzungen und/oder Verschmutzungen außerhalb der Sensorfläche von solchen herkömmlichen Sensoreinheiten nicht erfasst werden. Insbesondere kann das Auftreffen von Benetzungen und Verschmutzungen im unteren und/oder seitlichen Bereich der Fahrzeugscheibe nicht detektiert werden, was zu einem Wischfehlverhalten führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sensoreinheit für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, mit der Benetzungen und/oder Verschmutzungen auf einer zugehörigen Fahrzeugscheibe detektiert werden können.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Sensoreinheit für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein Körperschallsensor vorgesehen, der einen an der Fahrzeugscheibe auftretenden Körperschall erfasst und in elektrische Signale umwandelt, die von einer Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet werden. Durch eine geeignete Signalaufbereitung kann das Auftreffen von großen und kleinen Wasser- und Schmutzpartikeln auf der gesamten Scheibenfläche detektiert werden. Insbesondere können partielle Benetzung und/oder Verschmutzungen im unteren und/oder seitlichen Scheibenbereich ebenfalls detektiert werden, die nicht auf einer vorgegebenen begrenzten Sensorfläche auftreffen und beispielsweise durch Spritzwasser von anderen Fahrzeugen hervorgerufen werden.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die Sensoreinheit zusätzlich mindestens einen optischen Sensor, der einen vorgegebenen Bereich der Fahrzeugscheibe detektiert. Durch die Kombination des mindestens einen körperakustischen und des mindestens einen optischen Sensors kann die Ansteuerung eines Wischsystems bzw. eines Wischermotors in vorteilhafter Weise dadurch optimiert werden, dass bei der Auswertung die Signale des Körperschallsensors mit den Signalen des optischen Sensors in Zusammenhang gebracht werden.

In weiterer Ausgestaltung umfasst die Sensoreinheit Mittel zur Signalaufbereitung, die mindestens eine Verstärkerschaltung und/oder mindestens eine Filterschaltung mit einer festen und/oder einstellbaren Filtercharakteristik umfassen.

Die mindestens eine Filterschaltung umfasst beispielsweise eine Hochpassfilterschaltung und/oder eine Tiefpassfilterschaltung und/oder eine Bandpassfilterschaltung, die jeweils ein entsprechend gefiltertes Signal zur Auswertung erzeugen. Durch die mindestens eine Filterschaltung können beispielsweise Frequenzanteile des Sensorsignals ermittelt werden, aus denen dann der Umfang der Benetzung und/oder der Verschmutzung der Fahrzeugscheibe ermittelt und eine passende Wischcharakteristik des Wischersystems bzw. des Wischermotors in Bezug auf Wischgeschwindigkeit und Wischfrequenz eingestellt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Sensoreinheit ist zur Ansteuerung des Wischsystems eine Logikschaltung vorgesehen, welche die von dem optischen Sensor und dem Körperschallsensor erzeugten Signale zur Erkennung von Wasser- und/oder Schmutzpartikeln auf der Fahrzeugscheibe verknüpft und entsprechende Ansteuersignale für den Wischermotor erzeugt.

Der Körperschallsensor und der optische Sensor sind beispielsweise in einer gemeinsamen Baueinheit integriert, die in einem oberen Bereich der Fahrzeugscheibe angeordnet ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Dabei zeigen:

1 ein Blockschaltbild eines Wischsystems mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit; und

2 schematische Darstellung einer Fahrzeugscheibe mit der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus 1.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein Wischersystem 10 für ein Fahrzeug eine strichpunktiert dargestellte Sensoreinheit 20 und einen Wischermotor 30. Die Sensoreinheit 20 umfasst eine gestrichelt dargestellte Sensorbaugruppe 1 mit einem Körperschallsensor 1.1, der einen an einer Fahrzeugscheibe 7 auftretenden Körperschall erfasst und mit einem elektromechanischen Wandler, beispielsweise einem Piezoelement, in elektrische Signale umwandelt, und einen optischen Sensor 1.2, der in bekannter Weise einen Bereich der Fahrzeugscheibe 7 detektiert und bei detektierten Wasser- und/oder Schmutzpartikeln entsprechende elektrische Signale erzeugt. Die erzeugten elektrischen Signale der beiden Sensoren 1.1 und 1.2 werden an eine Auswerte- und Steuereinheit 2 weitergeleitet.

Die Auswerte- und Steuereinheit 2 umfasst zur Signalaufbereitung eine erste bzw. eine zweite Verstärkerschaltung 3.1 bzw. 3.2 zur Verstärkung der Ausgabesignale des Körperschallsensors 1.1 bzw. des optischen Sensors 1.2, eine punktiert dargestellte Filterschaltung 4, die zur Einstellung der Filtercharakteristik eine Hochpassfilterschaltung 4.1, einen Tiefpassfilterschaltung 4.2 und/oder eine Bandpassfilterschaltung 4.3 umfasst. Die Grenzfrequenzen der einzelnen Filterschaltungen 4.1 bis 4.3 können beispielsweise fest vorgegeben werden oder beispielsweise von einer Logikschaltung 5 vorgegeben werden, die ebenfalls Teil der Auswerte- und Steuereinheit 2 ist. Die Auswerte- und Steuereinheit erzeugt Steuersignale zur Ansteuerung des Wischermotors 30, um beispielsweise die Wischgeschwindigkeit und/oder die Wischfrequenz des Wischermotors 30 einzustellen.

Zur Ansteuerung des Wischermotors 30 verknüpft die Logikschaltung 5 die aufbereiteten vom Körperschallsensor 1.1 und/oder vom optischen Sensor 1.2 erzeugten Signale. Durch die Verknüpfung der Sensorsignale können Wasser- und/oder Schmutzpartikel mit unterschiedlichem Umfang auf der gesamten Fahrzeugscheibe 7 und nicht nur im beschränkten Sensorbereich des optischen Sensors 1.2 erkannt und die entsprechenden Ansteuersignale für den Wischermotor 30 erzeugt werden. Der Körperschallsensor 1.1 wird vorzugsweise zur Detektierung von partiell auf der Fahrzeugscheibe 7 auftreffenden Wasser- und/oder Schmutzpartikeln größeren Umfangs benutzt, die beispielsweise durch Spritzwasser von anderen Fahrzeugen verursacht werden und der optische Sensor wird vorzugsweise zur Erkennung von einer geringen Benetzung und/oder Verschmutzung der Fahrzeugscheibe verwendet, da diese vom Körperschallsensor 1.1 aufgrund von störenden Vibrationen, die beispielsweise vom Fahrzeugmotor und/oder durch die Fahrzeuggeschwindigkeit verursacht werden, nur schwer zu detektieren sind. Bei Benetzungen und/oder Verschmutzungen größeren Umfangs auf der gesamten Scheibefläche erzeugt sowohl der Körperschallsensor 1.1 als auch der optische Sensor 1.2 ein entsprechendes elektrisches Ausgabesignal. Dadurch können verschiedene Benetzungs- und/oder Verschmutzungsarten der Fahrzeugscheibe 7 von der Steuer- und Auswerteeinheit 2 erkannt und unterschieden werden und das Wischverhalten des Wischsystems 10 bzw. des Wischermotors 30 kann durch entsprechende Steuersignale optimal an die erkannte Benetzungs- und/oder Verschmutzungsart angepasst werden.

Wie aus der 1 weiter ersichtlich ist, sind die Sensorbaugruppe 1 und die Auswerte- und Steuereinheit 2 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, welches wie aus 2 ersichtlich ist im oberen Bereich der Fahrzeugscheibe 7 innerhalb eines Wischbereichs 8 angeordnet, der von mindestens einer nicht dargestellten Wischereinheit von Feuchtigkeit und Schmutz freigehalten wird.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Körperschallsensors kann eine höhere Qualität der Detektierung als bei den herkömmlichen Sensorsystemen erreicht werden, insbesondere wenn der Körperschallsensor mit einem optischen Sensor kombiniert wird. So lassen sich durch den Körperschallsensor auch Benetzungen und Verschmutzungen im Randbereich der Fahrzeugscheibe detektieren und das Wischverhalten entsprechend einstellen. Dadurch wird eine höhere Kundenzufriedenheit erreicht und die Akzeptanz solcher Wischersysteme, die automatisch durch eine Sensoreinheit gesteuert werden, wird erhöht.

Claims

Sensoreinheit für ein Fahrzeug, mit – mindestens einem an einer Fahrzeugscheibe (7) angeordneten Sensor (1) und – einer Auswerte- und Steuereinheit (2), welche Signale des mindestens einen Sensors (1) auswertet und Steuersignale zur Ansteuerung eines Wischermotors (30) erzeugt, gekennzeichnet durch – mindestens einen Körperschallsensor (1.1), der einen an der Fahrzeugscheibe (7) auftretenden Körperschall erfasst und in elektrische Signale umwandelt, die von der Auswerte- und Steuereinheit (2) auswertbar sind.
Sensoreinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen optischen Sensor (1.2), der einen Bereich der Fahrzeugscheibe (7) detektiert.
Sensoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Signalaufbereitung (3.1, 3.2, 4, 4.1 bis 4.3), die mindestens eine Verstärkerschaltung (3.1, 3.2) und/oder mindestens eine Filterschaltung (4, 4.1 bis 4.3) mit fester und/oder einstellbarer Filtercharakteristik umfassen.
Sensoreinheit nach Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Filterschaltung (4) eine Hochpassfilterschaltung (4.1) und/oder eine Tiefpassfilterschaltung (4.2) und/oder eine Bandpassfilterschaltung (4.3) umfasst, die jeweils ein entsprechend gefiltertes Signal zur Auswertung erzeugen.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Logikschaltung (5), welche die von dem optischen Sensor (1.2) und dem Körperschallsensor (1.1) erzeugten Signale zur Erkennung von Wasser- und/oder Schmutzpartikeln auf der Fahrzeugscheibe (7) verknüpft und entsprechende Ansteuersignale für den Wischermotor erzeugt.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (1.2) und der Körperschallsensor (1.1) in einer gemeinsamen Baueinheit (1) integriert sind, die in einem oberen Bereich der Fahrzeugscheibe (7) angeordnet ist.
Sensoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (2) in der gemeinsamen Baueinheit (1) angeordnet ist.