DE102008031572A1

DE102008031572A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Unterstützung einer Scheibenreinigung

Info

Publication number: DE102008031572A1
Application number: DE200810031572
Authority: DE
Inventors: Bjoern Duhr; Gunther Dr. Heim; Claus Westenberger
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-01-14

Abstract

Eine Vorrichtung und ein entsprechend ausgestaltetes Verfahren zur Unterstützung einer Scheibenreinigung einer Kraftfahrzeugscheibe (12) weist einen Detektionssensor (18) zur berührungslosen lokalen Messung der Helligkeit in einem Bereich der Kraftfahrzeugscheibe (12) auf. Der Detektionssensor (18) ist mit einer Auswerteeinheit (22) zur Identifikation von Schmutzbereichen (14) auf Grundlage der gemessenen lokalen Helligkeiten verbunden. Durch die rechtzeitige Detektion von Verschmutzungen in dem Schmutzbereich (14) kann eine rechtzeitige Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe (12) eingeleitet werden, so dass die Kraftfahrzeugscheibe (12) mit einem geringeren Aufwand gereinigt werden kann, da feste Verkrustungen in dem Schutzbereich (14) vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung einer Scheibenreinigung, mit dessen Hilfe die Reinigung einer Kraftfahrzeugscheibe, insbesondere einer Frontscheibe, verbessert werden kann.
Es ist bekannt, dass bei der Fahrt eines Kraftfahrzeugs insbesondere die Frontscheibe des Kraftfahrzeugs beispielsweise durch aufgeschlagene Insekten verschmutzt werden kann. Durch diese Verschmutzung wird die Sicht des Kraftfahrzeugfahrers beeinträchtigt und das Fahrgefühl verschlechtert. Insbesondere wird der Kraftfahrzeugfahrer schnell ermüdet, da er beim Anblick der Verschmutzung automatisch auf den Nahbereich zur Wahrnehmung der Verschmutzung fokussiert und anschließend wieder auf Fernsicht umstellt, wenn er an der Verschmutzung vorbei sieht. Der Effekt einer Ermüdung des Kraftfahrzeugfahrers wird jedoch häufig unterschätzt, so dass derartige Verschmutzungen erst sehr spät gereinigt werden. Bei einer späten Reinigung der Verschmutzung lassen sich die Verschmutzungen jedoch nur schwer oder nur teilweise wieder entfernen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung einer Scheibenreini gung zu schaffen, mit dessen Hilfe eine Reinigung einer Kraftfahrzeugscheibe mit geringerem Aufwand möglich ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Unterstützung einer Scheibenreinigung einer Kraftfahrzeugscheibe weist einen Detektionssensor zur berührungslosen lokalen Messung der Helligkeit in einem Bereich einer Kraftfahrzeugscheibe auf. Der Detektionssensor ist mit einer Auswerteeinheit zur Identifikation von Schmutzbereichen auf Grundlage der gemessenen lokalen Helligkeiten verbunden.
Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass Verschmutzungen auf einer Kraftfahrzeugscheibe, insbesondere einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs, eine andere optische Dichte als die übrigen Bereiche der Kraftfahrzeugscheibe aufweisen. Insbesondere wird durch das unterschiedliche optische Filterverhaltungen der Verschmutzungen die Helligkeit im Bereich der Verschmutzung reduziert und/oder durch das unterschiedliche Reflexionsverhalten die Helligkeit reflektierter Strahlen erhöht. Da der Detektionssensor deutlich kleinere, isolierte Bereiche abtastet, können signifikante Helligkeitsunterschiede mit Hilfe der Auswerteeinheit festgestellt werden. Dadurch ist es möglich, den Kraftfahrzeugfahrer zu warnen oder einen Reinigungsvorgang einzuleiten, sobald der Schmutzbereich einer Verschmutzung detektiert wurde und/oder eine hinreichende Anzahl und/oder Größe von Verschmutzungsbereichen festgestellt wurden. Dies ermöglicht eine rechtzeitige Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe, wodurch es nicht erforderlich ist, festgetrocknete Verschmutzun gen aufwendig zu entfernen. Der Reinigungsaufwand zur Reinigung einer Kraftfahrzeugscheibe wird dadurch reduziert. Ferner wird eine Ermüdung des Kraftfahrzeugfahrers durch mehrfache Fokussierungen auf unterschiedliche Sichtweiten reduziert oder sogar verhindert.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit mit einem Warnsignalgeber zur Warnung eines Kraftfahrzeugfahrers verbunden. Dadurch kann der Kraftfahrzeugfahrer optisch und/oder akustisch gewarnt werden, sobald die Auswerteeinheit eine hinreichend starke Verschmutzung der Kraftfahrzeugscheibe festgestellt hat. Der Kraftfahrzeugfahrer wird dadurch rechtzeitig auf Verschmutzungen der Kraftfahrzeugscheibe aufmerksam gemacht, die der Kraftfahrzeugfahrer andernfalls als nicht-gravierend genug für eine Scheibenreinigung eingeschätzt hätte.
Insbesondere ist die Auswerteeinheit mit einer Scheibenwischanlage verbunden. Die Scheibenwischanlage kann insbesondere automatisch von der Auswerteeinheit betätigbar sein. Dadurch ist es möglich, eine Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe einzuleiten, ohne dass der Kraftfahrzeugfahrer hierzu eingreifen muss. Insbesondere kann eine automatische Scheibenreinigung eingeleitet werden, wenn der Kraftfahrzeugfahrer mehrfach einen Warnhinweis zur Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe ignoriert hat und die Auswerteeinheit ein nicht mehr tolerierbares Ausmaß einer Scheibenverschmutzung festgestellt hat. Besonders bevorzugt sind Einstellungen der Scheibenwischanlage, insbesondere der Ausstoßdruck und/oder die Ausstoßdauer einer Scheibenwischerflüssigkeit, in Abhängigkeit von der Position des detektierten Schmutzbereichs einstellbar. Dadurch ist es möglich, besonders viel Scheibenwischerflüssigkeit in den Bereich der Verschmutzung zu leiten, so dass ein entsprechend kürzerer Reinigungszyklus ausreichend ist, um die Verschmutzung zu beseitigen. Dadurch kann Scheibenwischerflüssigkeit eingespart werden. Gleichzeitig unterliegt eine Scheibenwischerlippe eines Scheibenwischers einem geringeren Verschleiß, da die Verschmutzung durch die Scheibenwischerflüssigkeit besser angelöst ist und die Menge fester Verkrustungen der Verschmutzung reduziert oder sogar verhindert sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein mit der Auswerteeinheit verbundener Referenzsensor zur Messung der Helligkeit der Umgebung vorgesehen. Durch den Referenzsensor wird insbesondere die gesamte Fläche der von dem Detektionssensor abgetasteten Kraftfahrzeugscheibe betrachtet. Durch den Referenzsensor können insbesondere plötzlich auftretende Helligkeitsunterschiede, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug in einen Tunnel gefahren wird oder nachts Gegenlicht auftritt, berücksichtigt werden. Ferner kann der Detektionssensor mit einer höheren Auflösung sequentiell mehrere lokal abgegrenzte Bereiche der Kraftfahrzeugscheibe abtasten, ohne dass die längere Abtastzeit der gesamten Kraftfahrzeugscheibe die Detektion von durch Verschmutzungen verursachten Helligkeitsunterschieden beeinträchtigen kann.
Vorzugsweise ist ein Strahlungssender zur Aussendung von Strahlen, insbesondere IR-Licht und/oder Ultraschall, an die Kraftfahrzeugscheibe vorgesehen. Durch den Strahlungssender kann insbesondere für Kraftfahrzeugfahrer unsichtbare Strahlung auf die Kraftfahrzeugscheibe gerichtet werden, deren Reflexion von dem Detektionssensor als Maß für die lokale Helligkeit detektiert werden kann. Das heißt ohne Strahlungssender bedeutet eine gemessene Helligkeitsverringerung eine Verschmutzung, wobei dagegen mit Strahlungssender aufgrund der durch die Verschmutzung verursachten Reflexion eine Helligkeitserhöhung eine Verschmutzung bedeutet. In beiden Fälle, kann die selbe Elektronik für die Auswerteeinheit verwendet werden, die je nach dem ob ein Strahlungssender vorgesehen ist oder nicht bezüglich der Identifikation eines Schmutzbereichs invertiert sein kann. Insbesondere, wenn der Strahlungssender Strahlung emittiert, die vom sichtbaren Licht deutlich verschieden ist, können Umgebungseffekte durch das sichtbare Licht, welche die Messgenauigkeit beeinträchtigen könnten, reduziert werden.
Besonders bevorzugt sind mehrere Detektionssensoren vorgesehen, wobei insbesondere sich die abgetasteten Bereiche benachbarter Detektionssensoren überlappen. Dadurch kann der Ausfall eines einzelnen Detektionssensor kompensiert werden. Ferner kann die Auflösung der lokalen Abtastung verfeinert und/oder die Zeit zur Abtastung der gesamten Scheibe verkürzt werden.
Insbesondere ist die Ausrichtung und/oder die Position des Detektionssensors zur Abtastung der Kraftfahrzeugscheibe veränderbar. Beispielsweise kann der Detektionssensor insbesondere über eine Kugelgelenklagerung um zwei unterschiedliche Drehachsen drehbar sein. Durch die Anpassung der Ausrichtung des Detektionssensors kann die Kraftfahrzeugscheibe zeilenweise und/oder spaltenweise abgetastet werden. Ferner kann ein Detektionssensor beispielsweise über eine Schienenführung, insbesondre in horizontaler Richtung verschoben werden, um unterschiedliche Bereiche der Kraftfahrzeugscheibe abtasten zu können.
Vorzugsweise erfolgt die Abtastung verschiedener Bereiche der Kraftfahrzeugscheibe durch eine Einstellung der optischen Eigenschaften eines optischen Elements des Detektionssensors. Beispielsweise kann durch eine elektronische Steuerung das Filterverhalten des optischen Elements, beispielsweise einer Linse, lokal verändert werden, so dass insbesondere nur ein kleinerer Teilbereich transparent ist, wodurch nur ein kleiner Bereich der Kraftfahrzeugscheibe angetastet werden kann. Anschließend kann dieser Teilbereich undurchsichtig eingestellt werden, während ein anderer Teilbereich transparent wird, um einen anderen Bereich der Kraftfahrzeugscheibe abzutasten und so weiter. Mechanische Verstellungen sind dadurch beim Detektionssensor nicht erforderlich.
Der Detektionssensor kann je nach baulichen Möglichkeiten des Kraftfahrzeugs an unterschiedlichen Stellen des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Innenraum, angeordnet werden. Beispielsweise kann ein Detektionssensor in einem Dachhimmel des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Mit dem Detektionssensor verbundener Elektroleitungen und/oder Datenleitungen können über das Kraftfahrzeugdach zur Auswerteeinheit geführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Detektionssensor in Fahrtrichtung hinter einem Rückspiegel des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Der Detektionssensor ist dadurch besonders nah an der Kraftfahrzeugscheibe angeordnet und kann vom Kraftfahrzeugfahrer nicht wahrgenommen werden, da er von dem Rückspiegel verdeckt wird. Die Elektroleitungen und/oder die Datenleitungen des Detektionssensors können innerhalb einer Rückspiegelhalterung verlaufen und zur Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Detektionssensor in einer Armaturentafel und/oder in einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Insbesondere, wenn die Auswerteeinheit unterhalb der Armaturentafel und/oder unterhalb der Mittelkonsole angeordnet ist, ergeben sich besonders kurze Wege für die Elektroleitungen und/oder Datenleitungen des Detektionssensors. Gleichzeitig ist der Detektionssensor nah an der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, das eine Kraftfahrzeugscheibe, insbesondere eine Frontscheibe aufweist. Das Kraftfahrzeug weist eine Vorrichtung zur Unterstützung einer Scheibenreinigung der Kraftfahrzeugscheibe auf, die wie vorstehend beschrieben, aus- und weitergebildet sein kann. Durch die Vorrichtung zur Unterstützung der Scheibenreinigung kann bei einem Kraftfahrzeug rechtzeitig eine Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe eingeleitet werden, so dass der Aufwand zur Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe reduziert ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Unterstützung einer Scheibenreinigung einer Kraftfahrzeugscheibe, bei dem ein lokales Messen der Helligkeit in einem Bereich der Kraftfahrzeugscheibe stattfindet. Ferner erfolgt ein lokales Messen der Helligkeit in einem anderen Bereich der Kraftfahrzeugscheibe. Auf Basis der gemessenen Helligkeiten wird entschieden, ob ein Schmutzbereich vorhanden ist. Durch die rechtzeitige Detektion eines Schmutzbereichs einer Verschmutzung ist es möglich, rechtzeitig eine Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe einzuleiten, wodurch der Aufwand zur Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe reduziert werden kann, da fest verkrustete Verschmutzungen vermieden werden können.
Vorzugsweise wird in dem Fall, dass ein Schmutzbereich vorhanden ist, eine Warnung abgegeben, und/oder es wird eine automatische Reinigung des Schmutzbereichs veranlasst. Dadurch, dass der Kraftfahrzeugfahrer rechtzeitig informiert wird und/oder eine Scheibenreinigung automatisch eingeleitet wird, können feste Verkrustungen von Verschmutzungen vermieden werden.
Besonders bevorzugt wird bei der Einleitung einer Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe in Abhängigkeit von der Position des selektierten Schutzbereichs eine Scheibenwischanlage, insbesondere der Ausstoßdruck und/oder die Ausstoßdauer einer Scheibenwischerflüssigkeit, eingestellt. Sollte beispielsweise der Kraftfahrzeugfahrer von sich aus eine Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe einleiten, kann mit Hilfe der innerhalb der Auswerteeinheit gespeicherten Informationen über die Position von Schmutzbereichen die Reinigung der Scheibe optimiert werden, so dass ein kürzerer Reinigungszyklus und weniger Scheibenwischerflüssigkeit erforderlich sind.
Besonders bevorzugt werden in Abhängigkeit des Zeitraums seit der Detektion des Schmutzbereichs Einstellungen der Scheibenwischeranlage eingestellt. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass zur Reinigung von älteren Verschmutzungen mehr Scheibenwischerflüssigkeit erforderlich sein kann. Dadurch wird vermieden, dass der Kraftfahrzeugfahrer erneut einen Reinigungsvorgang der Kraftfahrzeugscheibe einleiten muss.
Besonders bevorzugt wird einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Vorrichtung zur Unterstützung der Scheibenreinigung der Kraftfahrzeugscheibe verwendet, die wie vorstehend beschrieben, aus- und weitergebildet sein kann.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angegebene Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine schematische Innenansicht eines Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Unterstützung einer Scheibenreinigung einer Kraftfahrzeugscheibe.
Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 10 weist eine Frontscheibe 12 auf, bei der in einem Schmutzbereich 14 eine Verschmutzung vorliegt. Ein in einem Dachhimmel 16 angeordneter Detektionssensor 18 tastet entlang ver schiedener Strahlenrichtungen 20 in eng begrenzten lokalen Bereichen die Frontscheibe 12 ab. Sobald der Detektionssensor 18 auf den Schmutzbereich 14 trifft, detektiert der Detektionssensor 18 eine geringere Helligkeit, so dass eine Auswerteeinheit 22 entscheiden kann, ob der detektierte Helligkeitsunterschied auf das Vorliegen einer Verschmutzung hindeutet. Wenn die Auswerteeinheit 22 eine Verschmutzung festgestellt hat, kann die Auswerteeinheit 22 eine Warnleuchte 24 betätigen, um den Kraftfahrzeugfahrer über die Verschmutzung zu informieren. Der Kraftfahrzeugfahrer kann dann rechtzeitig eine Reinigung der Frontscheibe 12 einleiten, bevor der Schmutzbereich 14 nur mit Schwierigkeiten wieder entfernt werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann der Detektionssensor 18 auch hinter einem Rückspiegel 26 oder im Bereich einer Mittelkonsole 28 angeordnet sein. Ferner ist es möglich, dass die Auswerteeinheit 22 mit einer nicht dargestellten Scheibenwischanlage verbunden ist, um diese zu bestätigen und/oder deren Einstellungen an die Position des Schmutzbereichs 14 anzupassen.

10: Kraftfahrzeug
12: Frontscheibe
14: Schmutzbereich
16: Dachhimmel
18: Detektionssensor
20: Strahlenrichtung
22: Auswerteeinheit
24: Warnlampe
26: Rückspiegel
28: Mittelkonsole

Claims

Vorrichtung zur Unterstützung einer Scheibenreinigung einer Kraftfahrzeugscheibe (12), umfassend einen Detektionssensor (18) zur berührungslosen lokalen Messung der Helligkeit in einem Bereich der Kraftfahrzeugscheibe (12) und eine mit dem Detektionssensor (18) verbundenen Auswerteeinheit (20) zur Identifikation von Schmutzbereichen (14) auf Grundlage der gemessenen lokalen Helligkeiten.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) mit einem Warnsignalgeber (24) zur Warnung eines Kraftfahrzeugfahrers verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) mit einer Scheibenwischanlage verbunden ist, wobei die Scheibenwischanlage insbesondere automatisch von der Auswerteeinheit (20) betätigbar ist und/oder Einstellungen der Scheibenwischanlage, insbesondere der Ausstoßdruck und/oder die Ausstoßdauer einer Scheibenwischerflüssigkeit, in Abhängigkeit von der Position des detektierten Schmutzbereichs (14) einstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Auswerteeinheit (20) verbundener Referenzsensor zur Messung der Helligkeit der Umgebung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlungssender zur Aussendung von Strahlen, insbesondere IR-Licht und/oder Ultraschall, an die Kraftfahrzeugscheibe (12) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Detektionssensoren (18) vorgesehen sind, wobei insbesondere sich die abgetasteten Bereiche benachbarter Detektionssensoren (18) überlappen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung und/oder die Position des Detektionssensors (18) zur Abtastung der Kraftfahrzeugscheibe (12) veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung verschiedener Bereiche der Kraftfahrzeugscheibe (12) durch eine Einstellung der optischen Eigenschaften eines optischen Elements des Detektionssensors (18) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Detektionssensor (18) in einem Dachhimmel (16) eines Kraftfahrzeugs (10) und/oder in Fahrtrichtung hinter einem Rückspiegel (26) eines Kraftfahrzeugs (10) und/oder in einer Armaturentafel (28) eines Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugscheibe (12), insbesondere einer Frontscheibe, und einer Vorrichtung (18, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Unterstützung einer Scheibenreinigung der Kraftfahrzeugscheibe (12).
Verfahren zur Unterstützung einer Scheibenreinigung einer Kraftfahrzeugscheibe (12) mit den Schritten lokales Messen der Helligkeit in einem Bereich der Kraftfahrzeugscheibe (12), lokales Messen der Helligkeit in einem anderen Bereich der Kraftfahrzeugscheibe (12) und Entscheiden auf Basis der gemessenen Helligkeiten, ob ein Schmutzbereich (14) vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem in dem Fall, dass ein Schmutzbereich (14) vorhanden ist, eine Warnung abgegeben wird und/oder eine automatische Reinigung des Schmutzbereichs (14) veranlasst wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem bei Einleitung einer Reinigung der Kraftfahrzeugscheibe (12) in Abhängigkeit von der Position des detektierten Schmutzbereichs (14) eine Scheibenwischanlage, insbesondere der Ausstoßdruck und/oder die Ausstoßdauer einer Scheibenwischerflüssigkeit, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem in Abhängigkeit des Zeitraums seit der Detektion des Schmutzbereichs (14) Einstellungen einer Scheibenwischanlage eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem eine Vorrichtung (18, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Unterstützung einer Scheibenreinigung der Kraftfahrzeugscheibe (12) verwendet wird.