DE2316408A1

DE2316408A1 - Vorrichtung zur automatischen steuerung einer scheibenreinigungsanlage

Info

Publication number: DE2316408A1
Application number: DE19732316408
Authority: DE
Inventors: Alfons Endl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-04-02
Filing date: 1973-04-02
Publication date: 1974-10-10

Description

Vorrichtung zur automatischen Steuerung einer Scheibenreinigungsanlage.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung einer Scheibenreinigungsanlage, d.h. eines Scheibenwischers, eventuell in Verbindung mit einer Waschanlage, für Kraftfahrzeuge.
Derartige Vorrichtungen sind bereits bekannt. Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen ( DT-OS 2 101 319) wird die Durchlässigkeit der Scheibe durch ein optisches Meßverfahren überwacht und die Reinigungsanlage bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwerts in Betrieb gesetzt, Da sich die Meßstelle im. Reinigungsbereich der Anlage befindet, entsteht ein geschlossener Regelkreis mit Zweipunkt-Charakteristik, der die Reinigungsanlage solange einschaltet, bis der Grenzwert wieder unterschritten ist0 Zur Feststellung der Verschmutzung wird dabei ein Durchlichtverfahren verwendet, wobei sich Sender und Empfänger auf verschiedenen Seiten der zu überwachenden Scheibe befinden. Dadurch entsteht der wesentliche Nachteil, daß der Teil der Anlage, der sich außerhalb des Fahrzeugs befindet, also bspw.
der photoelektrische Empfänger, ebenfalls verschmutzt. Da dieser Teil nicht gereinigt wird, wird er sehr rasch weniger Licht empfangen und die Anlage auch bei noch sauberer Scheibe in Betrieb setzen oder halten, Ein weiterer schwerwiegender Nachteil ist die Anbringung und Verdrahtung des Empfängers, da dies bei den unterschiedlichen Fahrzeugtypen nicht ohne weiteres möglich ist, Da die bekannte Vorrichtung mit gleichlicht arbeitet, muß außerdem eine eigene Vergleichsphotozelle vorgesehen sein, was die Anlage kompliziert und teuer macht.
Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt, die vollkommen im Wageninneren untergebracht werden kann und somit den oben genannten Nachteil nicht aufweist (DT-AS 1 755 074).
Dabei werden in der Nähe der Außenränder der Scheibe Dreikantprismen angebracht und eine Strahlungsquelle so angeordnet, daß ihre Strahlen durch Totalreflexion im Innern der Scheibe verlaufen und auf einen Empfänger am anderen Rand der Scheibe auftreffen0 Diese Vorrichtung kann nicht ohne weiteres nachträglich angebracht werden; außerdem ist auch hierbei eine getrennte Verdrahtung von Sender und Empfänger notwendig. Diese Anlage arbeitet auch nur dann einwandfrei, wenn die gesamte Fläche der Scheibe von der Reinigungsanlage gesäubert wird, was bei normalen Kraftfahrzeugen nicht der Fall ist, Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und einfach anzubringende Vorrichtung zur automatischen Steuerung einer Scheibenreinigungsanlage zu schaffen, bei der Sender und Empfänger an derselben Stelle im Inneren des Fahrzeugs angebracht sind, sodaß nur eine Verdrahtung erforderlich ist, die unabhängig von der Umgebungshelligkeit arbeitet und die zudem einfach und billig in der Herstellung ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß als Sender eine im Impulsbebrieb arbeitende iumineszenzdiode verwendet wird, die etwa in der Brennebene einer lichtsairsrelnden Optik angebracht ist, daß als Empfänger ein photoelektrischer Wandler dient, der so angeordnet ist, daß er von der infolge der Verschmutzung der Scheibe verursachten Streustrahlung, aber nicht von der von der Scheibe spiegelnd reflektierten Strahlung beaufschlagt wird, und daß eine Schaltung vorgesehen ist, die im. wesentlichen nur auf die Impulsfrequenz des Senders anspricht und die Reinigungsanlage bei einem Schwellwert der Im.pulslichtstratlung in Tätigkeit setzt.
Durch die Verwendung einer nur auf Impulslicht ansprechenden Schaltung ist die Vorrichtung gegenüber Fremdlicht, dabei einem im Freien befindlichen Fahrzeug imser Gleichlicht ist, praktisch unempfindlich Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß als photoelektrischer Wandler ein lichtempfindliches Element verwendet wird, das als Arbeitswiderstand eine Induktivität aufweist. Der Gleichstromwiderstand ist dann praktisch Null, während die-Induktivität mit der Kapazität der Zelle einen Schwingkreis bildet, der auf die Impulsfrequenz des Senders abgestiirsnt ist.
Wird die annähernd punktförmige Bumineszenzdiode in der Brennebene einer lichtsammelnden Optik angeordnet, also einer Linse oder einem Hohlspiegel, so wird die Strahlung parallel gerichtet. Die auch von einer sauberen Scheibe spiegelnd reflektierte Strahlung ist dann ebenfalls parallel und in eine bestimste Richtung gerichtet. Der Empfänger kann daher dort angeordnet werden, wo keine spiegelnd reflektierte Strahlung auftritt. Bei Verschmutzung der Scheibe wird dagegen an der Außenseite der Scheibe Streustrahlung erzeugt, die auch auf den Empfänger auftrifft.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Anbringung von Sender und Empfänger nach diesem Prinzip, einige sind in den folgenden Ausführungsbeispielen dargestellt.
Bei entsprechend feuchter Scheibe reicht der Wischvorgang zur Reinigung der Scheibe meist aus. Ist die Scheibe dagegen stark Verschmutzt und trocken, so muß die Waschahlage zusätzlich in Betrieb gesetzt werden. Dies erforderte bisher Überlegungen und manuelle Tätigkeiten, die den Fahrer zusätzlich belasteten.
Die die Scheibenreinigungsanlage betätigende Schaltung kann nach einer Weiterbildung der Erfindung so ausgelegt werden, daß erst der Scheibenwischer und nach einer vorbestimmten Zeit, wenn die Scheibe nicht ausreichend sauber ist, die Waschanlage in Tätigkeit gesetzt wird.
Dies kann dadurch geschehen, daß beim Auslösen des Wischvorganges gleichzeitig ein Zeitglied eingeschaltet wird, dessen Zeitkonstante der Zeitdauer mindestens eines Wischvorganges entspricht. Ist die Scheibe nach dieser Zeit nicht ausreichend gesäubert und läuft die Wischanlage gesteuert durch die erfindungsgemäße Vorrichtung deshalb weiter, so schaltet das Zeitglied, bspw, eine monostabile Stufe, über ein UND-Gatter oder ein äquivalentes logisches Glied die Waschanlage ein.
Die Schalter zur Betätigung der Wisch- und Waschanlage sind zu den manuell zu betätigenden Schaltern parallel geschaltet, sodaß beide Anlagen auch normal betätigt werden können.
Die Schaltung enthält vorteilhafterweise einen einstellbaren Schwellwert für die Einschaltung der Reinigungsanlage, der vom Benutzer eingestellt werden kann. Dieser Schwellwert ist u.a. vom Abstand des Fahrers von der Scheibe und insbesondere von den Beleuchtungsbedingungen abhängig, Am einfachsten ist eine Schaltung zu verwirklichen, mit der die Abstrahlung der Impulslichtquelle geregelt werden kann.
Bei stärkerer Abstrahlung wird bei einer bestimmten Lichtstreuung von der Scheibe ein Grenzwert in der Auswerteschaltung schneller erreicht als bei geringerer Abstrahlung.
Zumindest der optische Teil der Vorrichtung kann mit einem Gummisauger an der Innenseite der Scheibelbefestigt werden.
Wird dabei ein ringförmiger Sauger verwendet, der den optischein Teil der Vorrichtung umschließt, so steht das Luftvolumen zwischen Optik und Scheibe nicht mit dem Luftvolumen des Wageninneren in Verbindung. Ein Beschlagen der Innenseite der Scheibe bleibt daher ohne Einfluß auf den Meßwert, ffiie durch die Betätigung der Reinigungsanlage auch nicht beeinflußt wird, Als sammelndes optisches Glied kann eine Linse, ein Hohlspiegel oder auch eine Fresnellinse verwendet werden. Letztere kann durch Pressen besonders preisgünstig hergestellt werden.
Die Figuren 1 - 6 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar: Fig. 1 - 3 verschiedene mögliche Anordnungen von Sender und Empfänger zur Erzeugung und Erfassung der ctreustrahlung; Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein an der Scheibe angebrachtes Gerät; Fig. 5 ein Schema der Senderschaltung und ~ Fig. 6 ein Schema einer möglichen Schaltung für den Empfänggr und zur Auswertung der Signale, In Fig. 1 ist die optische Achse der Linse 2, in deren Brennpunkt sich der Sender 3 befindet, unter einem Winkel ~ zur Normale der Scheibe 1 angeordnet. Etwa 9 $ der Strahlung durchdringen die Scheibe 1. Da Lumineszenzdioden meist im infraroten Bereich strahlen, ist diese Strahlung nicht sichtbar und störend.
Das von der Innen- und von der Außenseite der Scheibe 1 reflektierte Licht wird unter demselben Winkel O( zurückgeworfen und gelangt bei richtiger Anordnung nicht auf den. Empfänger 4.
Dieser kann somit nur vEn Streustrahlung getroffen werden, die durch eine. Verschmutzung der Scheibe 1 verursacht wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Sender 3 seitlich der optischen Achse der Linse 2 angeordnet, sodaß auf die Scheibe 1 wieder ein schräges Lichtbündel auftrifft. Das von dort spietelnd reflektierte Licht wird zur grössten Teil wieder von der Linse 2 gesammelt und in einer Vorrichtung 5 fokusiert, die als Lichtfalle wirkt. Es handelt sich bei der Vorrichtung 5 also beispielsweise um einen innen schwarzen Hohlzylinder. Der Empfänger 4 wird durch diese Strahlung nicht getroffen.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, bei der die von der Scheibe 1 spiegelnd reflektierte Strahlung wieder auf dem Sender 3 gesars.elt wird. Ein beispielsweise ringförmiger Empfänger 4 wird dagegen nur von der auf der Außenseite der Scheibe 1 erzeugten Streustrahlung getroffen.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß Fig. 3 dargestellt. Sender 3 und Empfänger 4 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 7 untergebracht, das mit Hilfe eines Gummisaugers 6 an der Scheibe 1 befestigt werden kann. Auf diese Weise ist auch die senkrechte Ausrichtung der optischen Achse zur Scheibe 1 in ausreichender Genauigkeit sichergestellt.
Mit Hilfe eines Drehknopfes 8 kann die Anlage eingeschaltet und eventuell auch die Empfindlichkeit eingestellt werden.
Das Kabel 9 dient zur Stromversorgung des Senders 3 und als Signalleitung. 10 stellt den Scheibenwischer in seiner Endstellung dar, der sich im Betrieb über den Teil der Scheibe 1 bewegt, der von der optischen Vorrichtung überwacht wird.
Die im Prinzip dargeStellte Schaltung nach Fig. 5 enthält einen einstellbaren Widerstand 11, mit dem die Intensität der Abstrahlung der Lumineszenzdiode 3 eingestellt werdenkann. Die Ansteuerung der Diode erfolgt mit einem impulsförmigen Signal, wie es am Eingang der Schaltung dargestellt ist.
Die Empfängerschaltung nach Fig. 6 enthält eine Induktivität 12 parallel zum lichtempfindlichen Element 4. Die Kapazität des Elements 4 bildet zusammen mit der Induktivität einen Schwingkreis, der auf die Impulsfrequenz des Senders abgestimmt ist und eine hohe Impedanz für die Impulsfrequenz darstellt. Für gleichzeitig einfallendes Umgebungslicht stellt die Impedanz 12 einen Kurzschluß dar, sodaß dieses nicht zur Wirkung#ko=t0 Eine Sättigung des Elements 4 tritt praktisch nicht auf. Ein Koppelkondensator 13 verhindert die Übertragung eines etwa vorhandenen Gleichspannungsanteils.
Der Vorverstärker 14 verstärkt das Impuls signal, welches im Gleichrichter 15 gleichgerichtet wird. Über eine Triggerschaltung 16 wird bei einer bestimssten Signalhöhe das Relais 17 zur Betätigung des Scheibenwischers eingeschaltet.
Die monostabile Kippstufe 18 wird gleichzeitig mit dem Relais 17 eingeschaltet, d.h. in den Zustand H gebracht. Die Zeitdauer t dieser Kippstufe ist etwas länger als bspw. ein Wischvorgang. Ist nach einem Wischvorgang die Scheibe noch nicht ausreichend gesäubert, bspw. weil die Scheibe zu trocken ist, dann bleibt das Relais 17 weiter angezogen.
Nach Ablauf der Zeit t liegen dann am UND-Glied 19 gleichzeitig zwei H-Signale an und das Gatter 19 schaltet auch das zweite Relais 20 ein, das seinerseits die Waschanlage betätigt.
Auf diese Weise werden sowohl die Scheibenwisch- als auch die Scheibenwaschanlage selbstätig und je nach den gegebenen Verhältnissen in Tätigkeit gesetzt,

Claims

Ansprüche 1. Vorrichtung zur authmatischen Steuerung einer Scheibenreinigungsanlage, mit einer Strahlungsquelle und einem photoelektrischen Empfänger zum Messen der optischen Eigenschaften der Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsquelle eine im Impulsbetrieb arbeitende Lumineszenzdiode (3) verwendet wird, die etwa in der Brennebene einer lichtsammelnden Optik (2) angebracht ist, daß als Empfänger ein photoelektrischer Wandler (4) dient, der so angeordnet ist, daß er von der infolge der Verschmutzung der Scheibe (1) verursachten Streustrahlung, aber nicht von der von der Scheibe (1) spiegelnd reflektierten Strahlung getroffen wird, und daß eine Schaltung vorgesehen ist, die im wesentlichen nur auf Strahlung der Impulsfrequenz des Senders (3) anspricht und die Reinigungsanlage bei einem Schwellwert der Impulslichtstrahlung in Tätigkeit setzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als photoelektrischer Empfänger ein lichtempfindliches Element (4) verwendet wird, das als Arbeitswiderstand eine Induktivität (12) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen einstellbaren Schwellwert aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (11) zur Einstellung der Intensität der Abstrahlung der Impulslichtquelle (3) vorgesehen ist.
5.. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (18) vorgesehen ist, das beim Auslösen des Wischvorgangs eingeschaltet wird und das eine Zeitkonstante (t) besitzt, die der Dauer mindestens eines Wischvorgangs entspricht, und daß ein UND-Gatter (19) oder ein äquivalentes logisches Glied vorgesehen ist, das bei noch angezogenem Relais (17) nach der Zeit t ein Relais (20) betätigt, das die Scheibenwaschanlage einschaltet0 6.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais (17, 20) parallel zu manuell zu betätigenden Schaltern liegen.
70 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtsammelnde Optik (2? eine Linse, ein Hohlspiegel oder eine Fresnellinse-(Fig. 4) verwendet#wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (3) im Brennpunkt der Optik (2) und der photoelektrische Empfänger (4) seitlich der optischen Achse angeordnet ist (Fig. 3, 4).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als photoelektrischer Empfänger ein ringförmiges Element (4) verwendet wird (Fig. 3).
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (6) ein ringförmiger aaugeryirosgesehen ist, mit dem die Vorrichtung an der Scheibe (1) befestigt werden kann (Fig. 4) Leerseite