WO1991007298A1 - Vorrichtung zur automatischen steuerung von kraftfahrzeug-scheibenwischern - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for the automatic control of motor vehicle wipers according to the preamble of the main claim.
- a device known from DE-OS 33 14 770 detects a possible wetting of the window to be wiped via an optical sensor.
- the sensor signals are continuously fed to an electronic control device which generates control signals for the windshield wiper motor if the sensor signals indicate wetting of the windshield.
- the continuously detected sensor signal is falsified.
- streaks can form on aged wiper blades and on soiled window surfaces, which in turn contribute to falsifying the measurement result.
- the sensor signals can be predominantly falsified, so that the evaluation of the sensor signals is very difficult overall.
- the windshield wiper itself can lead to additional false signals when the sensor is passed over.
- the method according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage, that the evaluation of the sensor signals is not impaired by the actual wiping process, since no sensor signals are used for control purposes during the movement of the windshield wiper motor. Rather, the detection of the sensor signals takes place after the wiping process has ended at a precisely defined point in time within the wiping intervals, so that any newly added moisture can be detected in a defined manner. Any impairment by the windshield wiper itself is excluded anyway. The successive sensor signals can therefore precisely detect " changes in the wetting of the windscreen without fear of interferences that are difficult to calculate. Another advantage is that a sensor signal is sufficient to control a definable wiping interval s, so that superfluous switch-on signals for the wiper motor This leads to an increase in the service life of the electronic components involved and the control disk of the control wiper motor.
- the definable interval comprises at least one complete wiper movement.
- the sensor is expediently connected to the control input of a timing element, which actuates the windshield wiper motor during its holding time via a power control element.
- the windshield wiper motor must be provided with a holding device known per se for maintaining its operation during a complete wiper movement.
- a known holding device is usually one control disc coupled to the wiper motor.
- the holding time of the timer can be chosen to be so short that this timer just barely triggers the holding device.
- the sensor signal triggers only one wiper movement, while the wiper movement itself takes place in a known manner.
- the means for suppressing the sensor signals have, in a circuit-simple manner, a switch connecting the sensor output or another point of the control connection between the sensor and the windshield wiper motor with a switch which makes the sensor signal ineffective.
- This potential is expediently the ground potential, so that the sensor signal remains short-circuited during the operation of the windshield wiper motor. This enables effective suppression of the sensor signals with very simple formwork means.
- the control input of the switch can be acted upon in particular by the output signal of the timing element and / or by the control signal of the holding device, the switch closing when such a signal occurs.
- a particularly favorable solution is that the control input of the switch is acted on by both signals, on the one hand to prevent further sensor signals from being suppressed immediately after the start signal for the wiper motor, this suppression then being maintained by the second signal during operation.
- a signal level adjustment device which can be carried out in a simple manner is provided, which can be designed in particular as a Z diode which is connected to the control signal the holding device leading line is connected.
- FIG. 1 An embodiment of the invention is shown in the drawing.
- the single figure shows the embodiment in the block switch t i Id.
- the sensor 10 which is only shown schematically, can be, for example, the optical sensor arrangement with a downstream evaluation device according to the prior art specified at the outset.
- resistive, acoustic, capacitive or other suitable principles can be used for this.
- the output of the timer 12 is connected to the base of a power transistor 15 via a resistor 13 and a diode 14 connected in series therewith.
- the emitter of this power transistor 15 is connected to ground and the collector via a relay winding 16 to the positive pole of a supply voltage U1.
- This positive pole is also connected via a switching path 17, which can be controlled by the relay winding 16, of a relay 18 to a windshield wiper motor 19, the second connection of which is connected to ground.
- This windshield wiper motor 19 drives a windshield wiper 20, as is symbolically represented by a dashed line. Of course, this can also involve several windshield wipers that are mechanically coupled to one another.
- the wiper motor 19 drives a control disk 21 in a known manner, by means of which a control switch 22 is closed after the start of the rotary movement, remains closed for a complete Wi-cycle interval s (a reciprocating movement) and is then opened again.
- a control disk 21 is provided in almost all windscreen wiper motors 19 used today.
- the closed control switch 22 supplies the windshield wiper motor 19 with the supply voltage U so, so that it also works when the relay 18 is open during the wiping interval mentioned.
- the control input of the timer 12 is via a diode
- the short-circuit switch 24 connectable to ground.
- the short-circuit switch 24 can be designed, for example, as a switching transistor.
- the output of the timing element 12 is connected via an OR gate 25 to the control input of the short-circuit switch 24, a connection 26 of the wiper motor 19 which can be supplied with the supply voltage via the control disc 21 via a resistor 27 to a second input of the OR Link 25 is connected. This connection is connected to ground via a Z diode 28.
- the Z-diode 28 and the resistor 27 limit the supply voltage U1 to the Z-voltage of the Z-diode 28, which is selected so that the supply voltage U1 is the required control voltage for the OR gate
- the sensor 10 detects wetting of the window to be wiped as a result of precipitation, the sensor signal generated in this way triggers the timing element 12.
- an output-side control signal for the power transistor 15 is generated.
- the relay 18 is actuated and the windshield wiper motor 19 starts to turn.
- the short-circuit switch 24 is closed by this output signal from the timer 12, so that the following sensor signals from the sensor 10 are short-circuited and the timer 12 cannot trigger again.
- the control switch 22 is closed by the control disk 21, so that the wiper motor 19 continues its rotary movement, even if the relay 18 drops out again after the 100 ms.
- the short-circuit switch 24 is kept closed via the signal at the connection 26.
- control switch 22 opens again and a new start depends on whether a sensor signal from the sensor 10 is present again or is still present at this point in time. At this time, the short-circuit switch 24 is opened again.
- the holding time of the timer 12 is selected so that a safe start of the wiper motor 19 is ensured, that is to say that the time until the control switch 22 closes (approximately 20 ms) is safely bridged.
- This arrangement ensures that sensor signals are always detected only in the end position of the windshield wiper 20, that is to say not during its movement, in order to avoid falsified sensor signals through the wiper blade, through streaks or the like. to prevent or hide.
- the connecting line between the output of the timing element 12 and the short-circuit switch 24 and the OR element 25 can also be omitted. It is accepted that sensor signals may still be effective at the start of the movement of the wiper motor 19.
- the holding time of the timer 12 is set so that it lasts longer than a wiping interval, so can accordingly two or more Wi interval s are detected by a sensor signal, that is, at least two complete wiping movements are carried out by a sensor signal until a new sensor signal is requested. If a timer with a variably adjustable hold time is used, the number of wiping intervals can also be set individually.
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung von Kraftfahrzeug-Scheibenwischern vorgeschlagen, die einen Scheibenwischermotor (19) und einen Sensor (10) zur Erfassung von Nässe auf einer zu wischenden Scheibe aufweist. Eine elektronische Einrichtung weist Mittel (12-18, 21, 22) zum Einschalten des Scheibenwischermotors (19) für ein festlegbares Intervall beim Auftreten eines Sensorsignals und Mittel (24) zur Unterdrückung von während der Bewegung des Scheibenwischermotors (19) auftretenden Sensorsignalen auf. Die Auswertung der Sensorsignale wird dadurch nicht durch den eigentlichen Wischvorgang beeinträchtigt, und eintretende Änderungen der Scheibenbenetzung können durch aufeinanderfolgende Sensorsignale exakt erfaßt werden. Darüber hinaus reicht ein Sensorsignal zur Steuerung eines festlegbaren Wischintervalls aus, so daß überflüssige Einschaltsignale für den Scheibenwischermotor entfallen.
Description
Vorrichtung zur automatischen Steuerung von Kraftfahrzeug- Scheibenwischern
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung von Kraftfahrzeug-Scheibenwischern nach der Gattun des Hauptanspruchs.
Eine aus der DE-OS 33 14 770 bekannte Vorrichtung erfaßt über einen optischen Sensor eine eventuelle Benetzung der zu wischenden Scheibe. Die Sensorsignale werden kontinuier¬ lich einer elektronischen Steuereinrichtung zugeführt, die Steuersignale für den Scheibenwischermotor erzeugt, sofern die Sensorsignale eine Benetzung der Scheibe anzeigen. Durch das Überstreichen der Scheibenoberfläche durch die Wischblätter wird das kontinuierlich erfaßte Sensorsignal stark verfälscht. Insbesondere können bei gealterten Wisch¬ blättern sowie bei verschmutzter Scheibenoberfläche Schliere entstehen, die wiederum zur Verfälschung des Meßergebnisses beitragen. Auf Grund dieser Störeinflüsse können die Sensor¬ signale überwiegend verfälscht sein, so daß die Auswertung der Sensorsignale insgesamt sehr erschwert ist. Der Scheiben¬ wischer selbst kann bei Überfahren des Sensors zu zusätz¬ lichen Fehlsignalen führen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß die Auswertung der Sensorsignale nicht durch den eigent¬ lichen Wischvorgang beeinträchtigt wird, indem während der Bewegung des Scheibenwischermotors .keine Sensorsignale zur Steuerung verwertet werden. Die Erfassung der Sensor¬ signale erfolgt vielmehr nach Abschluß des Wischvorgangs zu einem genau definierten Zeitpunkt innerhalb der Wisch- intervalle, so daß eventuell neu hinzugekommene Nässe de¬ finiert erfaßt werden kann. Eine Beeinträchtigung durch den Scheibenwischer selbst ist ohnehin ausgeschlossen. Die aufeinanderfolgenden Sensorsignale können daher ein¬ tretende "Änderungen der Scheibenbenetzung exakt erfassen, ohne daß schwer kalkulierbare Störeinflüsse zu befürchten sind. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß ein Sensor¬ signal zur Steuerung eines festlegbaren Wischintervall s ausreicht, so daß überflüssige Einschaltsignale für den Scheibenwischermotor entfallen. Dies führt zur Erhöhung der Lebensdauer der beteiligten elektronischen Bauteile sowie der Steuerscheibe des Steuerwischermotors.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Das festlegbare Intervall umfaßt wenigstens eine vollständige Wischerbewegung. Hierdurch kann das Ausschaltsignal am Ende einer Wischerbewegung auf einfache Weise zur Steuerung des jeweils nächsten Meßvorgangs eingesetzt werden.
Zur Einstellung des festlegbaren Intervalls ist der Sensor zweckmäß gerweise mit dem Steuereingang eines Zeitglieds verbunden, das während seiner Haltezeit über ein Leistungs¬ steuerglied den Scheibenwischermotor betätigt. Hierzu muß der Scheibenwischermotor mit einer an sich bekannten Halte¬ vorrichtung zur Auf echterhaltung seines Betriebs während einer vollständigen Wischerbewegung versehen sein. Eine solche bekannte Haltevorrichtung ist üblicherweise eine
mit dem Scheibenwischermotor gekoppelte Steuerscheibe. Die Haltezeit des Zeitglieds kann dabei so kurz gewählt werden, daß dieses Zeitgljed gerade noch sicher die Halte¬ vorrichtung auslöst. Das Sensorsignal löst dadurch jeweils nur eine Wischerbewegung aus, während die Wischerbewegung selbst in bekannter Weise abläuft.
Die Mittel zur Unterdrückung der Sensorsignale weisen in schaltungsmäßig einfacher Weise einen den Sensorausgang oder eine andere Stelle der Steuerverbindung zwischen dem Sensor und dem Scheibenwischermotor mit einem das Sensor¬ signal unwirksam machenden Potential verbindenden Schalter auf. Dieses Potential ist zweckmäßigerweise das Massepoten¬ tial, so daß das Sensorsignal während des Betriebs des Scheibenwischermotors kurzgeschlossen bleibt. Hierdurch ist eine wirksame Unterdrückung der Sensorsignale mit sehr einfachen Schal ungsmitteln möglich.
Zur sicheren Unterdrückung des Sensorsignals während des Betriebs des Scheibenwischermotors ist insbesondere der Steuereingang des Schalters mit dem Ausgangssignal des Zeitglieds und/oder mit dem Steuersignal der Haltevorrich¬ tung beaufschlagbar, wobei der Schalter beim Auftreten eines solchen Signals schließt. Eine besonders günstige Lösung besteht darin, daß der Steuereingang des Schalters mit beiden Signalen beaufschlagt wird, um einerseits sofort nach dem Startsignal für den Scheibenwischermotor eine Unterdrückung weiterer Sensorsignale zu verhindern, wobei diese Unterdrückung dann durch das zweite Signal während r*es Betriebs aufrechterhalten bleibt.
Um das Steuersignal der Haltevorrichtung, also der Steuer¬ scheibe des Scheibenwischermotors, auf den Signalpegel der Unterdrückungselektronik zu reduzieren, ist eine ein¬ fach ausführbare Signal pegel-Einstell Vorrichtung vorgesehen, die insbesondere als Z-Diode ausgebildet sein kann, welche an die das Steuersignal der Haltevorrichtung führende Leitung angeschlossen ist.
Ze i chn un g
Ein Ausführuncsbei spi el der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur zeigt das Ausführungsbeispiel im Blockschal t i Id.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bei dem* in der einzigen Figur dargestellten Ausführungs¬ beispiel ist das Ausgangssignal eines Sensors 10 zur Er¬ fassung der Nässe bzw. Benetzung auf einer nicht darge¬ stellten Scheibe eines Kraftfahrzeugs, z.B. der Front¬ oder Rückscheibe, über einen Widerstand 11 mit dem Steuer¬ eingang eines als monostabiler Multi vibrator ausgebildeten Zeitglieds 12 verbunden. Bei dem nur schematisch dargestell¬ ten Sensor 10 kann es sich beispielsweise um die optische Sensoranordnung mit nachgeschalteter Auswerteeinrichtung gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik handeln. Es ist jedoch auch möglich, andere bekannte physikalische Sensorprinzipien zur Erfassung von Nässe oder Feuchtigkeits¬ belägen auf Scheiben einzusetzen. Beispielsweise können resistive, akustische, kapazitive oder andere geeignete Prinzipien hierfür verwendet werden.
Der Ausgang des Zeitglieds 12 ist über einen Widerstand 13 und eine dazu in Reihe geschaltete Diode 14 mit der Basis eines Leistungstransistors 15 verbunden. Der Emitter dieses Leistungstransistors 15 ist an Masse und der Kollek¬ tor über eine Relaiswicklung 16 an den positiven Pol einer Versorgungsspannung Üb angeschlossen. Dieser positive Pol ist weiterhin über eine durch die Relaiswicklung 16 steuer¬ bare Schaltstrecke 17 eines Relais 18 mit einem Scheiben¬ wischermotor 19 verbunden, dessen zweiter Anschluß an Masse liegt. Dieser Scheibenwischermotor 19 treibt einen Scheiben¬ wischer 20 an, wie dies durch eine gestrichelte Linie symbo¬ lisch dargestellt ist. Hierbei kann es sich selbstverständlich auch um mehrere Scheibenwischer handeln, die mechanisch miteinander gekoppelt sind.
Der Scheibenwischermotor 19 treibt in bekannter Weise eine Steuerscheibe 21 an, durch die ein Steuerschalter 22 nach Beginn der Drehbewegung geschlossen wird, während eines vollständigen Wi schintervall s (eine Hin- und Herbewegung) geschlossen bleibt und dann wieder geöffnet wird. Eine derartige Steuerscheibe 21 ist bei nahezu allen heutzutage verwendeten Scheibenwischermotoren 19 vorgesehen. Der ge¬ schlossene Steuerschalter 22 führt dem Scheibenwischermotor 19 die Versorgungsspannung Üb zu, so daß er auch bei ge¬ öffnetem Relais 18 während des genannten Wischintervalls arbeitet.
Der Steuereingang des Zeitglieds 12 ist über eine Diode
23 und einen dazu in Reihe geschalteten Kurzschlußschalter
24 mit Masse verbindbar. Der Kurzschlußschalter 24 kann dabei beispielsweise als Schalttransistor ausgebildet sein. Der Ausgang des Zeitglieds 12 ist über ein ODER-Glied 25 mit dem Steuereingang des Kurzschlußschalters 24 verbunden, wobei ein über die Steuerscheibe 21 mit der Versorgungs¬ spannung beaufschlagbarer Anschluß 26 des Scheibenwischer¬ motors 19 über einen Widerstand 27 mit einem zweiten Eingang des ODER-Glieds 25 verbunden ist. Dieser Anschluß ist über eine Z-Diode 28 an Masse gelegt.
Durch die Z-Diode 28 und den Widerstand 27 wird die Ver¬ sorgungsspannung Üb auf die Z-Spannung der Z-Diode 28 be¬ grenzt, die so gewählt ist, daß die Versorgungsspannung Üb auf die erforderliche Steuerspannung für das ODER-Glied
25 herabgesetzt wird.
Wird vom Sensor 10 e e Benetzung der zu wischenden Scheibe infolge von Niederschlag erkannt, so triggert das hierdurch erzeugte Sensorsignal das Zeitglied 12. Während dessen Haltezeit von beispielsweise 100 ms wird ein ausgangsseitiges Steuersignal für den Leistungstransistor 15 erzeugt. Hier¬ durch wird das Relais 18 betätigt, und der Scheibenwischer-
motor 19 beginnt sich zu drehen. Gleichzeitig wird durch dieses Ausgangssignal des Zeitglieds 12 der Kurzschlußschalter 24 geschlossen, so daß etwa folgende Sensorsignale des Sensors 10 kurzgeschlossen werden und das Zeitglied 12 nicht erneut triggern können. Kurz nach Beginn der Dreh¬ bewegung des Scheibenwischermotors 19 wird der Steuerschalter 22 durch die Steuerscheibe 21 geschlossen, so daß der Scheiben wischermotor 19 seine Drehbewegung fortsetzt, auch wenn das Relais 18 nach Ablauf der 100 ms wieder abfällt. Während einer vollständigen Wischbewegung wird der Kurzschlußschalter 24 über das Signal am Anschluß 26 geschlossen gehalten.
Nach Ablauf einer vollständigen Wischbewegung öffnet der Steuerschalter 22 wieder, und ein erneuter Start hängt davon ab, ob zu diesem Zeitpunkt erneut oder immer noch ein Sensorsignal des Sensors 10 vorliegt. Zu diesem Zeit¬ punkt ist der Kurzschlußschalter 24 wieder geöffnet.
Die Haltezeit des Zeitglieds 12 ist so gewählt, daß ein sicherer Start des Scheibenwischermotors 19 gewährleistet ist, daß also die Zeit bis zum Schließen des Steuerschalters 22 (ca. 20 ms) sicher überbrückt ist.
Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß Sensorsignale immer nur in der Endstellung des Scheibenwischers 20 erfaßt werden, also nicht während dessen Bewegung, um verfälschte Sensorsignale durch das Wischerblatt, durch entstandene Schlieren od.dgl. zu verhindern bzw. auszublenden.
In einer einfacheren Ausgestaltung kann die Verbindungs¬ leitung zwischen dem Ausgang des Zeitglieds 12 und dem Kurzschlußschalter 24 sowie das ODER-Glied 25 auch ent¬ fallen. Hierbei wird in Kauf genommen, daß Sensorsignale zu Beginn der Bewegung des Scheibenwischermotors 19 noch wirksam sein können.
Wird die Haltezeit des Zeitglieds 12 so festgelegt, daß sie länger als ein Wischintervall dauert, so können entsprechend
zwei oder mehr Wi schintervall e durch ein Sensorsignal erfaßt werden, das heißt, durch ein Sensorsignal werden wenigstens zwei vollständige Wischbewegungen durchgeführt, bis ein erneutes Sensorsignal abgefragt wird. Wird ein Zeitglied mit variabel einstellbarer Haltezeit eingesetzt, so kann die Zahl der Wischintervalle auch individuell eingestellt werden.
Claims
1. Vorrichtung zur automatischen Steuerung von Kraftfahrzeug- Scheibenwischern, mit einem Scheibenwischermotor und mit einem Sensor zur Erfassung von Nässe auf einer zu wischenden Scheibe, wobei eine den Scheibenwischermotor in Abhängig¬ keit des Sensorsignals steuernde elektronische Einrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung Mittel (12-18, 21,22) zum Einschalten des Schei¬ benwischermotors (19) für ein festlegbares Intervall beim Auftreten eines Sensorsignals und Mittel (24) zur Unter¬ drückung von während der Bewegung des Scheibenwischermotors (19) auftretenden Sensorsignalen aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das festlegbare Intervall wenigstens eine vollständige Wischerbewegung umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) mit dem Steuereingang eines Zeitglieds (12) verbunden ist, das während seiner Haltezeit über ein Leistungssteuerglied (15,18) den Scheibenwischermotor (19) betätigt, wobei der Scheibenwischermotor (19) mit einer an sich bekannten Haltevorrichtung (21,22) zur Aufrecht¬ erhaltung seines Betriebs während einer vollständischen Wischerbewegung versehen ist. - Q _
4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, . daß die Haltezeit so kurz gewählt ist. daß das Zeitglied (12) gerade noch sicher die Haltevorrichtung (21,22) auslöst
δ. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Leistungssteuerglied (15,18) einen Leistungs¬ transistor und/oder ein Relais enthält.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Unterdrückung der Sensorsignale einen den Sensorausgang oder eine andere Stelle der Steuerverbindung zwischen dem Sensor (10) und dem Scheibenwischermotor (19) r t einem das Sensorsignal unwirksam machenden Potential verbindenden Schalter (24) aufweisen .
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Potential das Massepotential ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Steuereingang des Schalters (24) mit dem Aus- gangssigπal des Zeitglieds (12) und/oder mit dem Steuer¬ signal der Haltevorrichtung (21,22) beaufschlagbar ist, wobei der Schalter (24) beim Auftreten eines solchen Signals schl ießt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Steuersignal der Haltevorrichtung (21,22) reduzierende Si gnal pegel -Ei nstell vorri chtung (27,28) vorge¬ sehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalpegel -Ei nstell Vorrichtung (27,28) als an die das Steuersignal der Haltevorrichtung (21,22) führende Leitung angeschlossene Z-Diode ausgebildet ist. II. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) als optischer, resistiver, akustischer oder kapazitiver Sensor ausgebildet ist.
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