DE102005006859A1

DE102005006859A1 - Temperaturkorrigiertes Befeuchtungsmesssystem

Info

Publication number: DE102005006859A1
Application number: DE200510006859
Authority: DE
Inventors: Willi Wimmer; Andreas Stemplinger; Hermann Sammer; Josef Stockinger; Franz Straubinger
Original assignee: VOGT ELECT COMPONENTS GmbH; Vogt Electronic Components GmbH
Current assignee: VOGT ELECT COMPONENTS GmbH; Vogt Electronic Components GmbH
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein temperaturkorrigiertes Befeuchtungsmesssystem und ein entsprechendes Verfahren bereit. Mithilfe eines auf Temperaturänderung und Befeuchtungszustandsänderung reagierenden Sensorelements, das zwei sich unterschiedlich verhaltende Sensorbereiche aufweist, kann ein hohes Maß an Temperaturunabhängigkeit des Sensorausgangssignals erreicht werden, so dass das korrigierte Ausgangssignal im Wesentlichen repräsentativ ist für den Befeuchtungszustand des Sensorelements. In vorteilhaften Ausführungsformen wird ferner ein Verfahren zur Ansteuerung einer Vorrichtung, beispielsweise einer Scheibenwischeranlage, bereitgestellt, wobei eine Messphase mit großer Bandbreite des eingespeisten Signals abwechselnd in einer Messphase mit sehr geringer Bandbreite des einzuspeisenden Signals vorgesehen werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Befeuchtungsmesssysteme und Verfahren, wobei ein Sensorelement mit einer auf einem dielektrischen Substrat aufgebrachten Leiterstruktur mit einer entsprechenden Ansteuerschaltung gekoppelt ist, so dass eine durch Befeuchtung an dem Sensorelement hervorgerufene Änderung einer induktiven Komponente und/oder einer kapazitiven Komponente der Leiterstruktur detektierbar ist.

In vielen Bereichen in der Industrie, in privaten Haushalten, in der Verkehrstechnik, beispielsweise in Fahrzeugen, Flugzeugen und dergleichen, ist häufig eine zuverlässige Bestimmung des Befeuchtungsgrades einer Oberfläche erforderlich, dessen Wert dann zur weiteren Auswertung und/oder Steuerung von weiteren Vorgängen genutzt werden kann. Zu diesem Zwecke werden häufig Messsysteme mit Sensorelementen verwendet, die so ausgebildet sind, dass sich zumindest eine Eigenschaft reproduzierbar unter dem Einfluss des zu bestimmenden Befeuchtungsgrades verändert, woraus ein Signal in Abhängigkeit der Änderung des Befeuchtungsgrades ableitbar ist, das dann wiederum zur weiteren Verwendung zur Verfügung steht. Bei der Bestimmung der Befeuchtung, die beispielsweise in Form von Wasser, Schnee, Eis, etc. vorliegen kann, ist neben dem Aggregatszustand insbesondere auch die Menge und deren lokale Verteilung in vielen Anwendungen von Bedeutung. Neben vielen anderen Anwendungszwecken, wie beispielsweise die an Oberflächen abgeschiedene Menge von Wasser in speziellen Aggregatszuständen, beispielsweise die Eisbildung auf Straßenoberflächen, Flugzeugflächen und dergleichen, sowie die Erkennung von Regen, Sprühwasser oder dergleichen für die Steuerung automatischer Fenster und Türen, ist insbesondere die Anwendung von Befeuchtungsmesssystemen in Fahrzeugen zur Steuerung beispielsweise der Scheibenwischeranlage von besonderer Bedeutung.

Bei einigen bekannten Messsystemen finden speziell in Fahrzeugen Sensoren Verwendung, in denen die Änderung des optischen Verhaltens eines Teils der Windschutzscheibe auf Grund des Beschlags mit Regen oder Schnee gemessen und das Messer gebnis zur Ansteuerung der Scheibenwischanlage verwendet wird. Bei anderen bekannten Messsystemen werden Sensortypen verwendet, die zur Vermeidung gewisser Nachteile der optischen Systeme eine Leitstruktur mit induktiver und kapazitiver Komponente aufweisen, so dass durch die Befeuchtung der Windschutzscheibe eine Änderung im Wesentlichen der kapazitiven Komponente und in sehr geringem Maße auch der induktiven Komponente auf Grund des Vorhandenseins des Wassers, das eine hohe relative Permittivität aufweist, hervorgerufen wird. Durch die Änderung der kapazitiven Komponente des Sensorelements ändert sich somit auch das Frequenzverhalten der gesamten Leiteranordnung, die als ein Schwingkreis betrachtet werden kann, so dass auf Grund der Verschiebung der Resonanzfrequenz ein Maß für die in der Nähe des Sensorelements abgeschiedene Feuchtigkeit ableitbar ist. In dieser Hinsicht zeigt beispielsweise die Druckschrift DE 10127990 eine Vorrichtung zur Befeuchtungserkennung, die nach dem zuvor beschriebenen Schwingkreis-Prinzip aufgebaut ist, wobei auch insbesondere Ausführungsformen beschrieben sind, in denen das Sensorelement mit der Leiterstruktur galvanisch von einer entsprechenden Ansteuerschaltung und Auswerteschaltung entkoppelt ist. Des weiteren wird in dieser Schrift eine Ausführungsform beschrieben, in der ein oder mehrere Leiterstrukturen als Referenzbereiche vorgesehen sind, die dem Einfluss der Befeuchtung weniger stark ausgesetzt sind, so dass sich dadurch eine zumindest qualitative Abschätzung der auf dem eigentlichen Sensorelement abgeschiedenen Feuchtigkeitsmenge erreichen lässt. Das Vorsehen eines oder mehrerer Referenzsensorelemente kann zu einem größeren Aufwand im Hinblick auf die Ansteuerschaltung und Auswerteschaltung sowie zu einer geringeren Flexibilität bei der Einteilung der von den Sensorelementen eingenommenen Fläche und deren Position auf der Windschutzscheibe führen. Insbesondere zeigt sich, dass in der Windschutzscheibe des Fahrzeugs verwendete Materialien, beispielsweise insbesondere das in der Frontscheibe zwischen den beiden Glasschichten verwendete PVB (Polyvinylbutyral), das ein amorphes Thermoplast ist, relative Dielektrizitätskonstanten besitzen, die stark temperaturabhängig sind. Somit ergibt sich bei Änderung der Temperatur des Bereichs der Frontscheibe, an oder in der das Sensorelement angebracht ist, u. U. eine größere Änderung der für die kapazitive Komponente wirksamen Dielektrizitätskonstanten als dies für eine Befeuchtung der Frontscheibe der Fall ist. Auf Grund dieser starken Temperaturabhängigkeit des Ausgangssignals des Sensorelements ist es somit äußerst schwierig, in zuverlässiger Weise eine Befeuchtung des Sensorelements bei wechselnden Temperaturverhältnissen in der Nähe des Sensorelements zu detektieren und damit in zuverlässiger Weise entsprechende Steuerungsaktivitäten vorzunehmen. Beispielsweise ist es in den bekannten Messsystemen äußerst schwierig, in zuverlässiger Weise einen Scheibenwischervorgang zuverlässig bei Befeuchtung durch Nebel oder Schnee oder Regen unter diversen praxisnahen Temperaturbedingungen auszulösen.

Auf Grund dieser Sachlage besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Messsystem und ein Verfahren auf der Grundlage eines Sensorelements mit Leiterstruktur bereitzustellen, wobei ein hohes Maß an Temperaturkompensation bei der Erzeugung eines von der Befeuchtung abhängigen Ausgangssignals erreicht wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem. Das Messsystem umfasst ein Sensorelement mit einer an einem Substrat angebrachten Leiterstruktur, die eine induktive Komponente und/oder kapazitive Komponente aufweist, wobei das Substrat einen ersten Sensorbereich und einen zweiten Sensorbereich umfasst. Der erste Sensorbereich und der zweite Sensorbereich tragen bei einer vordefinierten Temperaturänderung und/oder bei einer vordefinierten Änderung des Befeuchtungszustands jeweils unterschiedlich zur Änderung der induktiven Komponente und/oder jeweils unterschiedlich zur Änderung der kapazitiven Komponente bei. Ferner umfasst das System eine mit dem Sensorelement gekoppelte Ansteuereinrichtung, die ausgebildet ist, ein Signal mit mehreren, einen Frequenzbereich mit einer ersten Bandbreite definierenden Frequenzkomponenten in das Sensorelement einzuspeisen. Schließlich umfasst das Messsystem eine mit der Ansteuereinrichtung und/oder dem Sensorelement gekoppelte Temperaturkompensationseinrichtung, die ausgebildet ist, auf der Grundlage des unterschiedlichen Verhaltens bei Temperaturänderung und/oder Änderung des Befeuchtungszustandes des ersten und des zweiten Sensorbereichs ein dem Befeuchtungszu stand des ersten und/oder zweiten Sensorbereichs entsprechendes temperaturkorrigiertes Ausgangssignal bereitzustellen.

Durch das Vorsehen eines Sensorelements in dem erfindungsgemäßen Befeuchtungsmesssystem, das zumindest zwei Bereiche aufweist, die sich bei einer Änderung der Temperatur und/oder bei einer Änderung des Befeuchtungszustands unterschiedlich verhalten, lässt sich mittels der Temperaturkompensationsschaltung sodann ein entsprechend korrigiertes Ausgangssignal bereitstellen. Hierbei kann beispielsweise die Temperaturkompensationseinrichtung so beschaffen sein, dass geeignete Referenzwerte für den ersten und den zweiten Sensorbereich zuvor erstellt und in der Einrichtung abgelegt werden, die dann beim eigentlichen Messvorgang mit den aktuellen Messwerten verglichen werden können, um damit auf Grund einer ebenfalls implementierten Vergleichsvorschrift das temperaturkorrigierte Ausgangssignal zu erzeugen. In anderen Ausführungsformen kann die Temperaturkompensationseinrichtung zusätzlich zu Referenzwerten oder alternativ dazu entsprechende Berechnungsvorschriften und diesbezügliche Ressourcen in Form von Software- und/oder Hardwarekomponenten aufweisen, um damit aktuell einen Referenzwert und somit ein temperaturkorrigiertes Ausgangssignal zu berechnen. Damit kann der in der Temperaturkompensationseinrichtung erforderliche Aufwand hinsichtlich von Software- und/oder Hardwarekomponenten durch den Grad des unterschiedlichen Verhaltens des ersten und des zweiten Sensorbereichs mitbestimmt werden. So kann z. B. durch bauliche Maßnahmen, d. h. Auswahl der Materialien, Geometrie der einzelnen Sensorbereiche, deren relative Lage zueinander, etc. ein gewünschtes Maß für das unterschiedliche Verhalten erreicht werden. Hierbei ist es beispielsweise möglich, eine relativ große Empfindlichkeit für Temperaturänderungen in einem Sensorbereich zu bewahren, während dessen Empfindlichkeit für Befeuchtung deutlich kleiner sein kann als die Empfindlichkeit für Befeuchtung des zweiten Sensorbereichs, so dass ein im Wesentlichen dem ersten Sensorbereich zuzuordnendes Antwortsignal als ein Maß für die Temperatur des gesamten Sensorelements betrachtet werden kann, insbesondere, wenn die Bauweise und/oder die Position des ersten und zweiten Sensorbereichs zueinander eine sehr ähnliche Temperatur in beiden Sensorbereichen sicherstellen. In anderen Fällen kann ein deutlich unterschiedliches Temperaturverhalten des ersten und des zweiten Sensorbereichs bei sehr ähnlichem Verhalten in Reaktion auf den gleichen Befeuchtungsgrad ebenso zur Temperaturkorrektur mittels der Temperaturkompensationseinrichtung verwendet werden. Insgesamt lässt sich also eine wesentlich zuverlässigere Erkennung des Niederschlags von Feuchtigkeit auf dem Sensorelement erkennen und damit ein entsprechendes Ausgangssignal bereitstellen, das dann wiederum für weitere Steuerungsaufgaben zur Verfügung steht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Leiterstruktur im Wesentlichen als planare Anordnung ausgeführt, so dass Abmessungen in lateraler Richtung der Leiterstruktur wesentlich größer sind als eine Abmessung senkrecht zur lateralen Richtung. Auf Grund dieser Ausbildung kann das Sensorelement der erfindungsgemäßen Befeuchtungsmessvorrichtung als eine flache Anordnung vorgesehen werden, so dass diese sich insbesondere auf exponierte Oberflächen in bestehenden Vorrichtungen und dergleichen anbringen lässt. Insbesondere kann auf Grund dieses planaren Aufbaus das Sensorelement der erfindungsgemäßen Befeuchtungsmessvorrichtung in Glasscheiben und insbesondere in Verbundglasscheiben integriert werden, ohne dass die Gesamterscheinungsform und die Funktion der Glasscheibe maßgeblich beeinträchtigt wird. Die Ausführung der Leiterstruktur in einer im Wesentlichen planaren Anordnung ermöglicht auch den Einsatz kostengünstiger Technologien, etwa das lithographische Aufbringen geeignet angeordneter Leiterbahnstrukturen. Daneben können auch andere Verfahren, beispielsweise das Aufbringen leitenden Materials, beispielsweise von Drähten, auf ein geeignetes Trägermaterial mittels Klebung, etc. angewendet werden.

In einer weiteren Ausführungsform sind der erste und der zweite Sensorbereich so ausgebildet, dass sich der Wert der kapazitiven Komponente bei Temperaturänderung im Verhältnis zur Gesamtänderung des Sensorverhaltens stärker ändert als der Wert der induktiven Komponente.

Auf diese Weise lässt sich in äußerst wirksamer Weise das Vorhandensein von Wasser in der Nähe der Leiterstruktur durch einen entsprechenden Anstieg der Permittivität detektieren, wie dies auch zuvor beschrieben ist. Damit ist die Leiterstruktur in eine Glasscheibe integrierbar, ohne deren Erscheinungsform und Funktionalität nennenswert zu beeinträchtigen, wobei auf Grund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Sensorbereiche und des Vorsehens der Temperaturkompensationseinrichtung die Auswirkung einer Temperaturänderung auf die Permittivität zuverlässig korrigierbar und ggf. in hohem Maße kompensierbar ist. Somit kann unter Beibehaltung des Messprinzips einer frequenzabhängigen Antwort auf Grund einer Änderung der kapazitiven Komponente der gegenüber optischen Regensensoren kompaktere Aufbau beibehalten werden, wobei die Zuverlässigkeit gegenüber bekannten Schwingkreis-Sensorelementen für die Befeuchtungsdetektion gesteigert werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform weist der erste Sensorbereich ein erstes Dielektrikum mit einem ersten Temperaturgang einer relativen Permittivität und der zweite Sensorbereich ein zweites Dielektrikum mit einem zweiten von dem ersten Temperaturgang verschiedenen Temperaturgang seiner relativen Permittivität auf. Somit kann unter Ausnutzung der Beeinflussung der kapazitiven Komponente des Sensorelements der erfindungsgemäßen Befeuchtungsmessvorrichtung eine äußerst effiziente Temperaturkorrektur erfolgen, wobei der erreichbare Grad an Korrektur u. a. auch durch bauliche Maßnahmen des Sensorelements, etwa dem Wert der Dielektrizitätskonstanten, der Größe des zweiten Sensorbereichs im Vergleich zu ersten Sensorbereich, der geometrischen Konfiguration der Leiterstruktur, die sich im ersten Sensorbereich und im zweiten Sensorbereich unterscheiden kann und somit in unterschiedlicher Weise zu dem gesamten kapazitiven Verhalten des Sensorelements beitragen kann, eingestellt werden. Diese Ausführungsform kann besonders effizient für Sensorelemente eingesetzt werden, in denen zumindest ein Teil des dielektrischen Substrats in Form einer Glasscheibe insbesondere einer Verbundglasscheibe vorgesehen ist, da hierbei, wie bereits erwähnt ist, die relative Permittivität einen stark positiven Temperaturgang zeigt, der in dem zweiten Sensorbereich durch Einbringen eines Materials mit stark unterschiedlicher Permittivität zu einem insgesamt deutlich erkennbaren temperaturbedingten Verhalten des Sensorelements führt. Beispielsweise kann ein Material in einen der beiden Sensorbereiche eingebracht werden, das eine relative Permittivität mit negativem Temperaturgang aufweist, so dass sich ein deutlich unterschiedliches Verhalten für beide Sensorbereiche ergibt. Wenn ferner noch eine sehr geringe Empfindlichkeit bei Befeuchtung für einen der beiden Sensorbereiche durch eine entsprechende bauliche Maßnahme bewirkt wird, so ergibt sich ein Antwortsignal, das in sehr sensitiver Weise die aktuelle Temperatur des Sensorelements widerspiegelt und damit eine entsprechend effiziente Temperaturkorrektur mittels der Temperaturkompensationseinrichtung ermöglicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zeigt bei gleicher Befeuchtung pro Einheitsfläche des ersten und des zweiten Sensorbereichs der zweite Sensorbereich eine geringere Beeinflussung der kapazitiven oder induktiven Komponente als der erste Sensorbereich.

Mit einer derartigen Konfiguration lässt sich aus dem zweiten Sensorbereich noch zuverlässiger Information hinsichtlich der aktuellen Temperatur des Sensorelements erhalten und damit das Ausgangssignal in effizienter Weise korrigieren. In diesen Fällen kann durch geeignete Anordnung der Leiterstruktur eine entsprechende geringere Empfindlichkeit des zweiten Sensorbereichs bei Befeuchtung erreicht werden, während das Temperaturverhalten für den ersten und den zweiten Sensorbereich auf Grund der gleichen Materialien und einer ähnlichen Position auf dem Substrat ähnlich sein kann. Z.B. ist durch dünne Leiterbahnen mit sehr geringem Abstand eine sehr große parasitäre Kapazität pro Einheitsfläche erreichbar, so dass ein Aufbringen von Wasser in der Nähe der Leiterstruktur zu einer geringeren relativen Kapazitätsänderung und damit einer geringeren Empfindlichkeit führt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine durch Feuchtigkeit benetzbare und die kapazitive und/oder induktive Komponente beeinflussende Fläche im zweiten Sensorbereich kleiner als im ersten Sensorbereich. Auf Grund dieser geometrischen Anordnung, d.h., eine Anordnung mit kleiner „aktiver" Sensorfläche, ergibt sich insbesondere in Kombination mit der geringen Empfindlichkeit dieser reduzierten aktiven Fläche eine sehr geringe „Gesamtantwort" für niedergeschlagene Feuchtigkeit, so dass ein entsprechendes Antwortsignal des zweiten Sensorbereichs in sehr effizienter Weise die Temperatur des Sensorelements widerspiegelt und damit eine äußerst effiziente Temperaturkorrektur des Ausgangssignals mittels der Temperaturkompensationseinrichtung ermöglicht. Insbesondere im Zusammenwirken mit einer geringeren Empfindlichkeit der die kapazitive und/oder induktive Komponente beeinflussenden Sensorfläche ergibt sich mit dieser Ausführungsform eine äußerst wirksame Gesamtreduzierung der Empfindlichkeit des zweiten Sensorbereichs auf niedergeschlagene Feuchtigkeit, so dass hiermit beispielsweise eine große Differenz zum ersten Sensorbereich in Bezug auf das Ansprechverhalten bei Befeuchtung erreicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform zeigt bei gleicher Temperaturänderung im ersten und im zweiten Sensorbereich der erste Sensorbereich eine geringere Beeinflussung der kapazitiven und/oder induktiven Komponente als der zweite Sensorbereich. Wie bereits erwähnt ist, kann es für die Effizienz der Temperaturkorrektur vorteilhaft sein, wenn sich das Temperaturverhalten der beiden Sensorbereiche unterscheidet. In der zuvor beschriebenen Ausführungsform ergibt sich für den ersten Sensorbereich eine geringere Temperaturabhängigkeit, so dass ein aus diesem Sensorbereich gewonnenes Antwortsignal in repräsentativerer Weise für den Befeuchtungszustand des Sensorelements ausgewertet werden kann, wobei dann die stärkere Temperaturabhängigkeit des zweiten Sensorbereichs wiederum für eine effizientere Temperaturkorrektur nutzbar ist. Insbesondere im Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform, die eine geringere Empfindlichkeit des zweiten Sensorbereichs bei Befeuchtung beschreibt, ergibt sich insgesamt eine äußerst effiziente Sensoranordnung, so dass entsprechend zuverlässige Korrekturmechanismen in der Temperaturkompensationseinrichtung vorgesehen werden können, um damit eine äußerst zuverlässige Temperaturkorrektur des Ausgangssignals zu erreichen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Leiterstruktur so ausgebildet, dass durch diese ein Schwingkreis gebildet ist mit einer ersten und einer zweiten durch die induktive und kapazitive Komponente der Leiterstruktur festgelegten Resonanzfrequenz. Durch eine derartige Konfiguration der Leiterstruktur kann in effizienter Weise das Verhalten der Sensorbereiche ermittelt werden, indem beispielsweise das Verhalten der ersten und der zweiten Resonanzfrequenz erfasst wird. Im Vergleich zu Anordnungen, in denen lediglich im Wesentlichen eine der beiden Komponenten einen maßgeblichen Einfluss auf das Antwortsignal ausübt, d. h., wenn keine ausgeprägte Resonanzfrequenz vorhanden ist, stellt dies eine sehr effiziente Möglichkeit des Auslesens von Information aus dem ersten und zweiten Sensorbereich dar.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Leiterstruktur eine erste Struktur und eine zweite Struktur auf, die voneinander galvanisch entkoppelt sind. Auf diese Weise lässt sich ein hohes Maß an Flexibilität beim Gestalten der Leiterstruktur verwirklichen. Beispielsweise können die erste und die zweite Struktur so gestaltet werden, dass sich für die eine Struktur ein hohes Maß an Sensitivität für Temperaturänderungen bei geringer Sensitivität für die Befeuchtung ergibt, während die andere Struktur auch sehr wirksam auf eine Änderung der Dielektrizitätskonstante durch Materialanhäufung reagiert, um damit beispielsweise sensitiv das Vorhandensein von Feuchtigkeit in der Nähe dieser Leiterstruktur anzuzeigen. Ferner kann auch durch die Größe der induktiven und/oder kapazitiven Ankopplung der zweiten Struktur an die erste Struktur die Lage der einzelnen Resonanzfrequenzen und damit das Gesamtverhalten des Sensorelements zusätzlich oder alternativ zu anderen baulichen Maßnahmen eingestellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform sind die erste Struktur und die zweite Struktur lateral nebeneinander angeordnet. Mit dieser Anordnung lässt sich in einfacher Weise der Grad der gegenseitigen Kopplung nach Bedarf bei der Fertigung des Sensorelements variieren, indem beispielsweise für eine gegebene geometrische Ausbildung der ersten und der zweiten Struktur deren lateraler Abstand nach Bedarf eingestellt wird. Ferner ist eine derartige Anordnung auch vorteilhaft in Ausführungsformen, in denen mehrere Struktu ren vorgesehen sind, so dass diese in einfacher Weise in gewünschter Konfiguration nebeneinander angeordnet werden können. Beispielsweise können mehrere identische zweite Leiterstrukturen vorgesehen sein, die in Fläche und Empfindlichkeit unterschiedlich zu der ersten Struktur sind, die wiederum eine hohe Empfindlichkeit für niedergeschlagene Befeuchtung aufweist. So kann beispielsweise durch die mehreren zweiten Leiterstrukturen effizienter die Temperaturverteilung am Orte der ersten Struktur ermittelt werden, ohne dass eine all zu große Nähe und damit Ankopplung der zweiten Strukturen an die erste Struktur erforderlich ist. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise in einfacher Weise das Temperaturverhalten der Resonanzfrequenz in den zweiten Struktur ermitteln, ohne dass die zweiten Strukturen einen nennenswerten Einfluss auf das Verhalten der ersten Struktur ausüben. Auf diese Weise können in sehr effizienter Weise entsprechende Referenzwerte oder Referenzberechnungs- und/oder Korrekturalgorithmen in der Temperaturkompensationseinrichtung abgelegt werden, ohne dass nennenswerte Software- und/oder Hardwaremittel zur Berücksichtigung einer starken gegenseitigen Beeinflussung der ersten und zweiten Strukturen erforderlich sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umschließt die zweite Struktur lateral die erste Struktur. Das auf diese Weise ausgebildete Sensorelement besitzt somit eine sehr geringe Baugröße, d. h. flächenhafte Ausdehnung, im Vergleich zu lateral nebeneinander angeordneten Strukturen, so dass sich ein hohes Maß an Flexibilität bei der Positionierung des Sensorelements ergibt. Ferner ist durch diese ineinander verschachtelte Ausführungsform der ersten und der zweiten Struktur in hohem Maße gewährleistet, dass zumindest hinsichtlich der Temperatur im ersten und im zweiten Sensorbereich nahezu identische Verhältnisse vorherrschen. Daher weist das von der Temperaturkompensationseinrichtung bereitgestellte Ausgangssignal ein hohes Maß an Zuverlässigkeit hinsichtlich der Unterscheidung zwischen feuchtigkeitsbedingten und temperaturbedingten Einflüssen auf.

In weiteren Ausführungsformen ist die erste Struktur aus einem einzelnen zusammenhängenden ersten Leiter und die zweite Struktur aus einem einzelnen zusammenhän genden zweiten Leiter aufgebaut. Eine entsprechende Anordnung lässt sich in sehr einfacher Weise herstellen und kann sehr effizient in der Fertigung geprüft werden, indem beispielsweise der ohmsche Widerstand zwischen einem Anfangsbereich und einem Endbereich gemessen wird, so dass sich dadurch Aussagen über mögliche Leiterbahnunterbrechungen sowie die Größe und Materialzusammensetzung der Leiterstruktur treffen lassen.

In einer weiteren Ausführungsform weisen der erste und der zweite Leiter jeweils parallele oder konzentrische Abschnitte auf. Mit diesem Aufbau lässt sich eine relativ hohe Leiterbahndichte erreichen, so dass die dadurch erzeugten parasitären Kapazitäten einen relativ großen Wert aufweisen, wodurch sich beispielsweise die Resonanzfrequenzen in einen messtechnisch und im Hinblick auf Störstrahlung gut handhabbaren Bereich einstellen lassen.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Länge des ersten Leiters größer als die Länge des zweiten Leiters. Mit dieser Anordnung ergibt sich in Verbindung mit den zuvor genannten Eigenschaften somit eine relativ große Fläche, die von dem ersten Leiter überdeckt wird, wobei damit auch eine große wirksame Fläche zur Verfügung steht, die auf eine Änderung der Permittivität auf Grund einer Benetzung mit Feuchtigkeit anspricht. Demgegenüber kann die zweite Struktur auf Grund der geringeren Länge auf einer kleineren für Befeuchtung effektiven Fläche aufgebracht werden, wobei gegebenenfalls auch die Leiterstruktur mittels sehr geringer Bahnabstände eine hohe Kapazität und damit geringe Empfindlichkeit erhalten kann.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Substrat zumindest bereichsweise transparent. Auf diese Weise lässt sich das verbindungsgemäße Sensorelement in optisch ansprechender Weise in Frontscheiben, Scheinwerfer, Heckscheiben und dergleichen von Fahrzeugen, in Fenster, Glastüren, etc. integrieren, ohne dass die Funktionalität dieser Einrichtungen nennenswert beeinträchtigt wird. In weiteren Ausführungsformen kann vorteilhafterweise auch die Leiterstruktur mittels einem im Wesentlichen transparenten Material aufgebaut sein, so dass sich im Wesentlichen keine Beeinträchtigung der optischen Funktion eines transparenten Trägermaterials ergibt. Dies ist beispielsweise besonders vorteilhaft in Anwendungen, in denen die Befeuchtung lokal an einer bestimmten Position zu bestimmen ist, die in Blickrichtung eines Anwenders liegt. Beispielsweise ist es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Befeuchtungsmessvorrichtung in Fahrzeugen vorteilhaft, das Sensorelement in einem Bereich der Windschutzscheibe zu positionieren, der im Wesentlichen dem Gesichtsfeld des Fahrers entspricht, so dass die Ansteuerung des Scheibenwischers entsprechend den Sichtverhältnissen in diesen Bereich erfolgen kann. Konventionelle Regensensoren sind typischerweise in peripheren Bereichen der Windschutzscheibe angeordnet, so dass dort auch häufig andere Verhältnisse hinsichtlich der Feuchtigkeit vorherrschen und somit unter Umständen kein korrektes Ansteuern des Scheibenwischers veranlassen. Als ein geeignetes Material für eine im Wesentlichen transparente Leiterstruktur kann beispielsweise Indiumzinnoxid verwendet werden, das aus der Herstellung von LED-Anzeigen bekannt ist.

Im weiteren Ausführungsformen bildet das Substrat einen Teil einer Glasscheibe. Bei einer derartigen Anordnung kann die Leiterstruktur vorteilhafterweise in der Glasscheibe angeordnet sein, so dass sich ein Oberflächenbereich ergibt, der mit der Umgebung in Kontakt ist und durch Umgebungsfeuchtigkeit benetzbar ist. Ferner ist hierbei der Oberflächenbereich so angeordnet, dass sich im ersten und/oder zweiten Sensorbereich eine Vergrößerung des Wert der kapazitiven Komponente bei Benetzung eines Teils des Oberflächenbereichs ergibt. Somit ist sichergestellt, dass das Sensorelement auf Grund der Vergrößerung der kapazitiven Komponente bei Ablagerung von Feuchtigkeit auf zumindest einem Teil der Glasscheibe eine Veränderung des Frequenzverhaltens erfährt, wobei eben auf Grund des unterschiedlichen Temperaturverhaltens und/oder des unterschiedlichen Verhaltens bei Befeuchtung auf Grund der Temperaturkompensationsschaltung ein zuverlässiges Erkennen der Befeuchtung der Glasscheibe detektierbar ist. Durch die Glasscheibe wird ferner eine Detektierung der niedergeschlagenen Feuchtigkeit ermöglicht, ohne dass ein Eindringen und damit direkter Kontakt der Feuchtigkeit mit der Leiterstruktur erforderlich ist. Dies ist insbesondere von Bedeutung, da das Glas län gere Zeit nach der Herstellung im Wesentlichen ein Eindringen von Feuchtigkeit verhindert, so dass die Befeuchtung der Scheibe eben auf Grund des auf der Oberfläche niedergeschlagenen Wassers zu detektieren ist und gleichzeitig über einen langen Zeitraum hinweg gleichbleibende gut definierte Bedingungen am Ort der Leiterstruktur vorherrschen. Hierbei kann durch den Abstand der Leiteranordnung zur Oberfläche der Glasscheibe eine gewünschte Empfindlichkeit eingestellt werden.

In vorteilhaften Ausführungsformen kann die Glasscheibe als Verbundglasscheibe ausgebildet sein, die als eine Zwischenschicht ein amorphes Thermoplastmaterial aufweist. In einigen Ausführungsformen ist das amorphe Thermoplastmaterial in dem ersten Sensorbereich und dem zweiten Sensorbereich enthalten, so dass sich für beide Sensorbereiche ähnliche oder nahezu identische mechanische Eigenschaften, beispielsweise bei Punktbelastung und Bruchverhalten, ergeben. In diesem Falle ist das thermische Verhalten der beiden Sensorbereiche ähnlich, so dass eine entsprechende Temperaturkorrektur durch eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Befeuchtung in effizienter Weise erreicht werden kann, wie dies bereits in vorhergehenden Ausführungsformen erläutert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das Sensorelement und die Ansteuereinrichtung galvanisch voneinander entkoppelt. Auf Grund dieses Aufbaus ergibt sich ein hoher Freiheitsgrad in der Anordnung der Ansteuereinrichtung einerseits und des Sensorselements andererseits, wobei in einigen Ausführungsformen, die eine besonders flächeneffiziente Anordnung des ersten und des zweiten Sensorbereichs erlauben, auch eine Kopplung des ersten und des zweiten Sensorbereichs zueinander vorgesehen ist. Hierbei können der erste und der zweite Sensorbereich galvanisch voneinander entkoppelt sein, wobei der Abstand zwischen beiden Sensorbereichen, wenn diese in einer lateralen nebeneinanderliegenden Konfiguration angeordnet sind, in einigen Ausführungsformen so gering sein kann, dass eine merkliche elektromagnetische Kopplung zwischen beiden Sensorbereichen besteht, oder der Abstand kann so bemessen sein, dass keine nennenswerte Überlagerung der elektromagnetischen Felder und damit des jeweiligen Frequenzverhaltens auftritt. In dem ersteren Falle, der auch eine äußerst kompakte Anordnung der beiden Sensorbereiche mit einschließt, wobei ein Bereich den anderen zumindest teilweise umschließt, können sich neben der kompakten Sensorkonfiguration auch gewisse Vorteile hinsichtlich der Ansteuereinrichtung ergeben, da das Sensorelement als ein gekoppelter Schwingbereich reagiert, so dass hierbei ggf. eine geringere Bandbreite oder Baugröße für eine entsprechende Koppelspule der Ansteuereinrichtung ausreichend sein kann. Im letzteren Falle reagieren die beiden nicht nennenswert gekoppelten Sensorbereiche relativ unabhängig voneinander, so dass hier bei bekanntem Temperaturverhalten der Sensorbereiche und bei ausreichend hoher Unterschiedlichkeit der beiden Sensorbereiche bei Befeuchtung mit nur geringem Aufwand eine präzise Temperaturkorrektur mittels der Temperaturkompensationseinrichtung bewerkstelligt werden kann.

Vorteilhafterweise ist auch die Temperaturkompensationseinrichtung galvanisch von dem Sensorelement entkoppelt. Mit dieser Anordnung, insbesondere in Verbindung mit der galvanisch entkoppelten Ansteuereinrichtung, lässt sich ein hohes Maß an Flexibilität bei der Installation der Befeuchtungsmessvorrichtung erreichen. Insbesondere kann damit vorteilhafterweise das Sensorelement in Glasscheiben integriert werden, ohne dass nennenswerte Änderungen an der Funktion und der Montage der Glasscheibe erforderlich sind, da keine galvanischen Verbindungen zu der Ansteuereinrichtung und der Temperaturkompensationseinrichtung notwendig sind. Des weiteren ergibt sich auch ein hohes Maß an Flexibilität für die Anwendung und die Montage der erfindungsgemäßen Befeuchtungsmessvorrichtung, da beispielsweise das Sensorelement an beliebigen Komponenten und dort an beliebigen Positionen angebracht werden kann, beispielsweise mittels Klebung, Anhaften, etc., wohingegen die Ansteuereinrichtung und die Temperaturkompensationseinrichtung räumlich getrennt an einer für sie geeigneten Stelle vorgesehen werden können, so dass insbesondere das Sensorelement extremen Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden kann, ohne dass die elektronischen Komponenten der Ansteuereinrichtung und der Temperaturkompensationseinrichtung ebenfalls diesen Umgebungsbedingungen auszusetzen sind. In dieser Form lässt sich die erfin dungsgemäße Befeuchtungsnetzvorrichtung auch sehr effizient als mobile Einheit ausführen, bei der das Sensorelement unkompliziert an einer beliebigen gewünschten Komponente, deren Befeuchtungsgrad zu überwachen ist, angebracht wird und die Ansteuereinrichtung und die Temperaturkompensationseinrichtung so ausgebildet sind, dass durch entsprechende Kalibrierroutinen den jeweils unterschiedlichen Bedingungen hinsichtlich des Abstandes, der Umgebung, etc. Rechnung getragen wird. In diesem Falle weist die Befeuchtungsmessvorrichtung vorteilhafterweise auch eine Schnittstelle auf, die eine Kommunikation zu peripheren Geräten ermöglicht. Beispielsweise kann die Schnittstelle ausgebildet sein, eine drahtlose Kommunikation mit peripheren Geräten zu ermöglichen, so dass von der Befeuchtungsmessvorrichtung gewonnene Daten zur weiteren Verarbeitung oder für weitere Steuerungsprozesse durch das periphere Gerät ohne aufwendige Verkabelung übertragen und dort verwertet werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ansteuereinrichtung ausgebildet, das Signal mit den mehreren Frequenzkomponenten innerhalb der vorbestimmten Bandbreite so bereitzustellen, dass die Frequenzkomponenten sequenziell in das Sensorelement eingespeist werden. Auf diese Weise lässt sich das Frequenzverhalten des Sensorelements in zeitlicher Abfolge ermitteln, wobei der elektronische Aufwand in der Ansteuereinrichtung gering bleibt und auch die zur Ermittlung des Frequenzverhaltens erforderliche Bandbreite relativ gering gewählt werden kann. So kann beispielsweise mit einem Signalgenerator eine Reihe von unterschiedlichen Frequenzkomponenten erzeugt werden, deren Anzahl und Lage innerhalb des vordefinierten Bandes ausreichend ist, um mit der gewünschten Genauigkeit die frequenzabhängige Antwort des Sensorselements zu erfassen, beispielsweise Resonanzfrequenzen, und andererseits die erforderliche Bandbreite auf ein unbedingt notwendiges Maß einzuschränken, so dass eine Beeinflussung anderer elektronischer Komponenten gering bleibt.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Ansteuereinrichtung ausgebildet, das Signal mit den mehreren Frequenzkomponenten so bereitzustellen, dass diese gleichzeitig in das Sensorelement eingespeist werden. Zu diesem Zwecke kann beispielsweise ein ent sprechendes Pulssignal erzeugt werden, so dass ein großer Frequenzbereich mit allen in diesen Frequenzbereich enthaltenen Frequenzkomponenten gleichzeitig für die Ansteuerung des Sensorelements bereitsteht. Auf diese Weise lässt sich ein sehr rasches Erkennen des Frequenzverhaltens des Sensorelements erreichen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ansteuereinrichtung ausgebildet, ein Signal mit einer zweiten Bandbreite, die kleiner als die vorgegebene Bandbreite ist, in das Sensorelement einzuspeisen. Mit dieser Anordnung lässt sich ein höheres Maß an Flexibilität und ggf. an Effizienz für den Betrieb des Befeuchtungsmesssystems erreichen, da das einzuspeisende Signal somit mit reduzierter Bandbreite während gewisser Betriebsphasen zur Verfügung gestellt werden kann. Beispielsweise kann in gewissen Betriebsphasen eine Abtastung des Sensorelements mit mehreren Frequenzkomponenten erforderlich sein, während in anderen Phasen, das nunmehr ermittelte Frequenzverhalten zur Auswahl einiger weniger oder insbesondere einer einzelnen Frequenzkomponente verwendet werden kann, mit der das Messsystem nunmehr über eine weitere Periode hinweg betrieben werden kann. Beispielsweise kann nach dem Abtasten der vorgegebenen Bandbreite zur Ermittlung von Resonanzfrequenzen sodann auf entsprechend ausgewählte, in der Nähe der Resonanzfrequenzen liegende Frequenzkomponenten umgeschaltet werden, so dass damit eine Änderung des Sensorverhaltens beispielsweise durch Detektion der Signalamplituden der wenigen ausgewählten Frequenzkomponenten erfolgt. In anderen Fällen kann die Messung während gewisser Phasen mit einer einzelnen Frequenzkomponente erfolgen, sofern aus den vorhergehenden Messungen mit mehreren Frequenzkomponenten eine vordefinierte Bedingung für den Übergang in das Einzelfrequenzmessverfahren erkannt wurde. Während der Messung mit einer einzelnen Frequenzkomponente kann dann eine geeignet gewählte Abbruchbedingung erstellt werden, bei deren Erfüllung wieder in die Messphase mit den mehreren Frequenzkomponenten übergegangen wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das temperaturkompensierte Befeuchtungsmesssystem ferner eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, das tempe raturkorrigierte Ausgangssignal zu empfangen und auf dessen Grundlage eine Statusänderung einer mit der Steuereinrichtung koppelbaren Vorrichtung zu bewirken. Mit dieser Anordnung lässt sich das erfindungsgemäße Messsystem in effizienter Weise als eine Steuereinheit ausführen, die auf der Grundlage des korrigierten Ausgangssignals und damit des Befeuchtungsgrades des Sensorelements eine entsprechende Aktivität auslöst. Hierbei kann die entsprechende Statusänderung der koppelbaren Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung, ein Stellmotor, ein Prozessor, der das Ausgangssignal für weitere Berechnungen verwendet, und dergleichen sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform repräsentiert die Vorrichtung eine Scheibenwischeranlage eines Transportmittels, etwa eines Fahrzeuges, eines Flugzuges, etc., so dass hier die Steuerung der Wischeraktivität in Abhängigkeit des Befeuchtungszustandes in automatisierter Weise erfolgen kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung eines vom Befeuchtungszustandes eines Sensorelements abhängigen Ausgangssignals bereitgestellt, wobei das Sensorelement einen ersten und einen zweiten Sensorbereich mit jeweils einer von Befeuchtung und Temperatur abhängigen durch eine Leiterstruktur erzeugten induktiven Komponente und/oder kapazitiven Komponente aufweist. Das Verfahren umfasst ferner die Schritte: Ermitteln eines Temperaturverhaltens des ersten und zweiten Sensorbereichs bei einem einem vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand des ersten und zweiten Sensorbereichs in Reaktion auf eine Einspeisung eines Ansteuersignals mit einer vorgegebenen Bandbreite; Ermitteln einer Temperaturkorrekturfunktion auf der Grundlage des ermittelten Temperaturverhaltens, wobei die Temperaturkorrekturfunktion zumindest für den dem vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand eine Verringerung der Temperaturabhängigkeit des Ausgangssignals ergibt; und Verwenden der Temperaturkorrekturfunktion zum Erzeugen eines temperaturkorrigierten Ausgangssignals des Sensorelements und/oder eines weiteren Sensorelements gleicher Bauweise auf Grundlage einer Antwort des ersten und des zweiten Sensorbereichs auf ein eingespeistes Signal mit mehreren innerhalb der vorgegebenen Bandbreite liegenden Frequenzkomponenten.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird also zunächst das Temperaturverhalten zweier sich unterschiedlich verhaltender Sensorbereiche ermittelt. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass ein Temperaturverhalten in diesem Zusammenhang so zu verstehen ist, dass ein Antwortsignal des Sensorelements auf die Einspeisung des Ansteuersignals mit einer vorgegebenen Bandbreite für zumindest zwei unterschiedliche Temperaturen des ersten und des zweiten Sensorbereichs ermittelt und daraus ein entsprechendes Verhalten des Sensorelements zumindest über einen gewissen gewünschten Temperaturbereich hinweg abgeleitet wird. Hierbei kann die Ermittlung des Temperaturverhaltens an zumindest zwei verschiedenen Temperaturen eine messtechnische und/oder eine nicht experimentelle Gewinnung von Daten beinhalten. Beispielsweise kann durch Einspeisung des Ansteuersignals eine frequenzabhängige Antwort des Sensorelements für eine vorgegebene Temperatur des ersten und des zweiten Sensorbereichs gewonnen werden und das weitere Verhalten, d. h. eine entsprechende Antwort des Sensorelements, für eine zweite oder mehrere Temperaturen kann dann aus Daten ermittelt werden, die theoretisch bekannt sind oder die anderweitig experimentell ermittelt wurden. So kann bei einem Sensorelement, dessen Temperaturabhängigkeit im Wesentlichen auf einer Änderung der Dielektrizitätskonstanten beruht, das Verhalten bei anderen Temperaturen ermittelt werden, sofern das Temperaturverhalten der Dielektrizitätskonstanten hinreichend genau bekannt ist. In anderen Beispielen kann das Antwortsignal für eine Reihe unterschiedlicher Temperaturen gewonnen und ausgewertet werden, wobei der Absolutwert der jeweiligen Temperatur ggf. nicht bestimmt wird, sofern die geometrische Anordnung des ersten und des zweiten Sensorbereichs eine hinreichend enge thermische Kopplung sicherstellt, so dass beide Sensorbereiche im Wesentlichen die gleiche Temperatur aufweisen.

Aus der ermittelten Temperaturabhängigkeit, die für einen einem vorgegebenen Befeuchtungszustand repräsentierenden Sensorzustand gilt, beispielsweise einem trocke nen Sensorzustand, kann dann für eine geeignete Korrektur des Ausgangssignals eine Temperaturkorrekturfunktion, d.h. eine Vorschrift zur Verknüpfung der ermittelten Temperaturabhängigkeit mit dem gewünschten Korrekturverlauf, erstellt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Ermitteln des Temperaturverhaltens und das Ermitteln einer entsprechenden Temperaturkorrekturfunktion einmalig während einer Initialisierungsphase oder Montagephase durchgeführt werden, so dass die Temperaturkorrekturfunktion für das Sensorelement oder andere baugleiche Sensorelemente in entsprechende Steuereinrichtungen „exportiert" werden kann, ohne dass entsprechende Software- und/oder Hardwareressourcen in der Steuereinrichtung für das Ermitteln des Temperaturverhaltens und der Temperaturkorrekturfunktion erforderlich sind. In anderen Ausführungsformen kann das Ermitteln des Temperaturverhaltens und der entsprechenden Temperaturkorrekturfunktion automatisch und/oder anwenderinitiiert durchgeführt werden, so dass sich ein hohes Maß an Zuverlässigkeit des temperaturkorrigierten Ausgangssignals über eine lange Betriebsdauer des Sensorelements hinweg erreichen lässt. Zu diesem Zwecke kann bei definiertem Befeuchtungszustand nach Bedarf ein Antwortsignal des Sensorelements bei sich verändernder Temperatur aufgezeichnet werden, woraus dann, unter Umständen unter Berücksichtigung einer bereits bekannten Temperaturkorrekturfunktion und/oder anderer Daten, eine aktualisierte Temperaturkorrekturfunktion erstellt werden kann. Hierzu kann beispielsweise im Falle der Verwendung des Sensorelements als Fahrzeugregensensor bei Erkennung eines im Wesentlichen trockenen Befeuchtungszustandes oder anwenderinitiiert, eine Beheizung der entsprechenden Scheibe vorgenommen werden, so dass entsprechende temperaturabhängige Informationen aus dem Sensorelement gewonnen werden können. In anderen Beispielen kann das Temperaturverhalten über längere Betriebsphasen hinweg ermittelt werden, um damit beispielsweise die Temperaturkorrekturfunktion zu aktualisieren, indem das entsprechende Sensorantwortsignal bei trockenem Befeuchtungszustand, der beispielsweise durch Anfrage beim Anwender zuverlässig feststellbar ist, aufgezeichnet wird. Insbesondere bei Fahrzeugen finden hierbei im typischen Anwendungen sehr viele Abfragen bei sehr unterschiedlichen Temperaturen statt, so dass damit eine effiziente Aufzeichnung des Temperaturverhaltens über einen weiten Temperaturbereich hinweg möglich ist. Zum Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung, wenn entschieden wurde, dass eine erneute Aktualisierung der Temperaturkorrekturfunktion wünschenswert ist, bei jedem Startvorgang des Fahrzeuges den Benutzer abfragen, ob der Status der Windschutzscheibe trocken ist oder nicht. Bei Bestätigung eines trockenen Zustandes kann dann der entsprechende Messwert als ein Messpunkt für das Aufzeichnen des Temperaturverhaltens gewertet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Ermitteln des Temperaturverhaltens: Ermiteln eines ersten Temperaturverhaltens des ersten Sensorbereichs bei einem einem ersten vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand des ersten Sensorbereichs in Reaktion auf die Einspeisung eines ersten Ansteuersignals mit einer ersten Bandbreite; und Ermitteln eines zweiten Temperaturverhaltens des zweiten Sensorbereichs bei einem einem zweiten vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand des zweiten Sensorbereichs in Reaktion auf die Einspeisung eines zweiten Ansteuersignals mit einer zweiten Bandbreite.

Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn der erste und der zweite Sensorbereich im Wesentlichen unabhängig voneinander auf Befeuchtung und/oder Temperaturänderung reagieren. Beispielsweise kann eine elektrische Kopplung beider Sensorbereiche sehr gering sein, während eine ausreichend hohe thermische Kopplung vorherrscht, so dass entsprechende Antwortsignale des ersten und des zweiten Sensorbereichs ohne nennenswerte elektrische Beeinflussung detektiert werden können. Hierbei können vorteilhafterweise Bandbreiten der entsprechenden Ansteuersignale in geeigneter Weise gewählt werden, so dass sich insgesamt eine relativ geringe Bandbreite und damit Steuerung anderer elektronischer Komponenten erreichen lässt.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen einer ersten Resonanzfrequenz und einer zweiten Resonanzfrequenz. Das Bestimmen einer Resonanzfrequenz ist ein effizientes Mittel, wenn die Sensorbereiche ausgeprägte induktive und kapazitive Komponenten aufweisen. Hierbei ist anzumerken, dass der Begriff Bestimmen einer Resonanzfrequenz nicht notwendigerweise eine exakte Bestimmung der Resonanzfrequenz beinhaltet, sondern auch eine Bestimmung einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz beinhaltet, deren Änderung bei Temperaturänderung oder Änderung des Befeuchtungszustandes detektierbar ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das eingespeiste Signal ohne galvanische Kopplung in den ersten und zweiten Sensorbereich eingespeist. Wie dies bereits bei zuvor beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Messsystems dargelegt ist, bietet eine Einkopplung des Signals ohne Kabelverbindung ein hohes Maß an Flexibilität beim Betrieb und der Montage des Systems.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine für Befeuchtung sensitive Fläche und/oder eine Empfindlichkeit für Befeuchtung des ersten Sensorbereichs kleiner als eine entsprechende Fläche und/oder Empfindlichkeit des zweiten Sensorbereichs. Damit lässt sich in sehr effizienter Weise eine Temperaturkorrekturfunktion ermitteln, da der erste Sensorbereich nur eine geringe Reaktion auf Befeuchtung hervorruft und damit ein relativ genaues Maß für die aktuelle Temperatur des Sensorbereichs bietet.

In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen sind der erste und der zweite vordefinierte Befeuchtungsgrad gleich, wobei in besonderen Ausführungsformen diese Befeuchtungsgrade einem Referenzbefeuchtungsgrad entsprechen, bei welchem keine Benetzung mit Flüssigkeit des Sensorelements vorliegt. Auf Grund der Auswahl eines Befeuchtungszustandes, der für beide Sensorelemente gleich und insbesondere einem trockenen Zustand entspricht, kann insbesondere bei automatisch durchgeführten oder anwenderinitiierten Aktualisierungen der Temperaturkorrekturfunktion ein hohes Maß an Genauigkeit bei nur geringem Aufwand erreicht werden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Ermitteln des Verhaltens des Sensorelements bei mehreren Sensorzuständen, die jeweils einem unterschiedlichen Befeuchtungsgrad entsprechen. Eine entsprechende Vorgehensweise kann die Genauigkeit der Temperaturkorrekturfunktion verbessern, insbesondere wenn die Sensorbereiche ein gewisses Maß an elektromagnetischer Kopplung zueinander aufweisen. Zum Beispiel kann ein entsprechendes Verhalten bei jeweils konstanter Temperatur ermittelt werden, woraus sich dann das entsprechende Verhalten für verschiedene Temperaturen ableiten lässt, oder es kann das entsprechende Verhalten bei Befeuchtung für verschiedene Temperaturen ermittelt werden, so dass dann entsprechende Temperaturverhalten für eine Vielzahl von verschiedenen Befeuchtungszuständen vorliegen und zur Ableitung der Temperaturkorrekturfunktion verwendet werden können. Beispielsweise können unterschiedliche „Befeuchtungszustände" in zuverlässiger und reproduzierbarer Weise „simuliert" werden, indem entsprechend definierte Materialschichten, beispielsweise in Form von Folien, mit unterschiedlicher Dicke und/oder Permittivität auf die Sensorelement aufgelegt werden, um damit die entsprechenden Daten zu ermitteln. Auf diese Weise kann eine sehr präzise und auch ökonomische Erstellung von Temperaturkorrekturfunktionen für individuelle Sensorelemente erfolgen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung mittels eines temperaturkorrigierten Ausgangssignals bereitgestellt, wobei das temperaturkorrigierte Ausgangssignal gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahren gewonnen wird. Das Verfahren zum Steuern der Vorrichtung umfasst ferner das Festlegen einer Bedingung für das temperaturkorrigierte Ausgangssignal, wobei die Bedingung einem Befeuchtungszustand des Sensorelements entspricht, der eine Statusänderung in der Vorrichtung erfordert; das Vergleichen des temperaturkorrigierten Ausgangssignals mit der definierten Bedingung und das Initiieren der Statusänderung, wenn das temperaturkorrigierte Ausgangssignal die Bedingung erfüllt. Auf diese Weise lässt sich in zuverlässiger Weise abhängig vom Befeuchtungszustand eine Vorrichtung steuern, beispielsweise eine Anzeige betreiben und/oder ein Stellmotor schalten, etc.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das vorhergehende Verfahren ferner das erneute Einspeisen des Signals mit den mehreren Frequenzkomponenten, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist. Auf diese Weise lässt sich der Befeuchtungszustand des Sensorelements zeitlich in gewünschter Weise abtasten bzw. scannen, um beim Eintreten der spezifizierten Bedingung eine entsprechende Statusänderung hervorzurufen. Auf Grund der ermittelten Temperaturkorrekturfunktion ist hierbei das Auslösen der Statusänderung in hohem Maße von der jeweiligen Umgebungstemperatur des Sensorelements unabhängig und ermöglicht damit eine sehr präzise Auslösung der Statusänderung in Abhängigkeit des Befeuchtungszustandes. Dies ist insbesondere bei Anwendungen in Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen, etc., von großer Bedeutung, da dort sehr wechselnde Temperaturbedingungen bei gleichzeitig sehr verschiedenen Befeuchtungszuständen, beispielsweise Nebel, leichter Schneefall, Spritzwasser, etc., auftreten, die ein sehr präzises Erkennen der Einschaltschwelle für eine Scheibenwischeranlage erfordern.

Somit repräsentiert in vorteilhaften Ausführungsformen die Vorrichtung eine steuerbare Scheibenwischeranlage, deren Statusänderung einem Wischvorgang entspricht, wobei das Sensorelement überstrichen wird.

Durch das Überstreichen bzw. Überwischen des Sensorelements ändert sicht damit auch wiederum der Befeuchtungszustand des Sensorelements, so dass in Abhängigkeit des neuen Befeuchtungszustandes wiederum entschieden werden kann, ob die entsprechende Bedingung für ein Auslösen des Wischervorgangs gegeben ist oder nicht. Auf diese Weise kann in sehr sensitiver Weise die Häufigkeit der Wischvorgänge automatisch den entsprechenden Umgebungsbedingungen angepasst werden. In einigen Ausführungsformen kann das Festlegen der Bedingung für das temperaturkorrigierte Ausgangssignal unter Einflussnahme des Anwenders stattfinden, so dass der Gesamtsteuerungsvorgang für die zu steuernde Vorrichtung, beispielsweise die Scheibenwischeranlage, in sehr individueller Weise anpassbar ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Ermitteln einer Frequenzkomponente innerhalb der vordefinierten Bandbreite für das einzu speisende Signal, um dessen Bandbreite zu verringern. Die Verringerung der Bandbreite des Signals, d. h. die Auswahl einiger weniger Frequenzen oder auch einer einzelnen Frequenz während gewisser Betriebsphasen bietet die Möglichkeit, die Messwerterfassung zu vereinfachen, da ggf. nur eine Amplitudenänderung der entsprechenden Frequenzkomponenten bzw. der einzelnen Frequenzkomponente zu berücksichtigen ist. Beispielsweise kann während einer gewissen Phase das einzuspeisende Signal mit der vordefinierten Bandbreite eingespeist werden, um eine „globale" Abtastung des Sensorzustands zu erhalten. Auf Grund der globalen Abtastung des Sensorzustands kann dann eine oder mehrerer geeignete Frequenzen, beispielsweise Resonanzfrequenzen oder in der Nähe der Resonanzen liegende Frequenzen, ausgewählt werden, so dass für die weitere Beobachtung des Befeuchtungszustandes innerhalb gewisser zeitlicher Beschränkungen, innerhalb deren keine deutliche Temperaturänderung des Sensorelements zu erwarten ist, oder innerhalb anderer festgelegter Grenzen, der Befeuchtungszustand auf Grund der wenigen oder einzelnen Frequenzkomponenten bestimmt wird.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner nach dem Initiieren der Statusänderung der Vorrichtung das Einspeisen des Signals mit verringerter Bandbreite, das Detektieren eines ersten Antwortsignals des Sensorelements und Verwenden des Antwortsignals zum Erzeugen einer Referenz für ein nachfolgendes Antwortsignal.

Auf diese Weise kann eine durch die Statusänderung der Vorrichtung hervorgerufene Änderung des Befeuchtungszustands des Sensorelements verwendet werden, um eine Referenz für nachfolgende Sensorsignale zu erzeugen. Beispielsweise kann die Statusänderung einem Wischvorgang einer Scheibenwischeranlage entsprechen, so dass nach dem Auslösen dieses Ereignisses, das auf einer Ansteuerung des Sensorelements mit einer Vielzahl von Frequenzen entsprechend der vorgegebenen Bandbreite basiert, so dass das Signal mit verringerter Bandbreite, beispielsweise eine einzelne Frequenzkomponente, eingespeist wird, dessen Antwortsignal einem definierten Befeuchtungszustand des Sensorelements entspricht. Beispielsweise kann bei erfolgtem Überwischen des Sensorelements das entsprechende unmittelbar darauf gewonnene Antwortsignal einem „trocknen" Referenzzustand des Sensorelements gleichgesetzt werden, so dass sich von diesem Antwortsignal unterscheidende Antwortsignale als Änderung in Bezug auf diesen Referenzzustand bewertet werden können. Hierbei kann die Zuordnung eines Referenzwertes für das nach der Statusänderung gewonnene Antwortsignal auch unter Zuhilfenahme der zuvor bei der Sensorabtastung mit mehreren Frequenzen gewonnenen Information stattfinden. Beispielsweise kann der während der Abtastung des Sensorelements mit mehreren Frequenzen gewonnene Befeuchtungszustand, der dann zum Auslösen des Wischervorgangs führte, zur Erstellung des Referenzwertes unmittelbar nach dem Wischvorgang herangezogen werden. Z.B. kann bei einer hohen anfänglichen Befeuchtung während der Abtastphase, beispielsweise bei einer plötzlichen Spritzwasserbefeuchtung der Windschutzscheibe, der nach dem ersten Wischvorgang erhaltene Referenzwert durch die Einzelfrequenzkomponente entsprechend angehoben werden, da davon auszugehen ist, dass das Sensorelement auch unmittelbar nach dem Wischvorgang noch ein gewisses Maß an Feuchtigkeit aufweist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren das Initiieren einer weiteren Statusänderung der Vorrichtung, wenn ein nachfolgendes Antwortsignal in vordefinierter Weise von der Referenz abweicht und Verwenden eines Antwortsignals nach der erneuten Initiierung der Statusänderung zum Erzeugen einer aktualisierten Referenz. Auf diese Weise kann beispielsweise der Wischvorgang des Scheibenwischers ständig zur Referenzierung für einen definierten Befeuchtungszustand des Sensorelements herangezogen werden, so dass sich ein zuverlässiger Betrieb ergibt, wobei die Sensoransteuerung und die Signalauswertung vereinfacht sind. Wie in der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben ist, kann auch in diesem Verfahren die Information in geeigneter Weise verwendet werden, die während der Abtastphase gewonnen wurde.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das erste Antwortsignal und/oder das nachfolgende Antwortsignal und/oder das Antwortsignal nach der erneuten Initiierung als Mittelwerte einer Messereignisse repräsentiert. Da insbesondere der Messvor gang auf der Grundlage einiger weniger Frequenzkomponenten und insbesondere auf der Grundlage einer einzelnen Frequenzkomponente in sehr rascher Weise durchgeführt und ausgewertet werden kann, ergibt sich die Möglichkeit mehrere einzelne Messergebnisse als Mittelwerte bereitzustellen, wobei dennoch eine hohe zeitliche Auflösung möglich ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren das Detektieren der Statusänderung der Vorrichtung und das Erzeugen der Referenz in zeitlich korrelierter Weise nach Erkennen einer Statusänderung. Auf diese Weise ist es möglich, Änderungen der Vorrichtung zum zeitlichen Steuern des Erzeugens aktualisierter Referenzwerte zu benutzen. Beispielsweise kann die Statusänderung einen Wischervorgang eines Scheibenwischers repräsentieren, so dass auf Grund der Detektion des entsprechenden Wischvorgangs, beispielsweise das Überwischen des Sensorelements durch das Wischerblatt, in sehr präziser Weise ein entsprechender Referenzwert erzeugt werden kann. Durch das Detektieren des Überstreichens des Sensorelements kann somit unmittelbar danach auch bei stärkerem Niederschlag ein relativ gut definierter „trockner" Referenzzustand ermittelt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Definieren einer Abbruchbedingung für das Einspeisen des Signals mit verringerter Bandbreite und das Einspeisen des Signals mit den mehreren Frequenzkomponenten zur Erzeugung eines aktualisierten temperaturkorrigierten Ausgangssignals, wenn die Abbruchbedingung erfüllt ist.

Auf diese Weise kann in effizienter Weise zwischen einer Messphase zur Erhaltung des temperaturkorrigierten Ausgangssignal und einer Messphase mit geringer Bandbreite umgeschaltet werden. Hierbei kann die Abbruchbedingung dynamisch variabel oder fest voreingestellt sein, oder es können mehrere einzelne Bedingungen, dynamisch oder fest, vorgegeben werden, um einen entsprechenden Übergang von der Messphase mit geringer Bandbreite in das Abtastmessverfahren zu bewirken. Beispielsweise kann bei einer Abweichung der ständig aktualisierten Referenzwerte während des Messbetriebs mit geringer Bandbreite eine erneute Phase zur Gewinnung eines aktualisierten temperaturkorrigierten Ausgangssignals veranlasst werden, da in diesem Falle eine Temperaturdrift vorliegen könnte. Ferner kann die Abbruchbedingung auch ein Zeitfenster beinhalten, möglicherweise in Kombination mit weiteren Abbruchbedingungen, um damit in das Verfahren mit mehreren Frequenzen zurückzukehren. In anderen Ausführungsformen kann regelmäßig während des Betriebs mit geringer Bandbreite in den Betrieb zur Erzeugung des temperaturkorrigierten Signals übergegangen werden, um damit Änderungen beispielsweise der Wischeranlage zu detektieren. Beispielsweise kann es bei Schneefall oder anderen Bedingungen bei schlechtem Zustand der Wischerblätter möglich sein, dass bei zunehmender Dauer eine nicht akzeptabler Feuchtigkeitsfilm auf der Scheibe bzw. dem Sensorelement verbleibt, der sodann auf Grund des temperaturkorrigierten Ausgangsignals erkennbar ist und bei der Erzeugung mehrerer Referenzwert während des Betriebs mit verringerter Bandbreite berücksichtigt werden kann, um damit die Wischerfrequenz entsprechend anzuheben.

Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen auch aus den beigefügten Patentansprüchen und der folgenden detaillierten Beschreibung anschaulicher Ausführungsbeispiele hervor, wobei Bezug genommen wird auf die folgenden Figuren.
1a zeigt ein beispielhaftes temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
1b zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Sensoranordnung mit mehreren Sensorbereichen;
1c zeigt beispielhaft ein Sensorelement, wobei mehrere relativ temperaturunempfindliche Sensorbereiche vorgesehen sind;
1d zeigt eine sehr flächeneffiziente Ausführungsform des Sensorelements;
1e zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem das Sensorelement in einer Verbundglasscheibe in ein Fahrzeug integriert ist;
1f zeigt ein Messsystem gemäß einer Ausführungsform, wobei das Sensorelement in der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angeordnet ist;
1g zeigt schematisch ein Ausgangssignal des Sensorelements gemäß der vorliegenden Erfindung;
1h zeigt graphisch die Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante von Glas und PVB;
2 zeigt den Verlauf eines temperaturkorrigierten Ausgangssignals gemäß anschaulicher Ausführungsformen;
3a zeigt ein Flussdiagramm des Ablaufs für die Steuerung einer Scheibenwischeranlagen auf der Grundlage eines temperaturkorrigierten Ausgangssignals gemäß einer anschaulichen Ausführungsform;
3b zeigt ein repräsentatives Ausgangssignal während einer Festfrequenzphase, wobei Wischereignisse in dem Signal detektierbar sind.
1a zeigt schematisch eine Darstellung eines temperaturkorrigierten Befeuchtungsmesssystems 150 gemäß anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Messsystem 150 umfasst ein Sensorelement 100, das einen ersten Sensorbereich 110 und einen zweiten Sensorbereich 120 aufweist. Der erste Sensorbereich weist eine induktive Komponente 112 und/oder eine kapazitive Komponente 111 auf, wobei in der dargestellten Ausführungsform beide Komponenten vorgesehen sind und wobei im Wesentlichen die kapazitive Komponente 111 durch die Temperatur des Sen sorbereichs 110 sowie durch an diesen Bereich abgeschiedene Feuchtigkeit veränderbar ist. In ähnlicher Weise umfasst der Sensorbereich 120 eine induktive Komponente 122 und/oder eine kapazitive Komponente 121, wobei hier wiederum beide Komponenten vorgesehen sind und die kapazitive Komponente 121 wesentlich stärker durch die Temperatur und niedergeschlagene Feuchtigkeit im Vergleich zur induktiven Komponente 122 veränderbar ist. Das Sensorelement 100 ist so ausgebildet, sich der erste Sensorbereich 110 und der zweite Sensorbereich 120 bei Beaufschlagung mit dem gleichen Befeuchtungsgrad, d. h. der gleichen Menge an Flüssigkeit pro Einheitsfläche, und/oder bei gleicher Temperatur bei einer Änderung derselben in unterschiedlicher Weise ändern. Ein entsprechendes Verhalten kann durch bauliche Maßnahmen bewerkstelligt werden, wie dies im Weiteren mit Bezug zu den 1b bis 1d näher erläutert ist. Das Sensorelement 100 ist so relativ zu einer Ansteuereinrichtung 160 so angeordnet, dass bei Betrieb des Messsystems 150 eine Ankopplung zum Signalaustausch zwischen der Ansteuereinrichtung 160 und dem Sensorelement 100 stattfinden kann. beispielsweise kann eine entsprechende Kopplung durch eine galvanische Verbindung (nicht gezeigt) hergestellt werden. In besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist die Ansteuereinrichtung 160 so ausgebildet, dass eine elektromagnetische und insbesondere eine induktive Ankopplung an das Sensorelement 100 erfolgen kann. Ferner umfasst die Ansteuereinrichtung 160 einen steuerbaren Signalgenerator 161, der so ausgebildet ist, dass ein Signal mit einer vorgegebenen Bandbreite, d. h. mit mehreren Frequenzkomponenten erzeugt und über die Ansteuereinrichtung 160 in das Sensorelement 100 eingespeist werden kann. Der steuerbare Signalgenerator 161 kann beispielsweise in Form eines spannungsgesteuerten Oszillators vorgesehen sein, der durch eine Steuerspannung V_C eine entsprechende Frequenzkomponente an die Ansteuereinrichtung 160 ausgibt. Mit dieser Anordnung können in zeitlicher Abfolge unterschiedliche Frequenzkomponenten innerhalb der gewünschten Bandbreite in das Sensorelement 100 eingespeist werden. Es soll hierbei betont werden, dass ein Ansteuersignal mit mehreren Frequenzkomponenten innerhalb einer spezifizierten Bandbreite als ein Signal betrachtet wird, welches die verschiedenen Frequenzkomponenten oder Bereiche davon sequenziell oder auch gleichzeitig enthält. Beispielsweise kann der Signalgenerator 161 als Im pulsgenerator ausgebildet sein, so dass das Sensorelement 100 gleichzeitig mit einer Vielzahl verschiedener Frequenzkomponenten angeregt werden kann. Des weiteren umfasst das Messsystem 150 eine Temperaturkompensationseinrichtung 140, die ausgebildet ist, ein für den Sensorzustand des Sensorelements 100 repräsentatives Signal zu erfassen und als ein temperaturkorrigiertes Ausgangssignal 141 auszugeben, wobei eine entsprechende Bearbeitungsvorschrift zum Umwandeln des für den Sensorzustand repräsentativen Signals in das temperaturkorrigierte Ausgangssignal 141 in der Temperaturkompensationseinrichtung 140 mittels Software- und/oder Hardwarekomponenten implementiert ist. Beispielsweise können in der Temperaturkompensationseinrichtung 140 entsprechende Werte von Antwortsignalen des Sensorelements 100 für eine Vielzahl unterschiedlicher Temperaturen und für eine Vielzahl unterschiedlicher Befeuchtungszustände abgelegt sein, wobei entsprechenden Wertepaaren ein entsprechendes den Befeuchtungszustand repräsentierendes Ausgangssignal 141 mit geringerer Temperaturabhängigkeit zugeordnet ist, als dies für nicht korrigierten Sensorsignale der Fall ist. In anderen Ausführungsformen können entsprechende Rechenvorschriften oder andere geeignete Mittel, beispielsweise Kalibrierkurven, und dergleichen in der Einrichtung 140 abgelegt sein, um daraus das temperaturkorrigierte Ausgangssignal 141 zu erhalten. In vorteilhaften Ausführungsformen weist die Temperaturkompensationseinrichtung 140 eine Messwertaufnahmeeinrichtung 142 auf, die aus dem der Ansteuereinrichtung 160 zugeführten Signal das dem unkompensierten Sensorzustand entsprechende Signal ermitteln kann. Beispielsweise kann die der Ansteuereinrichtung 160 zugeführte Leistung, die Änderung der Impedanz des aus der Ansteuereinrichtung 160 und dem Sensorelement 100 gebildeten Systems, Phasenänderungen des Ansteuersignals, etc. mittels der Messwertaufnahmeeinrichtung erfasst werden.
1b zeigt schematisch das Sensorelement 100 gemäß einer anschaulichen Ausführugsform, wobei das Sensorelement ein dielektrisches Substrat 101 aufweist, das sich in dem ersten Bereich 110 und in dem zweiten Bereich 120 unterscheiden kann, so dass sich bei Temperaturänderung und/oder Befeuchtungszustandsänderung auf Grund der Unterschiedlichkeit des dielektrischen Materials ein unterschiedliches Verhalten ergibt. In anderen Ausführungsformen kann der Aufbau des Substrats 101 im ersten Bereich und im zweiten Bereich 110, 120 im Wesentlichen identisch sein. Das Substrat 101 kann ein beliebiges geeignetes Trägermaterial sein, um darauf oder darin eine Leiterstruktur 130 herzustellen. In vorteilhaften Ausführungsformen ist das Substrat 101 als ein flächiges Substrat vorgesehen, dessen laterale Abmessungen, die als Länge 101l und als Breite 101b gezeigt sind, jeweils deutlich größer sind als dessen Dicke, d. h. die Abmessung in Richtung senkrecht zur Zeichenebene, wie dies später auch aus 1f ersichtlich ist. Das Substrat 101 kann vorteilhafterweise, zumindest bereichsweise, aus einem optisch transparenten Material aufgebaut sein, so dass sich insbesondere bei Anwendung des Messsystems 150 als Regensensor in Frontscheiben vorteilhafterweise keine nennenswerten funktionalen Einschränkungen ergeben. In anderen Ausführungsformen ist jedoch die optische Transparenz des Substrats 101 nicht erforderlich oder nicht wünschenswert und das Substrat 101 kann vollständig oder bereichsweise lichtundurchlässig sein. Der erste und der zweite Bereich 110 und 120 sind so ausgebildet, dass diese ein unterschiedliches Verhalten bei Befeuchtung oder auch ein unterschiedliches Verhalten bei Temperaturänderung besitzen. Das Verhalten des Sensorelements 100 wird u. a. maßgeblich durch die Leiterstruktur 130 und dabei insbesondere durch deren geometrische Anordnung bestimmt. So ist etwa das Frequenzverhalten des ersten und des zweiten Bereichs, die, abhängig von der geometrischen Anordnung zueinander, d. h. u.a. von dem Abstand 101a zueinander, als schwach bzw. nicht gekoppelte Schwingkreise oder als gekoppelte Schwingkreise betrachtet werden können, von dem Wert der jeweiligen induktiven Komponente 112, 122 und kapazitiven Komponente 111, 121 abhängig, wobei sich für den ungekoppelten Falle für beide Sensorbereiche eine Resonanzfrequenz von f = 1/2π√LC ergibt. In der dargestellten Ausführungsform weist die Leiterstruktur 130 eine erste Struktur 131 für den ersten Sensorbereich 110 sowie eine zweite Struktur 132 für den zweiten Sensorbereich 120 auf. In dem gezeigten Beispiel wird ein unterschiedliches Verhalten der beiden Sensorbereiche erreicht, indem die Struktur 132 aus einem einzelnen zusammenhängenden Leiter aufgebaut ist, der eine Vielzahl benachbarter Leiterabschnitte über den gesamten zweiten Sensorbereich hinweg aufweist, so dass sich insgesamt eine relativ geringe parasitäre Kapazität ergibt. Ferner ist damit auch eine große verfügbare Sensorfläche gegeben, die bei lokaler Befeuchtung zu einer merklichen Änderung der Gesamtkapazität des zweiten Sensorbereichs 120 führt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich der Aufbau der ersten Leiterstruktur 131 von dem Aufbau der Leiterstruktur 132, dadurch, dass benachbarte Leiterbahnabschnitte mit geringerem Abstand und kleinerer Anzahl vorgesehen sind, so dass eine relativ große Fläche von der ersten Leiterstruktur 131 eingeschlossen wird, die nur zu einer geringen oder gar keinen Änderung der parasitären Kapazität bei Befeuchtung dieses eingeschlossenen Bereichs führt. Trotzdem die parasitäre Kapazität der Leiterstruktur 131 größer ist als jene der Struktur 132, ergibt sich auf Grund der großen eingeschlossenen Fläche, die bei Befeuchtung kaum eine Auswirkung zeigt, eine relativ kleine Induktivität, so dass die entsprechenden Resonanzfrequenzen der Sensorbereiche 110 und 120 einen ähnlichen Wert aufweisen können. In der dargestellten Ausführungsform ergibt sich ferner für den Sensorbereich 110 auf Grund der relativ großen parasitären Kapazität im Bereich der Leiterbahnen aufgrund ihres geringen Abstands entsprechend eine geringe anteilsmäßige Änderung bei Befeuchtung des Sensorbereichs 110 über der Leiterstruktur 131, d.h. die Empfindlichkeit bei Befeuchtung ist relativ gering. Ferner ergibt sich auf Grund der kleinen Flächen, die bei Befeuchtung zu einer Kapazitätsänderung führt, d. h. im Wesentlichen die Fläche, die von der Leiterstruktur 131 eingekommen wird, in Kombination mit der geringeren Empfindlichkeit eine insgesamt deutlich geringere Abhängigkeit des Frequenzverhaltens von dem Befeuchtungszustand, beispielsweise der Lage der Resonanzfrequenz, des ersten Bereichs 110 im Vergleich zum zweiten Bereich 120. Beispielsweise kann bei einem vorgegebenen Befeuchtungsgrad des Sensorelements 100, d. h. bei einer vorgegebenen Menge an Feuchtigkeit pro Einheitsfläche, für den Sensorbereich 120 eine bis zum hundertfachen oder mehr höhere Empfindlichkeit erreicht werden, wobei das Temperaturverhalten der beiden Sensorbereiche 110 und 120 sehr ähnlich sein kann, insbesondere wenn in beiden Sensorbereichen ein dielektrisches Material mit dem gleichen Temperaturverhalten verwendet ist.
1h zeigt qualitativ das Temperaturverhalten typischer dielektrischer Materialien, wie sie im Fahrzeugbau verwendet werden. Kurve A in 1h zeigt das Temperaturverhal ten der Permittivität von Glas, während Kurve B das entsprechende Verhalten von PVB ausdrückt. Dies zeigt, dass ein Sensorelement, das nur eine sehr geringe Frequenzabhängigkeit für Befeuchtung aufweist, aber in seinem Aufbau ein Material mit einer großen Permittivitätsänderung bei Temperaturänderung enthält, in sehr effizienter Weise als Temperaturreferenz verwendet werden kann, insbesondere wenn eine ausreichende thermische Ankopplung an einen Bereich vorhanden ist, der eine hohe Empfindlichkeit für eine entsprechende Änderung des Befeuchtungszustandes zeigt. In der in 1b dargestellten Ausführungsform wird dies eben durch die spezielle geometrische Gestaltung des ersten Bereichs 110 erreicht. Ferner kann die Effizienz der Temperaturkorrektur weiter verbessert werden, indem beispielsweise in dem zweiten Bereiche 120 ein dielektrisches Material mit einer geringeren Temperaturabhängigkeit verwendet wird.
1c zeigt das Sensorelement 100 gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform, in der mehrere erste Bereiche 110 vorgesehen sind, die eine relativ geringe Empfindlichkeit für Befeuchtung aufweisen, wie dies auch zuvor mit Bezug zu 1b erläutert ist. Insbesondere kann in diesen Ausführungsformen der Abstand der einzelnen ersten Bereiche 110 von dem für Befeuchtung empfindlichen Bereich 120 so gewählt sein, dass weiterhin eine relativ ungekoppelte Anordnung entsteht, wobei aber auf Grund der geometrischen Verteilung der ersten Bereiche 110 ein sehr repräsentatives Maß für die Temperatur auch an der Stelle des Sensor 120 erhalten werden kann. Beispielsweise kann eine sehr lokale Temperaturänderung in dem Sensorelement 100 auf Grund der entsprechenden Änderungen der einzelnen Elemente 110 besser erfasst und damit eine genauere Temperaturkorrektur erreicht werden.
1d zeigt schematisch eine Draufsicht auf das Sensorelement 100 gemäß weiterer Ausführungsbeispiele, wobei hierin eine besonders flächeneffiziente Ausführungsform dargestellt ist. In dieser Anordnung ist der erste Bereich 110 mit der ersten Struktur 131 so angeordnet, dass diese den zweiten Bereiche 120 mit der zweiten Leiterstruktur 132 im Wesentlichen umschließt. Auf Grund dieser geometrischen Konfiguration ergibt sich eine relativ hohe Kopplung der beiden Schwingkreise in den Bereichen 110 und 120, wobei wiederum der erste Bereich 110 nur sehr geringfügig bei Befeuchtung des Sensorelements 100 in seinem Verhalten beeinflusst wird. Um eine entsprechende temperaturkorrigierte Aussage über den Befeuchtungszustand des Sensorelements 100 zu erhalten, ist es vorteilhaft, den ersten Bereich und den zweiten Bereich so herzustellen, dass diese ein unterschiedliches Verhalten bei Temperaturänderung aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass im ersten Bereich 110 ein Material mit einem anderen Verhalten der Permittivität im Vergleich zu dem zweiten Bereich 120 eingebracht wird. Dies kann vorteilhaft sein, wenn aus mechanischen Gründen, beispielsweise im Hinblick auf das mechanische Verhalten oder das Bruchverhalten, der wesentlichen Flächenanteil des Sensorelements 100 gewisse Bedingungen zu erfüllen hat, beispielsweise wenn das Sensorelement 100 ein Teil einer Verbundglasscheibe ist. Da hierbei nur geringe Mengen eines anderen Materials in den ersten Bereich 110 einzubringen sind, kann somit das mechanische Verhalten des Sensorelements 100 in hohem Maße beibehalten werden. Wenn ein besonders verschiedenes Temperaturverhalten der beiden Bereiche 110 und 120 erforderlich ist, kann auch ein dielektrisches Material mit negativem Temperaturgang verwendet werden.
Auf diese Weise kann das Sensorelement 100 ohne große funktionelle Beeinträchtigung in beispielsweise eine Glasscheibe integriert werden.
1e zeigt ein typisches Anwendungsbeispiel, wobei das Sensorelement 100 mit einem Substrat 101 versehen ist, das einen Teil einer Verbundglasscheibe, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen verwendet wird, bildet. Hierbei umfasst das Substrat 101 eine erste Glasscheibe 102, die typischerweise eine Dicke von etwa 2,1 mm aufweist, woran sich eine Schicht 103 aus PVB mit einer typischen Dicke von etwa 0,76 mm anschließt. Darüber ist wieder eine Glasscheibe 104 mit einer typischen Dicke von ungefähr 2,1 mm angeordnet, wobei sich zwischen der PVB-Schicht 103 und der zweiten Glasscheibe 104 die Leiterstruktur 130, möglicherweise in Verbindung mit einem Trägermaterial, befindet. Die Leiterstruktur 130 kann auf eine dünne Folie aufgedruckt sein oder kann durch Kle bung, etc. auf die zweite Glasscheibe 104 aufgebracht werden, bevor die Struktur aus den Schichten 102, 103 und 104 durch Druck und Wärme zusammengefügt wird.
1f zeigt eine typische Positionierung des Sensorelements 100 im Bereich einer Windschutzscheibe 182, wobei das Sensorelement 100 innerhalb des Wischerbereichs 180 zumindest eines Scheibenwischers angeordnet ist. Die weiteren Komponenten des erfindungsgemäßen Messsystems 150 können hierbei beispielsweise in dem Rückspiegel 181 oder an einer anderen geeigneten Stelle vorgesehen sein. Insbesondere weist die Messvorrichtung eine entsprechende Steuereinrichtung 190 auf, die eine Kommunikation des Messsystems 150 mit einem peripheren Gerät, beispielsweise einer Ansteuerschaltung für die Scheibenwischeranlage ermöglicht.
Für den Betrieb des Messsystems 150 wird zunächst eine in der Temperaturkompensationseinrichtung 140 implementierte Temperaturkorrekturfunktion ermittelt. Für die weitere Erklärung sei beispielsweise auf die Ausführungsform des Sensorelements 100 verwiesen, wie es in 1b dargestellt ist. Die Bereiche 110 und 120 können als temperatur- und feuchtigkeitsabhängige Schwingkreise aufgefasst werden, die in der beispielhaft erwähnten Ausführungsform elektromagnetisch relativ entkoppelt zueinander sind. Da auf Grund der Ausbildung des ersten Bereichs 110 aus 1b dieser Bereiche eine sehr geringe Empfindlichkeit bei Befeuchtung des Sensorelements 100 zeigt, ist dessen Änderung der Resonanzfrequenz auf Grund einer Änderung der kapazitiven Komponente 111 im Wesentlichen auf Temperatureinflüsse zurückzuführen. Im Gegensatz dazu weist der zweite Bereich 120, wenn dieser mit den gleichen dielektrischen Materialien aufgebaut ist wie der Bereich 110, ein ähnliches Temperaturverhalten auf, wobei zusätzlich eine hohe Empfindlichkeit bei Befeuchtung des Sensorelements 100 gegeben ist.
1g zeigt qualitativ das frequenzabhängige Verhalten der Bereiche 110 und 120 bei einer Temperaturänderung. In 1g zeigt die dargestellte Kurve einen für den Sensorzustand des Elements 100 repräsentativen Wert, beispielsweise die Impedanz des aus der Ansteuerschaltung 160 und dem Sensorelement 100 gebildeten gekoppelten Sys tems, wobei in diesem Falle auf Grund der relativen Entkopplung der beiden Bereiche 110 und 120 zwei relativ unabhängige Resonanzfrequenzen f1 und f2 durch die jeweiligen kapazitiven und induktiven Komponenten 111, 121 und 112 und 122 definiert sind. Hierbei ist die Resonanzfrequenz f1 für den im Wesentlichen temperaturempfindlichen Bereich 110 (TS) auf Grund baulicher Maßnahmen größer als eine entsprechende Resonanzfrequenz f2 des zweiten Bereichs 120 (RS). Auf Grund des ähnlichen Temperaturverhalten zeigen beide Bereiche eine Verringerung ihrer jeweiligen Resonanzfrequenzen f1, f2, wenn sich die Temperatur erhöht, wie dies durch die entsprechenden Pfeile angedeutet ist. 1g beschreibt diese Situation für einen vordefinierten Befeuchtungszustand des Sensorelements 100, der beispielsweise als trockner Zustand definiert sein kann. Vor dem eigentlichen Messbetrieb des Messsystems 150 kann daher zunächst das Temperaturverhalten des Sensorelements 100, d. h. der beiden Bereiche 110 und 120 ermittelt werden, indem für einen vordefinierten Befeuchtungszustand des Sensorelements 100 das Frequenzverhalten bestimmt wird. Hierbei kann es vorteilhaft sein, für mehrere Temperaturen aktuelle Messwerte für die Resonanzfrequenzen f1 und f2 oder für andere Werte, die diese Resonanzfrequenzen repräsentieren, zu erhalten. Beispielsweise kann das Sensorelement 100 von einer bestimmten Temperatur ausgehend erwärmt oder abgekühlt werden, wobei zu mehreren Zeitpunkten die entsprechenden Resonanzkurven ermittelt werden. Wenn eine entsprechende Ermittlung des Temperaturverhaltens nicht geeignet ist, auf Grund beispielsweise von Massenfertigung, etc., kann in der Temperaturkompensationseinrichtung 140 ein entsprechendes Modell implementiert sein, aus welchem aus den entsprechenden Resonanzfrequenzen bei einer Temperatur das Temperaturverhalten in dem gesamten interessierenden Temperaturbereich bestimmt wird. Zu diesem Zwecke können beispielsweise die Daten herangezogen werden, die in 1h dargestellt sind. Anhand des ermittelten Temperaturverhaltens des Sensorelements 100 kann dann eine Temperaturkorrekturfunktion ermittelt werden, indem beispielsweise das Verhalten der Resonanzfrequenz f2 auf das entsprechende Verhalten der Resonanzfrequenz f1 „normiert" wird, so dass eine entsprechende Abweichung von dieser Normierung eine zusätzliche Beeinflussung der kapazitiven Komponenten des Bereichs 120 auf Grund von Befeuchtung anzeigt. Das von der Normierung abweichende Signal kann dann als das temperaturkorrigierte Ausgangssignal 141 ausgegeben werden. Die Erstellung der Temperaturkorrekturfunktion kann vor dem eigentlichen Betrieb des Messsystems 150 ausgeführt werden, beispielsweise bei Fertigung des Messsystems 150, bei dessen Montage, beispielsweise in einem Fahrzeug, und dergleichen. Des weiteren kann die Temperaturkorrekturfunktion zusätzlich oder alternativ während des Betriebs des Messsystems 150 erstellt oder aktualisiert werden. Abhängig von Fertigungstoleranzen kann es ausreichend sein, die Temperaturkorrekturfunktion für eine bestimmte Bauart des Sensorelements 100 zu erstellen und diese dann für eine Vielzahl von Sensorelementen 100 zu verwenden. Bei erhöhter Präzision der Temperaturkorrektur oder beim Auftreten möglicher Fertigungstoleranzen kann die Ermittlung der Temperaturkorrekturfunktion bedarfsweise individuell durchgeführt werden. Ferner ist es beim Ermitteln des Temperaturverhaltens des Sensorelements 100 in einigen Ausführungsformen nicht erforderlich, die Temperatur absolut zu erfassen, sondern es ist lediglich ausreichend eine gewisse Temperaturänderung, die jedoch über das Sensorelement 100 hinweg möglichst homogen sein soll, zu bewirken, wobei mehrmals den entsprechenden Resonanzfrequenzen f1 und f2 entsprechende Werte aufgezeichnet werden. Für Temperaturbereiche, für die keine Werte zur Ermittlung des Temperaturverhaltens vorliegen und die dennoch im Praxisbetrieb des Messsystems 150 auftreten können, können dann eine entsprechende Extrapolationen ausgeführt werden, um dennoch eine relativ zuverlässige Temperaturkorrektur zu erreichen.
In weiteren Ausführungsformen können zwei oder mehr Messgrößen aus dem Antwortsignal des Sensorelements 100 bestimmt werden, aus denen sich dann eine entsprechende Störgröße, beispielsweise die Temperaturabhängigkeit des Antwortsignals ermitteln und damit kompensieren lässt. Beispielsweise kann aus dem Antwortverhalten die Impedanz des aus dem Sensorelement 100 und der Ansteuerschaltung 160 gebildeten gekoppelten Systems sowie die Phasenlage des Antwortsignals ermittelt werden. Aus diesen Ergebnissen können dann der Realteil und der Imaginärteil des Antwortsignals berechnet werden, die dann aufgrund des unterschiedlichen Temperaturverhaltens zur Temperaturkompensation verwendet werden können.
Bei Ausführungsformen, in denen keine so ausgeprägte Unabhängigkeit der beiden Sensorbereiche im elektrischen Verhalten vorliegt und/oder in denen das Temperaturverhalten der beiden Sensorbereiche und/oder das Verhalten bei Befeuchtung zwar unterschiedlich aber nicht so sehr entkoppelt ist, d. h. wenn auch bei Befeuchtung des Sensorelements 100 eine gewisse messbare Änderung des Frequenzverhaltens des ersten Sensorbereichs 110 hervorgerufen wird, kann es vorteilhaft sein, das Ermitteln des Temperaturverhaltens für verschiedene Befeuchtungszustände entsprechenden Bedingungen auszuführen. Beispielsweise können reproduzierbare „Feuchtigkeitsbedingungen" an dem Sensorelement 100 hergestellt werden, indem Schichten eines dielektrischen Materials auf das Sensorelement 100 aufgebracht werden, wobei verschiedene Schichten verschiedenen „Befeuchtungsgraden" entsprechen können. Dazu kann beispielsweise ein Material mit einem ε vergleichbar zu Wasser in verschiedenen Schichtdicken aufgebracht werden, oder es können Schichten mit integrierten „Tropfen" unterschiedlicher Dichte aufgebracht werden und dergleichen. Z. B. kann ein mit einem entsprechenden „Befeuchtungszustand" präparierter Sensor 100 einen vordefinierten Temperaturzyklus durchlaufen, der anschließend für verschiedene weitere unterschiedliche „Befeuchtungszustände" wiederholt wird. Aus den sich ergebenden Daten kann dann zumindest in einem gewissen Bereich eine Zuordnung von Wertepaaren so stattfinden, dass für gewisse Wertepaare f1, f2 ein entsprechender Befeuchtungszustand detektierbar ist, der im Wesentlichen von der Temperatur unabhängig ist.
2 zeigt beispielsweise schematisch eine Temperaturreferenzfunktion A, die als „Schwellwert" einer Temperaturkorrekturfunktion betrachtet werden kann, wobei hier der erste Bereiche 110 und der zweite Bereich 120 ein im Wesentlichen ähnliches Temperaturverhalten aufweisen. Die Funktion A repräsentiert den Verlauf für eine auf die Resonanzfrequenz f1 normierte, d. h. temperaturkompensierte, Resonanzfrequenz f2 des zweiten Bereichs 120 bei „trockenem" Befeuchtungszustand. D. h., bei Wertepaaren (f1, f2), die auf der Kurve A liegen, liegt ein Befeuchtungszustand des Sensorelements 100 vor, der dem Referenzbefeuchtungszustand, d. h. dem trocknen Zustand entspricht. Bei einer Abweichung von der Kurve A in den schraffierten Bereich, d. h. wenn die Eigenfrequenz f2 des zweiten Sensorbereichs 120 durch eine zusätzliche Befeuchtung stärker verringert wird als dies der Verringerung der Eigenresonanz f1 auf Grund einer Temperaturänderung entspricht, wird somit ein Zustand mit Feuchtigkeit auf dem Sensorelement 100 angezeigt. Somit repräsentieren Punkte, d. h. Wertepaare (f1, f2), die auf der Kurve A oder in dem schraffierten Bereich liegen das normale Verhalten des Messsystems 150 bei Trockenheit bzw. Regen, während eine Abweichung nach oberhalb der Kurve A auf eine systeminterne Änderung hinweist. In diesem Falle kann eine Aktualisierung der Temperaturkorrekturfunktion veranlasst werden, oder es können entsprechende Korrekturparameter zuvor ermittelt worden sein, um das Verhalten des Messsystems 150 wieder in den kalibrierten Bereich zurückzubringen. Ggf. können entsprechende Korrekturparameter auch einen Hinweis über den Status des Messsystems 150 vermitteln. Beispielsweise kann eine systematische Abweichung von der Kurve A nach oben auf die Alterung einer bzw. mehrerer Komponenten hinweisen.
Beim eigentlichen Messbetrieb des Systems 150, dem unmittelbar und/oder vor längerer Zeit die Ermittlung der Temperaturkorrekturfunktion vorausgegangen ist, wird mittels der Ansteuereinrichtung 160 und dem steuerbaren Signalgenerator 161 ein Ansteuersignal mit geeigneter Bandbreite, die zumindest die Eigenfrequenzen f1 und f2 für einen für den Betrieb des Messsystems 150 zu erwartenden Temperaturbereich mit einschließen, in das Sensorelement 100 eingespeist. Beispielsweise kann das Ansteuersignal zunächst mit einigen Frequenzkomponenten versehen sein, die einen weiteren Frequenzbereich überspannen, um damit in zuverlässiger Weise die entsprechenden Resonanzfrequenzen mit einzuschließen. Auf der Grundlage dieser groben Fixierung der entsprechenden Resonanzfrequenzen kann dann die Temperaturkompensationsschaltung 140 den steuerbaren Signalgenerator 161 so ansteuern, dass die Bandbreite auf das zum Erfassen der entsprechenden Resonanzfrequenzen erforderlichen Bandbreite verringert wird, um damit ggf. die entsprechenden Resonanzfrequenzen mit höherer Genauigkeit zu ermitteln. Auf der Grundlage der gewonnenen Daten, d. h. der Resonanzfrequenzen oder dazu äquivalenter Werte, kann dann mittels der Temperaturkorrekturfunktion das temperaturkorrigierte Ausgangssignal 141 bereitgestellt werden.
Das temperaturkorrigierte Ausgangssignal 141 kann dann für weitere Steuerungsaufgaben verwendet werden, beispielsweise zur Initiierung einer Statusänderung einer zu steuernden Vorrichtung, die in einer besonderen Ausführungsform eine Scheibenwischeranlage eines Transportmittels repräsentieren kann. Um ein hohes Maß an Präzision bei der Steuerung der Scheibenwischeranlage oder einer anderen Vorrichtung beizubehalten, kann die Steuerung durchwegs auf der Grundlage des temperaturkorrigierten Ausgangssignals 141 erfolgen. In diesem Falle ist die Temperaturkompensationseinrichtung 140 zusammen mit der Messwertabnahmeeinrichtung 142 vorzugsweise so ausgebildet, dass das Ausgangssignal 141 mit einer gewünschten zeitlichen „Auflösung" bereitgestellt wird. Hierbei kann ein in einigen Ausführungsformen das Ansteuersignal so bereitgestellt werden, dass der interessierende Frequenzbereich simultan in das Sensorelement 100 eingespeist wird, so dass bei geeigneter Ausbildung der Einrichtung 142 die Frequenzantwort des Sensorelements 100 innerhalb kurzer Zeitintervalle erhalten werden kann. Dazu kann die Temperaturkompensationseinrichtung 140 vorteilhafterweise entsprechende Mittel, beispielsweise eine Einrichtung zur schellen Fouriertransformation und dergleichen aufweisen, so dass eine effiziente Auswertung der Frequenzantwort des Sensorelements 100 möglich ist. In anderen Ausführungsformen, in denen die zum Abtasten des Sensorelements 100 erforderlichen Frequenzkomponenten sequenziell eingespeist werden, können geeignete integrierte Schaltungen eingesetzt werden, die ein Abtasten über eine vorbestimmte Bandbreite hinweg in rascher und zuverlässiger Weise ermöglichen.
In anderen vorteilhaften Ausführungsformen kann während gewisser Messphasen eine vereinfachte Messprozedur ausgeführt werden, wobei eine Temperaturkorrektur vermieden wird. In diesen Fällen kann das einzuspeisende Signal in der Bandbreite deutlich reduziert werden, so dass nur einige wenige Frequenzkomponente oder eine einzelne Frequenz ausreichend sein können, um den Befeuchtungszustand des Sensorelements 100 mit ausreichender Genauigkeit zu ermitteln. Des weiteren können in einigen Ausführungsformen zusätzliche Informationen zur Referenzwertbildung während einer Messphase mit reduzierter Bandbreite herangezogen werden. Im Falle des Ansteuerns einer Scheibenwischeranlage kann diese zusätzliche Information zur Referenzierung aus dem Wischerereignis beim Überstreichen des Sensorelements 100 gewonnen werden.
Mit Bezug zu 3a und 3b wird eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, in der ein Wechsel zwischen einer Messphase mit großer Bandbreite zur Erzeugung eines temperaturkorrigierten Ausgangssignals und einer Messphase mit einem Ansteuersignal geringer Bandbreite abgewechselt wird, wobei zusätzlich Referenzierungsinformationen durch die Ansteuerung der Scheibenwischeranlage gewonnen wird.
3a zeigt ein Flussdiagramm eines entsprechenden Betriebsablaufs 300 gemäß anschaulicher Ausführungsformen unter Verwendung eines Messsystems, beispielsweise des Systems 150. Im Schritt 301 wird das Temperaturverhalten des Sensorelements und eine entsprechende Temperaturkorrekturfunktion (TKF) ermittelt. Die Ermittlung des Temperaturverhaltens und der Temperaturkorrekturfunktion kann in der zuvor beschriebenen Weise erfolgen. Im Schritt 302 erfolgt die Messung im Abtastmodus, d. h. das Ansteuersignal wird mit entsprechend großer Bandbreite in das Sensorelement 100 eingespeist und auf der Grundlage der Frequenzantwort des Sensorelements 100 wird das temperaturkorrigierte Ausgangssignal 141 erzeugt. In einem Entscheidungsblock 303, der in einigen Ausführungsformen vorgesehen sein kann, wird entschieden, ob eine Aktualisierung der Temperaturkorrekturfunktion erforderlich ist. Die Entscheidung kann auf der Grundlage vorgegebener Kriterien ausgeführt werden, wie sie beispielsweise zuvor aufgezählt sind. Zum Beispiel kann eine einen nicht zulässigen Anlagenstatus anzeigende Abweichung des temperaturkorrigierten Ausgangssignals nach Anwenden der Temperaturfunktion als ein Entscheidungskriterium verwendet werden. Wenn die Bedingung für die Aktualisierung der Temperaturkorrekturfunktion erfüllt ist, springt der Ablauf zum Schritt 301 zurück. Es sollte auch erwähnt werden, dass eine entsprechende Aktualisierung anwenderinitiiert eingeleitet werden kann. Bei Nichterfüllung des Entscheidungskri teriums im Schritt 303 geht der Prozessablauf zum Schritt 304 weiter, oder das Verfahren geht in einigen Ausführungsformen direkt vom Schritt 302 zum Schritt 304 weiter. Im Entscheidungsblock 304 ist eine Bedingung für eine Statusänderung einer anzusteuernden Vorrichtung eingerichtet, die im vorliegenden Falle beispielsweise den Schwellwert für den Grad der Befeuchtung des Sensorelements 100 repräsentieren kann. Das temperaturkorrigierte Ausgangssignal 141 repräsentiert somit den Benetzungsgrad des Sensorelements 100 und es kann ein geeignet gewählter Schwellwert für das Einschalten der Scheibenwischeranlage implementiert oder eingestellt werden. Wenn die Bedingung für die Statusänderung nicht erfüllt ist, kehrt der Prozessablauf zum Schritt 302 zurück, so dass ein neuer Wert für das temperaturkorrigierte Ausgangssignal gemessen wird. Wenn im Block 304 die Bedingung erfüllt ist, kann in einigen Ausführungsformen eine Ansteuerung der Vorrichtung, d. h. des Scheibenwischers initiiert werden. Danach kann in diesen Ausführungsformen wieder zum Schritt 302 zurückgekehrt werden, wenn weiterhin eine Messung mit hoher Präzision gegenüber Temperatureffekten gewünscht ist. In anderen Fällen kann der Prozessablauf daraufhin zu einem Entscheidungsblock 306 weitergehen, der auch in anderen Fällen unmittelbar nach dem Block 304 angesprungen werden kann, wenn darin die Bedingung für die Statusänderung erfüllt ist. Im Entscheidungsblock 306 wird entschieden, ob ein Betrieb mit reduzierter Bandbreite erwünscht ist. Insbesondere kann hierbei eine Betriebsweise mit einer einzelnen Frequenzkomponente stattfinden, so dass sich auf Grund der einfacheren Ansteuerung und Signalauswertung eine raschere Datennahme zur Bewertung des Befeuchtungszustands des Sensorelements 100 durchführen lässt. Wenn im Entscheidungsblock 306 entschieden wird, dass kein Betrieb mit reduzierter Bandbreite erforderlich ist, kehrt der Prozessablauf zum Schritt 302 zurück. Wenn ein Betrieb mit reduzierter Bandbreite erwünscht ist, geht der Prozessablauf zum Schritt 307 weiter. Im Schritt 307 wird eine oder mehrere geeignete Frequenzen für den Betrieb mit reduzierter Bandbreite ausgewählt. Dazu kann beispielsweise das Signal, das während des Messens im Abtastmodus im Schritt 302 erhalten wird, so bearbeitet werden, dass eine Frequenz ermittelt werden kann, in der bei Änderung des Befeuchtungszustandes eine große Amplitudenänderung zu erwarten ist. Beispielweise kann bei einem Signal der Form aus 1g für den zweiten Sensorbe reich 120 eine Frequenz ermittelt werden, in der sich eine möglichst große oder maximale Änderung der Amplitude mit einer Änderung der Frequenz ergibt. Beispielsweise ist die Frequenz in etwa in der Mitte zwischen dem lokalen Maximum und dem lokalen Minimum der Stelle RS 120 eine geeignete Frequenz.
Im Schritt 308 wird dann mit der einen oder den mehreren im Schritt 307 ausgewählten Frequenzen gemessen. Hierzu kann der steuerbare Signalgenerator 161 entsprechend angesteuert werden, so dass ein Signal mit der ausgewählten Frequenz oder den aus den ausgewählten Frequenzen in das Sensorelement 100 eingespeist wird. Ferner kann auch in den Schritten 307 oder 308 eine Ansteuerung der zu steuernden Vorrichtung stattfinden, wenn dies nicht bereits im Schritt 305 stattgefunden hat. Beispielsweise kann in zeitlich korrelierter Weise das Messen mit der Festfrequenz nach dem Ansteuern des Scheibenwischers stattfinden. Sodann wird im Schritt 309 ein Referenzwert erzeugt, der für die weitere Messung mit fester Frequenz dienen kann. Beispielsweise kann die Signalamplitude, die unmittelbar nach Überwischen des Sensorelements 100 detektiert wird, als Maß für einen Referenzbefeuchtungszustand gewertet werden. Danach geht der Prozessablauf zum Entscheidungsblock 310 weiter, in welchem anhand einer dynamisch oder fest vorgegebenen Abbruchbedingung entschieden wird, ob der Messvorgang mit der Festfrequenz weitergeführt werden soll oder nicht. Wenn die Abbruchbedingung erfüllt ist, springt der Prozessablauf zum Schritt 302 zurück, während bei Nichterfüllung der Abbruchbedingung das Messen mit der Festfrequenz im Schritt 308 weitergeführt wird. Auf Grund des im Vergleich zum Schritt 302 durchgeführten Messvorgangs im Abtastmodus kann die Schleife aus den Schritten 308, 309 und 310 sehr rasch durchlaufen werden, so dass auch eine entsprechende Mittelwertbildung und damit geringere Schwankungen der Messwerte und der Referenzwerte erreicht werden kann. Im Schritt 309 zur Erzeugung eines Referenzwertes für diese Messschleife können auch weitere Informationen für die Referenzierung herangezogen werden.
3b zeigt schematisch beispielsweise die Signalamplitude, wenn sich der Prozessablauf in der Schleife 308, 309 und 310 befindet, wobei in einem dieser Schritte eine An steuerung des Scheibenwischers erfolgen kann. In 3b sind 5 Signalabschnitte A, B, C, D und E dargestellt. Die Signalabschnitte kennzeichnen die Größe der Signalamplitude bei einer eingespeisten Festfrequenz für das Sensorelement 100. Wie zuvor dargelegt wurde, bewirkt die Anwesenheit von Feuchtigkeit auf dem zweiten Sensorbereich 120 eine Verringerung der entsprechenden Resonanzfrequenz, wodurch sich eine Verringerung der Signalamplitude ergibt, wie dies beispielsweise im Bereich RS 120 in 1g ersichtlich ist. Somit zeigt der relativ geringe Signalwert im Bereich A an, dass ein relativ hohes Maß an Befeuchtung an dem Sensorelement 100 vorherrscht. Auf Grund des Vergleichs mit einem entsprechenden Schwellwert wird daraufhin in einem der Schritte 308, 309 oder 310 entschieden, dass der Scheibenwischer zu betätigen ist, woraufhin sich beim Überstreichen des Sensorelements 100 eine entsprechende relativ abrupte Änderung des Frequenzverhaltens ergibt, die zu dem deutlich erkennbaren Signalabschnitt D führt. Nach dem einmaligen Überwischen des Sensorelements 100 ist die Feuchtigkeit im Wesentlichen von dem Sensorelement 100 entfernt, so dass sich ein entsprechender Anstieg der Signalamplitude im Bereich B ergibt. Die erneute Überstreichung des Sensorelements 100 bei der Rückbewegung des Scheibenwischers führt zu einer entsprechen signifikanten Änderung der Signalamplitude im Abschnitt E, wonach das Sensorelement 100 weiterhin im Wesentlichen von Feuchtigkeit befreit bleibt. Da die Signalabschnitte D und E deutlich erkennbar sind, können diese Ereignisse bei der Erzeugung des Referenzwerts im Schritt 309 verwendet werden, da beispielsweise unmittelbar nach einem derartigen Ereignis von einem relativ gut definierten Befeuchtungszustand des Sensorelements 100 auszugehen ist. Somit kann beispielsweise die Signalamplitude im Abschnitt B unmittelbar nach dem Abschnitt D und/oder die Signalamplitude des Abschnitts C unmittelbar nach dem Abschnitt E als Referenzwert verwendet werden. Wenn somit im weiteren Verlauf der Messung in der Schleife 308, 309 und 310 ein entsprechender Referenzwert in vorbestimmter Weise unterschritten wird, kann somit erneut eine Ansteuerung des Scheibenwischers erfolgen. Selbstverständlich können auch weitere Informationen, beispielsweise das aktuellste temperaturkorrigierte Ausgangssignal, das im Schritt 303 gewonnen wurde, für die Referenzierung auf der Grundlage der Wischerereignisse mit einbezogen werden.

Claims

Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem mit: einem Sensorelement mit einer an einem Substrat angebrachten Leiterstruktur, die eine induktive Komponente und/oder kapazitive Komponente aufweist, wobei das Substrat einen ersten Sensorbereich und einen zweiten Sensorbereich umfasst, die bei einer vordefinierten Temperaturänderung und/oder bei einer vordefinierten Änderung des Befeuchtungszustands jeweils unterschiedlich zur Änderung der induktiven Komponente und/oder jeweils unterschiedlich zur Änderung der kapazitiven Komponente beitragen, einer mit dem Sensorelement gekoppelten Ansteuereinrichtung, die ausgebildet ist, ein Signal mit mehreren, einen Frequenzbereich mit einer ersten Bandbreite definierenden Frequenzkomponenten in das Sensorelement einzuspeisen, und einer mit der Ansteuereinrichtung und/oder dem Sensorelement gekoppelten Temperaturkompensationseinrichtung, die ausgebildet ist, auf der Grundlage des unterschiedlichen Verhaltens bei Temperaturänderung und/oder Änderung des Befeuchtungszustands des ersten und zweiten Sensorbereichs ein dem Befeuchtungszustand des ersten und/oder zweiten Sensorbereichs entsprechendes temperaturkorrigiertes Ausgangssignal bereitzustellen.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 1, wobei die Leiterstruktur im Wesentlichen als planare Anordnung ausgeführt ist, so dass Abmessungen in lateraler Richtung der Leiterstruktur wesentlich größer sind als eine Abmessung senkrecht zur lateralen Richtung.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste und der zweite Sensorbereich ausgebildet sind, den Wert der kapazitiven Komponente bei Temperaturänderung und/oder Änderung des Befeuchtungszustands stärker zu ändern als den Wert der induktiven Komponente.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Sensorbereich ein erstes Dielektrikum mit einem ersten Temperaturgang seiner relativen Permittivität und der zweite Sensorbereich ein zweites Dielektrikum mit einem zweiten, von dem ersten Temperaturgang verschiedenen Temperaturgang seiner relativen Permittivität aufweist.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste und der zweite Sensorbereich ausgebildet sind, den Wert der induktiven Komponente bei Temperaturänderung und/oder Änderung des Befeuchtungszustands stärker zu ändern als den Wert der kapazitiven Komponente.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei gleicher Befeuchtung pro Einheitsfläche des ersten und zweiten Sensorbereichs, der zweite Sensorbereich eine geringere Beeinflussung der kapazitiven und/oder induktiven Komponente zeigt als der erste Sensorbereich.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 6, wobei eine durch Feuchtigkeit benetzbare und die kapazitive und/oder induktive Komponente beeinflussende Sensorfläche im zweiten Sensorbereich kleiner als im ersten Sensorbereich ist.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei bei gleicher Temperaturänderung des ersten und zweiten Sensorbereichs, der erste Sensorbereich eine geringere Beeinflussung der kapazitiven und/oder induktiven Komponente zeigt als der zweite Sensorbereich.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Leiterstruktur so ausgebildet ist, dass durch die Leiterstruktur ein Schwingkreis gebildet ist mit einer ersten und einer zweiten durch die induktive und kapazitive Komponente festgelegte Resonanzfrequenz.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Leiterstruktur eine erste Struktur und eine zweite Struktur, die voneinander galvanisch entkoppelt sind, aufweist.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 10, wobei die erste Struktur und die zweite Struktur lateral nebeneinander angeordnet sind.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 10 oder 11, wobei die zweite Struktur die erste Struktur lateral umschließt.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 12, wobei ein Abstand benachbarter Leiterabschnitte der zweiten Struktur kleiner ist als ein Abstand benachbarter Leiterabschnitte der ersten Struktur.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die erste Struktur aus einem einzelnen zusammenhängenden ersten Leiter und die zweite Struktur aus einem einzelnen zusammenhängenden zweiten Leiter aufgebaut sind.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 14, wobei der erste und der zweite Leiter jeweils parallele oder konzentrische Abschnitte aufweisen.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 15, wobei die Länge des ersten Leiters größer ist als die Länge des zweiten Leiters.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Substrat zumindest bereichsweise transparent ist.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 17, wobei das Substrat einen Teil einer Glasscheibe repräsentiert.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 18, wobei die Glasscheibe als Verbundglasscheibe ausgebildet ist und als eine Zwischenschicht ein amorphes Thermoplastmaterial aufweist, das im ersten und/oder zweiten Sensorbereich enthalten ist.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Glasscheibe in einem Fahrzeug verbaut ist.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei das Sensorelement und die Ansteuereinrichtung galvanisch entkoppelt sind.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei das Sensorelement und die Temperaturkompensationseinrichtung galvanisch entkoppelt sind.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Temperaturkompensationseinrichtung ausgebildet ist, die mehreren Frequenzkomponenten sequentiell in das Sensorelement einzuspeisen.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Ansteuereinrichtung ausgebildet ist, ein Signal die mehreren Frequenzkomponenten gleichzeitig in das Sensorelement einzuspeisen.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Ansteuereinrichtung ausgebildet ist, ein Signal mit einer zweiten Bandbreite, die kleiner als die erste Bandbreite ist, in das Sensorelement einzuspeisen.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 25, das ferner eine Steuereinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, das temperaturkorrigierte Ausgangssignal zu empfangen und auf dessen Grundlage eine Statusänderung einer mit der Steuereinrichtung koppelbaren Vorrichtung zu bewirken.
Temperaturkompensiertes Befeuchtungsmesssystem nach Anspruch 26, wobei die Vorrichtung eine Scheibenwischeranlage ist.
Verfahren zur Erzeugung eines vom Befeuchtungszustand eines Sensorelements, das einen ersten und einen dazu sich unterschiedlich verhaltenen zweiten Sensorbereich mit jeweils einer von Befeuchtung und Temperatur abhängigen durch eine Leiterstruktur erzeugten induktiven Komponente und/oder kapazitiven Komponente aufweist, abhängigen Ausgangssignals, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Ermitteln eines Temperaturverhaltens des ersten und zweiten Sensorbereichs bei einem einem vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand des ersten und zweiten Sensorbereichs in Reaktion auf eine Einspeisung eines Ansteuersignals mit einer vorgegebenen Bandbreite, Ermitteln einer Temperaturkorrekturfunktion auf der Grundlage des Temperaturverhaltens, wobei die Temperaturkorrekturfunktion zumindest für den dem vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand eine Verringerung der Temperaturabhängigkeit des Ausgangssignals ergibt und Verwenden der Temperaturkorrekturfunktion zum Erzeugen eines temperaturkorrigierten Ausgangssignals des Sensorelements und/oder eines weiteren Sensorelements gleicher Bauweise auf Grundlage einer Antwort des ersten und zweiten Sensorbereichs auf ein eingespeistes Signal mit mehreren, innerhalb der vorgegebenen Bandbreite liegenden Frequenzkomponenten.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei Ermitteln des Temperaturverhaltens umfasst: Ermitteln eines ersten Temperaturverhaltens des ersten Sensorbereichs bei einem einem ersten vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand des ersten Sensorbereichs in Reaktion auf die Einspeisung eines ersten Ansteuersignals mit einer ersten Bandbreite, Ermitteln eines zweiten Temperaturverhaltens des zweiten Sensorbereichs bei einem einem zweiten vordefinierten Befeuchtungsgrad entsprechenden Sensorzustand des zweiten Sensorbereichs in Reaktion auf die Einspeisung eines zweiten Ansteuersignals mit einer zweiten Bandbreite.
Verfahren nach Anspruch 28 und/oder 29, das ferner umfasst Bestimmen einer ersten Resonanzfrequenz und einer zweiten Resonanzfrequenz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei das eingespeiste Signal ohne galvanische Kopplung in den ersten und zweiten Sensorbereich eingespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei eine für Befeuchtung sensitive Fläche und/oder eine Empfindlichkeit für Befeuchtung des ersten Sensorbereichs kleiner ist als eine entsprechende Fläche und/oder Empfindlichkeit des zweiten Sensorbereichs.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei der erste und der zweite vordefinierte Befeuchtungsgrad gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei der erste und der zweite vordefinierte Befeuchtungsgrad einem Referenzbefeuchtungsgrad entsprechen, bei welchem keine Benetzung mit Flüssigkeit des Sensorelements vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 34, das ferner umfasst: Ermitteln des Verhaltens des Sensorelements bei mehreren Sensorzuständen, die jeweils einem unterschiedlichen Befeuchtungsgrad entsprechen.
Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung mittels eines temperaturkorrigierten Ausgangssignals, das gemäß dem Verfahren mindestens eines der Ansprüche 28 bis 35 erzeugt wird, wobei das Verfahren zum Steuern der Vorrichtung ferner umfasst: Festlegen einer Bedingung für das temperaturkorrigierte Ausgangssignal, wobei die Bedingung einem Befeuchtungszustand des Sensorelements entspricht, der eine Statusänderung der Vorrichtung erfordert, Vergleichen des temperaturkorrigierten Ausgangssignals mit der definierten Bedingung und Initiieren der Statusänderung, wenn das temperaturkorrigierte Ausgangssignal die Bedingung erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 36, das ferner umfasst: erneutes Einspeisen des Signals mit den mehreren Frequenzkomponenten, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei die Vorrichtung eine steuerbare Scheibenwischeranlage repräsentiert, deren Statusänderung einem Wischvorgang entspricht, wobei das Sensorelement überstrichen wird.
Verfahren nach Anspruch 38, das ferner umfasst: Ermitteln einer Frequenzkomponente innerhalb der vordefinierten Bandbreite für das einzuspeisende Signal, um die Bandbreite des einzuspeisenden Signals zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 39, das ferner umfasst: nach Initiieren der Statusänderung der Vorrichtung, Einspeisen des Signals mit verringerter Bandbreite, Detektieren eines ersten Antwortsignals des Sensorelements und Verwenden des ersten Antwortsignals zum Erzeugen einer Referenz für ein nachfolgendes Antwortsignal.
Verfahren nach Anspruch 40, das ferner umfasst: Initiieren einer weiteren Statusänderung der Vorrichtung, wenn ein nachfolgendes Antwortsignal in vordefinierter Weise von der Referenz abweicht und Verwenden eines Antwortsignals nach der erneuten Initiierung der Statusänderung zum Erzeugen einer aktualisierten Referenz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 40 und/oder 41, wobei das erste Antwortsignal und/oder das nachfolgende Antwortsignal und/oder das Antwortsignal nach der erneuten Initiierung als Mittelwerte einzelner Messereignisse repräsentiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 42, das ferner umfasst: Detektieren der Statusänderung der Vorrichtung und Erzeugen der Referenz in zeitlich korrelierter Weise nach Erkennen einer Statusänderung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, das ferner umfasst: Definieren einer Abbruchbedingung für das Einspeisen des Signals mit verringerter Bandbreite und Einspeisen des Signals mit den mehreren Frequenzkomponenten zur Erzeugung eines aktualisierten temperaturkorrigierten Ausgangssignals, wenn die Abbruchbedingung erfüllt ist.