DE102006060546B4

DE102006060546B4 - Optoelektronische Regensensoreinheit für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102006060546B4
Application number: DE102006060546.2A
Authority: DE
Inventors: Eduard Pankratz; Heiko Schäfer; Josef Schulze; Friedrich-Wilhelm Starkulla; Eckart Wirries
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: DE102006060546A1

Abstract

Optoelektronische Regensensoreinheit (10) für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe (12), wobei der optische Sensor an der Kraftfahrzeugscheibe (12) anliegend im Bereich des von einem Scheibenwischer überwischten Bereichs auf der dem Kraftfahrzeuginnern zugewandten Seite montierbar ist, mit einem den optischen Sensor im von der Kraftfahrzeugscheibe (12) abgewandten Bereich umschließenden Gehäuse (14), sowie mit einer elektrischen Anbindung an die Elektrik des Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensormodul mit dem Gehäuse (14) verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatursensormoduls über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt, wobei das Temperatursensormodul einen biegeelastischen Ausleger (16) aufweist, dessen erster Endbereich mit dem Gehäuse (14) verbunden ist und dessen freier Endbereich vom Gehäuse (14) abgewandt ist, wobei auf der der Kraftfahrzeugscheibe (12) zugewandten Seite des Auslegers ein Temperatursensor (18) angeordnet ist, der durch den biegeelastischen Ausleger (16) unmittelbar gegen die Kraftfahrzeugscheibe (12) andrückbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Regensensoreinheit für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe, wobei der optische Sensor an der Kraftfahrzeugscheibe anliegend im Bereich des von einem Scheibenwischer überwischten Bereichs auf der dem Kraftfahrzeuginnern zugewandten Seite montierbar ist, mit einem den optischen Sensor im von der Kraftfahrzeugscheibe abgewandten Bereich umschließenden Gehäuse, sowie mit einer elektrischen Anbindung an die Elektrik des Kraftfahrzeuges
Derartige Sensoren werden eingesetzt, um die Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe insbesondere mit Regentropfen zu erfassen und daraufhin automatisiert Einfluss auf die Ansteuerung der Scheibenwischer zu nehmen.
Aus der EP 1 700 724 A2 ist eine Regensensoreinheit bekannt, die mit einem elastischen Ausleger, der einen Temperatursensor trägt, verbunden ist.
Aus der DE 101 47 176 A1 ist ein optischer Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe bekannt, der auf der dem Fahrzeuginnern zugewandten Seite der Scheibe angeordnet ist und innerhalb eines Gehäuses eine auf einem optischen Messprinzip beruhende Einrichtung zur Messung der Benetzung der Außenfläche der Scheibe aufweist.
Nachteilig an einem solchen Sensor ist, dass aufgrund der ermittelten Messwerte lediglich eine Aussage über den Benetzungszustand der Außenseite der Scheibe möglich ist, sie hingegen keine Aussage über die Beschlagsneigung der Innenseite der Kraftfahrzeugscheibe zulassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regensensoreinheit der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Messwerte erfasst werden, die eine Aussage über die Beschlagsneigung der Innenfläche der Kraftfahrzeugscheibe erlauben, wobei aus Gründen der Montageerleichterung möglichst keine zusätzlich zu handhabenden elektrischen Anschlusskabel erforderlich sein sollen und die Anzahl der während der Montage im Kraftfahrzeug zu handhabenden Teile möglichst gering sein soll.
Um diese Aufgabe zu lösen ist vorgesehen, dass ein Temperatursensormodul mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatursensormoduls über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt, wobei das Temperatursensormodul einen biegeelastischen Ausleger aufweist, dessen erster Endbereich mit dem Gehäuse verbunden ist und dessen freier Endbereich vom Gehäuse abgewandt ist, wobei auf der der Kraftfahrzeugscheibe zugewandten Seite des Auslegers ein Temperatursensor angeordnet ist, der durch den biegeelastischen Ausleger unmittelbar gegen die Kraftfahrzeugscheibe andrückbar ist. Durch den Anschluss der elektrischen Versorgung des Temperatursensormoduls an die des optischen Sensors kann die Notwendigkeit zusätzlicher elektrischer Anschlusskabel für das Temperatursensormodul vermieden werden. Die Positionierung des Temperatursensors auf dem freien Ende des Auslegerarmes, wobei der Auslegerarm mit dem Gehäuse verbunden ist, ermöglicht die Temperaturmessung der Kraftfahrzeugscheibe in einem vom Regensensor beabstandeten Bereich, wobei durch die Integration an das Gehäuse die Anzahl der während der Montage im Kraftfahrzeug zu montierenden Bauteile nicht erhöht wird. Durch die Dimensionierung des Auslegers als biegeelastisches Element ist es möglich, den Temperatursensor im montierten Zustand ständig mit konstantem Druck gegenüber der Kraftfahrzeugscheibe formschlüssig zu fixieren, wodurch eine direkte Temperaturmessung unmittelbar an der Scheibe ermöglicht ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Temperatursensor auf dem Ausleger im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Endbereich positioniert ist. Dadurch wird die biegeelastische Eigenschaft des Auslegers positiv ausgenutzt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ausleger eine u-förmige Gestalt mit zwei Auslegerarmen und zwei ersten Endbereichen aufweist, die mit dem Gehäuse verbunden sind, wobei die beiden Auslegerarme im freien Endbereich mittels eines Verbindungsstegs verbunden sind, und wobei die beiden Auslegerarme parallel verlaufend angeordnet sind. Durch eine derartige Gestaltung des Auslegers mit zwei endseitig verbundenen parallelen Auslegerarmen wird die Biegesteifigkeit des Auslegers weiter erhöht, was wiederum eine Erhöhung der Anpresskräfte gegenüber der Kraftfahrzeugscheibe ermöglicht.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Temperatursensor als ein NTC-Element ausgeführt ist, das zur Temperaturmessung unmittelbar an der Kraftfahrzeugscheibe anliegt, wobei er derart justiert ist, dass er die Temperatur auf der Innenseite der Kraftfahrzeugscheibe misst. Durch die direkte Anpressung des NTC-Elements an die Scheibe wird die Anzahl von möglichen Störparameter vermindert und damit die Qualität der Messergebnisse erhöht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im von dem Gehäuse umschlossenen Bereich ein Luftfeuchtesensor angeordnet ist. Durch die zusätzliche Anordnung des Luftfeuchtesensors sind die relevanten Daten zur indirekten Messung der Beschlagsneigung der Kraftfahrzeugscheibe bekannt, nämlich die Temperatur im Innenraum, die anderweitig gemessen werden oder dessen Messeinrichtung ebenfalls in das Gehäuse integriert sein kann, die relative Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum auf Basis der Messdaten des Luftfeuchtesensors sowie die Temperatur der Kraftfahrzeugscheibe auf Basis der Daten des Temperatursensors.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Luftfeuchtesensor unmittelbar auf einem Schaltungsträger angeordnet ist. Durch diese Integration des Luftfeuchtesensors wird der interne Verschaltungsaufwand zur elektrischen Anbindung sowie zur mechanischen Fixierung des Luftfeuchtesensors weiter vermindert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse Belüftungsöffnungen aufweist, durch die eine Umströmung des Luftfeuchtesensors mit der im Innenraum des Kraftfahrzeug befindlichen Luft ermöglicht ist. Durch diesen Luftaustausch wird gewährleistet, dass die am Luftfeuchtesensor gemessene Luftfeuchte weitestgehend mit der Luftfeuchte im Kraftfahrzeuginnenraum übereinstimmt.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Auslegerarm radial gegenüber dem Gehäuse angeordnet ist. Durch diese besonders einfache geometrische Gestalt ist das Verhältnis zwischen dem Abstand des sensitiven Bereichs des Temperatursensors zur Länge des Auslegerarms sowie zum eingesetzten Material optimal.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine räumliche Ansicht einer Regensensoreinheit mit einem Temperatursensormodul;
2 eine Seitenansicht der Regensensoreinheit mit dem Temperatursensormodul gem. 1.

1 und 2 zeigen eine optoelektronische Regensensoreinheit 10, die an der Innenseite einer Kraftfahrzeugscheibe 12 anliegend angebracht ist. Bei der Kraftfahrzeugscheibe 12 handelt es sich im vorliegenden Beispiel um eine Windschutzscheibe eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges. Die elektrische Anbindung der optoelektronischen Regensensoreinheit 10 an die Elektrik des Kraftfahrzeuges erfolgt über nicht dargestellte elektrische Kabel.
Die optoelektronische Regensensoreinheit 10 ist von einem Gehäuse 14 umschlossen, das einen einseitig herausragenden biegeelastischen Auslegerarm 16 aufweist. Der biegeelastische Auslegerarm 16 trägt dabei einen Temperatursensor 18, wobei er gegenüber dem Gehäuse 14 derart angeordnet ist, dass er den Temperatursensor 18 kraftschlüssig gegen die Kraftfahrzeugscheibe 12 drückt.
Der biegeelastische Auslegerarm 16 weist eine u-förmige Gestalt mit zwei Auslegerarmen 26, 28 auf, die im freien Endbereich mittels eines Verbindungssteges 30 verbunden sind.
Um den Beschlag einer Kraftfahrzeugscheibe 12 vorherzusagen, muss neben der Temperatur der Kraftfahrzeugscheibe die Luftfeuchtigkeit im Innern des Kraftfahrzeuges, möglichst nach der Kraftfahrzeugscheibe gemessen, bekannt sein. Aus der Luftfeuchtigkeit kann der Taupunkt ermittelt werden. Bei dieser Taupunkttemperatur kann die Luft kein Wasser mehr aufnehmen. Erreicht die Kraftfahrzeugscheibe diese Temperatur, so kondensiert dass Wasser an der Oberfläche der Kraftfahrzeugscheibe. Um eine Näherung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit an diesen Schwellenwert möglichst gut vorherzusagen ist zusätzlich ein Luftfeuchtesensor vorgesehen, der im Gehäuse 14 angeordnet ist und Belüftungsöffnungen zur besseren Umströmung mit der Umgebungsluft auf dem Kraftfahrzeuginnern vorzugsweise aus dem Bereich um die Kraftfahrzeugscheibe 12 aufweist.

Claims

Optoelektronische Regensensoreinheit (10) für Kraftfahrzeuge, mit einem optischen Sensor zur Erfassung der Benetzung einer Kraftfahrzeugscheibe (12), wobei der optische Sensor an der Kraftfahrzeugscheibe (12) anliegend im Bereich des von einem Scheibenwischer überwischten Bereichs auf der dem Kraftfahrzeuginnern zugewandten Seite montierbar ist, mit einem den optischen Sensor im von der Kraftfahrzeugscheibe (12) abgewandten Bereich umschließenden Gehäuse (14), sowie mit einer elektrischen Anbindung an die Elektrik des Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensormodul mit dem Gehäuse (14) verbunden ist, wobei die elektrische Versorgung des Temperatursensormoduls über die elektrische Anbindung des optischen Sensors erfolgt, wobei das Temperatursensormodul einen biegeelastischen Ausleger (16) aufweist, dessen erster Endbereich mit dem Gehäuse (14) verbunden ist und dessen freier Endbereich vom Gehäuse (14) abgewandt ist, wobei auf der der Kraftfahrzeugscheibe (12) zugewandten Seite des Auslegers ein Temperatursensor (18) angeordnet ist, der durch den biegeelastischen Ausleger (16) unmittelbar gegen die Kraftfahrzeugscheibe (12) andrückbar ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (18) auf dem Ausleger (16) im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Endbereich positioniert ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (16) eine u-förmige Gestalt mit zwei Auslegerarmen (20, 22) und zwei ersten Endbereichen aufweist, die mit dem Gehäuse (14) verbunden sind, wobei die beiden Auslegerarme im freien Endbereich mittels eines Verbindungsstegs (24) verbunden sind.
Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auslegerarme (20, 22) parallel verlaufend angeordnet sind.
Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (18) als ein NTC-Element ausgeführt ist, das zur Temperaturmessung unmittelbar an der Kraftfahrzeugscheibe (12) anliegt.
Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (18) derart justiert ist, dass er die Temperatur auf der Innenseite der Kraftfahrzeugscheibe (12) misst.
Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im von dem Gehäuse (14) umschlossenen Bereich ein Luftfeuchtesensor angeordnet ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfeuchtesensor unmittelbar auf einem Schaltungsträger angeordnet ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) Belüftungsöffnungen aufweist, durch die eine Umströmung des Luftfeuchtesensors mit der im Innenraum des Kraftfahrzeug befindlichen Luft ermöglicht ist.
Optoelektronische Regensensoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslegerarm (16) radial gegenüber dem Gehäuse (14) angeordnet ist.