DE19519567A1 - Vorrichtung zum Betreiben eines Scheibenwischers - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betreiben eines Scheibenwi­ schers mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen des Benetzungszustandes einer Scheibe, einer das Sensorsignal aufnehmenden Auswerteeinrichtung und einer Ansteuereinheit für den Scheibenwischer, die von der Auswerteeinrichtung zum Erzeugen eines Wischvorganges ansteuerbar ist, wenn die Differenz zwischen einem Referenzwert und einem aktuellen Meßwert des Sensorsignals eine vorgegebene Auslöseschwelle überschreitet.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE 33 14 770 A1 als bekannt ausgewie­ sen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Benetzung oder Beschmutzung einer Scheibe mittels einer Sensoreinrichtung aufgenommen und das Sensor­ signal einer Auswerteeinrichtung zugeführt, um einen Wischbetrieb auszulösen, wenn das Sensorsignal gegenüber einem Referenzwert absinkt und dabei eine Auslöseschwelle überschreitet. Zum Verbessern der Wischfunktion kann der Referenzwert beispielsweise mit einer Zeitkonstanten im Bereich einiger Minuten an einen abnormalen Zustand der Scheibe angepaßt werden, wenn dieser Zustand beim Wischen nicht beseitigbar ist. Bei einer solchen Vorrichtung kann es vorkommen, daß der Wischbetrieb den äußeren Verhältnissen nicht genügend angepaßt ist, da das Überschreiten der Auslöseschwelle nicht immer ein ge­ eignetes Kriterium für die Wahl des Wischbetriebs bietet.

Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs be­ schriebenen Art so weiterzubilden, daß der Wischbetrieb den äußeren Bedingun­ gen besser anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den in dem Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hiernach ist also vorgesehen, daß die Auswerteeinrichtung einen Bewertungsteil aufweist, in dem das Sensorsignal hinsichtlich charakteristischer Eigenschaften analysierbar und bewertbar ist, daß auf der Grundlage des Bewertungsergeb­ nisses ein das Sensorsignal beeinflussendes Ereignis erkennbar ist, und daß mittels der Auswerteeinrichtung erforderlichenfalls ein angepaßtes Steuersignal erzeugbar ist, mit dem über die Ansteuereinheit ein abgestimmter Wischbetrieb auslösbar ist.

Mit diesen Maßnahmen wird die Empfindlichkeit der Vorrichtung gesteigert, und die Auslöseschwelle kann bis nahe an das Grundrauschen herangeführt werden. Damit wird die Auslösung des Wischbetriebs und dessen Wahl besser an die äußeren Bedingungen anpaßbar. Auch bieten die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Möglichkeit, im Laufe der Zeit mehr Erfahrungswerte aufzunehmen und einem Steuerprogramm zugrundezulegen.

Für eine gute Beurteilung des Sensorsignals und der darin sich wiederspiegeln­ den äußeren Verhältnisse hat sich zum Beispiel eine Vorrichtung als vorteilhaft erwiesen, bei der vorgesehen ist, daß die charakteristischen Eigenschaften des Sensorsignals dessen Flankensteilheit, die Fläche zwischen dem Sensorsignal und dem Referenzwert, die Einbruchstiefe, die Form, die zeitliche Dauer oder die Häufigkeit des zeitlichen Auftretens eines charakteristischen Merkmals des Sensorsignals sind und daß die Bewertung auf der Grundlage der einzelnen oder einer Kombination mehrerer oder aller dieser charakteristischen Eigenschaften durchführbar ist.

Verbessert werden kann die Genauigkeit der Vorrichtung weiterhin dadurch, daß die Auswerteeinrichtung eine Einstelleinrichtung aufweist, mit der der Referenz­ wert mit einer oder mehreren im Bereich zwischen einer Sekunde und mehreren Minuten liegenden Zeitkonstanten dem aktuellen Meßwert nachführbar ist. Bei mehreren Zeitkonstanten können diese z. B. schrittweise vergrößert werden. Dabei kann die Vorrichtung im einzelnen so ausgebildet sein, daß die Einstellein­ richtung zum Erzeugen der Zeitkonstante eine erste Einstellstufe mit einem ersten Zwischenregister und einer diesem zugeordneten Vergleichereinrichtung zum Vergleichen der eintreffenden aktuellen Meßwerte mit einem dann im Zwischenregister vorliegenden ersten Referenzwert sowie eine zweite Einstell­ stufe mit einem zweiten Zwischenregister und einer diesem zugeordneten zweiten Vergleichereinrichtung aufweist, daß die Vergleichsereignisse der ersten Vergleichereinrichtung zu diskreten Zeitpunkten im Abstand von Bruchteilen einer Sekunde durchführbar sind und mittels einer Zählereinrichtung gezählt werden, daß bei Abweichung des aktuellen Meßwerts von dem ersten Referenz­ wert dieser im ersten Zwischenregister um ein Inkrement in Richtung auf den aktuellen Meßwert geändert wird, daß nach einem vorgebbaren Zählzyklus der erste Referenzwert aus dem ersten Zwischenregister an die zweite Vergleicher­ einrichtung weitergegeben und mit dem dann in dem zweiten Zwischenregister vorliegenden zweiten Referenzwert verglichen wird und daß bei Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Referenzwert der zweite Referenzwert um ein Inkrement in Richtung auf den ersten Referenzwert nachgeführt wird. Durch die beiden Einstellstufen kann die Zeitkonstante für die Nachführung des Referenz­ werts hinsichtlich des Signalverlaufs und/oder äußerer Störgrößen, wie zum Beispiel Temperatureinflüssen oder eines bestimmten Anfangsverhaltens bis zu einem stationären Zustand des Systems, geeignet eingestellt werden. Hiebei besteht zum Beispiel die Möglichkeit, auch den ersten Referenzwert, daß heißt den Referenzwert der ersten Einstellstufe, als Ausgangsgröße der Einstellein­ richtung auszunutzen, wenn eine kürzere Zeitkonstante erwünscht ist.

Das Sensorsignal wird sicher erfaßt, und die daraus abgeleiteten Meßwerte bilden eine zuverlässige Grundlage für die Auswertung, wenn vorgesehen ist, daß der Abstand der diskreten Zeitpunkte der Vergleichsereignisse in der ersten Vergleichereinrichtung einige Millisekunden beträgt.

Mit der Maßnahme, daß bei positiver Änderung des Sensorsignals eine kleine Zeitkonstante in der Größe eines Bruchteils einer Sekunde und daß bei negativer Änderung des Sensorsignals die größere Zeitkonstante in der Größe zwischen einer und mehreren Sekunden wählbar ist, können zum Beispiel abtrocknende Schlieren, die eine positive Änderung des Signals hervorrufen, einerseits und ein langsames Zuwachsen der Scheibe mit kleinen Wassertröpfen andererseits gut analysiert werden. Hierbei kann beispielsweise die kleine Zeitkonstante zwischen 3 und 10 ms, zum Beispiel bei 5 ms, und die größere Zeitkonstante zwischen 1 und 6 s liegen. Ferner kann vorgesehen sein, daß bei negativer Änderung des Sensorsignals in der ersten Minute oder den ersten Minuten nach dem Start die Zeitkonstante 1 bis 2 s und danach 3 bis 10 s beträgt.

Eine einfache Möglichkeit, die Zeitkonstante in größeren Stufen zu variieren, besteht darin, daß die größeren Zeitkonstanten durch Übernahme des ersten Referenzwertes in die zweite Einstellstufe erst nach mehreren Zählzyklen er­ zeugbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be­ zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung der Hauptkomponenten der Vorrichtung,

Fig. 2 ein Pegeldiagramm und

Fig. 3 eine Einstelleinrichtung für eine Zeitkonstante, die einen Bestandteil einer Auswerteeinrichtung bildet.

Die Fig. 1 zeigt als wesentliche Komponenten einer Vorrichtung zum Betreiben eines Scheibenwischers eine Sensoreinrichtung 10, die ein Sensorsignal S liefert, das einer Auswerteeinrichtung 20 zugeführt wird. Die Auswerteein­ richtung 20 erzeugt ein Steuersignal ST, das an eine Ansteuereinheit abgegeben wird, um einen geeigneten Wischbetrieb auszulösen.

Es kommt darauf an, den Wischbetrieb im richtigen Moment auszulösen und in seinem Verlauf optimal an die äußeren Bedingungen, wie zum Beispiel starken Regen, Schnee oder Zuwachsen der Scheibe durch feine Wassertröpfchen bei Nebel, anzupassen.

In der Auswerteeinrichtung vorliegender Vorrichtung ist dazu ein Bewertungsteil vorgesehen, mit dem das Sensorsignal hinsichtlich charakteristischer Eigen­ schaften analysierbar und bewertbar ist.

Zur Erläuterung zeigt die Fig. 2 verschiedene Signalpegel, die bei der Aus­ wertung des Sensorsignals S eine Rolle spielen. Das Sensorsignal S bzw. ein daraus abgeleiteter Meßwert wird mit einem Referenzwert RW verglichen, und bei Überschreitung einer Auslöseschwelle AS oder AS′ wird über die Ansteuer­ einheit 30 ein geeigneter Wischbetrieb ausgelöst. Um fehlerhafte Wischvorgän­ ge zu vermeiden, ist es dabei wünschenswert die Auslöseschwelle AS′ weit genug von einem Grundrauschpegel GRP entfernt anzusiedeln. Jedoch wird dadurch andererseits auch die Gefahr vergrößert, daß kein Wischbetrieb ausge­ löst wird, obwohl die äußeren Bedingungen dies verlangen, oder es wird ein ungeeigneter Wischbetrieb ausgelöst.

Durch die zusätzliche Auswertung des Sensorsignals hinsichtlich seiner charak­ teristischen Eigenschaften wird es jedoch möglich, die Auslöseschwelle AS näher an den Grundrauschpegel GRP heranzuführen, wobei die Zuverlässigkeit der richtigen Auslösung des Wischbetriebs erhalten bleibt oder sogar verbessert wird. Als geeignete charakteristische Eigenschaften des Sensorsignals haben sich bisher die Flankensteilheit, die Fläche zwischen dem Sensorsignal S und dem Referenzwert RW, die Einbruchstiefe, die Form, die zeitliche Dauer oder die Häufigkeit des zeitlichen Auftretens eines charakteristischen Merkmals, wie zum Beispiel einer bestimmten Einbruchstiefe oder einer bestimmten Form, erwiesen. In dem Bewertungsteil können geeignete Operationen, wie zum Beispiel eine Korrelation mit bekannten Daten, und Zuordnungen zu entsprechenden Daten für einen geeigneten Wischbetrieb vorgenommen werden. Hierbei kann die Bewertung auch auf der Grundlage einer Kombination der charakteristischen Eigenschaften erfolgen.

In Fig. 3 ist eine zusätzliche Maßnahme zum Verbessern der Auswertung des Sensorsignals S dargestellt. Die Fig. 3 zeigt eine in der Auswerteeinrichtung 20 vorgesehene Einstelleinrichtung zum optimalen Nachführen des Referenzwerts RW bzw. RW1, RW2 im Hinblick auf die aus dem Sensorsignal S erfaßten aktuellen Meßwerte MW. Mit der Einstelleinrichtung können zum Nachführen des Referenzwerts RW geeignete Zeitkonstanten vorgegeben werden. Die Einstelleinrichtung weist dazu eine erste Einstellstufe mit einer ersten Verglei­ chereinrichtung 21, einem ersten Zwischenregister 22 und einer ersten Zähler­ einrichtung 23 sowie eine zweite Einstellstufe mit einer zweiten Vergleicherein­ richtung 24 und einem zweiten Zwischenregister 25 auf.

Die aktuellen Meßwerte MW gelangen an die erste Vergleichereinheit 21 und werden dort mit dem in dem ersten Zwischenregister 22 vorliegenden ersten Referenzwert RW1 verglichen. Bei Abweichung wird der erste Referenzwert RW1 in dem ersten Zwischenregister 22 in Richtung auf den aktuellen Meßwert MW geändert. Dies geschieht beispielsweise alle 5 ms. Die Vergleichsereignisse werden mit der Zählereinrichtung 23 gezählt und bei Erreichen eines vorgegebe­ nen Zählwertes, zum Beispiel 256 Schritten, wird der in dem ersten Zwischen­ register 22 vorliegende Referenzwert RW1 an die zweite Vergleichereinheit 24 abgegeben, die dann einen Vergleich zwischen dem ersten Referenzwert RW1 und dem in dem zweiten Zwischenregister 25 vorliegenden zweiten Referenz­ wert RW2 durchführt. Bei Abweichung der beiden Referenzwerte wird der zweite Referenzwert RW2 um ein Inkrement in Richtung auf den ersten Refe­ renzwert RW1 geändert. Für die genannten Daten ergibt sich damit eine Zeitkon­ stante für die Nachführung des zweiten Referenzwerts RW2 von 1,28 s.

Um die Zeitkonstante für die Nachführung des Referenzsignals RW2 zu ändern, kann entweder der Zählwert, bei dem der erste Referenzwert RW1 weiterge­ geben wird, vergrößert oder verkleinert werden oder die Übernahme des ersten Referenzwerts RW1 nach einer Anzahl von Zählzyklen erfolgen, wodurch sich die Zeitkonstante in größeren Schritten variieren läßt. Für eine kleine Zeitkon­ stante kann der erste Referenzwert RW1 der Auswertung zugrundegelegt wer­ den. Eine kleine Zeitkonstante eignet sich zum Beispiel für eine positive Ände­ rung des Sensorsignals S, während eine große Zeitkonstante für negative Ände­ rungen des Sensorsignals S geeignet ist. Die kleine Zeitkonstante kann dabei zum Beispiel 5 ms pro Inkrement betragen, während die Zeitkonstante für die negative Änderung des Sensorsignals S beispielsweise in der Größenordnung zwischen einer Sekunde und 6 Sekunden liegen kann, wobei in der ersten Minute nach dem Start zum Beispiel 1,28 s und danach 5,12 s pro Inkrement gewählt werden. Damit wird einer Anfangsphase bis zur Stabilisierung der Vorrichtung Rechnung getragen. Mit der kleinen Zeitkonstante bei der positiven Änderung des Sensorsignals S können zum Beispiel abtrocknende Schlieren sicher festgestellt werden, während mit den größeren Zeitkonstanten für die negativen Änderungen des Sensorsignals auch sehr geringe Niederschläge, die zu einem allmählichen Zuwachsen der Scheibe führen, sicher erkannt werden können.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Betreiben eines Scheibenwischers mit einer Sensorein­ richtung zum Erfassen des Benetzungszustandes einer Scheibe, einer das Sensorsignal aufnehmenden Auswerteeinrichtung und einer Ansteuer­ einheit für den Scheibenwischer, die von der Auswerteeinrichtung zum Erzeugen eines Wischvorganges ansteuerbar ist, wenn die Differenz zwischen einem Referenzwert und einem aktuellen Meßwert des Sensor­ signals eine vorgegebene Auslöseschwelle überschreitet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinrichtung (20) einen Bewertungsteil aufweist, in dem das Sensorsignal (S) hinsichtlich charakteristischer Eigenschaften analy­ sierbar und bewertbar ist,
daß auf der Grundlage des Bewertungsergebnisses ein das Sensorsignal beeinflussendes Ereignis erkennbar ist, und
daß mittels der Auswerteeinrichtung (20) erforderlichenfalls ein angepaß­ tes Steuersignal (ST) erzeugbar ist, mit dem über die Ansteuereinheit (30) ein abgestimmter Wischbetrieb auslösbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die charakteristischen Eigenschaften des Sensorsignals (S) dessen Flankensteilheit, die Fläche zwischen dem Sensorsignal (S) und dem Referenzwert, die Einbruchstiefe, die Form, die zeitliche Dauer oder die Häufigkeit des zeitlichen Auftretens eines charakteristischen Merkmals des Sensorsignals (S) sind und
daß die Bewertung auf der Grundlage der einzelnen oder einer Kombina­ tion mehrerer oder aller dieser charakteristischen Eigenschaften durch­ führbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (20) eine Einstelleinrichtung (21 bis 25) aufweist, mit der der Referenzwert (RW) mit einer im Bereich zwischen einer Sekunde und mehreren Minuten liegenden Zeitkonstanten dem aktuellen Meßwert (MW) nachführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstelleinrichtung (21 bis 25) zum Erzeugen der Zeitkonstante eine erste Einstellstufe (21, 22, 23) mit einem ersten Zwischenregister (22) und einer diesem zugeordneten Vergleichereinrichtung (21) zum Vergleichen der eintreffenden aktuellen Meßwerte (MW) mit einem dann im Zwischenregister (22) vorliegenden ersten Referenzwert (RW1) sowie eine zweite Einstellstufe (24, 25) mit einem zweiten Zwischenregister (25) und einer diesem zugeordneten zweiten Vergleichereinrichtung (24) aufweist, daß die Vergleichsereignisse der ersten Vergleichereinrichtung (21) zu diskreten Zeitpunkten im Abstand von Bruchteilen einer Sekunde durchführbar sind und mittels einer Zählereinrichtung (23) gezählt wer­ den,
daß bei Abweichung des aktuellen Meßwerts (MW) von dem ersten Refe­ renzwert (RW1) dieser im ersten Zwischenregister (22) um ein Inkrement in Richtung auf den aktuellen Meßwert (MW) geändert wird,
daß nach einem vorgebbaren Zählzyklus der erste Referenzwert (RW1) aus dem ersten Zwischenregister (22) an die zweite Vergleichereinrich­ tung (24) weitergegeben und mit dem dann in dem zweiten Zwischen­ register (25) vorliegenden zweiten Referenzwert (RW2) verglichen wird und
daß bei Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Referenzwert der zweite Referenzwert (RW2) um ein Inkrement in Richtung auf den ersten Referenzwert (RW1) nachgeführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der diskreten Zeitpunkte der Vergleichsereignisse in der ersten Vergleichereinrichtung (21) einige Millisekunden beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei positiver Änderung des Sensorsignals (S) ein kleine Zeitkonstante in der Größe eines Bruchteils einer Sekunde und daß bei negativer Änderung, des Sensorsignals (S) die größere Zeitkonstante in der Größe zwischen einer und mehreren Sekunden wählbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Zeitkonstante zwischen 3 und 10 ms und die größere Zeitkonstante zwischen 1 und 6 s liegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei negativer Änderung des Sensorsignals (S) in der ersten Minute oder den ersten Minuten nach dem Start die Zeitkonstante 1 bis 2 s und da­ nach 3 bis 10 s beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die größeren Zeitkonstanten durch Übernahme des ersten Referenz­ wertes (RW1) in die zweite Einstellstufe (24, 25) erst nach mehreren Zählzyklen erzeugbar sind.