DE2510885C3

DE2510885C3 - Sensor for controlling a windshield wiper motor

Info

Publication number: DE2510885C3
Application number: DE19752510885
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Graßmann, Günther, 3151 Eddesse
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1977-12-08

Description

unbrauchbar erwiesen, da der Fahrtwind die Wassertropfen gegen den Pertinax-Träger drückt, so daß dieser im Endeffekt mit einem dünnen Feuchtigkeitsfilm überzogen wird. Dieser wird unter dein Fahrtwind zu lange auf dem Träger festgehaltet, und gibt somit ein unerwünscht langes Steuersignal zur Betätigung des Scheibenwischermotors ab. Demgegenüber drückt der Fahrtwind bei den im freien Abstand vor ihrem Träger angeordneten Sensorelemcnien die Wassertropfen zumindest zu einem großen Teil aus der Meßstrecke heraus. Letztere wird daher ständig mit neu herangeführten Wassertropfen beaufschlagt und, falls der Niederschlag aufhört, weitgehend von der anhaftenden Feuchtigkeit gereinigt.Proven useless because the wind blows the water droplets presses against the Pertinax carrier, so that this ultimately with a thin film of moisture is covered. This is held on the carrier for too long under the wind, and thus enters undesirably long control signal to operate the wiper motor. In contrast, the presses The airflow causes the water droplets in the sensor elements arranged at a free distance in front of their carrier at least to a large extent out of the test section. The latter is therefore constantly being introduced with new ones Drops of water acted upon and, if the precipitation stops, largely from the adhering Moisture purified.

Der Sensor gemäß der Erfindung läßt sich noch dadurch verbessern, daß das leistenförmige Sensorelement an seiner den Kammzähnen benachbarten Längskante nach unten und hinten schneidenförmig angeschärft ist. Es ist auch möglich, daß das leistenförmige Sensorelement zusätzlich zu seiner unteren Anschärfung an seiner oberen Längskante einen nach oben und hinten gerichteten Fasenanschliff aufweist. Dadurch läßt sich die auf den Sensor auftreffende Feuchtigkeit aufteilen in einen nach unten abfließenden und zur Kontaktmessung benutzten Anteil sowie in nach oben abgeleitetes Fließwasser. Außerdem wird es dadurch möglich, das leistenförmige Sensorelement breiter und damit stabiler auszubilden.The sensor according to the invention can be further improved in that the strip-shaped sensor element on its longitudinal edge adjacent to the comb teeth downward and rearward in the form of a cutting edge is sharpened. It is also possible that the strip-shaped sensor element in addition to its lower Sharpening on its upper longitudinal edge has an upward and rearward bevel bevel. This allows the moisture hitting the sensor to be split up into moisture that flows downwards and proportion used for contact measurement as well as in flowing water discharged upwards. Besides, it will this makes it possible to make the strip-shaped sensor element wider and thus more stable.

Liegen die Sensorelemente in lotrechten Ebenen, ist es vorteilhaft, wenn das untere Sensorelement gegenüber dem oberen Sensorelement angenähert um die Materialstärke der Kammzähne nach hinten versetzt angeordnet ist Dadurch wird sichergestellt, daß die von dem oberen Sensorelement aufgefangenen Wassertropfen schon aufgrund ihres Eigengewichtes und ggf. zusätzlich unter Einwirkung des Fahrtwindes über die untere Anschärfung des leistenförmigen Sensorelementes auf die Spitzen der nach oben gerichteten Kammzähne des unteren Sensorelementes abgeleitet werden.If the sensor elements are in vertical planes, it is advantageous if the lower sensor element is opposite the upper sensor element approximated to the rear by the material thickness of the comb teeth This ensures that the water droplets caught by the upper sensor element due to their own weight and possibly also under the influence of the airstream over the lower sharpening of the strip-shaped sensor element on the tips of the upward Comb teeth of the lower sensor element are derived.

Das freie Ende jedes Kammzahnes kann zu seiner rückwärtigen Seite schneidenförmig zugescharrt sein. Der von dem oberen Sensorelement übernommene Wassertropfen wird dann von der Schneide aufgeteilt, so daß sich durch die so erzielte größere Oberflächenbenetzung zusammen mit der damit verbundenen größeren Adhäsionskraft ein beschleunigtes Abziehen des Wassertropfens aus der Meßstrecke erreicht wird. Dabei lassen sich die aerodynamischen Bedingungen noch dadurch verbessern, daß das freie Ende jedes Kammzahnes eine seitliche, von der vornliegenden Spitze nach unten und hinten verlaufende Anfasung aufweistThe free end of each comb tooth can be sharp edged on its rear side. The water drop picked up by the upper sensor element is then split up by the cutting edge, so that the greater surface wetting achieved in this way together with the associated greater adhesive force an accelerated removal of the water droplet from the measuring section is achieved. The aerodynamic conditions can be improved by the fact that the free end of each Comb tooth has a lateral bevel running downwards and backwards from the tip in front having

Die Kammzähne können gegenüber der Lotrechten um einen Winkel innerhalb der durch die Sensorelemente gebildeten Ebene geneigt angeordnet sein. Dadurch läßt sich bei den Kammzähnen die seitliche Anfasung vergrößern.The comb teeth can be at an angle with respect to the perpendicular within the range determined by the sensor elements formed plane be arranged inclined. This allows the side chamfering of the comb teeth enlarge.

Zur Anpassung des Sensors an wechselnde Anströmrichtungen des Fahrtwindes o. dgl. können die Sensorelemente innerhalb einer lotrecht stehenden Ebene und/oder aus dieser Ebene heraus verschwenkbar sein.To adapt the sensor to changing flow directions the airstream or the like. The sensor elements can be within a vertical plane and / or be pivotable out of this plane.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Sensor mit geringem Elektrodenabstand einem Sensor mit größerem Elektrodenabstand elektrisch vorgeschaltet sein. Dabei dient der Sensor mit dem geringen Elektrodenabstand zur Messung von Nebel und schwachem Regen, während größere Tropfen bei starkem Regen an den Elektroden des anderen Sensors einen elektrischen Widerstand hervorrufen, der niedriger ist als der Widerstand an dem vorgeschalteten Sensor. Dabei kann der Sensor mit dem größeren Elektrodenabstand zwei lotrechte, mit horizontalem Abstand voneinander angeordnete Elektroden aufweisen. In an advantageous embodiment, a sensor with a small electrode spacing can be a sensor be electrically connected upstream with a larger electrode spacing. The sensor is used with the minor Electrode spacing for measuring fog and light rain, while larger drops are used heavy rain on the electrodes of the other sensor cause an electrical resistance that is lower is than the resistance at the upstream sensor. The sensor with the larger Electrode spacing have two perpendicular, horizontally spaced electrodes.

Zur Verhinderung der Eisbildung an den Sensorelementen kann eine elektrische Beheizung der Sensorelemente vorgesehen werden. Eine weitere Verbesserung des neuen Sensors läßt sich erreichen durch eine eine Blockzeit sichernde elektrische Schaltung derart, daß ein einziges abgegebenes Steuersignal eine bestimmte Zahl von Scheibenwischerbewegungen hervorruft. Dadurch wird eine ausreichend lange Scheibenwischertätigkeit auch dann sichergestellt, wenn nur eine einmalige Beaufschlagung des Sensors erfolgt, z. B. bei einem schnellen Überholvorgang auf feuchter Straße.To prevent ice formation on the sensor elements, electrical heating of the sensor elements can be used are provided. A further improvement of the new sensor can be achieved by a Block time securing electrical circuit in such a way that a single output control signal a certain Number of windshield wiper movements. This ensures a sufficiently long windshield wiper activity also ensured if there is only a single application of the sensor, z. B. at a quick overtaking maneuver on a damp road.

Der neue Sensor läßt sich schließlich auch noch dadurch verbessern, daß ein vom Sensor abgegebenes Steuersignal zugleich auch eine Scheibenwaschanlage beaufschlagt.Finally, the new sensor can also be improved by the fact that an output from the sensor Control signal is also applied to a windscreen washer system at the same time.

In einer vollkommenen Ausführungsform kann einem ständig beheizten Sensor ein zusätzlicher, intermittierend beheizbarer Sensor zur Eismeldung zugeschaltet sein über eine elektronische Steuerschaltung zur vergleichenden Messung der beiden Sensoren.In a perfect embodiment, a continuously heated sensor can have an additional, intermittent Heatable sensor for ice reporting can be switched on via an electronic control circuit comparative measurement of the two sensors.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows

F i g. 1 einen Sensor in Vorderansicht;F i g. 1 shows a sensor in a front view;

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in F i g. 1,F i g. 2 shows a section along the line AA in FIG. 1,

F i g. 3 in vergrößerter Darstellung in Vorderansicht einen Kammzahn in abgewandelter Ausführungsform,F i g. 3 shows an enlarged front view of a comb tooth in a modified embodiment,

F i g. 4 die Darstellung gemäß F i g. 3 in Rückansicht undF i g. 4 shows the representation according to FIG. 3 in rear view and

Fig.5 ein Prinzipschaltbild einer Scheibenwischer- und Scheibenwasch-Steuerung.Fig. 5 is a block diagram of a windshield wiper and windshield washer controls.

Danach besteht der dargestellte elektronische Sensor aus einem oberen, horizontal angeordneten leistenförmigen Sensorelement 1, dem ein unteres kammartig ausgebildetes Sensorelement 2 zugeordnet ist, dessen nach oben gerichteten Kammzähne 3 jeweils in eine Spitze auslaufen. Der dargestellte Sensor weist vier derartige Sensoreinheiten I auf, wobei die beiden linken Einheiten 1 mit den beiden rechten Einheiten I ein flaches »V« bilden, von dem F i g. 1 eine Draufsicht zeigt. Diesen Sensoreinheiten mit verhältnismäßig geringem Elektrodenabstand ist ein Sensor II mit größerem Elektrodenabstand elektrisch vorgeschaltet. Letzterer besteht aus zwei lotrechten, mit horizontalem Abstand voneinander angeordneten Elektroden 4, die an sich ebenfalls horizontal angeordnet sein könnten.According to this, the illustrated electronic sensor consists of an upper, horizontally arranged strip-shaped Sensor element 1, which is assigned a lower, comb-like sensor element 2, whose upwardly directed comb teeth 3 each terminate in a point. The sensor shown has four such sensor units I, the two left units 1 with the two right units I a Form a flat "V" from which FIG. Figure 1 shows a top view. These sensor units with relatively If the electrode spacing is small, a sensor II with a larger electrode spacing is electrically connected upstream. The latter consists of two perpendicular, horizontally spaced electrodes 4, the could also be arranged horizontally per se.

Der in F i g. 1 dargestellte Sensor kann mit seiner Überwurfmutter 5 auf einem nicht dargestellten Steckeranschluß an der Frontseite eines Kraftfahrzeugs befestigt werden.The in F i g. 1 shown sensor can with its nut 5 on a not shown Plug connection are attached to the front of a motor vehicle.

F i g. 2 läßt erkennen, daß das leistenförmige Sensorelement 2 an seiner den Kammzähnen 3 benachbarten Längskante 6 nach unten und hinten schneidenförmig angeschärft ist. Da gleichzeitig das untere Sensorelement 2 gegenüber dem oberen Sensorelement 1 um die Materialstärke der Kammzähne 3 nach hinten versetzt angeordnet ist, werden Wassertropfen von der angeschärften Längskante 6 unmittelbar auf die Spitzen der Kammzähne 3 abgeleitet.F i g. 2 shows that the strip-shaped sensor element 2 is adjacent to the comb teeth 3 Longitudinal edge 6 is sharpened blade-shaped downwards and backwards. Since at the same time the lower sensor element 2 with respect to the upper sensor element 1 offset to the rear by the material thickness of the comb teeth 3 is arranged, water droplets are from the sharpened longitudinal edge 6 directly on the tips of the Comb teeth 3 derived.

Das freie Ende jedes Kammzahnes 3 ist zu seiner rückwärtigen Seite schneidenförmig zugeschärft und weist eine seitliche, von der vornliegenden Spitze nachThe free end of each comb tooth 3 is sharpened in the shape of a cutting edge on its rear side and shows a lateral tip from the front

unten und hinten verlaufende Anfasung 7 auf, die den aerodynamischen Bedingungen Rechnung trägt Außerdem sind in Abwandlung der Darstellung gemäß F i g. 1 die in Fig.3 und 4 dargestellten Kammzähne gegenüber der Lotrechten um einen Winkel ä innerhalb der durch die Sensorelemente 2 gebildeten Ebene geneigt angeordnet Diese Neigung verliefe bei den beiden rechten Einheiten 1 nach rechts und den beiden anderen Einheiten nach links.chamfer 7 running at the bottom and at the rear, which also takes into account the aerodynamic conditions are in a modification of the representation according to FIG. 1 the comb teeth shown in Figures 3 and 4 with respect to the perpendicular by an angle within the plane formed by the sensor elements 2 arranged inclined This inclination would run with the two right units 1 to the right and the two other units to the left.

Fig.5 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Scheibenwischer- und Scheibenwasch-Steuerung. Bereits ein einzelner sehr kleiner Wassertropfen mit einer nur wenige Mikrosekunden dauernden Verweilzeit zwischen den Sensorelementen 1, 2 führt zu einem elektrischen Spannungssprung, der einen Gleichspannungsverstärker und einen Impulsverstärker durchläuft. Durch letzteren wird ein Zeitkreis gestartet, der durch eine vorgewählte Blockzeit von z. B. 1 bis 4 see einen Relaisverstärker für eine Wasserpumpe ansteuert und eine Scheibenwaschanlage in Betrieb setzt Die Blockzeit des Zeitkreises wird gleichzeitig einem Speicherkreis zugeführt, in diesem um mehrere Sekunden verlängert und zur Steuerung eines Relaisverstärkers Stufe 1 und eines Umschaltrelais verwendetFig. 5 shows a basic circuit diagram of a windshield wiper and windshield washer controls. Just a single, very small drop of water with just one A dwell time of a few microseconds between the sensor elements 1, 2 leads to a electrical voltage jump that passes through a DC voltage amplifier and a pulse amplifier. A time cycle is started by the latter, which is determined by a preselected block time of z. B. 1 to 4 see a Controls relay amplifier for a water pump and activates a windscreen washer system Block time of the time circuit is fed to a storage circuit at the same time, in this by several Seconds longer and used to control a stage 1 relay amplifier and a changeover relay

Der nicht dargestellte Scheibenwischer läuft nun mit Stufe 1 über die vorgewählte Blockzeit zuzüglich der durch den Speicherkreis erzeugten Verlängerung über einen Zeitraum von mehreren Sekunden. Dadurch wird sichergestellt, daß die Fahrzeugscheibe sauber und trocken wird.The windshield wiper, not shown, now runs at level 1 over the preselected block time plus the Extension generated by the storage circuit over a period of several seconds. This will ensures that the vehicle window is clean and dry.

Trifft während der Verlängerungszeit im Speicherkreis ein weiterer Flüssigkeitstropfen auf die Meßstrekke des Sensors, dann wird der gesamte Zyklus einschließlich der Blockzeit und Verlängerung erneut gestartet Bei dem dargestellten Prinzipschaltbild ist eine zusätzliche Handsteuerung vorgesehen, mit der ebenfalls ein Zyklus abgerufen werden kann, wenn eine zusätzliche Reinigung der Scheibe erwünscht istIf another drop of liquid hits the measuring section in the storage circuit during the extension period of the sensor, then the entire cycle including the block time and extension is repeated started In the block diagram shown, an additional manual control is provided with which a cycle can also be called up if additional cleaning of the window is desired

Bei Regen bewirken die dicht auftreffenden Regentropfen einen Spannungssprung, der den Gleichspannungsverstärker als Gleichspannungssignal durchläuft und den Relaisverstärker für Stufe 1 sowie das Umschaltrelais steuert und den nicht dargestellten Scheibenwischermotor mit entsprechend langsamer Geschwindigkeit startet. Bei stärkerem Regen wird zusätzlich ein Relaisverstärker Stufe 2 sowie das Umschaltrelais angesteuert, so daß der Scheibenwischermotor dann mit entsprechend größerer Geschwindigkeit läuft In entsprechende Auslegung können weitere Stufen vorgesehen werden.When it rains, the raindrops that hit the ground close together cause the voltage to jump in the DC voltage amplifier as a DC voltage signal and the relay amplifier for stage 1 and the Switching relay controls and the windshield wiper motor, not shown, with correspondingly slower Speed starts. In the event of heavy rain, a relay amplifier stage 2 and the Switching relay controlled so that the windshield wiper motor is then at a correspondingly greater speed running Further stages can be provided in an appropriate design.

,j Sind zwei Sensoren vorgesehen, dann ist durch eine vergleichende Messung an den beiden Sensoren eine Eismeldung möglich, da gefrorenes Wasser seinen elektrischen Widerstand erhöht. Zu diesem Zweck ist der Bezugssensor mit einer Dauerheizung versehen, so, j If two sensors are provided, then one Comparative measurement on the two sensors, an ice message is possible because the water is frozen electrical resistance increased. For this purpose, the reference sensor is provided with permanent heating, see above

to daß hier keine Eisbildung möglich ist und der durch Wassertropfen hervorgerufene elektrische Widerstand entsprechend niedrig bleibt Bildet sich an dem Gegensensor Eis, so entsteht hier ein entsprechend höherer elektrischer Widerstand. In einer elektroni- to that no ice formation is possible here and the electrical resistance caused by water droplets remains correspondingly low. If ice forms on the counter-sensor, a correspondingly higher electrical resistance is created here. In an electronic

ij sehen Steuerschaltung können die sich an den beider Sensoren ergebenden unterschiedlichen elektrischer Widerstände zu Schaltfunktionen für Signallämpcher und eine intermittierend arbeitende Heizung für der Gegensensor umgewandelt werden. Bei Eisbildung air Gegensensor kann dann zweckmäßig die intermittie rend arbeitende Heizung dieses Sensors eingeschaltet werden, um das gebildete Eis aufzutauen. Bei durch da: Auftauen bedingtem abfallenden elektrischen Widerstand wird die Heizung des Gegensensors wiedei abgeschaltet.ij see control circuit which can refer to both Sensors result in different electrical resistances to switching functions for signal lamps and an intermittent heater for the counter sensor can be converted. In case of ice formation, air Opposite sensor can then expediently switched on the intermittent working heating of this sensor to thaw the ice that has formed. If there is a thawing-related drop in electrical resistance the heating of the counter sensor is switched off again.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electronic sensor for electrically conductive deposits for controlling a windshield wiper motor, consisting of at least two at a distance from each other and free in front of their holder arranged bare electrical conductors exposed to the conductive precipitate as Sensor elements that form part of a corresponding electrical circuit when the resistance changes emit a control signal between them, characterized in that at least one upper, approximately horizontally arranged strip-shaped sensor element (1) is assigned a lower, comb-like sensor element (2) is, whose upwardly directed comb teeth (3) each in a tip with tapering Run out cross-section.

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the strip-shaped sensor element (1) on its longitudinal edge (6) adjacent to the comb teeth (3) downward and rearward in the shape of a cutting edge is sharpened.

3. Sensor according to claim 2, characterized in that the strip-shaped sensor element (1) on its upper longitudinal edge has a bevel (8) directed upwards and backwards.

4. Sensor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the lower sensor element (2) compared to the upper sensor element (1) approximated by the material thickness of the comb teeth (3) is arranged offset to the rear.

5. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the free The end of each comb tooth (3) is sharpened in the shape of a cutting edge on its rear side.

6. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the free End of each comb tooth (3) a lateral, from the front tip downwards and backwards having running chamfer (7).

7. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the comb teeth (3) with respect to the perpendicular by an angle («) within the through the sensor elements (2) formed plane are arranged inclined.

8. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor elements (1, 2) can be pivoted within a perpendicular plane and / or out of this plane are.

9. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor

(I) a sensor with a small electrode gap

(II) is electrically connected upstream with a larger electrode spacing.

10. Sensor according to claim 9, characterized in that the sensor (U) with the larger electrode spacing has two perpendicular, horizontally spaced electrodes (4).

11. Sensor according to one of the preceding Claims, characterized by electrical heating of the sensor elements (1,2).

The invention relates to an electronic sensor for electrically conductive deposits for controlling a windshield wiper motor, consisting of at least two insane Distance from one another and freely arranged in front of their holder, exposed to the conductive precipitate bare electrical conductors as sensor elements that form part of a corresponding electrical Circuit output a control signal when the resistance changes between them.

Such a sensor can be shown in FIG. 2 and 4 of DT-OS 22 55 264. In this embodiment, the sensor elements consist of several, Fan-like and vertically arranged metal rods. The distance and thus the electrical resistance between the sensor elements increases over the length of the measuring section. This sensor has in principle Although proven, the responsiveness appears particularly in changing weather conditions not always sufficient. It could be established that the main cause for that insofar Unsatisfactory results can be seen in the smallest droplets, which are in the measuring section between the Fix sensor elements and, under certain circumstances, signal a weather situation over a longer period of time, which does not agree with the actual circumstances anymore solve by increasing the distance between the electrodes, but this would reduce the sensitivity of the sensor reduced so far that the device would no longer be usable in practice.

The invention is based on the object of the electronic sensor explained above with regard to to improve its response speed and responsiveness.

This object is achieved according to the invention in that at least an upper, approximated horizontally arranged strip-shaped sensor element a lower, comb-like sensor element is assigned, the upwardly directed comb teeth each in a tip with tapering Run out cross-section. The tip can be needle-shaped.

Each comb tooth tip forms a measuring section with the opposite strip-shaped sensor element, whereby each individual measurement triggers a specific control signal. Due to the pointed formation of the comb teeth on the one hand, a rapid drainage of the water droplets from the upper sensor element and on the other hand, a rapid "transfer" of these water droplets to the lower comb teeth is achieved by the after The tip of the comb teeth protruding from the top prevents small droplets from sticking in the measuring section and thus ensures a fast response speed to changing weather conditions.

Fig. 1 of the above-mentioned DT-OS 22 55 264 shows a sensor with a copper-clad Pertinax carrier, which insulates two from one another, with one another has toothed conductor fields The respective distance between the conductor fields increases from one minimum to maximum value too. The conductor field lying below could be designed as a comb-like Sensor element are referred to. However, this is in contrast to the newly claimed sensor previously known, comb-like sensor elements not free in front of its holder. In addition, the upwardly directed comb teeth do not each run into one Tip with a tapered cross-section. This known sensor has in practice as