DE4426736C2 - Feuchtesensor für eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Feuchtesensor für eine Fensterscheibe eines KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Feuchtesensor für eine
Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs.
Zur Steuerung von Scheibenwischern in Abhängigkeit von der
Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe oder gegebenenfalls
auch auf der Heckscheibe sind verschiedene Sensoren
bekanntgeworden, beispielsweise resistive, kapazitive oder
optische Sensoren. Insbesondere resistive und kapazitive
Sensoren erfordern fest mit der Scheibe verbundene
Elektroden, die sich auf eine größere Fläche erstrecken,
wenn eine Mittelung der Feuchte einer größeren Fläche
erforderlich ist. Derartige Elektroden bedeuten jedoch einen
erheblichen Aufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Feuchtesensor mit
möglichst geringem Aufwand für in der Scheibe anzubringende
Elektroden anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Feuchtesensor
mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Feuchtesensor hat den Vorteil, daß ein
ohnehin auf einer klar zu haltenden Scheibe, insbesondere
in der Heckscheibe, angebrachte Heizwiderstand gleichzeitig
zur Messung der Feuchtigkeit auf der Scheibe dient. Durch
die Messung der Impedanz, insbesondere des kapazitiven
Anteils, kann in einfacher Weise der Grad der Befeuchtung
der Scheibe festgestellt werden. Vorzugsweise ist dabei
vorgesehen, daß zur Messung der Impedanz der Heizwiderstand
mit einem Strom höherer Frequenz beaufschlagbar ist und daß
die Spannung an dem Heizwiderstand gemessen wird.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß
dem Heizwiderstand ein Resonanzkondensator
parallelgeschaltet ist. Durch die Änderung der
Resonanzfrequenz mit der sich ebenfalls kapazitiv
auswirkenden Feuchtigkeit der Scheibe ergibt sich ein
deutlich meßbarer Unterschied der Spannung am Heizwiderstand
zwischen trockener und feuchter Scheibe.
Um die für die Benutzung des Heizwiderstandes zum Heizen der
Scheibe erforderliche Betriebsspannung von der
Meßeinrichtung fernzuhalten, kann vorgesehen sein, daß der
Heizwiderstand über einen Koppelkondensator oder über einen
Transformator mit der Meßeinrichtung verbunden ist.
Eine Selbsteichung des Feuchtesensors wird gemäß einer
anderen Weiterbildung dadurch ermöglicht, daß der Strom
höherer Frequenz von einem steuerbaren Oszillator und einer
Stromquelle erzeugt wird, wobei die Frequenz in einem
vorgegebenen Bereich variiert wird, daß diejenige Frequenz,
bei welcher die Spannung am Heizwiderstand am größten ist
oder sich am schnellsten ändert, gespeichert wird und mit
derjenigen gespeicherten Frequenz verglichen wird, die bei
trockener Scheibe gemessen wurde.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine
davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer
Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in
einer Front- oder Heckscheibe 1 Leiter eingelassen, die
einen Heizwiderstand 3 bilden. Die Enden der Leiter 2 sind
jeweils elektrisch miteinander und mit je einem Anschluß 4,
5 verbunden. Zum Heizen der Scheibe 1 wird dem
Heizwiderstand von der Fahrzeugbatterie 6 über einen
Schalter 7 und eine Drosselspule 8 Spannung zugeführt.
Parallel zum Heizwiderstand 3 ist ein Resonanzkondensator 9
geschaltet.
Als Meßeinrichtung dient ein Mikrocomputer 10, ein
steuerbarer Oszillator 11, ein Verstärker 12, der zusammen
mit einem Widerstand 13 eine Stromquelle bildet, und ein
weiterer Verstärker 14. Die Meßeinrichtung ist über einen
Koppelkondensator 15 mit dem Anschluß 5 des Heizwiderstandes
3 verbunden. Die Frequenz des Oszillators 11 ist über eine
vom Mikrocomputer 10 erzeugte Steuerspannung steuerbar und
überstreicht einen Bereich um die Resonanzfrequenz, die sich
aus der Kapazität des Resonanzkondensators 9 und der
Induktivität des Heizwiderstandes 3 ergibt. Da der
Resonanzkondensator 9 und der Heizwiderstand 3 einen
Parallelschwingkreis darstellen, ist im Falle einer Resonanz
die Eingangsspannung des Verstärkers 14 ein Maximum, was vom
Mikrocomputer festgestellt werden kann.
Durch Feuchtigkeit auf der Scheibe 1 vergrößert sich die
ohnehin vorhandene kapazitive Komponente des
Heizwiderstandes 3, so daß sich die Resonanzfrequenz
verschiebt. Diese Verschiebung kann zur Erkennung bzw.
Messung der Feuchtigkeit verwendet werden. So ist es
beispielsweise möglich, beim Durchstimmen des Oszillators 11
die Änderung der Spannung am Eingang des Verstärkers 14 zu
überwachen und bei einer vorgegebenen
Änderungsgeschwindigkeit die dann vorhandene Frequenz mit
einer entsprechend bei trockener Scheibe während eines
Eichvorgangs gemessenen Frequenz zu vergleichen. Ein
Kondensator 18 dämpft durch die Induktivität der
Drosselspule bedingte Spannungsspitzen beim Abschalten der
Heizung.
Fig. 2 zeigt das weitere Ausführungsbeispiel, bei welchem
anstelle des Koppelkondensators 15 ein Transformator 16
vorgesehen ist, dessen Primärwicklung zwischen der
Drosselspule 8 und dem Anschluß 5 angeordnet ist. Damit
durch die Primärwicklung Wechselstrom fließen kann, ist der
Verbindungspunkt der Primärwicklung und der Drosselspule 8
über einen Kondensator 17 mit Massepotential
verbunden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann die
Formgebung der Heizdrähte an die Anforderungen als
Feuchtesensor angepaßt werden, gegebenenfalls durch
Hinzufügen einzelner Leiter optimiert werden. Da diese im
gleichen Arbeitsgang wie die ohnehin vorgesehenen Leiter
hergestellt werden können, ergeben sich keine zusätzlichen
Kosten bei der Herstellung.
Claims (4)
1. Feuchtesensor für eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges,
dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Scheibe (1) angeordne
ter Heizwiderstand (3), der zum Heizen der Scheibe (1) bestimmt
ist, wozu dem Heizwiderstand (3) von der Fahrzeugbatterie (6)
Spannung zuführbar ist und der mit einem Resonanzkondensa
tor (9) zu einem Schwingkreis parallelgeschaltet ist, mit einer
Meßeinrichtung (10 bis 14) zur Messung der Änderung des ka
pazitiven Anteils der Impedanz des Heizwiderstandes (3) als
Funktion der Feuchtigkeit verbunden ist und mit einem Strom hö
herer Frequenz beaufschlagbar ist, wobei die Spannung an dem
Heizwiderstand (3) gemessen wird.
2. Feuchtesensor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (3) über einen
Koppelkondensator (15) mit der Meßeinrichtung (10 bis 14)
verbunden ist.
3. Feuchtesensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (3) über einen
Transformator (16) mit der Meßeinrichtung (10 bis 14)
verbunden ist.
4. Feuchtesensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Strom höherer Frequenz von einem
steuerbaren Oszillator (11) und einer Stromquelle (12, 13)
erzeugt wird, wobei die Frequenz in einem vorgegebenen
Bereich variiert wird, daß diejenige Frequenz, bei welcher
die Spannung am Heizwiderstand (3) am größten ist oder sich
am schnellsten ändert, gespeichert wird und mit derjenigen
gespeicherten Frequenz verglichen wird, die bei trockener
Scheibe (1) gemessen wurde.
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Owner name: MANNESMANN VDO AG, 60326 FRANKFURT, DE |
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