用于检测玻璃的润湿程度的方法和传感器单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测玻璃、尤其是机动车的挡风玻璃的润湿程度的方法，其中由相对于玻璃布置在内侧的发射器发射电磁波，所述电磁波在玻璃的外部的、从发射器来看相对的表面上根据全反射原理被反射并且被相对于玻璃布置在内侧的接收器接收。此夕卜，本发明涉及一种用于检测玻璃、尤其是机动车的挡风玻璃的润湿程度的传感器单元，该传感器单元具有相对于玻璃布置在内侧的发射器，该发射器发射电磁波，所述电磁波在玻璃的外部的、从发射器来看相对的表面上根据全反射原理被反射，并且具有相对于玻璃布置在内侧的接收器，该接收器接收被反射的电磁波。
【背景技术】
[0002]这样的传感器单元是已知的。根据全反射原理工作的传感器装置例如在DE 40 06174 CUDE 197 46 351 AUDE 103 39 696 B4 和 DE 35 32 199 Al 中予以描述。
[0003]除了根据全反射原理工作的传感器单元之外，也已知利用散射光工作的传感器单元。在此，电磁波以尽可能陡峭的角度被引导到挡风玻璃上并且穿透挡风玻璃，并且然后在挡风玻璃之前的液滴、冰或其他颗粒处被散射。这样被散射的电磁波于是被相对于挡风玻璃布置在内侧的接收器接收。基于该分析同样可以推断出挡风玻璃的润湿程度。这样的传感器单元例如在US 2011/0128543 Al中予以描述。
[0004]此外，电容性测量方法也是可能的，利用这些方法可以测量玻璃的润湿程度。这样的电容性测量方法例如在DE 10 2007 035 905 Al中和在EP I 306 276 BI中予以描述。
[0005]这种类型的出版物也由DE 103 11 800 Al已知。其他比较类似的方法和设备由DE 195 30 289 Al 和 DE 10 2004 047 215 Al 已知。
【发明内容】
[0006]本发明所基于的任务在于，创建开头所提及的类型的方法和传感器单元，利用该方法和传感器单元可以特别精确且可靠地检测玻璃的润湿程度。
[0007]在用于检测玻璃、尤其是机动车的挡风玻璃的润湿程度的方法中，利用相对于玻璃布置在内侧的并且发射电磁波的发射器，所述电磁波在玻璃的外部的、从发射器来看相对的表面上根据全反射原理被反射并且由相对于玻璃布置在内侧的接收器接收，对本发明重要地规定:此外由发射器发射电磁波，所述电磁波穿过玻璃并且在玻璃之前的颗粒或液滴处被散射，并且被接收器接收，其中该接收器被布置在根据全反射原理工作的发射器与用于散射光测量的发射器之间，并且在那里接收电磁波。此外，通过在用于散射光测量的发射器附近并且具有大于与根据全反射原理工作的发射器的间隔的两倍的间隔的接收器来进行电磁波的接收。
[0008]根据本发明因此将两种不同的测量方法结合。由此，可以获得特别好的结果。在利用全反射原理进行测量时，可以特别好地识别挡风玻璃上的正常的较小的液滴。在利用散射光原理进行测量时，可以特别好地识别在玻璃上的大的水积聚或冰面。
[0009]为了分析和确定玻璃的润湿程度，考虑两种测量方法的结果并且因此产生总结果，利用该总结果特别好地检测玻璃被降水和水滴的润湿程度。
[0010]在该方法的一种优选的扩展方案中，仅使用唯一的接收器，所述接收器接收根据全反射原理被反射的电磁波一次并且接收根据散射光原理被反射的电磁波一次。为此，设置有电路，该电路在两种不同的模式之间切换，使得同一接收器执行根据全反射原理的测量一次并且执行根据散射光测量原理的测量一次，并且然后相应地进行分析。优选地，在此两种测量原理的电磁波的发射交替地进行。因此，在第一时间间隔中，由发射器发射根据全反射原理被反射的电磁波，并且在第二时间间隔中，由发射器发射根据散射光原理被反射的电磁波。由此确保:一个或多个接收器接收仅根据一个原理被反射的光，使得分析可以明确地进行。在这两个测量原理利用两个分离的发射器和两个分离的接收器并行运行时，也可以利用发射器的这种交替运行来工作或优选地也可以进行光学分离，使得确保了，每个接收器仅接收由其相关的发射器辐射的电磁波。于是，两个发射器和接收器可以在持续运行中工作。
[0011 ] 在该方法的另一优选的改进方案中，还补充地执行电容性测量，用于检测玻璃的润湿程度。优选地，两个或三个不同测量原理的结果然后在唯一的微控制器中被分析。从这样获得的结果中然后导出用于刮水器控制装置的信号。也可以导出用于灯光和大灯调节的信息。
[0012]本发明的另一方面在于提供一种用于检测玻璃、尤其是机动车的挡风玻璃的润湿程度的传感器单元，该传感器单元具有发射器，该发射器相对于玻璃布置在内侧，该发射器适于并且被设计用于发射电磁波，所述电磁波在玻璃的外部的、从发射器来看相对的表面上根据全反射原理被反射，并且该传感器单元具有相对于玻璃布置在内侧的接收器，该接收器接收这样被反射的电磁波。对本发明重要地，这样的传感器单元的特征在于，该传感器单元具有相对于玻璃布置在内侧的发射器，该发射器适于并且被设计用于发射电磁波，所述电磁波穿过玻璃并且在玻璃之前的颗粒处被散射，并且具有相对于玻璃布置在内侧的接收器，该接收器接收这样被散射的电磁波。在此，该接收器被布置在根据全反射原理工作的发射器与用于散射光测量的发射器之间。此外，在接收器与根据全反射原理工作的发射器之间的间隔大于在接收器与用于散射光测量的发射器之间的间隔的两倍。
[0013]以此方式，创建一种传感器单元，其适于并且被设计用于利用其相应的发射器和接收器根据全反射原理测量在玻璃的表面上的润湿程度一次并且根据散射光原理测量表面上的润湿程度一次。尤其是，液滴形的降水和液滴形的湿气可以特别好地利用发射器和接收器来测量，其被反射用于发射和接收根据全反射原理的电磁波。冰层或完全闭合的湿气膜或水膜、即100%的润湿程度可以根据散射光检测原理被特别好地识别出。
[0014]在本发明的一种特别优选的实施方式中，用于接收被全反射的电磁波的接收器是接收被散射的电磁波的同一接收器。尤其是，因此在该实施方式中存在一个接收器并且存在两个分离的发射器，其中根据全反射原理在玻璃的外侧上被散射的电磁波从一个发射器发出并且几乎直角地射到玻璃上并且穿过该玻璃的电磁波从另一个发射器发出。优选地为此设置有分析电路，其协调并且交替地切换所述发射器，使得在确定的时间点，接收器仅接收各一个发射器的被反射的或未被散射的电磁辐射，并且该分析电路识别在接收器处从所述发射器中的哪一个发射器接收被接收的光。
[0015]在本发明的一种优选的扩展方案中，该传感器单元在玻璃的内侧上具有用于将电磁波聚束的光学装置，所述电磁波根据全反射原理被散射。
[0016]在该传感器单元之内，在根据全反射原理工作的发射器与接收器之间的间隔大于在根据散射光检测原理工作的发射器和其相关的接收器之间的间隔、尤其是大于该间隔的两倍并且尤其是大于该间隔的三倍。
[0017]在本发明的另一种优选的改进方案中，该传感器单元也具有电容性传感器，利用该电容性传感器测量润湿程度。这样的电容性传感器具有两个导电的面，所述面形成电容器的面。这样形成的电容器的电容由于玻璃上的湿气而被改变并且由电容的变化于是又可以推断出湿气。
[0018]优选地，散射光传感器、全反射传感器和发射器被安装在共同的壳体之内。在壳体之内有利地设置有壁，该壁防止来自用于全反射的发射器的光直接到达接收器。为了根据全反射原理的该测量，在壳体中设置有两个光学装置。该壁优选地被布置在这两个光学装置之间。
【附图说明】
[0019]随后借助在附图中所示的实施例进一步解释本发明。在以下图中详细地示出示意图:
图1:本发明的第一实施方式的示意图；
图2:本发明的第二实施方式的示意图；以及图3:本发明的另一实施方式。
【具体实施方式】
[0020]在图1中示出了本发明的第一实施方式，其中示意性示出了用于检测玻璃2的润湿程度的设备I。该设备I相对于玻璃2、尤其是挡风玻璃布置在内侧。这样的传感器单元I典型地在机动车的内部空间中被布置在玻璃2上。第一发射器3被设置和设计用于散射光测量，并且发射用于散射光测量的电磁波13。所述电磁波以比较陡峭的角度对准玻璃2并且穿透玻璃。电磁波13在玻璃2的外部区域中的液滴11处被反射。该外部区域也可以被表征为如下区域:该区域与内部区域或布置有具有发射器3的传感器单元I的区域相对。在水滴11处被反射的电磁波13然后被用于散射光测量的接收器4接收。该接收器4被设置和设计用于在散射光测量之后接收被反射的波13。这样被接收的辐射和由此在接收器4中获得的信号由微控制器15分析。这样被分析的信号例如在刮水器控制装置16中被使用。在传感器单元I中此外设置有第二发射器5，其被设置和设计用于发射电磁波12，所述电磁波在玻璃2的外表面上被全反射并且然后被相关的接收器6接收，该接收器被设置和设计用于接收在全反射之后的电磁波12。如果在玻璃2的上侧上的水滴10位于被全反射的电磁波12的区域中，则耦合输出电磁波12的一部分并且减小由接收器6接收的强度。在这里所示的实施方式中，用于散射光测量的接收器4和用于在全反射之后进行测量的接收器6在结构上被