DE10216869A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst eine Antriebseinheit, eine Bewegungseinheit, die auf der Scheibe bewegbar ist, eine Steuereinheit zum Ein- und Ausschalten und zur Steuerung der Geschwindigkeit der Bewegungseinheit sowie wenigstens ein in die Bewegungseinheit integriertes Reinigungselement. Um automatisiert und autonom ausgewählte Bereiche der Scheibe reinigen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Bewegungseinheit autonom auf der Scheibe bewegbar ist, die Antriebseinheit in die Bewegungseinheit integriert ist sowie die Steuereinheit die Bahnsteuerung der Bewegungseinheit vornimmt. Weiterhin wird ein Verfahren zur Scheibenreinigung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Durchführung des Reinigungsvorgangs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
• Die außenseitige Reinigung der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs wird mittels des Scheibenwischers oder - in größeren zeitlichen Abständen - bei der Autowäsche durchgeführt. Die Innenseite der Scheibe muss meist manuell gereinigt werden. Dabei tritt zum einen das Problem auf, dass auf der Außenseite Bereiche existieren, die nicht vom Scheibenwischer überstrichen werden und daher relativ selten vom Schmutz befreit werden. Zum anderen findet die innenseitige Reinigung noch seltener statt. Schmutzige Scheiben führen durch die eingeschränkte Sicht gerade nachts oder bei schlechten Lichtverhältnissen zu einem erhöhten Unfallrisiko. Eine regelmäßige Scheibenreinigung von innen und außen liefert einen Beitrag zur passiven Sicherheit beim Fahren. Es ist daher wünschenswert, den Reinigungsvorgang in einem höheren Maße zu automatisieren und die Intervalle zwischen zwei Reinigungsvorgängen zu verkürzen.
• Aus der gattungsbildenden DE 39 18 068 A1 ist ein magnetischer Scheibenwischer für die Innenscheibe eines Kraftfahrzeugs bekannt. Hier ist auf dem Außenscheibenwischer ein Magnetstab angebracht. Von der Innenseite ist eine Bewegungseinheit in Form eines zweiten Magnetstabs mit einem darauf angebrachten Reinigungselement magnetisch an den Außenwischer gekoppelt. So bewegt sich das Bewegungselement mit dem Außenwischer mit und reinigt dabei einen Bereich der Innenseite der Scheibe.
• Der Nachteil dieses Innenscheibenwischers besteht darin, dass er nicht frei auf der Scheibe beweglich ist, sondern nur den Bewegungen des Außenscheibenwischers folgen kann. Dadurch existieren Bereiche auf der Innenscheibe, die nicht gereinigt werden können. Die Säuberung des Reinigungselements ist zudem sehr umständlich, da das Reinigungselement zunächst von der Innenscheibe entfernt werden und dann an einem anderen Ort manuell gereinigt werden muss.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Reinigung einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, das ausgewählte Bereiche der Scheibe zuverlässig, automatisiert und autonom reinigt.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 16 gelöst.
• Danach wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Bewegungseinheit mit einem oder mehreren Reinigungselementen umfasst, welche sich mittels einer darin integrierten Antriebseinheit autonom auf der Scheibe fortbewegen kann. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, die neben dem Ein-/Ausschalten und der Geschwindigkeitssteuerung der Bewegungseinheit auch deren Bahnsteuerung übernimmt.
• Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem oben dargestellten Innenwischer besteht darin, dass sie unabhängig vom Außenwischer betrieben wird und daher Flexibilität gewährleistet und gezielt eingesetzt werden kann, um bestimmte Bereiche der Scheibe zu überfahren und somit zu reinigen.
• Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine fest mit der Karosserie verbundene Serviceeinheit zur Aufbewahrung der Bewegungseinheit sowie zur Reinigung der Reinigungselemente. So besitzt die Bewegungseinheit immer eine feste Ausgangsposition, wenn sie sich nicht innerhalb eines Reinigungsvorgangs befindet, und die in der Bewegungseinheit integrierten Reinigungselemente können automatisiert in regelmäßigen Abständen gereinigt werden, was seinerseits zur Reinheit der Scheibe beiträgt (Anspruch 2).
• Zweckmäßigerweise ist die Serviceeinheit im Innenraum des Kraftfahrzeugs unter einem Armaturenbrett befestigt. So wird eine Sichtbeeinträchtigung des Fahrers durch die Serviceeinheit beim Fahren vermieden (Anspruch 3).
• In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Antriebseinheit aus einem Motor und einem davon angetriebenen Laufgurt mit Saugfüßen. Auf diese Weise kann die Bewegungseinheit sich auf der geneigten Innenseite der Scheibe fortbewegen und sich dabei durch die Saugfüße sicher festhalten (Anspruch 4).
• In einer alternativen Ausführungsform ist die Bewegungseinheit zweigeteilt, wobei sich ein Außenteil außen auf der Scheibe und ein Innenteil innen auf der Scheibe befindet. Auf diese Weise kann die Scheibe gleichzeitig von beiden Seiten gereinigt werden (Anspruch 5).
• Im Falle einer zweigeteilten Ausführung der Bewegungseinheit ist es vorteilhaft, das Außenteil mit der Antriebseinheit zu versehen und das Innenteil durch ein Magnetfeld an das Außenteil zu koppeln. Auf diese Weise braucht das Innenteil nicht selbsttätig von innen an einer geneigten Fläche zu haften, sondern ist an das Außenteil gekoppelt, welches bei der Fortbewegung nicht gegen die Schwerkraft anarbeiten muss (Anspruch 6).
• Als eine im Außenteil angeordnete Antriebseinheit kann vorteilhaft ein Motor mit einem davon angetriebenen Laufgurt gewählt werden. Die Fortbewegung auf der Scheibe kann dann mit Hilfe von Rollen geschehen, so dass auf Saugfüße und deren Ansteuerung in diesem Fall verzichtet werden kann. Durch diese Auslegung wird die Vorrichtung konstruktiv stark vereinfacht (Anspruch 7).
• In dieser zweiteiligen Ausgestaltung der Bewegungseinheit ist zweckmäßigerweise auch die Serviceeinheit zweigeteilt: Sie ist so am unteren Rand der Scheibe positioniert, dass sie von außen von der Motorhaube umschlossen wird und von innen unter dem Armaturenbrett befestigt ist. So ist die Bewegungseinheit zwischen zwei Reinigungsvorgängen vor Diebstahl geschützt. Ferner können so auch die Teile der Scheibe, die von einem Scheibenwischer nicht erfasst werden, gereinigt werden, was dem Fahrer eine freie Rundumsicht erlaubt (Anspruch 8).
• Vorteilhafterweise dient im ungeteilten wie im geteilten Fall als Motor ein Elektromotor zum Antrieb des Laufgurts. Dies bietet den Vorteil einer kompakten Bauweise bei hoher Leistungsdichte. Ferner steht elektrische Energie im Kraftfahrzeug sowieso zur Verfügung (Anspruch 9).
• Weiterhin ist eine einfache Energieversorgung über einen in der Bewegungseinheit vorgesehenen Energiespeicher, z. B. eine Batterie möglich, die in der mit einer Energiequelle verbundenen Servicestation nach jedem Reinigungsvorgang aufgeladen werden kann. Auf diese Weise ist nur eine Verkabelung der Serviceeinheit notwendig, so dass sich die Bewegungseinheit ohne störende Kabel frei über die Scheibe bewegen kann (Ansprüche 10 und 11).
• Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Schmutzsensor, der den Verschmutzungsgrad der Scheibe überprüft. Ein solcher Sensor ist z. B. aus der DE 39 23 281 A1 bekannt, wo er als optoelektronischer Sensor ausgeführt ist. So kann ein kostensparender und batterieschonender Betrieb der Vorrichtung gewährleistet werden, indem der Reinigungsvorgang erst dann gestartet wird, wenn die Scheibe auch wirklich schmutzig ist. Weiterhin eröffnet ein Schmutzsensor die Möglichkeit, selektiv nur verschmutzte Bereiche der Scheibe zu reinigen (Ansprüche 12 und 13).
• Es ist vorteilhaft, als Werkstoff für die Reinigungselemente einen Mikrofaser-Werkstoff zu wählen. So kann bei der Reinigung der Scheibe auf zusätzliches Reinigungsmittel verzichtet werden, es ist lediglich klares Wasser erforderlich (Anspruch 14).
• Vorteilhafterweise sind die Reinigungselemente gegenüber der Bewegungseinheit beweglich gelagert. So kann durch mechanische Reinigung die Güte des Reinigungsvorgangs erheblich gesteigert werden (Anspruch 15).
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Scheibenreinigung läuft so ab, dass die Steuereinheit zunächst von extern freigegeben wird, damit ein Reinigungsvorgang prinzipiell möglich ist. Dann wird seitens der Steuereinheit geprüft, ob die Bewegungseinheit losfahren soll. Ist das der Fall, so reinigt die Bewegungseinheit die Scheibe von der Innenseite oder von beiden Seiten gleichzeitig, indem sie sich über die gesamte Scheibenfläche oder bestimmte Bereiche der Scheibe bewegt. Anschließend fährt die Bewegungseinheit in eine definierte Ausgangsposition zurück. Dann wird die obige Abfrage nochmals durchgeführt und die Reinigung wird gegebenenfalls wiederholt. Ein Abbruch erfolgt bei negativer Abfrage (Anspruch 16).
• Zweckmäßigerweise befindet sich die Ausgangsposition der Bewegungseinheit in der Serviceeinheit. So ist sie vor Diebstahl und Witterungseinflüssen geschützt (Anspruch 17).
• Vorteilhafterweise dient Flüssigkeit aus der Scheibenwaschanlage zur Reinigung der Scheibe oder der Reinigungselemente. Somit kann die Vorrichtung durch den Zugriff auf bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Bauteile vereinfacht werden (Anspruch 18).
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei der Abfrage der Verschmutzungsgrad der Scheibe mit Hilfe eines Schmutzsensors überprüft werden. Dies ermöglicht einen energiesparenden, dabei jedoch maximale Sauberkeit gewährleistenden Reinigungsprozess (Anspruch 19).
• Weiterhin kann die Steuerung der Bewegungseinheit mit Hilfe eines Wegerkennungssensors erfolgen. So kann das Verfahren zur Scheibenreinigung mit hoher Prozesssicherheit durchgeführt werden, da ein Störungsfall erkannt wird und die Ausgabe einer Meldung an den Fahrer oder ein Eingriff erfolgen kann (Anspruch 20).
• Zweckmäßigerweise folgt die Bewegungseinheit während des Reinigungsvorgangs einer festgelegten, mäanderförmig von oben nach unten über die Scheibe führenden Bahn. Dies ist insofern sinnvoll, als dabei auf einer definierten Bahn schnell und zuverlässig die gesamte Scheibenfläche oder der verschmutzte Bereich der Scheibe überstrichen wird (Ansprüch 21).
• Fehler bei der automatisierten Durchführung des Verfahrens können vermieden werden, wenn die Freigabe der Steuereinheit nur dann erfolgt, wenn das Fahrzeug zum Parken abgestellt ist. So wird ein störender Betrieb während der Fahrt verhindert und es findet keinerlei Beeinträchtigung der Fahrsicherheit durch den Reinigungsvorgang statt (Anspruch 22).
• Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor.
• In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
• Fig. 1 die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Kraftfahrzeug,
• Fig. 2 eine Ausführungsform der Bewegungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Reinigung der Innenseite einer Scheibe,
• Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Bewegungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der beidseitigen Reinigung einer Scheibe,
• Fig. 4 den schematischen Ablauf des Reinigungsverfahrens sowie
• Fig. 5 die Bewegungseinheit während der Reinigung der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs.
• Fig. 1 zeigt die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Reinigung einer Scheibe 2, in diesem Fall einer Windschutzscheibe 3, eines Kraftfahrzeugs 4. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Bewegungseinheit 5, welche auf der Scheibe 2 frei bewegbar ist, eine Serviceeinheit 6, die mit einer Karosserie 7 des Kraftfahrzeugs 4 verbunden ist, eine im Motorraum angeordnete Steuereinheit 8 sowie einen Schmutzsensor 9. Die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung und deren Funktionen werden im Folgenden genauer erläutert.
• Fig. 2 zeigt eine Detaildarstellung der Bewegungseinheit 5 aus Fig. 1 in einer Schnittdarstellung. Die Bewegungseinheit 5 befindet sich auf der Innenseite 10 der Scheibe 2. Zu erkennen ist ein halbkugelförmiges äußeres Gehäuse 11. Innerhalb des Gehäuses 11 befindet sich eine Antriebseinheit 12, die in diesem Fall einen Motor 13, vorzugsweise einen Elektromotor 14, und einen von dem Motor 13 angetriebenen Laufgurt 15 umfasst. Der Laufgurt 15 ist mit mehreren gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Saugfüßen 16 ausgerüstet, die eine Haftung der Bewegungseinheit 5 auf der Innenseite 10 der Scheibe 2 ermöglichen. Neben dem Motor 13 befindet sich ein Energiespeicher 17, der bei Verwendung eines Elektromotors 14 eine Batterie 18 sein kann und zur Energieversorgung des Motors 13 dient. Weiterhin sind mehrere Reinigungselemente 19 in die Bewegungseinheit 5 integriert, die in diesem Fall aus Bürsten 20 bestehen, die in Kontakt mit der Innenseite 10 der Scheibe 2 stehen. Neben den hier dargestellten fest mit dem Gehäuse 11 verbundenen Bürsten 20 ist es möglich, Reinigungselemente 19 vorzusehen, die eine Relativbewegung zum Gehäuse 11 durchführen, also z. B. um ihre eigene Achse 21 rotieren.
• Mit dem Gehäuse 11 ist ferner in dieser Ausführungsform ein Wegerkennungssensor 22 verbunden, der Informationen über die aktuelle Position der Bewegungseinheit 5 auf der Scheibe 2 aufnimmt und an die Steuereinheit 8 weiterleitet.
• Während die in Fig. 2 dargestellte einteilige Ausführungsform der Bewegungseinheit 5 zur Reinigung der Innenseite 10 der Scheibe 2 eingesetzt wird, dient eine alternative Ausführungsform der Bewegungseinheit 5 zur gleichzeitigen Reinigung von Innenseite 10 und Außenseite 23 der Scheibe 2. Eine Schnittdarstellung dieser alternativen Ausführungsform zeigt Fig. 3. Hier ist die Bewegungseinheit 5 in zwei Teile geteilt, in ein Innenteil 24, das sich auf der Innenseite 10 der Scheibe 2 befindet, und ein Außenteil 25, das auf der Außenseite 23 der Scheibe 2 bewegbar ist. Das Außenteil 25 umfasst ein Außengehäuse 26 und die darin integrierte Antriebseinheit 12, die wieder den Motor 13 und den davon angetriebenen Laufgurt 15 umfasst. Der Laufgurt 15 besteht aus einem Werkstoff, der eine hohe Haftreibung auf der Scheibe 2 gewährleistet, damit die Bewegungseinheit 5 nicht von der Scheibe 2 abrutschen oder gar abfallen kann. Vorteilhaft ist hier insbesondere ein Gummi-Werkstoff.
• In dieser zweigeteilten Variante muss der Laufgurt 15 keine Saugfüße 16 besitzen, da die Bewegungseinheit 5 durch die Neigung der Scheibe 2 in ihrer Position gehalten wird. Auch der Energiespeicher 17 ist im Außenteil 25 angeordnet, in der Nähe des Motors 13. Am Außengehäuse 26 ist ein Anschlusselement 27 zum Andocken an die Serviceeinheit 6 angeordnet. Das Anschlusselement 27 kann jedoch auch am Innenteil 24 angebracht sein. Die Lage des Anschlusselements 27 ist durch die Stelle festgelegt, an der sich in der Serviceeinheit 6 die Energieversorgung für den Energiespeicher 17 für die Antriebseinheit 12 befindet.
• Das Innenteil 24 umfasst ein Innengehäuse 28, das näherungsweise die gleiche Geometrie wie das Außengehäuse 26 aufweist. Es ist durch ein Magnetfeld an das Außenteil 25 gekoppelt, so dass das Innenteil 24 einer Bewegung des Außenteils 25 automatisch folgt. Das Magnetfeld wird in diesem Beispiel durch zwei im Randbereich des Außenteils 25 angeordnete Magnete 44 erzeugt. Auf der Gegenseite sind im Randbereich des Innenteils 24 Gegenkörper 45 aus einem ferromagnetischen Material angeordnet, die näherungsweise die gleiche Oberfläche wie die Magnete 44 besitzen. Denkbar sind auch Gegenkörper 45, die ebenfalls als Magnete ausgebildet sind. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Elektromagneten 46, die von der Steuereinheit 8 mit Hilfe der von der Batterie 18 gelieferten Energie elektrisch ein- und ausschaltbar sind.
• Der Kontakt des Innenteils 24 zur Scheibe 2 sowie dessen Bewegung auf der Scheibe 2 erfolgt durch Rollen 29, die mit dem Innengehäuse 28 verbunden sind. Außenteil 25 wie Innenteil 24 besitzen auf der Scheibe 2 anliegende Reinigungselemente 19, die hier beispielhaft in Form von Lappen 30 ausgeführt sind.
• Die Steuereinheit 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Motorraum des Kraftfahrzeugs 4 angeordnet. Sie kann ein eigenständiges Gerät zur Steuerung der Bewegungseinheit 5 sein; die Steuereinheit 8 kann aber auch als ein software- oder hardwaremäßiger Teil einer übergeordneten Steuereinheit, die auch andere Funktionen steuert, beispielsweise des zentralen Steuergerätes für das gesamte Kraftfahrzeug 4 ausgeführt sein. Die Kommunikation zwischen Steuereinheit 8 und Bewegungseinheit 5 kann auf unterschiedliche Arten erfolgen: Zum einen ist es möglich, dass die Steuereinheit 8 mit einem Kabel mit der Serviceeinheit 6 verbunden ist, die dann ihrerseits wieder neben der im weiter unten beschriebenen Leitung zur Energieversorgung auch eine Datenleitung zur Bewegungseinheit 5 aufweist. Es ist zum anderen auch denkbar, eine oder gar beide dieser Verbindungen, Steuereinheit 8 - Serviceeinheit 6 und Serviceeinheit 6 - Bewegungseinheit 5, drahtlos, also z. B. als Funkverbindung auszuführen.
• In Fig. 4 ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen der Scheibe 2 eines Kraftfahrzeugs 4 mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung 1 schematisch an Hand eines Flussdiagramms 31 dargestellt. In Ergänzung dazu zeigt Fig. 5 die Bewegungseinheit 5 in der zweigeteilten Ausführungsform bei der beidseitigen Reinigung der Scheibe 2, vom Innenraum 32 des Kraftfahrzeugs 4 aus gesehen.
• Der erste Verfahrensschritt ist eine externe Freigabe 33 der Steuereinheit 8. Diese Freigabe 33 kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass das Kraftfahrzeug 4 zum Parken abgestellt wird, d. h. dadurch, dass der Motor des Kraftfahrzeugs 4 abgestellt wird und auch für eine gewisse Zeitdauer abgeschaltet bleibt. Die Freigabe 33 ist eine Grundvoraussetzung dafür, dass überhaupt mit dem Reinigungsvorgang begonnen werden kann.
• Im zweiten Schritt folgt eine Abfrage 34, ob die Bewegungseinheit 5 mit dem Reinigungsvorgang beginnen kann. Diese Abfrage 34 kann verschiedene Inhalte haben. Zum einen kann eine manuelle Anforderung seitens des Fahrers (z. B. durch Betätigung eines Knopfes 35 im Innenraum 32) abgefragt werden, zum anderen kann abgefragt werden, ob ein bestimmtes definiertes Zeitintervall seit dem letzten Reinigungsvorgang verstrichen ist. Ferner kann in die Abfrage 34 eine Unterabfrage 36 darüber einbezogen werden, wie hoch der Verschmutzungsgrad der Scheibe 2 ist. Diese Information wird über den Schmutzsensor 9 gewonnen. Übersteigt der Verschmutzungsgrad einen bestimmten Schwellenwert, so wird die Unterabfrage 36 positiv beantwortet. Wird die Abfrage 34 sowie die Unterabfrage 36 negativ beschieden, so wird kein Reinigungsvorgang durchgeführt und das Verfahren ist beendet. Bis zur nächsten Freigabe 33 der Steuereinheit 8 bleibt die Vorrichtung 1 inaktiv.
• Fällt die Abfrage 34 jedoch positiv aus, so werden im nächsten Verfahrensschritt die verschmutzten Bereiche 37 der Scheibe 2 genauer bestimmt. Dies erfolgt wieder mit Hilfe des Schmutzsensors 9. Besitzt die Vorrichtung 1 keinen Schmutzsensor 9, so wird immer eine Reinigung der gesamten Fläche 38 der Scheibe 2 durchgeführt.
• Im nun folgenden Verfahrensschritt verlässt die Bewegungseinheit 5 ihre Ausgangsposition, in der sie sich vor Beginn des Reinigungsvorgangs befunden hat. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel die Serviceeinheit 6, die sich am unteren Rand 39 der Scheibe 2 befindet und fest mit der Karosserie 7 bzw. innen mit dem Armaturenbrett 40 und außen mit der Motorhaube 41 verbunden ist.
• Nun führt die Bewegungseinheit 5 die Reinigung der Scheibe 2 durch, indem sie die verschmutzten Bereiche 37 der Scheibe 2 durch Überstreichen dieser Bereiche 37 mit den Reinigungselementen 19 säubert. Die Bahn 42 der Bewegungseinheit 5 wird dabei von dem Wegerkennungssensor 22 erfasst und durch die Steuereinheit 8 gesteuert. Vorteilhaft ist eine mäanderförmig von oben nach unten über die Scheibe 2 laufende Bahn 42. Der Wegerkennungssensor 22 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, in die Bewegungseinheit 5 integriert. Bei einem in die Bewegungseinheit 5 integrierten Wegerkennungssensor 22 handelt es sich beispielsweise um ein System aus einem Infrarot- oder Ultraschall-Sender und einem dazugehörigen Empfänger. Weiterhin kann der Wegerkennungssensor 22 an der Karosserie 7 oder im Innenraum 32 befestigt und z. B. als Kamera ausgeführt sein.
• Ist kein Wegerkennungssensor 22 vorhanden, so muss durch eine andere Maßnahme die Orientierung der Bewegungseinheit 5 auf der Scheibe 2 sichergestellt werden. Dies erfolgt zum Beispiel dadurch, dass die Bewegungseinheit 5 einem geraden Kurs über die Scheibe 2 immer so lange folgt, bis sie an einem Rand 39 der Scheibe 2 anstößt und daraus ihren neuen Kurs bestimmt. Ein Anstoßen am Rand 39 der Scheibe 2 kann dabei durch die Antriebseinheit 12 sensiert werden.
• Reinigungsvorgänge, bei denen ein autonom bewegbares Reinigungsgerät auf einer optimalen, zum Beispiel spiralförmigen Bahn mit Hilfe von Wegerkennungssensoren über eine Fläche zum Zwecke deren Reinigung geführt wird, sind bereits bekannt. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die GB 2 344 900 A, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
• Nachdem die verschmutzten Bereiche 37 überstrichen wurden, fährt die Bewegungseinheit 5 in die Ausgangsposition bzw. in die Serviceeinheit 6 zurück.
• Der nächste Verfahrensschritt ist die erneute Durchführung der Abfrage 34, ob die Bewegungseinheit 5 aktiv werden soll. Diese erneute Durchführung erfolgt analog zur oben beschriebenen ersten Abfrage 34. Wird sie oder die Unterabfrage 36 wieder positiv beantwortet, weil z. B. der Verschmutzungsgrad der Scheibe 2 immer noch zu hoch ist, wird der Vorgang des Reinigens wieder durchgeführt wie oben beschrieben. Die Wiederholung des Reinigungsvorgangs erfolgt so lange, bis die Abfrage 34 ein negatives Ergebnis liefert.
• Nun befindet sich die Bewegungseinheit 5 wieder in der Serviceeinheit 6, und die Reinigungselemente 19 werden gesäubert. Zur Reinigung kann das in einer Scheibenreinigungsanlage 43 des Kraftfahrzeugs 4 vorhandene Wasser verwendet werden. Die Säuberung der Reinigungselemente 19 erfolgt, indem die Bewegungseinheit 5 für einen gewissen Zeitraum vollständig mit Wasser durchspült wird. Alternativ kann das Wasser durch in der Serviceeinheit 6 vorgesehene Düsen gezielt mit höherem Druck auf die Reinigungselemente 19 gesprüht werden. Das überschüssige Wasser läuft danach in die Serviceeinheit 6 und weiter unter die Motorhaube 41 ab oder wird - wenn nur eine einteilige Bewegungseinheit 5 verwendet wird - durch einen Schlauch aus dem Innenraum 32 des Kraftfahrzeugs 4 abgeführt.
• Handelt es sich um die zweigeteilte Ausführungsform der Bewegungseinheit 5 mit einem oder mehreren Elektromagneten 46, so wird nach Eintritt der Bewegungseinheit 5 in die Serviceeinheit 6 automatisch der Elektromagnet 46 und somit das Magnetfeld zwischen Außenteil 25 und Innenteil 24 ausgeschaltet, so dass die beiden Teile ein Stück von der Scheibe 2 wegklappen. Auf diese Weise wird die Säuberung der Reinigungselemente 19 erleichtert.
• Weiterhin kann zu diesem Zeitpunkt die in der Bewegungseinheit 5 befindliche Batterie 18 wieder aufgeladen werden. Dies erfolgt durch eine elektrische Verbindung zwischen Bewegungseinheit 5 und Serviceeinheit 6 über das Anschlusselement 27. Die Serviceeinheit 6 ist zu diesem Zweck mit einer Energiequelle verbunden. Dies ist vorteilhafterweise die Batterie des Kraftfahrzeugs 4.
• Nach diesem Verfahrensschritt ist das Reinigungsverfahren beendet.
• Alle oben beschriebenen im Laufe des Verfahrens anfallenden Abfragen und Steuervorgänge werden von der Steuereinheit 8 durchgeführt und überwacht.
• Während des Reinigungsverfahrens ist es zu jedem Zeitpunkt möglich, durch einen manuellen Eingriff des Fahrers die Reinigung abzubrechen, unabhängig davon, in welchem Verfahrensschritt die Vorrichtung 1 sich gerade befindet. Dieser Eingriff kann beispielsweise über den Knopf 35 im Innenraum 32 des Kraftfahrzeugs 4 erfolgen. So ist ein sicherer Betrieb der Vorrichtung 1 ohne Behinderung für den Fahrer gewährleistet. Weiterhin wird im Fehlerfall immer ein sicherer Betriebszustand herbeigeführt, indem beim Auftreten eines Fehlers die Bewegungseinheit 5 in eine definierte Position bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich wird der Fahrer über das Auftreten eines Fehlers informiert.
• Die Vorrichtung 1 und das Verfahren zum Reinigen der Scheibe 2 eines Kraftfahrzeugs 4 sind nicht beschränkt auf die oben dargestellten Ausführungsbeispiele.
• Das Gehäuse 11 muss nicht die oben dargestellte halbkugelförmige Geometrie besitzen. Auch andere Geometrien, z. B. eine quaderförmige, sind je nach Anwendungsfall denkbar.
• Ferner muss das Verfahren nicht zur Reinigung der Windschutzscheibe 3 eingesetzt werden. Auch die anderen Kraftfahrzeugscheiben, vor allem die Heckscheibe, eignen sich für einen Reinigungsverfahren mit Hilfe der Vorrichtung 1. Hier können z. B. die in die Scheibe 2 eingelassenen Heizdrähte zur Orientierung der Bewegungseinheit 5 verwendet werden.
• Die Reinigungselemente 19 müssen nicht wie in den beiden Ausführungsbeispielen Bürsten 20 oder Lappen 30 sein. Auch Flüssigkeits-Abstreifer können beispielsweise eingesetzt werden oder eine Kombination verschiedener Reinigungselemente 19. Weiterhin können die Reinigungselemente 19 aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Besonders günstig sind Mikrofaser- Werkstoffe, die eine Scheibenreinigung nur mit klarem Wasser ohne den Zusatz von Reinigungsmitteln ermöglichen.
• Neben der hier dargestellten drahtlosen Ausführungsform, in der die Energieversorgung der Antriebseinheit 12 direkt durch den in die Antriebseinheit 12 integrierten Energiespeicher 17 erfolgt, ist es auch denkbar, dass der Motor 13 mit einer in der Karosserie 7 angebrachten Energieversorgung durch ein Kabel verbunden ist, welches so bemessen ist, dass die Bewegungseinheit 5 sich frei auf der gesamten Fläche 38 der Scheibe 2 bewegen kann.
• Weiterhin kann die Einbaulage der Bestandteile der Vorrichtung 1 von der oben dargestellten abweichen. Beispielsweise die Steuereinheit 8 kann an jedem beliebigen Ort innerhalb des Kraftfahrzeugs 4 angebracht sein.
• Die Anordnung sowie die Anzahl der Magnete 44 oder Elektromagnete 46 kann von dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. Es ist z. B. möglich, mehrere über den Umfang der Bewegungseinheit 5 verteilte Magnete 44 oder Elektromagnete 46 und entsprechende Gegenkörper 45 vorzusehen.
• Ferner ist eine andere Ausgestaltung der Antriebseinheit 12 denkbar, z. B. eine Fortbewegung der Bewegungseinheit 5 mittels rotierender Kugeln oder Laufrädern.
• In der zweigeteilten Ausführungsform der Bewegungseinheit 5 ist es weiterhin denkbar, dass sich die Antriebseinheit 12 nicht im Außenteil 25 der Bewegungseinheit 5 befindet; sie kann alternativ auch in das Innenteil 24 der Bewegungseinheit 5 integriert werden.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Reinigung einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs umfassend
eine Antriebseinheit,
eine Bewegungseinheit, die auf der Scheibe bewegbar ist,
eine Steuereinheit sowie
wenigstens ein in die Bewegungseinheit integriertes Reinigungselement,
dadurch gekennzeichnet,
dass
die Bewegungseinheit (5) autonom auf der Scheibe (2) bewegbar ist,
die Antriebseinheit (12) in die Bewegungseinheit (5) integriert ist sowie
die Steuereinheit (8) die Bahnsteuerung der Bewegungseinheit (5) vornimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine fest mit einer Karosserie (7) des Kraftfahrzeugs (4) verbundene Serviceeinheit (6) umfasst, die zur Aufbewahrung der Bewegungseinheit (5) sowie zur Reinigung der Reinigungselemente (19) dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Serviceeinheit (6) unter einem Armaturenbrett (40) des Kraftfahrzeugs (4) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12) einen Motor (13) und einen davon angetriebenen Laufgurt (15) mit Saugfüßen (16) umfasst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (5) zweigeteilt ist mit einem Außenteil (25) und einem. Innenteil (24), die sich auf unterschiedlichen Seiten der Scheibe (2) befinden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12) in das Außenteil (25) integriert und das Innenteil (24) durch ein Magnetfeld an das Außenteil (25) gekoppelt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12) den Motor (13) mit dem davon angetriebenen Laufgurt (15) umfasst und sowohl Innenteil (24) als auch Außenteil (25) mit Rollen (29) zur Bewegung auf der Scheibe (2) versehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Serviceeinheit (6) aus zwei Teilen besteht, wobei ein Teil außen am unteren Rand (39) der Scheibe (2) unter der Motorhaube (41) und der andere Teil unter dem Armaturenbrett (40) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (13) ein Elektromotor (14) ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bewegungseinheit (5) ein Energiespeicher (17) zur Energieversorgung der Antriebseinheit (12) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Serviceeinheit (6) mit einer Energiequelle verbunden ist, die den Energiespeicher (17) der Bewegungseinheit (5) auflädt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Schmutzsensor (9) zur Überprüfung des Verschmutzungsgrades der Scheibe (2) umfasst.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Schmutzsensor (9) ein optoelektronischer Sensor verwendet wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungselemente (19) aus einem Mikrofaser-Werkstoff bestehen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungselemente (19) gegenüber der Bewegungseinheit (5) beweglich gelagert sind.

16. Verfahren zur Reinigung einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe einer Vorrichtung, welche
eine autonom auf der Scheibe bewegbare Bewegungseinheit mit wenigstens einem darin integrierten Reinigungselement,
eine in die Bewegungseinheit integrierte Antriebseinheit sowie
eine Steuereinheit zur Bahnsteuerung, zum Ein-/Ausschalten und zur Steuerung der Geschwindigkeit der Bewegungseinheit
umfasst, mit den folgenden Verfahrensschritten:

a) eine Freigabe (33) der Steuereinheit (8) wird durchgeführt,

b) von der Steuereinheit (8) wird eine Abfrage (34) durchgeführt, ob die Bewegungseinheit (5) aktiv werden soll,

c) bei positiver Abfrage (34) wird die Bewegungseinheit (5) in ausgewählte Bereiche (37) der Scheibe (2) geleitet und reinigt diese,

d) die Bewegungseinheit (5) fährt in eine Ausgangsposition zurück,

e) die Schritte b) bis d) werden wiederholt, bis die Abfrage (34) negativ ausfällt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (5) sich in der Ausgangsposition in einer mit der Karosserie (7) verbundenen Serviceeinheit (6) befindet.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung der Scheibe (2) oder der Reinigungselemente (19) in der Serviceeinheit (6) Flüssigkeit aus einer Scheibenreinigungsanlage (43) des Kraftfahrzeugs (4) verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Abfrage (34) der Verschmutzungsgrad der Scheibe (2) mit Hilfe eines Schmutzsensors (9) geprüft wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Bewegungseinheit (5) mit Hilfe eines Wegerkennungssensors (22) gesteuert wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (5) durch die Steuereinheit (8) auf einer mäanderförmig von oben nach unten über die Scheibe (2) führenden Bahn (42) geführt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabe (33) der Steuereinheit (8) dadurch erfolgt, dass das Kraftfahrzeug (4) zum Parken abgestellt wird.