ITMI990616A1

ITMI990616A1 - Sensore di pioggia

Info

Publication number: ITMI990616A1
Authority: IT
Inventors: Gebhard Michenfelder; Guenther Riehl; Manfred Burkart; Klaus Roth
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-09-25
Also published as: FR2777353A1; IT1312152B1; FR2777353B1

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un sensore di pioggia con le caratteristiche menzionate nel preambolo della rivendicazione 1.

Stato della tecnica

Sono già noti dei dispositivi tergicristallo per parabrezza di autoveicoli, in cui il comando dei tergicristallo non avviene solo attraverso una comune leva a braccio snodato, ma anche attraverso un sensore ottico della pioggia. Il sensore ottico della pioggia comprende in genere una fonte luminosa, la cui radiazione elettromagnetica viene riflessa in modo differente dal parabrezza, a seconda della patina di umidità sul parabrezza. La parte riflessa viene rilevata per mezzo di un fotoelemento, per cui è possibile approntare un segnale d'uscita del sensore di pioggia corrispondente alla patina di umidità. Questi segnali d'uscita possono essere valutati ed impiegati per il comando dei tergicristallo in modo tale, per cui viene variato sia l'inserimento, che la velocità di tergitura in base alla quantità di pioggia misurata.

I noti sensori di pioggia vengono in genere applicati internamente al parabrezza, preferibilmente dietro ad uno specchio retrovisore. Per il fissaggio vengono impiegate per esempio delle gambette di metallo incollate. Sono inoltre noti anche dei fissaggi attraverso un telaio supplementare che viene dapprima collegato con il parabrezza o poi inserito a pressione nella scatola del sensore dì pioggia.

Vantaggi dell'invenzione

Il sensore di pioggia secondo l'invenzione con le caratteristiche menzionate nella rivendicazione 1 presenta in particolare il vantaggio che in sostanza sono necessari solo tre parti singole per la sua costruzione. Il sensore di pioggia è costituito in sostanza da una scatola di sensore con un innesto integrato, da cui vengono condotte fuori le linee elettriche per il collegamento con un'unità elaboratrice inserita a valle, da una piastra portacircuito ovvero da una piastrina nonché da un corpo fotoconduttivo che dispone già di tutte le necessarie strutture a lente. In questo modo viene messo a disposizione un sensore di pioggia economico, molto compatto e di semplice montaggio. Inoltre il sensore di pioggia può essere fabbricato in poche fasi di montaggio, per cui esso è economicamente fabbricabile in produzioni di massa.

Mediante il montaggio di tutti i componenti elettronici ed optoelettronici necessari su una piastrina comune, preferibilmente con sistema di montaggio dei componenti in superficie (tecnica SMD), è possibile realizzare dei sensori molto compatti che possono essere montati inoltre senza problemi nell'autoveicolo. In questo modo, un tale sensore di pioggia può essere eseguito notevolmente più compatto rispetto a noti sensori di pioggia ed essere montati come questi ultimi per esempio dietro ad uno specchio retrovisore interno sul lato interno del parabrezza. Grazie alla costruzione modulare e molto compatta, i produttori di autoveicoli, quali principali acquirenti di tali sensori di pioggia, sono in grado di eseguire un montaggio semplice e rapido e quindi economico che può essere inoltre automatizzato senza problemi.

Un segnale d'uscita del sensore di pioggia secondo l'invenzione può essere impiegato in modo vantaggioso per il pilotaggio di un dispositivo a tergicristallo e/o dell'illuminazione veicolare. Nel caso di una pioggia più intensa o di nebbia, può risultare sensato inserire automaticamente dei proiettori fendinebbia supplementari.

In una realizzazione vantaggiosa dell'invenzione, oltre al sensore di pioggia può essere integrato anche un sensore di luminosità per la luce ambiente, il quale fornisce un segnale influenzato ampiamente dalla luce diurna e di conseguenza presenta un cono d'apertura relativamente largo e rivolto verso l'alto per la luce incidente. È inoltre vantaggioso il fatto che il sensore di luminosità sia sensibile alla percentuale di luce ultravioletta, come quella presente nella luce solare, non tuttavia nella luce artificiale. In questo modo è possibile evitare un innesco erroneo provocato da un'intensa luce artificiale, per esempio durante i tragitti in galleria.

La focalizzazione della luce incidente può avvenire in modo vantaggioso mediante un corpo fotoconduttivo, il quale può fungere nel contempo quale piastra di base per la scatola del sensore. Un tale corpo fotoconduttivo può per esempio essere realizzato da una materia plastica come il PMMA (polimetilmetacrilato) nell'ambito di un procedimento di stampaggio ad iniezione, laddove nel processo di stampaggio sono facilmente realizzabili delle strutture ottiche come delle lenti convesse. Utilizzando la luce ad infrarossi per il funzionamento del sensore di pioggia risulta vantaggioso il fatto di realizzare il corpo fotoconduttivo con del PMMA nero e prevedere in materia plastica chiara solo il passaggio della luce per il sensore della luce ambiente. Ciò può essere realizzato per esempio mediante elaborazione attraverso un cosiddetto procedimento di iniezione a due colori od anche mediante una combinazione di due parti monocromatiche di materia plastica, per esempio mediante incollaggio o saldatura.

Il collegamento al parabrezza essere realizzato con un telaio sul parabrezza ed una scatola di sensore aggraffata al suo interno od anche in modo molto semplice mediante una foglia trasparente biadesiva.

Ulteriori realizzazioni vantaggiose dell'invenzione risultano dalle ulteriori caratteristiche citate nelle sottorivendicazioni.

Disegni

L'invenzione verrà a seguito descritta più dettagliatamente con riferimento a degli esempi esecutivi illustrati nei disegni, nei quali :

la fig. 1a illustra una vista laterale schematica di un sensore di pioggia secondo 1'invenzione,

la fig. 1b illustra una vista da sopra schematica su un sensore di pioggia corrispondentemente alla fig. 1,

la fig. 2 illustra una vista in sezione schematica del sensore di pioggia secondo l'invenzione in una rappresentazione esplosa,

la fig. 3a illustra una forma esecutiva alternativa del sensore di pioggia secondo l'invenzione in una vista in sezione schematica,

la fig. 3b illustra il sensore di pioggia secondo la fig. 3a in una vista da sopra e

- la fig. 4 illustra il corpo fotoconduttivo in una rappresentazione prospettica.

Descrizione degli esempi esecutivi

La fig. 1 a illustra in una vista laterale schematica un sensore di pioggia 4 secondo l'invenzione, il quale è fissabile internamente al un parabrezza 2 di un autoveicolo. Il montaggio del sensore di pioggia 4 dietro al parabrezza 2 può avvenire per esempio mediante incollatura all'altezza di uno specchio retrovisore interno .non meglio illustrato. Nel caso di un posizionamento dietro allo specchio retrovisore non viene impedita la visuale al guidatore. I componenti elettronici ed optoelettronici del sensore di pioggia 4 sono circondati da una scatola 6 che non lascia passare la luce verso l'interno, vale a dire verso l'abitacolo. Il lato inferiore della scatola che forma un collegamento superficiale con il parabrezza 2, rappresenta un corpo fotoconduttivo 10, in cui sono alloggiate tutte le strutture ottiche necessarie per il funzionamento. Ciò può per esempio avvenire mediante un procedimento di stampaggio ad iniezione di un'adatta materia plastica otticamente trasparente. Per l'accoppiamento ottico del sensore di pioggia 4 con il parabrezza, il corpo fotoconduttivo 10 è collegato con il parabrezza 2 attraverso una foglia trasparente 36 bilateralmente autoadesiva.

La fig. 1 illustra una vista da sopra schematica sul sensore di pioggia 4 corrispondentemente alla fig. la. In questo caso è riconoscibile un innesto 38 per il collegamento elettrico ad un'unità elaboratrice inserita a valle non meglio illustrata. Quest'ultima, con riferimento ai segnali forniti dal sensore di pioggia 4, può pilotare selettivamente un dispositivo tergicristallo e/o un’illuminazione veicolare. L'innesto 18 è integrato con l'involucro 6, vale a dire che è realizzato quale un'unità costruttiva. La scatola 6 e l'innesto 18 possono essere per esempio formati da una parte stampata ad iniezione di materia plastica quale scatola d'innesto separata. L'innesto 38, a seconda della forma esecutiva, può presentare quattro o per esempio otto perni d'innesto che sporgono in una piastrina montata nella scatola 6 e sono ivi compresse o saldate per stabilire un collegamento elettrico.

La fig. 2 illustra una vista schematica esplosa in sezione del sensore di pioggia 4 secondo l'invenzione. Nella scatola 6 a forma di tazza che in questa figura è aperta verso il basso, una piastrina 8 è alloggiabile contro un gradino 14 all'interno della scatola 6, sulla quale sono montati i componenti elettronici ed optoelettronici , per esempio con tecnica di montaggio SMD (surface mounted device). Per fissare la piastrina 8 in modo univoco nella scatola 6, essa è appoggiata contro il gradino 14 nella scatola, dopo che è stata premuta all'atto dell'alloggiamento sopra la scanalatura 12 estendentesi tutt'intorno. Essa sostiene la piastrina 8 e le impedisce di cadere verso il basso. Inoltre, sono riconoscibili i perni d'innesto 16 sporgenti verso l'interno nella scatola 6, i quali vengono per esempio collegati con una brasatura parziale o simili con le adatte linee conduttrici della piastrina 8. È anche possibile una collegamento a pressione conduttivo. Con la sua altra estremità 16b, i perni d'innesto sono contattabili con connettore ad innesto per la connessione di linea di un'unità elaboratrice inserita a valle.

Quale parte costruttiva si necessita per esempio di un diodo luminescente ovvero LED 15 montato sul lato superiore della piastrina 8 che emette della luce visibile od infrarossa sotto forma di un raggio di luce orientato. Il raggio di luce cade ad àngolo acuto sul parabrezza 2 e viene in genere riflesso completamente a causa del suo indice di rifrazione sulla sua superficie limite esterna verso l'aria, cadendo quasi completamente quale parte riflessa su un fotodiodo che è montato in un punto opportuno sul lato superiore della piastrina 8. Se nel punto della riflessione del raggio di luce è presente una goccia d'acqua esternamente sul parabrezza 2, sulla superficie limite esterna del cristallo verso l'aria ne risulta un comportamento di rifrazione alterato, per cui il raggio di luce non viene completamente riflesso sulla superficie limite, ma si forma una parte diffusa che fuoriesce all'esterno. Il segnale che viene indebolito in questo modo della parte riflessa può essere rilevato dal fotodiodo ed essere elaborato quantitativamente e quindi riconosciuto come patina di umidità ovvero come pioggia esternamente sul parabrezza 2 dell'autoveicolo.

La focalizzazione desiderata del raggio di luce ovvero della parte riflessa può essere ottenuta opportunamente mediante un corpo fotoconduttivo 10 opportunamente conformato e costituito da una materia plastica altamente trasparente ed ottimamente stampabile ad iniezione come per esempio il PMMA (polimetilmetacrilato), il quale forma nel contempo il lato di base della scatola 6 e risulta collegato superficialmente attraverso una foglia adesiva trasparente 36 con il parabrezza 2. Mediante un'apposita conformazione, preferibilmente nell'ambito di un procedimento ad iniezione, il corpo fotoconduttivo 10 può contenere delle strutture a forma di lenti che provvedono alla desiderata focalizzazione e riunione a fascio della luce emessa dal LED 15 come delle parti di luce rilevate dal fotodiodo.

Sulla piastrina 8 è inoltre disposto un sensore 22 della luce ambientale che può rilevare la luminosità della luce ambiente incidente dall’esterno attraverso il parabrezza 2 dell'autoveicolo e può generare un segnale di comando dipendente da ciò per un comando della luce automatico ovvero per una commutazione giorno/notte del comando del tergicristallo nell'autoveicolo. Opportunamente, il sensore 22 della luce ambiente 22 reagisce a particolari parti di luce ultravioletta presenti solo nella luce solare naturale, per evitare in questo modo un inserimento involontario dei proiettori veicolari in gallerie molto illuminate o in sottopassaggi con fonti luminose artificiali molto intense.

Nel caso dell'impiego di luce infrarossa per il sensore di pioggia 4, il corpo fotoconduttivo 10 può essere costituito per esempio di PMMA nera e contenere solo un piccolo punto per il sensore 22 della luce ambiente di materiale chiaro.

È inoltre riconoscibile la foglia adesiva trasparente 36 che stabilisce un collegamento superficiale con il parabrezza 2, laddove nella fig. 2 è riconoscibile una foglia di protezione 36 supplementare distaccabile sulla foglia adesiva trasparente 36. Dopo la rimozione di questa foglia di protezione 3, il sensore di pioggia 4 può essere incollato semplicemente sul punto desiderato sul parabrezza 2.

La fig. 3a illustra una forma esecutiva alternativa del sensore di pioggia 4 con una scatola 7 più piccola che è collegabile per mezzo di una molla di bloccaggio 24 con un telaio di fissaggio applicato preliminarmente sul parabrezza 2. Questo telaio di fissaggio può essere incollato sul parabrezza 2 per esempio già durante il processo di fabbricazione, il ché permette un montaggio del sensore di pioggia 4 all'atto dell'assiemaggio dell'autoveicolo mediante semplice compressione. La molla di bloccaggio 24 comprime la scatola con il sensore di pioggia 4 superficialmente contro il parabrezza 2. Onde evitare una fuoriuscita od uno scorrimento è riconoscìbile un ulteriore coperchio 26 che risulta scorrevole dall'esterno attraverso il telaio di fissaggio 28 ed avvolge il sensore di pioggia 4 con la molla di bloccaggio 24. Solo l'innesto 38 viene condotto all 'esterno.

La fig. 3b illustra il sensore di pioggia 4 corrispondentemente alla fig. 3a in una vista schematica da sopra, laddove le parti uguali a quelle delle precedenti figure sono munite dello stesso numero di riferimento e non verranno nuovamente descritte. È riconoscibile il coperchio 26 con innesto 38 guidato lateralmente all'esterno per il collegamento elettrico con un'elettronica elaboratrice non meglio illustrata.

La fig. 4 illustra una rappresentazione in prospettiva per evidenziare ancora il corpo fotoconduttivo 10 con le strutture 40 focalizzanti (lenti convesse) inserite al suo interno nell'ambito di un processo di stampaggio ad iniezione. Sono evidenti sul bordo esterno rispettivamente una scanalatura allungata 19, nella quale è possibile aggraffare un'adatta aletta 18 della scatola 6 (fig. 2), permettendo così un collegamento saldamente unito fra la scatola 6 inferiormente aperta ed il corpo fotoconduttivo 10 formante il coperchio inferiore della scatola .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sensore di pioggia, in particolare per autoveicoli, con un percorso di misurazione munito di almeno un trasmettitore e di almeno un ricevitore per onde elettromagnetiche (onde luce), in cui è disposto un parabrezza e che influenza la propagazione delle onde fra almeno un trasmettitore ed almeno un ricevitore, in modo tale, per cui, quando si forma una patina sul parabrezza, in particolare nel caso di un'umettazione causata da precipitazioni, viene alterato un segnale d'uscita rilevato dal ricevitore, caratterizzato dal fatto che tutti i componenti ottici ed elettronici del sensore di pioggia (4) sono montati insieme in una scatola (6) di sensore con un innesto integrato (38) per il collegamento elettrico con un'unità elaboratrice inserita a valle.
2. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la scatola (6) di sensore è chiudibile da una parte (10) di scatola rivolta verso il parabrezza.
3. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che un corpo fotoconduttivo piatto (10) forma quella parte della scatola (6) del sensore che è orientata in sostanza parallela al parabrezza ed è munita di strutture a lente ivi inserite per la concentrazione della luce.
4. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che tutti i componenti ottici ed elettronici del sensore di pioggia (4) sono montati con tecnica SMD su una piastrina comune (8).
5- Sensore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il sensore di pioggia (4) è disposto in una scatola (6) di sensore a forma di parallelepipedo.
6. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la piastrina (8) è collegata mediante perni di contatto con l'innesto (38) alla scatola (6) di sensore.
7. Sensore di pioggia secondo una delle rivendicazioni 3 a 6, caratterizzato dal fatto che il corpo fotoconduttivo (10) è collegato superficialmente con il parabrezza (2).
8. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il sensore di pioggia (4) è incollato dall'intero con il parabrezza (2).
9. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che una foglia trasparente (36) bilateralmente autoadesiva è prevista quale collegamento fra il parabrezza (2) ed il corpo fotoconduttivo (10) del sensore di pioggia (4).
10.- Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che un segnale d'uscita del sensore di pioggia (4) ad un circuito elaboratore inserito a valle contiene delle informazioni sul grado momentaneo di umettazione del parabrezza (2).
11. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che un dispositivo a tergicristallo e/o un illuminazione veicolare sono pilotabili in modo dipendente dai segnali d’uscita del sensore di pioggia (4).
12. Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che almeno un trasmettitore è un LED (15).
13. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il primo ricevitore, il quale rileva il segnale ottico emesso da almeno un LED (15) è un fotodiodo.
14. Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che quale secondo ricevitore è previsto almeno un sensore (22) di luce ambiente.
15. Sensore di pioggia secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che il sensore (22) di luce ambiente presenta un angolo d'apertura inclinato verso l'alto di circa 40° con una direzione d'apertura nel senso di marcia.
16. Sensore di pioggia secondo una delle rivendicazioni 14 o 15, caratterizzato dal fatto che almeno un sensore (22) di luce ambiente è sensibile alla luce ultravioletta, in particolare alla luce solare .
17. Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che nel caso di un impiego di una luce IR (ad infrarossi), il corpo fotoconduttivo per il funzionamento del sensore di pioggia è costituito di materia plastica nera .
18. Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che per almeno un ricevitore (20) sono previste delle zone ottiche nel corpo fotoconduttivo di materia plastica trasparente (chiara).
19. Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il corpo fotoconduttivo è costituito da una parte di materia plastica realizzata con un procedimento di stampaggio ad iniezione a due colori.
20. Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il corpo fotoconduttivo è fabbricabile mediante combinazioni di due materie plastiche monocromatiche.
21. Sensore di pioggia secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il sensore di pioggia (4) è collegato, in particolare aggraffato, attraverso un telaio di fissaggio con il parabrezza (2).