机动车行车灯辅助装置的至少一个光探测器的可信性验证方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的行车灯辅助装置的至少一个光探测器的可信性验证的方法。此外，本发明还涉及一种计算机程序和一种具有程序代码段的计算机程序产品，以便实施此类方法。
背景技术
用于机动车的行车灯辅助或者行车灯辅助装置在实践中是已知的，其通过光探测器或者光传感器(ALS-Ambient Light Sensor：环境光传感器)测量周围环境的光特性并且相应地在黄昏/昏暗时自动地开启机动车的近光灯。
类似的车辆传感机构、尤其是雨水光传感器或者雨水传感器装置往往具有自检测功能，在运行期间以循环的时间间隔一再实施所述自检测功能。所述过程用于及早地识别可能出现的故障并且向通过车辆总线系统(CAN总线)通信的节点设备告知相应车辆传感机构的故障，由此可以在必要时启动或者激活按照发生故障的车辆传感机构的指示工作的相关设备的应急运行。
自检测功能通常涉及所谓的可靠性测试，其中，集成的控制器或者控制器通过它的端口在预先确定的位置处激励测量电路，以便在其他位置处通过测量和验证电压来检测测量电路的反应。如果现在确定：在以上所述位置处测量到的电压值位于预给定的容许范围之外，则识别到故障并且向外传送所述故障。
即使在行车灯辅助装置中也可以通过所述方式检测所参与的组件的大部分。但光探测器(LRD)的检测是不可能的，因为所述光探测器由来自外部、即来自周围环境的未知亮度激励。这意味着，在持续的运行期间不可以在正确的功能性方面检查行车灯辅助的实际上具有决定性意义的感光组件。仅仅可以监视将光电流转换为与之成正比的电压的电路。这还意味着：其光探测器具有故障的传感器在必要时借助于可靠性测试实施的硬件检查之后被识别为“正常”，因为有故障的光探测器不是所实施的可靠性测试的组成部分。仅仅可以通过以下方式在功能方面检测感光组件：由参考光源以已知的亮度加载光传感器，光传感器随后必须将所述已知的亮度转换为与之成正比的光电流。工厂中通常以所述方式进行制造之后的最终验收或者下线测试。此外，也可以通过通过具有已知的亮度的参考光源施加的光变化实施感光组件的功能检测。此类光变化应产生感光组件中已定义的电流变化，所述电流变化同样是可测量的和可分析处理的。出于成本原因和空间结构或位置原因，在行车灯辅助的控制器或光探测器的区域中设置用于全面硬件检查的参考光源是不可想象的。
此外，由现有技术已知了用于机动车的光学雨水传感器或者雨水传感器装置，其在车辆内部空间中通过耦合介质(例如硅树脂)连接在挡风玻璃上。在此，光学雨水传感器通过透镜系统、即发射光学装置将发射器或者辐射源的光束传导到挡风玻璃中。在玻璃表面上，光被完全地反射并且通过另一透镜或者接收器光学系统传导到光探测器或者光接收器上。挡风玻璃的玻璃表面上水越多，反射越少并且在此由光探测器测量到的信号也越少。光学雨水传感器可以根据探测到的雨水量控制机动车的雨刷设备并且自动地选择雨刷速度的最高效的等级。例如由DE10261244A1公开了以上所述实施方式的光学雨水传感器。
此外，行车灯辅助装置和雨水光传感器装置的组合是已知的，其中，在雨水传感器装置的壳体中附加地设有用于行车灯辅助的光探测器以及相应的控制功能或者相应的控制器，所述行车灯辅助具有用于环境光的接收光学系统。
如以上所实现的那样，当前，行车灯辅助装置的全面硬件检查是不可能的。由此不利的是，不能够以100％的可靠性识别此类系统的故障并且在必要时不激活相应的应急运行。值得期待的是，可以实施相应全面的检测。
发明内容
在根据本发明的用于机动车的行车灯辅助装置的至少一个光探测器的可信性验证的方法中，由机动车的光学雨水传感器装置的辐射源发射的电磁射束用作参考光，根据本发明的方法是有利的，因为现在行车灯辅助装置的全面硬件检查是可能的，也就是说，在考虑光探测器情况下的行车灯辅助装置的全面硬件检查是可能的。因此，也能够以高的可靠性识别由于发生故障的光传感器导致的行车灯辅助故障并且激活相应的应急运行。为此使用雨水传感器装置或者雨水传感器模块的辐射源或者发射二极管。由辐射源发射的电磁射束通常涉及红外光。于是应确保，行车灯辅助装置的光探测器的频谱灵敏度被如此构造，使得其可以探测到红外范围内的光。这意味着，行车灯辅助装置的光探测器的频谱灵敏度与光学雨水传感器装置的辐射源或者发射二极管的频谱效率特性曲线必须至少部分重叠，以便确保行车灯辅助装置的光探测器可以检测雨水传感器模块的发射二极管的光。因此有利的是，行车灯辅助装置的至少一个光探测器的频谱灵感度与光学雨水传感器装置的辐射源的频谱效率特性曲线至少部分重叠或者相交。为了避免由于雨水传感器模块的辐射源到行车灯辅助装置的光探测器的光耦合而导致的环境光测量的干扰，应以与雨水传感器测量时间错开地实施环境光测量，因此也可以在很大程度上避免测量的相互影响。
所发射的电磁射束的至少一部分可以通过光学雨水传感器装置中的界面反射抵达行车灯辅助装置的光探测器上。替代地或者附加地可以想象：所发射的电磁射束的至少一部分在光学雨水传感器装置的界面反射器元件上被反射，并且被直接传导到行车灯辅助装置的所述至少一个光探测器上。即建议：雨水传感器模块的发射二极管的红外光一方面通过散射光路径(光导体上或者光学雨水传感器装置的发射器光学系统和接收器光学系统上的界面反射)，而另一方面通过特殊的、集成在光导体中的界面反射器传导到行车灯辅助装置的光探测器上。以有利的方式，通过使用用于将发射二极管的红外光传导到行车灯辅助的ALS传感器上的特殊的界面反射器显著地提高所述光路的效率。
在本发明的方法构型中可以设置：在第一步骤中，在光学雨水传感器装置的辐射源未被激活的情况下借助于行车灯辅助装置的所述至少一个光探测器实施环境光测量，所述环境光测量的测量结果被存储为第一环境亮度值；随后紧接着，在第二步骤中，激活光学雨水传感器装置的辐射源并且重新借助于行车灯辅助装置的所述至少一个光探测器实施环境光测量，所述环境光测量的测量结果被存储为第二环境亮度值；并且随后，在第三步骤中，形成第一环境亮度值和第二环境亮度值之间的差值用于可信性验证，并且将所述差值与预给定的参考值进行比较，其中，在机动车运行期间循环地以确定的时间间隔实施第一步骤、第二步骤和第三步骤。
因此，在第二步骤或第三步骤中进行硬件检查。首先，进行常规的环境光测量，以便确定环境亮度。在此，实施用于确定环境光的第一测量并且将其存储在第一环境亮度值或测量值中。在第二步骤中，紧接着，开启雨水传感器模块的发射二极管并且重新实施环境光测量。在此，环境光部分连同雨水传感器模块的发射二极管的红外光部分被存储在第二环境亮度值或测量值中。应前后紧随地实施两次测量，以便使两次测量之间由于变化的环境光或者可能的环境光变化而导致的误差尽可能小。发射二极管的发射电流应始终保持恒定，以便总是产生红外光的相同亮度。因此有利的是，光学雨水传感器装置的辐射源的发射功率应保持至少近似恒定。随后，相互比较两个测量值，其中，在行车灯辅助的电路运行正常的情况下第二测量值要高得多，因为这里除环境光外还测量到发射二极管的红外部分。如果第二测量值减第一测量值，则得到差值，所述差值在发射二极管的发射电流(LED电流)恒定的情况下同样应保持恒定。通过第一环境亮度值减去第二环境亮度值的差值检测行车灯辅助装置的硬件。在下线检查中，以此方式确定的值可作为预给定的参考值被保存在例如EEPROM中，以便将其与以后所测量的值进行比较。也就是说，所述差值的第一比较值在下线检查时被确定并且被保存在EEPROM中，以便拥有用于所有其他测量的参考。如果将在光探测器或者光传感器的使用寿命期间确定的差值与保存在EEPROM的差值进行比较，则可以得出关于测量链的变化的结论，其中，需考虑光学雨水传感器装置的或者发射二极管的辐射源的温度漂移。如果两次测量的差值下降到接近于0的测量值，则存在硬件故障。在持续运行期间，所述差值被循环地重新确定并且与保存在EEPROM中的参考值进行比较。如果确定当前所确定的差值和EEPROM中的比较值之间的偏差较大或者当前所确定的差值接近于0，则存在硬件故障。在传感器运行期间以有规律的间隔实施以上所述的检查，以便及早地识别故障并且在必要时激活应急运行。由此可以及早地识别硬件故障。作为硬件检查的周期时间，优选半秒钟可能是足够的。
此外有利的是，以上所述的第一环境亮度值和第二环境亮度值之间的差值被用于确定修正因数，借助所述修正因数可以补偿测量链中在使用寿命期间由于老化而出现的变化。
在权利要求5或6中说明了一种计算机程序和一种具有程序代码段的计算机程序产品，以便实施根据本发明的用于实施用于机动车的行车灯辅助装置的所述至少一个光探测器的可信性验证的方法。为此，在微计算机的微处理器上、尤其是在机动车的控制装置上执行所述程序。作为控制装置，尤其是考虑行车灯辅助的或者光学雨水传感器装置的控制器，但当然也考虑机动车的上级控制器。为此，计算机程序被存储在控制装置的存储元件中。计算机程序可在计算机可读的数据载体(磁盘、CD、DVD、USB记忆体、存储卡等等)或互联网服务器上被存储为计算机程序产品并且从那里传输到控制装置的存储元件中
在权利要求7中说明了一种具有至少一个电磁辐射源的用于机动车的光学雨水传感器装置，在此设有用于将所发射的电磁射束的至少一部分传导到机动车的行车灯辅助装置的光探测器上的界面反射器元件。
有利的是，光学雨水传感器装置具有行车灯辅助装置、尤其是行车灯辅助装置的光探测器和/或行车灯辅助装置的光传导装置。因此提出雨水传感器和行车灯辅助的组合。
此外，根据本发明提出：发射器光学系统或者接收器光学系统具有界面反射器元件。因此，界面反射器可以是光学雨水传感器装置的光导体的一部分。界面反射器的几何构型可被如此设计，即发射二极管的红外光在其表面上被反射或者被直接偏转到ALS二极管上。有利的是，界面反射器元件被设置在辐射源的区域中或者被直接定位在发射二极管上方。
有利的是，界面反射器元件的表面被平滑地、尤其是抛光地、优选镜面地构造。
由此显著地提高装置的效率。为此，界面反射器的表面被非常平滑地加工(例如抛光)或者进行界面反射器的真正镜面化。
附图说明
以下根据附图在原理上描述本发明的实施例。附图示出
图1：具有行车灯辅助装置的根据本发明的光学雨水传感器装置的简化视图；
图2：行车灯辅助装置的光探测器的频谱灵敏度特性曲线的简化视图；
图3：光学雨水传感器装置的辐射源的频谱效率特性曲线的简化视图；
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的光学雨水传感器装置，其按照以下所述的原理工作。
电磁辐射源6、例如红外LED等等以确定的角度从玻璃或者挡风玻璃1的内侧、即通常从机动车的乘客空间(未示出)朝着挡风玻璃1的方向发射电磁射束4(所谓的有效光)、尤其是红外光。射束4穿过内部空间和挡风玻璃1之间的界面并且在由挡风玻璃了1和车辆外界形成的界面10处被偏转，所述界面10在所述区域中被称作敏感面。辐射源6的发射角在此约为40°(在图1中被显著放大地表示)。通常，光射束在挡风玻璃1中是平行的。在此，电磁射束4相对于界面10的入射角被如此选择，使得电磁射束4在挡风玻璃1没有例如被雨滴11润湿的情况下在界面10上按照光学规则朝着挡风玻璃1的内侧作为反射射束5完全反射，并且由设置在玻璃内侧附近的、例如被构造为红外LED的接收器7探测。如从图1中可以看到的那样，在挡风玻璃1被雨滴11润湿的情况下，所述全发射由于界面10上已改变的折射率被干扰或者被消除，从而电磁射束4的一部分4a被向外耦合，并且与全反射情况相比更少的射束5抵达接收器7。分配给辐射源6和接收器7的、例如被设置在电路板上的分析单元8由光入射的减少(或者信号差)得出当前的润湿率并且相应地控制雨刷器的雨刷过程。为了实现所述基本原理，辐射源6、接收器7和分析单元8与未示出的控制器一起被放置在一个壳体9中，所述壳体9出于高效的光射束导向的目的，装备有分配给辐射源6的发射器光学系统或者耦入光学装置3a以及分配给接收器7的接收器光学系统或者耦出光学装置3b，即光导体，并且出于将射束4光传导和耦入到挡风玻璃1中或者从挡风玻璃1中光传导和耦出射束5的目的，装配有作为中间层2的、例如由硅树脂制成的光学耦合介质，所述光学耦合介质无气泡地耦接在挡风玻璃1上。所述耦入光学装置3a或者耦出光学装置3b在此通常由透镜或者透镜系统组成，所述透镜或者透镜系统的一侧是凸出的，而另一侧是平的。
当前的实施例涉及光学雨水传感器装置与行车灯辅助装置12的组合，也就是说，光学雨水传感器装置具有行车灯辅助装置12，所述行车灯辅助装置12具有光探测器12a和光传导装置12b。但对于本发明而言，光学雨水传感器装置与行车灯辅助装置12的组合设置不是强制必需的。行车灯辅助装置12如此工作，使得穿过挡风玻璃1进入的环境光13通过光传导装置12b被传导到光探测器12a上。也可以与光学雨水传感器装置的分析单元8组合地构造的、未示出的分析单元根据由光探测器12a测量到的环境亮度值开启或关闭机动车的近光灯。
根据本发明，现在实施用于机动车的行车灯辅助装置12的光探测器12a的可信性验证方法，其中，由机动车的光学雨水传感器装置的辐射源6发射的电磁射束4用作参考光。
所发射的电磁射束4的一部分4b为此在光学雨水传感器装置的界面反射器元件14上被反射，并且被直接传导到行车灯传感器装置12的光探测器12a上。附加地或者在替代的、未示出的实施例中，所发射的电磁射束4的一部分通过光学雨水传感器装置中的界面反射抵达行车灯辅助装置12的光探测器12a上。
光学雨水传感器装置的辐射源6的发射功率保持至少近似恒定。
在根据本发明的方法中：
-在第一步骤中，在光学雨水传感器装置的辐射源6未被激活的情况下，借助于行车灯辅助装置12的光探测器12a实施环境光测量，所述环境光测量的测量结果被存储为第一环境亮度值；随后紧接着
-在第二步骤中，激活光学雨水传感器装置的辐射源6并且重新借助于行车灯辅助装置12的光探测器12a实施环境光测量，所述环境光测量的测量结果被存储为第二环境亮度值；并且随后
-在第三步骤中，形成第一环境亮度值和第二环境亮度值之间的差值用于可信性验证，并且将所述差值与预给定的参考值进行比较，其中
-在机动车运行期间循环地以确定的时间间隔实施第一步骤、第二步骤和第三步骤。
预给定的参考值可被存储在行车灯辅助装置12的或者光学雨水传感器装置的未示出的控制器的EEPROM中或者被存储在分析单元8中。
根据本发明的用于机动车的行车灯辅助装置12的光传感器12a的可信性验证的方法，可以被实现为行车灯辅助装置的或者光学雨水传感器装置的未示出的控制装置上的或者上级控制装置上的计算机程序。为此，计算机程序被存储在控制装置的未示出的存储元件中。通过控制装置的微处理器上的执行来实施所述方法。计算机程序可在计算机可读的数据载体(磁盘、CD、DVD、USB记忆体、存储卡等等)或互联网服务器上被存储为计算机程序产品并且从那里传输到控制装置的存储元件中。
如从图1中可以看到的那样，设有用于将所发射的电磁射束4传导到机动车的行车灯辅助装置12的光探测器12a上的界面反射器元件14。所述界面反射器元件14设置在辐射源6上方。在当前的实施例中，发射光学装置3a具有界面反射器元件14。在其他未示出的实施例中，也可以通过其他方式安设界面反射器元件14。
为了提高装置的效率，界面反射器元件14的表面被构造为平滑的或者抛光的。在其他未示出的实施例中，界面反射器元件14的真正的镜面化也是可行的。
在图2中示出行车灯辅助装置12的光探测器12a的相对频谱灵敏度特性曲线。在此，在纵轴上绘制了光探测器12a的相对频谱灵敏度Srel而在横轴上绘制了电磁射束的波长λ。如由箭头15所示，光探测器12a对880nm的红外光的频谱灵敏度Srel仍有约15％。因此，行车灯辅助装置12的光探测器12a的频谱灵敏度Srel被如此构造，使得其还可以探测到红外范围内的光。在图3中示出光学雨水传感器装置的辐射源或发射二极管6的相对频谱效率特性曲线。在此，在纵轴上绘制了相对频谱效率Irel而在横轴上同样绘制了电磁射束的波长λ。如由箭头16所示，光学雨水传感器装置的辐射源6在波长λ为880nm时具有其最优值。如以上所述，行车灯辅助装置12的光探测器12a在波长λ为880nm时仍具有约15％的频谱灵敏度Srel。于是给出两个特性曲线的重叠。为了确保行车灯辅助装置12的光探测器12a可以检测光学雨水传感器装置的辐射源6的光，光探测器12a的频谱灵敏度Srel与辐射源6的频谱效率特性曲线Irel具有至少部分重叠，在当前实施例中的情形即是如此。