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Regensensor und Lichtsensor

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Was ist ein Regensensor?

Ein Regensensor ist ein technisches Bauteil, das feststellen kann, ob und wie stark es regnet, um eine entsprechende Aktion einzuleiten und zu reagieren. Dazu wird die Benetzung einer Oberfläche erfasst, und es wird ein Schaltsignal oder ein quantitatives Signal generiert.

Kurz: Ein Regensensor / Regen-Licht-Sensor ist:

  • Standard Bestandteil von modernen Windschutzscheibentechnik
  • angebracht auf der Innenseite der Frontscheibe außerhalb des Sichtfeldes
  • ungefähr so groß wie eine Streichholzschachtel

Wie sieht ein Regensensor aus?

Es gibt verschiedene Bauarten, Formen und dazu über 200 Arten wie diese an Scheiben verbaut werden. Sehen Sie im unten dargestellten Bild verschiedene Arten und Methoden über die letzten Jahre, die z. B. bei BMW eingesetzt worden sind. Nimmt man den Spiegelhalter ab, sieht das unten drunter so aus:

Aber bei den letzten gezeigten Bildern ist kein Sensor zu sehen?!Genau! Das ist richtig, bei BMW wurden in den letzten Jahren z. B. die Sensoren nun in den Spiegelhalter eingebaut, der dann auf die Scheibe aufgesetzt wird.

Einfach: Wie funktioniert ein Regensensor?

Empfängerdioden (Fotodioden) empfangen das reflektierte Licht. Bei trockener Scheibenoberfläche erreicht das Infrarotlicht die Empfangsdiode nahezu mit voller Stärke (Totalreflexion). Bei Regen dagegen wird es durch Wassertropfen teilreflektiert und gelangt nur noch abgeschwächt dorthin.

Die Steuerungselektronik erkennt anhand dieser Signaldifferenz, dass sich Wassertropfen auf der Windschutzscheibe befinden und steuert die Wischanlage. Da diese Messungen permanent innerhalb des Wischerbereiches vorgenommen werden, erkennt die Sensorik die Stärke des Niederschlags. Dementsprechend steuert sie Einzelwischvorgänge ebenso wie Wischintervalle mit optimalen Intervallzyklen und das Dauerwischen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. 

Die Steuereinheit erkennt durch Signaldifferenzen, dass sich Wassertropfen auf der Windschutzscheibe befinden und aktiviert entsprechend die Scheibenwischer. Da diese Messung kontinuierlich stattfindet, erkennen die Sensoren die Stärke und Menge des Niederschlags. Entsprechend steuert sie Einzeilwischvorgänge oder in Wischintervallen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Infrarot Regen-Licht-Sensoren

Neue Generationen der Regensensoren arbeiten mit infrarotem Licht (ab 780 nm), statt mit üblichen sichtbaren Licht (350 nm – 780 nm). Das ermöglicht eine Anbringung unter dem Schwarzem Sicht und lässt den Sensor somit verschwinden.

Ablauf der Messung

Eine Leuchtdiode sendet einen Lichtstrahl über ein Prisma auf die Windschutzscheibe. Der Strahl wird so geleitet das dieser das Licht an der Außenseite der Scheibe zu 100% reflektiert und anschließend über ein weiteren Prisma zurück zur Fotodiode geleitet wird.

Wenn nun Regentropfen auf diese Stelle treffen, nimmt die Summe der gesendeten Strahlen prozentual ab. Die Regentropfen Absorbieren einen Teil der Lichtstrahlen und geben Sie an die Umwelt ab. Der Anteil der reflektierten Lichtmenge dient als Steuergröße für die Intervallzeit. Damit steuert der Regensensor in Abhängigkeit von gemessenen Regenmengen die Geschwindigkeit von Scheibenwischern.

Um eine Fehlinterpretation zu verhindern, z. B. durch Kondensationsfeuchte der Regensensor eine integrierte Heizung, der den Messbereich von innen trocken hält. Aktiviert wird der Regensensor am Lenkstockhebel. Die Empfindlichkeit des Ansprechverhaltens kann auch dort eingestellt werden. Bei BMW bezeichnet man das System mit AIC (Automatische Intervall Control).

Vorteile von Regen-Licht-Sensoren

Durch die Automatisierung kann das Fahrzeug direkt auf Umwelteinflüsse reagieren. Der Sensor teilt dem Fahrzeug dann mit in welcher stärke/Schnelligkeit gewischt werden muss z. B. beim Eintreten eines Gewitters oder durch eine Gischtfahne von vorausfahrenden LKW´s. Das automatische Reagieren hilft dem Fahrer, sich auf Situationen im Straßenverkehr zu konzentrieren. Und nebenbei wird die Abnutzung von Wischblättern reduziert.

  • Stufenlose Wischgeschwindigkeit Anpassung
  • Automatisches Reagieren auf Umwelteinflüsse
  • Reduzierung von Verschleiß von Scheibe und Wischblättern

Weitere Möglichkeiten

Die neuen Generationen der Regen-Licht-Sensoren bieten noch weitere Möglichkeiten. In Verbindung mit den Umgebungslicht-Sensoren kann er automatisch Fenster und Schiebedächer schließen und das Fahrlicht steuern. So wird bei der Dunkelheit, Tunneln oder ähnlichem automatisch Licht eingeschaltet. Die automatische Scheinwerfer-Reinigungsanlage kann mithilfe der Technik und der opto-elektronischen Messung auch aktiviert werden.

Lichtsensor

Durch zwei unabhängige Sensoren erfasst der Lichtsensor, Umgebungslichter und Vorfeldbeleuchtung. Der Umgebungslichtsensor misst die allgemeine Lichtintensität. Dazu erfasst der Sensor das eingehende Licht, in einem möglichst großen Winkel, ohne Berücksichtigung von Einfallwinkeln. Lichtintensitäten die vor dem Fahrzeug gemessen werden, werden aus einem Teilwinkelbereich erfasst., der nur auf die Front fokussiert ist.

Kapazitiver Sensor

Einen völlig anderen technischen Weg geht man mit dem kapazitivenRegensensor von Hella. Da das Sensorkonzept zudem erstmals die Funktionen der Regen-, Licht-, Feuchte- und Solarmessung vereint, ersetzt es bis zu drei Einzelsensoren. Die vollständig in die Windschutzscheibe integrierte Antennenstruktur des Sensors ist kaum sichtbar. Hierdurch können künftig auch Bereiche der Windschutz- oder Heckscheibe für die Regenerkennung genutzt werden, die bisher weniger geeignet waren. Speziell für gegenläufige Wischsysteme (Butterfly-Prinzip) und Panorama- Windschutzscheiben hat dies den Vorteil, dass der Sensor optimal im Wischfeld positioniert werden kann, ohne den Fahrer in seiner Sicht einzuschränken.

Bei dem neuen Sensorkonzept sind sensitive Fläche und Steuergerät getrennt. Dadurch lassen sich bisherige Design- und Integrationsprobleme des Regensensors im Automobil leichter lösen.

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