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Sicherheit

Sensoren Karosserie  

Regensensor / Lichtsensor

 
 

 

Der Regensensor bzw. Regen-Licht-Sensor ist

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

Der Regensensor registriert Wassertropfen auf der Windschutzscheibe durch ein opto-elektronisches Verfahren.

Der Regensensor erkennt an der Veränderung,  der durch die Scheibe geleiteten Helligkeit, wie stark es regnet.  

Regensensor

Regensensor 

 

Regensensor 

Funktion des Regensensors (schematisch)

Kurze Erklärung:

Sendedioden (Leuchtdioden) geben ein Infrarotlicht ab, welches durch die Windschutzscheibe geleitet und an der äußeren Scheibenoberfläche reflektiert wird. Empfängerdioden (Fotodioden) empfangen das reflektierte Licht.

  • Bei einer trockenen Scheibenoberfläche erreicht das Infrarotlicht die Empfangsdiode nahezu mit voller Stärke (Totalreflexion).
  • Bei Regen dagegen wird es durch die Wassertropfen ausgekoppelt und gelangt nur noch teilweise dorthin.

Die Steuerungselektronik erkennt anhand dieser Signaldifferenz, dass sich Wassertropfen auf der Windschutzscheibe befinden und steuert die Wischanlage. 

Da diese Messungen permanent innerhalb des Wischbereiches vorgenommen werden, erkennt die Sensorik die Stärke des Niederschlags. Dementsprechend steuert sie Einzelwisch-Vorgänge ebenso wie Wisch-Intervalle mit optimalen Intervall-Zyklen und das Dauerwischen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

 

 

Da die neue Generation der Regensensoren mit infrarotem Licht statt des bisher üblichen sichtbaren Lichts arbeitet, kann der Sensor im geschwärzten Bereich der Frontscheibe untergebracht werden.

Damit ist der Regensensor von außen so gut wie nicht sichtbar.

 

 Regensensor

Regensensor 

 

Etwas ausführlichere Erklärung

Der von der Leuchtdiode ausgesandte Lichtstrahl wir über ein Prisma zur Frontscheibe geleitet. Der Winkel, unter dem das Licht eingeleitet wird, ist so gewählt, dass das Licht an der Außenseite der Scheibe (Trennstelle Glas-Luft) zu 100% reflektiert. Dort wird der Lichtstrahl mehrfach zwischen Scheibenoberfläche und Sensorgehäuse reflektiert und anschließend über ein weiteres Prisma zur Fotodiode geleitet. Die empfangene Lichtmenge hängt von der Regenintensität ab, weil Regentropfen die Reflexion an der Glasoberfläche zum Teil aufheben. Mit zunehmender Benetzung der Scheibenoberfläche nimmt die prozentuale Lichtreflexion ab. Der Anteil der reflektierten Lichtmenge dient als Steuergröße für die Intervallzeit. Damit steuert der Regnsensor in Abhängigkeit von der "gemessenen" Regenmenge die Geschwindigkeit des Scheibenwischers. Ein Elektronikmodul erzeugt aus der Veränderung der Lichtmenge ein Signal zur Steuerung des Wischerbetriebs. Um Fehlinterpretationen durch Kondensationsfeuchte vorzubeugen, hält eine integrierte Heizung den Messbereich von innen trocken.

Zusammen mit elektronisch geregelten Wischerantrieben kann im Intervallbetrieb die Regelung der Wischgeschwindigkeit stufenlos erfolgen. Bei starkem Regen schaltet das Sensorsystem dann automatisch von Intervall- auf Dauerwischen um. Während deines plötzlich einsetzenden Wolkenbruchs oder in der Gischtfahne eines Lkw schaltet die Anlage sofort in die höchste Geschwindigkeitsstufe. Fallen nur noch vereinzelt Regentropfen, steuert die Elektronik die Wischgeschwindigkeit so, dass der Fahrer stets guten Durchblick hat. Trockenes Reiben der Wischerblätter auf der Frontscheibe und die damit starke Abnutzung des Wischerbblatts wird vermieden.
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).
Der neue Regensensor bietet  noch weitere Möglichkeiten. So lässt er sich z.B. zum automatischen Schließen von Fenstern und Schiebedach nutzen. Ausgestattet mit einem zusätzlichen Umgebungslicht-Sensor, kann er sogar das Fahrlicht steuern.  So wird bei Dunkelheit oder der Einfahrt in einen Tunnel ohne Zutun des Fahrers das Licht eingeschaltet. Auch die automatische Scheinwerfer-Reinigungsanlage arbeitet nach dem Prinzip der im Regensensor verwendeten opto-elektronischen Messung.

 

Kombinierter Regen-Licht-Sensor

Regenlichtsensor 

Mit der Integration von Regen- und Lichtsensorik in einem Modul bietet Hella die Möglichkeit, die sicherheitsrelevanten Funktionen der automatischen Wischer- und Fahrlichtsteuerung kostengünstig und mit nur geringem Installationsaufwand zu realisieren.

Der Fahrer profitiert dabei von einer jederzeit optimal auf die Niederschlagsmenge abgestimmten Wischgeschwindigkeit. Gleichzeitig kann er das Einschalten des Fahrlichts, beispielsweise in der Dämmerung oder bei Tunneldurchfahrten, nicht mehr vergessen.

Funktion des Lichtsensors

Der Lichtsensor verfügt über zwei voneinander unabhängige Sensoren zur Erfassung des Umgebungslichtes und der Vorfeldbeleuchtung. Der Umgebungslichtsensor misst die allgemeine Lichtintensität. Dazu erfasst er das Licht in einem möglichst großen Winkel, ohne die Einfallrichtung zu berücksichtigen. Der Sensor für die Vorfeldbeleuchtung misst dagegen die Lichtintensität in einem kleinen Winkel ausschließlich direkt vor dem Fahrzeug.

Ein spezieller Algorithmus erkennt anhand der Daten dieser beiden Sensoren sowie unter Einbeziehung weiterer Daten aus der Fahrzeugelektronik die unterschiedlichen Lichtverhältnisse (Tag, Nacht, Dämmerung oder Tunnel- bzw. Brückendurchfahrten) und schaltet entsprechend das Fahrlicht ein oder aus.

Kapazitiver Sensor

Einen völlig anderen technischen Weg geht man mit dem kapazitiven Regensensor 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.

 

kapazitiver Regensensor 

Funktion

Die sensitive Fläche des Regensensors  besteht aus einem Kondensator, dessen Kapazität sich je nach Benetzungszustand der Scheibe ändert. Treffen Wassertropfen auf die Scheibe, wird der elektrische Schwingkreis, der die kapazitive Antennenstruktur enthält, verstimmt. Die daraus resultierenden Signalveränderungen entsprechen dem Benetzungsgrad der Scheibe und bestimmen die Wischintensität. In das Steuergerät, das die intelligente Auswertung der kapazitiven Regensensorik enthält, können in modularer Bauweise die zusätzlichen Funktionen Licht-, Sonnen- und Beschlagssensorik kostengünstig integriert werden.

 

siehe auch Sensoren

Quellen für Text und Bild: BOSCH,  BMW, Akademie für Lehrerfortbildung Dillingen, Hella

Autor: Johannes Wiesinger

bearbeitet: 19.02.2015
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