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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
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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
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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.
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Bei einer trockenen
Scheibenoberfläche erreicht das Infrarotlicht die Empfangsdiode nahezu
mit voller Stärke (Totalreflexion).
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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.
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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.
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Regensensor
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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. |
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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. |
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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). |
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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. |
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Kombinierter Regen-Licht-Sensor
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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.
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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.
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Kapazitiver Sensor
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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.
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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.
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Für
den Unterricht:
Funktionsmodell
Regensensor mit Scheibenwischermotor
siehe auch Sensoren
| Quellen für Text
und Bild: BOSCH, BMW, Akademie für
Lehrerfortbildung Dillingen, Hella |
Johannes
Wiesinger
bearbeitet:
16.10.2010
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