Wie funktionieren automatische Scheibenwischer? Einige Fahrzeuge sind jetzt mit automatischen oder vom Fahrer programmierbaren Scheibenwischern erhältlich, die das Vorhandensein und die Menge von Regen unter Verwendung eines Regensensors erkennen. Autoglas Deutcshland erklärt
Der Sensor passt die Geschwindigkeit und Frequenz der Lamellen automatisch an die erkannte Regenmenge an.
Zur Aktivierung des Regensensors muss der Motor laufen oder die Fahrzeugelektrik in Stellung I oder II stehen und gleichzeitig der Hebel für die Scheibenwischer in Stellung 0 oder in der Stellung für einen einzelnen Wischvorgang stehen.
Scheibenwischer mit Regensensor
In der Vergangenheit haben Autohersteller versucht, die Scheibenwischer entweder zu eliminieren oder ihre Geschwindigkeit automatisch zu steuern.
Einige der Schemata umfassten die Erkennung der Vibrationen, die durch einzelne Regentropfen verursacht werden, die auf die Windschutzscheibe treffen, das Aufbringen spezieller Beschichtungen, die die Bildung von Tropfen verhindern, oder sogar die Ultraschall-Vibration der Windschutzscheibe, um die Tropfen aufzubrechen, damit sie überhaupt nicht abgewischt werden müssen.
Doch diese Systeme waren von Problemen geplagt und schafften es entweder nie in die Produktion oder wurden schnell wieder eingestellt, weil sie mehr Fahrer ärgerten als ihnen lieb waren.
Bei Autos taucht jedoch allmählich eine neue Art von Wischersystem auf, das die Wassermenge auf der Windschutzscheibe tatsächlich gut erkennt und die Scheibenwischer steuert.
TRW
Ein solches System wird von TRW Inc. hergestellt, hier ist ein PDF, das ihr Regensensorsystem beschreibt. TRW Inc. verwendet optische Sensoren, um die Feuchtigkeit zu erkennen. Der Sensor ist in Kontakt mit der Innenseite der Windschutzscheibe in der Nähe des Rückspiegels montiert.
Um die Benetzung nach einem Wischvorgang ermitteln zu können, ist das Messfeld im Wischbereich der Scheibenwischer angebracht. Wenn das Daumenrad nach oben gedreht wird, erfolgt ein zusätzlicher Wischvorgang.
45-Grad-Winkel
Wie funktionieren automatische Scheibenwischer? Der Sensor projiziert Infrarotlicht in einem 45-Grad-Winkel in die Windschutzscheibe. Wenn das Glas trocken ist, wird der größte Teil dieses Lichts von der Vorderseite der Windschutzscheibe zurück in den Sensor reflektiert.
Etwas ausführlichere Erklärung Der von der Leuchtdiode ausgesandte Lichtstrahl wir über ein Prisma zur Frontscheibe geleitet. Der Lichtstrahl wird nun innerhalb der Windschutzscheibe reflektiert und gelangt an einer anderen Stelle an ein Auskoppel-Prisma.
Befinden sich Wassertropfen auf dem Glas, reflektieren sie das Licht in verschiedene Richtungen – je feuchter das Glas, desto weniger Licht gelangt zurück in den Sensor.
Die Elektronik und Software im Sensor schalten die Scheibenwischer ein, wenn die auf den Sensor reflektierte Lichtmenge auf einen voreingestellten Wert abfällt.
Die Software stellt dieWischergeschwindigkeit basierend darauf ein, wie schnell sich die Feuchtigkeit zwischen den Wischvorgängen aufbaut.
Das System passt die Geschwindigkeit so oft wie nötig an die Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsansammlung an.
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)
Die empfangene Lichtmenge hängt von der Regenintensität ab, weil Regentropfen die Totalreflexion an der Glasoberfläche z.T. aufheben.
Steuerungselektronik
Die Steuerungselektronik erkennt anhand dieser Signaldifferenz, dass sich Wassertropfen auf der Windschutzscheibe befinden und steuert die Wischanlage.
Der Fahrer profitiert dabei von einer jederzeit optimal auf die Niederschlagsmenge abgestimmten Wischgeschwindigkeit.
Die automatischen Scheibenwischer sind aktiviert und funktionsbereit, wenn sich der Wischerhebel in der ersten Stellung befindet und die Funktion auf der Informationsanzeige ausgewählt ist.
Diese Information wird an eine Steuerelektronik weitergeleitet, die die Wischfrequenz des Scheibenwischers entsprechend anpasst
Totalreflexion
Die empfangene Lichtmenge hängt von der Regenintensität ab, weil Regentropfen die Totalreflexion an der Glasoberfläche z.T. aufheben.
Bei einer trockenen Scheibenoberfläche erreicht das Infrarotlicht die Empfangsdiode nahezu mit voller Stärke (Totalreflexion).
Ein Modellversuch zeigt das Grundprinzip des Regensensors: In einen Plexiglaskörper (das Modell für die Windschutzscheibe) mit halbkreisförmigem Querschnitt wird Licht so eingestrahlt, dass es an der ebenen Grenzfläche Glas-Luft zur Totalreflexion kommt.
Bei nicht optimaler Nutzung kann dies zu unnötigem Verschleiß der Maschine führen. Diese regensensitiven Scheibenwischer passen ihre Aktivität automatisch an die äußeren Gegebenheiten an.
Der Lichtstrahl wird zu größerem Winkel hin (= vom Lot weg) gebrochen und könnte nunmehr von der Wasser-Grenzschicht zur Luft reflektiert werden.
Wischintervallsteuerung schalten Sensorbereich auf der Windschutzscheibe mittels einer Sprühflasche mit Wasser besprühen. Ein Elektronikmodul erzeugt aus der Veränderung der Lichtmenge ein Signal zur Wischerbetriebsteuerung.
Um dennoch präzise Messwerte zu erlangen, wird das Signal gepulst betrieben und mit Hilfe eines digitalen Lock-in-Verstärkers ausgewertet.
Wasser auf die ebene Grenzfläche Glas-Luft, so verändern sich Brechungs- und Reflexionsvorgänge, da nun auch Übergänge von Glas zu Wasser auftreten anstelle von Glas zu Luft.
TRW-System
Das TRW-System, das in vielen Fahrzeugen von General Motors zu finden ist, einschließlich aller Cadillac-Modelle, kann auch außer Kraft gesetzt oder ausgeschaltet werden, damit das Auto gewaschen werden kann.
Ein Elektronikmodul erzeugt aus der Veränderung der Lichtmenge ein Signal zur Steuerung des Wischerbetriebes
Sie nutzen die Veränderung der Kapazität der beregneten Anordnung, oder sie registrieren den geänderten elektrischen Widerstand aufgrund der Leitfähigkeit des Regenwassers.
Citroën SM
Regensensor-Scheibenwischer erschienen Ende des 20. Jahrhunderts bei verschiedenen Modellen, einer der ersten war der Citroën SM. Ab Anfang 2006 sind Scheibenwischer mit Regensensor bei allen Cadillacs und den meisten Volkswagen optional oder serienmäßig und bei vielen anderen gängigen Herstellern erhältlich.
Raymond J. Noack
Das Regensensor-Wischersystem, das heute von den meisten Autoherstellern verwendet wird, wurde ursprünglich 1978 von dem Australier Raymond J. Noack erfunden und patentiert, siehe US-Patente 4,355,271 und 5,796,106.
Das ursprüngliche System bediente automatisch die Scheibenwischer, Lichter und Scheibenwaschanlagen.
Eines der frühesten aufgezeichneten Patente für den Scheibenwischer stammt von George J. Capewell aus Hartford Connecticut, das am 6. August 1896 eingereicht wurde.
Seine Erfindung war für einen automatisierten, motorisierten Scheibenwischer für “Autos, Lokomotiven und solche Landfahrzeuge”.
Andere frühe Entwürfe für Scheibenwischer werden dem polnischen Konzertpianisten Józef Hofmann und Mills Munitions, Birmingham, zugeschrieben, die ebenfalls behaupteten, die ersten gewesen zu sein, die Scheibenwischer in England patentiert haben.
Mindestens drei Erfinder patentierten 1903 ungefähr zur gleichen Zeit Scheibenreinigungsgeräte; Mary Anderson, Robert Douglass und John Apjohn.
Im April 1911 wurde ein Patent für Scheibenwischer von Sloan & Lloyd Barnes, Patentanwälten aus Liverpool, England, für Gladstone Adams aus Whitley Bay angemeldet.
Regensensor
Ein Regensensor (Regen Licht Sensor) oder Regenschalter ist ein durch Niederschlag aktiviertes Schaltgerät. Es gibt zwei Hauptanwendungen für Regensensoren. Das erste ist ein Wasserspargerät, das mit einem automatischen Bewässerungssystem verbunden ist, das das System bei Regen abschaltet.
Das zweite ist ein Gerät, das den Innenraum eines Autos vor Regen schützt und den automatischen Modus von Scheibenwischern unterstützt.
Der Regensensor schaltet sich ein wenn die Wassertropfen auf der Windschutz-/Autoscheibe reflektieren. Der Regensensor ist so ausgelegt, dass weder kleine Schäden, Schmutz noch Alterung der Frontscheibe die Funktion beeinträchtigen.
Die Scheibenwischer werden automatisch mit Hilfe des Regensensors, der die Wassermenge auf der Autoscheibe erfasst, aktiviert. Die Empfindlichkeit des Regensensors wird mit dem Daumenrad auf dem rechten Lenkradhebel eingestellt.
Manchmal befindet sich dieser Regensensor neben einem Lichtsensor. In jedem Fall geht die vom Lichtsensor festgestellte Intensität zurück. Der Lichtsensor verfügt über zwei voneinander unabhängige Sensoren.
Der reale Regensensor wird innen an der Frontscheibe des PKW befestigt. Er ist normalerweise zusammen mit dem Regensensor hinter dem Rückspiegel angebracht. Meist ist der Regensensor in die Halterung für den Rückspiegel eingebaut, die von Innen auf die Windschutzscheibe geklebt ist.
Das Licht der Sendediode wird über ein Prisma in die Scheibe eingekoppelt, darin weitergeleitet und zur Empfangsdiode geführt.
Der Regensensor im Fuß des Innenspiegels besteht aus mehreren Infrarot-Leuchtdioden und einer zentral angeordneten Fotodiode.
Regenintensität
Mit einem Regensensor wird der Scheibenwischer automatisch aktiv und wird je nach Regenintensität gesteuert. Der Regensensor registriert Wassertropfen auf der Windschutzscheibe durch ein opto-elektronisches Verfahren.
Die Intensität des reflektierten Lichtes wird mit einem Sensor (z.B. Fotodiode oder Solarzelle) registriert.
Trockenes Reiben der Wischerblätter auf der Frontscheibe und die damit starke Abnutzung des Wischerbblatts wird vermieden.
Der Regensensor, anfänglich noch im Spiegelfuß des Rückspiegels integriert, wird außerhalb des Sichtfeldes auf der Innenseite der Frontscheibe angebracht.
Der Fahrer kann sich voll und ganz auf das Verkehrsgeschehen konzentrieren, ohne dass er die Frequenz vom Wischen nachregeln muss.
In jedem Fall geht die vom Lichtsensor festgestellte Intensität zurück.
Das von den Dioden ausgesandte Licht wird von der Frontscheibe auf den Fotosensor reflektiert. Je mehr Wassertropfen sich auf der Frontscheibe befinden, desto weniger Licht empfängt der Sensor
Welches Auto hat immer einen Regensensor? Regen/Licht Sensor
Mercedes-Benz ist seit jeher ein Name, der mit Qualität, Luxus und Sicherheit in Verbindung gebracht wird, wenn es um höherwertige Fahrzeuge geht.
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