DE10147182C1 - Regensensor - Google Patents
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- B60S1/0888—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven including control systems responsive to external conditions, e.g. by detection of moisture, dirt or the like characterized by the arrangement or type of detection means characterized by the position of the sensor on the windshield characterized by the attachment of the elements in a unit
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Abstract
Regensensor (1) zur Detektion des Benetzungsgrads einer transparenten Scheibe (7) mit tropfenförmigem Niederschlag, vornehmlich zur Detektion von einsetzendem Regen und Ansteuerung einer Scheibenwischersteuerung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen ersten Sender (2), der zur Aussendung eines Strahlenbündels, vornehmlich in einem durch den Medienübergang zwischen Glas und Luft bestimmten Grenzwinkel der Totalreflektion auf die transparente Scheibe (7), geeignet ist und einen Empfänger (3), der zum Empfang mindestens eines Teils des ausgesandten Strahlenbündels geeignet ist, wobei eine Aufnahmevorrichtung (Gehäuse 4, 8, 9) für den Sender (2) und den Empfänger (3) vorgesehen ist, die eine variable Beabstandung zwischen Sender (2) und Empfänger (3) zulässt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Regensensor nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Verwendung von Regensensoren im KFZ-Bereich, beispielsweise
zur Steuerung von Scheibenwischern ist hinreichend bekannt.
Beispielsweise ist aus der DE 40 06 174 C1 ein Regensensor
bekannt, der nach dem physikalischen Prinzip der Totalreflexion
arbeitet. Hier wird Licht, vornehmlich im Infraroten Bereich, von einem
Sender emittiert, wobei der Lichtstrahl derart auf die Frontscheibe
eines PKW's gerichtet ist, dass im Falle einer trockenen Frontscheibe
am Übergang Glas-Luft eine Totalreflexion stattfindet und der
Lichtstrahl somit mit seiner gesamten Intensität, hier über einen
weiteren Umlenkspiegel zu einem Empfänger geleitet wird, wodurch
ein Referenzwert für eine trockene Scheibe festgelegt werden kann.
Da der Grenzwinkel für die Totalreflexion vom Medienübergang
abhängig ist, findet bei aufgetropftem Wasser keine Totalreflexion,
sondern eine Aufspaltung in ein reflektiertes und ein gebrochenes
Lichtbündel statt, deren Verhältnis von dem Empfänger gemessen
werden kann.
Aus der US 3,947,131 ist ein Regensensor der eingangs genannten
Art bekannt, der ebenfalls nach dem Prinzip der Totalreflexion
arbeitet, wobei der Sender und der Empfänger jeweils an separaten
Orten der Scheibe angebracht werden können, um beispielsweise den
gesamten Reflexionsweg der Windschutzscheibe ausnutzen zu
können.
Wie jedoch bereits angedeutet, hängt die Funktionsweise dieser
Anordnung von dem Ein- bzw. Ausfallwinkel des Lichtstrahls auf den
Medienübergang Glas-Luft bzw. Glas-Wasser ab. Somit ergeben sich
bei einem konstanten Grenzwinkel für die Totalreflexion, für
unterschiedliche Scheibenstärken ebenfalls unterschiedliche
Auftreffpunkte des Lichtbündels nach der Totalreflexion.
Als nachteilig erweist sich jedoch bei bestehenden Konstruktionen
von Regensensoren, dass diese durch einen vorgegebenen Abstand
zwischen Sender und Empfänger auf eine bestimmte Scheibenstärke
festgelegt sind. Insbesondere bei Fahrzeugen, die mit gepanzerten
Scheiben ausgerüstet sind, kommen jedoch wesentlich stärkere
Scheiben zum Einsatz, so dass Regensensoren nach dem Stand der
Technik nicht angewendet werden können. Aber auch bei
handelsüblichen Autoglasscheiben kommen verschiedene Stärken
zum Einsatz, wodurch sich für jeden Scheibentyp ein anderer
Regensensor ergibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit in der
Bereitstellung eines Regensensors, der universell auf jede
Scheibenstärke anwendbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Regensensor mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die
Verwendung eines Regensensors, der eine als Gehäuse ausgebildete
Aufnahmevorrichtung umfasst, in dem der Sender und der Empfänger
derart angeordnet sind, dass eine variable Beabstandung zwischen
Sender und Empfänger möglich ist, kann der Regensensor individuell
an die Stärke der Scheibe angepasst werden.
Vorteilhafterweise sind Gehäuse und auch Sender bzw. Empfänger
mit korrespondierenden Clipverbindungen ausgestattet, die ein
einfaches und auch lösbares Befestigen des Senders bzw.
Empfängers in dem Gehäuse gewährleisten.
Ebenfalls vorteilhaft erweist es sich Durchtrittsöffnungen für das
ausgesendete bzw. zu empfangende Strahlenbündel in dem Gehäuse
vorzusehen. Diese Durchtrittsöffnungen sind in vorteilhafter Weise
von Lichtein- und Auskoppelelementen gebildet, die aus einem für IR-
Strahlung transparenten Kunststoff hergestellt sind.
Als weiterhin vorteilhaft bzgl. eines störungsfreien Detektion hat es
sich erwiesen Lichtstrahlen, insbesondere im Bereich des infraroten
Lichtes als zu reflektierendes Strahlenbündel zu verwenden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Abbildungen. Darin zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßer Regensensor in einer Ansicht von
unten;
Fig. 2 ein erfindungsgemäßer Regensensor in einer Draufsicht;
Fig. 3 ein erfindungsgemäßer Regensensor auf einer Scheibe
angebracht in einer seitlichen Ansicht;
Fig. 4 eine Prinzipskizze zur Wirkungsweise eines Regensensors;
Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Problemstellung bei einer dickeren
Scheibe und einem Regensensor nach dem Stand der
Technik.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.
Ein erfindungsgemäßer Regensensor 1 umfasst im wesentlichen ein
Gehäuse 4, einen Sender 2 und einen Empfänger 3. Bei dem Sender
2 handelt es sich im wesentlichen um eine Lichtquelle, die einen
Lichtstrahl, vornehmlich im Infrarotbereich, in einem bestimmten
Winkel und mit einem bestimmten Durchmesser aussenden kann. Der
Sender emittiert den Lichtstrahl unter einem bestimmten Winkel, dem
sogenannten Grenzwinkel der Totalreflexion, auf eine Glasscheibe 7,
so dass dieser im Falle der trockenen Scheibe 7, zu dem Empfänger 3
reflektiert wird. Im Falle einer Benetzung der Scheibe 7 mit Wasser
ändert sich der Grenzwinkel der Totalreflektion, aufgrund des neuen
Medienübergangs Glas-Wasser. In diesem Falle wird lediglich ein Teil
des Lichtstrahls reflektiert, wohingegen der andere Teil gebrochen
wird. Die daraus resultierende Änderung der Lichtintensität kann
durch den Empfänger 3 festgestellt werden und beispielsweise ein
Scheibenwischermotor angesteuert werden. Ändert sich jedoch die
Dicke der Scheibe 7 so kann der Lichtstrahl, bei ansonsten
konstanten Randbedingungen, den Empfänger nicht treffen, wie in
Fig. 4 und 5 dargestellt.
Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 4 mit Befestigungsrasten 11
ausgestattet, die unterschiedliche Sender 2 bzw. Empfänger 3
aufnehmen können. Die Sender 2 bzw. Empfänger 3 unterscheiden
sich durch den Abstand zwischen dem emittierten Lichtstrahl und dem
durch den Empfänger 3 aufgenommenen Lichtstrahl, der durch das
Einclippen dieser Bauteile in das Gehäuse 4 entsteht.
Somit können mit einem Gehäuse 4, unterschiedliche Fensterdicken
auf deren Oberflächenbenetzung mit beispielsweise Regenwasser
überprüft werden. Darüber hinaus sind Durchtrittsöffnungen 6 auf der
Gehäuserückseite zum Durchtritt des Lichtstrahlbündels vorgesehen.
Diese Durchtrittsöffnungen sind in vorteilhafter Weise von Lichtein-
und Auskoppelelementen gebildet, die aus einem für IR-Strahlung
transparenten Kunststoff hergestellt sind.
Darüber hinaus ist der Regensensor mit einer Buchse 5 ausgestattet,
die zur Stromversorgung und zum Abfragen der Sensorinformationen
dienen kann.
Claims (4)
1. Regensensor (1) zur Detektion des Benetzungsgrads einer
transparenten Scheibe (7) mit tropfenförmigem Niederschlag,
vornehmlich zur Detektion von einsetzendem Regen und
Ansteuerung einer Scheibenwischersteuerung eines
Kraftfahrzeugs, umfassend einen ersten Sender (2), der zur
Aussendung eines Strahlenbündels, vornehmlich in einem durch
den Medienübergang zwischen Glas und Luft bestimmten
Grenzwinkel der Totalreflektion auf die transparente Scheibe (7),
geeignet ist und einen Empfänger (3), der zum Empfang
mindestens eines Teils des ausgesandten Strahlenbündels
geeignet ist, wobei eine Aufnahmevorrichtung (Gehäuse 4) für den
Sender (2) und den Empfänger (3) vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung als ein Gehäuse (4)
ausgebildet ist, in dem der Sender (2) und der Empfänger (3)
derart angeordnet sind, dass eine variable Beabstandung zwischen
Sender (2) und Empfänger (3) möglich ist.
2. Regensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
Sender (2) und Empfänger (3) über Befestigungsrasten (11) mit
dem Gehäuse (4) verbindbar sind.
3. Regensensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (4) mit Durchtrittsöffnungen (6) ausgestattet ist.
4. Regensensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Strahlenbündel um
Lichtstrahlen, vornehmlich im Bereich des infraroten Lichtes
handelt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001147182 DE10147182C1 (de) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Regensensor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001147182 DE10147182C1 (de) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Regensensor |
Publications (1)
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DE2001147182 Expired - Fee Related DE10147182C1 (de) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Regensensor |
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DE (1) | DE10147182C1 (de) |
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-
2001
- 2001-09-25 DE DE2001147182 patent/DE10147182C1/de not_active Expired - Fee Related
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DE102015117266B4 (de) * | 2015-10-09 | 2017-07-13 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh | Linsenbauteil eines Regensensors sowie Baukastensystem, Verfahren und Werkzeug zur Herstellung |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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