DE10147182C1

DE10147182C1 - Regensensor

Info

Publication number: DE10147182C1
Application number: DE2001147182
Authority: DE
Inventors: Horst Feldkamp; Heiko Schaefer
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2021-09-26

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

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.