Regen, Sonne oder was?

Der Lichtsensor

Es war ein französischer Automobilhersteller, der erstmals 1994 einen Regensensor in einem Serienfahrzeug eingesetzt hat. Seitdem begann der Siegeszug des Bauteils, heute gehört der Regensensor zum Standard. Er erfasst die Benetzung der Windschutzscheibe mit Wasser und gibt ein entsprechendes Signal an ein Steuergerät weiter, um die Scheibenwischer zu aktivieren. Die Geschwindigkeit der Wischer variiert je nach Regenintensität. Eine exakte Messung der Regenmenge ist nicht möglich, aber auch nicht vonnöten. HELLA war bei der Entwicklung von Regensensoren Vorreiter und gehört heute zu den Marktführern sowohl in der Erstausrüstung als auch im Aftermarket.

Bei einem Regensensor inklusive Zusatzfunktionen handelt es sich um ein optoelektronisches Bauteil. Er sitzt dezent versteckt hinter dem geschwärzten Bereich der Windschutzscheibe, auf Höhe des Rückspiegels. Muss die Windschutzscheibe aufgrund eines Steinschlags getauscht werden, kann der alte Sensor in den Sockel der neuen Scheibe eingeklebt oder eingeclipst werden.

Heute kommt meist eine Kombination aus Regen- und Lichtsensor zum Einsatz. Je nach Fahrzeugmodell ist im Sockel hinter der Windschutzscheibe noch ein Abstands- und Umfeld-Erkennungs-Sensor (Radar/Lidar) sowie eine Kamera, beispielsweise zur Erkennung von Verkehrszeichen oder zur Realisierung von Spurhaltesystemen, platziert.

Der Regensensor

Der Regensensor registriert Wassertropfen auf der Windschutzscheibe durch ein optoelektronisches Verfahren. Genau genommen erkennt er die von den Wassertropfen verursachte Lichtbrechung. Dazu senden in der Optikeinheit befindliche Leuchtdioden Infrarotlicht an die Glasoberfläche. Ist die Scheibe trocken, reflektiert sie das Infrarotlicht nahezu vollständig und eine ebenfalls in der Sensorik untergebrachte Fotodiode misst die reflektierte Lichtstärke. Ist die Scheibe mit Feuchtigkeit (Wassertropfen) benetzt, tritt durch die verursachte Lichtbrechung das Infrarotlicht aus der Frontscheibe aus. Es wird weniger Licht zur Fotodiode reflektiert – man spricht vom Streulichtprinzip. Die Sensorelektronik wertet die Ergebnisse aus und sendet ein entsprechendes Signal an das Scheibenwischer-Steuergerät. So sind unterschiedliche Wischfrequenzen bis hin zum Dauerwischen bei Starkregen in unterschiedlichen Geschwindigkeiten realisierbar. Ein weiterer Vorteil: Der Wischer schaltet automatisch ab, wenn sich keine Wassertropfen auf der Windschutzscheibe befinden. So wird ein für die Wischerblätter schädliches „Trockenwischen“ vermieden. Selbst im Winter funktionieren moderne Regensensoren. Sollte sich jedoch eine Eisschicht auf der Windschutzscheibe gebildet haben, unterbindet die Elektronik das schädliche „Schrubben“. Um Kondenswasser in der Optik des Sensors zu vermeiden, kann der Innenbereich zusätzlich beheizt werden.

Der Lichtsensor

Der Lichtsensor arbeitet mit zwei voneinander unabhängigen Sensoren: Einer verfügt über einen großen Erfassungswinkel, sodass er das komplette Umgebungslicht unabhängig vom Einfallswinkel erfasst. Der zweite Sensor misst das Vorfeldlicht. Er ist so ausgerichtet, dass er nur die Lichtintensität direkt vor dem Fahrzeug detektiert. Die automatische Helligkeitsanpassung eines Head-Up-Displays beispielsweise basiert auf dieser Messmethode. Das automatische Aktivieren des Abblendlichts geschieht hingegen anhand beider Sensordaten.

Lichtsensoren sind Grundlage weiterer interaktiver Maßnahmen zur Regulierung der Fahrzeugbeleuchtung. Dabei sind entgegenkommende Fahrzeuge ebenso relevant wie vorausfahrende. Ebenfalls eine Rolle spielt die Tag-/Nachtgrenze sowie die Erkennung von Straßenbeleuchtung beziehungsweise von reflektierenden Verkehrsschildern, beispielsweise bei Ortseinfahrten. Intelligente Assistenzsysteme wie das adaptive Kurvenlicht, die adaptive Lichtverteilung (selektives Ausleuchten von Gefahrenstellen) oder das blendfreie Fernlicht (adaptive Hell-/Dunkelgrenze) kommen je nach Scheinwerfertechnik hinzu. Der HELLA-Konzern liefert beispielsweise entsprechende Systeme, wie das Advanced Frontlighting System (AFS). Handelt es sich um LED-Scheinwerfer von HELLA, lassen sich auf Basis der Informationen des Lichtsensors (und weiterer Umfeld-Parameter), je nach Umgebungsbedingungen und Verkehrssituation, einzelne LED-Module schalten.