检测窗玻璃上润湿的出现的传感器和方法技术

检测窗玻璃上润湿的出现的传感器和方法。该方法以连续不断的重复的测量周期运行。在第一周期部分，可以由测量电容器构成的电流／电压变换器通过在第一光学测量部件的光接收器中流动的电流充电到第一阈值。在随后的第二周期部分，该测量电容器通过在第二光学测量部件的光接收器中流动的电流放电至第二阈值。通过若干测量周期将光学测量部件的光发射器闭环调节到充电时间和放电时间的预定额定值。从充电时间和放电时间的额定值和实际测量值的瞬时偏差最终得出关于窗玻璃润湿的结论。通过两个光学测量部件中光发射器的强度的系统控制，使可用的调节范围动态适应普遍的条件。另外，调节范围的上限扩展到环境光的较高的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是涉 及用于车辆的雨水传感器。
技术介绍
雨水传感器具有包含光发射器与光接收器的光学测量部件。光发 射器和光接收器耦接至窗玻璃的内表面以使从光发射器发出的光通 过窗玻璃的外表面上的全反射被反射到光接收器上。然而，光接收器 也暴露于环境光下。为了减轻环境光的影响，可以使用彼此相邻排列 的两个同样的光学测量部件，从而计算光学接收器的差分信号。然而， 调节能力受到外部光以及光学和电子元件的不对称性的限制。
技术实现思路
本专利技术提供一种检测窗玻璃上润湿的出现的方法和传感器，通过 它可用的调节范围和检测灵敏度得到了提高。根据本方明的方法以连续不断的重复的测量周期运行。在第一周 期部分，可以由测量电容器构成的电流/电压变换器通过在第一光学测 量部件的光接收器中流动的电流被充电到第一阈值。在随后的第二周 期部分，该测量电容器通过在第二光学测量部件的光接收器中流动的 电流被放电至第二阈值。通过若干测量周期将光学测量部件的光发射 器闭环调节到充电时间和放电时间的预定额定值。从充电时间和放电 时间的额定值和实际测量值的瞬时偏差最终得出关于窗玻璃润湿的 结论。通过两个光学测量部件中光发射器的强度的系统控制，使可用 的调节范围动态适应普遍的条件。另外，调节范围的上限扩展到环境 光的较高的值。根据本专利技术的用于检测窗玻璃上润湿的出现的传感器具有能够 耦接至窗玻璃的两个光学测量部件，每个光学测量部件均具有可控的 光发射器和光接收器。该传感器还包括比较器，比较器的第一输入端 与测量电容器连接，并且比较器的第二输入端通过转换开关被选择性 地施加两个阈值中的其中之一 。控制电路交替地控制光发射器。此外， 控制电路通过可控开关将测量电容器选择性地与光接收器连接。该控制电路，例如编程微控制器或专用集成电路(ASIC)，进行序列控制， 以使在连续重复的测量周期中，分别在第一周期部分，通过在第一光 学测量部件的光接收器中流动的电流将测量电容器充电到第一阈值， 在随后的第二周期部分，该测量电容器通过在第二光学测量部件的光 接收器中流动的电流被放电至第二阈值。通过若干测量周期将两个光 学测量部件的光发射器闭环调节到充电时间和放电时间的预定额定 值。根据充电时间和放电时间的额定值和实际测量值的瞬时偏差检测 窗玻璃的润湿，并提供相应的控制信号，例如车辆的挡风玻璃刮水器 系统的控制信号。本专利技术的有利的进一步进展在随后权利要求中示出。附图说明本专利技术的其他特征和优点从以下参照附图的优选实施例的说明 中将变得清楚，在附图中，图1示意性地示出传感器的电路图； 图2示出信号图，该信号图例示传感器的运行模式。具体实施例方式传感器包含耦接至窗玻璃的内表面的两个光学测量部件。第一光 学测量部件包括光发射器LED1，其与可控电流源CUR1串联；和 光接收器P1。第二光学测量部件包括光发射器LED2，其与可控电 流源CUR2串联；和光接收器P2。光发射器和光接收器之间的关联 在图1中分别通过箭头符号来表示。光接收器P1、 P2彼此串联排列，并与在恒压电源u的两极之间对称的两个电阻串联排列。测量电容器 Cl能够通过可控开关SW1与光接收器Pl、 P2之间的接点连接。测 量电容器Cl还与比较器COMP的非反相输入端连接，比较器COMP 的反相输入端可以通过转换开关SW4与两个固定阈值INTHIGH和 INTLOW之一连接。两个固定阈值INTHIGH和INTLOW通过电阻 分压器从恒压电源U导出。转换开关SW4通过比较器COMP的输出 信号STATUS控制。在所示的简单实施例中，测量电容器Cl用于光接收器中流动的 电流的积分(integration)。该测量电容器具有电流/电压转换器的功 能。在实际实现中，电流/电压转换器以附加过滤器和单独的积分电路 的形式使用。控制电路CONTROL控制第一光学测量部件的电流源CUR1和 第二光学测量部件的电流源CUR2。为此，控制电路通过转换开关 SW2将电流源CUR1的控制输入端与接地信号连接或者与控制信号 UP—SPEED连接。控制电路通过转换开关SW3以模拟的方式在电流 源CUR2的控制输入端施加接地信号或控制信号DOWN—SPEED。转 换开关SW2由信号UP控制，转换开关SW3由信号DOWN控制。 比较器COMP的输出信号STATUS施加至控制电路CONTROL作为 输入信号，控制电路CONTROL利用信号ENABLE控制可控开关 SW1。控制电路CONTROL,例如编程微控制器或专用集成电路 ASIC,被设计为执行序列控制，该序列控制以下参照图2更为详细地 描述。在图2中，首先考虑"周期l"。该序列由连续重复的测量周期构 成。在测量处理的开始，通过开关SW6将测量电容器C1充电到较低 阈值INTLOW。或者，可以在开始时通过开关SW5将测量电容器 Cl充电到较高阈值INTHIGH。而在图2中，假定周期以充电处理开 始。在时刻t0，通过信号UP控制转换开关SW2，以将电流源CUR1 的控制输入端与控制信号UP SPEED连接。在测量处理的开始时将该控制信号UP—SPEED设置为适当的缺省值。同时，通过控制信号 ENABLE关闭开关SW1。从光发射器LED1发出的光落到光接收器 Pl上，电流在光接收器PI中流动，由此充电测量电容器Cl。在时 刻t2,测量电容器Cl处的电压INT到达上限阈值INTHIGH。比较 器COMP转换并将信号STATUS传输至控制电路CONTROL,从而 终止控制信号ENABLE。随着在时刻t0的充电处理的开始，控制电 路启动内部计数器或定时器，该计数器或定时器在时刻t2完成充电处 理时停止。在短暂停之后，通过被控制信号DOWN反相的转换开关 SW3以及由此施加到电流源CUR2的控制输入端的电流控制信号 DOWN—SPEED，在时刻t3去激活电流源CUR1并激活电流源CUR2。 现在通过从光发射器LED2发出的光而为光接收器P2提供电流，因 此测量电容器C1放电。在时刻t5测量电容器Cl处的电压INT到达 下限阈值INTLOW,由此比较器COMP转回。如前所述，计数器或 定时器在时刻t3在放电处理开始时在控制电路CONTROL中启动， 并在时刻t5在放电时间结束时停止。在随后的时刻t5与t6之间的短 暂停中，评估控制电路CONTROL中的计数器读数或定时器值。通 过上述暂停实现了恒定周期时间。在控制电路中内部预先确定充电时间和放电时间的额定值。将实 际测量的充电时间和放电时间与预定的额定值比较。当检测到偏差 时，为了调整的目的，重新调节当前的控制信号UP_SPEED和 DOWN一SPEED。该闭环调整在多个测量周期上相对较慢地发生。额 定值与充电和放电时间之间的瞬时偏差被解释为对两个光学测量部 件之间的平衡的干扰，特别地解释为窗玻璃的润湿。尽管在图2中"周期l，，是对称的，即，充电时间约等于放电时间， 但是"周期2"构成非对称测量周期。与充电时间相比的较长放电时间， 导出在第二光学测量部件上存在润湿的结论。权利要求1.一种用于检测窗玻璃特别是车辆挡风玻璃上润湿的出现的方法，其中进行连续不断重复的测量周期a)在第一周期部分，将在第一光学测量部件的光接收器中流动的电流积分至第一阈值；b)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测窗玻璃特别是车辆挡风玻璃上润湿的出现的方法，其中进行连续不断重复的测量周期：ａ）在第一周期部分，将在第一光学测量部件的光接收器中流动的电流积分至第一阈值；ｂ）在第二周期部分，将在第二光学测量部件的光接收器中流动的电流积分至第二阈值；ｃ）在多个测量周期对所述光学测量部件的光发射器进行闭环调整，以获得积分时间的预定的额定值；和　ｄ）根据所述积分时间的额定值和实际测量值之间的瞬时偏差，检测窗玻璃的润湿。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乌里奇贝克斯，
申请(专利权)人：TRW车辆电气与零件有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]