一种雨量传感器、自动雨刮控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种雨量传感器、自动雨刮控制系统及控制方法，该雨量传感器包括椭球体透镜、发光模块和收光模块，所述发光模块和收光模块一一对应设置于椭球体透镜的两个焦点上；所述发光模块，用于根据输入的控制电流发出检测光；所述椭球体透镜，用于对检测光进行反射和折射，椭球体透镜的反射率与折射率随附着在椭球体透镜外表面的液体改变；所述收光模块，用于接收发光模块发出的、以及椭球体透镜反射的检测光并转换为响应电流，通过响应电流的变化即可监测雨量。本发明专利技术利用椭圆的光学原理，极大地增大了检测区域、提升了传感器的检测灵敏度，提升了雨量检测的准确度，进而实现对雨刮更加准确的控制，提升用户的用车安全性。提升用户的用车安全性。提升用户的用车安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种雨量传感器、自动雨刮控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆智能控制
，更具体地，涉及一种雨量传感器、自动雨刮控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]对于汽车雨刮的自动控制，目前现有技术最常见的方案如图1所示，由雨量传感器中左右对称的红外发光二极管发送红外光，通过前挡风玻璃对其反射、并且被两个红外发光二极管对称中心的红外接收二极管接收，判断两对称的红外发光二极管发射的红外光能量和红外接收二极管接收到的红外光能量的差异来判断雨滴大小，从而控制是否启动雨刮以及雨刮速度。若玻璃上存在雨滴，雨量传感器发送的红外光经过玻璃的反射和雨滴的折射，中心处收到两侧的红外光能量与无雨滴时存在差异，通过该红外光能量差异判断玻璃上存在雨滴，从而请求雨刮刮起，并通过能量差异值的变化控制雨刮速度。图1中，虚线框中区域为灵敏区域。
[0003]该方案所检测的雨量区域比较小，在小雨时，雨点量少且由于雨点分布的随机性，容易漏判：例如前挡风玻璃已经有很多雨滴了，但只要雨滴未进入雨量传感器的灵敏区域，均不会检测到前挡风玻璃的实际雨滴状况，导致不能及时控制雨刮启动，影响用户的驾驶体验；由于未能及时清除前挡风玻璃上的雨滴，遮挡驾驶员视线，也存在安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种雨量传感器、自动雨刮控制系统及控制方法，其利用椭圆的光学原理，极大地增大了检测区域、提升了传感器的检测灵敏度，提升了雨量检测的准确度，进而实现对雨刮更加准确的控制，提升用户的用车安全性。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种雨量传感器，包括椭球体透镜、发光模块和收光模块，所述发光模块和收光模块一一对应设置于椭球体透镜的两个焦点上；
[0006]所述发光模块，用于根据输入的控制电流发出检测光；
[0007]所述椭球体透镜，用于对检测光进行反射和折射，椭球体透镜的反射率与折射率随附着在椭球体透镜外表面的液体改变；
[0008]所述收光模块，用于接收发光模块发出的、以及椭球体透镜反射的检测光并转换为响应电流。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种雨量传感器，发光模块处于椭球的一焦点处，收光模块处于椭球的另一焦点处，根据椭圆的光学原理，所有经由某一焦点发出的光，经椭圆面反射后，全部经过另一焦点，由收光模块全部接收；并且椭球的全部表面几乎可用于对检测光的反射，极大程度地提升了检测面积，因此通过这个原理可以提高雨量传感器的灵敏度。当椭球表面存在雨滴时，雨滴的形状改变了椭球的表面形状以及检测光在椭球表面的透射率，部分检测光通过雨滴折射出去，减小了检测光在雨滴处的反射率；通过有雨状态和无雨状态下响应电流与控制电流的差异，即可反算得到是否存在雨滴；当椭球
表面的雨滴数量不同时，收光模块接收到的反射光量也同步改变，根据反射光差异对应的响应电流差异，可反算出雨量大小。本专利技术的雨量传感器提升了雨量检测准确度，根据检测得到的雨量对雨刮进行更加灵敏、准确地控制，提升了用车安全性，进一步提升了用户体验好感度。还由于椭球体只具有两个焦点，一个焦点布置发光模块、另一个焦点布置收光模块，仅通过两个光电元件即可实现大范围的雨量检测，节省了元器件数量与成本。
[0010]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0011]可选的，所述发光模块为广角发光二极管，所述收光模块为广角光敏二极管。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果是：发光二极管可根据输入的控制电流发出检测光，采用广角的发光二极管作为发光模块，可使检测光呈发散状态，使椭球体的更大范围的表面接收到检测光，从而大幅度地增加高雨量传感器的检测面积，从而提升检测准确度。光敏二极管对光的变化非常敏感，具有单向导电性，是能够将光转换成电流或者电压信号的光探测器，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此可以根据不同雨量下椭球体表面对检测光折射量的不同、导致的反射光的量变，从而引起的光敏二极管转换的电流或电压值的差异来计算得到雨量大小。采用广角的光敏二极管，能够从多角度接收来自于椭球体表面各个角度、位置的反射光，从而提升检测灵敏度。
[0013]可选的，所述发光模块与收光模块的引线沿椭球体透镜的长轴设置。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是：将发光模块与收光模块的引线与椭球体透镜的长轴重叠，由于椭球体的长轴位置恰好是检测的盲点，充分利用长轴的位置作为布线通道，在解决了发光模块与收光模块的布线问题的同时，最大程度地提升了检测面积。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供一种自动雨刮控制系统，包括上述的雨量传感器，还包括相互通信连接的控制单元和执行单元；
[0016]所述控制单元与所述雨量传感器通信连接，用于控制所述雨量传感器的控制电流输入、并根据雨量传感器的响应电流与控制电流评估当前雨量，还用于根据预设的雨量档位阈值对当前雨量分档，根据当前雨量所处的档位输出对应的雨刮控制指令；
[0017]所述执行单元用于根据不同档位的雨刮控制指令控制雨刮执行对应的动作。
[0018]本专利技术的有益效果是：根据上述的雨量传感器可以得到较大检测范围内不同雨量状态下的响应电流变化，由于控制电流为预设的定值，因此响应电流的变化能够直观地反映椭球体透镜表面雨量的变化，可以用来评估椭球体表面是否有雨滴。为了对雨量进行更加精细地评估以及对雨刮进行分档位控制，通过设定多档阈值来对响应电流的变化，从而实现雨量的分档判断，再根据测得的雨量档位对雨刮进行分档位控制；执行单元根据各档位对应的雨刮控制指令控制雨刮对前挡风玻璃进行刮擦、清除雨滴，提升用车安全性以及用户体验满意度。
[0019]可选的，所述控制单元包括驱动模块、信号采集模块和数据处理模块：
[0020]所述驱动模块的输入端与数据处理模块连接、其输出端与所述发光模块连接，用于根据传感器控制信号向发光模块输出稳定的控制电流；
[0021]所述信号采集模块的输入端与所述收光模块连接、其输出端与数据处理模块连接，用于接收收光模块的响应电流并进行信号预处理；
[0022]所述数据处理模块用于输出传感器控制信号，还用于计算响应电流与控制电流的比值，将所述比值与预设的多个雨量档位阈值进行匹配，得到当前雨量所处的档位，根据当
前雨量所处的档位输出对应的雨刮控制指令。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是：驱动模块接受数据处理模块的控制，为发光模块提供稳定的控制电流，从而控制发光模块发出稳定的检测光。信号采集模块则对收光模块输出的响应电流进行预处理，如对其进行滤波降噪、信号放大，使其幅值达到利于后续计算的程度，以提升后续计算的精度。数据处理模块则作为雨量检测的核心运算部分，一方面控制雨量传感器的正常运转，一方面根据雨量传感器反馈回的响应电流分析当前雨量大小、并控制雨刮根据计算得到的雨量档位控制雨刮运转。
[0024]可选的，所述信号预处理包括将响应电流进行滤波、放大；以无雨状态为基准，使得预处理后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雨量传感器，其特征在于，包括椭球体透镜、发光模块和收光模块，所述发光模块和收光模块一一对应设置于椭球体透镜的两个焦点上；所述发光模块，用于根据输入的控制电流发出检测光；所述椭球体透镜，用于对检测光进行反射和折射，椭球体透镜的反射率与折射率随附着在椭球体透镜外表面的液体改变；所述收光模块，用于接收发光模块发出的、以及椭球体透镜反射的检测光并转换为响应电流。2.根据权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于，所述发光模块为广角发光二极管，所述收光模块为广角光敏二极管。3.根据权利要求1所述的雨量传感器，其特征在于，所述发光模块与收光模块的引线沿椭球体透镜的长轴设置。4.一种自动雨刮控制系统，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的雨量传感器，还包括相互通信连接的控制单元和执行单元；所述控制单元与所述雨量传感器通信连接，用于控制所述雨量传感器的控制电流输入、并根据雨量传感器的响应电流与控制电流评估当前雨量，还用于根据预设的雨量档位阈值对当前雨量分档，根据当前雨量所处的档位输出对应的雨刮控制指令；所述执行单元用于根据不同档位的雨刮控制指令控制雨刮执行对应的动作。5.根据权利要求4所述的自动雨刮控制系统，其特征在于，所述控制单元包括驱动模块、信号采集模块和数据处理模块：所述驱动模块的输入端与数据处理模块连接、其输出端与所述发光模块连接，用于根据传感器控制信号向发光模块输出稳定的控制电流；所述信号采集模块的输入端与所述收光模块连接、其输出端与数据处理模块连接，用于接收收光模块的响应电流并进行信号预处理；所述数据处理模块用于输出传感器控制信号，还用于计算响应电流与控制电流的比值，将所述比值与预设的多个雨量档位阈值进行匹配，得到当前雨量所处的档位，根据当前雨量所处的档位输出对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾露，沈忱，付斌，
申请(专利权)人：岚图汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：