[发明专利]雨量传感器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雨量传感器及控制方法。

背景技术

在雨天驾驶车辆的过程中，驾驶员经常需要根据当前雨量的大小，手动调节雨刮的运行速度，因此容易因降低了对路况的关注度而引发交通事故。为避免这种情况，在现代的汽车电子系统中，经常使用雨量传感器来采集雨量大小信号，并依此计算和判定当前合适的雨刮速度档位，通过CAN或者LIN总线与雨刮执行器进行通讯，从而使雨刮执行器可以根据雨量的大小自动调节雨刮速度输出，实现驾驶员能够专心进行车辆驾驶的目的，如申请号为：200620076000的中国专利文献，提供了一种汽车雨刮器控制装置。

现今常用的雨量触感器如图1所示，其工作原理如下：

雨量传感器内部的发射器(即LED光发射器)发射一定频率的光波，此光波通过透镜形成光通路，在汽车前挡风玻璃上形成反射后，再通过透镜形成的光通路，最后到达雨量传感器内部的接收器(即光线感应器)上，接收器转换光通量为相应的模拟信号值，供雨量传感器内部的微处理器计算光通量使用。当有雨滴附着在光通路的反射区域时，光通路上的光反射量会减少，光线感应器上检测到的光通量会比没有雨滴时要小，最后导致微处理器上得到的模拟信号值，要比没有雨滴附着在光通路时得到的模拟信号值要小。微处理器通过计算当前接收器输出的模拟信号值，与在车厂时标定的没有雨滴附着时接收器输出的模拟信号值之间相差的差值，就能够计算出当前附着在汽车前挡风玻璃反射区上的雨滴的大小，并据此计算出合适的雨刮速度档位，然后通过CAN或者LIN通讯总线，把相应的雨刮速度档位的计算结果发送给雨刮执行器，使其能够根据雨量传感器的计算结果，控制雨刮以相应的速度动作。然而，此种雨刮控制方式存在诸多缺点：

第一：因为在同型号的不同雨量传感器之间，存在雨量传感器光路透镜的差异性，以及在同型号汽车的不同汽车玻璃之间，存在汽车前挡风玻璃光线反射率的差异性，使得即使在同样没有雨滴附着的情况下，光线感应器得到的反射光通量也是不同的，最终导致微处理器得到的模拟信号值也是不同的。所以雨量传感器在车上安装完毕后，必须通过检测设备，使得雨量传感器能够学习到在没有雨滴附着的情况下，接收器给出的模拟信号值的大小，这个过程就是车厂或者4S店进行的“传感器初值标定”的过程，如此，就会增加车厂或者4S店的工作量，即增加了生产成本。

第二：当雨量传感器使用经过一定时间后，因为发射器和接收器的器件老化，使得在同样没有雨滴附着在前挡风玻璃反射区域的情况下，微处理器采集到的接收器输出值，也会与标定的传感器初值不同，最终导致雨量传感器在工作一定日期后，需重新进行“传感器初值标定”，这个过程，又增加了4S店的工作量和人工成本。

第三：最重要的是，在雨量传感器的工作过程中，因为发射器不断将电能转换为光能和热能，使得雨量传感器壳体内部的温度不断上升。这样不仅使得发射器发射的光通量会随着温度变化而产生变化，同时接收器在检测到同样光通量的反射光线时，接收器输出的模拟信号值也会随着温度变化而发生变化。所以，在连续工作一段时间后，微处理器就无法判定，接收器输出的模拟量产生的变化，是因为环境温度变化引起，还是因为雨滴附着在前挡风玻璃的反射区域上引起的。最终导致微处理器(MCU)难以计算准确的雨滴大小，进而难以确定出合适的雨刮速度。

由此可见，急需要对现有雨量传感器进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能优越且使用方便的雨量传感器及控制方法。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的第一种雨量传感器，包括：相对于车辆的挡风玻璃设置以便发出的光能入射到所述挡风玻璃的发光元件；与所述发光元件连接且用于控制所述发光元件发光强度的受控功率调节电路；用于将接收到的经过所述挡风玻璃反射回的光信号转换为电信号的光电转换电路；以及与所述光电转换电路及所述受控功率调节电路连接的控制单元，用于在刚上电时将首次获得的电信号转换为数字信号后再判断首次所获得的数字信号是否超出预设的参考范围，以便确定是否需要向所述受控功率调节电路发出功率控制信号来调整所述发光元件发出的光的强度，进而来确定一标准值，并将随后所获得的数字信号与所述标准值进行比较以便确定是否是对标准值进行修正，还是发出调节雨刮控制信号，并当修正后的标准值超过预设的参考范围时，再次向所述受控功率调节电路发出功率控制信号。