CN108437934B - 雨量传感器测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雨量传感器测试系统，包括：设置于挡风玻璃上的雨量传感器，以及雨量模拟装置，所述雨量模拟装置用于模拟多种雨况；雨刮控制装置，所述雨刮控制装置用于根据不同雨况下所述雨量传感器发送的雨量信号控制雨刮器运行；标定测试装置，所述标定测试装置用于根据所述雨量信号以及雨刮器的运行状态，对所述雨量传感器进行测试和标定。本发明具有操作简单、可重复性性强的特点，有效降低了自然环境因素带来的影响，不仅节省了大量的人力物力，而且测试条件可再现，并且能够缩短测试周期，保证研发进度。

Description

雨量传感器测试系统
技术领域
本发明涉及车辆雨刮系统测试领域，尤其涉及一种雨量传感器测试系统。
背景技术
汽车的生产研发过程中，智能化已发展成为研发主流。各运营厂商都在着力研发如何提高汽车的驾驶辅助功能。
车辆雨刮系统中的雨量传感器能够自动识别感应区是否有水及水量多少，从而判断雨的大小，并将信息反馈给车身控制器，通过车身控制器实现自动控制雨刮，并自动调节刮刷速度，实现自动雨刮功能，免去驾驶员的反复操作，提高驾驶安全性和舒适性。
雨量传感器的工作原理是以挡风玻璃的全反射为基础，收集发射二极管发射的红外波段的光，并且平行地进入透镜，通过光学介质与挡风玻璃耦合。在干净且干燥的挡风玻璃外侧，红外线由光密介质向空气光疏介质传输，光被完全的反射，并且通过各个透镜，几乎再一次被完全聚焦在接收二极管上。如果挡风玻璃的外侧上有水滴，那么部分光束就会因为雨滴的影响被折射或散射。这样，被接收二极管吸收的光会减少。光照量的变化进而会被电子评估单元测量到，自动雨刮的频率控制即取决于上述评估，所以雨量传感器。
目前，多是在户外通过实车试验，对雨量传感器进行标定验证工作。该过程需依赖自然条件，不仅耗费大量人力、物力，且因为实际的天气状况不可预估导致测试工况不能复现；并且为了符合实际工况，实车测试需要选择不同的天气情况，测试周期较长，环境因素影响较大，大大拖慢了开发进度。
发明内容
本发明的目的是提供一种雨量传感器测试系统，能够模拟不同雨况天气以完成雨量传感器测试和标定工作，解决测试和标定过程中受自然环境制约导致的周期长、不可复现的缺陷。
本发明采用的技术方案如下：
一种雨量传感器测试系统，包括：
设置于挡风玻璃上的雨量传感器，以及
雨量模拟装置，所述雨量模拟装置用于模拟多种雨况；
雨刮控制装置，所述雨刮控制装置用于根据不同雨况下所述雨量传感器发送的雨量信号控制雨刮器运行；
标定测试装置，所述标定测试装置用于根据所述雨量信号以及雨刮器的运行状态，对所述雨量传感器进行测试和标定。
可选地，所述雨量模拟装置包括：
第一控制单元、储水箱、注水设备以及喷淋设备；
所述注水设备用于向所述储水箱补充测试用水；
所述第一控制单元用于根据预设的多种水压设定值，控制所述喷淋设备从所述储水箱抽水并向所述挡风玻璃喷水以模拟多种雨况。
可选地，所述喷淋设备包括：
设置于所述储水箱内的抽水泵，以及通过水管与所述抽水泵水路连接的喷头；
所述喷头置于所述储水箱外部且朝向所述挡风玻璃；
所述第一控制单元用于通过控制所述抽水泵的转速，调节喷淋压力。
可选地，所述喷淋设备还包括：
设置在所述水管内的水压传感器，所述水压传感器用于测量管路中的实际压力；
所述第一控制单元还用于根据所述实际压力及所述水压设定值，对所述抽水泵的转速进行调控。
可选地，所述喷淋设备还包括：
设置在所述喷头的出口处的水量量具，所述水量量具用于测量由所述喷头喷出的实际喷水量。
可选地，所述注水设备包括：
设置于注水管路上的电控阀门以及设置于所述储水箱内的水位传感器；
所述第一控制单元还用于根据所述水位传感器发送的水位信号，控制所述电控阀门启闭。
可选地，所述标定测试装置包括：
第二控制单元，所述第二控制单元分别与所述雨量传感器和所述雨刮控制装置电连接；
所述第二控制单元用于根据所述雨量信号以及雨刮器的运行状态，对所述雨量传感器进行测试和标定。
可选地，所述第二控制器与所述雨量传感器通过总线连接。
可选地，所述雨刮控制装置包括：雨刮电机和第三控制器；
所述第三控制器分别与所述雨量传感器和所述雨刮电机电连接；
所述第三控制器用于根据所述雨量信号控制雨刮电机运行；其中，所述雨刮电机的运行状态用于表征雨刮器的运行状态。
可选地，所述雨刮控制装置还包括：与所述雨刮电机电连接的示波器，所述示波器用于检测和记录所述雨刮电机的运行状态。
本发明实质是构建了一套针对雨量传感器的测试台架，本系统能够针对不同的雨量工况进行雨量传感器的测试标定，其具有操作简单、可重复性性强的特点，有效降低了自然环境因素带来的影响，不仅节省了大量的人力物力，而且测试条件可再现，并且能够缩短测试周期，保证研发进度。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的雨量传感器测试系统的实施例的示意图；
图2为本发明提供的雨量传感器测试系统的另一实施例的示意图；
图3为本发明提供的雨量传感器测试系统的较佳实施例的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提供了一种雨量传感器测试系统的实施例，如图1所示，该系统包括设置于挡风玻璃上的雨量传感器、雨量模拟装置、雨刮控制装置和标定测试装置；其中，挡风玻璃可以安装于整车上，也可以独立设置；雨量模拟装置的作用是模拟自然条件下的多种雨况，例如根据测试需求模拟出小雨、中雨、大雨或暴雨等，具体在实际操作中可以采用手动或电控喷水方式予以实现(图中以虚线表示喷淋)；雨刮控制装置的作用是根据不同雨况下的所述雨量传感器发送的雨量信号控制雨刮器运行，可以采用现有的雨刮器控制方式予以实现(图中箭头示出电信号传递关系)；所述标定测试装置用于根据不同雨况下的所述雨量信号以及雨刮器的运行状态，对所述雨量传感器进行测试和标定，“测试和标定”可以包括监测动态的雨量工况下，雨量传感器输出信号的稳定性及反应速率，还可以包括测试对应不同雨况其输出的雨量信号是否发生正确变化，以及雨刮器是否能够根据相应的雨量信号是实现自动调节，这其中还可以涉及对调节参数的标定等，本领域技术人员可以理解的是，测试和标定的具体方式可借鉴现有的实车测试，并且，所述雨量传感器发送的雨量信号实质是指雨量传感器发送的用于表征雨量的信号，例如背景技术中提及的光照量等，而不一定是指直观的雨量表达(如毫米、毫升、立方等)。需说明的是，图中所示“雨刮器”即雨刮片及相应的机械执行机构(以无箭头实线示出机械连接关系)。
针对前述各装置，本发明在另一个实施例中给出了具体的系统组成参考，如图2所示，雨量模拟装置可以包括第一控制单元、储水箱、注水设备以及喷淋设备；标定测试装置可以包括根据所述雨量信号以及雨刮器的运行状态，对所述雨量传感器进行测试和标定的第二控制单元，需指出的，第二控制单元的功能不局限于测试和标定，根据需要其还可以在其他实施例中对额外增设的设备进行控制；雨刮控制装置则可以包括雨刮电机和第三控制器。需指出的是图2实施例中示出了综合上述三种具体装置的组成，但在实际操作中，各装置可结合前文实施例独立构成各自的技术方案。
基于图2所示实施例，具体而言：储水箱的作用是储存测试用水，并可以借由注水设备向储水箱补充测试用水，其中注水设备可以采用手动或电控方式；而喷淋设备是用于从储水箱抽水并向前述挡风玻璃(包括其上的雨量传感器)喷水，以模拟下雨工况；前述雨刮电机即为通用的雨刮电机，在实际操作中，还可以在挡风玻璃上设置前述由雨刮片和机械执行机构组成的雨刮器，该雨刮电机与机械执行机构机械连接，以实现类似于真实工况下对挡风玻璃所采取的雨刮片刮水动作，现有技术为此提供了多种实施参考，本发明对此不与赘述。
关于前述第一、第二、第三控制单元：其中所述第一控制单元可以与喷淋设备电连接，并根据预设的多种水压设定值，控制喷淋设备抽水及喷水操作，从而实现模拟各种雨况；而第二控制单元则可以分别与雨量传感器和雨刮控制装置电连接，其中优选第二控制器与雨量传感器通过总线连接，例如LIN总线\CAN总线\Flexray总线等皆可考虑；而第三控制器则可以分别与所述雨量传感器和所述雨刮电机电连接，并根据前述雨量信号控制雨刮电机运行，其中，所称雨刮电机的运行状态可以用来表征雨刮器的运行状态，当然，在设有前述雨刮器执行机构的实施例中，雨刮器执行机构可直接反映雨刮器的运行状态；还需指出的是，所述第二控制单元可以与所述雨刮电机电连接，也可以与第三控制器电连接，以此获得雨刮器的实际运行状态。
在具体实施过程中，还可以将第一、第二控制单元集于一体，例如采用包含LABVIEW测试程序、NIPXI-8516板卡以及NIPXI-1044插槽机箱的上位机；而第三控制单元可以选用常规的车身控制器(BCM)。相应的测试和标定方式可是由上位机发送测试指令和监控报文，并根据报文内容对反馈信号进行解析及判断处理，进而完成对雨量传感器的测试和标定，具体可参考如下：在LABVIEW界面设置相应的测试参数，并根据雨量传感器的硬件功能和参数编制对应的测试用例；根据测试用例，控制喷淋设备输出如小雨、中雨、大雨或暴雨等雨况，并利用NIPXI-8516测试板卡向雨量传感器发送模拟LIN信号，观察和监测雨量传感器反馈的LIN信号。在动态的雨量工况下，再结合BCM反馈的雨刮电机的运行变化，判断雨量传感器是否能够根据雨况对雨刮器进行合理的控制调节，最后可以根据测得的数据和结果对雨量传感器的相关参数进行整改和标定。
基于前述实施例及优选方案，本发明在另一个较佳实施例中提供了一个更为具体的系统方案，如图3所示，其中前述喷淋设备可以具体包括设置在储水箱内的抽水泵(例如以步进电机予以实现)，以及通过水管与抽水泵水路连接的喷头，该喷头可置于储水箱的外部且其喷水出口朝向前述挡风玻璃；而前述第一控制单元则可以通过控制抽水泵的转速调节喷淋压力，从而实现对不同雨况的模拟；在其他实施例中，喷淋设备还可以包括设置在所述水管内的水压传感器，该水压传感器用于测量管路中的实际压力，亦即是确保控制的精确性及稳定性，形成压力控制反馈，使得第一控制单元能够根据水管中的实际压力以及预设的水压设定值，对所述抽水泵的转速进行调控。
而所述注水设备则可以具体包括设置在注水管路上的电控阀门以及设置在所述储水箱内的水位传感器，第一控制单元根据水位传感器发送的水位信号，控制所述电控阀门启闭，以此免去由人工观测储水箱的水量以及人工操控注水阀门的开闭所带来的弊端；当然，在另一个实施例中，基于电控补充方案，还可以考虑在注水出口设置一个手动龙头，以防电控失效造成补水异常。需指出的是，注水管路的源头可连接在现有的多种水源供给设置，例如厂区内的水处理站等，本发明对此不予限定。
再者，前述雨刮控制装置还可以进一步包括与雨刮电机电连接的示波器，该示波器的作用是记录所述雨刮电机的运行状态，便于测试人员从示波器的记录数据中查看相关信号的变化。当然，前述第二控制单元也可以与示波器电连接以此获得雨刮器的运行状态。
最后，可以补充说明的是，在实际操作中，还可以在所述喷头的出口处设置一个水量量具，其目的是用于实际测量由喷头喷出的喷水量，以对测试和标定提供更多的数据参考。具体的实施手段例如可以在喷头的出口处加装量杯或量筒，由预先计算的降水量和时间的关系，测量在某单位时间内该量杯或量筒内的液体体积，以此作为核实雨量控制是否准确可靠的参考数据。当然，该实施方式仅是一种参考，本领域技术人员还可以借此拓展为由电控方式实现相关测量，例如可以由前述第二控制单元对该水量量具进行相应控制和监测等。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种雨量传感器测试系统，其特征在于，包括：
设置于挡风玻璃上的雨量传感器，以及
雨量模拟装置，所述雨量模拟装置用于模拟多种雨况；
雨刮控制装置，所述雨刮控制装置用于根据不同雨况下所述雨量传感器发送的雨量信号控制雨刮器运行；
标定测试装置，所述标定测试装置用于根据所述雨量信号以及雨刮器的运行状态，对所述雨量传感器进行测试和标定；
所述测试和标定包括：监测动态的雨量工况下，雨量传感器输出信号的稳定性及反应速率，测试对应不同雨况下雨量传感器输出的雨量信号是否发生正确变化，以及雨刮器是否能够根据相应的雨量信号实现自动调节；
所述测试和标定方式由上位机发送测试指令和监控报文，并根据报文内容对反馈信号进行解析及判断处理，进而完成对雨量传感器的测试和标定。
2.根据权利要求1所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述雨量模拟装置包括：
第一控制单元、储水箱、注水设备以及喷淋设备；
所述注水设备用于向所述储水箱补充测试用水；
所述第一控制单元用于根据预设的多种水压设定值，控制所述喷淋设备从所述储水箱抽水并向所述挡风玻璃喷水以模拟多种雨况。
3.根据权利要求2所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述喷淋设备包括：
设置于所述储水箱内的抽水泵，以及通过水管与所述抽水泵水路连接的喷头；
所述喷头置于所述储水箱外部且朝向所述挡风玻璃；
所述第一控制单元用于通过控制所述抽水泵的转速，调节喷淋压力。
4.根据权利要求3所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述喷淋设备还包括：
设置在所述水管内的水压传感器，所述水压传感器用于测量管路中的实际压力；
所述第一控制单元还用于根据所述实际压力及所述水压设定值，对所述抽水泵的转速进行调控。
5.根据权利要求3所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述喷淋设备还包括：
设置在所述喷头的出口处的水量量具，所述水量量具用于测量由所述喷头喷出的实际喷水量。
6.根据权利要求2所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述注水设备包括：
设置于注水管路上的电控阀门以及设置于所述储水箱内的水位传感器；
所述第一控制单元还用于根据所述水位传感器发送的水位信号，控制所述电控阀门启闭。
7.根据权利要求1～6任一项所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述标定测试装置包括：
第二控制单元，所述第二控制单元分别与所述雨量传感器和所述雨刮控制装置电连接；
所述第二控制单元用于根据所述雨量信号以及雨刮器的运行状态，对所述雨量传感器进行测试和标定。
8.根据权利要求7所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述第二控制器与所述雨量传感器通过总线连接。
9.根据权利要求1～6任一项所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述雨刮控制装置包括：雨刮电机和第三控制器；
所述第三控制器分别与所述雨量传感器和所述雨刮电机电连接；
所述第三控制器用于根据所述雨量信号控制雨刮电机运行；其中，所述雨刮电机的运行状态用于表征雨刮器的运行状态。
10.根据权利要求9所述的雨量传感器测试系统，其特征在于，所述雨刮控制装置还包括：与所述雨刮电机电连接的示波器，所述示波器用于检测和记录所述雨刮电机的运行状态。
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