CN113085785A - 汽车用电容式感应雨刮系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车用电容式感应雨刮系统及其工作方法，其中电容式感应雨刮系统安装于风挡玻璃上，包括平面电容传感器以及将平面电容传感器安装于其中的外壳，风挡玻璃上粘有玻璃支架，电容式感应雨刮系统安装固定于玻璃支架上。平面电容传感器包括分布于两侧的感应电容传感器以及位于感应电容传感器之间的基准电容传感器。本发明汽车用电容式感应雨刮系统采用3D(3维)区域测量，无死区，检测面积≥100％，检测更精确，平面电容传感器对少量的灰尘气泡不敏感，故丝印玻璃时可只留下灯光传感器所需的小孔(直径5‑8mm)即可，安装时产生的气泡灰尘对最终产品性能及外观影响可忽略不计。
Description
技术领域：
本发明涉及一种汽车用电容式感应雨刮系统及其工作方法，其属于汽车技术领域。
背景技术：
随着汽车行业的越来越自动化，智能化，感应雨刮系统也几乎成为了很多车型必备的系统，所谓感应雨刮，是能够通过雨量传感器感应雨滴的大小，自动调节雨刮运行速度，为驾驶者提供良好的视野，从而大大提高雨天驾驶的方便性和安全性。
目前市场上的感应雨刮系统，大多采用光电式雨量传感器，光电式雨量传感器技术是利用风挡玻璃表面光线的折射率和散射射率变化来探测雨量变化的。干燥条件下，发射管发射的红外光近似100％折射到接受管，当有雨水时，由于雨水的散射作用，折射率将降低，接收到的红外光强将小于100％,由此可以依据接收到的红外光强判定是否下雨及雨量的大小。但是光电式雨量传感器存在如下缺点：
1、需要设计光学支架；
2、探测区域为平面，测量面积小；
3、对车型的兼容性差；
4、对贴装要求较高，气泡、杂质对产品性能有影响，气泡要求<1mm，不能有杂质。
存在上述缺点的原因：
1、发光二极管发出的是一束锥形光线，光学支架用于约束其发出的所有光线按照直线传播至风挡玻璃上，使光线按照一定角度传播与接收；
2、因为其测量原理为点阵形成面的2D(2维)测量，只能探测玻璃表面的雨滴影响无法探测雨滴厚度。
3、光电式雨量传感器对汽车前风挡玻璃厚度有一定限制，为5-7mm，一般适用于乘用车，而大巴车、公交车的玻璃厚度较厚，因此不能适用；
4、光电式雨量传感器与玻璃之间存在气泡或杂志时，一方面影响美观，另一方面会导致雨量传感器误判，从而使雨刮误动作。
因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
发明内容：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种汽车用电容式感应雨刮系统及其工作方法。
本发明采用如下技术方案：一种汽车用电容式感应雨刮系统，安装于风挡玻璃上，包括平面电容传感器以及将平面电容传感器安装于其中的外壳，所述风挡玻璃上粘有玻璃支架，电容式感应雨刮系统安装固定于玻璃支架上。
进一步地，所述平面电容传感器包括分布于两侧的感应电容传感器以及位于感应电容传感器之间的基准电容传感器。
本发明还采用如下技术方案：一种汽车用电容式感应雨刮系统的工作方法，步骤如下：
步骤一：平面电容传感器采集雨水信号，然后经过数模转换，数字信号传输给中央处理器；
步骤二：中央处理器通过雨量信号，判断雨量大小，控制雨刮挂刷速度；
步骤三：通过LIN总线发出雨刮控制请求和对应刮刷速度信号，输出给BCM，由BCM执行雨刮刷动快慢及停止。
进一步地，步骤三包括如下模式：
(1)间歇模式：当雨量大小达到间歇模式启动值，雨刮直接从静止状态进入到间歇模式；
(2)低速模式：当雨量大小达到低速模式启动值，在完成当前间歇刮动作后，立即进入低速刮水模式，当雨量大小低于低速模式启动值，雨刮在执行完2～5次低速刮刷后，在间歇模式下执行2～3次刮刷动作后停止，最后按照间歇模式完全退出；
(3)高速模式：当雨量大小达到高速模式启动值，在完成当前低速刮动作后，至少从第2次开始进入高速刮水模式，当雨量信号低于高速模式阀值，在完成当前高速刮动作后，立即进入低速刮水模式，然后按照低速模式退出执行；
(4)大水模式：当雨量大小很短时间内迅速达到高速模式启动值，传感器判断为大水模式，雨刮至少从第2次开始直接进入高速刮水模式。
本发明具有如下有益效果：
(1)、测量方式：3D(3维)区域测量，无死区，检测面积≥100％(传感器有效区域外+5mm范围为高灵敏度区)，可检测雨滴厚度(玻璃厚度5mm时玻璃外表面≤5mm范围)检测更精确。
(2)、无光学支架，结构更精简，组装成本低。
(3)、对风挡玻璃参数不敏感，适应玻璃厚度4-10mm。
(4)、平面电容传感器对少量的灰尘气泡不敏感，故丝印玻璃时可只留下灯光传感器所需的小孔(直径5-8mm)即可，安装时产生的气泡灰尘对最终产品性能及外观影响可忽略不计。
附图说明：
图1为本发明汽车用电容式感应雨刮系统的示意图。
图2为本发明汽车用电容式感应雨刮系统的工作流程图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明汽车用电容式感应雨刮系统，其安装于风挡玻璃上，包括平面电容传感器以及将平面电容传感器安装于其中的外壳，风挡玻璃上粘有玻璃支架，电容式感应雨刮系统安装固定于玻璃支架上。
平面电容传感器包括有两种，为分布于两侧的感应电容传感器以及位于感应电容传感器之间的基准电容传感器。
本发明汽车用电容式感应雨刮系统的工作方法如下：
平面电容传感器采集雨水信号，然后经过数模转换，数字信号传输给中央处理器，中央处理器通过雨量信号，判断雨量大小，决策雨刮挂刷速度，后通过LIN总线发出雨刮控制请求和对应刮刷速度信号，输出给BCM，由BCM执行雨刮刷动快慢及停止。
本发明汽车用电容式感应雨刮系统中，利用平面电容传感器在风挡玻璃表面附近形成的3D测量区域的平均介电常数的变化来探测雨量的变化，平面电容传感器形成的电场线在风挡玻璃表面附近形成了一个半椭圆体的3D测量区域，干燥条件下，该区域的电介质是空气，而空气的介电常数约为1，当有雨水进入该区域后，由于水的介电常数约为80，该区域的平均介电常数将发生较大变化，而电容量的变化和介电常数成正比，由此可以依据电容量的变化判断是否下雨及雨量的大小。具体判断方法如下：
雨量传感器通过LIN收发芯片，接收整车下发LIN信息雨刮开关位置中的“雨刮自动档(wiper auto)”有效时，将自动判断传感器雨量感应区域的雨水量，发出单次、低速连续、高速连续、停止刮水请求；
(1)间歇模式：当雨量大小达到间歇模式启动值，雨刮直接从静止状态进入到间歇模式，调节灵敏度档位，可以调节雨刮间歇时间(灵敏度越高，间歇时间越短)；
(2)低速模式：当雨量大小达到低速模式启动值，在完成当前间歇刮动作后，立即进入低速刮水模式；当雨量大小低于低速模式启动值，雨刮在执行完2～5次低速刮刷后，在间歇模式下执行2～3次刮刷动作后停止，最后按照间歇模式完全退出
(3)高速模式：当雨量大小达到高速模式启动值，在完成当前低速刮动作后，至少从第2次开始进入高速刮水模式(先执行一次低速刮水模式，紧接着进入高速模式)；当雨量信号低于高速模式阀值，在完成当前高速刮动作后，立即进入低速刮水模式，然后按照低速模式退出执行；
(4)大水模式：当雨量大小很短时间内迅速达到高速模式启动值，传感器判断为大水模式，雨刮至少从第2次开始直接进入高速刮水模式(先执行一次间歇刮水模式，紧接着进入高速模式)。
(5)雨量灯光传感器接收LIN信息雨刮开关位置中的其它控制模式(wiper off，Low speed，high speed，wiper wash)有效时，由BCM对雨刷电机的刷动动作进行控制，即手动模式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种汽车用电容式感应雨刮系统，安装于风挡玻璃上，其特征在于：包括平面电容传感器以及将平面电容传感器安装于其中的外壳，所述风挡玻璃上粘有玻璃支架，电容式感应雨刮系统安装固定于玻璃支架上。
2.如权利要求1所述的汽车用电容式感应雨刮系统，其特征在于：所述平面电容传感器包括分布于两侧的感应电容传感器以及位于感应电容传感器之间的基准电容传感器。
3.一种汽车用电容式感应雨刮系统的工作方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一：平面电容传感器采集雨水信号，然后经过数模转换，数字信号传输给中央处理器；
步骤二：中央处理器通过雨量信号，判断雨量大小，控制雨刮挂刷速度；
步骤三：通过LIN总线发出雨刮控制请求和对应刮刷速度信号，输出给BCM，由BCM执行雨刮刷动快慢及停止。
4.如权利要求3所述的汽车用电容式感应雨刮系统的工作方法，其特征在于：步骤三包括如下模式：
(1)间歇模式：当雨量大小达到间歇模式启动值，雨刮直接从静止状态进入到间歇模式；
(2)低速模式：当雨量大小达到低速模式启动值，在完成当前间歇刮动作后，立即进入低速刮水模式，当雨量大小低于低速模式启动值，雨刮在执行完2～5次低速刮刷后，在间歇模式下执行2～3次刮刷动作后停止，最后按照间歇模式完全退出；
(3)高速模式：当雨量大小达到高速模式启动值，在完成当前低速刮动作后，至少从第2次开始进入高速刮水模式，当雨量信号低于高速模式阀值，在完成当前高速刮动作后，立即进入低速刮水模式，然后按照低速模式退出执行；
(4)大水模式：当雨量大小很短时间内迅速达到高速模式启动值，传感器判断为大水模式，雨刮至少从第2次开始直接进入高速刮水模式。
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