CN1651288A - 用于车辆自动刮擦的刮水器控制设备和方法 - Google Patents

用于车辆自动刮擦的刮水器控制设备和方法 Download PDF

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Abstract

刮水器控制设备(100)包括降水检测器(50)、环境状态检测器(30、40)和刮水器控制器(20)。降水检测器(50)检测车辆所在位置处的降水状况。环境状态检测器(30、40)检测车辆从有顶空间的离开。刮水器控制器器(20)控制器刮水器(70)处在根据由降水检测器(50)所检测的降水状况所确定的自动操作方式下，并且控制器降水检测器(50)在环境状态检测器(30、40)检测到离开之后在较短的响应时间内检测降水状况，该响应时间比降水检测器(50)没有检测到离开时的常规响应时间短。

Description

用于车辆自动刮擦的刮水器控制设备和方法
技术领域
本发明涉及用于操作车辆刮水器的刮水器控制设备和用于操作车辆刮水器的刮水器控制方法。
背景技术
传统的自动刮水器控制器根据检测雨滴在挡风玻璃上产生的粘附水量来控制车辆刮水器。自动刮水器控制器包括控制电路、红外线传感器等等。红外线传感器向挡风玻璃照射红外线并且检测挡风玻璃表面上反射的红外线。控制电路通过红外线的反射量来检测粘附的水量。控制电路使用阈值来操作以防止刮水器由于干扰例如噪音而导致进行错误的操作，并且在检测到粘附的水量超过阈值的时候自动启动刮水器。
当车辆驶出有顶空间例如地道和步行桥时，驾驶员需要一段时间来适应有顶空间内外的亮度差。如果有顶空间外在下雨，那么在有顶空间外驾驶员的视觉会变差并且用于适应亮度差所需的时间延长。因此，希望在车辆从有顶空间驶出而进入下雨的外部空间的时候尽快地启动刮水器。
然而，传统的自动刮水器控制器在一定的响应时间之后才启动刮水器，因为在刚刚从有顶空间驶出之后粘附的水量很少，而且仅仅在检测到粘附的水量超过阈值的时候控制电路才确定降水。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于操作车辆刮水器的刮水器控制设备和刮水器控制方法，即使当车辆从有顶空间驶出并进入下雨的外部空间时它的响应时间也很短。
为了实现上述目的，根据本发明的刮水器控制设备包括降水检测器、环境状态检测器和刮水器控制器。
降水检测器检测车辆所在位置处的降水状况。环境状态检测器检测车辆从有顶空间的离开。刮水器控制器根据降水检测器检测到的降水状况自动控制刮水器起动擦拭操作，并且控制降水检测器在环境状态检测器检测到离开之后在较短的响应时间内检测降水状况，该响应时间比没有检测到离开时降水检测器检测到降水的响应时间短。
当环境状态检测器检测到离开时希望刮水器控制器提高降水检测器的灵敏度。
还希望当降水检测器检测到降水量比预定阈值大时刮水器控制器启动刮水器，并且当环境状态检测器检测到离开时减少预定的值。
附图说明
通过研究均形成本申请一部分的下列详细说明、所附权利要求书和附图，可以很容易理解本发明的其它特征和优点以及相关零件的操作方法和功能。在附图中：
图1是用于操作根据本发明实施例的车辆刮水器的刮水器控制设备的框图；
图2的示意图显示了根据实施例的刮水器控制设备安装在挡风玻璃的后面上；
图3的示意图显示了根据实施例的第一照度计和第二照度计的检测状态；
图4的示意图显示了根据实施例的雨水传感器的检测状态；和
图5是刮水器控制方法的操作过程流程图，其中该方法用于操作根据本发明实施例的车辆刮水器。
具体实施方式
如图1所示，根据实施例的刮水器控制设备100包括刮水器开关10、控制电路20、第一照度计30、第二照度计40、雨水传感器50、刮水器电机60、刮水器70、RAM80和ROM90。
刮水器开关10生成操作信号并且向控制电路20输出操作信号，从而指引刮水器电机60根据开关操作以各自的操作方式来操作。操作方式为停止方式、自动方式、间歇方式、低速方式和高速方式等。
控制电路20由传统的微型计算机来实现，并且控制电路20通过操作信号来控制刮水器电机60以刮水器开关10所命令的上述方式之一进行操作。
当刮水器开关10产生操作信号来操作刮水器电机60以自动方式进行操作时，控制电路20基于第一照度计30、第二照度计40、雨水传感器50等等生成的检测信号来确定驱动信号，该驱动信号用于以各种操作方式来控制刮水器电机60。雨水传感器50产生的检测信号表示降水量。当检测信号表示有少量降水时，驱动信号以低速方式操作刮水器电机60。当检测信号表示有大量降水时，驱动信号以高速方式操作刮水器电机60。
控制电路20还基于第一照度计30、第二照度计40等等产生的检测信号来确定流经雨水传感器50排放部50a的电流值。
当刮水器开关10产生以手动方式来操作刮水器电机60的操作信号时，控制电路20基于刮水器开关10产生的操作信号来确定用于以各自的操作方式来控制刮水器电机60的驱动信号，其中该手动方式包括停止方式、间歇方式、慢速方式和快速方式。
第一照度计30和第二照度计40用于检测车辆是否驶入了顶部下的空间(在下文中被称作有顶空间)例如地道、桥下的步行空间，是否驶出了有顶空间以及是否为白天或夜间。
如图2所示，第一照度计30、第二照度计40和雨水传感器50位于传感器部的壳体中并且安装在挡风玻璃F的内表面上。可以不管上面的描述，而使第一照度计30和第二照度计40与雨水传感器50分开并且安装在挡水板上。
如图3所示，第一照度计30包括用于检测朝向车辆上方空间的平面上的光照度的光电二极管，并且向控制电路20输出表示光照度的第一检测信号。第二照度计40包括用于检测朝向车辆前部空间的另一个平面上的光照度的光电二极管，并且向控制电路20输出表示光照度的第二检测信号。
如图4所示，检测降水量的雨水传感器50具有用于向挡风玻璃F发射红外线的射线发射器50a和用于接收挡风玻璃F的表面所反射的红外线的射线接收器50b。射线发射器50a根据控制电路20确定的电流值以各种亮度发射红外线。
在雨滴粘附到雨水传感器50检测范围内的挡风玻璃F上的情形中，射线接收器50b接收到的红外线的亮度比没有雨滴粘附到挡风玻璃F上的情形下要低。因此雨水传感器50基于射线接收器50b接收的红外线亮度的变化量来检测降雨量并且向控制电路20输出表示降水量的检测信号。
控制电路20将雨水传感器50的表示降水量的检测信号与用于确定是否自动启动刮水器电机60的阈值进行比较。当表示降水量的检测信号超过阈值时，控制电路20根据降水量确定驱动信号并且向刮水器电机60输出驱动信号。
在夜间控制电路20确定为较高的电流值并且在白天确定为较低的电流值。晚间的级别设置得高于白天的级别。并且当车辆驶出有顶空间时控制电路20基于地道级的阈值来确定是否启动刮水器电机60，并且在除了车辆驶出有顶空间时之外的时候基于常规级的阈值来确定是否启动刮水器电机60。地道级设置得低于常规级。
刮水器电机60根据控制电路20确定的信号启动刮水器70。于是驾驶员一侧和乘客一侧的刮水器70擦拭各自范围内的挡风玻璃F。
RAM80是控制电路20的过程的存储区，例如用于存储车辆进入有顶空间之前的刮水器70操作方式的瞬时存储器。ROM90存储由控制电路20等执行的程序。
依照该实施例的刮水器控制设备100如图5所示进行操作，该图描绘了刮水器控制设备100的操作流程。刮水器控制设备100的操作流程由打开点火开关(未显示)、即当刮水器控制设备100由车辆的电池(未显示)供电时开始。
在步骤S1中，控制电路20检测刮水器开关10发送的操作信号，该操作信号表示刮水器控制设备100是处在自动方式还是手动方式。
在步骤S2中，控制电路20基于在步骤S10中检测的操作信号来确定刮水器控制设备100是处在自动方式还是手动方式。当控制电路20确定设备100处在自动方式时，过程进入步骤S3以自动方式操作刮水器70。当控制电路确定设备100处在由操作信号表示的手动方式时，过程进入步骤S12中以手动方式操作刮水器70，其中操作信号表示停止方式、间歇方式、慢速方式和快速方式中的任一种。
在步骤S12中，控制电路20根据操作信号确定驱动信号并且向刮水器电机60输出该驱动信号，从而根据刮水器开关10所选取的操作方式来启动刮水器70。
在步骤S3中，控制电路20检测由第一照度计30和第二照度计40所检测的检测信号表示的光照度。
在步骤S4中，控制电路20基于第一照度计30产生的和在步骤S3中检测到的检测信号确定朝向车辆上部空间的平面上的光照度是大还是小。当第一照度计30检测到光照度较小时，过程进入步骤S5以确定车辆是在晚间位于有顶空间之外还是在白天驶出有顶空间。当第一照度计30检测到光照度较大时，就假定车辆在白天驶出有顶空间，并且过程进入步骤S8。
在步骤S8中，即假定车辆不在有顶空间中并且是在白天，那么驾驶员的视觉判断力就不会受损。因此，控制电路20以白天的级别(较低的灵敏度)来确定流经射线发射器50a的电流值，并且确定用于确定是否以较大的级别启动刮水器电机60的阈值。
在步骤S5中，控制电路20基于第二照度计40产生的检测信号确定朝向车辆前部空间的平面上的光照度是大还是小。当第二照度计40检测到光照度较小时，即当假定在夜间时，过程就进入步骤S6。当第二照度计40检测到光照度较大时，即当假定车辆在白天驶出有顶空间时，过程就进入步骤S7。
在步骤S6中，即在夜间，驾驶员的视觉判断力会受损伤。如果下雨，驾驶员的视觉判断力就会更加受损。因此，当车辆在夜间从有顶空间驶出而进入下雨的外部时，需要在较短的响应时间内启动刮水器70，以便确保驾驶员的视觉判断力处在所需的级别上。因此，控制电路20以夜间的级别(较高的灵敏度)来确定流经射线发射器50a的电流值，并且确定用于确定是否以较大的级别启动刮水器电机60的阈值。
将流经射线发射器50a的电流值设置为比白天级别更大的夜间级，从而通过射线发射器50a发射的红外线强度就变得比电流值设置在白天级别时的大。于是在夜间挡风玻璃F上的检测范围大于在白天时的检测范围。因此，雨水传感器50所检测的降水量在夜间大于在白天的，这样在夜间雨水传感器50可以在比白天短的响应时间内产生检测信号。
在步骤S7中，即当车辆在白天驶出有顶空间时，驾驶员的视觉判断力在适应灯光的期间会暂时受损。如果在下雨，驾驶员的视觉判断力会进一步受损伤，这样当车辆在白天的行进中从有顶空间进入下雨的外部时，需要在较短的响应时间内启动刮水器70，以便确保驾驶员的视觉判断力处在所需的级别上。因此，控制电路20以夜间的级别(较高的灵敏度)来确定流经射线发射器50a的电流值，并且确定用于确定是否以地道的级别启动刮水器电机60的阈值。
如上所述，将流经射线发射器50a的电流值设置为比白天级别更大的夜间级，从而通过射线发射器50a发射的红外线强度就变得比电流值设置在白天级别时的大。于是当车辆驶出有顶空间时，挡风玻璃F上的检测范围大于在白天的检测范围。而且，用于确定是否启动刮水器电机60的阈值设置在小于常规级阈值的地道级上，这样当车辆驶出顶部空间时雨水传感器50只需检测到较小的降水量就可以产生检测信号，其中产生该检测信号所需检测到的降水量小于车辆在白天或夜间不驶出顶部空间时使雨水传感器50产生检测信号所需的降水量。
于是当车辆驶出有顶空间时，刮水器控制设备100可以通过提高雨水传感器50的检测灵敏度并且减小与单位降水量有关的阈值而在提前的定时内启动刮水器70。也可以仅仅减小阈值用于在较短的响应时间内起动刮水器70，这样雨水传感器50的检测灵敏度可以不必始终随着阈值的减小而提高。
在步骤S9中，通过设置在步骤S6至S8的任一步中确定流经射线发射器50a的电流值，控制电路20指引雨水传感器50来检测降水量，从而确定是否启动刮水器电机60。
在步骤S10中，控制电路20确定在步骤S9中检测到的降水量是否小于在步骤S6至S8的任一步中所确定的阈值。当降水量比阈值大时，即假定在下雨而应该启动刮水器70时，过程进入步骤S11。当降水量比阈值小时，即假定没有下雨并且不应启动刮水器70时，过程返回到步骤S1。
在步骤S11中，控制电路20根据表示雨水传感器50所检测的降水量的检测信号向刮水器电机60输出驱动信号，这样刮水器70就在挡风玻璃F的擦拭范围上进行擦拭。
作为对上述实施例的一种修改，朝向车辆前部空间的平面上的光照度大于步骤S5中的光照度而且在步骤S10中检测信号也大于在步骤S7中确定的阈值，在这种情形下，控制电路20在RAM80中存储车辆驶入有顶空间时的操作方式，并且当车辆驶出有顶空间时向刮水器电机60输出驱动信号以便以存储在RAM80中的操作方式进行操作。
作为对上述实施例的另一种修改，刮水器控制设备100可以包括记录介质，例如存储与刮水器电机60的驱动信号相关的表示手动方式期间降水量的检测信号的表数据的硬盘。于是，当步骤S5中车辆前方光照度较大并且步骤10中检测信号大于步骤S7中所确定的阈值时，在这种情形下，控制电路20将雨水传感器50检测的检测信号与存储了降水量的表数据进行比较。因此，控制电路20可以根据表示降水量的检测信号来取出驱动信号并且向刮水器电机60输出驱动信号。因此，刮水器控制设备100可以根据驾驶员的优选操作方式来操作刮水器70。
作为对上述实施例的第三种修改，在雨水传感器50在预定时间内持续检测到降水量已经超过阈值的情况下可以启动刮水器70。在这种情形下，在车辆刚刚驶出有顶空间之后刮水器70的响应时间可以缩短以便在更提前的定时内启动刮水器70。理所当然，减少阈值并且缩短响应时间也可以同时采用。
刮水器控制设备100可以与位置检测设备例如GPS接收器和用于存储包括有顶空间例如地道和桥位置的地图数据的测绘设备一起配合使用。在这种情形下，刮水器控制设备100可以基于位置检测设备检测的车辆位置和保存在测绘设备中的地图数据来确定车辆是驶入有顶空间还是驶出了有顶空间。
刮水器控制设备100还可以包括摄像机例如CCD和CMOS执行的图像传感器。在这种情形下，刮水器控制设备100使用图像传感器来确定车辆是进入有顶空间还是驶出了有顶空间。

Claims (14)

1.一种用于操作车辆刮水器(70)的刮水器控制设备(100)，包括：
用于检测车辆所在位置处的降水状况的降水检测器(50)；
用于检测车辆从有顶空间离开的环境状态检测器(30、40)；和
刮水器控制器(20)，用于控制刮水器(70)处于根据由降水检测器(50)所检测的降水状况所确定的操作方式下，并且控制降水检测器(50)在环境状态检测器(30、40)检测到离开之后在一响应时间内检测降水状况，该响应时间比降水检测器(50)没有检测到离开时的另一响应时间短。
2.如权利要求1所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，降水状况包括降水量。
3.如权利要求2所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，当降水检测器(50)检测到降水量比预定阈值大时，刮水器控制器(20)启动刮水器(70)，并且当环境状态检测器(30、40)检测到离开时减少该预定阀值。
4.如权利要求1所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，当降水检测器(50)检测到降水状况的持续时间比一预定的时间阈值长时，刮水器控制器(20)就启动刮水器(70)，并且当环境状态检测器(30、40)检测到离开时就减少预定的时间。
5.如权利要求1所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，当环境状态检测器(30、40)检测到离开时，刮水器控制器(20)提高降水检测器(50)的灵敏度。
6.如权利要求1所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，环境状态检测器(30、40)还检测车辆往有顶空间的进入；并且
当环境状态检测器(30、40)检测到该进入时，刮水器控制器(20)就存储操作方式，并且当环境状态检测器(30、40)检测到在进入后的离开时，以存储的操作方式启动刮水器(70)。
7.如权利要求1所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，还根据车辆驾驶员设置的手动状态来控制刮水器(70)；并且
刮水器控制器(20)存储车辆驾驶员手动设置的操作方式与降水状况的组合，和控制刮水器(70)处在与组合中的降水状况相对应的存储的操作方式上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，环境状态检测器(30、40)包括：
用于检测大体上在车辆顶面上的光照度的第一光电传感器(30)；和
用于检测大体上在车辆前面上的光照度的第二光电传感器(40)。
9.如权利要求1至7中任一项所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，环境状态检测器包括：
用于存储包括有顶空间位置信息的地图数据的地图数据记录器；和
用于检测地图数据中车辆位置的位置检测器。
10.如权利要求1至7中任一项所述的刮水器控制设备(100)，其特征在于，环境状态检测器包括：
提取车辆前面的视觉图像的图像传感器。
11.一种用于操作车辆的刮水器(70)的刮水器控制方法，包括以下的步骤：
检测车辆从有顶空间中的离开；
当没有检测到离开时，就在一长的响应时间内检测车辆所在位置上的降水状况，当检测到离开时，就在比该长的响应时间短的短的响应时间内检测降水状况；并且
控制刮水器(70)处在根据检测的降水状况确定的操作方式下。
12.如权利要求11所述的刮水器控制方法，其特征在于，使用传感器(50)执行降水状况的检测步骤，该传感器(50)的灵敏度在没有检测到离开时设置为低的级别，而在检测到离开时设置为比该低级别要高的高的级别。
13.如权利要求12所述的刮水器控制方法，其特征在于，使用红外线来执行降水状况的检测步骤，该红外线的亮度在没有检测到离开时设置为低值，而在检测到离开时设置为比该低值要高的高值。
14.如权利要求12所述的刮水器控制方法，其特征在于，通过检测在预定时间中雨滴的数目大于预定的阈值来执行降水状况的检测步骤，该预定的阈值在没有检测到离开时设置为小阀值，而在检测到离开时设置为比该小阈值要大的大阈值。
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