CN220053737U - 一种雨量感知组件以及雨刮*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种雨量感知组件以及雨刮***，将感应组件与夹层玻璃一体成型，相对于现有技术中的光学式传感器，该方式不需要增设光学支架，简化了安装结构成本更低；并且，由于感应组件设置于夹层玻璃内部，能够以非接触的方式对雨量进行感应，使得感应组件不会受到雨水、雨刮器等外部环境或装置的影响，导致出现被腐蚀、磨损等情况，相对于现有技术中的电容式传感器具有更长的使用寿命，从而实现保证雨量检测精度的同时，延长雨量感应组件的寿命；并且感应组件由感应电路、介质板以及金属层构成，相较于现有碳微线圈传感器厚度具体更薄的厚度，使感应组件更容易设置于夹层玻璃内。

Description

一种雨量感知组件以及雨刮***

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种雨量感知组件以及雨刮***。

背景技术

随着车辆行业自动化、智能化的发展，感应雨刮***成为了现有车辆必备的智能***。感应雨刮***主要是通过雨量传感器感应降雨量，实现根据降雨量自动控制雨刮的驱动和速度。

目前，现有主流的雨量传感器包括光学式传感器和电容式传感器。其中，光学式传感器是基于光折射原理实现的。通过发光二极管向前挡风玻璃发出光线后，再由光学传感器接收反射的光线，从而根据光学传感器接收到反射光的总量变化判断降雨量。但光电式传感器需要设计光学支架，并且探测区域为平面，导致测量面积小。同时，一般要求气泡小于1mm，且不能有杂质。

电容式传感器是基于介质介电常数差异实现的。通常水的介电常数为80，而玻璃的介电常数为7，通过将指状金属极板放入挡风玻璃的外层，检测指状金属极板之间电容的变化，实现对降雨量的检测。为了提高电容式传感器的灵敏度，通常需要将其安装在挡风玻璃外表面上。而雨刷在工作时容易对其金属镀层造成刮损，并且雨水粘附在传感器表面时，将导致传感器通电使得水电解氧化导致金属镀层生锈，使得电容式传感器的寿命较短。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题包括：提供一种雨量感知组件以及雨刮***，保证雨量检测精度的同时，延长雨量感知组件的寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案包括：

一种雨量感知组件，包括夹层玻璃以及设置于所述夹层玻璃内的感应组件；所述夹层玻璃内具有粘接层；所述感应组件设置于所述粘接层上，且所述感应组件的感应端朝向所述夹层玻璃的外侧设置；

所述感应组件包括介质板和感应电路，所述感应电路设置于所述介质板的一侧；所述介质板远离所述感应电路的一侧设置有金属层，且所述金属层覆盖所述介质板；所述金属层与所述感应电路形成微带线。

在一可选的实施方式中，所述感应电路包括至少两个子金属段；所述子金属段以相同或不同的连接角度依次相连形成所述感应电路。

在一可选的实施方式中，所述感应电路呈直线形或折线形或S形或O形或其组合。

在一可选的实施方式中，所述夹层玻璃包括层叠设置的内片玻璃以及外片玻璃；所述感应组件设置于所述内片玻璃与粘接层之间、或设置于所述外片玻璃与粘接层之间、或设置于所述粘接层内，且所述感应组件设置有所述感应电路的一侧朝向所述外片玻璃。

在一可选的实施方式中，包括至少两个所述粘接层；所述感应组件设置于两个所述粘接层之间。

在一可选的实施方式中，所述粘接层包覆或半包覆所述感应组件。

在一可选的实施方式中，所述感应组件的厚度不大于所述粘接层的厚度。

在一可选的实施方式中，所述感应组件设置于所述夹层玻璃的边缘区域。

在一可选的实施方式中，所述夹层玻璃的边缘区域设置有遮蔽层。

在本实用新型的另一个方面，提供一种雨刮***，包括车身控制器以及雨刮器，还包括上述的一种雨量感知组件；所述雨量感知组件还包括数模转换器和处理器；所述数模转换器的输入端与感应组件的输出端连接，所述数模转换器的输出端与处理器的输入端连接；所述处理器的输出端与所述车身控制器的输入端连接；所述车身控制器的输出端与所述雨刮器连接。

本实用新型的有益效果至少包括：通过将感应组件设置于夹层玻璃的粘接层上，使得感应组件与夹层玻璃一体成型，相对于现有技术中的光学式传感器，该方式不需要增设光学支架，简化了安装结构成本更低；并且，由于感应组件设置于夹层玻璃内部，能够以非接触的方式对雨量进行感应，使得感应组件不会受到雨水、雨刮器等外部环境或装置的影响，导致出现被腐蚀、磨损等情况，相对于现有技术中的电容式传感器而言具有更长的使用寿命，从而实现保证雨量检测精度的同时，延长雨量感应组件的寿命。并且感应组件由感应电路、介质板以及金属层构成，相较于现有碳微线圈传感器厚度具有更薄的厚度，使得感应组件更容易设置于夹层玻璃内。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种雨刮***的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的一种雨量感知组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的一种雨量感知组件的感应组件结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的一种雨量感知组件在不同厚度雨水情况下的传输损耗的示意图；

标号说明：

1、雨量感知组件；11、感应组件；112、介质板；113、感应电路；1131、子金属段；

12、数模转换器；13、处理器；

14、夹层玻璃；141、内片玻璃；142、粘接层；143、外片玻璃；

2、车身控制器；3、雨刮器。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本申请以车窗玻璃为应用场景为例，介绍雨量传感器的结构以及其使用方式，但应该理解的是，本申请提供的雨量传感器不仅适用于车辆挡风玻璃，还可以适用于其他玻璃应用场景。

目前，车辆挡风玻璃的感应雨刮***主要通过光学式传感器或电容式传感器进行感应控制。其中，光电式传感器需要设计光学支架才能设置于内片玻璃的外层。而电容式传感器需要安装在外片玻璃的外层，导致电容式传感器受到腐蚀、磨损。

基于此，本申请提供一种雨量传感器以及雨刮***，以解决上述雨量传感器需要支架进行安装导致占用空间大以及传感器表层金属容易磨损的问题。

请参照图1，在本实用新型的一个方面，提供一种雨刮***，包括车身控制器2、雨刮器3、雨量感知组件1、数模转换器12以及处理器13；所述雨量感知组件1的感应组件11与所述数模转换器12以及处理器13组成雨量传感器；具体的，所述数模转换器12的输入端与感应组件11的输出端连接，所述数模转换器12的输出端与处理器13的输入端连接；所述处理器13的输出端与所述车身控制器2的输入端连接；所述车身控制器2的输出端与所述雨刮器3连接。

上述雨刮***中采用的雨量感知组件具体包括如下结构：

请参照图2，一种雨量感知组件1，包括夹层玻璃14以及设置于所述夹层玻璃内的感应组件11；所述夹层玻璃14内具有粘接层142；所述感应组件11设置于所述粘接层上，且所述感应组件11的感应端朝向所述夹层玻璃14的外侧设置。以此方式，使得感应组件11与夹层玻璃14一体成型，相对于现有技术中的光学式传感器，该方式不需要增设光学支架，简化了安装结构成本更低；并且，由于感应组件11设置于夹层玻璃14内部，能够以非接触的方式对雨量进行感应，使得感应组件11不会受到雨水、雨刮器3等外部环境或装置的影响，导致出现被腐蚀、磨损等情况，相对于现有技术中的电容式传感器具有更长的使用寿命，从而实现保证雨量检测精度的同时，延长雨量感应组件11的寿命。

在一些实例中，所述感应组件11包括介质板112和感应电路113；其中，所述介质板112为双层印刷电路板；所述感应电路113设置于所述介质板112的一侧；所述介质板112远离所述感应电路113的一侧设置有金属层，且所述金属层覆盖所述介质板112；所述金属层与所述感应电路113形成微带线；在一可选的实施方式中，金属层以及感应电路113包括铜箔、银、金等金属形成的电路。以此方式，通过在介质板112的两侧分别设置感应电路113以及金属层，从而形成微带线，能够有效的通过感应电路113进行感应信号的传递；并且介质板112起到支撑和隔离两侧铜箔的作用。其中，在一些实例中，所述微带线的阻抗为50欧姆，通过将微带线的阻抗调整为50欧姆，实现阻抗匹配，提高感应信号传输效果。

在一可选的实施方式中，所述感应电路113包括至少两个子金属段1131；所述子金属段1131以相同或不同的连接角度依次相连形成所述感应电路113。以此方式，能够根据监测需求设计不同形状的感应电路113，从而能够适用于不同的应用场景。其中，所述感应电路呈直线形或折线形或S形或O形(首尾两端不相连)或其组合。通过将感应电路113设置为S形、折线形等曲线形状，增加了介质板112上感应电路113的感应面积，从而能够更加精确的监测出外片玻璃143上电介常数的变化，实现精确的雨量检测效果。

在一些实例中，所述夹层玻璃14包括依次层叠设置的内片玻璃141、粘接层142以及外片玻璃143；所述感应组件11设置于所述内片玻璃141与粘接层142之间、或设置于所述外片玻璃143与粘接层142之间、或设置于所述粘接层142内，且所述感应组件11设置有所述感应电路113的一侧朝向所述外片玻璃143。在一可选的实施方式中，包括至少两个所述粘接层；所述感应组件设置于两个所述粘接层之间。以及所述粘接层包覆或半包覆所述感应组件。以此方式，能够避免雨水冲击外片玻璃143时产生的压力传递至感应组件11上，导致感应组件11受到压力后无法精确监测出当前雨量的情况，从而保证感应组件11对雨量监测的精度。

在一些实例中，所述感应组件11的厚度不大于所述粘接层142的厚度，所述粘接层142设置于所述外片玻璃143与所述感应组件11之间。以此方式，使得粘接层142能够包覆感应组件11，进一步减小感应组件11受到的冲击，从而提高感应组件11对雨量的监测效果。

在一些实例中，所述感应组件11设置于所述夹层玻璃14的边缘区域。其中，所述夹层玻璃14的边缘区域设置有遮蔽层，通过遮蔽层将夹层玻璃内的感应组件隐藏。在另一些实施例中，还可将感应组件11设置为透明状。以此方式，提高了感应组件11的隐蔽性，不仅能够起到有效的雨量监测效果，还能够不影响车辆的外观。

实施例一

请参照图1，一种雨刮***，包括车身控制器2、雨刮器3、雨量感知组件1、数模转换器12以及处理器13；所述雨量感知组件1的感应组件11与所述数模转换器12以及处理器13组成雨量传感器；具体的，所述数模转换器12的输入端与感应组件11的输出端连接，所述数模转换器12的输出端与处理器13的输入端连接；所述处理器13的输出端与所述车身控制器2的输入端连接；所述车身控制器2的输出端与所述雨刮器3连接。

雨刮***的工作原理如下：

通过感应组件11采集雨水信号并将雨水信号传输至数模转换器12，随后数模转换器12将雨水信号(模拟)转换为数字信号后输出至处理器13，处理器13根据得到的数字信号判断当前雨量大小，并得到当前所需的雨刮挂刷速度后，通过LIN总线发出雨刮控制请求和对应刮刷速度信号至车身控制器2(英文简称为BCM，英文全称为Body control module)，最终通过车身控制器2根据雨刮控制请求和刮刷速度信号控制雨刮刷动速度，以及雨刮的启停。

实施例二

请参照图2，一种雨量感知组件1，包括夹层玻璃14以及设置于所述夹层玻璃内的感应组件11；所述夹层玻璃14内具有粘接层142；所述感应组件11设置于所述粘接层142上，且所述感应组件11的感应端朝向所述夹层玻璃14的外侧设置。

其中，所述夹层玻璃14包括依次层叠设置的内片玻璃141、粘接层142以及外片玻璃143；所述感应组件11设置于所述内片玻璃141上，且所述感应组件11设置有所述感应电路113的一侧朝向所述外片玻璃143。同时，所述感应组件11的厚度不大于所述粘接层142的厚度，使所述粘接层142包覆或半包覆所述感应组件11，从而通过粘接层142对感应组件11起到保护作用，并且减小感应组件11受到的冲击，提高感应组件11对雨量的监测效果。其中，当所述粘接层142包覆所述感应组件11时，其总厚度为至少为所述感应组件11的1倍，且设置于所述感应组件11朝向所述内片玻璃141以及外片玻璃143两侧的所述粘接层142的厚度至少为所述感应组件11厚度的0.4倍。

实施例三

本实施例与实施例二的不同在于，限定了感应组件的具体结构；

请参照图3，所述感应组件11包括介质板112和感应电路113；所述感应电路113设置于所述介质板112的一侧；所述介质板112远离所述感应电路113的一侧设置有金属层，且所述金属层覆盖所述介质板112；所述金属层与所述感应电路113形成阻抗为50欧姆的微带线；其中，金属层以及感应电路113包括铜箔、银、金等金属形成的电路。其中，所述感应电路113包括至少两个子金属段1131；所述子金属段1131以相同或不同的连接角度依次相连形成所述感应电路113，如使所述感应电路113呈直线形或折线形或S形或O形或其组合，如图3中所示，可形成具有多段迂回的连续线路；即所述感应电路113为连续的金属导线，金属导线的两端为信号输出端，用于将监测到的感应信号传输至处理器13等设备做进一步地处理。

基于上述感应组件组成的雨量传感器的雨量监测原理如下：

当有雨水覆盖在外片玻璃143的表层后，由于雨水的介电常数约为80与玻璃介电常数(通常为7)存在较大差异，使得外片玻璃143被雨水覆盖区域的平均介电常数发生较大变化，进而使得该区域的阻抗值发生变化，导致金属导线的传输损耗变大；因此，依据金属导线的传输损耗的变化可以判断是否下雨及雨量的大小。请参照图4，示出了软件仿真模拟外片玻璃143的表层覆有不同厚度雨水时传输损耗(S21的绝对值)的变化，由图可以看出雨水覆盖越厚传输线的传输损耗越大。

实施例四

本实施例与实施例二或三的不同在于，限定了感应组件的具体设置方式；

将所述感应组件11设置于所述夹层玻璃14的边缘区域；其中，应用于车辆挡风玻璃时，所述夹层玻璃14的边缘区域设置有遮蔽层(黑边区域)；即所述感应组件11设置于车辆挡风玻璃的黑边区域。同时，所述感应组件11侧边与所述夹持玻璃14侧边之间的距离为5.0mm以上，能够防止所述感应组件11侧边受损。

在另一实施例中，将感应组件11设置为透明状，即可采用玻璃、透明基板等材料制成所述感应组件。通过上述设置方式，提高了感应组件11的隐蔽性，不影响车辆的外观。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种雨量感知组件，其特征在于，包括夹层玻璃以及设置于所述夹层玻璃内的感应组件；

所述夹层玻璃内具有粘接层；所述感应组件设置于所述粘接层上，且所述感应组件的感应端朝向所述夹层玻璃的外侧设置；

所述感应组件包括介质板和感应电路，所述感应电路设置于所述介质板的一侧；所述介质板远离所述感应电路的一侧设置有金属层，且所述金属层覆盖所述介质板；所述金属层与所述感应电路形成微带线。

2.根据权利要求1所述的一种雨量感知组件，其特征在于，所述感应电路包括至少两个子金属段；

所述子金属段以相同或不同的连接角度依次相连形成所述感应电路。

3.根据权利要求2所述的一种雨量感知组件，其特征在于，所述感应电路呈直线形或折线形或S形或O形或其组合。

4.根据权利要求1所述的一种雨量感知组件，其特征在于，所述夹层玻璃包括层叠设置的内片玻璃以及外片玻璃；

所述感应组件设置于所述内片玻璃与粘接层之间、或设置于所述外片玻璃与粘接层之间、或设置于所述粘接层内，且所述感应组件设置有所述感应电路的一侧朝向所述外片玻璃。

5.根据权利要求4所述的一种雨量感知组件，其特征在于，包括至少两个所述粘接层；

所述感应组件设置于两个所述粘接层之间。

6.根据权利要求1或4所述的一种雨量感知组件，其特征在于，所述粘接层包覆或半包覆所述感应组件。

7.根据权利要求1所述的一种雨量感知组件，其特征在于，所述感应组件的厚度不大于所述粘接层的厚度。

8.根据权利要求1所述的一种雨量感知组件，其特征在于，所述感应组件设置于所述夹层玻璃的边缘区域。

9.根据权利要求8所述的一种雨量感知组件，其特征在于，所述夹层玻璃的边缘区域设置有遮蔽层。

10.一种雨刮***，包括车身控制器以及雨刮器，其特征在于，还包括数模转换器、处理器以及权利要求1至9中任一项所述的雨量感知组件；

所述数模转换器的输入端与感应组件的输出端连接，所述数模转换器的输出端与处理器的输入端连接；

所述处理器的输出端与所述车身控制器的输入端连接；

所述车身控制器的输出端与所述雨刮器连接。