[發明專利]光學雨水傳感器和確定最小雨滴尺寸的方法

在審

• 申請號: 201910609052.1
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110696774A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: E.杜魯特;T.富格勒
• 申請（專利權）人: 梅斯法國公司
• 主分類號: B60S1/08
• 分類號: B60S1/08
• 代理公司: 11105 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 賀紫秋

本發明涉及一種基于光學效應的檢測雨滴(115)尺寸的雨水傳感器。所述雨水傳感器用于安裝在窗板(100)的第一表面上，以便檢測所述窗板的相反的第二表面(104)上的水分(115)的量，所述雨水傳感器包括：至少一個發射器(110)，其用于發射電磁輻射，所述電磁輻射從所述第一表面(102)被引導到所述第二表面(104)，以在所述第二表面上形成至少一個雨水敏感區域(118)；至少一個接收器(112)，其用于感測由所述發射器發射、并已經在所述雨水敏感區域處被內反射的輻射，并且，所述至少一個接收器用于產生指示所述雨水敏感區域上的水分的量的輸出信號；以及控制單元(102)，其可操作為基于所述輸出信號計算最小液滴尺寸。

技術領域

本發明涉及基于光學效應檢測雨滴尺寸的雨水傳感器。本發明還涉及基于光學效應確定最小雨滴尺寸的方法。

背景技術

這種傳感器的一種可能應用是控制諸如屋頂窗戶之類的窗戶，以便在降雨期間檢測降雨并隨后關閉打開的窗戶。另一種應用是將雨水傳感器安裝在車輛的擋風玻璃上的刮水器區域中。根據擋風玻璃上的傳感器有效區域上存在的液滴量，這些雨水傳感器向評估電路提供用于控制擋風玻璃刮水器的信號。

存在基于若干原理的雨水傳感器。一些基于壓電效應(例如，WO2009/003473A1中所示)。其它的使用具有對應諧振電路的電感和電容部件的導體結構，使得擋風玻璃的潤濕導致導體布置的頻率特性的變化，例如DE102005006861A1中所示。因此，如DE10127990A1所公開，可以采用諧振頻率的偏移作為對于傳感器元件附近的降水量的量度。

另一類雨水傳感器基于由絕緣間隙隔開的導電電極，該絕緣間隙可以由水滴貫穿。這些傳感器可以是電阻性的，在這種情況下，電極放置在窗戶的外表面上，以便直接接觸水滴；或者可以是電容性的，在這種情況下，電極通過介電涂層或玻璃層與水滴分離，使得水滴能夠改變電極之間的電容。EP2883034B1中所示的概念使用導電條。從US5659294A中已知采用兩個導電路徑，其具有彼此平行的導電路徑部分，并且彼此以梳狀方式接合但不彼此電連接。在暴雨期間，導電條或路徑由水滴橋接，所產生的電特性可通過電測量圖來描述。

其他傳感器基于對車輛擋風玻璃成像，并對圖像進行頻率分析，例如在US2007/0272884A1中公開的。在此，當檢測到高頻分量時，圖像處理器檢測出現圖像分度變化的變化區域的寬度。當變化區域的寬度處于對應于雨滴直徑的預定范圍內時，圖像處理器確定雨滴在擋風玻璃上。

許多雨水傳感器(例如EP1257444B1、DE19701258A1和US2011/0242540A1中所示)在擋風玻璃的外表面處使用光的全內反射。附接到擋風玻璃的內表面的殼體中的發射器發射輻射，該輻射在外表面處被反射，并且因此由設置在相同殼體中的接收器檢測。被液滴覆蓋的外表面的區域將不顯示全內反射，使得接收器將檢測信號損失，其作為外表面上的水量的量度。

由這種雨水傳感器隨時間檢測到的信號的突然變化對應于撞擊擋風玻璃的單個雨滴。因此，根據時間分辨信號和雨水傳感器探測的表面區域的尺寸，可以推斷出每單位時間每表面單位的液滴數，其表示為雨強度。

然而，雨強度通常不足以準確地評估駕駛員的可見度。因此，本發明的目的是提供一種雨水傳感器，該雨水傳感器在確定駕駛員的可見度方面更加準確，同時具有穩健性和制造經濟性。

發明內容

這一目的通過獨立權利要求的主題解決。本發明的替代實施例是從屬權利要求的主題。