專利名稱：汽車雨刮器雨量自適應(yīng)傳感方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種汽車雨刮器雨量自適應(yīng)傳感的方法。
背景技術(shù)：
雨刮器是汽車車身系統(tǒng)的重要組成之一，關(guān)系到汽車雨天行車安全性，用于消除擋風(fēng)玻璃、后窗玻璃及大燈玻璃上的雨雪、灰塵和泥水等，以保證玻璃透明清晰。傳統(tǒng)的雨刮器由簡單的開關(guān)式控制部件和機械機構(gòu)組成。系統(tǒng)通過帶蝸輪蝸桿減速器的雨刮電機推動四桿機構(gòu)，同時帶動兩側(cè)的刮臂刮片擺動實現(xiàn)風(fēng)窗玻璃清潔。駕駛者手動操作雨刮器組合開關(guān)接通電源切換電機工作電樞來實現(xiàn)雨刮器開啟及其工作模式(快慢擋)的選擇。系統(tǒng)完全由駕駛者來控制，使用時需要由駕駛者依照雨勢以及視線狀況自己做調(diào)整，容易分散駕駛者的注意力，增加駕駛壓力，存在較大的安全隱患。據(jù)統(tǒng)計，全世界雨天行車7 %的交通事故是由駕駛員手動操作雨刮器引起的。 智能雨刮器包括雨刮電機控制模塊、雨量傳感模塊和執(zhí)行器。雨天行車時無需手
動控制雨刮器，駕駛者也無需調(diào)節(jié)雨刮器設(shè)置來調(diào)整刮片的運動或得到更好的視角，可以
使駕駛員免除手動操作雨刮器的麻煩。當(dāng)在濕路面上駕駛時，若有水濺到了風(fēng)窗玻璃上，無
需動手打開雨刮器，駕駛者可以集中精力開車，提高了雨天行車的舒適性與安全性。 雨量傳感模塊是智能雨刮器的核心模塊，該模塊可以采集外界自然光強度、降雨
量和環(huán)境溫度，并把這些信息傳送給雨刮電機控制器，雨刮電機控制器根據(jù)這些信息調(diào)整
雨刷工作時間和擺動速度。 雨量傳感模塊設(shè)計過程中需要克服以下問題1 、克服光電器件老化對雨量探測算法的影響；2、環(huán)境變化(溫度、自然光強度、冰凍)對雨量探測算法的影響；3、意外斷電等情況下系統(tǒng)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種汽車雨刮器雨量自適應(yīng)傳感方法。
本發(fā)明方法的具體步驟是 步驟(1)對雨量傳感模塊中的控制器初始化，初始化對象包括控制器中的單片機時鐘頻率、輸入輸出、內(nèi)部變量、寄存器、非易失性存儲器和中斷； 步驟(2)雨量傳感模塊中的控制器從非易失性存儲器中讀取雨量強度量化閾值，定義雨量強度最小量化閾值為H^，雨量強度最大量化閾值為HMax ; 步驟(3)雨量傳感模塊通過LIN總線，從雨刮電機控制模塊中讀取雨量強度量化等級個數(shù)N，其中2《N《30。 步驟(4)關(guān)閉雨量傳感模塊中的紅外發(fā)射器，開啟雨量傳感模塊中的紅外光強接收器，前30毫秒雨量傳感模塊中的控制器通過中斷累加得到紅外光強接收器輸出的脈沖個數(shù)&， ni表示自然光中紅外線強度的量化值；后30毫秒，開啟雨量傳感模塊中的紅外發(fā)
3射器和紅外光強接收器，雨量傳感模塊中的控制器通過中斷累加得到紅外光強接收器輸出 的脈沖個數(shù)n2， n2表示紅外發(fā)射器被汽車前窗玻璃散射折射后的紅外線強度和自然光中紅 外線強度之和的量化值。前30毫秒和后30毫秒記為一個周期T，計算當(dāng)前周期T的雨量強 度量化值P，其中P = n2-ni。 步驟(5)以步驟(4)所述的方法得到連續(xù)的六個雨量強度量化值，分別記為pm—5、
Pm-4、Pm-3、Pm-2、Pm-l和Pm，其中m為執(zhí)行步驟(4)的總次數(shù)。對Pm-5、Pm-4、Pm-3、Pm-2、Pm^和Pm進
行帶通濾波，濾波后計算均值，得到雨量強度量化值hm—s;當(dāng)前雨量強度量化等級記為rv5，
計算臨時結(jié)果tj二
，如果t < 1，則nm—5 = 1 ;如果t > N，則nX = N ;步驟(6)重復(fù)步驟(4)，此時m加1，得到新的Pm，對Pm-5、Pm-4、Pm-3、Pm-2、P^和Pm進
行帶通濾波，濾波后計算均值，得到雨量強度量化值hm—s;當(dāng)前雨量強度量化等級記為rv5，
計算臨時結(jié)果仁其中,=
，如果t < 1，則nm—5 = 1 ;如果t > N，則nm—5
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=N ;如果1《t《N，rv5 = t。通過LIN總線將當(dāng)前雨量強度量化等級n『5發(fā)送至雨刮電
機控制模塊，雨刮電機控制模塊根據(jù)當(dāng)前雨量強度量化等級nm—5驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。 重復(fù)步驟(6)，雨量傳感模塊每過60毫秒向雨刮電機控制模塊傳送最新的雨量強
度量化等級。 本發(fā)明方法所具有的優(yōu)點是
(1)雨量強度級別可調(diào)，靈活性好； (2)自適應(yīng)能力強，能克服溫度、自然光強度和冰凍對雨量探測算法的影響；
(3)雨量探測精度高、反應(yīng)速度快。
具體實施例方式
汽車雨刮器雨量自適應(yīng)傳感方法具體步驟是 步驟(1)對雨量傳感模塊中的控制器初始化，初始化對象包括控制器中的單片 機時鐘頻率、輸入輸出、內(nèi)部變量、寄存器、非易失性存儲器和中斷；所述的控制器采用 Freescale公司的MC9S08EL16, CPU運行頻率為32MHz，總線運行頻率為16MHz，內(nèi)部含有 512字節(jié)的非易失性存儲器。 步驟(2)雨量傳感模塊中的控制器從非易失性存儲器中讀取雨量強度量化閾值， 定義雨量強度最小量化閾值為HMin，雨量強度最大量化閾值為HMax ;HMin和HMax從實驗室試驗 得到，為不同降雨量下雨量強度量化值的極小值和極大值。 步驟(3)、雨量傳感模塊通過LIN總線，從雨刮電機控制模塊中讀取雨量強度量化 等級個數(shù)N，其中2《N《30 ;N越大，雨刮電機控制模塊對雨刮電機的控制可以更精細。
步驟(4)關(guān)閉雨量傳感模塊中的紅外發(fā)射器，開啟雨量傳感模塊中的紅外光強接 收器，前30毫秒雨量傳感模塊中的控制器通過中斷累加得到紅外光強接收器輸出的脈沖 個數(shù)rv^代表自然光中紅外線強度的量化值；后30毫秒，開啟雨量傳感模塊中的紅外發(fā)射器和紅外光強接收器，雨量傳感模塊中的控制器通過中斷累加得到紅外光強接收器輸出的脈沖個數(shù)n2， n2代表紅外發(fā)射器被汽車前窗玻璃散射折射后的紅外線強度和自然光中紅外線強度之和的量化值。前30毫秒和后30毫秒記為一個周期T，計算當(dāng)前周期T的雨量強度量化值P，其中P = n2-ni ;所述的雨量強度量化值p中已經(jīng)補償了當(dāng)前自然光中的紅外線，可以使雨量傳感模塊對外界自然光變化有很強的自適應(yīng)能力；雨量傳感模塊內(nèi)部有3個紅外發(fā)射器和3個相應(yīng)的紅外光強接收器，3套紅外發(fā)射器和相應(yīng)的紅外光強接收器呈平行放置，間距一致；其中的紅外發(fā)射器采用VISHAY公司的TSML1020，發(fā)射的紅外光波長為950納米，紅外光強接收器采用MELEXIS公司的MLX75304，可以把950納米的紅外光強度轉(zhuǎn)換為輸出的頻率信號。 步驟(5)以步驟(4)所述的方法得到連續(xù)的六個雨量強f
Pm_4 、 Pm_3 、 Pm_2 、 Pm_l
和Pm，其中m為執(zhí)行步驟(4)的總次數(shù)。對
Pm_5 、 P
行帶通濾波，濾波后計算均值，得到雨量強度量化值hm—5 ;當(dāng)前雨量
t化值，分別記為Pm-5、Pm-3、Pm-2、Pm-1和Pm進
H七等級記為nm—5，
計算臨時結(jié)果tj二
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,，如果t < 1，則nm—5 = 1 ;如果t > N，則nm—5 = N
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如果1《t《N，則rv5 = t。通過LIN總線將當(dāng)前雨量強度量化等級rv5發(fā)送至雨刮電機
控制模塊，雨刮電機控制模塊根據(jù)當(dāng)前雨量強度量化等級nm—5驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。 步驟(6)重復(fù)步驟(4)，此時m加1，得到新的Pm，對P^P^P^P^P^和Pm進
行帶通濾波，濾波后計算均值，得到雨
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計算臨時結(jié)果t，其中f =
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t化值hm—5 ;當(dāng)前雨量強度量化等級記為nm
，如果t < 1，則nm—5 = 1 ;如果t > N，則nffi
t化等級rv5發(fā)送至雨刮驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。所述的
=N ;如果1《t《N，則nm—5 = t。通過LIN總線將當(dāng)前雨量強度〗電機控制模塊，雨刮電機控制模塊根據(jù)當(dāng)前雨量強度量化等級r^帶通濾波算法為剔除最大值和最小值。重復(fù)步驟(6)雨量傳感模塊每過60毫秒向雨刮電機控制模塊傳送最新的雨量強度量化等級，雨刮電機控制模塊可以很精細的控制雨刮的刮動頻率和刮動時間。
權(quán)利要求
汽車雨刮器雨量自適應(yīng)傳感方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟(1)對雨量傳感模塊中的控制器初始化，初始化對象包括控制器中的單片機時鐘頻率、輸入輸出、內(nèi)部變量、寄存器、非易失性存儲器和中斷；步驟(2)雨量傳感模塊中的控制器從非易失性存儲器中讀取雨量強度量化閾值，定義雨量強度最小量化閾值為HMin，雨量強度最大量化閾值為HMax；步驟(3)雨量傳感模塊通過LIN總線，從雨刮電機控制模塊中讀取雨量強度量化等級個數(shù)N，2≤N≤30；步驟(4)關(guān)閉雨量傳感模塊中的紅外發(fā)射器，開啟雨量傳感模塊中的紅外光強接收器，前30毫秒雨量傳感模塊中的控制器通過中斷累加得到紅外光強接收器輸出的脈沖個數(shù)n1，n1表示自然光中紅外線強度的量化值；后30毫秒，開啟雨量傳感模塊中的紅外發(fā)射器和紅外光強接收器，雨量傳感模塊中的控制器通過中斷累加得到紅外光強接收器輸出的脈沖個數(shù)n2，n2表示紅外發(fā)射器被汽車前窗玻璃散射折射后的紅外線強度和自然光中紅外線強度之和的量化值；前30毫秒和后30毫秒記為一個周期T，計算當(dāng)前周期T的雨量強度量化值p，p＝n2-n1；步驟(5)以步驟(4)所述的方法得到連續(xù)的六個雨量強度量化值，分別記為pm-5、pm-4、pm-3、pm-2、pm-1和pm，其中m為執(zhí)行步驟(4)的總次數(shù)；對pm-5、pm-4、pm-3、pm-2、pm-1和pm進行帶通濾波，濾波后計算均值，得到雨量強度量化值hm-5；當(dāng)前雨量強度量化等級記為nm-5，計算臨時結(jié)果t，如果t＜1，則nm-5＝1；如果t＞N，則nm-5＝N；如果1≤t≤N，則nm-5＝t；通過LIN總線將當(dāng)前雨量強度量化等級nm-5發(fā)送至雨刮電機控制模塊，雨刮電機控制模塊根據(jù)當(dāng)前雨量強度量化等級nm-5驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)；步驟(6)重復(fù)步驟(4)，此時m加1，得到新的pm，對pm-5、pm-4、pm-3、pm-2、pm-1和pm進行帶通濾波，濾波后計算均值，得到雨量強度量化值hm-5；當(dāng)前雨量強度量化等級記為nm-5，計算臨時結(jié)果t，其中如果t＜1，則nm-5＝1；如果t＞N，則nm-5＝N；如果1≤t≤N，nm-5＝t；通過LIN總線將當(dāng)前雨量強度量化等級nm-5發(fā)送至雨刮電機控制模塊，雨刮電機控制模塊根據(jù)當(dāng)前雨量強度量化等級nm-5驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)；重復(fù)步驟(6)，雨量傳感模塊每過60毫秒向雨刮電機控制模塊傳送最新的雨量強度量化等級。F2009101558974C00011.tif,F2009101558974C00012.tif
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車雨刮器雨量自適應(yīng)傳感方法?，F(xiàn)有的技術(shù)自適應(yīng)能力差、控制精度低。本發(fā)明方法先對雨量傳感模塊中的控制器初始化，初始化后從非易失性存儲器中讀取雨量強度量化閾值；其次雨量傳感模塊從雨刮電機控制模塊中讀取雨量強度量化等級；然后雨量傳感模塊通過紅外發(fā)射器感應(yīng)并計算得到當(dāng)前的雨量強度量化等級，最后將當(dāng)前的雨量強度量化等級發(fā)送至雨刮電機控制模塊，由雨刮電機控制模塊做出相應(yīng)的雨刮控制并更新當(dāng)前的雨量強度量化等級。本發(fā)明方法雨量強度級別可調(diào)，靈活性好；自適應(yīng)能力強，能克服溫度、自然光強度和冰凍對雨量探測算法的影響。
文檔編號B60S1/08GK101750965SQ20091015589
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者張懷相, 張翔, 李二濤, 高申勇 申請人:杭州電子科技大學(xué)