CN1046671C

CN1046671C - 刮雨器的间歇和连续工作方式的驱动装置

Info

Publication number: CN1046671C
Application number: CN95191476A
Authority: CN
Inventors: 赖纳·平特卡; 亨利·布里茨克
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-02-05
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1999-11-24
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: US5694012A; CZ288822B6; KR100362952B1; DE59501850D1; WO1995021078A1; EP0742763A1; CN1139906A; ES2115356T3; JPH09508601A; CZ228796A3; DE4403661A1; EP0742763B1

Abstract

一种刮雨器的间歇和连续工作方式的驱动装置，至少包含一传感器(12)，该传感器产生一信号，该信号附属于待清洁的玻璃上的湿度或雨量，以及一驱动该刮雨器工作的电子控制装置(16)，该电子控制装置(16)附属于该传感器(12)产生的信号。一处理装置(14)感知作为控制信号(n)的每一刮雨间隔(WP)的传感器输出信号中的信号扰动(E)的数目。因外，通过比较该控制信号(n)或由该控制信号(n)导出的信号(M1，M2)是否超过和/或低于一阈值(S1，S2)，借助一转换装置(21，22)，而实现间歇工作方式和连续工作方式之间的转换。

Description

刮雨器的间歇和连续工作方式的驱动装置

本发明涉及一种刮雨器的间歇和连续工作方式的驱动装置。

对于汽车驾驶员来说，降雨密度的频繁变化是令人厌烦和给人带来麻烦的，驾驶员总需操作一转换装置，以使刮雨器处于一种适合实际降雨密度的工作方式。文件DE4018903C2中介绍了一种此类型的自动转换装置相继的两个刮雨操作之间的间隔时间受传感器输出信号的数目影响，例如该信号在一给定的时间间隔内出现，当该信号的数目大于一定值时，刮雨器的工作方式转换到连续工作方式。

间歇工作方式与连续工作方式之间不能实现直接的转换，而只能通过对不同的刮雨过程之间的间隔来实现间接的转换。实现该转换的控制装置费用较高，并且会导致间歇工作方式与连续工作方式之间的转换的不精确。其另外一个问题为，在连续工作方式中不存在预设的“间隔时间”，该“间隔时间”为实现连续工作方式/间歇工作方式之间过渡的标准。

本发明的目的在于，提供一种结构简单，并能精确实现间歇工作方式和连续工作方式间的转换的刮雨器的间歇和连续工作方式的驱动装置。

本发明的装置的优点在于它能极精确地感受到降雨的密度，并具有一简单精确的处理装置以及实现间歇工作方式与连续工作方式之间的转换装置。

本发明的技术方案为，提供一种刮雨器的间歇和连续工作方式的驱动装置，至少包含一传感器，该传感器产生一信号，该信号附属于待清洁的玻璃上的湿度或雨量，及一控制该刮雨器工作的电子控制装置，该电子控制装置附属于传感器产生的信号，其特征在于，包含有一以每一刮雨间隔内的传感器输出信号中的信号扰动的数目作为控制信号的处理装置，和一通过控制信号或由控制信号导出的信号超过和/或低于至少一阈值来实现间歇和连续工作方式之间转换的转换装置。

为控制信号形成而设的刮雨间隔主要为刮雨周期，以实现能在一相对长的时间内感受降雨密度，并形成一用于马达控制的同步信号。

其具优点的工作原理为，由于水的作用而引起的传感器输出信号中的信号扰动被作为用作进一步处理用的传感器信号。此种类型的信号扰动由雨滴、从传感器表面掠过的淋湿的刮雨器板或快速变化的表面结构，例如很强的纹影图象形成。

在大降雨密度时，单个信号扰动不再能清楚地形成，而实际上，传感器的输出信号由于该大量的扰动而被连续地减弱。大降雨密度时控制信号的形成是通过感受传感器输出信号的下降来实现，其主要是将下降的传感器输出信号以小的时间间隔划分，因此在这样一个时间间隔内该信号的下降被至少当作一信号扰动。

为了感知在每一处理时间间隔内出现的传感器信号，本发明装置设有一计数器。

每一刮雨周期内的信号扰动的数目可能有较大的波动，为了避免连续工作方式和间歇工作方式间的频繁的转换，该处理装置具有一平均值形成装置，该平均值由一定数目的相继的控制信号计算出，由此形成一有效的控制信号。在每一刮雨间隔后，完成该平均值计算，例如该平均值由过去的五个刮雨间隔得出。

因此该处理装置将不再对降雨密度的变化频繁作出反应。在平均值形成时，每一过去的刮雨间隔的控制信号与预先给定的加权因子联系在一起，因此，从过去的刮雨周期，该控制信号被较小地估算出来。

另外一种避免连续工作方式与间歇工作方式之间频繁的转换的方法为，设有两个形成连续工作方式与间歇工作方式之间转换滞后的阈值。因此，其一较佳实施为，可采用不同的加权因子形成用于从连续工作方式向间歇工作方式过渡的第一有效控制信号，以及用于从间歇工作方式向连续工作方式过渡的第二有效控制信号。因此，在一定的降雨条件下，该方法可保证刮雨器快速过渡到连续工作方式并保持该工作方式。

刮雨器经常会处于具有不同刮雨速度的不同的连续工作状态。本发明也涉及该不同的连续工作状态之间的转换，此时至少原具有另外的阈值，以实现第一连续工作方式与具有较高刮雨速度的第二连续工作方式之间的转换。其优点在于，具有另外两个阈值，该阈值用于在第一和第二连续工作方式之间转换时形成转换滞后。

另外一改进可通过如下方法实现，即通过一能评价信号扰动深度的平均值。该信号扰动的深度可作为形成控制信号用的加权因子。

附图所示为本发明的一实施例，并在下面的实施例描述中进一步加以阐述。图中所示为：

图1为本发明实施例的方框图，

图2为雨量强度RI与每一刮雨周期内扰动之间的关系曲线图以及不同工作状态之间的转换过程图，

图3为小雨量强度时信号曲线图，

图4为中雨量强度时信号曲线图，

图5为大雨量强度时信号曲线图，

图6为解释加权平均值形成的曲线图。

图1所示为本发明实施例示意图，一由刮雨器马达10驱动的刮雨器11以通常的方式在一图中没有画出的玻璃，例如汽车的挡风玻璃或后窗玻璃上移动。在该玻璃上设有一雨量传感器，文件DE-PS2354100或文件DE4102146A1中介绍了该种雨量传感器。该雨量传感器的工作原理为，从光源发出的光线在该玻璃的表面反射，并被一光线测量装置感知。在该玻璃上的污垢颗粒或雨滴会减弱该反射，反射的减弱会导致光线测量装置中测量信号的减弱。

该雨量传感器12的输出信号通过图示开关位置处的转换装置13被输送到一第一处理装置14，在该处理装置14中，雨量传感器12的信号扰动被转换成接下来的计数器15用的计数信号。该信号扰动为雨量强度RI的一个评价尺度，其原因如下：

1、雨滴，扰动的深度为雨滴大小的一个粗略尺度，

2、扰动，该扰动由从传感器表面掠过的(淋湿的)刮雨器引起，和

3、快速变化的表面结构(例如很强的纹影图象)。

每个信号扰动减去一最大深度后作为计数器15用的计数信号。该计数器15通过一电子控制装置16与刮雨器马达10同步，也就是说，在每个刮雨周期的开始，该计数器15被复位，因此在每个计数周期结束时，在该计数器15内产生一计数值，该计数值为每个刮雨周期WP内的扰动的数目n，该计数值n被另外作为控制值n。

图2示出了雨量强度与每一刮雨周期内扰动、以及运行状态间的转换过程之间关系的信号曲线图。间歇刮雨运行方式(Ⅰ)的范围由坐标原点延伸至横坐标的线S2。刮雨运行阶段1(Ⅱ)的范围由S1延伸至S4，并且刮雨运行阶段2(Ⅲ)的范围从S3起延伸。所画出的曲线(K)相应于雨量强度对于每一刮雨周期内信号的扰动数的配置。在S1和S2之间以及S3和S4之间画阴影线的部分是滞后部分，即在雨量强度增加时，只有当到达S2时才转换到持续刮雨运行阶段1，相反，在雨减小时，只有到达S1时，才回复到间歇刮雨运行方式，在S3或S4中由阶段2到阶段1的转换类似地进行。

图3至图5所示为在小、中和大的雨量强度RI时的关系图。如图3所示，在小雨量强度时，记录下在一个刮雨周期WP内雨量传感器12的有效信号NS的四次扰动。图中所示的两个较小扰动是由雨滴作用而产生的，而两个较大扰动为刮雨器引起的，该刮雨器从传感器12上掠过。在两次刮雨行程后相对缓慢的信号上升是由逐渐消失的纹影引起的。由于这种关系，产生了如图2所示的间歇工作方式。

图4所示的中雨量强度时的关系图，在一个刮雨周期WP内记录下六次扰动。该雨量强度可产生如图2所示间歇工作方式或阶段1的持续工作方式，该每一刮雨周期内第四和第六扰动间的区域对应于图中较窄的阴影区域。

图5所示为大雨量强度时的关系图，在每一刮雨周期内记录下十八个扰动。当刮雨器两次掠过传感器时，雨量传感器的有效信号NS短时间内(极短的上升)恢复正常，这是由于由刮雨器所引起的扰动被雨滴立即减弱的缘故。在该大降雨密度条件下，信号被连续减弱，并且单个扰动几乎分辨不出来。一控制器17可分辨出该高雨量强度，并在例如当每一刮雨周期内的扰动数目n大于9时，产生一输出信号。接下来，通过该控制器17产生对转换装置13的控制，且雨量传感器12的有效信号被输送到一第二处理装置18，在那里该信号被分解为小的时间间隔Δt′在每一时间间隔Δt内的信号下降Δn被计数为扰动。该信号减弱的斜率为扰动数目的函数，在每一刮雨间隔内，该斜率在该第二处理装置18中被加权，此种加权原则上也可在计数器15中实现。在该高雨量强度下，刮雨器始终处于持续工作方式，在图2中该持续工作方式对应于阶段2，该阶段2具有与阶段1相比较高的刮雨速度。

接下来，该控制信号n被送到下一级装置19、20中计算平均值。如图6所示，(曲线n，其填充的圆形为测量点)，每一刮雨周期内的扰动数目变化很大，这是由于突然的雨滴滴溅和降雨条件的变化而引起的，例如，强风，到达玻璃上的不同的雨量，或在前面行驶的汽车溅起的水。为了避免持续工作方式和间歇工作方式之间的频繁的转换，计算出i个过去的刮雨周期的控制信号n的估计算术平均值M1或M2：

M 1 = \frac{Σ n_{i} \cdot k_{i}}{Σ k_{i}} M 2 = \frac{Σ n_{i} \cdot h_{i}}{Σ h_{i}}

i=1……5通过加权因子K或h可以实现，从其他的过去的刮雨周期估算出该控制信号，例如该控制信号被较小地估算。例如考虑i=5个过去的刮雨周期。

图6所示的十个刮雨周期的控制信号n以及相应的平均值M2，该每一平均值M2由过去五个刮雨周期的控制信号得出。该平均值M1或M2用于重新与刮雨周期控制的同步。

该平均值M1和M2为十分有效的控制信号，并总是被输送到二阈值比较器21、22。当平均值M1小于一下限阈值S1时，该平均值M1用于向间歇工作方式转换的控制信号，此时，该第一阈值比较器21产生一用于电子控制装置16的转向间歇工作方式的输入控制信号I。与此相对，当平均值M2大于一上限阈值S2时，该平均值M2用于向连续工作方式转换的控制信号，此时，该第二阈值比较器22产生一用于电子控制装置16的转向连续工作方式(阶段1)的输入控制信号I。因此，有效地实现了转换时的滞后，该滞后避免了该两个工作状态之间的频繁的来回转换。

相应地，也可以实现连续工作方式中阶段1与阶段2之间的转换。在图中，还有两个平均值计算装置和二个阈值比较器没有画出，而只用虚线示范性地表示了一下，显然，原则上还可以设有其他的装置。

上述的加权可以例如以这样的方式来实现，即从间歇工作方式向连续工作方式转换时，少量加权过去的刮雨周期的控制信号，而当从连续工作方式向间歇工作方式转换时，采用均匀加权的方法。在一个简单的实施例中，可以省略该不同的加权，而只需要一个唯一的平均值计算装置。该唯一的平均值计算装置例如也可通过平均值计算产生一用于连续工作方式中两个不同阶段之间转换的行之有效的控制信号。此外，在另外一个简单的实施例中，在省去滞后的条件下，可具有一唯一的用于间歇工作方式和连续工作方式之间转换的阈值。由此实现连续工作方式的两个不同阶段之间的转换。

如果省去连续工作方式的第二阶段，那么，要实现间歇工作方式和连续工作方式之间的转换，就只需要一个第一处理装置14就足够了，并且可省去第二处理装置18。

此外，在另一较佳实施例中，还可将信号扰动的深度作为降雨情况的评价，并另外作为加权因子h或k的影响因素。

电子控制装置16至少在间歇工作方式时可以以手动方式接通，或当雨量传感器12感受到雨滴的时候自动地例如直接接通。

在图1所示布置中，两个处理装置14,18可改为一个处理装置，可取消额外的转换装置13和控制器17。在分辨信号扰动时，原则上在该处理装置中总存在一时间界限。减去一给定的信号扰动深度，尤其在连续的信号减弱情况下，在该时间界限内的可分辨的信号下降即可被计数为信号扰动。

Claims

1、一种刮雨器的间歇和连续工作方式的驱动装置，至少包含一传感器，该传感器产生一信号，该信号附属于待清洁的玻璃上的湿度或雨量，及一控制该刮雨器工作的电子控制装置，该电子控制装置附属于该传感器产生的信号，其特征在于，包含有一以每一刮雨间隔(WP)内的传感器输出信号中的信号扰动(E)的数目作为控制信号的处理装置(14)，和一通过控制信号(n)或由控制信号导出的信号(M1,M2)超过和/或低于至少一阈值(S1,S2)来实现间歇和连续工作方式之间转换的转换装置(21,22)。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于形成控制信号(n)的刮雨间隔(WP)为刮雨周期。

3、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述用于处理用的传感器信号为由水引起的传感器输出信号(NS)中的信号扰动(E)。

4、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，具有一在大降雨密度时感知传感器输出信号(NS)的下降以形成控制信号(n)的装置(18)。

5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置(18)的输出结果由时间间隔(Δt)形成，在该时间间隔(Δt)内的信号下降(Δn)被作为一信号扰动。

6、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，具有一感知每一刮雨间隔(WP)内信号扰动(E)数目的计数器(15)。

7、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述处理装置(14)具有一用于平均值形成的装置(19,20)，该平均值由具有一确定数目的相继的控制信号(n)得出，该平均值(M1,M2)形成有效的控制信号。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述用于平均值形成的装置(19,20)，在每一刮雨周期(WP)后形成一控制信号。

9、如权利要求7所述的装置，其特征在于，每一过去刮雨周期(WP)的控制信号(n)，在所述平均值形成时，与一预先给定的加权因子(hi,ki)相结合。

10、如权利要求9所述的装置其特征在于，具有不同的加权因子(hi,ki)，该加权因子(ki,hi)形成用于从连续工作方式向间歇工作方式过渡的第一控制信号(M1)，和用于从间歇工作方式向连续工作方式过渡的第二控制信号(M2)。

11、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，具有两个用于间歇工作方式和连续工作方式之间转换的，用于形成转换滞后的阈值(S1,S2)。

12、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，另外具有一用于第一连续工作方式与具有较高刮雨速度的第二连续工作方式之间转换的阈值(S3,S4)。

13、如权利要求12所述的装置其特征在于，具有另外两个用于形成第一连续工作方式和第二连续工作方式之间转换的、用于形成转换滞后的阈值(S3,S4)。

14、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，具有用于估计信号扰动(E)深度的装置。

15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述信号扰动(E)的深度作为用于形成控制信号(n)的加权因子的影响因素。