风挡监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风挡监测系统。该风挡监测系统包括：风挡(114)和发射器(122)，该发射器(122)被布置为发射声音脉冲，以向风挡(114)的表面引起表面声波(SAW)。风挡监测系统还包括：传感器(124)，该传感器(124)被布置为接收来自风挡(114)的表面声波；以及检测模块(130)，该检测模块(130)被布置为通过所接收的波的与预期波相比的强度的衰减来检测表面污染物(120)的存在。

Windshield monitoring system

The present invention relates to a windshield monitoring system. The windshield monitoring system includes: windshield (114) and transmitter (122), and the transmitter (122) is arranged to transmit sound pulses, so as to cause surface acoustic waves (SAW) to the surface of windshield (114). The windscreen monitoring system also includes a sensor (124), the sensor (124) is arranged to receive from the windshield (114) surface acoustic wave; and the detection module (130), the detection module (130) is arranged by the received wave compared with the expected intensity of wave attenuation to detect surface contaminants (120) the existence of.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风挡监测系统
本公开内容涉及一种风挡监测系统，该风挡监测系统特别地但不限于在车辆中使用。本专利技术的方面涉及一种风挡监测系统、一种风挡清洁系统、一种包括该风挡清洁系统的车辆、一种监测风挡的方法和一种清洁风挡的方法。
技术介绍
车辆(例如，汽车等)包括支撑多个风挡的框架。风挡是涵盖前挡风玻璃、后挡风玻璃或者侧窗(其可以是多个)的本领域的术语。风挡可以包括叠层结构，或者风挡可以是单片玻璃。风挡提供多种功能，包括隔离车辆的内部环境与外部环境，同时提供两者之间的可视交流。风挡的表面容易受到污染，这会导致可见度的降低。水基污染物是最常见的，并且是由于车辆的内部环境与外部环境之间的湿度和温度差异导致的。例如，在非常寒冷的天气里，来自乘客的呼吸和/或潮湿衣物的湿气会凝结在风挡的内表面上。在凝结物覆盖较大面积的风挡时，从可见度的角度来看这种凝结物会造成问题。造成问题的风挡污染物的另一个示例是在特别寒冷的天气里的风挡的外表面上的冰。通常，车辆设置有加热设备，可以操作加热设备来清除这种污染物。一种这样的加热设备包括风机。另一种加热设备可以包括加热元件，该加热元件包括嵌入到叠层玻璃中的一系列导电的平行导线。导线通过从电能到热能的能量转换来加热玻璃。作为导电的导线的替代方案，可以按类似的方式使用导电片(例如红外反射(IRR)层)，即通过向该层施加电压以产生热。这样的系统可以通过乘客按下车辆的仪表板上的按钮来手动操作。然而，使用这种手动操作的系统需要乘客自己监测风挡。在检测到任何的污染物时，污染物的面积很可能非常大，导致需要过多的电力来清除污染物。类似地，加热元件可能在污染物被清除之后长时间地开启，导致更多的能量浪费。已尝试了自动检测污染物的存在。参照图1A和图1B，一种已知的系统包括风挡10，该风挡10具有安装在后视镜14的背侧(非反射侧)的组合发射器/检测器12。发射器将红外光18照射到风挡10的内表面16上。由于风挡10被定向为相对于后视镜成锐角倾斜，所以来自发射器的任何反射光20都反射离开检测器12。然而，风挡10的被光18照射的区域中的污染物22的存在使得反射分散。分散的光20a可能撞击到检测器12上。任何检测到的光都被确定为归因于表面污染物22的存在。这样的系统是不理想的，因为分散的光20a可能不会撞击到检测器12上，并且另外仅风挡10的被光照射的区域中的污染物可以被检测到。因此，这种自动加热风挡以清除污染物的尝试不是高效节能的，因为很可能在被检测到之前就发展成了大面积的污染物。另外，如果凝结物仅存在于检测器的区域内，则可能会不必要地加热整个风挡，从而导致进一步的低能效。还已知其他形式的风挡污染物检测系统。例如，已知用于检测风挡的内表面上的结露的露点检测系统。这种露点检测系统通过经由基于湿度和温度的计算来估计露点而工作。由于这些露点检测系统是基于计算而非直接检测，所以这些露点检测系统本质上不准确。因此，被使用于基于这种方式的露水检测清洁风挡的任何风挡清洁机构(例如，加热机构)可能会以不合时宜的方式被激活。不合时宜地激活清洁机构会浪费能量，因为风挡可能在没有露水存在时被加热，或者可能比所需时间晚地被激活，从而促使形成较难清除的相对大面积的露水。本专利技术的目的是进一步改进现有技术。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种风挡监测系统。该系统可以包括风挡。该系统可以包括风挡、发射器，该发射器被布置为发射声音脉冲，以在风挡的表面上引起表面声波(SAW)。该系统可以包括传感器，该传感器被布置为接收来自风挡的表面声波。该系统可以包括检测模块，该检测模块被布置为通过所接收的声波与预期声波相比的强度衰减来检测表面污染物的存在。SAW可以用于检测任何不平整(例如，风挡表面的污染物)，因为通过与风挡本身的玻璃进行比较，声波更容易被这种污染物吸收。能够如此可靠地检测这种污染物提供了更有效的系统，因为及早检测能够使得污染物在积累至可见度变模糊之前被去除。风挡监测系统可以包括波导，该波导将SAW从发射器跨越风挡地传播到传感器。跨屏传播SAW意味着风挡的更多部分可以受益于这种监测系统。波导可以包括源反射器和接收反射器，该源反射器被布置为引导SAW离开发射器，并且沿着源发射器的长度将SAW跨越风挡地逐渐反射到接收反射器，该接收反射器被布置为将任何接收的波形反射到传感器，其中，源反射器和接收反射器被形成为沿着风挡的相对的边缘大致平行的细长条。以这种方式布置的源反射器和接收反射器在检测器处提供了可靠的预期信号。具体地，以这种方式布置的源反射器和接收反射器导致检测的信号是连续信号。风挡监测系统可以包括定位模块，以通过所接收的SAW的衰减的时间对污染物的位置进行定位。通过衰减的时间对污染物进行定位是检测污染物的简单而可靠的方法。这可以具有有益的连锁效应，因为较不复杂的检测算法就足以检测污染物。反射器可以包括风挡表面上的表面刻蚀。表面刻蚀在反射SAW方面是可靠的，并且这种刻蚀相对容易制造。风挡监测系统可以包括识别模块，该识别模块被布置为通过所接收的SAW的强度的衰减的特性来识别污染物的类型。污染物的类型能够被检测(例如，在湿气与冰之间进行区分)这一点可以被使用于后阶段中，以定制为了处理这种污染物所需的加热量。结果，可以实现更高的能效。发射器、传感器和波导可以形成主SAW系统，并且其中，风挡监测系统可以包括次级SAW系统，其中，次级SAW系统可以是主SAW系统的大致正交的副本，以提供二维表面污染物检测。二维检测提供了对污染物的更有效的清除，因为它将允许任何加热系统在后阶段中进行更局部的加热。风挡可以单独地为车辆的前挡风玻璃、后挡风玻璃或者侧窗，或者其任意组合。根据本专利技术的另一方面，提供了一种风挡清洁系统，其包括：前述风挡监测系统；以及风挡清洁元件，以响应于检测到表面污染物的存在来清洁至少部分风挡。响应于检测到表面污染物的存在来加热风挡，防止了污染物大面积积累起来。因此，清除污染物更快并且更节能。用于清洁风挡的更低的能耗对于电动汽车或混合动力电动汽车来说尤其重要。风挡清洁元件可以包括加热机构。加热机构可以包括多个加热元件，并且响应于对表面污染物的定位，可以加热与污染物的位置对应的加热元件。仅加热检测到污染物处的加热元件比加热整个风挡更节能。每个加热元件可以是电阻加热元件。每个加热元件是彼此独立可控的。电阻加热元件可以包括由金属材料制成的传导层。金属层在生产中是有利的，因为可以以各种方式(例如，气相沉积)将金属层涂覆到风挡上。风挡清洁系统可以包括终止模块，该终止模块被布置为响应于风挡监测系统停止检测污染物而终止加热。与在开始之后的预定时间段内进行加热的基于时间的方法相比，响应于污染物被去除而终止加热，提供了更高的能效。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括前述风挡调节的车辆。根据本专利技术的另一方面，提供了一种监测风挡的方法，其包括：发射声音脉冲以在风挡的表面引起表面声波(SAW)；接收来自风挡的表面声波；以及通过所接收的表面声波的强度的衰减来检测表面污染物的存在。所述监测风挡的方法可以包括：沿着风挡的边缘传输SAW；将SAW逐渐反射到风挡的相对的边缘；将SAW反射到检测器；以及通过SAW信号的衰减的时间坐标对表面污染物进行定位。所述监测风挡的方法可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风挡监测系统，包括：发射器，所述发射器被布置为发射声音脉冲，以在风挡的表面上引起表面声波(SAW)；传感器，所述传感器被布置为接收来自所述风挡的SAW；以及检测模块，所述检测模块被布置为通过所接收的波的与预期波相比的强度衰减来检测表面污染物的存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.09 GB 1503985.21.一种风挡监测系统，包括：发射器，所述发射器被布置为发射声音脉冲，以在风挡的表面上引起表面声波(SAW)；传感器，所述传感器被布置为接收来自所述风挡的SAW；以及检测模块，所述检测模块被布置为通过所接收的波的与预期波相比的强度衰减来检测表面污染物的存在。2.根据权利要求1所述的系统，包括波导，以将所述表面声波从所述发射器跨越所述风挡地传播到所述传感器。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述波导包括源反射器和接收反射器，所述源反射器被布置为引导所述SAW离开所述发射器，并且沿着所述源反射器的长度将所述SAW跨越所述风挡地逐渐反射到所述接收反射器，所述接收反射器被布置为将任何接收的波形反射到所述传感器，其中，所述源反射器和所述接收反射器被形成为沿着所述风挡的相对的边缘大致平行的细长条。4.根据权利要求3所述的系统，包括定位模块，以通过所接收的SAW的衰减的时间对所述污染物的位置进行定位。5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述反射器包括所述风挡的表面上的表面刻蚀。6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，对应的发射器和传感器被设置在所述风挡的同一侧。7.根据任一前述权利要求所述的系统，包括识别模块，所述识别模块被布置为通过所接收的表面声波的强度的衰减的特性来识别污染物的类型。8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述发射器、所述传感器和所述波导形成主SAW系统，并且其中，所述风挡监测系统包括次级SAW系统，其中，所述次级SAW系统是所述主SAW系统的大致正交的副本，以提供二维表面污染物检测。9.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述风挡是车辆的前挡风玻璃或后挡风玻璃或者侧窗。10.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述污染物选自湿气、液态水和冰。11.一种风挡清洁系统，包括；根据任一前述权利要求所述的风挡监测系统；以及风挡清洁元件，以响应于检测到表面污染物的存在来清洁至少部分所述风挡。12.根据权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·帕森斯，内尔·贝洛，
申请(专利权)人：捷豹路虎有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB