[发明专利]使用心理-声学指标的车辆雨水检测器

说明书

用于车辆窗户的自动雨刮器控制系统基于车辆窗户振动确定降雨的存在。在车辆驾驶循环期间，控制器利用附接到窗户的加速计测量窗户振动。控制器基于测量的振动计算心理声学指标，其中指标可以包括清晰度指数、锐度或粗糙度。将计算的指标与指示雨水撞击窗户的阈值进行比较。根据比较结果启动雨刮器系统。

技术领域

本发明总体涉及检测车辆窗户上降雨的存在以自动启动雨刮器系统，更具体地涉及通过机械感测和感测到的振动信号的声学指标的数字处理实现的雨水检测。

背景技术

根据挡风玻璃上存在的水分或降雨强度来调节雨刮器操作/速度的自动挡风玻璃雨刮器控制系统在本领域中是已知的。这种系统通常包括电子控制模块，该电子控制模块连接到雨刮臂驱动马达。控制模块响应于感测输入调节雨刮臂驱动马达的操作和速度。光学传感器是检测水分的最常见选择。放置在窗户上(例如靠近后视镜)允许传感器基于存在水时光反射的变化来检测水分。但是，必须将水分精确地集中在光学传感器的小区域内光学传感器才能正常工作。挡风玻璃上的污垢或其他物质有时会被解释为水分，错误地触发雨刮器。此外，传感器相对昂贵并且仅用于雨水检测。期望改善雨水检测性能，降低传感器成本，缩小封装尺寸，并采用支持其他类型功能的传感器技术。

发明内容

在本发明的一个方面，用于车辆窗户的雨水检测器包括安装在窗户上以产生振动信号的加速计。处理器使用振动信号来计算预定的心理声学指标。鉴别器将计算的心理声学指标与指示雨水撞击窗户的阈值进行比较。

通过在挡风玻璃上使用超薄型加速计来获取声音振动，可以连续监测各种内部和外部事件。挡风玻璃或其他窗户充当挡板，使得加速计用作麦克风。数字信号处理应用于所产生的声音，以将雨水撞击挡风玻璃的特征与车辆将遇到的其他类型的内部和外部声音进行区分。可以以非常低的成本获得批量生产的加速计，但是由此产生的雨水检测性能是稳健且可靠的。这些装置具有小尺寸，可以容易地放置在后视镜组件或其他方便的位置。落在挡风玻璃上的雨水会产生非常明显的声波分布图，这可用于探测下雨条件。另外，振动信号还可用于检测其他事件，例如来自紧急车辆的警笛声。

根据本发明，提供一种用于车辆窗户的雨水检测器，包括：

加速计，所述加速计安装在所述窗户上以产生振动信号；

处理器，所述处理器使用所述振动信号计算预定的心理声学指标；和

鉴别器，所述鉴别器将计算的心理声学指标与指示雨水撞击所述窗户的阈值进行比较。

根据本发明的一个实施例，其中所述心理声学指标包括清晰度指数(articulation index)，并且其中所述阈值在5％至10％的范围内选择。

根据本发明的另一实施例，其中所述心理声学指标包括锐度，并且其中所述阈值在3.8到4.3acum的范围内选择。

根据本发明的另一实施例，其中所述心理声学指标包括粗糙度，并且其中所述阈值在4至5.2asper的范围内选择。

根据本发明的另一实施例，其中所述处理器包括DSP音频处理器。

根据本发明的另一实施例，其中所述鉴别器包括比较器。

根据本发明，还提供了一种用于车辆窗户的车辆雨刮器系统，包括：

雨刮器组件，所述雨刮器组件包括驱动雨刮臂的雨刮器马达；

雨刮器控制器，所述雨刮器控制器可选择地启动所述雨刮器马达；

加速计，所述加速计安装在所述窗户上以产生振动信号；

处理器，所述处理器使用所述振动信号计算预定的心理声学指标；和

鉴别器，所述鉴别器将计算的心理声学指标与指示雨水撞击所述窗户的阈值进行比较，并向所述雨刮器控制器提供命令信号以启动所述雨刮器马达。