1.一种汽车雨刮控制装置,所述的雨刮控制装置包括雨刮器(1),雨刮器(1)通过连杆机构与雨刮驱动电机(2)连接,驱动电机(2)与控制器(3)连接,控制器(3)与ECU(4)连接;汽车前挡风玻璃外侧面与发动机罩交界区域设置雨滴传感器(5),雨滴传感器(5)与控制器(3)通过有线或无线方式连接;
其特征在于:所述的雨滴传感器(5)包括带有一定厚度的、中空的基座(6),基座(6)安装在前挡风玻璃(7)与发动机盖(8)交界区域,基座(6)是由一个半圆扇形截面绕Y轴旋转扫略特定角度后形成的空腔结构,空腔结构的底部由两块分别与发动机盖(7)、前挡风玻璃(8)接触的挡板组成,两块挡板与空腔结构形成一个密封的腔体;所述的Y轴为经过基座(6)的原点、沿汽车左右方向设置的水平横轴,所述的特定角度为汽车侧视图上、前挡风玻璃(7)与发动机盖(8)之间的夹角;
所述基座(6)的外表面上分别设置多个扇形竖板(61)、扇形横板(62),所述的扇形竖板(61)平行于沿汽车前后方向的竖直面,多个扇形竖板(61)相互平行、等间隔设置;多个扇形横板(62)绕Y轴等角度间隔排列多个;所述的扇形横板(62)将扇形竖板(61)分隔成多个相互独立的基板;所述的扇形竖板(61)、扇形横板(62)将基座(6)的外表面分隔成多个相互独立的单元球面(63);
所述的基座(6)、扇形横板(62)由绝缘材料制作而成,所述的竖板(61)为夹层结构,其夹层结构由位于中间的绝缘板(64)、绝缘板(64)两侧的导电板(65)构成,单元球面(63)的表面设置指向基座(6)球心的导水孔(66),导水孔(66)靠近单元球面(63)的端口设置泄压阀(67);所述基座(6)的内腔底部设置排水孔(69),排水孔(69)的出口位于前挡风玻璃下边缘处排水槽的上方;
所述的基座(6)的内腔底部设置支座(7),支座(7)内设置的蓄电池(76)的正负极分别与绝缘板(64)两侧的一个导电板(65)连接,使位于一个绝缘板(64)两侧的两个导电板(65)的极性相反,保持单个单元球面(63)两侧的导电板(65)之间具有电压差;所述的蓄电池(76)与导电板(65)之间设置继电器开关,继电器开关与控制器(3)连接,一个单元球面(63)两侧的两个导电板(65)之间设置压力传感器(68),压力传感器(68)与控制器(3)通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车雨刮控制装置,其特征在于:所述的支座(7)的上表面设置球形凹槽,球形凹槽内放置可旋转的旋转球(71);所述旋转球(71)的上半部外表面上、沿其竖直轴线方向设置多个水平放置的支撑环(72),支撑环(72)上安装多个导流叶片(73);所述的旋转球(71)、支撑环(72)、导流叶片(73)由绝缘材料制作而成;所述支座(7)的凹槽表面设置多对永磁体;所述旋转球(71)的内部下侧设置多个金属条,金属条通过导线与蓄电池(76)连接。
3.根据权利要求1所述的一种汽车雨刮控制装置,其特征在于:所述的ECU(4)还与设置在汽车相应位置的三轴加速度传感器(31)、方向盘角度传感器(32)、车速传感器(33)、坡度传感器(34)连接。
4.根据权利要求1至权利要求3所述的任意一种汽车雨刮控制装置的控制方法,其特征在于:所述的控制方法包括以下步骤:初始化、参数测量、速度调节;
所述的初始化步骤为:汽车点火开关启动后,ECU(4)向控制器(3)发送初始化命令,控制器(3)控制与蓄电池(76)连接的继电器开关,使导电板(65)带电,以基座(6)的球心为原点分别建立球面坐标系、直角坐标系,所述的直角坐标系中,XY平面与汽车底盘所在平面平行,XZ平面沿汽车前后方向设置,且与XY平面垂直,YZ平面分别与XY平面、XZ平面垂直;ECU(4)存储每个单元球面(63)中心位置的球面坐标r、θ、φ,并接收压力传感器(68)发送的、该单元球面(63)内相对的两个导电板(65)之间的电压值U;
所述的参数测量步骤为:当雨滴落在单元球面(63)的表面并在其表面形成一定厚度的水膜时,相邻两个导电板(65)之间的电压值U发生变化,控制器(3)计算单元球面(63)内、相邻两个导电板(65)之间的电压变化值Uv,将Uv值传递给ECU(4),ECU(4)将具有最大Uv值的单元球面(63)中心点记为参考点,将参考点与基座(6)的球心之间的连线标记为雨滴入射线;ECU(4)提取参考点处的球面坐标r、θ、φ;所述的θ角为雨滴入射线在XY平面内的投影与XZ平面之间的角度,θ角的0°与X轴重合,所述的φ角为雨滴入射线与XY平面之间的角度,φ角的0°与XY平面平行;
所述的速度调节步骤为:ECU(4)根据降雨量、最大Uv值调整雨刮器(1)的初始刮扫速度V1,降雨量越大,V1越大,最大Uv越大,V1越大;ECU(4)根据θ、φ调整雨刮器(1)的心里修正速度V2,θ角接近0°,V2增大,θ角远离0°,V2减小;φ角接近45°,V2增大,φ角远离45°,V2减小;
雨刮器的实际刮扫速度V3=V1+V2。
5.根据权利要求4所述的一种汽车雨刮控制装置的控制方法,其特征在于:所述的参数测量步骤中,三轴加速度传感器(31)测量汽车纵向加速度Ax、横向加速度Ay,车速传感器(33)测量汽车的速度V0;
所述的速度调节步骤中,ECU(4)根据Ax、Ay计算加速度修正系数A0,A0按照以下公式计算:
雨刮器实际刮扫速度V3按照以下公式计算:
V3=V1+V2+C1(A0×V0)
所述的C1为正值常数。
6.根据权利要求5所述的一种汽车雨刮控制装置的控制方法,其特征在于:所述的参数测量步骤中,坡度传感器(34)测量汽车底盘所在的平面与水平面之间的坡度倾角α2;所述的速度调节步骤中,ECU(4)根据α2调整雨刮器的实际刮扫速度V3,汽车处于上坡状态时,α2越大,V3越小,汽车处于下坡状态时,α2越大,V3越大。
7.根据权利要求6所述的一种汽车雨刮控制装置的控制方法,其特征在于:所述的参数测量步骤中,方向盘角度传感器(32)测量汽车的转向角度α1;所述的速度调节步骤中,ECU(4)根据α1调整雨刮器的实际刮扫速度V3,α1越大,V3越小。