雨传感器、使用雨传感器的车辆以及控制该车辆的方法与流程

本发明涉及雨传感器、使用雨传感器的车辆以及用于控制该车辆的方法。

背景技术：

最近，许多开发人员和公司已经在考虑了用户便利性和车辆乘客安全性的情况下对用于车辆的各种附加服务装置的开发、以及将这些附加服务装置安装到车辆中的方法进行了研究。

具体地，用于车辆的附加服务装置不仅可以包括安全辅助装置(例如，车道偏离报警装置，其提供转向辅助以防止车辆在行驶期间偏离车道)，还可以包括附加服务装置(例如，导航装置，其提供到用户选择的目的地的路线和路线的周边信息)。

由于外部环境因素(例如，行驶期间的天气)，灰尘或污垢可能会附着在车辆的挡风玻璃上，或者由于挡风玻璃暴露在外，车辆的挡风玻璃会受到各种异物或灰尘的污染。

具体地，挡风玻璃需要保证驾驶员的视野和/或挡风玻璃必须为自主驾驶保持清晰，自主驾驶状态下，车辆自动识别位于车辆前方的障碍物和周边的行驶环境，从而为了确保安全驾驶，挡风玻璃必须保持清洁。

技术实现要素：

因此，本发明的一方面致力于提供一种雨传感器、使用雨传感器的车辆以及控制该车辆的方法，所述与传感器用于持续监测挡风玻璃的状态，以将挡风玻璃保持于清洁状态。

本发明的另外方面的一部分会在随后的描述中阐述，一部分会通过描述更易理解或者可以通过本发明的实践学习到。

根据本发明的一个方面，一种雨传感器包括：光发射器，其配置为向车辆的挡风玻璃发射光；光接收器，其配置为接收从挡风玻璃反射的光，以生成接收光信号；滤波器，其配置为从接收光信号中滤除噪声；以及控制器，其配置为基于滤波后的接收光信号来确定是否存在污染物以及污染程度，并进行污染物清除。

光发射器可以包括全反射光发射器和漫反射光发射器。

在短期监测期间，所述控制器可以将从所述全反射光发射器发射并反射的全反射接收光量和从所述漫反射光发射器发射并反射的漫反射接收光量的每一个与正常状态的正常接收光量进行比较，以检测所述全反射接收光量、所述漫反射接收光量和所述正常接收光量之间的差异，并可以检测车外温度，从而基于所检测的差异和所检测的车外温度来检测污染物是否存在。

污染物可以包括浊水、雪、冰、灰尘和/或油膜中的至少一种。

所述控制器可以长期监测从所述全反射光发射器发射并反射的全反射接收光量以及从所述漫反射光发射器发射并反射的漫反射接收光量，并在所述污染程度等于或高于参考值时，可以通过反映污染程度来进行污染物清除。

所述控制器可以通过长期监测全反射接收光量和漫反射接收光量来确定污染程度，并可以根据所确定的污染程度来校正雨水感测参考值。

所述控制器可以存储全反射接收光量和漫反射接收光量的长期监测结果，将启动车辆前的接收光量和启动车辆后的接收光量进行比较以确定污染程度，并可以根据确定结果来进行污染物清除。

刮水操作完成之后，如果从所述全反射光发射器发射并反射的所述全反射接收光量未达到参考值且减少了偏移量，则所述控制器可以确定刮水器片需要更换，并可以进行刮水器片更换通知。

如果装有雨传感器的车辆是自主驾驶模式，则所述控制器可以确定污染物是否存在以及污染程度，并可以根据确定结果来进行污染物清除。

根据本发明的另一个方面，一种车辆包括：雨传感器，其配置为监测从挡风玻璃反射的全反射接收光量和漫反射接收光量，检测挡风玻璃上的污染物以及污染程度，并根据检测结果来进行污染物清除；车身控制模块(BCM)，其配置为根据从所述雨传感器接收的污染物清除请求信号来控制相应的结构。

所述车辆可以进一步包括：加热元件，其配置为向挡风玻璃散发热量；洗涤器，其配置为将洗涤液喷到挡风玻璃上；刮水器，其配置为从挡风玻璃上清除污染物；空调，其配置为将空气吹到挡风玻璃上。

如果污染物是浊水，则所述车身控制模块(BCM)可以根据污染物清除请求信号来运行所述洗涤器和所述刮水器。

如果污染物是雪，则所述车身控制模块(BCM)可以根据污染物清除请求信号来运行所述加热元件和所述空调，然后运行所述刮水器。

如果污染物是冰，则所述车身控制模块(BCM)可以根据污染物清除请求信号来运行所述加热元件和所述空调，可以等待预定时间，并可以运行所述刮水器。

所述刮水器的刮水操作完成之后，如果全反射接收光量未达到参考值且减少了偏移量，则所述雨传感器可以确定刮水器片需要更换，并可以通知所述车身控制模块(BCM)更换刮水器片。

所述车辆可以进一步包括：组合仪表显示器；灯，其中，所述车身控制模块(BCM)配置为通过所述组合仪表显示器或所述灯显示从雨传感器接收的关于刮水器片更换通知的信息。

根据本发明的另一个方面，一种用于控制车辆的方法包括：如果车辆的点火信号(IGN)接通，则确定当前状态是否为自动雨水感测状态；如果确定为自动雨水感测状态，则计算全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量；基于计算结果确定污染物是否存在；如果确定污染物存在，则进行污染物清除。

所述车辆可以包括洗涤器和刮水器。进行污染物清除可以包括：如果污染物是浊水，则通过运行所述洗涤器和所述刮水器来清除浊水。

所述车辆可以进一步包括加热元件、空调和刮水器。进行污染物清除可以进一步包括：如果污染物是雪，则运行所述加热元件和所述空调，并运行所述刮水器。

所述车辆可以进一步包括加热元件、空调和刮水器。进行污染物清除可以包括：如果污染物是冰，则运行所述加热元件和所述空调，等待预定时间，并运行所述刮水器。

该方法可以进一步包括：在进行污染物清除之后，完成刮水操作后，如果全反射接收光量未达到参考值且减少了偏移量，则确定需要更换刮水器片，并通知更换刮水器片。

该方法可以进一步包括：车辆点火信号接通之后，在确定当前状态是否为自动雨水感测状态之前，确定当前模式是否为自主驾驶模式，如果确定为自主驾驶模式，则计算全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量，如果确定不是自主驾驶模式，则确定当前状态是否为自动雨水感测状态。

根据本发明的另一个方面，一种用于控制车辆的方法包括：如果车辆的点火信号(IGN)接通，则来确定当前状态是否为自动雨水感测状态；如果确定为自动雨水感测状态，则来确定初始点火信号是否存在；如果未确定初始点火信号，则来计算全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量；基于计算结果来计算污染程度；基于所计算的污染程度，由控制器来确定当前状态是否为污染状态；如果确定为污染状态，则进行污染物清除。

如果根据初始点火信号是否存在的确定结果确定了初始点火信号,当计算全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量时，该方法可以进一步包括：计算启动车辆之前和之后获得的全反射接收光的变化量和启动车辆之前和之后获得的漫反射接收光的变化量；当计算污染程度时，计算启动车辆之前的污染程度和启动车辆之后的污染程度。

所述车辆可以包括洗涤器和所述刮水器，其中，进行污染物清除包括运行所述洗涤器和所述刮水器。

附图说明

通过随后结合附图所呈现的实施方案的具体描述，本发明的这些和/或其它方面将更加显然且更加容易领会，附图中：

图1是显示了根据本发明实施方案的车辆的外观的透视图。

图2是显示了根据本发明实施方案的车辆的内部结构的示意图。

图3是显示了雨传感器的组成元件的方框图。

图4是显示了车辆的组成元件的方框图。

图5和图6是显示了应用于车辆的全反射光收发器的示意图。

图7和图8是显示了应用于车辆的漫反射光收发器的示意图。

图9是显示了用于检测异物的方法的示例的视图。

图10和图11是显示了用于确定污染程度的方法的示意图。

图12是显示了用于确定是否需要更换刮水器片的方法的示意图，其示出了根据刮水器损坏的接收光的变化量。

图13和图14是显示了用于检测异物的方法的流程图。

图15和图16是显示了用于确定污染程度的方法的流程图。

图17是显示了用于确定是否需要更换刮水器片的方法的流程图。

具体实施方式

应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

在本文中使用的术语只用于描述具体实施方案，而不意图用于限制本发明。正如本文中所使用的，单数形式“某一个”、“一个”和“该”意图用来同样包括复数形式，除非上下文明确表示不包括复数形式。还将进一步理解当在本明书中使用术语“包括”和/或“包括了”时，指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入多种其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群体。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项的任何和所有组合。在整个说明书中，除非被明确地描述为相反的含义，否则词语“包括”和例如“包括有”或“包括了”之类的变体将被理解为包括了所记载的元素，但是不排除任何其他元素。此外，说明书中所描述的术语“单元”、“器”、“机”和“模块”表示用于处理至少一个功能和操作的单元，这些单元可以由硬件部件或软件部件和它们的组合来实现。

此外，本发明的控制逻辑可以实现为非易失性计算机可读介质，所述非易失性计算机可读介质为包括由处理器或控制器等运行的可执行的程序指令的计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不局限于：ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储装置。计算机可读介质也可以分布在网络耦合的计算机系统，以使计算机可读介质以分布式的形式(例如，通过远程信息处理服务器或者控制器局域网(CAN))存储和运行。

现在将详细地参照本发明的实施方案，本发明实施方案的示例显示在附图中，其中，在相似的附图标记指的是所有附图中相似的元件。应该注意的是，本发明实施方案不会描述实施方案中的所有组成元件，为了清楚起见，在本文中不会描述本领域技术人员所周知的一般问题和实施方案的冗余问题。

在下文中将参照附图来描述本发明的原理和本发明的实施方案。

图1是显示了根据本发明实施方案的车辆的外观的透视图。

参照图1，车辆1包括：主体10，其形成车辆1的外观；挡风玻璃11，其为驾驶车辆1的车辆驾驶员提供车辆1的前方视野；后视镜12，其为车辆驾驶员提供车辆1的后方视野；车门13，其将车辆1的内部空间与外部隔离；以及车轮21和22，包括采用使得车辆1向前或向后移动的方式而设置于车辆1前部的前轮21和设置于车辆1后部的后轮22。

挡风玻璃11设置于主体10的前上部，其使得驾驶车辆1的车辆驾驶员可以获得车辆1前方的视觉信息。挡风玻璃11也可以称为风挡或风窗。后视镜12可以包括设置于主体10的左侧的左后视镜和设置于主体10的右侧的右后视镜，以使得驾驶车辆1的车辆驾驶员可以获得车辆1的横向和后方的视觉信息。

车门13可转动地设置于主体10的左侧和右侧，其使得当任一车门13打开时，车辆驾驶员可以进入车辆1，并且当车门13关闭时，车辆1的内部空间可以与外部隔离。

除了上述的组成元件，车辆1可以进一步包括动力系统16，其旋转车轮21和22；转向系统(未显示)，其使车辆1转向；制动系统(未显示)，其使车轮21和22的运动停止。

动力系统16可以采用使得主体10向前或者向后移动的方式而向前轮21或者后轮22提供旋转动力。动力系统16可以包括发动机或电动机，所述发动机通过燃烧化石燃料来产生旋转动力，所述电动机在从电容器(未显示)接收电能时产生旋转动力。

转向系统可以包括：方向盘42(见图2)，其用于从车辆驾驶员处获得行驶方向；转向器(未显示)，其将方向盘42的旋转运动转化为往复运动；转向联杆(未显示)，其将转向器(未显示)的往复运动传递至前轮21。转向系统可以改变车轮21和22的每个的旋转轴线的方向，从而可以使车辆1转向。

制动系统可以包括：制动踏板(未显示)，其接收来自车辆驾驶员的制动操纵；制动鼓(未显示)，其联接至车轮21和22；制动蹄(未显示)，其利用摩擦力来对制动鼓(未显示)的旋转进行制动。制动系统停止车轮21和22的转动，以使得其可以对车辆1的行驶或运动进行制动。

图2是显示了根据本发明实施方案的车辆的内部结构的示意图。

参照图2，车辆1的内部结构可以包括：仪表板14，其具有操纵车辆1的车辆驾驶员所需的多个电子部件；驾驶员座椅15，其用于车辆1的驾驶员；组合仪表显示器51和52，其配置为显示车辆1的运行信息；导航装置70，其配置为在接收来自车辆驾驶员的命令时提供导航信息以及音频/视频(AV)功能。

仪表板14可以从挡风玻璃11的下部向车辆驾驶员突出，以使得向前看的车辆驾驶员可以使用仪表板14来操作安装在仪表板14上的各种装置。

驾驶员座椅15设置于仪表板14的后方，以使得车辆驾驶员在查看仪表板14的各种装置时具有稳定的举止或姿势，从而可以驾驶车辆1。

组合仪表显示器51和52设置于仪表板14并邻近驾驶员座椅15，其可以包括：速度表51，其用于显示车辆1的行驶速度；RPM表52，其用于显示动力系统(未显示)的转速。

导航装置70可以包括：显示器，其用于显示导航功能，其配置为提供车辆1行驶的道路的信息或驾驶员所期望的目的地的路线的信息；扬声器41，其根据驾驶员的命令来输出声音。

最近，在车辆上已经广泛安装了音频视频导航(AVN)装置60，其包括音频装置、视频装置和导航装置。

导航装置70可以安装在中央仪表板(或中央控制台)。中央仪表板可以是在仪表板14中的控制面板，其位于驾驶员座椅和副驾驶座椅之间。仪表板14和换挡杆在中央仪表板处相互垂直。中央仪表板区域可以包括：导航装置70、用于音频系统的控制器、空调、加热器、通气孔(即，出气口)、点烟器(cigar jack)、烟灰缸、杯架等。中央仪表板可以包括中央控制台，以用于将驾驶员座椅和副驾驶座椅相互分开。

此外，中央仪表板可以包括导航装置70以及操纵车辆的各种动作所需的拨轮键60。

通过转动或按压拨轮键60，用户(即，车辆驾驶员)可以进行必要的操作。可以使用具有触摸识别功能的触控板，从而触控板可以利用用户的手指或具有独立触摸识别功能的工具来进行驾驶操作所需的手写识别。

图3是显示了雨传感器的方框图。

图5和图6是显示了应用于车辆的全反射光收发器的概念图。图7和图8是显示了应用于车辆的漫反射光收发器的概念图。图9是显示了用于检测异物或污染物的方法的示例的示意图。图10和图11是显示了用于确定污染程度的方法的示意图。图12是显示了用于确定是否需要更换刮水器片的方法的示意图。

参照图3，雨传感器100可以包括：光发射器110、光接收器120、滤波器130、控制器140以及存储部件150。

光发射器110可以向车辆1(见图2)的挡风玻璃11(见图2)发射光。

光发射器110可以包括全反射光发射器和漫反射光发射器。

当接收到从挡风玻璃11反射的光时，光接收器120可以生成光接收信号。

滤波器130可以对光接收信号进行滤波。在本申请中，滤波器130可以对通过光接收器120接收的光接收信号进行模拟信号处理，并可以进行识别接收光量所需的滤除噪声。

基于滤波后的光接收信号，控制器140可以确定异物是否存在和污染程度，并可以控制待清除的异物。异物可以包括浊水、雪、冰、尘埃和油膜中的至少一种，但不局限于此。异物可以包括能够污染挡风玻璃11的所有种类的材料。

具体地，在短期监测期间，控制器140可以将全反射接收光量(其从全反射光发射器接收和反射)和漫反射接收光量(其从漫反射光发射器接收和反射)中的每一个与正常状态的接收光量进行比较，以检测全反射接收光量、漫反射接收光量和正常接收光量之间的差异，并且可以检测车外温度。因此，通过短期监测，基于所检测到的差异和所检测到的车外温度，控制器140可以识别是否存在异物。在此情况下，短期监测可以定义为短于将要描述的长期监测的监测操作。

参照图5和图6，假设光发射器110是全反射光发射器110a，当异物没有附着至挡风玻璃11时(如图5所示)，所有从全反射光发射器110a发出的光从挡风玻璃11反射，使得出现了大量的应用至光接收器120的接收光。相反，假设光发射器110是全反射光发射器110a，当异物附着至挡风玻璃11时(如图6所示)，从全反射光发射器110a发出的全部或部分光可以从挡风玻璃11反射，使得应用至光接收器120的接收光量小于在没有异物的正常状态下生成的接收光量。

参照图7和图8，假设光发射器110是漫反射光发射器110b，当异物没有附着至挡风玻璃11时(如图7所示)，所有由漫反射光发射器110b发出的光穿过挡风玻璃11，并且没有到达光接收器120。相反，假设光发射器110是漫反射光发射器110b，当异物附着至挡风玻璃11时(如图8所示)，所有从漫反射光发射器110b发出的光从挡风玻璃11反射，使得应用至光接收器120的接收光量增加。全反射接收光量和漫反射接收光量可以相互补充。

参考图9所示的接收光量，正常期间是检测到没有雨水和异物的预定时间。雨水期间是光接收器120的接收光量通过雨水改变的预定时间。在雨水期间，全反射接收光量逐渐减少并近似为零“0”，而与全反射接收光量相比，漫反射接收光量通过雨水散射的光而略微增加。浊水期间是光接收器120的接收光量通过浊水改变的预定时间。在浊水期间，全反射接收光量根据浊水的密度而略微减小并随后保持。在浊水期间，虽然根据浊水的密度不同，漫反射接收光量以不同比率增加，但是随后保持漫反射接收光的增加量。雪期间是光接收器120的接收光量通过雪改变的预定时间。在雪期间中，全反射接收光量可以按预定比率减少并随后保持，而漫反射接收光量可以增加到相对较高的值。冰期间是光接收器120的接收光量通过冰改变的预定时间。在冰期间，全反射接收光量逐渐减少并接近为零“0”，而漫反射接收光量则由于冰散射的光而略微增加。在此情况下，基于全反射接收光量和漫反射接收光量，会难以区分雨水期间和冰期间。

基于上述全反射和漫反射原理，控制器140可以确定挡风玻璃11上的异物是否存在。由于很难基于全反射接收光量和漫反射接收光量来区分雨水期间和冰期间，所以控制器140可以使用车外温度信息来区分雨水和冰。

具体地，控制器140可以利用接收光量和车外温度来区分雨水期间和冰期间。如果车外温度高于零度，则可以决定为雨水期间。如果车外温度不高于零度，则可以决定为冰期间。

在自主驾驶模式下，控制器140可以确定是否存在异物而无关于自动雨水感测模式，可以根据确定结果来运行车辆的加热元件、空调、洗涤器和刮水器，并且因此可以为车辆驾驶员提供最佳的视野(或视场)。

控制器140可以通过长期监测来监测全反射接收光量和漫反射接收光量，并可以感测到挡风玻璃11被逐渐污染。当污染程度达到参考值时，控制器140可以确定挡风玻璃11被污染，从而可以自动清除这种污染。在此情况下，长期监测可以定义为长于短期监测的监测操作。

具体地，在长期监测期间，控制器140可以监测从全反射光发射器接收并反射的全反射接收光量、以及从漫反射接收光发射器接收并反射的漫反射接收光量。如果污染程度等于或高于参考值，则控制器140可以基于污染程度来清除这种污染。

参照图10和图11，经过一段时间后，挡风玻璃11被污染，从而确认全反射接收光量逐渐减少，而漫反射接收光量逐渐增加。

在接到长期监测的结果时，控制器140可以在全反射接收光量和漫反射接收光量达到用于污染物清除的洗涤器和刮水区域时确定被污染的状态，从而控制器140可以向车身控制模块(BCM)200发送污染物清除所需的控制信号。

此外，控制器140可以通过长期监测全反射接收光量和漫反射接收光量来确定污染程度，并可根据所确定的污染程度而对雨水感测的参考值进行校正。例如，当全反射接收光量到达图10的雨水感测参数校正区域时，控制器140可以校正雨水感测参考值以更加准确地进行雨水感测，以使得控制器140可以根据污染程度来防止低估或高估雨水感测程度，从而防止刮水器比实际雨水量更快或更慢地刮水。

控制器140可以存储全反射接收光量和漫反射接收光量的长期监测结果，可以将启动车辆前的接收光量和启动车辆后的接收光量进行比较以确定污染程度，并且可以根据所确定的污染程度来进行污染物清除。

参照图12，如果在刮水操作完成后从光发射器接收和反射的全反射接收光量未达到参考值并减少了偏移量L，则控制器140可以确定刮水器片需要更换，并且可以通知车辆驾驶员更换刮水器。

当装配有雨传感器的车辆1处于自主驾驶模式下，控制器140可以首先确定异物是否存在以及污染程度，并可根据确定结果来消除污染物。因此，在自主驾驶模式下，控制器140可以防止由于挡风玻璃11的污染导致不能保证清晰的视野而使得车辆1的任意前方障碍和周边交通状况没有被检测到。

存储部件150可以存储涉及雨传感器100的各种信息，例如，异物检测所需的参考值、污染程度决定、刮水器片更换决定和雨水感测参考值调整决定。然而，各种信息的范围或精神并不局限于此。

尽管存储部件150可以实现为非易失性存储器(例如，缓存、只读存储器(PROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存等)，易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM))和存储介质(例如，硬盘驱动器(HDD)、CD-ROM等)中的任何一种，但是本发明的范围或精神并不局限于此。存储部件150可以是这样的存储器：其实现为独立于涉及控制器140的上述处理器的单独芯片，或者可以实现为处理器和单个芯片。

图4是显示了车辆的组成元件的方框图。

参照图4，车辆1可以包括：雨传感器100、车身控制模块(BCM)200、加热元件(也称为加热丝)310、洗涤器320、刮水器330、空调340、组合仪表显示器400、灯410、高级驾驶辅助系统(ADAS)500和开关600。

参照图4，雨传感器100、BCM 200和刮水器330可以通过本地互联网络(LIN)而相互联接。通过控制器区域网(CAN)，BCM 200可以连接至空调340、ADAS 500、开关600和组合仪表显示器400。BCM 200可以连接至加热元件310和洗涤器320。在这里，洗涤器320也可以连接至开关600，而不连接至BCM 200。组合仪表显示器400可以连接至灯410。

ADAS 500可以连接至摄像机510、雷达传感器520、激光雷达传感器530和超声传感器540。

雨传感器100可以监测从图2的挡风玻璃11反射的全反射接收光量和漫反射接收光量，可以根据监测结果来检测附着在挡风玻璃11上的异物和污染程度，并可以根据检测结果来清除污染物。

完成刮水操作后，如果全反射接收光未达到参考值，并减少了偏移量，那么雨传感器100可以确定需要更换刮水器片，并可以通知BCM 200所确定的刮水器片更换。

BCM 200可以根据从雨传感器接收的污染物清除请求信号来控制相应的组成元件。

如果异物或污染物是浊水，BCM 200可以根据污染物清除请求信号来运行洗涤器320和刮水器330。

如果异物或污染物是雪，BCM 200可以根据污染物清除请求信号来运行加热元件310和空调340，然后可以运行刮水器330。

如果异物或污染物是冰，BCM 200可以根据污染物清除请求信号来运行加热元件310和空调340，可以等待预定时间，然后可以运行刮水器330。

BCM 200可以将从雨传感器100接受的关于刮水器片更换的信息显示于显示器400，或通过灯410显示。

BCM 200可以实现为用于控制车辆1中包括的组成元件的算法、用于存储关于实施该算法的程序数据的存储器(未显示)、以及利用存储在存储器中的数据来执行上述操作的处理器(未显示)。在此情况下，存储器和处理器可以根据需要而实现为不同的芯片。可选地，存储器和处理器可以实现为单独的芯片。

加热元件310可以配置为加热挡风玻璃11。加热元件310可以包括于挡风玻璃11以释放热量。

洗涤器320可以配置为将洗涤液喷到挡风玻璃11上。洗涤器320可以通过喷嘴将洗涤液喷到挡风玻璃11上。

刮水器330可以配置为清除挡风玻璃11上的异物或污染物。刮水器330可以清除流下至车辆1的挡风玻璃的雨水和污染物，并且可以通过利用刮水器片来刮擦挡风玻璃表面来清除污染物或雨水。

空调340可以配置为将空气吹到挡风玻璃11上。

组合仪表显示器400和灯410可以通知车辆驾驶员或用户更换刮水器片，但本发明的范围或精神并不局限于此。能够将车辆1中生成的各种信息通知给车辆驾驶员的各种组成元件也都可以应用于本发明的实施方案，而不会偏离本发明的范围或精神。

ADAS 500可以接收来自摄像机510、雷达传感器520、激光雷达传感器530和超声传感器540的车辆行驶状态监测信息，可以识别车辆行驶状态，可以生成车辆行驶所需的各种信息，并可以提供所生成的信息。

开关600可以运行刮水器330和洗涤器320。

如上所述，在收到来自雨传感器100的控制信号时，BCM 200可以通过车辆1所包括的不同组成元件间的协作来从挡风玻璃11上清除异物和污染物。在此情况下，根据异物的类别的用于清除污染物的参考可以从雨传感器100发送至BCM 200。可选地，在清除异物或污染物之前，可以在雨传感器100和BCM 200之间共享并存储污染物清除参考。当雨传感器100发送关于异物类型或污染状态的信息时，BCM 200也可以根据预存储的清除参考来运行相应的结构。

虽然没有在附图上示出，但是车辆1可以进一步包括通信部件、输入部件和显示器，而不会偏离本发明的范围或精神。

通信部件可以包括一个或更多个能够与外部装置通信的组成元件。例如，通信部件可以包括短程通信模块、有线通信模块和无线通信模块中的至少一种。

短程通信模块可以包括用于在短距离内通过无线通信网络发送/接收信号的各种短程通信模块，例如，蓝牙模块、红外通信模块、无线局域网(WLAN)通信模块、近场通信(NFC)通信模块、ZigBee通信模块等。

有线通信模块不仅可以包括各种有线通信模块，例如，控制器局域网(CAN)通信模块，局域网(LAN)模块，广域网(WAN)模块，增值网(VAN)模块等，还可以包括各种线缆通信模块，例如，通用串行总线(USB)，高清晰度多媒体接口(HDMI)，数字可视化界面(DVI)、RS-232(推荐标准232)，电力线通信，普通老式电话业务(POTS)等。

无线通信模块可以包括各种无线通信模块，例如，交通信息广播频道(RDS-TMC)模块、数字多媒体广播(DMB)模块、Wi-Fi模块和无线宽带(WiBro)模块，并可以进一步包括用于支持多种无线通信方案的无线通信模块，例如，全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、通用移动通信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)、长期演进(LTE)等。

无线通信模块可以包括天线和配置为接收交通信息信号的接收器的无线通信接口。无线通信模块可以进一步包括交通信息信号转换模块，其配置为将通过无线通信接口接收的模拟无线电信号解调为数字控制信号。

输入部件可以包括硬件装置，例如，用于用户输入的各种按钮或开关、踏板、键盘、鼠标、轨迹球、各种杠杆、手柄、棍子等。

输入部件可以实现为图形用户界面(GUI)，例如用于用户输入的触摸板。也就是说，输入部件可以包括软件输入装置，例如GUI。触摸板可以实现为触摸屏面板(TSP)。TSP和显示器可以构造互层(mutula layer)结构。

显示器可以实现为阴极射线管(CRT)、数字光处理(DLP)板、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)板、电发光(EL)板、电泳显示器(EPD)板、电致变色显示器(ECD)板、发光二极管(LED)板、有机发光二极管(OLED)板中的任何一种，但并不局限于此。

图13和图14是显示了用于检测异物的方法的流程图。

参照图13，当车辆1的点火信号IGN接通时(步骤710)，确定当前模式是否为自主驾驶模式(步骤720)。在此情况下，根据操作人员或管理员的需要，在本文中可以省略用于确定当前模式是否为自主驾驶模式的步骤720。

如果当前模式与自主驾驶模式不相同(步骤720)，则车辆1可以确定是否决定为自动雨水感测状态(步骤730)。步骤730可以根据开关600的洗涤器320和刮水器330是否自动建立来确定。如果自动建立了开关600的洗涤器320和刮水器330的运行，则可以决定自动雨水感测状态。

如果决定为自动雨水感测状态(步骤730)，则车辆1可以计算全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量(步骤740)。

随后，车辆1可以基于计算结果来确定是否存在异物或污染物(步骤750至步骤770)。

具体来说，在接收全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量时，车辆1可以根据图9的参考来确定异物或污染物是雨水还是冰(步骤750)。如果未决定是雨水还是冰，车辆1可以确定异物或污染物是否为浊水(步骤760)。如果未决定是浊水，则确定异物或污染物是否为雪(步骤770)，从而可以决定异物或污染物是否存在。在此情况下，用于决定异物或污染物类型的参考可以由操作人员或管理人员来随意决定。

如果未检测到异物或污染物，则车辆1可以自动感测或检测雨水(步骤780)。

如果存在异物或污染物(步骤750至步骤770)，则车辆1可以清除异物或污染物(步骤790)。

虽然未在附图中显示，在用于污染物清除的刮水操作完成后(步骤790)，如果全反射接收光量未达到参考值并减少了偏移量，则车辆1可以确定刮水器片需要更换，并可以通知车辆驾驶员需要更换刮水器。

如果决定为自主驾驶模式(步骤720)，则车辆1可以从用于计算全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量的步骤740开始。

图14是显示了图13中用于清除异物或污染物的步骤790的流程图。

参照图14，如果异物是浊水，则车辆1可以通过运行洗涤器320和刮水器330来清除浊水(步骤811)。为此，车辆1可以包括洗涤器320和刮水器330。

随后，车辆1可以增加污染物清除尝试次数(步骤813)，并可以基于光接收器120的接收光量来确认污染物是否被完全清除(步骤815)。例如，如果在光发射器是全反射光发射器时接收光量等于或大于参考值、以及如果在光发射器是漫反射光发射器时接收光量等于或小于参考值或为“0”时，车辆1可以确定污染物已被完全清除。

如果污染物未被完全清除，车辆1可以确定污染物清除尝试次数是否小于参考次数(例如，三次)(步骤817)。

如果污染物清除尝试次数少于参考次数，则车辆1可以从步骤811开始。

如果污染物清除尝试次数大于参考次数，则车辆1可以显示指示污染物粘着的故障的信息，从而使车辆驾驶员能够识别污染物粘着的故障(步骤819)。

在此情况下，车辆1可以通过组合仪表显示器400(见图4)或灯410(见图4)来显示关于污染物粘着的故障信息，但本发明的范围或精神并不局限于此。所有能够可听或可视地通知驾驶车辆1的车辆驾驶员这种故障信息的结构都可以应用于实施方案，而不偏离本发明的范围或精神。

参照图14，当污染物是雪时，车辆1可以运行加热元件310和空调340(步骤821)，并可以运行刮水器330(步骤823)。为了这个目的，车辆1也可以包括加热元件310、空调340和刮水器330，而不脱离本发明的范围或精神。

随后，车辆1可以增加污染物清除尝试次数(步骤825)，并可以基于光接收器120的接收光量来确认污染物是否被完全清除(步骤827)。例如，如果在光发射器是全反射光发射器时接收光量等于或大于参考值、以及如果在光发射器是漫反射光发射器时接收光量等于或小于参考值或为“0”时，车辆1可以确定污染物已被完全清除。

如果污染物未被完全清除，则车辆1可以确定污染物清除尝试次数是否小于参考次数(例如，三次)(步骤828)。

如果污染物清除尝试次数少于参考次数，则车辆1可以从步骤821重新开始(或继续)。

如果污染物清除尝试次数大于参考次数，则车辆1可以显示关于污染物粘着故障的信息，从而使车辆驾驶员能够识别此类故障信息(步骤829)。

参照图14，如果污染物是雨水或冰，则车辆1可以确定车外温度是否高于零度(步骤831)。

如果车外温度没有固定在零度以上，则车辆1可以确定污染物是冰，然后可以进行后续步骤。

如果污染物是冰，则车辆1可以运行加热元件310和空调340，可以等待预定时间(例如，30秒)，并且可以运行刮水器330。为了达到这一目的，车辆1也可以包括加热元件310、空调340和刮水器330，而不脱离本发明的范围或精神。

具体地，车辆1可以运行加热元件310和空调340(步骤832)，可以增加污染物清除尝试次数(步骤833)，可以等待预定时间(例如，30秒)(步骤834)，并可以运行刮水器330(步骤835)。

随后，车辆1可以基于光接收器120的接收光量来确定污染物是否被完全清除(步骤836)。例如，如果在光发射器是全反射光发射器时接收光量等于或大于参考值、以及如果在光发射器是漫反射光发射器时接收光量等于或小于参考值或为“0”时，车辆1可以确定污染物已被完全清除。

如果污染物未被完全清除，车辆1可以确定污染物清除尝试次数是否小于参考次数(例如，三次)(步骤837)。

如果污染物清除尝试次数少于参考次数，则车辆1可以从步骤832重新开始(或继续)。

如果污染物清除尝试次数大于参考次数，则车辆1可以显示关于污染物粘着故障的信息，从而使车辆驾驶员能够识别此类故障信息(步骤838)。

如果车外温度高于零度(步骤831)，车辆1可以确定污染物是雨水，从而车辆1可以进行图13的自动雨水感测执行步骤。

图15和图16是显示了用于确定污染程度的方法的流程图。

当车辆1的点火信号IGN接通时(步骤910)，确定当前模式是否为自主驾驶模式(步骤920)。在此情况下，根据操作人员或管理员的需要，在本文中可以省略用于确定当前模式是否为自主驾驶模式的操作920。

如果当前模式与自主驾驶模式不同，车辆1可以确定是否决定为自动雨水感测状态(步骤930)。步骤930可以根据开关600的洗涤器320和刮水器330是否自动建立来确定。

如果决定为自动雨水感测状态(步骤930)，车辆1可以确定初始点火信号IGN是否接通(步骤940)。

如果初始点火信号IGN未接通(步骤940)，车辆1可以计算全反射接收光的变化量和漫反射信号接收光的变化量(步骤950)。

随后，车辆1可以基于计算结果来计算污染程度(步骤960)。在此情况下，用于计算污染程度的参考可以由操作人员或管理人员来随机决定。

车辆1可以基于计算结果来确定污染状态是否存在(步骤970)。

如果决定为污染状态(步骤970)，车辆1可以进行污染物清除(步骤980)。

在初始点火信号IGN接通之后(步骤940)，当车辆1计算全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量时，车辆1可以计算车辆1启动之前/之后的全反射接收光的变化量和漫反射接收光的变化量(步骤991)。

随后，在计算污染程度时，可以计算车辆1启动之前的污染程度和车辆1启动之后的污染程度(步骤993)。在此情况下，用于计算污染程度的参考可以由操作人员或管理人员来随意决定。

如果车辆1基于步骤960和步骤993的计算结果而确定存在污染状态，则车辆1可以进行污染物清除(步骤980)。在此情况下，车辆1可以运行洗涤器320和刮水器330。

图16是显示了用于确定当前状态是否为图15的污染状态的方法，并显示了用于清除污染物的步骤970和步骤980的流程图。

车辆1可以确定污染程度是否低于第一污染阈值(即，图16的第一污染阈值)(步骤1110)。

如果污染程度不低于第一污染阈值(步骤1110)，车辆1可以确定污染程度是否高于第一污染阈值且低于第二污染阈值(即，图16的第二污染阈值)(步骤1120)。

如果污染程度高于第一污染阈值且不低于第二污染阈值(即，图16的第二污染阈值)(步骤1120)，车辆1可以运行洗涤器320和刮水器330(步骤1130)。为此，车辆1也可以包括洗涤器320和刮水器330，而不脱离本发明的范围或精神。

随后，车辆1可以增加污染物清除尝试次数(步骤1140)，并可以基于光接收器120的接收光量来确定污染物是否被完全清除(步骤1150)。

如果污染物未被完全清除(步骤1150)，车辆1可以确定污染物清除尝试次数是否小于参考次数(例如，三次)(步骤1160)。

如果污染物清除尝试次数少于参考次数，则车辆1可以从步骤1130重新开始(或继续)。

如果污染物清除尝试次数大于参考次数，则车辆1可以显示关于挡风玻璃污染故障的信息，从而使车辆驾驶员能够识别故障信息(步骤1170)。

如果污染程度高于第一污染阈值，并且低于第二污染阈值(即，图2的第二污染阈值)(步骤1120)，车辆1可以校正雨水感测参考值(即，图16的雨水感测参数)(步骤1180)。

图17是显示了用于确定是否需要更换刮水器片的方法的流程图。

参照图17，车辆1可以确定是否出现一个或更多个污点(步骤1210)。在此情况下，污点可以指示油膜和未清洗的污染物或异物。

在刮水器330进行刮水操作之后，如果全反射接收光量未达到参考值并减少了预定偏移量，车辆1可以确定污点出现。

如果没有出现污点，车辆1可以初始化污点出现计数器(步骤1220)。

车辆1可以确定刮水器330是否已更换为新的(步骤1230)。在此情况下，更换或不更换刮水器330可以通过刮水器330位于服务位置的一种情况来确定，或者通过车辆驾驶员手动输入刮水器更换命令的另一种情况来确定。在此情况下，刮水器的服务位置可以指示，车辆1的刮水器330自动向上移动到刮水器330可以自动更换的特定位置并随后停止。

如果刮水器330没有更换，车辆1可以执行驻车档(P档)计数(步骤1240)。

车辆1可以确定P档的计数次数是否高于刮水器更换所需的预定次数(步骤1250)。

如果P档的计数次数高于刮水器更换所需的预定次数，则车辆1可以显示关于刮水器片更换的信息(步骤1260)。换句话说，虽然没有产生污点，但是车辆1可以检测到刮水器330的磨损，从而车辆1可以通知车辆驾驶员需要更换刮水器片。

如果刮水器330被更换为新刮水器(步骤1230)，那么车辆1可以初始化P档计数(步骤1270)。

如果出现污点(步骤1210)，车辆1可以增加污点出现计数器的值(步骤1280)。

随后，车辆1可以确定污点计数是否高于参考值(步骤1290)。

如果污点计数器的值高于参考值，车辆1可以通知车辆驾驶员需要更换刮水器片(步骤1260)。

如果污点计数器的值不高于参考值(步骤1290)，则车辆1可以从步骤1230开始。

上述实施方案可以实现为存储能够由计算机系统执行的命令的记录介质的形式。命令可以以程序代码的形式存储。当由处理器执行命令时，由命令生成程序模块，以使得可以执行公开的实施方案的步骤。记录介质可以实现为计算机可读记录介质。

计算机可读记录介质包括存储计算机系统可读数据的所有类型的记录介质。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储装置等。

从以上描述中可以明显看出，根据实施方案的雨传感器、使用雨传感器的车辆以及控制该车辆的方法可以持续监测挡风玻璃状态，以检测异物和污染程度，并且可以通过根据检测结果来控制位于车辆中的组成元件而从挡风玻璃上清除异物，从而始终保持挡风玻璃清洁，以保证驾驶员的视野。

尽管已经显示并描述了数个本发明的实施方案，但是本领域技术人员能够理解的是，在不偏离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施方案进行修改，本发明的范围由所附权利要求书及其等效形式所限定。