运行机动车电容式雨量传感器的方法，测量信号去干扰装置及具有该装置的机动车
阅读说明：本技术 运行机动车电容式雨量传感器的方法，测量信号去干扰装置及具有该装置的机动车 (The method for running motor vehicle condenser type precipitation rain fall sensor, measuring signal remove countermeasure set and the motor vehicle with the device ) 是由 J·纳切特盖尔 于 2018-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于使机动车(30)的电容式、具有导电结构(21)的雨量传感器(10)运行的方法,雨量传感器构造成,产生与下雨强度(11)对应的模拟的测量信号(15)并且作为输出信号(16)输出,其中,所述方法包括：获取(13)至少一个干扰信号(12),干扰信号引起模拟的测量信号(15)的干扰并且导致有干扰的使测量信号(15)；在至少一个信号处理步骤(14)中根据所获取的干扰信号(12)至少部分地为包含干扰的测量信号(15)去干扰；以及输出至少部分地去干扰的输出信号(16)。本发明也涉及一种用于进行所述方法的装置(20)以及一种具有该装置(20)的机动车(30)。(The present invention relates to a kind of methods that condenser type for being used to make motor vehicle (30), the precipitation rain fall sensor (10) with conductive structure (21) are run, precipitation rain fall sensor is configured to, it generates the measuring signal (15) of simulation corresponding with rainy intensity (11) and is exported as output signal (16), wherein, the described method includes: obtaining (13) at least one interference signal (12), interference signal causes the interference of the measuring signal (15) of simulation and causes noisy to make measuring signal (15)；Measuring signal (15) at least one signal processing step (14) according to acquired interference signal (12) at least partly comprising interference goes to interfere；And the output signal (16) of interference is at least partly gone in output.The device (20) and a kind of motor vehicle (30) with the device (20) that the present invention also relates to a kind of for carrying out the method.)
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车中的电容式雨量传感器/下雨传感器的方法，雨量传感器构造成，在至少一次测量中产生与下雨强度对应的模拟的测量信号并且作为与此相关的输出信号输出。本发明也包括具有相应的电容式雨量传感器的测量信号去干扰装置，以及具有相应的测量信号去干扰装置的机动车。
背景技术
电容式雨量传感器是已知的，通过合适的构造方案，电容式雨量传感器同时可用于测量雨量以及用作用于无线电信号的天线。也已知安装到透明的层压材料上的天线。此时问题是，至少无线电信号损害雨量测量的结果。
在专利文献EP 2 256 856 A1中，公开了一种透明的、面形的用于接收和/或发送电磁辐射的具有至少另一功能的装置。该附加的功能在于，测量物理性能，例如电容量。附加的功能是加热场的和/或湿度敏感的传感器元件、尤其是雨量传感器的功能。为了分开两种功能，通过频率滤波器将作为雨量传感器的功能引起的电信号与由接收和/或发送部件的功能得到的信号分离。
在专利文献DE 297 08 536 U1中公开了一种用于与机动车的无线通讯的天线装置。该天线通过印刷电路板的导电的导体电路构成。优选地，印刷电路包含在由塑料材料构成的独立的覆盖部中，塑料材料具有良好地通过玻璃面封闭的轮廓并且可通过合适的粘合剂固定在玻璃面上。通过该天线装置不能实现其它功能。
在专利文献WO 2013/091961A1中公开了具有天线结构和集成的开关面的复合玻璃。为此，提供两个导电结构，其中一个为天线导体并且另一个为开关面。这尤其是为无接触的开关面。未公开除了开关面之外的其它功能。通过雨量传感器和用于电磁辐射的发送和接收装置的集成，或者存在除了雨量传感器之外的天线装置，通过发送和接收装置的被发送的或接收的电磁辐射干扰雨量传感器的测量结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，该方法实现了在即便由于干扰信号干扰时也以高精度的测量结果运行电容式雨量传感器，也提供一种测量信号去干扰装置以及具有这种类型的测量信号去干扰装置的机动车。由此，通过电容式雨量传感器可准确地测量下雨强度。
根据本发明的目的根据独立权利要求所述的实现。通过本申请文件的相关的权利要求、以下描述和附图描述有利的改进方案。
本发明描述一种用于运行电容式雨量传感器的方法。雨量传感器具有至少一个导电结构。尤其是，雨量传感器使用在机动车中，或者在火车中。在至少一次测量中，雨量传感器分别输出模拟的测量信号，模拟的测量信号与下雨强度对应。这指的是，根据雨量的强度输出信号，即被输出的模拟的测量信号的值是不同的，例如在雨大时具有高的值，在雨小时具有低的值，并且在雨停时值为零。
为了使输出的测量信号，即，输出信号相对于干扰信号的影响稳定，本发明提供以下方法。在第一步骤a)中，此时获取至少一个干扰信号，干扰信号引起模拟的测量信号的干扰。通过干扰信号，使测量信号有干扰，这意味着，测量信号的值是失真的值，即，与在不存在干扰信号时雨量传感器输出的值不相等。通过适于此的器件，例如借助于天线在无线电信号中获取干扰信号。该方法步骤的优点是，由此准确地已知干扰信号。由此，也准确已知，以哪种方式干扰模拟的测量信号。以这种方式，干扰信号也可具有与电容式雨量传感器运行的功率相同的频率或非常相似的、尤其是相差小于10％的频率。
在根据本发明的方法步骤b)中，至少部分地为包含干扰的测量信号去干扰。在信号处理步骤中，基于之前获取的干扰信号进行去干扰。即，该信号处理步骤构造成，至少部分地补偿由于干扰信号引起的测量信号的干扰。这指的是，通过已知所获取的干扰信号可推出，以哪种方式和程度使模拟的测量信号的值失真。因此，在信号处理步骤中，所获取的干扰信号用于，补偿干扰信号对模拟的测量信号的作用。在此，至少以这样的质量补偿或除去干扰，即，该质量保证去干扰的测量信号包含正确的下雨强度信息。即，优选地，完全补偿干扰信号，这意味着，优选地完全为模拟的测量信号去干扰，即，模拟的测量信号相当于没有干扰信号时测得的模拟的测量信号。但是，由于以已知的方式在测量或获取信号例如干扰信号时总是会出现测量不精确性，以此为出发点，即，通常部分地为模拟的测量信号去干扰。在此，优选地，补偿干扰信号的尽可能大部分，尤其是补偿干扰信号的至少80％。
在根据本发明方法的步骤c)中，输出至少部分地去干扰的输出信号。这意味着，在信号处理步骤中至少部分地为模拟的测量信号去干扰之后，作为输出信号输出该模拟的测量信号。因此，输出信号是至少部分地被去干扰的测量信号。该方法步骤的优点是，由此已知雨量传感器的模拟的测量信号，而该模拟的测量信号不失真，即，没有干扰信号的影响。由此保证，从输出信号中可非常准确地推出实际的下雨强度。得知实际的、绝对的下雨强度对于一些应用是重要的，例如用于控制机动车的玻璃雨刷设备或者用作用于气象服务商的信息。
在方法的改进方案中，测得的干扰信号是电磁的无线电信号，尤其是发送和/或接收信号。例如，由移动电话发出该电磁的无线电信号。该电磁的无线电信号可借助于相应的天线获取。例如，这种天线是在车辆中和/或上的移动无线天线和/或车内天线和/或用于加强无线电信号的中继器。所获取的信号可供其它方法步骤使用。在这种情况中，通过减法器进行信号处理步骤。减法器从包含干扰的测量信号中减去之前获取的至少一个干扰信号。信号处理步骤的结果是差信号。该差信号作为至少部分地去干扰的输出信号被输出。换句话说，该改进方案描述了在信号处理步骤中如何再次从有干扰的模拟的测量信号中减去作为干扰附加到模拟的测量信号上的干扰信号。因此，差信号是具有如下值的模拟的测量信号，即，该值至少近似相当于在不存在干扰信号的情况下输出的值。优选地，差信号的值准确地相当于在不存干扰信号的情况下输出的模拟的测量信号的值。该改进方案的优点是，通过获取并进而已知干扰信号，也可非常好地再次补偿干扰信号。因此，至少部分地去干扰的输出信号的值非常准确地相当于不存在干扰信号的情况下的模拟的测量信号的值。减去干扰信号的很大优点是，干扰信号可处于电容式雨量传感器的运行频率的频率范围中，并且尽管如此可补偿该干扰。
该方法的一种改进方案考虑，也可通过与电磁的无线电信号不同的影响干扰雨量传感器的模拟的测量信号。例如，这种影响是手运动，手运动在雨量传感器的附近改变其电容，并且进而也改变在测量中的测量信号的值。因此，在方法的一种改进方案中，在两个在该方法之前的步骤中，首先在步骤i)中借助于摄像机获取参考手运动及其对模拟的测量信号的作用，并且在步骤ii)中制定修正规则，借助于该修正规则补偿相应的手运动的这种干扰。因此，在步骤i)中，获取至少一个手运动，该手运动引起在下雨强度保持不变时电容式雨量传感器的电容。这意味着，仅仅通过手运动引起电容变化，并且由此手运动表示干扰信号。优选地，在多个参考手运动中，获取多次对应的电容变化。此时，重要的参数可为：手的大小和/或手的位置和/或手的姿态和/或手与雨量传感器的距离。借助于在相应的参考手运动时获取的雨量传感器的电容变化，在步骤ii)中制定补偿相应的电容变化的修正规则，从而可再次输出与在不存在干扰的手运动的情况下相同的输出的模拟的测量信号。例如，修正规则可为简单的表格，该表格提供待从包含干扰的测量信号中减去的值和/或将包含干扰的测量信号的值缩放确定的系数。修正规则也可为公式的计算准则，根据多个参考手运动对相应的电容变化的影响制定该计算准则。方法的这种改进方案的优点是，由此不仅能补偿电磁的干扰信号，而且可至少部分地为受到手运动干扰的雨量传感器的测量信号去干扰。为此，在步骤a)中借助于摄像机获取至少一个干扰雨量传感器的测量的手运动。在此，摄像机设计成，摄像机的光学获取范围获取至少电容式雨量传感器定位的区域。在步骤b)中，根据以上所述的参数将至少一个所获取的手运动与参考手运动比较，并且借助于相似性标准选择参考手运动。相似性标准再次包括以上所述的参数的至少一个，即，例如，所获取的手运动的手的大小与所获取的参考手运动的手的大小相差小于20％，或者所获取的手运动的手的位置与所获取的参考手运动的手的位置相差小于2cm。借助于与参考手运动对应的修正规则，至少部分地为电容式雨量传感器的模拟的测量信号去干扰，并且在步骤c)中作为至少部分地去干扰的输出信号输出。
该方法的一种改进方案规定，电容式雨量传感器的导电结构用于至少两个不同功能。一方面，借助于该导电结构测量下雨强度，这相应于雨量传感器的功能。另一方面，导电结构也用于，发送和/或接收电磁的无线电信号。因此，导电结构也用作天线。这尤其是通过以下方式实现，即，以合适的几何形状设计导电结构，该形状与应被发送和/或接收的无线电信号的频率相关。例如，通过导电结构构成的天线可用于发送和/或接收移动无线信号，例如GSM-或LTE-信号。优点在于，在这种情况中，形成雨量传感器的干扰信号的移动无线信号直接被雨量传感器已知。这意味着，可直接在雨量传感器之内进行步骤a)中的干扰信号的获取。在这种情况中，以有利的方式，也在雨量传感器之内提供信号处理装置，信号处理装置可进行方法步骤b)，从而电容式雨量传感器可在输出端上输出至少部分地去干扰的输出信号。优点在于，提供集成的解决方案，在没有其它构件、例如用于获取干扰信号的外部天线的情况下实现该方案。
方法的一种改进方案规定，至少一个干扰信号和/或另一干扰信号不仅通过作为第一天线的电容式雨量传感器的导电结构发送和/或接收，而且附加地至少通过或仅仅一个第二和/或其它天线发送和/或接收。这指的是，或者相同的干扰信号不仅通过雨量传感器的导电结构而且通过附加的天线发送和/或接收，或者两个或多个不同干扰信号中的至少一个通过电容式雨量传感器的导电结构发送和/或接收，而干扰信号中的另一个通过与电容式雨量传感器不同的天线发送和/或接收。例如，雨量传感器的导电结构构造成用于接收无线信号，而外部的天线、例如集成在机动车中的移动无线电天线构造成用于发送和/或接收移动无线电信号。该改进方案的优点是，能获取不同的电磁信号，也就是说在不同的频率下的无线信号，并且由此可用于至少部分地为雨量传感器的模拟的测量信号去干扰。
方法的一种改进方案规定，至少部分地去干扰的输出信号通过天线发送，并且被中央接收装置接收。中央接收装置将输出信号解读成当前下雨强度信息，并且将当前下雨强度信息相应地作为信息输出。例如，中央接收装置可为气象服务商。有利的是，这种气象服务商实时地具有在机动车的当前位置上的下雨强度信息。发送去干扰的输出信号的天线可为电容式雨量传感器的导电结构和/或另一机动车的天线。在输出信号直接通过雨量传感器的导电结构发送的情况中，优点是，此时可省去另一外部天线和与该天线的联接。由此，雨量传感器可实施成完全在没有外部联接的情况下实现的集成的构件。当机动车的天线用于发送时得到的优点是，可使用已经存在的发送装置。例如，这意味着，可省去附加实施转换器和/或发送信号控制部。
如已经所述的那样，本发明也包括测量信号去干扰装置，该测量信号去干扰装置具有电容式雨量传感器，雨量传感器构造成，在测量中根据下雨强度产生模拟的测量信号。测量信号去干扰装置具有至少一个电输入端和至少一个电输出端。测量信号去干扰装置的信号处理装置构造成，根据所获取的干扰信号，至少部分地为电容式雨量传感器的模拟的测量信号去干扰。此时，所获取的测量信号可通过电输入端提供，或者通过电容式雨量传感器自身的导电结构提供。在这种情况中，也可省去电输入端。但是，在电输入端上尤其是也可联接摄像机，通过摄像机将另一影响电容的对象的可能干扰的手运动提供给信号处理装置。测量信号去干扰装置的输出端构造成，提供至少部分地去干扰的输出信号。于是，例如可借助于另一天线发送输出信号。也实现直接通过电容式雨量传感器的导电结构发送输出信号，于是也可省去电输出端。
本发明也包括一种机动车，该机动车配备有根据本发明的测量信号去干扰装置。例如，机动车的天线和/或摄像机可联接到测量信号去干扰装置的电输入端上。优点在于，机动车的已经存在的设备可用于根据本发明的方法的获取步骤，并且通过电输入端可将相应获取的干扰信号提供给测量信号去干扰装置的信号处理装置。
本发明也包括根据本发明的测量信号去干扰装置和根据本发明的机动车的改进方案，其具有例如已经结合根据本发明的方法的改进方案描述的特征。出于该原因，在此不再次描述根据本发明的测量信号去干扰装置和根据本发明的机动车的相应的改进方案。
附图说明
下文描述本发明的实施例。其中：
图1以流程图示出了方法的示意图；
图2示出了测量信号去干扰装置的示意图；以及
图3示出了具有测量信号去干扰装置的机动车的示意图。
具体实施方式
下文解释的实施例为本发明的优选的实施方式。在实施例中，所描述的实施方式的组件分别表示相应单独的、被视为彼此独立的本发明的特征，这些特征也分别彼此独立地改进本发明，并且进而也单独地或以其它与所示出的组合不同地被视为本发明的组成部分。此外，也可通过本发明的已经描述的特征中的其它特征补充所描述的实施方式。
在图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
图1以示意图示出了该方法。在此，电容式雨量传感器10测量下雨强度11。电容式雨量传感器10以模拟的测量信号15给出关于下雨强度11的信息。该模拟的测量信号受到干扰信号12的干扰。干扰信号12一方面影响电容式雨量传感器10，另一方面通过获取装置13获取。由于干扰信号12而有干扰的模拟的测量信号15和由获取装置13获取的干扰信号12分别被传输给信号处理装置14。信号处理装置14利用获取的干扰信号12的信息，以便为有干扰的模拟的测量信号15去干扰。结果是，信号处理装置14给出至少部分地去干扰的输出信号16。
图2示出了测量信号去干扰装置20的示意图。测量信号去干扰装置20作为电容式雨量传感器10具有导电结构21。导电结构21将受到干扰信号12干扰的模拟的测量信号15传输给信号处理装置14。在电的输入端22上提供被获取的干扰信号12，从而该干扰信号可供信号处理装置14使用。测量信号去干扰装置20通过电的输出端23输出至少部分地去干扰的输出信号16。信号处理装置14具有减法器24，修正规则25和相似性标准26。
图3以示意图示出了机动车30，机动车配备有测量信号去干扰装置20'。测量信号去干扰装置适合用于测量下雨强度11。作为用于获取干扰信号的装置，机动车30具有摄像机31，车内天线32和机动车天线33。干扰信号是电磁的接收信号34或发送信号35，由位于机动车30中的移动设备37发送的移动无线电信号36，或者手运动38。为了进行信号处理步骤，机动车30具有信号处理装置14。通过发送信号35可将信息，例如输出信号16从机动车30发送给外部的服务器装置39。
在一种实施例中，干扰信号12为电磁的无线电信号。该干扰信号通过获取装置13，例如天线，通过测量信号去干扰装置20的电输入端传导到信号处理装置14上。电容式雨量传感器输出模拟的测量信号15，模拟的测量信号受到干扰信号12干扰。测量信号15同样被传导到信号处理装置14上。减法器24从有干扰的模拟的测量信号15中减去获取的干扰信号12。去干扰的测量信号15通过电的输出端23作为输出信号16被输出。在理想情况中，结果是为输出信号16完全去干扰或者至少部分地去干扰，从而以与当不存在干扰信号12或者与这种情况的偏差非常小、例如小于10％时在输出信号16中包含的信息相同的方式，输出信号16包含由雨量传感器21获取的下雨强度11的信息。
在另一实施例中，通过手运动38给出干扰信号12。例如，手运动38可为机动车30的驾驶员的手运动。在此，当至少在测量信号去干扰装置20'的预确定的附近进行该手运动38并且干扰了电容式雨量传感器21的测量时，在摄像机31处获取手运动38。在这种情况中，干扰信号12由摄像机31获取，并且被传导到信号处理装置14上。在信号处理步骤中，通过相似性标准26将获取的手运动38与其它之前获取的手运动比较，并且借助于相似性标准26选择这样的之前获取的手运动，即，已经获取了该手运动对模拟的测量信号15的干扰影响，并且已经针对该手运动制定了修正模拟的测量信号15的干扰的修正规则25。因此，由摄像机31获取的手运动38对电容式雨量传感器21的测量的影响被号处理装置14已知，并且可通过修正规则25补偿，从而输出信号16再次表示与在不存在手运动38的情况时电容式雨量传感器21输出的相同的模拟的测量信号15。
在另一实施例中，通过移动无线设备37的移动无线电信号36给出干扰信号12。该干扰信号被车内天线32获取并且提供给信号处理装置14。在另一实施例中，通过机动车天线33作为发送信号35发出汽车电话的移动无线电信号，其中，发送信号35表示干扰信号12。通过该信号被机动车天线33发送并且对于该方法步骤已经已知，因此不必再次精确地获取该信号，而是也可同样提供给信号处理装置14。在另一实施例中，干扰信号12是电磁的接收信号34，例如移动无线电信号或无线信号。接收信号34或者由导电结构21、即电容式雨量传感器自身获取，并且作为干扰信号12提供给信号处理装置14，或者被机动车天线33获取。在这种情况中，机动车天线33与机动车30的测量信号去干扰装置20'相连接。
在一种实施例中，机动车30的测量信号去干扰装置20'相应于图2中的测量信号去干扰装置20，也就是说，也可在测量信号去干扰装置20'中提供信号处理装置14和电容式雨量传感器21。在另一实施例中，测量信号去干扰装置20'具有导电结构21以及电输入端22和电输出端23。然而，在机动车30的测量信号去干扰装置20'之外提供信号处理装置14。此时，信号处理装置14例如通过机动车30的车载计算机实现。
本发明揭示了如何通过根据本发明的方法使得电容式雨量传感器、确切的说其测量信号值相对于干扰信号稳定。相对于干扰信号稳定的电容式雨量传感器的优点主要是，与例如光学的雨量传感器相比，电容式雨量传感器提供关于当前下雨强度的更准确的信息。为了将电容式雨量传感器的下雨强度信息例如用于气象服务商，这是必要的。因此，具有根据本发明的电容式雨量传感器，可实时地将非常准确的下雨强度信息发送给外部服务商、例如气象服务商。通过根据本发明的方法补偿对电容式雨量传感器的测量结果有损害并使其失真的干扰信号，即例如电磁的无线电信号，例如UMTS-、GSM-、或LTE信号。由此，提供电容式雨量传感器的全部潜能，这实现了非常准确的下雨强度测量。在此，电容式雨量传感器自身可实施成天线，该天线发送或接收干扰信号，从而该干扰信号直接通过雨量传感器获取并且已知并且由此可从测量中被滤除，否则的话，其作为未定义的噪声或干扰进入雨量测量中。在此优点是，通过减小复杂性和多种变型方案降低构件成本。由此运行的电容式雨量传感器实现对于确定的应用情况(例如用于将天气数据发送给后台的群服务)必须的雨量测量。电容式雨量传感器的优点是，由此也可推出在水中的剩余盐量，例如在冬天，该剩余盐量表示，在道路上存在多少盐，从而得知，在结冰时是否需要在道路上撒盐以保证交通安全。
总地来说，示例表明，通过本发明可如此使电容式雨量传感器运行，使得在存在干扰信号时，该电容式雨量传感器也输出如此精确且准确的下雨强度信息，使得该信息可为服务商，例如气象服务商所用。为此，根据所获取的干扰信号处理电容式雨量传感器的测量信号，从而补偿干扰信号的作用。