汽車的‘雨衣’—雨水傳感器
發布時間:2012-11-27 責任編輯:sherryyu
【導讀】隨著生活節奏的加快,人們的性子越來越急,這樣就造成了很多雨天事故的發生。而若是在汽車上裝上雨水傳感器,駕(jia)駛(shi)者(zhe)就(jiu)無(wu)需(xu)調(tiao)節(jie)雨(yu)刮(gua)器(qi)設(she)置(zhi)來(lai)迅(xun)速(su)停(ting)止(zhi)刮(gua)片(pian)的(de)運(yun)動(dong)或(huo)者(zhe)得(de)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)視(shi)角(jiao)。當(dang)在(zai)濕(shi)路(lu)上(shang)駕(jia)駛(shi)時(shi),駕(jia)駛(shi)者(zhe)就(jiu)無(wu)需(xu)動(dong)手(shou)來(lai)打(da)開(kai)雨(yu)刮(gua)器(qi),所(suo)以(yi)駕(jia)駛(shi)者(zhe)就(jiu)可(ke)以(yi)集(ji)中(zhong)精(jing)力(li)開(kai)車(che)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)的(de)減(jian)少(shao)事(shi)故(gu)的(de)發(fa)生(sheng)!
一、雨水傳感器工作原理:
大多數的雨水傳感器使用的是光學係統,由光發射二極管(LED)、光接收二極管(LRD)、周圍環境傳感器、電控製單元(ECU)和幾個鏡頭組成。
由LED發出的光以全反射角度在擋風玻璃的外表麵反射,其角度必須在420(玻璃-空氣)和630(玻璃-水)之間。如果在擋風玻璃上遊說,一些光會雙倍射出,且這會引起從LRD出來的電流減少,電流以電子來評測,從LED發出的光反射到LRD的擋風玻璃區域被稱之為傳感器的“敏感區域”。僅jin僅jin當dang雨yu水shui滴di到dao這zhe個ge區qu域yu時shi,才cai可ke以yi被bei探tan測ce出chu來lai。為wei了le有you一yi個ge靈ling敏min可ke靠kao的de係xi統tong,擋dang風feng玻bo璃li區qu域yu和he靈ling敏min區qu域yu之zhi間jian必bi須xu要yao有you一yi個ge較jiao好hao的de比bi例li。
二、汽車雨刮係統
汽車擋風玻璃雨刮係統由雨傳感器、雨刮器電動機、杆式開關、繼電器和ECU組(zu)成(cheng)。雨(yu)水(shui)傳(chuan)感(gan)器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)上(shang),在(zai)掃(sao)除(chu)區(qu)域(yu)探(tan)測(ce)雨(yu)水(shui)時(shi),雨(yu)刮(gua)器(qi)以(yi)一(yi)種(zhong)能(neng)使(shi)駕(jia)駛(shi)者(zhe)總(zong)有(you)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)視(shi)角(jiao)進(jin)行(xing)運(yun)動(dong)。有(you)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)係(xi)統(tong)。
1、獨立的雨水係統:在這種係統中,雨水傳感器直接與雨刮器杆式開關、雨刮器電動機繼電器和雨刮器電動機停止信號相連。
2、網絡雨水傳感器:在這種係統中,雨水傳感器連接到總線上,它通過網絡接收所有信息並且發送所有命令。
在(zai)駕(jia)駛(shi)者(zhe)打(da)開(kai)係(xi)統(tong)後(hou),雨(yu)水(shui)傳(chuan)感(gan)器(qi)控(kong)製(zhi)了(le)所(suo)有(you)的(de)掃(sao)除(chu)行(xing)為(wei),它(ta)將(jiang)命(ming)令(ling)單(dan)個(ge)雨(yu)刮(gua)器(qi)以(yi)低(di)速(su)掃(sao)除(chu)或(huo)以(yi)高(gao)速(su)掃(sao)除(chu)。因(yin)為(wei)每(mei)個(ge)駕(jia)駛(shi)者(zhe)對(dui)雨(yu)刮(gua)係(xi)統(tong)如(ru)何(he)反(fan)映(ying)由(you)不(bu)同(tong)的(de)期(qi)望(wang),因(yin)此(ci),靈(ling)敏(min)度(du)設(she)置(zhi)可(ke)以(yi)使(shi)係(xi)統(tong)滿(man)足(zu)駕(jia)駛(shi)者(zhe)不(bu)同(tong)的(de)需(xu)要(yao)。Bosch新推出的雨刮器電機可以不斷變化速度進行連續掃除。
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三、信號評測
1、 發射器
發射器由模-數轉換器(DAC)和電源組成。DAC的模擬電壓控製決定了LED發射出的光的強度,一般情況下使用2~4個LED。發射器的電流調節非常重要,因為光轉化的有效性是非常可變得且有一個溫度梯度。一般地,在LED中(zhong),光(guang)以(yi)脈(mai)動(dong)方(fang)式(shi)發(fa)射(she)以(yi)減(jian)少(shao)損(sun)耗(hao)和(he)增(zeng)加(jia)電(dian)流(liu)。使(shi)用(yong)寬(kuan)範(fan)圍(wei)的(de)發(fa)射(she)器(qi)電(dian)流(liu)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)是(shi)光(guang)通(tong)過(guo)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)的(de)發(fa)射(she)沒(mei)有(you)很(hen)好(hao)的(de)規(gui)範(fan)且(qie)有(you)很(hen)大(da)的(de)公(gong)差(cha)範(fan)圍(wei)。一(yi)般(ban)的(de)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)都(dou)有(you)4~6mm厚且對垂直於表麵的IR由特定的發射級別。不同的供應商的上下限時不同的。
2、接收器
接收器有幾個LRD、電流-電壓轉換器、清除或低頻偏移的過濾器、放大器和ADC組成,它一般還包括微控製器。LRD有微控製器是由微控製器來控製著開和關。如果存在幹擾光時,LRD會被關閉。發射的寬範圍是使用可變的電流-電壓轉換來確保接收器係統的餘下部分具有良好條件的原因。在轉換以後,幸好被過濾。所有的DC或huo低di頻pin幹gan擾rao都dou會hui被bei去qu掉diao以yi獲huo得de純chun粹cui的de信xin號hao。幹gan擾rao一yi般ban由you周zhou圍wei環huan境jing的de光guang引yin起qi,幹gan擾rao的de量liang有you微wei控kong製zhi器qi來lai測ce量liang以yi決jue定ding光guang路lu是shi令ling人ren滿man意yi,還hai是shi被bei陽yang光guang所suo飽bao和he,且qie會hui給gei出chu一yi個ge信xin號hao精jing度du指zhi示shi。過guo濾lv後hou的de信xin號hao被beiADC放大、轉換。
3、微控製器
weikongzhiqikongzhizhenggexitongqieduixinhaojinxingceping。zaiceliangzhixingzhiqian,zuijiagongzuodianbeiceping。tongguoceshilaijinxingcepinggongzuo。zaijieshouqizhongdezhuanhuanbilizuibuxiwangzaijuyouzuidafashedianliudeADC中有飽和信號。在發射電流被測評後,它在接收器裏生成信號。它在定義了上下限之間。上限是由飽和效應決定而不是由ADC的de精jing度du決jue定ding。傳chuan感gan器qi在zai操cao作zuo點dian開kai始shi工gong作zuo。幹gan擾rao和he信xin號hao不bu斷duan的de被bei測ce量liang和he測ce評ping。接jie收shou信xin號hao對dui時shi間jian的de梯ti度du和he被bei規gui則ze係xi統tong用yong來lai測ce評ping正zheng確que的de掃sao除chu策ce略lve,而er且qie,周zhou圍wei的de光guang被bei一yi個ge額e外wai的de傳chuan感gan器qi測ce量liang以yi探tan測ce白bai天tian或huo晚wan上shang的de狀zhuang況kuang。在zai晚wan上shang,因yin為wei水shui珠zhu對dui可ke見jian度du由you較jiao大da的de影ying響xiang,尤you其qi是shi如ru果guo有you其qi它ta車che輛liang的de明ming亮liang前qian燈deng照zhao著zhe的de時shi候hou,所suo以yi,靈ling敏min度du會hui增zeng加jia。
四、掃除模式
不同的掃除模式用於對所有雨水條件進行性能優化,對雨密度刮雨速度模式如圖所示有以下幾種模式。
1、 直接模式
在(zai)直(zhi)接(jie)模(mo)式(shi)中(zhong),有(you)一(yi)個(ge)以(yi)低(di)雨(yu)刮(gua)速(su)度(du)的(de)單(dan)一(yi)擦(ca)拭(shi)動(dong)作(zuo)。當(dang)自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)達(da)開(kai)時(shi)和(he)當(dang)係(xi)統(tong)探(tan)測(ce)到(dao)幹(gan)燥(zao)的(de)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)時(shi),這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。從(cong)這(zhe)種(zhong)狀(zhuang)態(tai)中(zhong),每(mei)次(ci)下(xia)雨(yu)事(shi)件(jian)都(dou)會(hui)直(zhi)接(jie)觸(chu)發(fa)單(dan)一(yi)擦(ca)拭(shi)運(yun)動(dong)。在(zai)擦(ca)拭(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong),係(xi)統(tong)以(yi)低(di)速(su)度(du)決(jue)定(ding)停(ting)、接續擦拭或轉換到高速擦拭。
2、 間歇模式
這zhe種zhong模mo式shi是shi用yong於yu下xia雨yu的de情qing況kuang且qie以yi低di速su運yun行xing單dan一yi擦ca拭shi。每mei隔ge幾ji秒miao鍾zhong,傳chuan感gan器qi就jiu會hui探tan測ce雨yu滴di,兩liang次ci下xia雨yu之zhi間jian的de時shi間jian決jue定ding了le兩liang次ci單dan一yi擦ca拭shi之zhi間jian的de間jian歇xie。在zai每mei次ci間jian歇xie的de終zhong了le時shi,時shi間jian會hui被bei重zhong新xin計ji算suan,雨yu越yue多duo,間jian歇xie越yue短duan,反fan之zhi亦yi然ran。在zai計ji算suan中zhong,前qian次ci間jian歇xie會hui被bei考kao慮lv進jin來lai以yi達da到dao一yi種zhong和he諧xie的de狀zhuang態tai。否fou則ze“神經性的行為”jianghuirefanjiashizhe。ruguojisuandejianxieyaobizuidajianxiehaiyaochang,zexitonghuizhuandaozhijiemoshi。zaimeiyigecashixunhuanzhong,chuanganqihuijianzhajuedingshijinxingzhuanhuanhaishijixucashi。
3、連續擦拭
在擦拭循環中,下雨的次數會被計算且雨滴的大小也會被評測,者用於得到雨強度的信息。根據這一強度,雨水傳感器會產生低速、高速或具體的擦拭速度(如50r/min)。動dong態tai滯zhi後hou,它ta在zai最zui後hou的de循xun環huan中zhong依yi靠kao這zhe一yi事shi件jian,會hui阻zu止zhi係xi統tong從cong一yi種zhong速su度du快kuai速su地di轉zhuan換huan成cheng另ling一yi種zhong速su度du。使shi用yong刮gua雨yu器qi電dian動dong機ji停ting止zhi信xin號hao的de時shi間jian基ji準zhun確que保bao在zai所suo有you條tiao件jian下xia對dui所suo有you雨yu刮gua器qi電dian動dong機ji正zheng確que操cao作zuo。如ru果guo電dian動dong機ji以yi低di速su進jin行xing擦ca拭shi,探tan測ce時shi間jian減jian少shao且qie低di速su和he高gao速su之zhi間jian的de臨lin界jie值zhi會hui自zi動dong提ti高gao。雨yu水shui傳chuan感gan器qi模mo式shi總zong是shi在zai停ting止zhi前qian將jiang速su度du從cong高gao速su減jian道dao低di速su以yi防fang止zhi雨yu刮gua器qi產chan生sheng機ji械xie應ying力li。
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