一種汽車側(cè)窗及外后視鏡除雨除霧裝置的設(shè)計(jì)

王群 范李暉 王娟 李美瑩 顏瀟 童燮 羊玢 吳廖華

摘 要：為了滿足汽車除雨除霧系統(tǒng)低成本和可靠性的要求，顯著提高汽車駕駛的安全性和便捷性，該文介紹了一種基于雨量傳感器和車身控制器的汽車側(cè)窗及外后視鏡除雨除霧裝置，可實(shí)現(xiàn)汽車除雨除霧的智能自動(dòng)控制。該方案與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的市場(chǎng)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：后視鏡 除雨除霧 汽車側(cè)窗 雨量傳感器

中圖分類號(hào)：U461.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）04（b）-0071-02

雨天駕車出行引發(fā)的交通事故頻頻發(fā)生，其中后視鏡模糊不清是造成交通事故的重要因素。目前已有的后視鏡除雨技術(shù)包括加裝雨眉、涂抹雨敵、安裝雨刮器、后視鏡電加熱技術(shù)等，都存在各種各樣的缺陷。該文介紹了一種新型的汽車側(cè)窗及外后視鏡除雨除霧裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

1.1 基本結(jié)構(gòu)

該文介紹的汽車側(cè)窗及外后視鏡除雨除霧裝置，執(zhí)行單元包括微型調(diào)速氣泵、汽車蓄電池、耐壓導(dǎo)管。氣泵由汽車蓄電池供電，并通過耐壓導(dǎo)管連接到汽車側(cè)窗及外后視鏡上的固定氣孔；檢測(cè)單元包括雨量傳感器，雨量傳感器可以檢測(cè)實(shí)時(shí)的雨量情況并輸出對(duì)應(yīng)的信號(hào)；控制單元包括車身控制器，車身控制器可以控制氣泵所在電路的通斷；吹氣單元包括汽車側(cè)窗及外后視鏡上的固定氣孔。

1.2 工作原理

汽車蓄電池提供電能，調(diào)速氣泵提供高壓氣流，車身控制器與雨量傳感器相連，車身控制器可以根據(jù)雨量傳感器反映的雨量情況對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。當(dāng)汽車在雨中行駛時(shí)，雨量傳感器檢測(cè)到雨量情況后發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)到車身控制器，車身控制器接收信號(hào)，然后控制氣泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以此控制氣泵產(chǎn)生的壓力氣體大小，壓力氣體由耐壓導(dǎo)管送到位于后視鏡外殼上從左到右分布的固定氣孔及側(cè)窗上的氣孔排出。噴出的射流氣體能夠在外后視鏡鏡面和側(cè)窗形成穩(wěn)定的空氣層，保證機(jī)動(dòng)車外后視鏡鏡面及側(cè)窗始終處于清晰狀態(tài)。

2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

2.1 主控制模塊

主流程可實(shí)現(xiàn)汽車除雨除霧系統(tǒng)的全部功能，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)數(shù)/模轉(zhuǎn)換，即將傳感器上對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)通過單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后再依據(jù)A/D芯片采集到的雨量信號(hào)控制氣流的強(qiáng)度，同時(shí)可用二極管顯示當(dāng)前雨量的大小。選擇2 V時(shí)的雨量電壓作為雨量大小的閾值，即=2 V為大雨和小雨的臨界值[1]。

2.2 數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊

數(shù)/模轉(zhuǎn)換即將傳感器上的模擬電信號(hào)通過單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器的轉(zhuǎn)換結(jié)果不為0時(shí)，將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)字信號(hào)通過算法：

送入定時(shí)器模塊，定時(shí)器每一個(gè)通道都設(shè)置為在溢出時(shí)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)電平。利用這一特性，定時(shí)器通道就可以實(shí)現(xiàn)PWM。預(yù)置寄存器的值將決定脈寬調(diào)制波的周期，當(dāng)計(jì)數(shù)寄存器的計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)置計(jì)數(shù)器的值時(shí)，該通道的輸出將自動(dòng)翻轉(zhuǎn)。因此兩次溢出之間的時(shí)間就是脈寬調(diào)制波的周期，占空比[2]由通道寄存器的值決定。雨量傳感器檢測(cè)到的雨量不同，單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)也就不同，PWM波形依據(jù)雨量情況產(chǎn)生占空比不同的頻率為1 kHz的矩形波，以此控制氣泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使氣泵放出不同強(qiáng)度的氣流[3]，具體流程如圖1所示。

3 結(jié)語(yǔ)

該文通過對(duì)后視鏡除雨除霧裝置的描述和分析，可以得出，該除雨裝置設(shè)備簡(jiǎn)單，構(gòu)件小巧，不會(huì)影響后視鏡風(fēng)阻。利用雨量傳感器感應(yīng)雨量大小，由單片機(jī)進(jìn)行智能控制，可根據(jù)具體情況適時(shí)有效地進(jìn)行雨滴和霜露的清除，解放了司機(jī)的雙手，提高了行車的安全性和便捷性，成本低廉，在保證實(shí)用性的前提下兼顧經(jīng)濟(jì)性，可應(yīng)用在中低檔型的汽車車型中。

參考文獻(xiàn)

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