汽車遮陽板自動控制技術的研究

王廣瑞 郝傳柱

摘? 要：根據機動車駕駛員對汽車遮陽板的基本需求，結合傳統(tǒng)遮陽板所存在的問題，從而整理出遮陽板智能化的分析，細化設計思路，給定合適的設計方案。并指出智能型遮陽板通過傳感器感受外界環(huán)境，實現(xiàn)自動控制的過程。解決傳統(tǒng)型遮陽板所存在的問題，并設計產生新型遮陽板的研究方案。通過傳統(tǒng)遮陽板與新型遮陽板的功能對比，從結構和功能上進行完善，讓其更加智能安全，從而為駕駛員提供一個良好的駕駛環(huán)境。

關鍵詞：遮陽板;智能控制;保護裝置;自動控制技術

中圖分類號：TP273;U463.85? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）07-0145-02

Research on Automatic Control Technology of Automobile Sunshade

WANG Guangrui，HAO Chuanzhu

（Shandong Huayu University of Technology，Dezhou? 253034，China）

Abstract：According to the basic requirements of vehicle drivers for automobile sunshade，combined with the problems existing in the traditional sunshade，the intelligent analysis of the sunshade is sorted out，the design ideas are refined，and an appropriate design scheme is given. It is pointed out that the intelligent sunshade realizes the process of automatic control by sensing the external environment. To solve the problems existing in the traditional sunshade，and design the research scheme of producing the new sunshade. Through the function comparison between the traditional sunshade and the new sunshade，the structure and function are improved to make it more intelligent and safe. So as to provide a good driving environment for drivers.

Keywords：sunshade;intelligent control;protection device;automatic control technology

0? 引? 言

現(xiàn)如今，機動車已經成為我們日常生活中不可或缺的交通工具。根據公安部統(tǒng)計，2018年全國新增注冊機動車3 172萬輛，全國機動車保有量已達3.27億輛。而在龐大的機動車保有量下，又隱藏著無數的安全隱患。在戶外行車時，如果遇到強烈的太陽光線直射會使眼睛產生短暫性失明，在這種情況下就極其容易發(fā)生交通事故，這時就需要一種在遇到強光時能自動打開的汽車遮陽板來防止強光直射眼睛?，F(xiàn)如今的汽車遮陽板大多為手動開啟，在開啟過程中容易造成注意力不集中，更不能根據陽光直射方向改變遮陽板遮陽角度。而此次創(chuàng)新產品是根據光感自動開啟汽車遮陽板，并根據光照角度及時轉換遮陽角度，從而減少交通事故的發(fā)生，較普通遮陽板具有更高的安全性能。

1? 智能汽車遮陽板的研究現(xiàn)狀

在國外研究中，有些研究機構采用液晶屏幕材質，通過光電控制器、液晶濾光屏等部分組成，從而達到濾除強光的目的。不過此裝置在使用過程中，制造工藝要求高，對汽車電路有一定的要求。也有的使用變色玻璃，玻璃中加入光色材料，在適當波長輻射下改變其顏色，移去光源時則會恢復其原來的顏色。但是變色玻璃的使用成本高，不利于大規(guī)模推廣使用。

在國內的研究中，已經存在將汽車遮陽板制作成偏光材料的遮陽板，在一定程度上能夠有效過濾強光的目的，在進出隧道時，能夠有效地改善光線。而大多數駕駛員選擇佩戴偏光眼鏡，但眼鏡需要一直佩戴，影響駕駛人員的視線。

在遮陽板發(fā)展現(xiàn)狀研究過程中，筆者充分利用山東華宇工學院的圖書館資料，在圖書館中查閱相關資料，對作品的設計起到了至關重要的作用。與此同時，山東華宇工學院大力支持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目，使本文的研究更加順利。

2? 智能汽車遮陽板的設計分析

2.1? 總體設計思路

在駕駛員行車過程中，遮陽板有著重要的作用，它能夠在日間行車時阻擋強光對人眼的照射，但也存在一定的弊端：在遮陽板處于打開狀態(tài)下，對駕駛員的駕駛視線造成干擾。本文在設計智能汽車遮陽板時，通過改變遮陽板的材質，從而解決智能汽車遮陽板所存在的弊端。從整體設計來看，智能汽車遮陽板主要由三部分組成，即尋光機構、遮陽板運動機構和控制電路。其中，尋光機構位于擋風玻璃四周，通過多個傳感器檢測光線強度，通過模擬量輸出，從而確定光照角度，對遮陽板的自動啟閉有著關鍵性的作用。遮陽板的運動機構與傳統(tǒng)遮陽板的位置相同，主要用于為遮陽板提供動力來源。在設計遮陽板的運動過程時，要考慮遮陽板的運動范圍，防止運動過程中與駕駛員發(fā)生磕碰，避免意外的發(fā)生，智能汽車遮陽板設計圖如圖1所示。其中，①為光材質汽車遮陽板，②③為運動舵機，④⑤為數字型光敏電阻傳感器。

2.2? 應用功能

本裝置可分為手動和自動兩種模式。在自動模式下，通過外部靈敏性光敏電阻傳感器提供模擬量信號，模擬量AO口可以與AD模塊相連，通過A/D轉換，可獲得環(huán)境光強的數值。當環(huán)境光線亮度達不到設定閾值時，DO輸出高電平;當外界環(huán)境光照強度超過設定閾值時，DO端輸出低電平。通過DO輸出端信號，從而控制遮陽板運動機構的運動。而在設定的閾值超出范圍時保持靜止狀態(tài)，當光線強度降低到閾值以下時，靈敏型光電傳感器控制遮陽板關閉。由于不同駕駛員對光線的敏感程度不同，所以閾值可以由駕駛人員通過外界調節(jié)旋鈕進行調整。在夜間行車時，駕駛員們會遇到對向車道開啟遠光燈的情況，遠光燈對駕駛員的駕駛視線造成很大的影響，而本裝置在遇到遠光燈時，能夠及時地打開遮陽板，避免因遠光燈對駕駛員眼睛的刺激造成的短暫性失明，避免了危險的發(fā)生。

在手動模式時，主要應用于進出隧道的情況。在車輛駛入隧道與駛出隧道時產生的逆光現(xiàn)象和在夜間行車會車時，車輛開啟的遠光燈都容易造成眼睛的短暫性失明。所以，將遮陽板替換成偏光材質玻璃，利用偏光材質選擇性過濾來自某個方向的光線，濾除光束中的散射光線，防紫外線和過濾偏振光。通過過濾掉漫反射中的許多偏振光，從而減弱天空中光線的強度從而更大程度地降低事故的發(fā)生率。

通過以上兩種模式，有效地保障了駕駛員的駕駛安全。能夠避免在傳統(tǒng)遮陽板在使用過程中造成的注意力不集中和強光的突然照射造成人眼的眩暈從而產生的危險，遮陽板的控制狀態(tài)如圖2所示，其中，⑥為開啟時遮陽板位置，⑦為關閉時遮陽板位置，⑧為運動控制舵機。

2.3? 材質設計

通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)醋酸纖維素、環(huán)氧樹脂、硝酸纖維素塑料，偏光亞克力等多種不同材質的產品都具有良好的偏光效果。通過對價格等方面的對比和性能方面的考慮，偏光亞克力能夠有效過濾強光對人眼的傷害，在夜間行車時有對汽車遠光燈強烈的光照起到過濾的效果，能夠起到保證駕駛員駕駛安全的作用，所以最終確定選用偏光亞克力材質作為汽車遮陽板的制作材料。

2.4? 中央控制系統(tǒng)設計

通過靈敏型光敏電阻傳感器檢測光線的強度，將外界光照強度轉換為模擬量傳遞給中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)將靈敏型光敏電阻傳感器的模擬量信號通過A/D轉換與設定閾值進行分析，當外界光線達到閾值時，將信號傳遞給運動執(zhí)行機構，執(zhí)行機構帶動遮陽板運動，而當外界光線模擬量信號低于設定閾值時，運動執(zhí)行機構帶動遮陽板回到初始位置，從而能夠達到自動控制的效果。如圖3所示，當駕駛員駕車需要進出隧道時，只需在進隧道和出隧道之前按下手動控制按鈕，從而提前開啟遮陽板，避免造成眩暈。

2.5? 裝置應用優(yōu)勢

本裝置可以在白天逆光行駛時自動打開汽車遮陽板，在進入隧道時，駕駛員提前開啟遮陽板，從而減小光線差對人眼刺激而產生的眩暈，避免意外的發(fā)生。而且本產品可以有效地過濾掉遠光燈的強烈光線使夜間行車變得安全。本裝置具有極高的實用和使用價值，在外觀上與普通汽車遮陽板不同，具有更高的美觀性。

3? 結? 論

山東華宇工學院機器人協(xié)會提供了良好的平臺，指導老師在作品的設計上提供了更多的設計思路，在技術上協(xié)會給予了良好的支持，使作品的制作更加順利。綜上所述，遮陽板的智能化為駕駛員的駕駛安全提供了重要保障，使得駕駛員擁有良好的駕駛環(huán)境，避免注意力不集中或強光帶來的眩暈。設計該保護裝置，可以通過手動和自動兩種模式對遮陽板進行極為方便的操作，在保障駕駛員出行安全上擁有較好應用前景。

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作者簡介：王廣瑞（1998.11—），男，漢族，山東濱州人，本科，研究方向：自動化;郝傳柱（1983.04—），男，漢族，山東聊城人，講師，工程師，本科，研究方向：自動化、控制工程。