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车用雨量传感器类型和原理

2013-12-15 sensor 766

雨量传感器暗藏在前风挡玻璃后面,它能根据落在玻璃上雨水量的大小来调整雨刷的动作,因而大大减少了开车人的烦恼。雨量传感器不是以几个有限的挡位来变换雨刷的动作速度,而是对雨刷的动作速度做无级调节。雨量传感器能够根据雨量调整雨刷运行间隔。传感器内的LED灯能够发出不可见的红外线,此红外线只会反射到未溅到雨水的挡风玻璃外表面。红外光电二极管对反射光线进行持续测量,如果挡风玻璃上的雨量增加,反射回来的红外线将会减少,系统可据此精确调整雨刷运行间隔,从长间隔运行至高速持续运行。此外,自动前灯激活功能还可以根据环境光线控制前灯。光线传感器对光线条件进行测量,并控制进家/离家功能。当驾驶者离开车辆或通过远程控制解锁汽车,系统将自动开灯,为驾驶者照亮走近汽车或离开汽车的道路。这种功能为驾驶者提供了极大的便利,使其无需在进车时开灯,也无需在离开时关灯。

雨刷器又名刮水器,是汽车上重要的一个部分,安装在风窗上。它的作用是扫除风窗玻璃上妨碍视线的雨雪和尘土。因此,它对于行车安全具有重要的作用。近年来多使用于中高级车型上的雨刷器大多是雨珠感应式雨刷器,这种雨刷器通过雨量传感器感应雨滴的大小,自动调节雨刷运行速度,为驾驶者提供良好的视野,从而大大提高雨天驾驶的方便性和安全性。

目前雨珠感应式雨刷器上使用的雨量传感器大多是光学式传感器。光学式传感器是根据光的折射原理工作的。在光学式传感器中有一个发光二极管,它发出一束锥形光线,这束光穿过前挡风玻璃。当挡风玻璃上没有雨水、处于干燥状态的时候,几乎所有的光都会反射到一个光学传感器上,当下雨的时候,挡风玻璃上会存有雨水,一部分光线就会偏离,这就造成了传感器接收到光的总量的变化,从而检测到了雨水的存在。光学式传感器能够接收反射光的面积越大,得到的信息就越详尽。光学式传感器十分精确,甚至有可能准确地判断出落在被感应区域上的雨点数目。

雨珠感应式雨刷器也称为红外散射式雨量传感器,其工作原理是当挡风玻璃外表面有雨滴时,入射到挡风玻璃上的光线被部分散射掉,反射后接收管的光线变少,雨量越大则反射回来的光线越少。通过与挡风玻璃干燥情况下接收光强的比较,就可以得出此时挡风玻璃上水滴的大小、多少,进而可以判断出不同的下雨模式,发出刮水请求至车身控制器BCM或者独立的控制器,控制刮水器完成间歇刮水、低速连续刮水以及高速连续刮水。

红外散射式雨量传感器分成了几个不同的部分,光学元件(Optical Element)通过硅胶垫粘贴在前挡风玻璃的内侧,通常在内视镜支架座的下方。发射管、接收管在雨量传感器的PCB板上,雨量传感器通过机械锁止机构固定在光学元件上。通常,光学元件、传感器、内视镜支架会由一装饰盖整个包住,从乘客舱内看不出任何区别,在视觉上不会对驾驶员造成任何影响。由图可以看出,光学元件的导光面为一抛物面,这样如果发射管、接收管均放置在抛物面的焦点上的话,则通过光学元件入射到挡风玻璃上的光线可以认为是平行光线。雨量传感器为相对量测量,在玻璃表面干燥的情况下,认为发射管发出的光平行入射到挡风玻璃上后被100%反射 回来,通过光学元件汇聚后由接收管接收。在前挡风玻璃外表面干燥的情况下,首先对传感器进行初始化,由此可以得出在固定发射电流情况下接收的光强度。在这种情况下,光的强度通常比较高。

当挡风玻璃外表面有雨滴时,入射到挡风玻璃上的光线被部分散射掉,反射后接收管的光线变少,雨量越大则反射回来的光线越少。通过与挡风玻璃干燥情况下接收光强的比较,就可以得出此时挡风玻璃上水滴的大小、多少,进而可以判断出不同的下雨模式,发出刮水请求至车身控制器BCM或者独立的控制器,控制刮水器完成间歇刮水、低速连续刮水以及高速连续刮水。

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