智能雨刮系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：本文結(jié)合汽車智能雨刮的要求，介紹智能雨刮在汽車中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能雨刮;雨量傳感器;LIN

0 前言

利用雨量傳感器根據(jù)雨量大小進(jìn)行智能控制雨刮器，雨天行車時(shí)無(wú)需手動(dòng)雨刮器，駕駛員也無(wú)需調(diào)節(jié)雨刮器設(shè)置來(lái)迅速停止刮片的運(yùn)動(dòng)或得到更好的視角，駕駛員可以集中精力開車，大大提高了汽車雨天行駛的舒適性和安全性。

1 智能雨刮現(xiàn)狀

智能雨刮在國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用于各種車型。

雨量傳感器全球供應(yīng)商主要有科世達(dá)、博世、電裝、海拉、天合、法雷奧等。

2 主要結(jié)構(gòu)和原理

2.1 紅外雨量傳感器設(shè)計(jì)原理

車用紅外雨量傳感器運(yùn)用光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)傳導(dǎo)全反射原理（如圖1所示），雨量傳感器紅外發(fā)射管與接收管安裝在風(fēng)窗玻璃后方且浸在填充層中的填充介質(zhì)中，發(fā)射的紅外線經(jīng)填充層入射到玻璃中。由于入射角大于玻璃-空氣全反射臨界角，在玻璃與空氣的分界面上發(fā)生全反射，紅外線經(jīng)全反射由紅外接收管接收。若玻璃上存在水滴，由于入射角小于玻璃-水全反射臨界角，在玻璃與水滴分界面處紅外線完全折射到水滴中，該束紅外線不能反射到接收管，水滴越多接收管收到的紅外線越少，由此計(jì)算雨量大小。

外界自然光中含有的部分紅外線會(huì)對(duì)接收管產(chǎn)生一定干擾且自然光強(qiáng)度隨天氣環(huán)境變化，靈敏度選擇1～6對(duì)應(yīng)接收管取樣電阻阻值由小到大從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外反射信號(hào)由小到大的接收靈敏度以適應(yīng)外界環(huán)境變化。

2.2 ?系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)

（1）硬件結(jié)構(gòu)及配置。智能雨刮系統(tǒng)包括以下零部件：雨量傳感器及安裝支架、車身控制單元、雨刮系統(tǒng)、組合開關(guān)、LIN通信網(wǎng)絡(luò)等。關(guān)鍵部件是雨量傳感器。

雨量傳感器，安裝在汽車前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)，使用光學(xué)傳感器、Microcontroller和獨(dú)特的具有自我學(xué)習(xí)調(diào)整功能的運(yùn)算程序，對(duì)外界雨量大小的反應(yīng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)處理，處理完成后將雨刮動(dòng)作控制指令信號(hào)通過(guò)LIN-bus發(fā)送給車身控制單元。

（2）軟件結(jié)構(gòu)及配置。雨量燈光傳感器由ACC或IG ON供電，作為L(zhǎng)IN子網(wǎng)的從節(jié)點(diǎn)，接收來(lái)自主節(jié)點(diǎn)BCM的相關(guān)開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，并根據(jù)實(shí)際的雨量，發(fā)給BCM雨刮刮水請(qǐng)求信號(hào)。

2.3 基本參數(shù)

雨量傳感器安裝位置要求：

雨量燈光傳感器安裝應(yīng)滿足以下要求：（1）雨量燈光傳感器安裝位置應(yīng)該在雨刮片刮水區(qū)域上邊沿50 mm以下。（2）雨量燈光傳感器安裝在只有一個(gè)雨刮片能夠刮到的區(qū)域（通常在后視鏡底座正下方）;（3）雨量燈光傳感器安裝位置的油印層應(yīng)該割除，割除尺寸應(yīng)該滿足50 mm*27 mm 。

3 智能雨刮標(biāo)定

在標(biāo)定前，需要進(jìn)行以下工作：首先雨量傳感器上電前，確保傳感器安裝處玻璃清潔，干凈，沒(méi)有水漬等。然后連接好接插件，傳感器上電，等待1秒左右時(shí)間，完成初始化。

參數(shù)標(biāo)定的步驟如下：

步驟1， 第一次12個(gè)雨刮周期。調(diào)節(jié)噴水壺噴頭最細(xì)噴水位置（類似于毛毛細(xì)雨），用噴壺在雨刮片停止位置和傳感器安裝位置之間的玻璃上噴適當(dāng)?shù)乃褂旯蝿?dòng)作較順暢。然后向傳感器安裝位置附近噴水，使能雨刮動(dòng)作一次，雨刮開始動(dòng)作后，就停止噴水。

完成本次雨刮周期后，停止位置1-2秒，再次噴水觸發(fā)雨刮動(dòng)作，依次完成12 次雨刮操作。

步驟2，第二次12個(gè)雨刮周期。同樣噴頭為最細(xì)噴水位置（類似于毛毛細(xì)雨），然后對(duì)準(zhǔn)傳感器安裝的位置噴水直到雨刮動(dòng)作，立即停止噴水。

當(dāng)雨刮片達(dá)到另一側(cè)極限位置（即雨刮完成半個(gè)雨刮周期），即將回刮的時(shí)候，對(duì)準(zhǔn)雨刮片回刮側(cè)玻璃（雨刮片還沒(méi)有到傳感器位置），噴少量水，完成本次雨刮周期;停止位置1-2秒，再次噴水觸發(fā)雨刮動(dòng)作，依次完成12次雨刮操作。

完成上述的操作后，調(diào)節(jié)噴頭較粗位置（漂泊大雨），向傳感器位置噴水，只要雨刮能夠自動(dòng)進(jìn)入到高速模式，就說(shuō)明完成了雨滴傳感器的標(biāo)定。

4 智能雨刮系統(tǒng)在海馬車型的應(yīng)用

智能雨刮系統(tǒng)在海馬某車型上使用，開關(guān)信號(hào)和敏感度信號(hào)由組合開關(guān)提供，雨量傳感器對(duì)雨水采集并通過(guò)LIN網(wǎng)絡(luò)發(fā)出相應(yīng)的刮拭請(qǐng)求信號(hào)給BCM，BCM對(duì)雨量傳感器發(fā)出的刮拭請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行處理，并控制雨刮系統(tǒng)的工作。智能雨刮系統(tǒng)對(duì)傳感器安裝有很高要求，安裝時(shí)保證傳感器填充層與風(fēng)窗玻璃間無(wú)氣泡。

雨量傳感器有低溫保護(hù)功能，如果溫度低于5攝氏度時(shí)，雨滴傳感器禁止發(fā)送有效雨刮請(qǐng)求命令，可以避免因雨刮動(dòng)作導(dǎo)致雨刮損壞和電機(jī)堵轉(zhuǎn)的可能性。

同時(shí)雨刮系統(tǒng)保留手動(dòng)模式控制，在智能控制系統(tǒng)工作失效情況下通過(guò)駕駛員手動(dòng)控制仍能保證雨天行車，大大提高了智能雨刮系統(tǒng)的可靠性。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能雨刮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雨刮器根據(jù)雨量大小進(jìn)行控制，在雨天駕駛員可以不用分心去操縱雨刮，極大提高了汽車雨天行駛的安全性和舒適型。

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作者簡(jiǎn)介：梁友瓊（1982-），女，海南海口人，本科，助理工程師，研究方向：汽車電子模塊。