車用雨量陽光感應控制系統的製作方法

2024-03-24 12:57:05

專利名稱：車用雨量陽光感應控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車雨刮控制裝置技術領域，尤其是一種車用雨量陽光感應控制系統。
背景技術：
雨刮器是汽車車身系統的重要組成之一，關係到汽車雨天行車安全問題，用於消除擋風玻璃、後窗玻璃及大燈玻璃上的雨雪、灰塵和泥水等，以保證玻璃透明清晰。傳統的雨刮器主要通過組合開關來手動調節雨刮器的工作，增加了車主開車的工作量，降低了駕駛舒適感，且雨刮器工作只有點刮、快刮和慢刮三個檔位，駕駛員根據實際情況手動選擇， 不能根據雨量大小自行調節其運行速度。隨著技術的進步，一種能採集行車環境數據的智能雨刮系統得到了應用和發展， 這類智能雨刮系統安裝在前擋風玻璃後面，包括雨量傳感模塊、雨刮電機控制模塊和執行模塊。行車時遇到雨雪等天氣無需手動控制雨刮器，實現自動化控制，減輕駕駛員負擔，消除由於駕駛員分心而可能造成的安全隱患。雨量傳感模塊是智能雨刮器的核心模塊，現有的雨量傳感模塊利用光學原理，採用光電轉換技術，對車輛前擋風玻璃上的雨水、霧水、雪水進行探測判斷，採集數據，經計算處理後判斷，根據雨量大小，自動控制雨刮工作。雨量傳感模塊不是以幾個有限的擋位來變換雨刷的動作速度，而是對雨刮的動作速度做無級調節。它有一個被稱為LED的發光二級管負責發射紅外光，當玻璃表面乾燥時，光線幾乎是 100%地被反射回來，這樣光接收器就能接收到很多的反射光線。雨滴對紅外光有明顯的散射規律，玻璃上的雨水越多，散射越強，反射回光接收器的光線就越少，其結果是雨刷動作越快。雨量傳感模塊為光發射器、稜鏡和反射光接收器，調節光的入射角和稜鏡位置使紅外線通過全反射的形式反射回來，發射和接收光需要較高的精度，需根據擋風玻璃的厚度、材質、弧度等各種實際情況設計雨量傳感模塊，這樣就要根據不同車型分別設計雨量傳感模塊，並需要專業的技術人員才能安裝準確，設計不合理或者安裝位置不對，就會導致光接收器接收不到紅外光，從而導致設備無法正常使用。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術中之不足，提供一種車用雨量陽光感應控制系統，解決現有技術中雨量傳感模塊原理複雜、精度低，易受環境幹擾等技術問題。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種車用雨量陽光感應控制系統，安裝在擋風玻璃後方用於探測雨量和天氣情況，包括雨量傳感模塊和數據處理模塊，由雨量傳感模塊採集雨量信息並通過數據處理模塊處理後傳遞給行車輔助系統LIN總線，行車輔助系統LIN總線控制雨刮裝置工作，所述的雨量傳感模塊包括傳感電路、至少一個發射二極體、可調節的補償二極體和接收光信號的接收二極體，所述的發射二極體和補償二極體連接傳感電路的發射電路，接收二極體連接傳感電路的接收電路，傳感電路將接收二極體產生的電信號傳遞給數據處理模塊。具體地，所述的發射電路具有發出方形載波電信號的示波振蕩器，發射二極體與示波振蕩器連接，發射二極體發射的光線為一定幅度的方形載波光，光線呈錐形發散到擋風玻璃，大部分繼續發散出去，極少部分被擋風玻璃反射到接收二極體，補償二極體與示波振蕩器通過調節器連接，調節器的調節信號輸出至數據處理模塊，補償二極體發射的光線為可調節幅度的方形載波補償光，方形載波補償光與方形載波光之間有180°相序移位，方形載波補償光直接發射到接收二極體。進一步地，優選發射和接收設備，達到最佳的效果，所述的發射二極體為發射紅外線的紅外發光二極體，所述的補償二極體為發射紅外線的紅外發光二極體，所述的接收二極體為感應光線強弱的光電二極體，發射二極體的數量為8個，發射二極體均勻排列在光電二極體的圓周方向，補償二極體設置在光電二極體附近，補償二極體發射的紅外線直接射到光電二極體。具體地，所述的接收電路具有同步解調器和比例積分調節器，同步解調器輸入端連接接收二極體，比例積分調節器將同步解調器的電信號處理後傳輸給數據處理模塊。進一步的，為保護電子元器件，避免其他光線的幹擾，所述的雨量傳感模塊外還設有一層只能通過紅外線的黑玻璃。進一步的，為實現大燈的適時自動開啟與關閉，還具有感應陽光強弱從而控制前照燈開關的陽光傳感模塊，陽光傳感模塊與數據處理模塊信號連接。本實用新型的有益效果是，本實用新型的車用雨量陽光感應控制系統結構簡單， 與行車輔助系統LIN總線配套兼容，省略了獨立控制器，直接通過行車輔助系統LIN總線控制雨刮裝置工作；改變了現有的雨量數據採集方法，規避了玻璃材料，厚度，弧度等影響，使得安裝簡便；集成陽光傳感器，增加對前照燈的控制，增加行車安全性和舒適性。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的車用雨量陽光感應控制系統實施例的外形結構示意圖；圖2是本實用新型的車用雨量陽光感應控制系統實施例的電路原理示意圖。圖中1.發射二極體，2.補償二極體，3.接收二極體，4.調節器，5.陽光傳感器，6.黑玻璃。
具體實施方式
現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖， 僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。如
圖1圖2所示，本實用新型的車用雨量陽光感應控制系統的最佳實施例，一種車用雨量陽光感應控制系統，安裝在擋風玻璃後方用於探測雨量和天氣情況，包括雨量傳感模塊、陽光傳感模塊和數據處理模塊，由雨量傳感模塊和陽光傳感模塊5採集雨量和陽光等天氣信息，並通過數據處理模塊處理後傳遞給行車輔助系統LIN總線，行車輔助系統LIN 總線控制雨刮裝置和前照燈等設備工作。雨量傳感模塊包括傳感電路、至少一個發射二極體1、可調節的補償二極體2和接收光信號的接收二極體3，所述的發射二極體1和補償二極體2連接傳感電路的發射電路， 接收二極體3連接傳感電路的接收電路，傳感電路將接收二極體3產生的電信號傳遞給數據處理模塊。具有感應陽光強弱從而控制前照燈開關的陽光傳感模塊5，陽光傳感模塊5與數據處理模塊信號連接，數據處理模塊將測得陽光信號傳遞給行車輔助系統LIN總線，根據設定參數控制汽車前照燈工作。本實用新型的車用雨量陽光感應控制系統，不再是車輛獨立的附加設備，是一種與行車輔助系統LIN總線配套兼容的輔助設備，具有控制雨刮系統和照明系統的功能。雨量傳感模塊的傳感電路包括發射電路和接收電路，發射電路具有發出方形載波電信號的示波振蕩器，發射二極體1與示波振蕩器連接，發射二極體1發射的光線為一定幅度的方形載波光，光線呈錐形發散到擋風玻璃，大部分繼續發散出去，極少部分被擋風玻璃反射到接收二極體3 ；補償二極體2與示波振蕩器通過調節器4連接，調節器4具有調節方形載波補償光幅度的功能，調節器的調節信號輸出至數據處理模塊，補償二極體2發射的光線為可調節幅度的方形載波補償光，方形載波補償光與方形載波光之間有180°相序移位，方形載波補償光直接發射到接收二極體3。接收二極體3同時接收兩束光，若兩束光幅度大小一致，相序180°移位，則兩束光相抵消，安裝時可通過調節器調節方形載波補償光， 使方形載波補償光與方形載波光部分經擋風玻璃反射回來的光相抵消，使接收二極體3的幅度為0或常數。從而當擋風玻璃外有雨滴等物體時方形載波光反射回來的更多，使得接收二極體3的電信號改變，打破方形載波補償光與方形載波光部分經擋風玻璃反射回來的光相抵消的平衡，接收二極體3的幅度不為0，根據改變量控制雨刮工作快慢，改變量越大雨刮工作越快，反之越慢，實現雨刮的自動控制和無極調速。進一步地，優選發射和接收設備，發光二極體(LED)是一種能夠將電轉化為光的固態的半導體器件，具有體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、低熱量等特點和優勢；光電二極體(PD)是一種能將光信號轉換成電信號的光電傳感器件，具有「光電導」特性，光的強度越大，反向電流越大。發射二極體1為發射紅外線的紅外發光二極體，補償二極體2為發射紅外線的紅外發光二極體，接收二極體3為感應光線強弱的光電二極體，發射二極體1 的數量為8個，發射二極體1均勻排列在光電二極體的圓周方向，補償二極體2設置在接收二極體3附近，補償二極體2發射的紅外線直接射到接收二極體3。接收電路具有同步解調器和比例積分調節器，同步解調器輸入端連接接收二極體，比例積分調節器將同步解調器的電信號處理後傳輸給數據處理模塊。數據處理模塊採集的數據信號包括比例積分調節器提供的雨量信號、調節器提供的補償光強弱信號和陽光傳感器提供的陽光信號，數據處理模塊將採集的數據信號處理後輸入到行車輔助系統LIN 總線，根據設定參數控制雨刮裝置和前照燈工作。進一步的，為保護電子元器件，避免其他光線對元器件的幹擾，達到最佳的傳感控制效果，雨量傳感模塊外還設有一層只能通過紅外線的黑玻璃6，可通過的紅外線波長範圍為 800 860nm。以下結合具體使用介紹本實用新型，本實用新型的車用雨量陽光感應控制系統， 安裝在前擋風玻璃和後視鏡之間，儘量避免影響駕駛員的視線。開啟本車用雨量陽光感應控制系統後，8個發射二極體1發出方形載波光，光線呈錐形發散，這樣探測面積就擴大，採集數據更符合實際天氣情況，在無雨狀態下，光線絕大部分甚至全部透過玻璃發射出去，只有極少量會被玻璃反射回來被接收二極體3接收，一般情況光線沒有反射。若有反射需開啟補償二極體2，補償二極體2發射方形載波補償光，方形載波補償光與方形載波光之間有 180°相序移位，通過調節器4調節方形載波補償光強度和幅度，使方形載波補償光與方形載波光部分經擋風玻璃反射回來的光相抵消，使接收二極體的幅度為0或常數，這是本車用雨量陽光感應控制系統工作的必要條件。這樣完成設備的安裝與調校，簡單方便，易於操作。 當擋風玻璃外側面有雨滴等物體時，發射二極體1發出的方形載波光反射回接收二極體的就增多，雨滴越多，反射光越強，接收二極體3即光電二極體產生的反向電流越大，數據處理模塊做出響應，將執行信號傳遞給行車輔助系統LIN總線，從而根據相應的情況控制雨刮工作，實現雨刮裝置的自動控制和無極調速。
權利要求1.一種車用雨量陽光感應控制系統，安裝在擋風玻璃後方用於探測雨量和天氣情況， 包括雨量傳感模塊和數據處理模塊，由雨量傳感模塊採集雨量信息並通過數據處理模塊處理後傳遞給行車輔助系統LIN總線，行車輔助系統LIN總線控制雨刮裝置工作，其特徵在於所述的雨量傳感模塊包括傳感電路、至少一個發射二極體(1)、可調節的補償二極體 (2)和接收光信號的接收二極體(3)，所述的發射二極體(1)和補償二極體( 連接傳感電路的發射電路，接收二極體連接傳感電路的接收電路，傳感電路將接收二極體產生的電信號傳遞給數據處理模塊。
2.如權利要求1所述的車用雨量陽光感應控制系統，其特徵在於所述的發射電路具有發出方形載波電信號的示波振蕩器，發射二極體(1)與示波振蕩器連接，發射二極體(1) 發射的光線為一定幅度的方形載波光，光線呈錐形發散到擋風玻璃，大部分繼續發散出去， 極少部分被擋風玻璃反射到接收二極體，補償二極體( 與示波振蕩器通過調節器(4)連接，調節器(4)的調節信號輸出至數據處理模塊，補償二極體( 發射的光線為可調節幅度的方形載波補償光，方形載波補償光與方形載波光之間有180°相序移位，方形載波補償光直接發射到接收二極體(3)。
3.如權利要求1或2所述的車用雨量陽光感應控制系統，其特徵在於所述的發射二極體(1)為發射紅外線的紅外發光二極體，所述的補償二極體( 為發射紅外線的紅外發光二極體，所述的接收二極體C3)為感應光線強弱的光電二極體，發射二極體(1)的數量為 8個，發射二極體(1)均勻排列在光電二極體的圓周方向，補償二極體( 設置在光電二極體附近，補償二極體( 發射的紅外線直接射到光電二極體。
4.如權利要求1所述的車用雨量陽光感應控制系統，其特徵在於所述的接收電路具有同步解調器和比例積分調節器，同步解調器輸入端連接接收二極體，比例積分調節器將同步解調器的電信號處理後傳輸給數據處理模塊。
5.如權利要求1所述的車用雨量陽光感應控制系統，其特徵在於所述的雨量傳感模塊外還設有一層只能通過紅外線的黑玻璃(6)。
6.如權利要求1所述的車用雨量陽光感應控制系統，其特徵在於還具有感應陽光強弱從而控制前照燈開關的陽光傳感模塊(5)，陽光傳感模塊( 與數據處理模塊信號連接。
專利摘要本實用新型涉及一種車用雨量陽光感應控制系統，包括雨量傳感模塊、陽光傳感模塊和數據處理模塊，雨量傳感模塊包括傳感電路、至少一個發射二極體、可調節的補償二極體和接收光信號的接收二極體，發射二極體和補償二極體連接傳感電路的發射電路，接收二極體連接傳感電路的接收電路，傳感電路將接收二極體產生的電信號傳遞給數據處理模塊。本實用新型的車用雨量陽光感應控制系統結構簡單，與行車輔助系統LIN總線配套兼容，省略了獨立控制器，直接通過行車輔助系統LIN總線控制雨刮裝置工作；改變了現有的雨量數據採集方法，規避了玻璃材料，厚度，弧度等影響，使得安裝簡便；集成陽光傳感器，增加對前照燈的控制，增加行車安全性和舒適性。
文檔編號B60S1/04GK201970944SQ20102061842
公開日2011年9月14日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者是蓉珠 申請人:江蘇日盈電器有限公司