一种汽车侧窗及外后视镜除雨除雾装置的设计

王群 范李晖 王娟 李美莹 颜潇 童燮 羊玢 吴廖华

摘 要：为了满足汽车除雨除雾系统低成本和可靠性的要求，显著提高汽车驾驶的安全性和便捷性，该文介绍了一种基于雨量传感器和车身控制器的汽车侧窗及外后视镜除雨除雾装置，可实现汽车除雨除雾的智能自动控制。该方案与传统设计方法相比，具有结构简单、成本低廉、工作可靠、抗干扰能力强等优点，具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。

关键词：后视镜 除雨除雾 汽车侧窗 雨量传感器

中图分类号：U461.91 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）04（b）-0071-02

雨天驾车出行引发的交通事故頻频发生，其中后视镜模糊不清是造成交通事故的重要因素。目前已有的后视镜除雨技术包括加装雨眉、涂抹雨敌、安装雨刮器、后视镜电加热技术等，都存在各种各样的缺陷。该文介绍了一种新型的汽车侧窗及外后视镜除雨除雾装置，以解决现有技术中存在的问题。

1 系统的硬件设计

1.1 基本结构

该文介绍的汽车侧窗及外后视镜除雨除雾装置，执行单元包括微型调速气泵、汽车蓄电池、耐压导管。气泵由汽车蓄电池供电，并通过耐压导管连接到汽车侧窗及外后视镜上的固定气孔；检测单元包括雨量传感器，雨量传感器可以检测实时的雨量情况并输出对应的信号；控制单元包括车身控制器，车身控制器可以控制气泵所在电路的通断；吹气单元包括汽车侧窗及外后视镜上的固定气孔。

1.2 工作原理

汽车蓄电池提供电能，调速气泵提供高压气流，车身控制器与雨量传感器相连，车身控制器可以根据雨量传感器反映的雨量情况对电机转速进行控制。当汽车在雨中行驶时，雨量传感器检测到雨量情况后发送请求信号到车身控制器，车身控制器接收信号，然后控制气泵电机的转速，以此控制气泵产生的压力气体大小，压力气体由耐压导管送到位于后视镜外壳上从左到右分布的固定气孔及侧窗上的气孔排出。喷出的射流气体能够在外后视镜镜面和侧窗形成稳定的空气层，保证机动车外后视镜镜面及侧窗始终处于清晰状态。

2 系统的软件设计

2.1 主控制模块

主流程可实现汽车除雨除雾系统的全部功能，系统的软件设计可实现数/模转换，即将传感器上对应的模拟电信号通过单片机的A/D转换模块转换成数字信号，然后再依据A/D芯片采集到的雨量信号控制气流的强度，同时可用二极管显示当前雨量的大小。选择2 V时的雨量电压作为雨量大小的阈值，即=2 V为大雨和小雨的临界值[1]。

2.2 数/模转换模块

数/模转换即将传感器上的模拟电信号通过单片机的A/D转换模块转换成数字信号，当A/D转换结果寄存器的转换结果不为0时，将转换完成的数字信号通过算法：

送入定时器模块，定时器每一个通道都设置为在溢出时自动翻转电平。利用这一特性，定时器通道就可以实现PWM。预置寄存器的值将决定脉宽调制波的周期，当计数寄存器的计数达到预置计数器的值时，该通道的输出将自动翻转。因此两次溢出之间的时间就是脉宽调制波的周期，占空比[2]由通道寄存器的值决定。雨量传感器检测到的雨量不同，单片机输出的PWM信号也就不同，PWM波形依据雨量情况产生占空比不同的频率为1 kHz的矩形波，以此控制气泵电机的转速，使气泵放出不同强度的气流[3]，具体流程如图1所示。

3 结语

该文通过对后视镜除雨除雾装置的描述和分析，可以得出，该除雨装置设备简单，构件小巧，不会影响后视镜风阻。利用雨量传感器感应雨量大小，由单片机进行智能控制，可根据具体情况适时有效地进行雨滴和霜露的清除，解放了司机的双手，提高了行车的安全性和便捷性，成本低廉，在保证实用性的前提下兼顾经济性，可应用在中低档型的汽车车型中。

参考文献

[1] 兀伟.基于PIC16F72单片机无刷直流电机控制器设计[J].科技广场，2013（6）：101-105.

[2] 熊慧，尤一鸣.MC68单片机入门与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[3] 唐思炜，侯书勇.智能雨滴传感系统设计[J].常熟理工学院学报：自然科学版，2012，26（2）：117-119.