What is the car rain sensor used for?

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汽车雨量传感器是一种智能装置,能检测落在挡风玻璃上的雨量,并相应调整雨刷器的运作。它在恶劣天气下提供额外的安全保护,确保驾驶员不会措手不及。那么它是如何工作的,其功能能否进一步提升呢?让我们一探究竟。

历史

你或许难以置信,汽车雨量传感器其实已存在数十年。不过,早期的传感器并未集成到雨刷控制系统中。相反,它们被用于某些凯迪拉克敞篷车上,在骤雨时自动关闭顶篷并升起车窗。如今最常用的传感器设计基于1978年澳大利亚人雷蒙德·诺亚克发明并获专利的技术。1996年,凯迪拉克再次在部分车型上配备了雨量传感器,但这次是用来启动雨刷而非顶篷。

雨量传感器的工作原理

雨量传感器的工作原理

现代雨量传感器大多利用全反射原理来检测挡风玻璃表面是否有雨滴。其原理如下:从车内以45度角向挡风玻璃发射一束持续的红外线,该光束由设备读取。当玻璃干燥时,接收到的数值保持稳定。一旦挡风玻璃开始附着雨滴,光的反射和折射方式就会改变,因为水的行为特性与玻璃不同。挡风玻璃表面覆盖的雨量越多,反射回传感器的光就越少。这种差异由前述设备测量,并向雨刷系统发送适当信号,启动雨刷或调整其运行速度。

自动雨刷器的工作原理

配备雨量传感器的雨刷器在结构上与普通雨刷器几乎无异。区别在于控制它们运作的系统。标准雨刷器通常由驾驶员通过方向盘旁的操纵杆启动,该操纵杆还控制雨刷的强度,即擦拭挡风玻璃的频率和速度。

装有自动系统和雨量传感器的车辆可能也有类似的操纵杆,但无需驾驶员干预即可启动。相反,操纵杆作为手动开关雨刷的控制装置。启动雨刷的系统通过解读传感器信号来判断挡风玻璃被水覆盖的程度,随后调整雨刷划过玻璃的速度。由于传感器持续收发新信号,它能近乎即时地响应变化的条件。后窗很少配备这类自动雨刷传感器,因为后窗对安全驾驶的重要性不及挡风玻璃,且受雨量影响较小。不过,部分车型确实装有传感器,尤其那些在倒车时启动的配置。

缺点

虽然拥有能自动调整强度以防雨水阻碍视线的系统颇为便利,让驾驶员少操一份心,但雨量传感器可能面临一些问题,且依赖传感器和电子元件正常工作的系统也存在故障风险。

  • 裂纹与破损。传感器依赖特定方式的光反射来表明表面无湿气或其他障碍物,因此挡风玻璃的破损或裂纹会导致误判。光线在裂缝侧面反射,即使无湿气也会扭曲结果。这些错误读数会使雨刷在晴天也启动。
  • 污垢与污渍。灰尘、虫迹、鸟粪、泥浆等可能堵塞玻璃,影响传感器正常工作。传感器需保持挡风玻璃清洁才能准确运作,干燥的污垢可能错误触发系统。
  • 传感器错位。若传感器移位,信号无法以正确角度发射,导致读数失真。传感器设计为以精确角度发射红外光束以测量折射,即使轻微的角度偏差也可能彻底破坏系统,引起自动雨刷误动和不当操作。
  • 电气故障。作为电子控制系统,电气故障可能使自动雨刷停止工作。控制传感器和雨刷的系统可能出现故障,需要比模拟系统更复杂的维修,而非简单更换雨刷。

雨量传感器的未来

雨量传感器自1990年代起就已面向大众汽车市场,但直到世纪之交才逐渐普及。尽管使用日益增多,后窗应用尚未广泛推广,仍是创新领域。同样,结合雨量传感器与光线传感器的功能,不仅能自动启动雨刷,还能在昏暗、雾天或黑暗中开启前照灯的专用系统成为可能。这在某些要求开启车灯的管辖区域或光线条件难以判断的情况下,增加了额外安全层。海拉等公司已生产此类复合传感器。与此同时,特斯拉正试验利用车载摄像头替代传感器功能。减少对附加系统的需求有助于简化未来汽车设计的复杂性。

总体而言,雨量传感器的前景光明。否则,它们就会启动,扫清所有问题。

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