專利名稱：一種汽車智能除霧控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車除霧技術。
背景技術：
在汽車行駛過程中，常常會遇到擋風玻璃內側面出現霧氣的現象。這種霧氣會影響駕駛員的視線，嚴重的時候會使駕駛員根本無法看清汽車前方的狀況。因此，必須及時清除擋風玻璃內側面的霧氣(以下簡稱“除霧”)，以保障行車安全。
目前，除霧的方法有多種。比如適當打開一點車窗，使車內外空氣流通，減小車內外溫差，可消除擋風玻璃內的表面凝結霧氣；或者打開空調調節(jié)車廂內的溫度消除擋風玻璃上的霧氣；或者用毛巾或紙巾擦拭以達到除霧的目的。
這些方法雖然能夠有效除霧，但在汽車行駛的時候，這些方法卻也給駕駛員帶來不便。當在氣溫很冷、很熱的天氣，雨雪天氣或高速行駛時，采用打開車窗除霧的方法是不可取的；有些駕駛員一邊開車一邊用毛巾或紙巾擦拭除霧，是行車之大忌；采用空調送風除霧，是目前汽車除霧的主要手段。
采用空調送風除霧，駕駛員只需開啟空調除霧開關就能很方便的除霧，但在氣候條件惡劣，路況復雜的情況下，需要頻繁操作空調除霧開關，會極大的分散駕駛員的注意力，不利于安全行車。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于針對現有除霧技術中存在的問題，提供一種汽車智能除霧控制器，以實現自動對擋風玻璃霧氣凝結狀況進行探測和識別，并在需要時自動啟動除霧裝置除霧，在除霧完成時又自動關閉除霧裝置，提高行車的安全性。
本發(fā)明采用的技術方案如下本除霧控制器是利用可見光、激光、紅外線、微波或超聲波在玻璃表面有霧和無霧的情況下出現不同反射強度的原理，對汽車玻璃表面的霧氣凝結狀況進行探測和識別。以紅外線為例，在玻璃表面沒有霧氣和有霧氣的情況下，同一位置探測到的紅外線的強度會發(fā)生改變，通過監(jiān)測這種改變，就可以確定玻璃表面是否出現了霧氣。出現霧氣時，啟動除霧裝置進行除霧；當霧氣減弱或消失時，則關閉除霧裝置。整個過程全部實現智能操作，無須駕駛員人工干預。
本實用新型提出的汽車智能除霧控制器包括信號發(fā)射器、有用信號接收器、干擾信號接收器、放大電路、比較電路及除霧裝置驅動電路，有用信號接收器將信號轉換成電信號后傳送給后續(xù)的放大電路，通過與干擾信號接收器的干擾信號進行對比，消除干擾信號后，放大的有用電信號再輸入比較電路與閾值進行比較，判斷是否啟動或關閉除霧裝置，比較電路的輸出信號接入除霧裝置驅動電路，對除霧裝置發(fā)出開/關控制信號。
其中，有用信號接收器安裝在探測信號的反射信號路徑上并指向探測信號在玻璃上的入射位置接收反射信號，或安裝在探測信號的反射信號路徑附近并指向探測信號在玻璃上的入射位置接收漫反射信號。有用探測信號表現為玻璃表面反射信號或漫反射信號。干擾信號接收器安裝在探測信號的反射路徑附近并與探測信號在玻璃上的入射位置的方向保持一定的夾角接收干擾信號。
上述控制器的信號發(fā)射器和接收器利用的信號選擇可見光、激光、紅外線、微波或超聲波。
本控制器可以選擇使用反射法或漫反射法進行汽車玻璃有霧和無霧狀態(tài)的識別并實現除霧裝置的自動控制以紅外線為例，反射式汽車智能除霧控制器原理如圖1所示，由紅外線發(fā)射器向擋風玻璃表面發(fā)射紅外線，接收器安裝在正常情況(即玻璃表面無霧氣的情況)下能夠接收到反射紅外線的位置，此時紅外線經過玻璃表面反射后由接收器接收。當玻璃表面沒有霧氣時，紅外線接收器接收到的紅外線強度相對最大；當玻璃表面有霧氣凝結時，紅外線接收器接收到的紅外線強度相對減弱，當接收到的紅外線強度弱到一定程度時，通過對霧氣的凝結狀況進行判斷后，啟動空調等除霧裝置進行除霧。反之，隨著除霧過程的進行，紅外線接收器接收到的紅外線強度逐漸增強，當玻璃表面的霧氣減弱到一定程度，則接收到的紅外線強度也增強到相應值，此時則認為玻璃表面霧氣已除盡，則關閉相應除霧裝置。
對于圖2所示的是漫反射式汽車智能除霧控制器的原理，由紅外線發(fā)射器向擋風玻璃表面發(fā)射紅外線，接收器安裝在正常情況(即玻璃表面無霧氣的情況)下不能夠接收到反射紅外線的位置。當玻璃表面沒有霧氣時，紅外線接收器接收到的紅外線強度相對最小；當玻璃表面有霧氣凝結時，紅外線在玻璃表面會出現漫反射，此時，紅外線接收器就能夠接收到一定強度的紅外線，通過對霧氣的凝結狀況進行判斷后，此時啟動除霧裝置進行除霧。反之，隨著除霧過程的進行，紅外線接收器接收到的紅外線強度減弱到一定程度，則可以認為玻璃表面霧氣已除盡，則關閉相應除霧裝置。整個過程全部實現智能操作，無須駕駛員干預。
由此可見，本實用新型提出的汽車智能除霧控制器能夠自動實現對擋風玻璃霧氣凝結狀況進行探測和識別，并能夠在需要時自動啟動除霧裝置除霧，在除霧完成時又自動關閉除霧裝置，對于安全行車具有極大的應用價值。


圖1反射式汽車智能除霧控制方法的原理圖；圖2漫反射式汽車智能除霧控制方法的原理圖；圖3汽車智能除霧控制器組成示意圖；圖4紅外線發(fā)射電路的原理圖；圖5紅外線接收和放大電路的原理圖；圖6比較電路的原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的方法及控制器的具體實現進行詳細說明圖3給出了體現本發(fā)明方法的一種汽車智能除霧控制器的組成示意圖，它由信號發(fā)射器、信號接收器(包括有用信號接收器和干擾信號接收器)、放大電路、比較電路及除霧裝置驅動電路組成。信號發(fā)射器為探測信號發(fā)射源，發(fā)出的探測信號可以是可見光、激光、紅外線、微波或超聲波；有用信號接收器接收玻璃內表面反射(反射式)或漫反射(漫反射式)的探測信號，并將接收到的探測信號轉換為電信號，轉換的電信號大小隨接收到的探測信號的變化而變化；干擾信號接收器接收外界環(huán)境的干擾信號并將其轉換為電信號，放大電路將接收器轉換出的電信號消除干擾信號并進行放大得到有用信號；比較電路將放大后的表示接收器接收到的玻璃表面反射(反射式)或漫反射(漫反射式)探測信號大小的有用電信號與閾值進行比較，從而判斷是否啟動或關閉除霧裝置。圖3中的除霧裝置驅動電路為普通繼電器或光電耦合器。除霧裝置可為汽車空調。
以下以紅外線信號為例給出汽車智能除霧控制器的一種具體實現電路1、紅外線發(fā)射器的電路實現紅外線發(fā)射電路中，采用三端穩(wěn)壓器7805將汽車蓄電池的+12V直流電源轉換為+5V直流電源為電路供電。+5V直流電源首先通過一個電阻R1與紅外發(fā)光二極管IR-LED的正端相連，紅外發(fā)光二極管的負端與電源地相連。電阻R1的典型值可取100Ω(其值根據所選紅外發(fā)光二極管的類型決定)。此時，紅外發(fā)光二極管工作，發(fā)出紅外線。
2、紅外線接收器(包括有用信號接收器和干擾信號接收器)的電路實現圖4發(fā)出的紅外光經過擋風玻璃內表面反射(或漫反射)后，可由圖5所示的紅外線接收電路進行信號的接收和放大。紅外接收管VD2接收有用探測信號，紅外接收管VD1接收外界干擾信號。紅外接收管VD1和VD2的正端分別與運算放大器A1和A2的正端相連，并與地連接；VD1和VD2的負端分別與兩個運算放大器的負端相連，VD1的負端與運算放大器A1的輸出通過并聯的電阻R2和電容C1相連，VD2的負端與運算放大器A2的輸出通過并聯的電阻R2’和電容C1’相連。運算放大器A1、A2采用FET輸入的可單電源供電的運算放大器，具體型號可為CA3140及可替換的集成運算放大器。電阻R2和R2’的典型值可取2MΩ，電容C1和C1’的典型值可取0.1μF。A1的輸出通過R3與運算放大器A3的負端相連，A2的輸出通過R3’與運算放大器A3的正端相連，A3的負端和輸出端通過電阻Rf相連，A3的正端和地通過電阻Rf’相連，構成差分放大，以消除外界干擾光對探測信號的影響。運算放大器A3采用可單電源供電的運算放大器，具體型號可為LM324及可替換的集成運算放大器。
3、比較電路的實現圖6中，經過紅外線接收電路放大后的信號輸入到電壓比較器A4的正端；可調電阻R4一端與+5V連接，另一端與地相連，其可調端與電壓比較器的負端連接，其可調端的電壓值即為啟動除霧裝置的閾值，該閾值由實際情況確定。電壓比較器A4的輸出與一個上拉電阻R5相連。上拉電阻R5的典型值可為1KΩ，可調電阻R4的典型值可取10KΩ。電壓比較器A4選用可單電源供電的LM339。當紅外接收電路的輸出信號小于閾值時，輸出信號為邏輯“0”；當紅外接收電路的輸出信號大于閾值時，輸出信號為邏輯“1”。
比較電路的輸出用于控制除霧裝置驅動電路。除霧裝置驅動電路可以是普通繼電器或光電耦合器。當選用反射實現原理時，比較電路輸出“0”時驅動除霧裝置進行除霧，比較電路輸出“1”時停止除霧或表示沒有霧汽；而選用漫反射實現原理時，比較電路輸出“1”時驅動除霧裝置進行除霧，比較電路輸出“0”時停止除霧或表示沒有霧汽。
權利要求1.一種汽車智能除霧控制器，其特征在于控制器包括信號發(fā)射器、有用信號接收器、干擾信號接收器、放大電路、比較電路及除霧裝置驅動電路，有用信號接收器將信號轉換成電信號后傳送給后續(xù)的放大電路，通過與干擾信號接收器的干擾信號進行對比，消除干擾信號后，放大的有用電信號再接入比較電路與閾值進行比較，判斷是否啟動或關閉除霧裝置，比較電路的輸出信號接入除霧裝置驅動電路，對除霧裝置發(fā)出開/關控制信號。
2.根據權利要求1所述的汽車智能除霧控制器，其特征在于所述有用信號接收器安裝在探測信號的反射信號路徑上并指向探測信號在汽車玻璃上的入射位置接收反射信號，或安裝在探測信號的反射信號路徑附近并指向探測信號在汽車玻璃上的入射位置接收漫反射信號，有用探測信號表現為玻璃表面反射信號或漫反射信號；所述干擾信號接收器安裝在探測信號的反射路徑附近并與探測信號在汽車玻璃上的入射位置的方向保持一定的夾角接收干擾信號。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車智能除霧控制器，包括信號發(fā)射器、有用信號接收器、干擾信號接收器、放大電路、比較電路及除霧裝置驅動電路，由有用信號接收器將信號轉換成電信號后傳送給后續(xù)的放大電路，通過與干擾信號接收器的干擾信號進行對比，消除干擾信號后，放大的有用電信號再接入比較電路與閾值進行比較，判斷是否啟動或關閉除霧裝置，比較電路的輸出信號接入除霧裝置驅動電路，對除霧裝置發(fā)出 開/關控制信號。本控制器能夠自動實現對擋風玻璃霧氣凝結狀況進行探測和識別，并能夠在需要時自動啟動除霧裝置除霧，在除霧完成時又自動關閉除霧裝置，對于安全行車具有極大的應用價值。
文檔編號G05B24/00GK2869955SQ20052000992
公開日2007年2月14日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權日2005年9月8日
發(fā)明者昝昕武, 符欲梅 申請人:昝昕武, 符欲梅