雨滴传感器又称为雨量传感器,用于汽车自动雨刷系统、智能车窗系统,感知车外是否下雨及雨量的大小,自动调节雨刷运行速度,为驾驶员提供良好的视野,提高雨天驾驶的方便性和安全性。一般在刮水器控制开关置于AUTO位置时,可实现刮水器的自动控制。 在汽车自动雨刷系统中,如刮水器开关置于自动(AUTO)挡,则当雨滴传感器感应到挡风玻璃表面有水时,自动启动刮水电动机。
雨滴传感器位于前挡风玻璃中间的顶部,靠近后视镜,通常在内视镜支架座的下方。雨滴传感器通过硅胶垫粘贴在前挡风玻璃的内侧。
根据检测雨滴的方法不同,雨滴传感器分为流量型雨滴传感器、电容式雨滴传感器、压电式雨滴传感器和光电式雨滴传感器4种类型。常见的有压电式雨滴传感器、光电式雨滴传感器和电容式雨滴传感器3种。
1.压电式雨滴传感器压电式雨滴传感器由振动板、压电元件、放大器、壳体及阻尼橡胶构成,如图4-173所示,其核心部分是压电元件。
振动板的功用是接收雨滴冲击的能量,按自身固有的振动频率进行弯曲振动,并将振动传递给内侧压电元件上,压电元件把从振动板传递来的变形转换成电压信号。雨滴检测用传感器上的压电元件结构如图4-174(a)所示。
它是在烧结钛酸钡陶瓷片两侧加真空镀膜电极制成的,当压电元件上出现机械变形时两侧的电极上就会产生电压,如图4-174(b)所示。当雨滴滴落在振动板上时,压电元件上就会产生电压,电压大小与加到板上的雨滴的能量成正比,一般为0.5~300mV。放大电器将压电元件上产生的电压信号放大后再输入刮雨器放大器中。放大器由晶体管、IC块、电阻、电容等部件组成。
2.光电式雨滴传感器(1)结构光电式雨滴传感器的结构如图4-177所示,它由2个可以发出红外线的发光二极管(LED)、1个可以接收红外线的光电二极管、1个透镜和雨滴传感器胶带组成无雨滴时光电式雨滴传感器的工作状态如图4-178(a)所示。此时两个发光二极管发的光会通过挡风玻璃的反射作用反射到光电二极管上面。
有雨滴时光电式雨滴传感器的工作状态如图4-178(b)所示。此时挡风玻璃被浸湿,玻璃表面的光学特性发生了变化,光线发生折射,反射的光线将会减小,光电二极管接收到的光也将减少,于是信号电压就发生了变化。
例如,奥迪A6L(C6)轿车电控智能刮水组合开关具有间歇、间歇分级、单触刮水刮水4种功能。根据雨量不同,雨滴传感器具备4种功能:自动启动刮水开关,以7种速度工作;雨天会自动打开前照灯,关闭刮水停止5s再刮水一次;雨天车辆停止后自动关闭车门和车顶。当刮水臂位于间歇时,上述功能启用,雨滴传感器有4种敏感程度可以选择。手动选择总是处于优先位置。
(2)检测。2016年款丰田皇冠车系雨刮洗涤系统中采用了红外线雨滴传感器,其电路如图4-179所示。
雨滴传感器a6端子4是来自阅读灯总成连接器a9端子8提供的12V蓄电池电压;端子2为接地端,通过阅读灯总成连接器a10端子19在阅读灯内部接地;端子1输出传感器信号,通过LIN通信线路输送到N97挡风玻璃刮水器继电器总成。
检测方法如下。
①检查雨滴传感器供电:关闭点火开关,拆下雨滴传感器,断开其连接器(图4-180);打开点火开关,用万用表电压挡检测端子4与车身接地之间的电压,标准电压为②检查传感器输出信号:正常连接好雨滴传感器a6连接器,使用示波器检测传感器端子1输出波形。点火开关打开时应产生脉冲波形。
