该系统主要包括电致变色前挡风玻璃及框架组件、光敏传感器、车外温度传感器﹑中央处理器﹑控制器、防盗ECU、车门遥控器﹑指示灯、车载网络数据线、电源、安装支架等。系统控制设计,如图2所示。
2.1系统控制器设计
玻璃框架的作用是固定玻璃框架内的电致变色玻璃;温度传感器用于收集车外的温度信号;光敏传感器用于收集车外的入射光强度信号，同时针对现有多交变光场的光源一致性差、体积大,难集成的问题,采用一种单交变光场传感器进行高精度光学位移测量州;控制器用于控制电致变色玻璃组件工作;防盗ECU在防盗模式开启时,给中央处理器提供一个防盗信号。车门遥控器的作用是在锁车门时给防盗ECU一个信号,同时给中央处理器提供一个开锁或解锁信号。
1)信号接收,信息的采集与传递。温度传感器和光敏传感器分别对车外温度和光线强度进行检测，把信号传输给中央处理器,由控制器对电致玻璃进行供电，同时控制工作指示灯点亮。
2)信息传输。系统控制器依靠LIN线接收中央处理器信号，实现数据的共享和传输。控制器可以通过CAN 网络与仪表控制单元进行数据交换，未来可以利用仪表板指示灯等。
3)中央处理器设计。中央处理器数据设定包括传感器阈值设定、门锁信号的采集。通过传感器传回的数据与设定阈值对比做出相应计算并回应，若温度传感器和光敏传感器达到某一设定阈值时，控制器通过存储的数据与现时状况数据综合分析得出信息并迅速有效地将其反馈到显示终端。中央处理器在正常状态下检测和处理数据，当出现以下2种情况时做出相应操作:a.单一传感器数据低于阈值失效,显示该传感器状态;b.单一传感器数据高于阈值时,发出控制信号。
4)数据处理。传感器的数据传到中央处理器,将通过所得数据和已设定数据计算输出信号，并传给系统控制器,控制器对电致玻璃进行控制,信号最终传给显示终端,同时控制工作指示灯点亮。
5)系统控制器设计。接收来自中央处理器的信号，控制电致玻璃电流大小，根据玻璃光透射比的阈值对电流做出调整。
6)显示终端设计。显示终端采用工作指示灯,正常状态处于休眠状态，当接收到中央控制器信号时唤醒控制此系统中的单片机,控制工作指示灯点亮。
7)电源设计。设备均采用独立电源设计,电压为12 V,以增强此系统的可靠性和独立性。
2.2电致玻璃设计
前挡风玻璃分为3层,中间层是电致玻璃层,玻璃层从上到下主要有:玻璃或透明基底材料、透明导电层、电致变色层、离子传导层、离子存储层、透明导电层、玻璃或透明基底材料。工作时,通过电极在导电层施加电压,使电致变色器件发生颜色变化,不同层数的电致变色器件可起到颜色叠加或互补的作用。
2.3系统控制策略
随着调光控制技术的日趋成熟,可以采用多层结构的防反射玻璃,从功能化玻璃的角度考虑自清洁和能源效率⒆。系统控制器设计考虑发光强度的上位控制器架构,分别设计线性二次型调节器和模型预测控制器,并在以后的研究中分别进行仿真及实车测试。
3结论
文章设计的汽车智能前挡风玻璃调光控制系统能够根据环境温度和光线强度，对电致玻璃实施不同的电流控制,实现玻璃透射比在70%~100%范围内智能调节,增强视线的清晰度,阻隔紫外线的射入。同时接收防盗ECU信号和车门遥控器信号,对前挡风玻璃实行通电控制，控制电致玻璃颜色变深，可实现完全不透明,起到防盗作用。该系统的创新点在于前挡风玻璃智能化的设计,随外部环境的变化调整玻璃透光率,缓解驾驶疲劳,保证行车安全,也为汽车智能前挡风玻璃产品的研发打下基础。
参考文献
山]李振中.智能调光玻璃在汽车上的应用[J.兰州理工大学学报,2015(9):58-59.
[2]谢永恒.汽车前挡风玻璃新产品开发项目的质量管理研究[DJ广东:广东工业大学,2019:1-4.
3]刘娜,丁培丽.汽车挡风透明度调节专利技术发展综述[叮.山东工业技术,2018(22):7.臼]朱革,蒲治伟,付敏.单交变光场的微控移相精密直线位移测量方法光学学报,2020,40(2):2-5.
[5]汪清森,郭健忠,刘懂,等.基于防眩目功能的液晶调光玻璃电学性能研究[J.制造业自动化,2015(14):84-86.
[6]GARLISI C, TREPCI E,LI Xuan, et al.Multilayer thin film strudures formuh ifunctionsl gasse Sdf-clearing.arat ireflective and energy-savingrropertiec[J].Appied Energy,2020(264): 114.
朱敏,陈慧岩.考虑车间反应时距的汽车自适应巡航控制策略叮机械工程学报,2017(14):145-146.
