汽車后視新技術

m.bomingjun.com 來源：互聯(lián)網作者：wlzgcs 類別：汽車構造維修時間：2006-12-15

    近年來，國內外科研人員和汽車廠商針對傳統(tǒng)光學后視鏡存在的缺陷，從不同的角度通過各種途徑和方法進行革新與改進，產生了不少新技術。這些新技術中，既有局部的、單方面的變革，也有全方位的、根本性的改造(采用新的工作原理)：既有從功能上的創(chuàng)新，也有為滿足個性化或美學要求的設計，它們有的己形成產品、投放市場，有的還停留在方案設計或試驗階段。
    1、強化后視功能方面的新技術
    (1)鏡面新技術
    鏡子是光學反射式汽車后視裝置中的核心零件，鏡面又是它的關鍵部位，為提高行駛時特別超車、并線、轉彎、倒車或高速行駛時的安全系數，減輕駕駛員的疲勞，同時適應不同的工作環(huán)境，它最低應能滿足以下要求正確鮮明地反映物象，不變形或變形��；足夠的后視視野，后視范圍盡可能的大，最好能消除盲區(qū)；在雨、霧、寒冷等特殊天氣下能正常工作。目前的新技術大都是圍繞這幾個方面提出的。
    a.改變形狀，增加面積
    增加面積是汽車制造商為解決后視盲區(qū)的第一個反映，但鏡子大鏡框也大，會產生整體不協(xié)調的問題，同時也可能給視覺帶來不便。為解決這些矛盾，設計者從鏡子形狀、面積、安裝位置、整車風格、車主愛好等多方面綜合考慮。現(xiàn)在有不少汽車特別是大型車上采用狀如手臂的大面積后視鏡又稱“兔耳式后視鏡”，它們安裝的位置也和其它車輛不同，一般置與車輛前部。
    b.改變鏡面曲率
    平面鏡、球面鏡是傳統(tǒng)鏡面采用的兩大系列，它們各有所長，但都存在明顯的功能缺陷。
    平面鏡：優(yōu)點是后視物體無失真，能真實反映車后物體的真實外形及實際距離，給司機有比較準確的判斷信息。缺點是后視范圍較小，造成過多的視覺盲區(qū)。
    球面鏡：特點是后視物體縮小，后視范圍、視角擴大，不能真實反映車后物體大小及實際距離，駕駛員需經過一段適應對比過程。
    對上述兩種鏡面各取所長，人們用改變鏡面曲率的方法開發(fā)出一些新技術和新產品。
    雙曲率鏡面：雙曲率鏡面是目前比較新穎的鏡面。它彌補了平面鏡后視范圍過小，球面鏡反映后方物體不真實的不足，它的球面部分曲率半徑較大，一般為SR2000左右，基本上解決了失真問題。
    變曲率鏡面：它是依據車型、駕駛員眼點位置與后視鏡相對位置、視野要求三個要素，運用光學原理和數據方法，對車輛的前后左右不同視野角度選擇不同的曲率半徑，并平滑過渡，這樣，能夠在滿足基本不失真的條件下進一步擴大視野、減少盲區(qū)，既滿足了國家強制性標準，又解決了盲區(qū)問題。另外，在鏡面的設計上采用分界線的辦法來警示駕駛員變曲率面僅供觀察車后大致情況，在后視安全性的設計上是一個創(chuàng)新的進步，但制造工藝較為復雜，制造成本昂貴。
    全景后視鏡：歐洲和日本已經采用了一種全景后視鏡來消除駕駛員的盲點。這種后視鏡中間2/3的面積用平面鏡，靠外1/3的面積用大弧度的凸面鏡，這樣司機就能看到車后的一個全景，消除轉彎時的盲點，視野擴大了200%。為減少盲點，瑞典在10多年前就采用了具有凸面玻璃的外后視鏡。這種后視鏡看遠處的物體有失真現(xiàn)象，但由于其有助于消除盲點，現(xiàn)在己在世界不少地區(qū)使用。
    (2)表面處理新技術
    a.鍍層技術
    后視鏡鏡面鍍層有鍍銀、鍍鋁、鍍銘、TiO2涂層(俗稱“藍鏡”)四種。鍍銀、鍍鋁鏡面反射率較高，雖看得清晰，但長期觀察鏡面容易對眼睛造成疲勞，且防腐蝕性能較差，容易產生氧化，成本較低。鍍鉻鏡面反射率比較適合于對眼部的刺激，防腐蝕性能較好，目前使用的后視鏡大多采用此類鍍層方式。TiO2涂層鏡面有防眩目的功能，以減少眼部的疲勞，目前對中高檔轎車后視鏡的采用也比較普遍，但加工工藝比較復雜，色差的穩(wěn)定性較難控制。
    b.電化學后視鏡
    這種后視鏡含有一種膠黏體，施加小電荷，膠裁體就發(fā)暗，當光敏傳感器感覺到眩目強光時，電荷就被激發(fā)，后視鏡就不晃眼了。1998年全球共用了700萬只電化學后視鏡。
    c.保護膜與防護液
    這是為解決在用車輛后視鏡的防雨防霧防塵問題而開發(fā)的汽車輔助用品，有的還能防止陽光反射和夜間燈光的刺激。國外己較多使用，產品種類也多，國內尚未普及，成熟的產品也少見。保護膜與防護液工作的基本機理在于它有或能夠形成一個具有親水作用表層，使雨水不能形成水滴，光線沒有不規(guī)則反射。防強光反射則是因為有的保護膜呈藍色。同時注意，這些輔助用品在使用條件上有不少限制，使用壽命(周期)也不長。
    2、方便操作方面的新技術
    (1)電動后視鏡與記憶儲存式電動后視鏡
    駕駛員在行車前或行車過程中通過后視鏡觀察車側和車后情況時，有時需調節(jié)鏡面以便獲得最佳視野。對鏡面與鏡框固定的固定式后視鏡，在調節(jié)視角時操作者用手直接調節(jié)鏡框來完成，鏡框與支架連接是可調節(jié)的。這種調節(jié)方式費時費力，很難方便地一次完成視角的調節(jié)，駕駛員需用手伸出車窗外調節(jié)，在行車、雨天等情況下調節(jié)很不方便。對直接調節(jié)鏡面后視鏡，駕駛員在調節(jié)鏡面時，用手來按住鏡面直接調節(jié)視角。同固定式后視鏡比較類似，方便在于不必大動干戈來扳動整個后視鏡鏡框，也不致于破壞整車造型的美觀，但依然不方便。對拉索在車內操作轉動部件來調節(jié)鏡面的后視鏡，駕駛員在車內通過后視鏡轉動部件上的拉索來調節(jié)鏡面的視角。在行車時調節(jié)或雨天調節(jié)均比較安全方便，但自動化程度不高。
    電動后視鏡是目前高檔車上普遍使用的調節(jié)裝置，駕駛員在車內通過按鈕用電氣裝置控制轉動部件來調節(jié)鏡面達到所需視角，這樣的操作輕松、快捷、方便、正確，還解決了拉索后視鏡在調節(jié)右外后視鏡時因駕駛員遠離按鈕而產生的操作不便的問題。
    經過不斷完善，電動后視鏡上可能出現(xiàn)的松動問題、電磁干擾問題己基本解決。并進一步發(fā)展為記憶儲存式后視鏡。此類后視鏡的鏡面調節(jié)設計與駕駛員座椅、轉向盤、內視鏡構成一個系統(tǒng)，每個駕駛員可根據個人身高與駕駛習慣的不同來調節(jié)后視鏡的最佳視角，座椅、轉向盤最佳舒適性，然后進行記憶儲存。在其他人駕駛車輛后或被他人調整己記憶的視角后，車主可以非常輕松地開啟自己的記憶儲存，所有內在設施就又恢復到最佳的設定狀態(tài)。目前，很多轎車上都配有這種后視鏡。
    (2)后視鏡的加熱除霜
    當司機在霧天或雨天行駛時，由于霧氣造成的后視鏡鏡面的積霧、冬天積霜或雨水侵襲會造成司機對側后方的視線不清，影響行車安全，駕駛員需伸出車窗外進行清潔鏡面表面，這樣極不方便，又是暫時措施，霧氣及雨水又會馬上使之模糊不清。因此，為了功能上的完備，駕駛的安全性及操作的方便性，設計采用加熱除霜裝置，當產生上述情況時，駕駛員就可方便地開啟加熱除霜按扭，解除不必要的后顧之憂。
    3、提高自身安全及經久耐用性、延長裝置壽命方面的新技術
    (1)鏡面防飛濺
    后視鏡作為車身安全件，國家強制性標準明確規(guī)定，當后視鏡受到強烈沖擊時，后視鏡鏡面不得因破碎而飛濺傷人。為了防止鏡面飛濺，設計時的措施有：采用安全玻璃：玻璃組件與整個裝置盡可能牢固聯(lián)接。
    (2)折疊功能
    車輛在行車過程中難免發(fā)生一些意外事故，如車輛與車輛相擦、車輛與建筑物相擦、車輛與行人相擦等不經意的意外碰撞事件。后視鏡作為安裝在車輛上寬度最寬的零部件，在造成相擦的情況下，最易受到沖擊。為了避免擦傷，也為了縮小停車泊位空間，研究人員想到了將鏡框折疊的辦法，設計時是通過改變聯(lián)接方式或增加折疊機構，使后視鏡具有折疊功能。需要折疊時又有兩種辦法，通常是用手伸出窗外或人到車外將鏡框折攏，但不夠不便；目前有不少已是電動的，駕駛員在車內就可方便地調節(jié)，解決了許多操作上的方便。
    (3)材料與鍍層要求
    由于后視鏡去裝在汽車外，長期日曬雨淋，氣候條件惡劣，汽車行駛過程中要經受顛簸沖擊，因此現(xiàn)在后視鏡的材料選用時兼顧了溫度、濕度、強度與沖擊、彎曲性能等方面的要求，同時還要求材料不易老化、耐腐蝕、注塑性能和泊漆性能好等等。
    鍍層同樣影響產品的耐用性，有關技術己在前面論述。
    4、滿足美觀協(xié)調方面的新技術
    (1)注重后視鏡的整體風格設計
    現(xiàn)代汽車，特別是高檔車，設計時除了考慮后視鏡流線型及風阻系數外，還非常重視后視鏡的整體風格設計，藝術性、可觀賞性大大增強。
    (2)通過表面涂裝體現(xiàn)豪華氣派
    后視鏡組件的高質量的噴涂能讓后視鏡上了一個檔次；或使其與車身渾然一體，或體現(xiàn)高雅氣質，或別具一格。
    5、倒車安全新思路
    (1)增加光學輔助后視鏡
    這是一種在英國較為歡迎的后視鏡。其輔助后視鏡安裝到標準后視鏡之上，并且可相對于標準后視鏡進行角度調節(jié)，以擴大其后視范圍。
    輔助后視鏡有主體部分和相對主體轉動的殼體組成，殼體內有用于保持鏡子的帶凸肩的傾斜部分，殼體的下表面中心有軸套，自由端有一副相背安裝支架，輔助后視鏡主體在同邊上有許多齒，其中心分叉式軸用于在其連接時插入殼體軸套，在殼體轉動時，支架的齒與主體的齒相嚙合，這樣就固定了其相互的位置，同時鏡子相對主體傾斜，主體可用膠固定到標準后視鏡上。
    此輔助后視鏡的直徑約40-50m，安裝在標準后視鏡之上，對整車的風阻沒有影響。然而，它仍有較大的盲區(qū)，且制造較為復雜，制作成本較高。
    (2)汽車列車的側后視鏡
    這種可調式后視鏡結構在轉向或倒車時(特別對于列車)具有最佳的視野。在共用的殼體內安裝一副側鏡——一個動的和一個不動的，活動的側鏡相對于不動側鏡轉動并可形成不同的線角，活動側鏡用電動機經桿件連接轉動，兩個側鏡與殼體一起，也可相對固定支架垂直軸轉動。
    而其盲區(qū)仍舊很大，且使整車寬度增大，不夠美觀。
    (3)智能技術
    隨著電子技術的發(fā)展，許多智能化技術被廣泛應用到汽車上。據粗略統(tǒng)計，單用于汽車安全的智能技術就有20多種，智能化的后視技術層出不窮。如Gentex公司正在研究用一個數字輔助的后視鏡系統(tǒng)來加強駕駛員的視覺。這個系統(tǒng)并不僅僅反映能看到的景物，還用若干個傳感器捕捉和顯示不明顯的視覺信息，傳感器能改變物體間光線的反差，使在黑暗中不容易看見的物體顯現(xiàn)出來，還能發(fā)現(xiàn)在前照燈照不清楚或陽光眩目的地方的危險障礙物。
    a.智能測距、顯示(倒車雷達)技術
    采用雷達(激光、超聲波)測距原理制成的各種系統(tǒng)或裝置被廣泛用于汽車上。它能比較準確地測量出波源與障礙物之間的距離，并以數字形式顯示于裝在駕駛員可視范圍的儀表上或發(fā)出警報或兩者兼而有之。
    b.紅外夜視技術
    利用紅外線可改善汽車夜間行駛的視野情況。戴姆勒-克萊斯勒公司利用具有與遠光燈同樣照度的兩束激光紅外線光束照射汽車前方的景物，然后由放置在汽車頂部的一架紅外線攝像機拍攝下所有駕駛員不能看到的東西(行人、騎自行車的人等)。拍攝的圖像傳輸到駕駛座前方的風窗玻璃與儀表板之間的一個類似電視的熒屏上。這樣一來，駕駛員猶如戴上一副紅外線望遠鏡，車前方的景物清晰可辨。
    c.可視監(jiān)控(倒車電子屏)技術
    倒車電子屏系統(tǒng)是在行李箱蓋或后保險杠上裝設攝像機，并將拍攝到的畫面?zhèn)鬟f到駕駛座前方的電子屏幕上，駕駛員只要看眼前的電子屏幕就能知道車后的情況。這一技術目前已有應用，并解決了反向、夜視等問題。
    在底特律國際車展上，通用公司的Precept概念車裝了Donnelly公司生產的以攝像機為基礎的后視鏡系統(tǒng)。該系統(tǒng)用一個內后視鏡和兩個外后視鏡采集汽車周圍的景象，三個景象合成一個全景圖像在中控臺的視屏上顯示出來，還用文字說明來傳達信息。攝像機也可在倒車時使用，當車后近處有消火栓等障礙物時，就及時讓駕駛員知曉。
    沃爾沃(富豪)轎車公司新近推出的一款名為SCC的新車上采用了“主動式后視鏡和后向式攝像機”技術，實質是數字技術和可視監(jiān)控(倒車電子屏)技術的綜合，其上嵌上車門的后視鏡和后保險杠中的傳感器，可通過視頻信號提醒駕駛員注意從轎車側后方“盲點”處駛來的車輛。當險情加劇時，駕駛員還會收到由視頻和音頻信號共同組成的警報。作為車門后視鏡的補充，車兩側后視鏡處配置了“向后式攝像機”，它拍攝的畫面以視頻圖像的方式出現(xiàn)在儀表板上的一臺顯示監(jiān)視器中。必要時，駕駛員可借助它觀察情況。同時，車上還配置了一種紅外光增強器，它利用紅外技術延長并拓寬了駕駛員在夜間的視野。
    倒車電子屏系統(tǒng)與倒車雷達系統(tǒng)相比，前者具有確切判斷距離的優(yōu)點，這是由于對車后方的水溝、山崖、凸出的鋼筋、竹桿等超聲波是無法感應，這也是后者的倒車安全上的死角。同時由于目前汽車上視聽系統(tǒng)越來越完善，更為前者的廣泛應用奠定了基礎。