智能汽车防雾策略的进化:从被动除雾到主动预测
芝能智芯出品
传统的汽车防雾方式较为简单,当挡风玻璃起雾时,驾驶员通常通过按键或语音指令启动除雾功能,待视野恢复清晰后再调整风量。这种做法虽能解决问题,但本质上是被动应对。
随着智能座舱、自动驾驶以及能效管理成为整车设计的重要考量因素,防雾功能正经历着根本性的变革。
现代系统的目标,不再是“雾已经出现了”,而是“雾会不会出现”,从而实现提前干预和预防。
Part 1 防雾功能从舒适性向安全性跃迁
防雾的核心价值已不再局限于提升驾乘舒适度,而是成为保障行车安全的重要组成部分。
挡风玻璃内侧雾气的形成,通常发生在高湿度、温差剧烈变化、多人乘座或雨雪天气等典型场景中。这种雾化过程往往比驾驶员的反应速度快,因此在法规层面,防雾能力已被纳入强制性要求。
以欧盟的相关法规为例,明确规定所有车辆必须具备有效清除挡风玻璃内侧雾气的能力。这并非是一项可选配置,而是一项关乎行车安全的基本保障。
在智能驾驶日益普及的今天,雾气问题的影响范围被进一步扩展。随着车辆对前视摄像头、驾驶员监控系统及多传感器融合的依赖度提高,挡风玻璃的起雾不仅会影响驾驶员的视野,还可能干扰感知系统的运行。
因此,防雾功能已从传统空调子系统中脱胎,演变为融合安全、感知与能效的系统级能力。
Part 2 传统与预测性防雾策略的对比
传统防雾策略存在明显的被动性与高能耗问题。当雾气形成后,系统通常通过加热、增加风量或提升空调功率来蒸发水汽,这种方式在燃油车时代尚可接受,但在电动车上则可能显著影响续航。
而预测性防雾的核心理念是“防患于未然”,即在雾气尚未形成前进行干预。其实现基础是对“露点”的精准掌握。
虽然雾气的形成与湿度密切相关,但从工程角度看,真正决定雾化发生的,是露点温度与目标表面温度之间的关系。
一个高效的防雾系统需要持续监测三个关键参数:
- 车内或环境的相对湿度
- 周围空气温度
- 挡风玻璃或摄像头镜头的表面温度
当表面温度低于当前环境条件下的露点温度时,雾气开始形成。现代防雾系统的核心逻辑是持续计算露点温度,并与关键部件的实时温度进行比对。一旦发现两者逐渐接近,系统即可提前响应,避免视野受限。
Part 3 防雾系统中的工程挑战与传感器布局
预测性防雾只是第一步,接下来的关键在于“何时介入”,这取决于一个看似简单但极为关键的参数——阈值。
- 若阈值设定过大,系统将频繁提前启动 HVAC,造成不必要的能耗和噪音;
- 若设定过小,系统响应滞后,仍可能导致短暂起雾,迫使驾驶员手动干预。
理想状态下,系统应在表面温度即将接近露点之前启动干预。此外,还需考虑传感器的误差、热惯性以及环境干扰。
因此,系统对三个方面提出了较高要求:露点计算的准确性、表面温度变化的响应速度,以及传感器在长期使用中的稳定性与抗老化能力。
在防雾系统中,传感器的安装位置往往容易被忽视,但其对整体性能的影响却远超精度本身。
在挡风玻璃防雾场景中,工程实践表明,玻璃顶部中央区域是最理想的安装位置。该区域靠近后视镜与前视摄像头,远离边缘冷热点,受阳光直射和风道出风的影响较小,更能代表整体玻璃的温度状态。
如果传感器安装在靠近出风口或局部受热区域,则测量结果容易被系统性偏移,导致露点判断失准,进而影响整个防雾策略。
不少车型采用集成式传感器,将雨量、光照和湿度传感器合为一体,主要目的是节省成本和空间。然而在防雾功能中,这种集成方式逐渐暴露出结构上的局限。
- 组合传感器中通常包含多个有源元件,自身发热难以避免,可能干扰温度和湿度的测量;
- 同时,其体积较大,对热隔离和布置空间提出更高要求;
- 随着视觉感知系统逐渐替代传统雨量和光照传感器,组合传感器的意义也在减弱,而专门针对防雾功能的湿度与温度传感器,反而更利于系统解耦、精度提升和架构演进。
随着智能驾驶等级的提高,防雾的目标也从单纯的挡风玻璃扩展至前视摄像头、舱内监控系统、侧向感知模块等。特别是安装于非挡风玻璃区域的摄像头,由于无法直接依赖 HVAC 系统,必须配备独立的防雾策略。
近年来,芯片级湿度与温度传感器的发展,使得防雾能力可以集成进摄像头模组内部,实现局部、快速的预测性防护。防雾功能正在从一个集中式模块,演变为分布于多个感知节点上的基础能力。
结语
防雾技术的演变,已不再是传统意义上改善舒适性的配置,也不仅仅是 HVAC 的附属功能,而是连接安全、能效、感知与系统可靠性的一项关键能力。
实现预测性防雾,需要对热力学原理、传感器设计、系统架构和整车能效有深刻而严谨的理解。
原文标题:车辆的智能防雾策略:如何从“除雾”到“预测”