新型智能汽車雨刮系統(tǒng)的設(shè)計

何小兵

（東風(fēng)悅達起亞汽車有限公司研究所，江蘇 鹽城224000）

近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)進步，智能化技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如智能化的技術(shù)應(yīng)用于汽車雨刮系統(tǒng)的設(shè)計中。相比較過去的雨刮系統(tǒng)，智能雨刮系統(tǒng)中處理器的設(shè)計、機電驅(qū)動的設(shè)計等水平明顯提高?；谶@樣的發(fā)展背景，本文詳細地分析了新型智能汽車的雨刮系統(tǒng)。

1 新型智能汽車雨刮系統(tǒng)的設(shè)計分析

雨刮系統(tǒng)是汽車中的重要組成部分，在智能化發(fā)展的過程中，汽車雨刮系統(tǒng)也逐漸朝著智能化的方向發(fā)展，如智能化處理器設(shè)計，電機驅(qū)動的設(shè)計等，另外還有對雨刮系統(tǒng)的一些硬件和軟件的設(shè)計。從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，對雨刮系統(tǒng)的處理器設(shè)計、電機驅(qū)動設(shè)計和其他設(shè)計進行了分析。

（1）處理器設(shè)計

處理器是智能汽車雨刷系統(tǒng)的重要組成部分，處理器的性能直接決定了雨刷的整體性能，主要控制雨刷系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、電機轉(zhuǎn)速信號處理和雨量信號的處理等，這些信號的采集和處理直接影響雨刷系統(tǒng)的工作性能，所以智能汽車雨刮系統(tǒng)的設(shè)計對處理器有著非常高的要求。新型智能汽車的雨刮系統(tǒng)處理器只有擁有高精度的模擬水平，才能夠更好地控制這些性能，而且除了高精度的模擬水平，還需要具備一些高性能的數(shù)字信號處理的能力。［1］所以進行處理器設(shè)計時，應(yīng)該采用高度集成的芯片，如DSP芯片對高性能的數(shù)字混合處理器有良好的兼容性，對于外部的各種信號處理也有非常強的能力，從而提升智能汽車雨刮系統(tǒng)的運行效率。

（2）電機驅(qū)動設(shè)計

除了處理器的設(shè)計，新型智能汽車雨刮系統(tǒng)還包括電機驅(qū)動系統(tǒng)。電機驅(qū)動系統(tǒng)就是車載專用電機，主要功能是為汽車雨刮系統(tǒng)提供相應(yīng)的電流，能夠保證系統(tǒng)的正常運行。在電機驅(qū)動設(shè)計時，專用的車載電器驅(qū)動芯片是最好的選擇，因為其能夠為整個系統(tǒng)提供最大的電機驅(qū)動電流，可以達到30 A，而且在新型智能汽車雨刮系統(tǒng)電機驅(qū)動的內(nèi)部集成了電流感性的模塊和H橋電機驅(qū)動的電路，這樣的設(shè)計可以將智能雨刮電機驅(qū)動得更好。［2］一般情況下，雨刷系統(tǒng)的智能驅(qū)動運行有電機驅(qū)動的保護，可能達到更好的智能保護要求，對其電機的運行狀態(tài)實時檢測，如果發(fā)現(xiàn)電機處于異常的情況，就應(yīng)該采取及時的有效措施，保證了新型智能汽車雨刮系統(tǒng)的運行可靠性和安全性。

（3）其他設(shè)計

除了處理器模塊和電機驅(qū)動，新型智能汽車雨刮系統(tǒng)還有其他的硬件設(shè)備，包括總線結(jié)構(gòu)的設(shè)計、外圍電路、仿真接口等，這些硬件設(shè)備對整個新型智能汽車雨刮系統(tǒng)起關(guān)鍵的作用，所以還需要對這些內(nèi)容進行設(shè)計從而保證新型智能汽車雨刮系統(tǒng)的設(shè)計全面性。其中，光電編碼器的主要作用是對電機中信號的反饋，能夠有效檢測和測量雨刮的刮刷角度以及電機的轉(zhuǎn)速，保證電機驅(qū)動的可靠性運行。外圍電路主要包括復(fù)位電路、供電、時鐘信號電路、SRAM存儲外擴電路等，對新型智能汽車雨刮系統(tǒng)的正常運行有著非常重要的作用。

2 新型智能汽車雨刮系統(tǒng)設(shè)計中需要注意的問題

進行產(chǎn)品設(shè)計時，首先需要設(shè)計完整的輸入，然后就是需要對雨刮記進行選擇，主要包括勵磁式和永磁式兩種，在選擇種類的時候，要考慮維修的便利性，解鎖口要盡量朝外設(shè)計，一般情況下要在通風(fēng)蓋掀起以后可以直接將雨刮系統(tǒng)的電機結(jié)構(gòu)從鈑金空腔內(nèi)部取出，同時能夠保證盡量不拆卸其他的零部件。［3］然后在對雨刮系統(tǒng)進行布置的時候，需要選擇合理的裝配策略，應(yīng)注意以下六個方面的問題。

（1）雨刮系統(tǒng)在布置的時候要充分考慮系統(tǒng)的性能和周邊的一些環(huán)境，條件允許的情況下，盡可能采用中置式的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（2）雨刮系統(tǒng)要和運動情況相一致，一般情況下運動之間的間隙要大于12 mm，而靜止件之間的間隙一般大于8 mm。

（3）在安裝雨刮系統(tǒng)的時候，要關(guān)系車身安裝點的剛度、公差和轉(zhuǎn)軸的角度和電功率。

（4）雨刮系統(tǒng)的連桿盡可能地做成直線型，轉(zhuǎn)軸、襯套座的安裝點盡可能跟連桿在一條直線上，這樣的設(shè)計對雨刮系統(tǒng)的運行有促進的作用。

（5）雨刮系統(tǒng)的布置主要考慮的因素是流水的路徑，流水的路徑要盡可能地避開一些電器件和比較容易忽視的零件，重點是給雨刮供電的電機驅(qū)動，絕對不可以將其布置在鈑金容易腐蝕的位置，同時和整個車身的設(shè)計相結(jié)合。

（6）在雨刮系統(tǒng)布置的時候還應(yīng)該滿足行人保護的要求，對于雨刮系統(tǒng)的刮刷區(qū)域要選擇合理的攻擊角進行設(shè)計，分析雨刮系統(tǒng)的刮臂和刮刷，要進行運動分析和空間動力學(xué)分析，設(shè)計出最終的數(shù)學(xué)模型后進行安裝。

3 新型智能汽車雨刮系統(tǒng)設(shè)計的改進方面

在汽車的各個系統(tǒng)中，雨刮系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，雨刮系統(tǒng)的設(shè)計對于駕駛員在雨天駕駛行車非常重要，所以其運行速度必須符合時代的要求。［4］為了保證汽車雨刮系統(tǒng)有效性和合理性，需要對雨刮系統(tǒng)進行改進，智能汽車雨刮系統(tǒng)的設(shè)計只有不斷地改進和創(chuàng)新才能夠保證智能雨刷系統(tǒng)得到長久發(fā)展。從優(yōu)化調(diào)整刮刷模式的間歇時間和改進刮刷模式這兩個方面分析新型智能汽車雨刮系統(tǒng)設(shè)計的改進。

（1）優(yōu)化調(diào)整刮刷模式的間歇時間

在傳統(tǒng)的舊型汽車中，雨刮系統(tǒng)是由專門的電路控制的，這樣的設(shè)計雖然簡單方便，但是長時間控制雨刷的間歇工作比較容易引起系統(tǒng)硬件方面的故障。而且雨刮系統(tǒng)間歇時間運行沒有辦法自由的調(diào)整，所以這種情況的存在會引發(fā)系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。新型智能汽車雨刮系統(tǒng)設(shè)計中，采用數(shù)字信號的方式對雨刮間歇工作進行控制，能保證了系統(tǒng)運行的智能性，機動車駕駛員可以方便設(shè)置，并且調(diào)整雨刮系統(tǒng)的間歇性時間。

（2）改進刮刷模式

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雨刮轉(zhuǎn)速是在2～3個固定的檔位進行轉(zhuǎn)動的，但是往往兩個檔位之間的雨刷轉(zhuǎn)速差別比較大，這種情況的存在會給雨刮系統(tǒng)的正常運行造成很多的困難?；谶@樣的問題需要對雨刮系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速可調(diào)性進行設(shè)計，同時還要保證雨刷的轉(zhuǎn)速和汽車的實際轉(zhuǎn)速相符合。［5］所以在設(shè)計的過程中，雨刮的轉(zhuǎn)速應(yīng)該由傳統(tǒng)的固定檔位的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)橛旯无D(zhuǎn)速逐漸變化的刮刷模式，也就是說在一定的檔位下，保證雨刮速度的逐漸變化，從而將智能汽車雨刮系統(tǒng)的運行效率整體提高。

4 結(jié)束語

在汽車智能化的技術(shù)應(yīng)用中，雨刮系統(tǒng)是重要的一部分。本文主要分析了新型智能汽車雨刮系統(tǒng)中處理器設(shè)計和電機驅(qū)動設(shè)計，以及其他方面的設(shè)計，然后對新型智能汽車雨刮系統(tǒng)中優(yōu)化調(diào)整刮刷模式的間歇時間和改進刮刷模式等個方面分析新型智能汽車雨刮系統(tǒng)設(shè)計的改進，以提升新型智能汽車雨刮系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量。