新型智能汽车雨刮系统的设计

刘宗健+林学理+赵端金

摘 要：作为保障汽车行驶安全的重要措施，雨刮器主要是刮刷汽车挡风玻璃上的雨水，而系统的运行效率将会影响雨水的刮刷效率。雨刮器是保证司机行车视野开阔的关键，因此，需要科学地设计汽车雨刮系统。

关键词：智能化技术；汽车雨刮系统；处理器；电机驱动

中图分类号：U463.85+5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.113

近年来，智能化技术逐渐应用到了汽车雨刮系统的设计中，当然，智能汽车雨刮系统的设计也与过去的设计有很大的不同，比如，处理器设计、机电驱动的设计等都有了明显的差别。另外，系统的运行性能也有了很大的改善。鉴于此，本文主要分析了新型智能汽车雨刮系统的设计，以期为日后的相关工作提供参考和借鉴。

1 新型智能汽车雨刮系统的设计分析

雨刮系统是汽车的重要组成部分，在智能化技术快速发展的过程中，汽车的雨刮系统也逐渐朝着智能化的方向发展。例如，处理器设计、电机驱动的设计以及其他设计等，同时，也调整了一些硬件和软件的设计。雨刮系统主要是由处理器、电机驱动组成的，如图1所示。

1.1 处理器设计

作为智能汽车雨刮系统的重要组成部分，处理器主要是处理雨刮的转速、电机转速信号和处理雨量信号等信号，对处理器的硬件配置有极高的要求。新型智能汽车雨刮系统的处理器要想更好地满足这些控制功能，就需要有高精度的模拟水平，同时，还需要具备高性能数字信号处理能力。鉴于此，笔者在设计处理器时，主要采用DSP芯片TMS320f2812。该处理器是一款代码兼容的高性能数字混合处理器，可以很好地处理各种外部信号，对提升智能汽车雨刮系统的运行效率有很大的帮助。

1.2 电机驱动设计

电机驱动主要是车载专用的电机，它会为汽车雨刮系统提供相应的电流，从而保证系统的正常运行。对于电机驱动的设计，需要采用专用的车载电器驱动芯片，确保其为系统提供的最大驱动电流达到30 A，同时，电机驱动的内部集成了电流感应模块和H桥电机驱动电路。这样，雨刮系统运行可以更好地满足智能雨刮电机驱动的运行要求；再加上电机驱动所具备的智能保护功能，可以实时检测电机的运行状态，一旦发现电机运行异常，就可以及时采取有效的处理措施，保证机电机以及雨刮系统运行的安全性和可靠性。

1.3 其他设计

智能汽车雨刮系统还包括很多硬件设备，比如光电编码器、CAN总线结构、DSP外围电路和JTAG仿真接口等，各种硬件设备都对新型智能汽车雨刮系统的运行起着关键性的作用，所以，新型智能汽车雨刮系统的设计要保证设计的全面性。光电编码器主要用于电机角度信号的返回，有效监测和测量雨刮的刮刷角度和电机的转速，它对保障汽车雨刮系统运行的可靠性有着一定的作用。DSP外围电路主要包括复位电路、DSP供电、DSP时钟信号电路和SRAM存储外扩电路，它是新型智能汽车雨刮系统的重要组成部分。

2 新型智能汽车雨刮系统设计的改进

在科技迅猛发展的今天，汽车行业的发展极为迅速，而雨刮系统作为汽车的重要组成部分，其设计的有效性、合理性将直接影响其运行效率。因此，在新型智能汽车雨刮系统设计的过程中，应不断对其改进和创新，这样才能保证智能雨刮系统的长期发展，同时，也为汽车行业的发展作出一定的贡献。

2.1 优化调整间歇刮刷模式的间歇时间

在旧式汽车雨刮系统运行的过程中，它主要是由专门的电路控制雨刮的间歇工作，而当其长时间运行，极易引发系统硬件故障；再加上系统运行间歇时间无法自由调整，就会影响雨刮系统运行的安全性和可靠性。在新型智能汽车雨刮系统设计的过程中，主要采用数字信号的方式控制雨刮间歇工作。这样做，不仅保证了系统运行的智能性，也便于相关操作人员设置和调整雨刮的间歇时间，从而有效提高智能汽车雨刮系统的运行效率。

2.2 改进刮刷模式

经过调查分析，雨刮的转速主要是在2～3个固定挡位转动的，因为2个挡位之间的转速差较大，所以，会给雨刮系统的正常运行造成一定的困难，不利于雨刮系统的正常运行。在此过程中，一方面，要保证系统在运行过程中雨刮转速的可调性；另一方面，要保证雨刮的转速与汽车实际的运行速度相符。在设计过程中，雨刮的转速应改进为渐变速的刮刷模式，在一定的挡位下，要保证雨刮的刮刷速度渐变运行，这样可以有效提升智能汽车雨刮系统的运行效率。

3 结束语

随着社会科技的快速发展，智能化技术也被广泛应用到各行各业中。结合笔者多年的工作经验，分析了新型智能汽车雨刮系统的设计，主要从处理器设计、电机驱动设计、其他设计等方面展开论述。同时，在新型智能汽车雨刮系统设计的引导下，作者也提出了有关系统设计的改进措施，希望能够提升新型智能汽车雨刮系统的设计质量。

参考文献

[1]司雯雯，张裕兵，司亮.基于Simulink的汽车雨刮器运动仿真分析[J].汽车零部件，2014（09）.

[2]赵岩，王丽.汽车雨刮系统的设计与实现[J].现代科学仪器，2013（01）.

Design of the New Type of Intelligent Vehicle Wiper System

Liu Zongjian， Lin Xueli， Zhao Duanjin

Abstract： As an important measure to ensure the safety of automobile driving， the rain wiper system is the rain water， and the operating efficiency of the system will affect the efficiency of the rain. Rain wiper is the key to ensure the driver's driving vision， and therefore， the need to design the car wiper system.

Key words： intelligent technology； automotive windshield wiper system； processor； motor drive

〔编辑：白洁〕