新型智能汽车雨刮系统的设计

何小兵

（东风悦达起亚汽车有限公司研究所，江苏 盐城224000）

近几年来，随着科学技术进步，智能化技术逐渐渗透到各个行业，如智能化的技术应用于汽车雨刮系统的设计中。相比较过去的雨刮系统，智能雨刮系统中处理器的设计、机电驱动的设计等水平明显提高。基于这样的发展背景，本文详细地分析了新型智能汽车的雨刮系统。

1 新型智能汽车雨刮系统的设计分析

雨刮系统是汽车中的重要组成部分，在智能化发展的过程中，汽车雨刮系统也逐渐朝着智能化的方向发展，如智能化处理器设计，电机驱动的设计等，另外还有对雨刮系统的一些硬件和软件的设计。从系统的结构出发，对雨刮系统的处理器设计、电机驱动设计和其他设计进行了分析。

（1）处理器设计

处理器是智能汽车雨刷系统的重要组成部分，处理器的性能直接决定了雨刷的整体性能，主要控制雨刷系统的转速、电机转速信号处理和雨量信号的处理等，这些信号的采集和处理直接影响雨刷系统的工作性能，所以智能汽车雨刮系统的设计对处理器有着非常高的要求。新型智能汽车的雨刮系统处理器只有拥有高精度的模拟水平，才能够更好地控制这些性能，而且除了高精度的模拟水平，还需要具备一些高性能的数字信号处理的能力。［1］所以进行处理器设计时，应该采用高度集成的芯片，如DSP芯片对高性能的数字混合处理器有良好的兼容性，对于外部的各种信号处理也有非常强的能力，从而提升智能汽车雨刮系统的运行效率。

（2）电机驱动设计

除了处理器的设计，新型智能汽车雨刮系统还包括电机驱动系统。电机驱动系统就是车载专用电机，主要功能是为汽车雨刮系统提供相应的电流，能够保证系统的正常运行。在电机驱动设计时，专用的车载电器驱动芯片是最好的选择，因为其能够为整个系统提供最大的电机驱动电流，可以达到30 A，而且在新型智能汽车雨刮系统电机驱动的内部集成了电流感性的模块和H桥电机驱动的电路，这样的设计可以将智能雨刮电机驱动得更好。［2］一般情况下，雨刷系统的智能驱动运行有电机驱动的保护，可能达到更好的智能保护要求，对其电机的运行状态实时检测，如果发现电机处于异常的情况，就应该采取及时的有效措施，保证了新型智能汽车雨刮系统的运行可靠性和安全性。

（3）其他设计

除了处理器模块和电机驱动，新型智能汽车雨刮系统还有其他的硬件设备，包括总线结构的设计、外围电路、仿真接口等，这些硬件设备对整个新型智能汽车雨刮系统起关键的作用，所以还需要对这些内容进行设计从而保证新型智能汽车雨刮系统的设计全面性。其中，光电编码器的主要作用是对电机中信号的反馈，能够有效检测和测量雨刮的刮刷角度以及电机的转速，保证电机驱动的可靠性运行。外围电路主要包括复位电路、供电、时钟信号电路、SRAM存储外扩电路等，对新型智能汽车雨刮系统的正常运行有着非常重要的作用。

2 新型智能汽车雨刮系统设计中需要注意的问题

进行产品设计时，首先需要设计完整的输入，然后就是需要对雨刮记进行选择，主要包括励磁式和永磁式两种，在选择种类的时候，要考虑维修的便利性，解锁口要尽量朝外设计，一般情况下要在通风盖掀起以后可以直接将雨刮系统的电机结构从钣金空腔内部取出，同时能够保证尽量不拆卸其他的零部件。［3］然后在对雨刮系统进行布置的时候，需要选择合理的装配策略，应注意以下六个方面的问题。

（1）雨刮系统在布置的时候要充分考虑系统的性能和周边的一些环境，条件允许的情况下，尽可能采用中置式的结构设计。

（2）雨刮系统要和运动情况相一致，一般情况下运动之间的间隙要大于12 mm，而静止件之间的间隙一般大于8 mm。

（3）在安装雨刮系统的时候，要关系车身安装点的刚度、公差和转轴的角度和电功率。

（4）雨刮系统的连杆尽可能地做成直线型，转轴、衬套座的安装点尽可能跟连杆在一条直线上，这样的设计对雨刮系统的运行有促进的作用。

（5）雨刮系统的布置主要考虑的因素是流水的路径，流水的路径要尽可能地避开一些电器件和比较容易忽视的零件，重点是给雨刮供电的电机驱动，绝对不可以将其布置在钣金容易腐蚀的位置，同时和整个车身的设计相结合。

（6）在雨刮系统布置的时候还应该满足行人保护的要求，对于雨刮系统的刮刷区域要选择合理的攻击角进行设计，分析雨刮系统的刮臂和刮刷，要进行运动分析和空间动力学分析，设计出最终的数学模型后进行安装。

3 新型智能汽车雨刮系统设计的改进方面

在汽车的各个系统中，雨刮系统是汽车的重要组成部分，雨刮系统的设计对于驾驶员在雨天驾驶行车非常重要，所以其运行速度必须符合时代的要求。［4］为了保证汽车雨刮系统有效性和合理性，需要对雨刮系统进行改进，智能汽车雨刮系统的设计只有不断地改进和创新才能够保证智能雨刷系统得到长久发展。从优化调整刮刷模式的间歇时间和改进刮刷模式这两个方面分析新型智能汽车雨刮系统设计的改进。

（1）优化调整刮刷模式的间歇时间

在传统的旧型汽车中，雨刮系统是由专门的电路控制的，这样的设计虽然简单方便，但是长时间控制雨刷的间歇工作比较容易引起系统硬件方面的故障。而且雨刮系统间歇时间运行没有办法自由的调整，所以这种情况的存在会引发系统运行的安全性和可靠性。新型智能汽车雨刮系统设计中，采用数字信号的方式对雨刮间歇工作进行控制，能保证了系统运行的智能性，机动车驾驶员可以方便设置，并且调整雨刮系统的间歇性时间。

（2）改进刮刷模式

通过调查发现，雨刮转速是在2～3个固定的档位进行转动的，但是往往两个档位之间的雨刷转速差别比较大，这种情况的存在会给雨刮系统的正常运行造成很多的困难。基于这样的问题需要对雨刮系统的转速可调性进行设计，同时还要保证雨刷的转速和汽车的实际转速相符合。［5］所以在设计的过程中，雨刮的转速应该由传统的固定档位的转速转变为雨刮转速逐渐变化的刮刷模式，也就是说在一定的档位下，保证雨刮速度的逐渐变化，从而将智能汽车雨刮系统的运行效率整体提高。

4 结束语

在汽车智能化的技术应用中，雨刮系统是重要的一部分。本文主要分析了新型智能汽车雨刮系统中处理器设计和电机驱动设计，以及其他方面的设计，然后对新型智能汽车雨刮系统中优化调整刮刷模式的间歇时间和改进刮刷模式等个方面分析新型智能汽车雨刮系统设计的改进，以提升新型智能汽车雨刮系统的设计质量。