何小兵

（東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車(chē)有限公司研究所，江蘇 鹽城224000）

近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，智能化技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，如智能化的技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。相比較過(guò)去的雨刮系統(tǒng)，智能雨刮系統(tǒng)中處理器的設(shè)計(jì)、機(jī)電驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)等水平明顯提高?；谶@樣的發(fā)展背景，本文詳細(xì)地分析了新型智能汽車(chē)的雨刮系統(tǒng)。

1 新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

雨刮系統(tǒng)是汽車(chē)中的重要組成部分，在智能化發(fā)展的過(guò)程中，汽車(chē)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(jì)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)等，另外還有對(duì)雨刮系統(tǒng)的一些硬件和軟件的設(shè)計(jì)。從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)雨刮系統(tǒng)的處理器設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和其他設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

（1）處理器設(shè)計(jì)

處理器是智能汽車(chē)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(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理和雨量信號(hào)的處理等，這些信號(hào)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(chē)雨刮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)處理器有著非常高的要求。新型智能汽車(chē)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(hào)處理的能力。［1］所以進(jìn)行處理器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該采用高度集成的芯片，如DSP芯片對(duì)高性能的數(shù)字混合處理器有良好的兼容性，對(duì)于外部的各種信號(hào)處理也有非常強(qiáng)的能力，從而提升智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

除了處理器的設(shè)計(jì)，新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)還包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是車(chē)載專用電機(jī)，主要功能是為汽車(chē)雨刮系統(tǒng)提供相應(yīng)的電流，能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，專用的車(chē)載電器驅(qū)動(dòng)芯片是最好的選擇，因?yàn)槠淠軌驗(yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)提供最大的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流，可以達(dá)到30 A，而且在新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部集成了電流感性的模塊和H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電路，這樣的設(shè)計(jì)可以將智能雨刮電機(jī)驅(qū)動(dòng)得更好。［2］一般情況下，雨刷系統(tǒng)的智能驅(qū)動(dòng)運(yùn)行有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的保護(hù)，可能達(dá)到更好的智能保護(hù)要求，對(duì)其電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)電機(jī)處于異常的情況，就應(yīng)該采取及時(shí)的有效措施，保證了新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和安全性。

（3）其他設(shè)計(jì)

除了處理器模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，新型智能汽車(chē)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(jì)、外圍電路、仿真接口等，這些硬件設(shè)備對(duì)整個(gè)新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)起關(guān)鍵的作用，所以還需要對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)從而保證新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)全面性。其中，光電編碼器的主要作用是對(duì)電機(jī)中信號(hào)的反饋，能夠有效檢測(cè)和測(cè)量雨刮的刮刷角度以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可靠性運(yùn)行。外圍電路主要包括復(fù)位電路、供電、時(shí)鐘信號(hào)電路、SRAM存儲(chǔ)外擴(kuò)電路等，對(duì)新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著非常重要的作用。

2 新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要設(shè)計(jì)完整的輸入，然后就是需要對(duì)雨刮記進(jìn)行選擇，主要包括勵(lì)磁式和永磁式兩種，在選擇種類的時(shí)候，要考慮維修的便利性，解鎖口要盡量朝外設(shè)計(jì)，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(jī)結(jié)構(gòu)從鈑金空腔內(nèi)部取出，同時(shí)能夠保證盡量不拆卸其他的零部件。［3］然后在對(duì)雨刮系統(tǒng)進(jìn)行布置的時(shí)候，需要選擇合理的裝配策略，應(yīng)注意以下六個(gè)方面的問(wèn)題。

（1）雨刮系統(tǒng)在布置的時(shí)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(jì)。

（2）雨刮系統(tǒng)要和運(yùn)動(dòng)情況相一致，一般情況下運(yùn)動(dòng)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(shí)候，要關(guān)系車(chē)身安裝點(diǎn)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(diǎn)盡可能跟連桿在一條直線上，這樣的設(shè)計(jì)對(duì)雨刮系統(tǒng)的運(yùn)行有促進(jìn)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(kāi)一些電器件和比較容易忽視的零件，重點(diǎn)是給雨刮供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，絕對(duì)不可以將其布置在鈑金容易腐蝕的位置，同時(shí)和整個(gè)車(chē)身的設(shè)計(jì)相結(jié)合。

（6）在雨刮系統(tǒng)布置的時(shí)候還應(yīng)該滿足行人保護(hù)的要求，對(duì)于雨刮系統(tǒng)的刮刷區(qū)域要選擇合理的攻擊角進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析雨刮系統(tǒng)的刮臂和刮刷，要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和空間動(dòng)力學(xué)分析，設(shè)計(jì)出最終的數(shù)學(xué)模型后進(jìn)行安裝。

3 新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)方面

在汽車(chē)的各個(gè)系統(tǒng)中，雨刮系統(tǒng)是汽車(chē)的重要組成部分，雨刮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于駕駛員在雨天駕駛行車(chē)非常重要，所以其運(yùn)行速度必須符合時(shí)代的要求。［4］為了保證汽車(chē)雨刮系統(tǒng)有效性和合理性，需要對(duì)雨刮系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只有不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新才能夠保證智能雨刷系統(tǒng)得到長(zhǎng)久發(fā)展。從優(yōu)化調(diào)整刮刷模式的間歇時(shí)間和改進(jìn)刮刷模式這兩個(gè)方面分析新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。

（1）優(yōu)化調(diào)整刮刷模式的間歇時(shí)間

在傳統(tǒng)的舊型汽車(chē)中，雨刮系統(tǒng)是由專門(mén)的電路控制的，這樣的設(shè)計(jì)雖然簡(jiǎn)單方便，但是長(zhǎng)時(shí)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(shí)間運(yùn)行沒(méi)有辦法自由的調(diào)整，所以這種情況的存在會(huì)引發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用數(shù)字信號(hào)的方式對(duì)雨刮間歇工作進(jìn)行控制，能保證了系統(tǒng)運(yùn)行的智能性，機(jī)動(dòng)車(chē)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(shí)間。

（2）改進(jìn)刮刷模式

通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雨刮轉(zhuǎn)速是在2～3個(gè)固定的檔位進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的，但是往往兩個(gè)檔位之間的雨刷轉(zhuǎn)速差別比較大，這種情況的存在會(huì)給雨刮系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成很多的困難?；谶@樣的問(wèn)題需要對(duì)雨刮系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速可調(diào)性進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還要保證雨刷的轉(zhuǎn)速和汽車(chē)的實(shí)際轉(zhuǎn)速相符合。［5］所以在設(shè)計(jì)的過(guò)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(shuō)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(chē)雨刮系統(tǒng)的運(yùn)行效率整體提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

在汽車(chē)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(chē)雨刮系統(tǒng)中處理器設(shè)計(jì)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，以及其他方面的設(shè)計(jì)，然后對(duì)新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)中優(yōu)化調(diào)整刮刷模式的間歇時(shí)間和改進(jìn)刮刷模式等個(gè)方面分析新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，以提升新型智能汽車(chē)雨刮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。