雨量感应式自动雨刮器控制系统.doc

雨感应式自动刮水器的检测与控制一、刮水器的内部结构1、电动刮水器的基本机构雨感应式电动刮水器是通过雨感应系统检测雨水，由微型直流电动及驱动，通过联动机构，使风窗玻璃外表面的刮水片来回摆动从而扫除风窗玻璃上的雨水或雪其基本功能实现展示如下：2、组成电动刮水器由刮水电动机和一套联动机构组成，如图 1 所示电动机 11 转动时，通过蜗轮蜗杆减速，使与涡轮上偏心相连的连杆 8 作往复运动，通过拉杆7、3 和摆杆 2、4、6 带动左右两刷杆 1、5 作往复摆动，橡胶刷便刷去风窗玻璃上的雨水、雪或灰尘二、刮水器的机械原理要让刮水片在挡风玻璃上来回快速移动，需要很大的动力 为了产生这种动力，设计人员在小电动机的输出端使用了蜗轮 蜗杆减速齿轮可以使电动机的扭矩增大约 50 倍，同时使电动机的输出速度降低50 倍 减速齿轮输出的动力操纵着连杆机构来回移动刮水器 电动机/齿轮总成内部是一个能够感应刮水器下止位的电路 该电路向刮水器提供电源，当刮水器停在挡风玻璃底部时，它才切断电动机电源 此电路还能根据刮水器间歇性设置，使刮水器在刮水过程中短暂停顿减速齿轮的输出轴上连接着一个短凸轴 此凸轴随着刮水器电动机的转动而旋转。

凸轴与一个长杆相连；当凸轴旋转时，会驱使长杆来回运动 此长杆又与一个短杆相连，并由后者驱动驾驶员侧的刮水片 另一个长杆从驾驶员侧向乘客侧刮水片传送动力 三、刮水器的控制系统大部分刮水器都有低速、高速以及间歇三种设置 当刮水器以低速和高速移动时，电动机需要连续运转 而使用间歇设置时，刮水器会在各次刮扫之间短暂停顿 为了防止由于刮水器连续运转而在挡风玻璃上形成发粘的表面，现代汽车上一般都增设了电子间歇刮水系统刮水系统的间歇功能主要靠间歇控制器来实现电路图如下：图 2 奥迪 100 型轿车刮水系统电路原理1-间歇控制器 2-刮水器开关 3-洗涤电动机 4-刮水电动机间歇控制器的工作原理：一般利用电机的回位开关触点与电阻电容的充放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫，即每动作一次停止 2－12 秒时间，对司机的干扰更少有些车辆的雨刮器还装有电子调速器，该调速器附带感应功能，能根据雨量的大小自动调节雨臂的摆动速度，雨大刮水臂转得快，雨小刮水臂转得慢，雨停刮水臂也停 可见，只要刮水器开关置于间歇档，电源便接入间歇控制器的“I”端，电容就会不间断地充放电，晶体管就会导通、截止反复翻转，使继电器反复接通C1与断开，如此形成了间歇刮水的工作状态，刮洗时间为 2~4 秒，间歇时间为4~6 秒，直到断开刮水器开关。

四、雨水自动感应系统检测与控制原理1、雨水传感器的检测原理雨水传感器应用了光学折射原理，在光线射在两种介质分界面上时，当一部分光线射入另外一种介质时，光线传播方向发生改变，这称为折射在第二种介质中折射光线和分界面法线 n0 的夹角称为折射角入射角 i 和折射角 r 有下述关系： （式中, —第二种介质对第一种介质的相对折射率 ）雨水传感器由红外光发射电路和红外光接收电路组成如图 3 所示 图 3从图 3 可以看出，红外光源发射器将红外光以固定的角度投射到挡风玻璃上，经由挡风玻璃、棱镜反射回到红外光源接收器；在挡风玻璃足够清晰的情况下，红外光源接收器收到的红外线总量与红外光源发出的红外线总量基本相等（如上部分） ；当有雨滴落在挡风玻璃上时，部分红外线会因为雨滴的折射而分散到外部，导致红外光源接收器接收到的光量小雨发射源发出的红外线总量（如下部分）2、雨刮器的控制过程红外光源接收器将接收到的红外光线信号转化为模拟电压信号，通过数字信号控制器片上 10 位精度模拟数字转换单元，得到对应到数字信号，结合由 LIN总线上给定的挡风玻璃清晰度设定值等信息，送给模糊控制器，即可根据雨量大小控制雨刷器电机运动，实现对雨刮器工作速度和时间的控制。

3、控制系统方框图（引用）输入变量模糊推理雨量传感器及电机电流信号雨刮器电机及机构设定的挡风玻璃清晰度模糊判决五、自动雨刮器的使用及保养注意事项因为雨量感应系统具有保护雨刷刮臂和刮刷的特性，因此在下列条件下感应系统将不工作：一、低温雨刷抑制：当点火线圈第一次转到“ON” ，车辆不动，且车外温度低于 0℃时，雨量感应系统不工作二、空挡雨刷抑制：当点火线圈在“ON”的位置，换挡杆在“N”的位置，且车速低于 8km／h 时，雨量感应系统不工作至于雨量感应雨刷器的保养，与普通雨刷器并没有区别并且，智能型无骨雨刷可大大降低抖动磨损，加之具有受力均匀、防日晒、重量更轻等优点，雨刷电机和刮片寿命比传统型雨刷更长，更加经济、可靠。