毕业设计___自动雨刮系统.doc

广州XXXXXXX学院毕业设计设计课题 汽车自动雨刮系统 姓 名 系 别 机械与电子系 班 级 指导教师 广州XXXXXXXX学院教务处制目 录毕业设计及答辩评价意见 毕业设计任务书毕业设计成果毕业设计说明书第一章：手动雨刮的组成、原理7第二章：自动雨刮的功能及组成.9.第三章：自动雨刮的操作及控制电路15第四章：自动雨刮的优点以及维护19第五章：自动雨刮系统可能会发展方向.20毕业设计及答辩评价意见指导教师评语: 该文选题实用性较强。手动雨刮在实际使用中存在的缺点：不能根据天气情况自动开启雨刮及自动调整雨刮的工作状态，操作不够人性化，而且存在一些安全方面的问题，当车辆有突如其来的溅水时不能及时反应，此时无法看清前面的情况，使乘车人员处于极度的危险之中。针对上述问题，作者提出了改进的办法自动雨刮，来解决手动雨刮的问题：1、安全性：十分之一秒的响应速度，可以让汽车对突如其来的溅水及时反应，自动刷去水团，使驾驶员的视野清晰，实现安全驾驶。 在雨中，汽车智能雨刮雨水传感器使汽车的雨刮处于完全自动的状态，驾驶员可以全神关注行车安全。 2、舒适性：驾驶汽车时需要面对很多：严重的交通状况，坏的天气，危险的道路，行车中接听电话，等等，汽车雨水传感器，可以使驾驶员在雨中少些负担，省心省事，增添一份舒适感觉。本文结构合理，层次分明，资料详尽，论点、论据正确、充分，语言表达较通顺，这与作者认真选题，搜集、分析资料，多次修改论文的工作是分不开的。指导教师（签字）： 日期： 2010年1月15日答辩委员会（评审小组）意见：综合成绩答辩委员会主任（签字）： 日期： （评审小组组长）毕业设计任务书毕业设计课题 汽车自动雨刮系统研制 课题来源 课题性质 真实课题 虚拟课题 起止时间 2009 年 12 月 21 日 2010 年 1 月 7 日 学生姓名 系（院） 机械与电子系 指导教师 一、毕业设计主要内容 汽车自动雨刮系统的研制 1.怎样使雨刮的快慢随着雨量变化 2.雨刮自动控制基本技术目标 3.自动雨刮怎样实现功能（有电路图） 二、毕业设计主要技术指标 1.根据天气自动开启雨刮 2.根据环境自动调节雨刮工作快慢 三、毕业设计基本要求及应完成的成果形式 1.现在传统雨刮系统是怎样的，实现了什么功能，有什么有点、缺点，所以 要改进。 2.改进的目的，新系统的组成、原理。 3.改进后实用性评价。 4.改进后尚有不够完善的地方，今后发展方向是什么？ 四、毕业设计进度安排 1.2009年12月21日前，完成选题工作 2.2009年12月31日前，完成资料查阅工作 3.2010年1月3日前，提交开题报告 4.2010年1月10日前，完成初稿 5.2010年1月15日前，定稿 6.2010年1月17日至18日，答辩 五、毕业设计应收集的资料及主要参考文献 /i?word=汽车雨刮电路图 丰田车系新系统教程培训 广东职业技能网 /200705/400/20080901084829.htm 四川交通职业技术学院精品课程课件 指导教师（签名）： 黄洁明 教研室主任（签名）： 系（院）负责人（签名）： 2010 年01 月15 日汽车自动雨刮系统研制姓名：龙俊良、高培涛、赵元琨、陈永图 系（学院）：机械与电子系 班级：07汽车检测与维修2班第一章：手动雨刮的结构及原理（1）刮水器的组成 如上图：电动刮水器主要由直流电动机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆、摆臂和刮水片等组成。一般电动机和蜗杆箱结合成一体组成刮水器电机总成。曲柄、连杆和摆杆等杆件可以把蜗轮的旋转运动转变为摆臂的往复摆动，使摆臂上的刮水片实现刮水动作。（2）手动雨刮的工作原理如上图：刮水器的开关有三个档位，它可以控制刮水器的速度和自动复位。四个接线柱分别接复位装置、电动机低速电刷、搭铁、电动机高速电刷0档为复位档，档为低速档，档为高速档。复位装置是在减速蜗轮8（由塑料或尼龙材料制成）上，嵌有铜环7和9。此铜环分为两部分，其中铜环9与电动机外壳相连（为搭铁）。触点臂3和5用磷铜片或其他弹性材料制成，其一端分别铆有触点4和6。由于触点臂具有一定的弹性，因此在蜗轮转动时，触点4和6与蜗轮8的端面和铜滑环7、9保持接触。当接通电源开关，并把刮水器开关拉出到“”档（低速）位置时，电流从蓄电池正极电源开关熔断丝电刷3电枢绕组电刷B1刮水器开关接线柱接触片刮水器开关接线柱搭铁蓄电池负极，构成回路，电动机以低速运转。把刮水器开关拉出到“”档（高速）位置时，电流从蓄电池正极电源开关熔断丝电刷3电枢绕组电刷B2刮水器接线柱接触片刮水器接线柱搭铁蓄电池负极，构成回路，电动机以高速运转。当把刮水器开关退回到“0”档时，如果刮水片没有停止到规定的位置，由于触点与铜环相接触，如图2-129b)所示，则电流继续流入电枢，其电路为蓄电池正极电源开关熔断丝电刷3电枢绕组电刷B1接线柱接触片接线柱触点臂铜环搭铁蓄电池的负极。由此可以看出，电动机仍以低速运转直至蜗轮旋转到图2-129a）所示的特定位置，电路中断。由于电枢的运动惯性，电机不能立即停止转动，此时电动机以发电机方式运行。因此时电枢绕组通过触点臂与铜环接通而短路，电枢绕组将产生强大制动力矩，电动机迅速停止运转，使刮水片复位到风窗玻璃的下部。上图所示为一种凸轮式刮水器自动复位装置，其控制原理主要是由与蜗轮联动的凸轮3驱动复位开关4动作来实现。（3）手动雨刮的缺点手动雨刮不能根据天气情况自动开启雨刮及自动调整雨刮的工作状态，操作不够人性化，而且存在一些安全方面的问题，当您的爱车有突如其来的溅水时不能及时反应，此时无法看清前面的情况，使您处于极度的危险之中。而自动雨刮能很好的解决这些问题所以，自动雨刮应运而生。第二章：自动雨刮系统的功能及组成自动雨刷系统 图1图1“智能雨刮雨水传感器” 一、功能说明 汽车智能雨刮雨水传感器是一种高科技的光电技术产品，安装在前挡风玻璃后面，利用光学原理，采用先进的光电转换技术，对汽车前挡风玻璃上的雨水、雾水、雪水进行探测判断,采集数据，经微电脑计算，准确判断后，根据雨量大小，完全自动地控制雨刮及雨刮快慢。 适应不同的汽车挡风玻璃； 原车的手动功能伋然保留，不受影响。二、组成一种自动雨刷，至少包含：一个电源，用于提供自动雨刷控制电路的用电;一个雨刷开关，用于让驾驶人控制食饭供电给自动雨刷控制电路；一个光源，装设于挡风玻璃外侧，用于提供一个固定度的光线，穿越挡风玻璃后，照射到光敏电阻；一个光敏电阻，用于调整使出发电路动作所对应之光敏电阻的电阻一个可变电阻，用于在输入点位达到设定时，与触发使驱动电路动作；一个驱动电路，用于驱动雨刷马达，使雨刷马达带动雨刷，将挡风玻璃清理一次；一个或多个雨刷马达，用于带动雨刷；经由使雨刷开关导通，供电给自动雨刷控制电路，点亮光源，使光源所产生固定广度的光线在穿越挡风玻璃之前，被累计在挡风玻璃的雨滴阻挡而减弱其固定值，使光敏电阻的电阻随雨量而变化，进而使触发电路，驱动电路，雨刷马达以及雨刷，达到可以随雨量变化而自动调整雨刷动作时机 雨刷器功能表功能概要雨刷器雨水传感雨刷器开关位于AUTO位置时候，根据雨水量，车速和尾灯信号，控制雨刷器间隔和速度强制刮水有雨水传感功能控制刮水时，如果满足下列条件之一，雨刷器ECU就会强制运行雨刷器一次：电源为IG-ON时，雨刷器开关从OFF切换到AUTO车辆起动自动控制调节器旋转至+方向（以增加敏感度）失效保护雨刷器电动机有故障时，雨刷器ECU终止雨水传感器功能和雨刷器的运行雨水传感器有故障时，雨刷器ECU根据车速和自动调节器位置设定雨刷器间隔，如下|：静止时，约413S，取决于自动控制调节器位置低速时，约311S，取决于自动控制调节器位置正常车速时，约210S取决于自动控制调节器位置，带防滴水功能的喷洗器联动雨刷器为防止喷洗器运行后液体滴落，雨刷器与喷洗器一起工作后，该功能使雨刷器运行一次喷洗器清洗液液位警告清洗液量降低至特定水平以下时（清洗液液位开关ON时），组合仪表通过主警告灯，蜂鸣器和多信息显示屏上的警告信息警告驾驶员备注：1.对于带有智能进入和启动系统的型号，可操作发动机开关来改变电源状态，对于不带智能进入和启动系统的型号，可操作点火开关来干煸电源状态。 2.加速时约为623km/h，减速时约为416km/h. 3.加速时约为23km/h或者更高，减速时约为16km/h获更高雨刷器和喷洗器组件包括：前雨刷器摇臂，前刮水片，前雨刷器电动机和连杆，前喷洗器喷嘴，喷洗器液槽（在喷洗器电动机中），雨刷器和喷洗器开关（在间歇雨刷继电器中），后雨刷器摇臂，后刮水片，后雨刷器电动机，后雨刷器控制继电器，雨刷器控制装置（乘客一侧J/B ECU），雨量传感器。带有雨水感应功能雨刷器系统元件。位置如图凯美瑞驾车雨刷器系统元件位置如图所示三.系统结构1. 雨刷器摇臂，刮水片（1）综述雨刷器的结构是一把附着于金属杆的香蕉刮刀，金属杆称为雨刷器摇臂。雨刷通过雨刷器摇臂进行弧形移动。 因为小脚刮刀用弹簧压在挡风玻璃上，雨刷通过移动刮水片擦拭挡风玻璃。由电动机和联动齿轮产生弧形移动。因为小脚刮刀附着于雨刷，小脚刮刀会由于使用和日照温度等原因老化，定期更换小脚刮水片时必不可少的。（2）半隐藏的雨刷器/全隐藏的雨刷器传统的雨刷器可以从车辆的前面看得见。然而，因为空气动力学的原因及为保护齐平的表面和广阔的视野，最新的雨刷器隐藏在发动机罩下面。部分可以看得见的雨刷器称为半隐藏雨刮器，看不见的雨刷称为全隐藏雨刷器，如图2.雨刷器和喷洗器开关（1）雨刷器开关雨刷器开关在方向盘管轴上，在此位置，驾驶员在任何时候均可运行。雨刷器开关有OFF（停止），LO（低转速）和HI（高转速）及其他位置，可以切换这些运动方式，如图所示。某些车型有MIST（只有当雨刷器开关在除雾位置时雨刷才运行），INT（雨刷以某一时间间隔间歇运行）和一个可变开关，用于调整间隔时间。喷洗器开关在许多情况下与灯光控制开关组合在一起。因此，有时候称为组合开关。在配备后雨刷器的车型中，后雨刷器开关组装在雨刷开关上，在ON 和OFF之间切换。某些车型在后雨刷器上有INT位置。最新的车型中，ECU安装在用于MPX（多路通信系统）的复合开关中、如图所示：传统雨刮操作大家都很清楚，就是多极式的那种。通常分为三档可调，第一档是间隙几十秒刮一下，第二档是连续工作，第三档是超快的工作。这种雨刷由间隙器控制。雨量大小根据驾驶者来判断。优点是成本低，运用广泛，但缺点是如果是夜晚不太好判断雨量情况，容易增加司机操作的麻烦。更麻烦的是，如果是雨天，路面积水，被来车或自车溅起的泥水遮盖前风挡时，手忙脚乱来不及手动开启，这时候最容易出事。笔者就遇到过好几回了。所以这时候自动雨刮器非常管用。就像ESP一样，平时不觉得特有用，一到紧急时刻就现象真作用。汽车的雨刷对雨天行车安全至关重要，雨量感应式自动雨刷器的发明正是出于这样的考虑。这种雨刷器能通过雨量传感器感应雨滴的大小，自动调节雨刷运行速度，为驾驶者提供良好的视野，从而大大提高雨天驾驶的方便性和安全性。传统雨刷的第二代产品无骨雨刷片也已经开发出来。感应式自动雨刷器配合无骨雨刷片，能够提供更大的刮刷面积和更好的效果。智能型无骨雨刷采用蝶形运动的方式，靠一整根导力条来分散压力，使得刮片各部分的受力均匀，可以减少水痕、擦痕或噪音的产生。同时，还能大大降低抖动磨损，具有受力均匀、防日晒、结构简单、重量更轻等特点 除了感应雨刷器外，替代传统雨刷的第二代产品无骨雨刷片也被开发出来，以前主要在奔驰，宝马等欧洲高档车型上使用。感应式自动雨刷器配合这种无骨雨刷片采用蝶形运动的方式，能够提供更大的刮刷面积和更好的效果。智能型无骨雨刷是靠一整根导力条来分散压力，使得刮片各部分的受力均匀，可以减少水痕、擦痕或噪音的产生，达到更好的刮刷效果。由于传感器的灵敏度更高，进一步提高了雨天驾驶的安全性。更值得一提是，这种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、结构简单、重量更轻等优点，雨刷电机和刮片寿命比传统型雨刮至少延长一倍，更加经济、可靠。因此自动雨刮在应急的方面作用比较突出，在当今车市中。自动雨刮已经成为中级车的标准配置和部分高配紧凑车型的配置自动雨刮感应的灵敏度及间歇速度都可通过雨刮控制杆上的一个加减旋钮来调节。其实所有雨刮间歇速度可调的车,都有这个调节钮。当然也不是所有的自动雨刮就是雨量传感器，一些车型，比如骐达，就采用了车速自动雨刮器。主要不同是其传感器和车速里程表相连接，车速快，雨刮就快。从成本上来说，这要比雨量式自动雨刮经济。但缺点也很明显，就是对比雨量式自动雨刮。车速式自动雨刮器不能根据雨量大小以及其他掉下来的东西(比如树叶)自动开启以及自动调节速度。充其量就是一个有了车速感应器的普通雨刮。不过有的车型，同时具有雨量和车速两个传感器就比较到位了。雨量传感器能估算在一定时间内落在风档玻璃上的雨水量,自动雨刮器系统则根据雨量传感器信号决定需要的刮雨间隔。本装置由一个发射二极管和一个接收器组成。当天气干燥时，有一束光始终从一个传感器传到另一个传感器(光束的传播率为百分之百)。如果玻璃湿了(光束的传播率不到百分之百)，光束的方向就会发生偏移，偏移程度和雨水量成正比。其工作原理是，到达接收器的光越少，刮雨速度就越快。第三章：自动雨刮的操作及控制电路汽车雨刷自动控制电路雨刷器的操作（1.）雨刷器开关置于LOW/MIST的操作当雨刷器开关被移到低速位置或除雾位置时，如图所示，电流流到雨刷器电动机的低速刷，并且雨刷以低速运行。（2）雨刷器开关置于HIGH 的操作当雨刷器开关被移到高速位置或除雾位置时，如图所示，电流流到雨刷器电动机的高速刷，并且雨刷以高速运行（3）雨刷器开关关掉的操作如果雨刷器电动机运行时，雨刷器开关被关掉，电流流到与舒淇电动机的低速刷，雨刷以低速运行。当雨刷达到停止位置时，凸轮开关从触点P3一侧切换到P2一侧，电动机停止工作，其电路如图当雨刷器开关端子和雨刷器电动机之间的线路开路时，一般当雨刷器开关置于切断位置时，雨刷刮刀运行，直到停止位置。但是如果雨刷器开关端子与雨刷电动机之间的线路开路，雨刷刮刀不会到达停止位置，将立即停在开关断开时当时的位置（4）雨刷器开关置于INT的操作1、VT ON操作当雨刷器开关被置于INT位置时，VT1短时间处于ON，导致继电器的触点从A侧切换到B侧。当继电器触点编导B侧时，电流流到电动机(LO)并且电动机开始以低速运行。如图2、VT OFF操作VT1关闭不久，导致继电器触点从A侧切换回B侧。然而一旦电动机开始转到那个，凸轮开关从P3侧转到P2侧，这样电流继续流向电动机的低速雨刷，并且雨刷器以低速运行，当到达固定的停止位置时停下。VT1又导通一段时间引起雨刷器重复它们的间歇运行。在近些调整型号中，通过旋转可变开关来变化可变电阻和晶体管电路，调整向VT供电流的间隔，改变间歇运行，如图它是根据集成的雨刮传感器来感知是否下雨，当自动雨刮系统的雨刮开关旋转到“AUTO”位置，雨量传感器利用光电原理来感知到下雨时，通过雨刮控制单元控制雨刮电机进行刮雨动作。并且在雨刮开关上有一个调节雨刮传感器的灵敏度的开关，它可以在合理的范围内灵敏地感知雨量大小，并能够进行适时控制。它有手动控制和自动控制功能，当雨刮开关手柄（如上端最右侧图）位于最上端位置是关闭（OFF）位置，在此向上扳动开关则是单触（又称去除薄雾）功能，单触一下即刮一下，开关手柄自动弹回， 在此向下扳动一个挡位是自动挡（AUTO），此时是自动实现刮雨功能，再往下是慢速1档，最下端位置是快速2档。在向内扳动开关喷水时同时伴随着刮水，喷水和刮水是同时连动的。这是所有雨刮控制方式。例如：新马自达6旗舰版自动雨刮还能实现前大灯喷水功能的控制，在点火开关开启，前大灯打开的前提下，前风档清洗器每喷水五次可实现大灯清洗器喷水两次。如果连续2次快速向内扳动雨刮开关时，也可实现大灯清洗器喷水控制功能。第四章：自动雨刮系统优点及维护一、优点 1、安全性: 十分之一秒的响应速度，可以让您的爱车对突如其来的溅水及时反应，自动刷去水团，使您的视野清晰，否则您将眼前一片水雾，无法看清，使您处于极度的危险之中。 在雨中，雨时而大，时而小，时而下，时而停，您需要随时关注雨水情况，随时调节雨刮状态开关，费事费心；而汽车智能雨刮雨水传感器使您爱车的雨刮处于完全自动的状态，您可以全神关注行车安全。 2、舒适性 您驾驶爱车时需要面对很多：严重的交通状况，坏的天气，危险的道路，行车中接听电话，等等，汽车雨水传感器，可以使您在雨中少些负担，省心省事，增添一份舒适感觉。 二、特点： 1、自动感应自动控制雨刮； 2、智能地根据雨量大小控制雨刮速度； 三、维护目前，汽车上普遍使用电动雨刮器。雨刮器虽小，但若使用不当，可能使其部件损坏而影响雨天驾驶员的视线，危及行车安全。为此，使用雨刮器应注意以下问题：1、定期检查雨刮器刮片。当发现雨刮器刮片严重磨损或脏污时应，及时更换或清洗，否则将降低们雨刮器的工作效能，影响驾驶员视线。清洗雨刮器刮片时，可用蘸有酒精清洗剂的棉纱轻轻擦去刮片上的污物。刮片不可用汽油清洗和浸泡，否则刮片会变形而影响其其工作。2、检查雨刮器工作情况时，应先用水润湿挡风玻璃，否则会刮伤玻璃，同时由于刮片摩擦阻力大，可能损伤刮片或烧坏电动机。打开雨刮开关后，应注意电动机有无异响，尤其当雨刮器电机“嗡嗡”响而不转动时，说明其机械传动部分已锈死或卡住，应立即关闭雨刮开关，以防烧毁电机。 3、使用中关闭雨刮开关后，雨刮器刮片应回到挡风玻璃下侧后停止。若停止位置不对，应加以调整。调整时可转动自动停止器的盖，顺时针转动停止位置缩短，逆时针转动则停止位置延长。4、冬季使用雨刮器时，若其刮片被冰冻住或被雪团卡住，应立即关闭开关，清除冰块、雪团后方可继续使用，否则会因刮片阻力过大而烧坏电机。5、不要随意拆下电机。若因故障确需拆下电机时，切勿使电机跌落、碰撞。因为雨刮电机大多利用永磁直流电机，其磁极多采用陶瓷材料，受冲击易损坏。6、雨刮电机多为封闭式，不可随意拆卸。必须拆卸时，要保持内部清沽，不可让铁屑之类的污物落入其中；装配时要给含油轴承的毛毡加注少许润滑油，并更换或补充减速器内的润滑脂。第五章：自动雨刮系统可能会发展方向近年，国内外部分中高档轿车开始配置国外自动雨刷传感器，采用激光斑多点探测窗上雨滴数来控制雨刷的启动。由于光斑很小，有效探测占空比更小，空档太大，漏测十分严重。加上相邻光斑间距过大，只能测光斑处有无雨滴，不能测雨滴大小，也测不到细小雨滴和雾雨滴。而后者恰因数量大、占窗面积大，对雨窗能见度影响更严重。因此，这种测控方法势必带来很大测控误差，也是造成实际使用有雨刷控制不准、不稳、甚至偶有误操作的根本原因。 国外光电式自动雨刷感控器（还没有能用的国产品）发明、使用未久，尚存在原理和性能上的重要缺欠。实际上，用测大雨滴数（国外称雨水量）来控制雨窗能见度，是一种原理有误、误差很大的间接测控方案。 解决办法：有个误区，对雨刷控制不准，以为是雨滴分布不匀所致。本产品研制三年，为此付出时间代价。起初，研制思路与国外产品相同，控制始终难稳。历尽磨难方悟，计算出：一是国外产品已是特别成功的最大化边缘设计，仿制或相似方案很难赶上它。二是影响雨刷控制不准是测控系统本身误差问题。结论是：必须另谋新方案，并尽可能