一種智能雨刮系統(tǒng)試驗(yàn)裝置及控制方法

【摘" 要】傳統(tǒng)的汽車(chē)雨刮可靠性試驗(yàn)是將白車(chē)身放置在臺(tái)架上，擋風(fēng)玻璃、雨刮電機(jī)、刮片等相關(guān)零部件安裝調(diào)試到位。按照雨刮工作原理接通雨刮工作線路，在擋風(fēng)玻璃上方模擬噴水，接通電源后模擬在下雨情況下考察雨刮系統(tǒng)工作可靠性。文章設(shè)計(jì)的智能雨刮系統(tǒng)，可以模擬因天氣變化而自動(dòng)開(kāi)啟雨刮系統(tǒng)，隨雨量的變化而自動(dòng)調(diào)整雨刮刮刷頻率。該系統(tǒng)主要包括模擬雨量大小的噴淋系統(tǒng)和汽車(chē)智能雨刮控制系統(tǒng)兩大部分。

【關(guān)鍵詞】智能雨刮;測(cè)試臺(tái)架;模擬

中圖分類號(hào)：U463.855" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（ 2024 ）12-0027-02

The Invention Relates to an Intelligent Wiper System Test Device and a Control Method

【Abstract】The traditional reliability test for car wipers involves placing the white body on a test bench and installing and debugging the windshield，wiper motor，wiper blades，and other related components in place. Connect the wiper working circuit according to the principle of wiper operation，simulate water spraying above the windshield，and test the reliability of the wiper system under rainy conditions after connecting the power supply. The intelligent wiper system designed in the article can simulate the automatic activation of the wiper system due to weather changes，and automatically adjust the wiper frequency according to changes in rainfall. The system mainly includes two parts：a sprinkler system that simulates the size of rainfall and an intelligent wiper control system for automobiles.

【Key words】intelligent wiper;test bench;simulate

汽車(chē)智能雨刮已越來(lái)越多應(yīng)用在汽車(chē)產(chǎn)品上。目前汽車(chē)雨刮系統(tǒng)試驗(yàn)基本還是采取傳統(tǒng)的方法，不能很好地模擬因天氣變化而開(kāi)啟關(guān)閉雨刮，隨雨量的變化而自動(dòng)調(diào)整雨刮刮刷頻率。為了規(guī)避此問(wèn)題，現(xiàn)設(shè)計(jì)一種汽車(chē)智能雨刮系統(tǒng)測(cè)試方法，規(guī)避對(duì)天氣（雨天）驗(yàn)證不充分的問(wèn)題，提高智能雨刮系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)有效性，保證零部件品質(zhì)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)驗(yàn)證周期。通過(guò)設(shè)計(jì)人工降雨模擬系統(tǒng)，基于人工降雨模擬系統(tǒng)的應(yīng)用，在試驗(yàn)室內(nèi)搭建智能雨刮系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)架，建立智能雨刮系統(tǒng)臺(tái)架測(cè)試用例庫(kù)。

1" 傳統(tǒng)雨刮系統(tǒng)試驗(yàn)的缺點(diǎn)

1）測(cè)試效率低下，必須要在下雨天氣下通過(guò)測(cè)試人員手工進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)人員根據(jù)天氣預(yù)報(bào)預(yù)約時(shí)間測(cè)試，效率較低，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法對(duì)不同雨況進(jìn)行標(biāo)定、功能和性能測(cè)試，無(wú)法滿足測(cè)試進(jìn)度需求。

2）測(cè)試內(nèi)容單一，雨天天氣有可能或只有一種雨況，小雨或大雨，亦或是微雨天氣，無(wú)法測(cè)試完整功能規(guī)范內(nèi)容，只能通過(guò)單次的基礎(chǔ)標(biāo)定測(cè)試，無(wú)法滿足不同降雨功能狀態(tài)，缺少智能雨刮系統(tǒng)臺(tái)架可靠性測(cè)試方法。

3）測(cè)試過(guò)程的有效性判定不夠，由于智能雨刮雨量傳感器表面對(duì)于雨量感應(yīng)精度較高，需要反復(fù)長(zhǎng)時(shí)間采集一種雨量來(lái)進(jìn)行雨量傳感器標(biāo)定測(cè)試，對(duì)下雨量無(wú)法控制，極短時(shí)間測(cè)試有效性不夠，無(wú)法準(zhǔn)確標(biāo)定小雨、中雨、大雨和暴雨4種雨滴實(shí)際雨刮工作刮速。

4）傳統(tǒng)的雨刮測(cè)試方法無(wú)法驗(yàn)證隨雨量大小變化而自動(dòng)切換雨刮的刮刷頻率。

2" 汽車(chē)智能雨刮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1" 模擬雨量大小裝置設(shè)計(jì)

2.1.1" 雨量大小的確定

根據(jù)天氣預(yù)報(bào)降雨分類原則，按照24h降雨量大小，分為小雨至特大暴雨等級(jí)，根據(jù)智能雨量傳感器工作原理分析，當(dāng)雨量在小雨至特大暴雨等級(jí)時(shí)，智能雨刮直接進(jìn)入對(duì)應(yīng)工作模式進(jìn)行工作。降雨量等級(jí)分類見(jiàn)表1。

人工降雨模擬系統(tǒng)主要用于模擬測(cè)試過(guò)程中所需的不同雨量，噴頭布置按照降雨均勻度的原理來(lái)布置，均勻地布置噴頭，確保降雨區(qū)域內(nèi)沒(méi)有盲點(diǎn)。設(shè)計(jì)采用4種噴頭，1.5mm、2.5mm、3.2mm、5.0mm可以模擬出小雨、中雨、大雨、暴雨4種雨滴，模擬出不同的雨型，動(dòng)力系統(tǒng)采用水泵為降雨的動(dòng)力源，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)噴水量，通過(guò)流量計(jì)對(duì)降雨量進(jìn)行監(jiān)控。人工降雨模擬系統(tǒng)技術(shù)方案如圖1所示。

2.1.2" 模擬雨量大小裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝置主體結(jié)構(gòu)主要分為動(dòng)力輸出系統(tǒng)、水路控制系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)。模擬雨量大小裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1）動(dòng)力輸出系統(tǒng)采用水泵為降雨的動(dòng)力源，設(shè)計(jì)滿足雨刮試驗(yàn)所需水量的蓄水池作為水源，通過(guò)水泵將蓄水池水抽入噴淋管道內(nèi)。

2）水路控制系統(tǒng)通過(guò)使用觸摸屏控制PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)人工降雨模擬系統(tǒng)的降雨強(qiáng)度、管道壓力和閥門(mén)狀態(tài)等的控制，在主管道布置一個(gè)帶模擬器流量閥，實(shí)現(xiàn)智能控制，同時(shí)通過(guò)布置壓力傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)管道壓力的檢測(cè)。通過(guò)自主PLC程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、線路連接、水路改造，完成人工降雨模擬系統(tǒng)搭建。系統(tǒng)具備手動(dòng)、自動(dòng)兩種操作模式。手動(dòng)狀態(tài)下，設(shè)置小雨至特大暴雨噴水模式;自動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)壓力傳感器控制水路自動(dòng)調(diào)節(jié)雨量大小。

3）噴淋系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)的裝置，噴頭布置按照降雨均勻度的原理來(lái)布置，使降雨區(qū)域內(nèi)沒(méi)有盲點(diǎn)。

2.2" 汽車(chē)智能雨刮系統(tǒng)控制方法

通過(guò)對(duì)智能雨刮系統(tǒng)硬件和軟件加載匹配實(shí)現(xiàn)智能雨刮系統(tǒng)臺(tái)架的搭建。汽車(chē)智能雨刮系統(tǒng)工作原理如圖3所示。

1）硬件。包含組合開(kāi)關(guān)、車(chē)身控制器、雨量傳感器、雨量傳感器支架和罩蓋、室內(nèi)電器盒、一鍵啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、PEPS低頻天線、遙控鑰匙、雨刮電機(jī)連桿、MP5主機(jī)、MP5顯示屏等部件。

2）軟件。遙控鑰匙與車(chē)身控制器學(xué)習(xí)匹配，根據(jù)電氣原理圖連接智能雨刮系統(tǒng)各部件。使用CANpro測(cè)試工具收發(fā)ID幀信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能雨刮系統(tǒng)工作的控制及過(guò)程網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)控。

3" 結(jié)論

本文介紹了一種智能雨刮系統(tǒng)試驗(yàn)裝置及控制方法。通過(guò)試驗(yàn)可以模擬在不同的天氣條件（如小雨到特大暴雨）下，檢驗(yàn)智能雨刮是否能準(zhǔn)確地感應(yīng)雨量大小并自動(dòng)調(diào)整刮水速度。保證了雨刮系統(tǒng)在各種實(shí)際路況中遇到不同降雨情況時(shí)都能穩(wěn)定、可靠地工作，為駕駛員提供清晰的視野，不會(huì)因雨刮速度過(guò)慢導(dǎo)致視線模糊，影響駕駛者對(duì)道路情況的判斷。在突發(fā)降雨等情況下，能夠及時(shí)啟動(dòng)并調(diào)整到合適的刮水速度，提高行車(chē)安全性。