一种汽车后视镜可折叠雨刮器的创新研究

一种汽车后视镜可折叠雨刮器的创新研究
刘培祥;杜丹丰
【摘要】汽车后视镜作为驾驶员视野的重要来源之一,对汽车行驶安全有举足轻重的作用,雨天后视镜模糊不清严重影响了驾驶安全.本文对一般后视镜进行研究,结合雨刮器设计了一种后视镜可折叠雨刮器.该机构能在一定程度上解决雨天后视镜视野模糊的问题,为后续研究提供一定的参考.
【期刊名称】《产业与科技论坛》
【年(卷),期】2016(015)013
【总页数】2页(P49-50)
【关键词】汽车;雨刮器;两段式;雨刷臂
【作者】刘培祥;杜丹丰
【作者单位】东北林业大学交通学院;东北林业大学交通学院
【正文语种】中文
(一)基本原理与功能。

后视镜雨刮器的主要功能是擦除后视镜镜面上的雨水，保证驾驶员视线清晰，为汽车行驶安全尤其是雨天行驶安全提供重要保障。

雨刮器的主要构成部分包括电动机、雨刷臂、雨刮片以及连杆机构。

电动机作为动力源通过连杆机构驱动雨刷臂左右摆动工作，雨刮片随着雨刮臂的左右摆动擦除镜面雨水。

(二)雨刮器机构的设计要求。

在后视镜上出现雨滴时能快速擦除；尽可能使雨刮片扫过更大的面积；尽量减少因配备雨刮器对后视镜视野的阻挡，雨刷停驻时尽可能不在镜面上；能适应各种不同雨量、温度等不同工况，寿命长易保养。

(三)后视镜雨刮器现状。

传统的汽车后视镜不具备雨水擦除功能，现在某些高档轿车后视镜配备简易的雨刷，该雨刷虽然能擦除部分雨水，但由于雨刷臂为刚性直杆，不能擦除镜片边缘的雨水，而且雨刷臂不工作时停驻在镜面下方，在一定程度上也影响了驾驶员的正常视线。

(一)雨刷臂设计。

如图1所示，本设计雨刷臂8采用两段式，两段雨刷臂分别为第一连接杆8-1和第二连接杆8-2，相互铰接且用复位弹簧9相互连接。

该设计目
前尚未见文献提出。

1.雨刷臂的比较选择。

如图2所示，两段式的设计相比一段式可以增大雨刮臂扫过的面积，提高了刮刷面积，增加了刮刷效率。

特别是对于镜面边缘，驾驶员可以从其中获得将要靠近驾驶车辆的行车信息，对于驾驶员驾驶行为有重要的参考价值，特别是在雨天汽车轮胎附着系数降低、遇到危险情况难以及时制动，擦除镜面边缘雨水改善了驾驶员视野，对于汽车行驶安全有重要的意义。

2.雨刮器的控制策略。

当雨刮器强力快速工作时，由于需要旋转电机和牵引电机配合工作，必然涉及到两个电动机控制策略。

当今国内外对于双电机系统的同步控制策略研究密集，目的是为了引入一侧电机控制信息的变化对另一侧电机控制的影响，实现两个电动机信息交互，让两个电动机进行协调同步运动。

如图3所示为反向
交叉耦合的一个基本控制结构，在系统中增加了一个交叉耦合控制器，采集两侧被控对象信息进行作差比较，交叉耦合控制器根据差值所反映的系统状态分别对两侧系统分配输出补偿值，对整个系统进行反馈实现同步控制，能有效提高系统协调性和改善系统动态性能。

该理论符合本设计的要求，两侧电机实现信息交互，协同运动，实现擦除效果最优化。

3.雨刮器的实际使用。

该后视镜雨刮器在驾驶室内设有控制开关，驾驶员可以根据天气、雨量选择是否开启、刮刷面积、刮刷速度。

当雨量不大，驾驶员只需选择打开雨刷开关，雨刮器将以一般速度工作，使雨刷臂一直保持为直杆，满足一般雨量
刮擦需求。

当雨量较大时，驾驶员打开雨刷开关、大面积工作开关，雨刷器将以快速、强力工作，雨刷臂也将在左右摆动的同时两段雨刷臂自身相对转动，既增大了雨刷工作速度也增大了雨刷刮刷面积，满足工作要求。

当不需要使用雨刮器时，驾驶员只需关闭雨刷开关，此时雨刷臂由旋转电机控制转动到镜面下边缘同时控制电机时雨刷臂折叠，雨刷臂进入到安置槽，不影响驾驶员正常视野。

(二)雨刮器壳体。

为使雨刮臂不工作时停驻位置不影响后视镜正常视野，在壳体内设置安置槽，通过牵引电机和旋转电机的配合使雨刮臂折叠放置在安置槽内。

且该安置槽内设有溢水孔，可以及时有效地排出积水，使得雨水不会被再次甩到镜面上，提高了实用效果和使用性能。

(三)雨刮器电路控制。

雨刮器的动力来源于电动机，它是雨刮器正常工作的重要保障。

本设计需要两个电动机，分别给雨刷臂摆动提供动力、控制雨刷臂折叠和展开。

电动机选择永磁式电动机，工作电压12V，转速在2，000到2，500 r/min-1之间，需要减速器减速增扭使输出动力符合要求。

控制电路要求能够使电动机实现正反转，保证雨刮臂实现左右摆动作。

这款汽车后视镜电动可折叠雨刮器，通过两个电动机分别控制雨刷臂左右摆动和雨刮臂的折叠、展开，实现擦除雨水、改善驾驶员视野的目的同时又通过安置槽在不需使用雨刮器时安置雨刮器达到不阻碍驾驶员视野的目标。

该机构设计较好地满足后视镜电动雨刷的基本要求，可以根据设计要求完成规定的擦除动作，且该机构设计巧妙、简单，思路新颖，功能可靠实用。

采用该种后视镜可折叠雨刮器的车辆，雨天行车安全就有了可靠保障。

随着我国经济飞速发展，汽车已经走入千家万户，它是我们日常生活中频繁接触的高科技集成消费产品，保护驾驶员、乘员及行人安全是汽车设计当中的重中之重。

尤其是雨天汽车行驶时，驾驶员视线受到干扰，仅仅打开雨刷器只能解决前方的视线问题，而后视镜视线依然模糊不清，毫无疑问增加了行车安全隐患。

针对这个问题，本文设计了一种新型汽车后视镜可折叠雨刮器，不仅能在一定程度上解决驾驶员后视镜视线模糊问题，也为雨刮器设计带来了新思路。

【相关文献】
[1]蒋磊.双电机驱动雨刮系统控制方法研究[D].哈尔滨工业大学,2013
[2]邵卫.汽车雨刷机构创新设计研究[J].现代制造技术与装备,2016,1:32～33
[3]蒋红枫.汽车外后视镜刮水器控制系统的设计[J].公路与汽运,2014,6:9～11
[4]白斌.一种汽车电动导轨后视镜雨刷的设计[J].湖北汽车工业学院学报,2010,4:74～76。