一种车用雨刷器控制系统 |
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| 申请号 | CN201710482948.9 | 申请日 | 2017-06-22 | 公开(公告)号 | CN107323424A | 公开(公告)日 | 2017-11-07 |
| 申请人 | 华晨汽车集团控股有限公司; | 发明人 | 王在昌; 詹德凯; 牟文成; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种车用雨刷器控制系统，它包括手动操作单元、刮刷模式控制单元和雨刷 电机 。其技术要点是：所述手动操作单元由控制 手柄 、手柄 基座 、手柄插头和 线束 组成；所述刮刷模式控制单元为控制 电路 ，控制电路按照功能分为切换 开关 、储能单元、间歇控制单元、放大单元和自动回位单元；所述雨刷电机由电机插头、密封盖板、回位盘、传动装置、电机主体组成。所述控制手柄具有单次刮刷挡（Ⅰ）、关闭挡（初始位）、间歇刮刷挡（Ⅱ）、低速刮刷挡（Ⅲ）、高速刮刷挡（Ⅳ）、洗涤刮刷挡以及后雨刷控制等多个挡位。本发明的主要特点是廉价、高效、故障率低，能够可靠有效的实现雨刷器多种动作模式，并具备雨刷器自动回位功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种车用雨刷器控制系统，它包括有手动操作单元、刮刷模式控制单元和雨刷电机，其特征在于：手动操作单元作为刮刷模式控制单元的信号输入端，由控制手柄、手柄基座、手柄插头和线束组成，所述控制手柄设置有单次刮刷挡（Ⅰ）、初始位的关闭挡、间歇刮刷挡（Ⅱ）、低速刮刷挡（Ⅲ）、高速刮刷挡（Ⅳ）、洗涤刮刷挡以及后雨刷控制挡；所述刮刷模式控制单元分为切换开关、储能单元、间歇控制单元、放大单元和自动回位单元，刮刷模式控制单元输出端同雨刷电机相联；所述雨刷电机由电机插头、密封盖板、回位盘、传动装置、电机主体组成，电机插头与密封盖板相联接，回位盘镶嵌在传动装置的齿轮上。 |
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| 说明书全文 | 一种车用雨刷器控制系统技术领域背景技术[0002] 随着汽车技术的发展，用户对整车自动化程度和电气系统的可靠度提出了越来越高的要求，于是各种控制器、单片机、ECU等被广泛应用。虽然控制器大大提高了整车的自动化水平，使以往只能实现单一功能的执行器获得了更多的工作模式，但由于控制器易被干扰，一方面故障率较高，另一方面为提高可靠性前期的试验投入非常大。在此背景下，市场上需要一种高效、可靠、廉价的车用雨刷器控制系统。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种高效、可靠、廉价的车用雨刷器控制系统，实现雨刷器能够在多种不同模式下工作，以满足用户需求。 [0004] 本发明是由如下技术方案来实现的：一种车用雨刷器控制系统，它包括有手动操作单元、刮刷模式控制单元和雨刷电机，其特征在于：手动操作单元作为刮刷模式控制单元的信号输入端，由控制手柄、手柄基座、手柄插头和线束组成，所述控制手柄设置有单次刮刷挡（Ⅰ）、初始位的关闭挡、间歇刮刷挡（Ⅱ）、低速刮刷挡（Ⅲ）、高速刮刷挡（Ⅳ）、洗涤刮刷挡以及后雨刷控制挡；所述刮刷模式控制单元分为切换开关、储能单元、间歇控制单元、放大单元和自动回位单元，刮刷模式控制单元输出端同雨刷电机相联；所述雨刷电机由电机插头、密封盖板、回位盘、传动装置、电机主体组成，电机插头与密封盖板相联接，回位盘镶嵌在传动装置的齿轮上。 [0005] 如上所述的控制手柄沿A向拨动手柄，进入单次刮刷挡（Ⅰ），释放后手柄自动复位；沿B向拨动手柄，进入间歇刮刷挡（Ⅱ），并自动锁止在该挡位，此时沿D向或E向旋转手柄，调节间歇刮刷的频率；继续沿B向拨动手柄，进入低速刮刷挡（Ⅲ），并自动锁止在该挡位；继续沿B向拨动手柄，进入高速刮刷挡（Ⅳ），并自动锁止在该挡位；反方向拨动，依次返回初始位的关闭挡；在关闭挡位置沿C向拉动手柄，进入洗涤刮刷挡，释放后手柄自动复位。 [0007] 如上所述回位盘为具有导电性的圆环形金属盘，在靠近圆环形金属盘内圆处设有凸起，与凸起相对应的圆环形金属盘外圆处设有豁口；密封盖板上还设置有与回位盘相接触x、y、z三个触点，而回位盘上的运行轨迹分别为X、Y、Z。 [0008] 所述刮刷模式控制单元中的间歇控制单元是通过改变可调电阻器W的阻值，进而调节电容C3的充电时间来实现刮刷间歇的频率；自动回位单元中触点x、y、z分别连接地（GND）、回位输出、电（VCC），借助回位盘的结构实现雨刷器自动回位，并通过储能单元中的电容C1和C2的放电电流帮助电机越过死区位置。 [0009] 本发明提供了一种高效、可靠、廉价的车用雨刷器控制系统，该系统使用抗干扰能力很强的电气元件，实现了雨刷器的多种工作模式，而且在关闭开关时，雨刷器能够自动回到初始位置。本发明还具有结构简单合理，操作方便，成本低，使用寿命长，应用范围宽等优点。附图说明 [0011] 附图中主要部件说明：1为控制手柄，2为手柄基座，3为手柄插头，4为线束，5为电机插头，6为密封盖板，7为回位盘，8为传动装置，9为雨刷电机。 [0012] 控制电路详图中各功能单元说明：①—切换开关；②—储能单元；③—间歇控制单元；④放大单元；⑤自动回位单元。 具体实施方式[0014] 实例1由图1-图6所示，本发明包括：手动操作单元、刮刷模式控制单元和雨刷电机9，手动操作单元作为刮刷模式控制单元的信号输入端，由控制手柄1、手柄基座2、手柄插头3和线束4组成，所述控制手柄1设置有单次刮刷挡（Ⅰ）、初始位的关闭挡、间歇刮刷挡（Ⅱ）、低速刮刷挡（Ⅲ）、高速刮刷挡（Ⅳ）、洗涤刮刷挡以及后雨刷控制挡；所述刮刷模式控制单元（如图6所示）分为切换开关①、储能单元②、间歇控制单元③、放大单元④和自动回位单元⑤，刮刷模式控制单元输出端同雨刷电机9相联；所述雨刷电机9由电机插头5、密封盖板6、回位盘7、传动装置8、电机主体组成，电机插头5与密封盖板6相联接，回位盘7镶嵌在传动装置8的齿轮上。 [0015] 由图2所示，回位盘7为具有导电性的圆环形金属盘，在靠近圆环形金属盘内圆处设有凸起，与凸起相对应的圆环形金属盘外圆处设有豁口；密封盖板6上还设置有与回位盘相接触x、y、z三个触点，而回位盘上的运行轨迹分别为X、Y、Z。 [0016] 操作步骤如下：控制手柄沿A向拨动，触发式按钮ONCE闭合（同时开关OFF断开），三极管Q12和Q相继导通，继电器KA吸合，电流进入电机主体，电机旋转，随之，触点y与z闭合，y与x断开。外力释放后操作手柄即自动复位，按钮ONCE断开，开关OFF闭合，VCC电流则经由触点z和y、触点S2、触点S6进入电机主体，保证电机回到初始位置，实现单次刮刷工作模式；控制手柄沿C向拉动并释放，触发式按钮WASH闭合（同时开关OFF断开），雨刷电机旋转一周，同时洗涤系统喷洒洗涤液一次，实现洗涤刮刷工作模式； 控制手柄沿B向拨动一次，双极常开触点开关INT闭合（同时开关OFF断开），三极管Q导通，继电器KA吸合，VCC电流经由触点S5进入电机L端，电机持续低速旋转。此时沿D或E方向旋转手柄，能够改变可调电阻器W的接入阻值，进而改变电容C3的充电时间，使雨刷电机间隔启动的时间改变，从而改变雨刷器的刮刷频率，实现间隔刮刷工作模式； 控制手柄沿B向再拨动一次，常开触点开关LOW闭合，VCC电流进入电机L端，电机持续低速旋转，实现低速刮刷工作模式； 控制手柄沿B向再拨动一次，常开触点开关HIGH闭合，VCC电流进入电机H端，电机持续高速旋转，实现高速刮刷工作模式； 控制手柄沿A向返回至初始位置，双极常开触点开关OFF闭合，VCC电流经由触点z和y、触点S2、触点S6进入电机L端，驱动电机继续旋转，直至回到初始位置，停止供电。 [0017] 图5中，由X、Y、Z三个触点的运行轨迹容易看出，触点y与x，y与z是间断性导通的。电机在初始位置时，触点y与x导通， y与z断开。由于加工工艺限制，回位盘7的凸起（M）和豁口（N）的边界不可能完全重合，这样就导致存在两块区域，触点y与x、z同时断开，称之为死区。本发明通过两种不同的方法保证电机成功越过死区，保证其持续运转。此点会在下文中详细叙述。 [0018] 图6中，当控制手柄沿A向拨动时，进入单次刮刷挡位，触发式按钮ONCE闭合（同时开关OFF断开），三极管Q12基极电势低于发射极电势而高于集电极电势，发射结正向偏置而集电结反向偏置，三极管Q12导通。由于电阻R12和R13的分压作用，三极管Q基极电势低于集电极电势，而高于发射极电势，发射结正向偏置而集电结反向偏置，三极管Q导通，继电器KA吸合，触点S5闭合而S6断开，VCC电流经由触点S5进入电机L端，驱动电机低速旋转。如果按钮ONCE闭合时间足够长，那么电机能够顺利越过死区，触点y与z导通，y与x断开。外力释放后操作手柄即自动复位，按钮ONCE断开（同时开关OFF闭合），继电器KA断电，电流由VCC经触点z和y、开关S2、触点S6，进入电机L端，驱动电机继续旋转，直至回到初始位置，触点y与x导通，y与z断开，电机停止，完成单次刮刷动作。二极管D13起电流定向作用。 [0019] 为防止按钮ONCE闭合时间太短，致使电机无法越过死区，在电路中接入电容C1。按钮ONCE闭合的瞬间，电容C1即完成充电，按钮ONCE断开后，电容C1放电，能够维持继电器KA闭合，保证电机成功越过死区。当电机即将完成一周旋转时，触点会再次来到死区，依靠电机转轴、四连杆机构、雨刷臂等部件的惯性作用，电机可以轻易越过死区，回到初始位置。 [0020] 当控制手柄沿C向拉动时，进入洗涤挡位，触发式按钮WASH闭合（同时开关OFF断开），三极管Q21基极电势低于发射极电势而高于集电极电势，发射结正向偏置而集电结反向偏置，三极管Q21导通。由于电阻R22和R23的分压作用，三极管Q基极电势低于集电极电势，而高于发射极电势，发射结正向偏置而集电结反向偏置，三极管Q导通，继电器KA吸合，触点S5闭合而S6断开，VCC电流经由触点S5进入电机L端，驱动电机低速旋转。如果按钮WASH闭合时间足够长，那么电机能够顺利越过死区，触点y与z导通，y与x断开。外力释放后操作手柄即自动复位，按钮WASH断开（同时开关OFF闭合），继电器KA断电，电流由VCC经触点z和y、开关S2、触点S6，进入电机L端，驱动电机继续旋转，直至回到初始位置，触点y与x导通，y与z断开，电机停止，完成刮刷一次动作。同时，按钮WASH接通洗涤电机，喷洒洗涤液。二极管D23起电流定向作用。 [0021] 为防止按钮WASH闭合时间太短，致使电机无法越过死区，在电路中接入电容C2。按钮WASH闭合的瞬间，电容C2即完成充电，按钮WASH断开后，电容C2放电，能够维持继电器KA闭合，保证电机成功越过死区。当电机即将完成一周旋转时，触点会再次来到死区，依靠电机转轴、四连杆机构、雨刷臂等部件的惯性作用，电机可以轻易越过死区，回到初始位置。 [0022] 当控制手柄沿B向拨动时，进入间歇刮刷挡位，双极常开触点开关INT闭合（同时开关OFF断开），由于电阻R32、W、R31的分压作用，三极管Q基极电势低于集电极电势，而高于发射极电势，发射结正向偏置而集电结反向偏置，三极管Q导通，继电器KA吸合，触点S5闭合而S6断开，VCC电流经由S5进入电机L端，驱动电机低速旋转。电机在初始位置时，电容C3处于饱和状态，开始旋转后，触点y与z导通，y与x断开，电容C3两端同时连接VCC，则放电。电机旋转一周再次回到初始位置时，电容C3再次充电，充电过程中，三极管Q基极电势逐渐升高，当达到三极管的导通压降时，三极管Q导通，电机再次启动旋转。调节可变电阻器W的阻值，便可以改变电路中电流的大小，进而改变电容C3的充电时间，最终调节雨刷电机两次启动的间隔时间，即刮刷频率。二极管D31起电流定向作用。 [0023] 当控制手柄沿B向再次拨动时，进入低速刮刷挡位，开关LOW闭合。VCC电流直接进入电机L端，驱动电机低速旋转。 [0024] 当控制手柄沿B向拨动到终止位时，进入高速刮刷挡位，开关HIGH闭合。VCC电流直接进入电机H端，驱动电机高速旋转。 [0025] 无论雨刷器处于何种位置，将控制手柄拨到OFF挡位时，通过回位盘7的独特结构，VCC电流经由触点z和y、触点S2、触点S6进入电机L端，驱动电机继续旋转，以保证其回到初始位置。如此，雨刷器每次都能够停留在特定的初始位置上，保证了雨刷器各种工作模式的准确、可靠。 |
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