一种车用雨刷器控制系统的制作方法

本发明属于车载电子技术领域，具体地说是一种车用雨刷器控制系统，用于控制雨刷器实现多种工作模式。

背景技术：

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。

技术实现要素：

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。

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。

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。

如上所述的密封盖板上设置有五个接线端子，其中三根线进入电机内部，分别是低速线（l）、高速线（h）和地线；另有三个触点与回位盘接触，分别是x、y、z，其中触点x与进入电机内部的地线共线。

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。

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。

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

图1是本发明控制原理框图；

图2是本发明立体展开结构示意简图；

图3是控制手柄挡位示意图；

图4是密封盖板a向视图；

图5是回位盘结构图；

图6是控制电路详图。

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。

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。

下面将结合附图通过实例，对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。显然，本领域内的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的保护范畴。所以，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。