CN104149742A - 前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明的主要目的是为汽车提供一种前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，从而提高驾驶的舒适性和安全性包括控制模块、电源电路、前车窗内表面温度检测模块、前车窗外表面温度检测模块、除雾刷加热电路和除雾刷的传动机构，所述前车窗内表面温度检测模块、前车窗外表面温度检测模块分别将检测信号发送至控制模块，控制模块根据检测信号控制除雾刷的传动机构带动除雾刷动作，所述的除雾刷加热电路对除雾刷刷过的玻璃进行加热。本发明可以根据司机的个人对视线感光要求来设置除雾命令信号发出的时机。同时在信号发出电路上并联一个开关，供司机在其他情况下清洁车前窗内表面。

Description

前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置

技术领域

本发明涉及汽车除雾技术领域，更具体的说，涉及一种汽车前挡风玻璃内表面自动除雾刷系统。

背景技术

在温度比较低的季节或者是雨水较多的天气，如果车外的温度比车内低得较多，车内潮湿的空气就会产生液化现象，在前车窗内表面形成一层水雾，严重影响司机的视线，降低行驶的安全性和舒适性。

一些驾驶员在边驾驶汽车的同时亲自用抹布擦除挡风玻璃上面的水汽，这样会分散驾驶员的注意力，当道路出现突发状况时，不能及时处理，酿成交通事故，对于大型客车带来的后果更是不堪设想。因此为提高驾驶的安全性和舒适性，需要一种迅速的自动除雾系统及时除去前车窗内表面的雾气。

在专利号为CN103318140A中公布的除雾系统，通过鼓风机来进行除雾，该新型在除雾时需要的时间比较长，不能达到立即除雾的效果，该系统在小型轿车可以除雾，当应用在空间比较大的大型客车中时效果并不明显。

发明内容

本发明的目的是提出一种前挡风玻璃内表面自动除雾刷系统，达到提高驾驶安全性和舒适性的目的。

本发明的一种前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，包括控制模块、电源电路、前车窗内表面温度检测模块、前车窗外表面温度检测模块、除雾刷加热电路和除雾刷的传动机构，所述前车窗内表面温度检测模块、前车窗外表面温度检测模块分别将检测信号发送至控制模块，控制模块根据检测信号控制除雾刷的传动机构带动除雾刷动作，所述的除雾刷加热电路对除雾刷进行加热。

更进一步，所述前车窗内表面湿度检测模块包括：设置在前车窗内表面的湿敏电阻，所述湿敏电阻的一端接地，另一端通过上拉电阻与电源相连；上拉电阻与湿敏电阻连接的节点与运算放大器相连，运放的输出端与控制模块相连，控制模块实时检测前车窗内表面的湿度。

更进一步，所述的除雾刷加热电路设置在除雾刷的中部。

更进一步，所述前车窗外表面温度检测模块包括：车外温度传感器，车外温度传感器的一端通过第一上拉滑动变阻与电源相连、另一端接地，所述第一上拉滑动变阻与车外温度传感器连接的节点还与控制模块相连；所述前车窗内表面温度检测模块包括：车内温度传感器，车内温度传感器的一端通过第二上拉滑动变阻与电源相连，另一端接地，所述第二上拉滑动变阻与车外温度传感器连接的节点还与控制模块相连。

更进一步，所述的除雾刷的传动机构包括直线电机、移动副I、移动副II、摆臂限位块、除雾刷臂、除雾刷片总成和底板，所述移动副I与直线电机的电机轴固定连接，所述移动副I通过连杆与移动副II连接，所述限位块与除雾刷臂的末端通过螺纹连接，所述除雾刷臂的中心与底板铰接，所述除雾刷片总成通过除雾刷臂压紧，并且由除雾刷臂带动左右摆动，所述底板固定在车内前窗底部。

更进一步，所述的除雾刷加热电路包括光电耦合器和加热电阻，所述加热电阻一端与电源相连，另一端与光电耦合器的集电极相连，所述光电耦合器的一端与控制模块相连，光电耦合器的另一端和发射极均接地。

现有技术相比，本发明汽车自动除雾系统及其控制方法具有以下优点：

1.本发明的汽车前挡风玻璃自动除雾刷系统既可以迅速除雾达到立竿见影的效果，又不会因为此系统的增加给驾驶员带来多余的操作。

2.温度传感器，湿度传感器以及控制单元的存在使得除雾的时机判断更加准确，并联开关使得控制更加人性化。

3.结构更加简单，减轻了传动机构的总体质量，同时缩小了传动机构占用的空间。

4.压力传感器以及控制单元的存在使得整个传动机构不会因为磨损而降低传动精度和传动效率，本系统可以实现自动校正。

附图说明

图1为本发明的汽车前挡风玻璃内表面自动除雾刷系统的原理框图

图2为本发明所述基于控制单元MSP430单片机的自动检测和除雾的电气原理简图。

图3为本发明所述除雾刷传动机构原理图。

图4为本发明的电源电路电气原理简图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方案做进一步的阐述。

如图1所示，本发明所述汽车前挡风玻璃内表面自动除雾刷系统的控制单元分别与电源电路，前车窗内表面湿度监测电路，前车窗内外表面的温度检测电路，除雾刷除雾区域两边缘的压力传感器电路，电机控制电路。

如图2、图4所示，本发明的各个电路实现原理图：

所述电源电路包括提供恒定的12V电源，恒定的5V电源和恒定的3.3V电源。恒定的12V电源为除雾刷加热电路、压力传感器电路和直线电机驱动器提供恒定电源；恒定的5V电源为前车窗内表面湿度检测电路，前车窗车内外温度检测电路提供恒定的电源；恒定的3.3V电源为控制单元（MSP430单片机）和运放AN6914提供恒定的直流电源。恒定的12V直流电源由外部直流电源器件提供，恒定的5V直流电源由恒定的12V直流电源经过LM7805芯片输出，恒定的3.3V直流电源由恒定的5V直流电源经过REG1117-3.3芯片输出.

所述车前窗内表面湿度检测电路包括贴于前车窗内表面的湿敏电阻，所述湿敏电阻的一端接地，另一端通过一个上拉电阻R1与电源相连。上拉电阻与湿敏电阻连接的节点与运放AN6914的正端相连所述运放的负端与可调的基准电压(VCC)相连。运放的电源端与3.3V恒定电源相连，接地端接地。运放的输出端与控制单元的前窗内表面湿度检测脚AD1相连，控制单元实时检测前车窗内表面的湿度。

     所述车内外温度检测电路包括车外温度检测部分和车内温度检测部分。所述车外温度检测部分包括车外温度传感器，车外温度传感器RTH1的一端通过第一上拉滑动变阻R2与电源相连，另一端接地。所述第一上拉滑动变阻R2与车外温度传感器节点与控制单元的车外温度检测脚AD2相连。所述车内温度检测部分包括车内温度传感器，车内温度传感器RTH2的一端通过第二上拉滑动变阻R3与电源相连，另一端接地。所述第二上拉滑动变阻与车外温度传感器节点与控制单元的车内温度检测脚AD3相连。控制单元通过对车外温度检测脚AD2和车内温度检测脚AD3检测到的电压差来判断车内外温度差,当温度差的绝对值达到给定的值并且湿度值达到给定值时，控制单元发出除湿的使能信号。司机可以通过调节两个滑动变阻器间接地改变温度差的变化。

     所述电机的控制电路包括三极管Q1,开关S1,直线电机驱动器，直线电机。所述控制单元通过对前车窗内外表面温度差以及前车窗内表面湿度的判断来决定是否需要除雾，当需要除雾的时候，控制单元发送一个使能信号三极管Q1，12V电源给直线电机的驱动器供电，直线电机驱动器驱动直线电机，直线电机做直线运动带动除雾刷的传动机构进行除雾。所述除雾刷开关S1可以方便司机在其它情况下手动除雾。

     所述除雾刷的传动机构包括直线电机1、移动副I3、移动副II5、摆臂限位块4、除雾刷臂7、除雾刷片总成8和底板6，所述移动副I3与直线电机1的电机轴2固定连接，所述移动副I3通过连杆与移动副II5连接，所述摆臂限位块4与除雾刷臂7的末端通过螺纹连接，所述除雾刷臂7的中心与底板6铰接，所述除雾刷片总成8通过除雾刷臂7压紧，并且由除雾刷臂7带动左右摆动，所述底板6固定在车内前窗底部。

     所述除雾刷除雾区域两边缘的压力传感器电路包括普通电阻R5和R7，应变片R6和R8，在无压力的初始条件下，所述电阻R5、R6、R7、R8的阻值相同。所述电阻R5与应变片R8串联，电阻R7与应变片R6串联，形成两条指路分别并在电源VCC两端。所述压力传感器电路包括两个信号输出端，信号输出端I从电阻R5与应变片R8中间引出，相当于采集应变片R8上分得的电压；信号输出端II从电阻R7与应变片R6中间引出，相当于采集电阻R7上分得的电压。应变片R6和R8分别安装在除雾刷除雾区域左边缘和右边缘的传感器装置上。所述信号输出端I与运算放大器的正向输入端相连，信号输出端II与运算放大器的负向输入端相连。所述运算放大器的电源端与3.3V恒定电源相连，接地端接地。运放的输出端与控制单元的压力检测脚A/D4相连，实时检测压力传感器信号。当左端应变片R6检测到除雾刷的压力时，R6阻值增加，R7上分得的电压减小，II信号端电压减小，I信号端电压不变，I信号端电压减II信号端电压为一正值，经过预算放大器输入给控制单元，使电机轴做反向直线运动；当右端应变片R8检测到除雾刷的压力时，R8阻值增加，R8上分得的电压增大，I信号端电压增加，II信号端电压不变，I信号端电压减II信号端电压为一正值，经过预算放大器输入给控制单元，使电机轴做反向直线运动。

     所述除雾刷中的加热电路包括光电耦合器6N137，加热电阻R4。所述加热电阻R4一端与12V电源相连，另一端与光电耦合器的4号管脚相连。所述光电耦合器的1号管脚与控制单元的使能管脚相连，2号管脚以及3号管脚接地。当控制单元对车内外温度差和车内湿度的判断需要除雾时，控制单元在给电机使能信号的同时通过信号输出端D/A给光电耦合器6N137一个高电平，发热电阻R4与12V电源形成闭合回路，发热电阻R4发热对车窗内表面进行加热除去余雾。

本发明的具体控制原理如下：

     当控制单元检测到的前车窗内外温度差达到预定数值且前车窗内表面湿度达到预定湿度时，控制单元同时发送使能信号给加热电阻和直线电机。直线电机带动除雾刷的传动机构进行除雾，除雾刷内部的加热电阻给车窗内表面加热除去余雾。压力传感器电路限制除雾刷的除雾区域。湿度检测电路也在除雾刷的摆动范围之内，保证湿度检测电路得到干燥。

Claims (6)

1.一种前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，其特征在于：包括控制模块、电源电路、前车窗内表面温度检测模块、前车窗外表面温度检测模块、除雾刷加热电路和除雾刷的传动机构，所述前车窗内表面温度检测模块、前车窗外表面温度检测模块分别将检测信号发送至控制模块，控制模块根据检测信号控制除雾刷的传动机构带动除雾刷动作，所述的除雾刷加热电路对除雾刷刷过的玻璃进行加热。

2.根据权利要求1所述的前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，其特征在于：所述前车窗内表面湿度检测模块包括：设置在前车窗内表面的湿敏电阻，所述湿敏电阻的一端接地，另一端通过上拉电阻与电源相连；上拉电阻与湿敏电阻连接的节点与运算放大器相连，运放的输出端与控制模块相连，控制模块实时检测前车窗内表面的湿度。

3.根据权利要求1所述的前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，其特征在于：所述的除雾刷加热电路设置在除雾刷的中部。

4.根据权利要求1所述的前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，其特征在于：所述前车窗外表面温度检测模块包括：车外温度传感器，车外温度传感器的一端通过第一上拉滑动变阻与电源相连、另一端接地，所述第一上拉滑动变阻与车外温度传感器连接的节点还与控制模块相连；所述前车窗内表面温度检测模块包括：车内温度传感器，车内温度传感器的一端通过第二上拉滑动变阻与电源相连，另一端接地，所述第二上拉滑动变阻与车外温度传感器连接的节点还与控制模块相连。

5.根据权利要求1所述的前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，其特征在于：所述的除雾刷的传动机构包括直线电机、移动副I、移动副II、摆臂限位块、除雾刷臂、除雾刷片总成和底板，所述移动副I与直线电机的电机轴固定连接，所述移动副I通过连杆与移动副II连接，所述限位块与除雾刷臂的末端通过螺纹连接，所述除雾刷臂的中心与底板铰接，所述除雾刷片总成通过除雾刷臂压紧，并且由除雾刷臂带动左右摆动，所述底板固定在车内前窗底部。

6.根据权利要求1所述的前挡风玻璃内表面自动除雾刷装置，其特征在于：所述的除雾刷加热电路包括光电耦合器和加热电阻，所述加热电阻一端与电源相连，另一端与光电耦合器的集电极相连，所述光电耦合器的一端与控制模块相连，光电耦合器的另一端和发射极均接地。