CN105882608A - 汽车智能雨刮器控制模块及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车智能雨刮器控制模块及其工作方法，本汽车智能雨刮器控制模块包括：雨刮控制按钮、处理器模块和用于驱动雨刷电机转动的驱动电路；其中所述处理器模块通过雨刮控制按钮切换雨刷电机的工作档位；本发明的雨刮器控制模块及其工作方法，取消结构复杂的雨刮器开关，代之以单触点按钮结构简单，节约生产成本；雨刮器按钮体积小，安装位置灵活，占用空间小；并且本雨刮器控制模块的外接线路少，只有接电源与接雨刮按钮两根导线，以及还具有自断电功能，具有节电与延长使用寿命的优点。

Description

汽车智能雨刮器控制模块及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种汽车智能雨刮器控制模块及其工作方法。

背景技术

汽车雨刮器是汽车必不可少的常用辅助电器装置，常规雨刮器电机为改变极对数的两速电机，即具有高速和低速两种速度，雨刮器停机回位功能由电机内部机械装置实现。随着汽车电子技术的应用发展，智能雨刮器在新一代汽车上有所使用，具体表现在，采用不可变极对数电机，速度调节采用PWM占空比调速技术，汽车速度和雨量大小也作为雨刮器速度调节的两个要素。部分车型将雨刮器控制模块还通过LIN局域网与车身电子控制模块相联，车身电子控制模块通过CAN网络获取汽车行驶速度与雨量大小，其实也集成了雨刮器的控制功能。车身电子控制模块集成了过多的汽车控制功能，成为汽车故障的易发元件。

雨刮器开关作为系统的输入信号与控制元件，多年来，没有什么变化。开关为复杂的机械多触点铜片装置，具有高速、低速、间隙刮水、停止、点动、喷水等档位，部分开关上还具有中速档和速度调节电位计。雨刮器开关操作频繁，结构复杂，安装与更换难度较大，且占据汽车转向柱有限的宝贵空间。

随着汽车电子控制技术的发展，有可能也有必要尽可能的用电子元件去实现机械的功能。电子元件越来越多地取代机械元件为汽车发展的必然趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单，适于一键控制的汽车智能雨刮器控制模块及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种雨刮器控制模块，包括：雨刮控制按钮、处理器模块和用于驱动雨刷电机转动的驱动电路；其中所述处理器模块通过雨刮控制按钮切换雨刷电机的工作档位。

进一步，所述雨刮器控制模块还包括：雨量传感器，且雨量传感器适于通过AD模块与处理器模块相连；所述处理器模式适于根据雨量传感器获得的雨量值在某一工作档位附近自动调节雨刷电机的工作频率。

进一步，所述雨刮器控制模块还包括：得电保持电路，该得电保持电路包括：第一、第二光耦模块，所述第一、第二光耦模块的发光器串联，且第一光耦模块的发光器的阳极通过限流电阻R1连接输入电压值；以及第二光耦模块的阴极通过雨刮控制按钮接地；第一光耦模块的受光器的一端连接稳压模块的输出端，其另一端连接处理器模块的供电端，以及第一光耦模块的两端还分别于一三极管Q1的集电极和发射极相连，该三极管Q1的基极与处理器模块相连；当雨刮控制按钮按下后，第一、第二光耦模块导通，所述处理器模块获得稳压模块输出的工作电压，处理器模块随即输出电平使三极管Q1导通，即工作电压由三极管Q1导通后，接入处理器模块的供电端，以保持处理器模块处于得电状态。

进一步，所述雨刮控制按钮通过第二光耦模块向处理器模输入控制指令，即第二光耦模块的受光器的两端分别连接稳压模块的输出端和处理器模块的相应控制端，即通过雨刮控制按钮按下的次序，使处理器模块的相应控制端依次获得高电平，以产生与工作档位相匹配的驱动信号。

进一步，所述驱动电路包括：四档驱动子电路，且分别为：高速档驱动子电路、中速档驱动子电路，低速档驱动子电路，以及间歇驱动子电路；其中各驱动子电路的电路结构相同，分别与处理器模块的四路输出控制端相连；各驱动子电路的输出端均连接一三极管Q2的基极，所述三极管Q2适于在导通时使继电器的线圈得电，且在线圈得电后，使继电器常开闭合雨刷电机得电；所述处理器模块适于根据按下的次序由四路输出控制端输出相应工作档位的PWM驱动信号。

进一步，所述雨刮器控制模块还包括定时电路，以及雨刷电机工作电流的检测电路；所述处理器模块适于通过检测电路获得雨刷电机的工作电流，且当该工作电流中断时间超过一时间设定值后，所述处理器模块控制三极管Q1截止。

又一方面，本发明还提供了一种雨刷控制模块的工作方法，包括：通过手动模式和/或自动模式以调节雨刷电机的工作档位。

进一步，所述雨刷控制模块包括：雨刮控制按钮、处理器模块和用于驱动雨刷电机转动的驱动电路；其中所述处理器模块通过雨刮控制按钮切换雨刷电机的工作档位；以及所述驱动电路包括：四档驱动子电路，且分别为：高速档驱动子电路、中速档驱动子电路，低速档驱动子电路，以及间歇驱动子电路；其中各驱动子电路的电路结构相同，分别与处理器模块的四路输出控制端相连；各驱动子电路的输出端均连接一三极管Q2的基极，所述三极管Q2适于在导通时使继电器的线圈得电，且在线圈得电后，使继电器常开闭合雨刷电机得电；所述处理器模块适于根据按下的次序由四路输出控制端输出相应工作档位的PWM信号。

进一步，所述手动模式对应的手动控制电路包括：雨刮控制按钮、第二光耦模块，其中所述雨刮控制按钮通过第二光耦模块向处理器模输入控制指令，即第二光耦模块的受光器的两端分别连接稳压模块的输出端和处理器模块的相应控制端，即通过雨刮控制按钮按下的次序，使处理器模块的相应控制端依次获得高电平，以产生与工作档位相匹配的驱动信号，实现手动模块控制。

进一步，所述自动模式对应的自动控制电路包括：雨量传感器，且雨量传感器适于通过AD模块与处理器模块相连；所述处理器模式适于根据雨量传感器获得的雨量值在某一工作档位附近自动调节雨刷电机的工作频率。

本发明的有益效果是，本发明的雨刮器控制模块及其工作方法，取消结构复杂的雨刮器开关，代之以单触点按钮结构简单，节约生产成本；雨刮器按钮体积小，安装位置灵活，占用空间小；并且本雨刮器控制模块的外接线路少，只有接电源与接雨刮按钮两根导线，以及还具有自断电功能，具有节电与延长使用寿命的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的雨刮器控制模块的原理框图；

图2是本发明的雨刮器控制模块的电路原理图；

图3是本发明的的工作流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

本发明雨刮器控制模块为一独立控制模块，不需要车身电子控制模块提供数据，减轻车身电子控制的工作负荷。同时取消常规雨刮器复杂的多档位、多触点机械开关，代之以简单的一位操作按钮，不需要安排在转向柱上，可以安装在汽车面板或驾驶员右手侧任意位置。本雨刮器控制模块控制具有手动与自动结合控制雨刮器速度的功能，手动级数为高速、中速、低速三种速度，同时可以在这三个速度基础上，还可以根据雨量大小自动进一步地调节速度快慢。

如图1和图2所示，本发明的一种雨刮器控制模块，包括：雨刮控制按钮K1、处理器模块和用于驱动雨刷电机转动的驱动电路；其中所述处理器模块通过雨刮控制按钮切换雨刷电机的工作档位。

优选的，为了使雨刮器实现自动模式，所述雨刮器控制模块还包括：雨量传感器，且雨量传感器适于通过AD模块PC8与处理器模块相连；所述处理器模式适于根据雨量传感器获得的雨量值在某一工作档位附近自动调节雨刷电机的工作频率。其中AD模块例如但不限于采用TLC549芯片。

具体的，可以根据雨量大小自动调节雨刷电机的工作档位；工作档位包括：高速档、中速档、低速档和间歇档，通过雨刮控制按钮按下的次序进行切换，即第一次按下为高速档、再按一次为中速档、第三次按下为低速档、第四次按下为间歇档，第五次按下为停止。

所述雨刮器控制模块还包括：得电保持电路，该得电保持电路包括：第一、第二光耦模块，所述第一、第二光耦模块的发光器串联，且第一光耦模块的发光器的阳极通过限流电阻R1连接输入电压值(该电压值来源于蓄电池提供的12V电压)；以及第二光耦模块的阴极通过雨刮控制按钮接地；第一光耦模块的受光器的一端连接稳压模块的输出端，其另一端连接处理器模块的供电端，以及第一光耦模块的两端还分别于一三极管Q1的集电极和发射极相连，该三极管Q1的基极与处理器模块相连(即与处理器模块的P1.2端口相连)；当雨刮控制按钮按下后，第一、第二光耦模块导通，所述处理器模块获得稳压模块PC3输出的工作电压(稳压模块PC3采用三端稳压管7805)，处理器模块随即输出电平使三极管Q1导通，即工作电压由三极管Q1导通后，接入处理器模块的供电端，以保持处理器模块处于得电状态。

第一光耦模块PC1、第二光耦模块PC2，且均采用TIL117光电耦合器；所述处理器模块例如但不限于采用51系列单片机。

所述雨刮控制按钮通过第二光耦模块向处理器模输入控制指令，即第二光耦模块的受光器的两端分别连接稳压模块的输出端和处理器模块的相应控制端(即P1.7端口)，即通过雨刮控制按钮按下的次序，使处理器模块的相应控制端依次获得高电平，以产生与工作档位相匹配的驱动信号。

所述驱动电路包括：四档驱动子电路，且分别为：高速档驱动子电路、中速档驱动子电路，低速档驱动子电路，以及间歇驱动子电路；其中各驱动子电路的电路结构相同，分别与处理器模块的四路输出控制端(P0.0-P0.3端口)相连；各驱动子电路的输出端均连接一三极管Q2的基极，所述三极管Q2适于在导通时使继电器的线圈得电，且在线圈得电后，使继电器常开闭合雨刷电机得电；所述处理器模块适于根据按下的次序由四路输出控制端输出相应工作档位的PWM驱动信号。

上述所述处理器模式适于根据雨量传感器获得的雨量值在某一工作档位附近自动调节雨刷电机的工作频率，即在该工作档位的基础上改变其PWM信号的频率，以达到调节雨刷电机的工作频率。

具体的，各驱动子电路(如PC4、PC5、PC6和PC7)例如但不限于采用A3120隔离驱动光藕。

所述雨刮器控制模块还包括定时电路，以及雨刷电机工作电流的检测电路；所述处理器模块适于通过检测电路获得雨刷电机的工作电流，且当该工作电流中断时间超过一时间设定值后，所述处理器模块控制三极管Q1截止。

实施例2

如图1至图3所示，在实施例1基础上，本实施例2还提供了一种雨刷控制模块的工作方法，包括：通过手动模式以调节雨刷电机的工作档位；或通过手动模式和自动模式以调节雨刷电机的工作档位。

优选的，所述雨刷控制模块包括：雨刮控制按钮、处理器模块、用于驱动雨刷电机转动的驱动电路，以及如实施例1所述的得电保持电路；其中所述处理器模块通过雨刮控制按钮切换雨刷电机的工作档位；以及所述驱动电路包括：四档驱动子电路，且分别为：高速档驱动子电路、中速档驱动子电路，低速档驱动子电路，以及间歇驱动子电路；其中各驱动子电路的电路结构相同，分别与处理器模块的四路输出控制端相连；各驱动子电路的输出端均连接一三极管Q2的基极，所述三极管Q2适于在导通时使继电器的线圈得电，且在线圈得电后，使继电器常开闭合雨刷电机得电；所述处理器模块适于根据按下的次序由四路输出控制端输出相应工作档位的PWM信号。

具体的，所述手动模式对应的手动控制电路包括：雨刮控制按钮、第二光耦模块，其中所述雨刮控制按钮通过第二光耦模块向处理器模输入控制指令，即第二光耦模块的受光器的两端分别连接稳压模块的输出端和处理器模块的相应控制端，即通过雨刮控制按钮按下的次序，使处理器模块的相应控制端依次获得高电平，以产生与工作档位相匹配的驱动信号，实现手动模块控制。

具体的，所述自动模式对应的自动控制电路包括：雨量传感器，且雨量传感器适于通过AD模块与处理器模块相连；所述处理器模式适于根据雨量传感器获得的雨量值在某一工作档位附近自动调节雨刷电机的工作频率。

即，若当前雨刷工作在中速档，则自动模式根据雨量调节雨刷的工作频率在中速档附近调节，若雨量小，则中速档向低速档根据雨量大小进行线性调节，降低雨刷电机的工作频率；若雨量增大，则由中速档向高速档根据雨量大小进行线性调节，提高雨刷电机的工作频率。

其中，线性调节具体为雨量的大小与雨刷电机的工作频率呈正比例关系。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种雨刮器控制模块，其特征在于，包括：雨刮控制按钮、处理器模块和用于驱动雨刷电机转动的驱动电路；其中

所述处理器模块通过雨刮控制按钮切换雨刷电机的工作档位。

2.根据权利要求1所述的雨刮器控制模块，其特征在于，所述雨刮器控制模块还包括：雨量传感器，且雨量传感器适于通过AD模块与处理器模块相连；

所述处理器模式适于根据雨量传感器获得的雨量值在某一工作档位附近自动调节雨刷电机的工作频率。

3.根据权利要求2所述的雨刮器控制模块，其特征在于，所述雨刮器控制模块还包括：得电保持电路，该得电保持电路包括：第一、第二光耦模块，所述第一、第二光耦模块的发光器串联，且第一光耦模块的发光器的阳极通过限流电阻R1连接输入电压值；以及第二光耦模块的阴极通过雨刮控制按钮接地；

第一光耦模块的受光器的一端连接稳压模块的输出端，其另一端连接处理器模块的供电端，以及第一光耦模块的两端还分别于一三极管Q1的集电极和发射极相连，该三极管Q1的基极与处理器模块相连；

当雨刮控制按钮按下后，第一、第二光耦模块导通，所述处理器模块获得稳压模块输出的工作电压，处理器模块随即输出电平使三极管Q1导通，即

工作电压由三极管Q1导通后，接入处理器模块的供电端，以保持处理器模块处于得电状态。

4.根据权利要求3所述的雨刮器控制模块，其特征在于，所述雨刮控制按钮通过第二光耦模块向处理器模输入控制指令，即第二光耦模块的受光器的两端分别连接稳压模块的输出端和处理器模块的相应控制端，即

通过雨刮控制按钮按下的次序，使处理器模块的相应控制端依次获得高电平，以产生与工作档位相匹配的驱动信号。

5.根据权利要求4所述的雨刮器控制模块，其特征在于，所述驱动电路包括：四档驱动子电路，且分别为：高速档驱动子电路、中速档驱动子电路，低速档驱动子电路，以及间歇驱动子电路；其中

各驱动子电路的电路结构相同，分别与处理器模块的四路输出控制端相连；

各驱动子电路的输出端均连接一三极管Q2的基极，所述三极管Q2适于在导通时使继电器的线圈得电，且在线圈得电后，使继电器常开闭合雨刷电机得电；

所述处理器模块适于根据按下的次序由四路输出控制端输出相应工作档位的PWM驱动信号。

6.根据权利要求6所述的雨刮器控制模块，其特征在于，所述雨刮器控制模块还包括定时电路，以及雨刷电机工作电流的检测电路；

所述处理器模块适于通过检测电路获得雨刷电机的工作电流，且当该工作电流中断时间超过一时间设定值后，所述处理器模块控制三极管Q1截止。

7.一种雨刷控制模块的工作方法，包括：通过手动模式和/或自动模式以调节雨刷电机的工作档位。

8.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，所述雨刷控制模块包括：雨刮控制按钮、处理器模块和用于驱动雨刷电机转动的驱动电路；其中

所述处理器模块通过雨刮控制按钮切换雨刷电机的工作档位；以及

所述驱动电路包括：四档驱动子电路，且分别为：高速档驱动子电路、中速档驱动子电路，低速档驱动子电路，以及间歇驱动子电路；其中

各驱动子电路的电路结构相同，分别与处理器模块的四路输出控制端相连；

各驱动子电路的输出端均连接一三极管Q2的基极，所述三极管Q2适于在导通时使继电器的线圈得电，且在线圈得电后，使继电器常开闭合雨刷电机得电；

所述处理器模块适于根据按下的次序由四路输出控制端输出相应工作档位的PWM信号。

9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述手动模式对应的手动控制电路包括：雨刮控制按钮、第二光耦模块，其中

所述雨刮控制按钮通过第二光耦模块向处理器模输入控制指令，即第二光耦模块的受光器的两端分别连接稳压模块的输出端和处理器模块的相应控制端，即

通过雨刮控制按钮按下的次序，使处理器模块的相应控制端依次获得高电平，以产生与工作档位相匹配的驱动信号，实现手动模块控制。

10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于，所述自动模式对应的自动控制电路包括：雨量传感器，且雨量传感器适于通过AD模块与处理器模块相连；

所述处理器模式适于根据雨量传感器获得的雨量值在某一工作档位附近自动调节雨刷电机的工作频率。