CN106919116A - 汽车雨刮断电自动回位控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车雨刮断电自动回位控制装置及方法，属于汽车雨刮控制系统领域，连接点火开关和汽车电源，包括轻触开关、单片机、控制开关总成和回位开关，点火开关通过电阻和变压器连接轻触开关，轻触开关连接在单片机上，单片机连接控制开关总成，回位开关的一端同时连接三段控制开关和雨刮电动机，雨刮电动机的低速电刷和高速电刷连接控制开关总成，回位开关的另一端连接汽车电源。本发明增加了三段开关、单片机、三极管、继电器和语音模块等，在汽车点火开关回到关闭档位或者车钥匙被拔出时，能达到以下两个目的：一是汽车雨刮臂回到最低位置，二是雨刮开关自动回到关闭位置。

Description

汽车雨刮断电自动回位控制装置及方法

技术领域

本发明属于汽车雨刮控制系统领域，具体涉及一种汽车雨刮断电自动回位控制装置及方法，实现当汽车点火开关断开时，雨刮片可以自动回到挡风玻璃下面，而且雨刮开关回到关闭状态。

背景技术

雨刮是现代汽车必备的装置之一，在雨雪天气的时候，可以清除挡风玻璃上面的雨雪，为驾驶员提供良好的驾驶视野，也可以和洗涤装置配合使用，清洁挡风玻璃上的灰尘和污垢，确保驾驶员能看到汽车前方的路况。汽车雨刮有间歇、低速、高速等档位，满足不同环境需求，当汽车雨刮开关关闭的时候(点火开关在点火档位)，汽车雨刮片能自动回到挡风玻璃下方，不影响驾驶员的驾驶视野。但是当雨刮开关不在关闭位置时(即间歇、低速或高速等档位)，如果汽车点火开关断开或车钥匙被拔出的时候，汽车雨刮片将立即停止转动，雨刮片经常停留在挡风玻璃上，这时驾驶员就要重新插上车钥匙并转到点火档位，将雨刮开关转到关闭位置，等雨刮片回到挡风玻璃下方再关闭点火开关，这种方法比较繁琐；或者驾驶员直接离开，下次开车时，当插入车钥匙并转到点火档位时，雨刮片将在干燥的挡风玻璃表面摆动，容易造成雨刮片磨损，同时也会造成挡风玻璃因缺少润滑而被“刮花”，影响驾驶员视线。

目前，科技人员已经注意这个问题并进行大量研究，但是获得的成果却经不住推敲，也即是研究的成果没有解决问题。例如：一种雨刮自动回位装置(申请号：201120327036.2)通过在雨刮控制电路中增加一个延时断电装置，当车钥匙拔出断电后，还能继续保证雨控制电路有T秒(雨刮来回一个周期时间)的电流，让雨刮自动回位，此专利没有解决问题，首先：雨刮有间歇、低速、高速等多个档位，每个档位的雨刮臂转动速度不一样，用一个T秒周期无法满足要求，其次：即使雨刮臂恰巧回到最低位置，当下次驾驶员打开点火开关时，雨刮片将可能在干燥的玻璃上摆动，容易造成雨刮片磨损，同时也会造成挡风玻璃因缺少润滑而被“刮花”，影响驾驶员视线。其它的专利基本上都是在点火开关没有断开的情况下，让雨刮臂精确回到最低位置，或者改善雨刮自动回位的机械装置或控制装置，与点火开关断开时的雨刮自动回位没有关系，例如一种控制雨刮准确回位的方法(申请号：201510424246.6)、一种车用自动回位雨刮电机控制电路(申请号：201020650489.4)、一种汽车雨刮自动回位装置(申请号：201520371785.3)等。

综上所述，目前还没有专利真正的满足：在点火开关转到关闭档位或者车钥匙被拔出的时候，能够控制雨刮臂回到最低位置(挡风玻璃下方)；在点火开关转到关闭档位或者车钥匙被拔出的时候，雨刮开关自动回到关闭档位，不需要人工操作。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种汽车雨刮断电自动回位控制装置，增加了三段开关、单片机、三极管、继电器和语音模块等，在汽车点火开关回到关闭档位或者车钥匙被拔出时，能达到以下两个目的：一是汽车雨刮臂回到最低位置，二是雨刮开关自动回到关闭位置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车雨刮断电自动回位控制装置，连接点火开关和汽车电源，包括三段开关总成和单片机，三段开关总成中设有连接在单片机输入端上的轻触开关和通过继电器电路连接单片机的回位开关，回位开关连接继电器电路的一端同时连接雨刮电动机，回位开关的另一端连接汽车电源，按下轻触开关松开后产生负脉冲指令输入到单片机中。

上述装置中，所述继电器电路包括连接在单片机上的第一分控开关、第二分控开关和第三分控开关，第二分控开关的输出端连接回位开关和雨刮电动机，第三分控开关的输出端连接雨刮电动机。所述继电器电路由电阻、三极管和继电器连接而成，继电器触点处于常开状态。汽车雨刮断电自动回位控制装置还包括连接语音模块的喇叭，语音模块连接单片机。

一种汽车雨刮断电自动回位控制方法，方法步骤包括：在汽车雨刮电路的点火开关和汽车电源之间安装轻触开关、继电器电路和回位开关组成的三段开关总成和单片机，轻触开关被按下产生负脉冲信号，轻触开关连续两次按压的时间差在5秒钟内，当点火开关转到断开位置时，或车钥匙被拔出时，三段开关总成和单片机失去电源，则三段开关总成回到初始位置，单片机没有电源输出，如果雨刮臂不在最低位置，则回位开关闭合，雨刮电机通过回位开关获得电流而继续转动，雨刮臂低速摆动，当雨刮臂回到最低位置时，回位开关断开，雨刮电动机停止转动。

上述方法中，轻触开关被按下的次数输出相应的脉冲指令到单片机中，单片机根据轻触开关的被按下次数输出电压到继电器电路，单片机无电源的时候，回位开关连接有电源，在雨刮臂需要运动到最低位置时给继电器电路供电。轻触开关被按下的次数是奇数时，单片机的输出端输出电压，继电器电路导通，雨刮电动机运动；轻触开关被按下的次数是偶数时，单片机的输出端无电压输出，如果雨刮臂不在最低位置，回位开关闭合，雨刮电动机通过回位开关获得电流而继续转动。点火开关闭合的情况下雨刮臂运动的具体电路流程是：电源正极输出电流，点火开关闭合，继电器电路中的继电器触点闭合，雨刮电动机接通电源负极，雨刮转动。点火开关断开的情况下雨刮臂运动的具体电路流程是：按下轻触开关的瞬间，如果雨刮臂没有回到最低位置，回位开关闭合，电源正极接通回位开关，雨刮电动机接通，当雨刮臂回到最低位置时，回位开关断开，雨刮电动机停止转动。

如果雨刮在间歇档位、低速档位、高速档位时，将点火开关转到关闭位置或者拔下车钥匙时，单片机将失去电源，此时如果雨刮臂不在最低位置，则雨刮电机通过K4回位开关获得电源而低速转动，转到最低位置时停止转动。并且雨刮开关自动回到初始位置。连续两次按下轻触开关的时间超过5秒(时间可以根据用户要求调整)，则开关回到初始位置，例如：当第二次按下轻触开关后，如果要打开雨刮低速档，则需在5秒之内第三次按下轻触开关，此时雨刮电机将低速运转(单片机端口C有电源输出)；如果超过5秒第三次按下轻触开关，此时雨刮电机将间歇运转(单片机端口B有电源输出)，相当于第一次按下轻触开关。当点火开关回到关闭位置或者车钥匙被拔出时，不管此时雨刮处于何种转速状态下，三段开关将回到初始位置，也即是驾驶员要让雨刮低速运转，则需要插上车钥匙，打开点火开关至点火档位，并按下轻触开关4次，且连续2次的按压时间不超过5秒。

本发明有益效果是:1.在雨刮系统工作时，如果点火开关转到关闭位置，或者车钥匙被拔出时，雨刮臂将低速转到最低位置并停止，实现断电自动回位功能；2.在雨刮系统工作时，如果点火开关转到关闭位置，或者车钥匙被拔出时，雨刮开关自动回到初始位置，不需要驾驶员操作；3.不管雨刮臂处于何种转速状态下，驾驶员只要按下轻触开关，雨刮开关将回到关闭位置；4.雨刮在切换工作状态时，设有语音提醒功能。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明具体实施方式中汽车雨刮断电自动回位控制装置的电路示意图。

图2是本发明具体实施方式中控制开关总成的结构框图。

图3是汽车雨刮断电自动回位控制装置流程示意图。

图中，M为雨刮电动机，K为点火开关，K4为回位开关，B1为低速电刷，B2为高速电刷，B3为高低速公用电刷。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种汽车雨刮断电自动回位控制装置，连接点火开关和汽车电源，包括轻触开关、单片机、继电器电路和回位开关，点火开关通过电阻和变压器连接轻触开关，轻触开关连接在单片机上，轻触开关被按下的时候产生负脉冲，单片机连接继电器电路，回位开关的一端同时连接继电器电路和雨刮电动机，雨刮电动机的低速电刷和高速电刷连接继电器电路，回位开关的另一端连接汽车电源。本发明中当轻触开关不被按下时，轻触开关始终保持断开状态，此时线上的电压为5V。当用户按下轻触开关后松开，则会产生一个负脉冲，该负脉冲作为指令通过IO口输入给单片机。

继电器电路包括第一分控开关、第二分控开关和第三分控开关，第一分控开关、第二分控开关和第三分控开关均由电阻、三极管和继电器连接而成，用户通过轻触开关控制。单片机IO口通过三极管控制继电器，采用NPN型三极管，利用三极管的开关特性控制继电器线圈的通电和断电，进而控制继电器触点开关的闭合和断开。第一分控开关的输出端通过间歇控制单元同时连接回位开关和雨刮电动机的低速电刷，第二分控开关直接连接回位开关，第三分控开关连接雨刮电动机的高速电刷。汽车雨刮断电自动回位控制装置还包括连接语音模块的喇叭，语音模块连接单片机。

如图1所示，K为点火开关，当点火开关在点火档位时，K触点是闭合的；当点火开关在关闭档位或者起动档位时，K触点是断开的。当点火开关在点火档位时，K闭合，单片机、K1继电器线圈、K2继电器线圈、K3继电器线圈、5V变压器等获得电源。

一种汽车雨刮断电自动回位控制方法，方法步骤包括：在汽车雨刮电路的点火开关和汽车电源之间安装轻触开关、继电器电路和回位开关组成的三段开关总成和单片机，轻触开关被按下产生负脉冲信号，轻触开关连续两次按压的时间差在5秒钟内，当点火开关转到断开位置时，或车钥匙被拔出时，三段开关总成和单片机失去电源，则三段开关总成回到初始位置，单片机没有电源输出，如果雨刮臂不在最低位置，则回位开关闭合，雨刮电机通过回位开关获得电流而继续转动，雨刮臂低速摆动，当雨刮臂回到最低位置时，回位开关断开，雨刮电动机停止转动。单片机一直检测轻触开关被按下的次数，当轻触开关被按下的次数是奇数时，单片机的输出端输出电压，继电器电路导通，雨刮电动机运动；当轻触开关被按下的次数是偶数时，单片机的输出端无电压输出，如果雨刮臂不在最低位置，回位开关闭合，雨刮电动机通过回位开关获得电流而继续转动。

第一次按下轻触开关后，则会产生一个负脉冲，该负脉冲作为指令通过端口F输入给单片机，则单片机端口B输出电压，三极管VT1的基极和发射极形成正偏，因而三极管VT1导通，K1继电器线圈电路：电源正极→点火开关K(闭合)→K1继电器线圈→VT1(集电极到发射极)→电源负极，K1继电器线圈有电流流过，则其常开触点闭合。雨刮间歇档电路：电源正极→点火开关K(闭合)→K1继电器触点(闭合)→间歇控制单元→雨刮电机(B1→B3)→电源负极，雨刮臂将周期性低速摆动。同时单片机通过端口Rx和端口Tx给语音模块送出信号，语音模块通过喇叭发出“间歇档位”。

5秒之内，第二次按下轻触开关后，则产生一个负脉冲，该负脉冲作为指令通过端口F输入给单片机，则单片机端口B、端口C和端口D都没有电压输出，三极管VT1、VT2、VT3皆截止，在第二次按下轻触开关的瞬间，如果雨刮臂没有回到最低位置时，则回位开关K4闭合，雨刮电机通过K4支路获得电流而继续转动：电源正极→K4回位开关(闭合)→雨刮电机(B1→B3)→电源负极，雨刮臂将继续低速摆动，当雨刮臂回到最低位置时，K4断开，雨刮电机停止转动。同时单片机通过端口Rx和端口Tx给语音模块送出信号，语音模块通过喇叭发出“间歇档关闭”。

5秒之内，第三次按下轻触开关后，则产生一个负脉冲，该负脉冲作为指令通过端口F输入给单片机，则单片机端口C输出电压，三极管VT2的基极和发射极形成正偏，因而三极管VT2导通，K2继电器线圈电路：电源正极→点火开关K(闭合)→K2继电器线圈→VT2(集电极到发射极)→电源负极，K2继电器线圈有电流流过，则其常开触点闭合。雨刮低速档电路：电源正极→点火开关K(闭合)→K2继电器触点(闭合)→雨刮电机(B1→B3)→电源负极，雨刮臂低速摆动。同时单片机通过端口Rx和端口Tx给语音模块送出信号，语音模块通过喇叭发出“低速档位”。

5秒之内，第四次按下轻触开关后，则产生一个负脉冲，该负脉冲作为指令通过端口F输入给单片机，则单片机端口B、端口C和端口D都没有电压输出，三极管VT1、VT2、VT3皆截止，在第四次按下轻触开关的瞬间，如果雨刮臂没有回到最低位置时，则回位开关K4闭合，雨刮电机通过K4支路获得电流而继续转动：电源正极→K4回位开关(闭合)→雨刮电机(B1→B3)→电源负极，雨刮臂将继续低速摆动，当雨刮臂回到最低位置时，K4断开，雨刮电机停止转动。同时单片机通过端口Rx和端口Tx给语音模块送出信号，语音模块通过喇叭发出“低速档关闭”。

5秒之内，第五次按下轻触开关后，则会产生一个负脉冲，该负脉冲作为指令通过端口F输入给单片机，则单片机端口D输出电压，三极管VT3的基极和发射极形成正偏，因而三极管VT3导通，K3继电器线圈电路：电源正极→点火开关K(闭合)→K3继电器线圈→VT3(集电极到发射极)→电源负极，K3继电器线圈有电流流过，则其常开触点闭合。雨刮高速档电路：电源正极→点火开关K(闭合)→K3继电器触点(闭合)→雨刮电机(B2→B3)→电源负极，雨刮臂高速摆动。同时单片机通过端口Rx和端口Tx给语音模块送出信号，语音模块通过喇叭发出“高速档位”。

5秒之内，第六次按下轻触开关后，则会产生一个负脉冲，该负脉冲作为指令通过端口F输入给单片机，则单片机端口B、端口C和端口D都没有电压输出，三极管VT1、VT2、VT3皆截止，在第六次按下轻触开关的瞬间，如果雨刮臂没有回到最低位置时，则回位开关K4闭合，雨刮电机通过K4支路获得电流而继续转动：电源正极→K4回位开关(闭合)→雨刮电机(B1→B3)→电源负极，雨刮臂将由高速变成低速摆动，当雨刮臂回到最低位置时，K4断开，雨刮电机停止转动。同时单片机通过端口Rx和端口Tx给语音模块送出信号，语音模块通过喇叭发出“高速档关闭”。

在以上按压轻触开关时，如果本次按压轻触开关与上次按压轻触开关的时间差超过5秒时，则仅仅相当于第一次按压轻触开关，只有单片机端口B输出电压，即接通雨刮电机的间歇档位。

不管雨刮在间歇档位、低速档位还是高速档位，当点火开关转到断开位置时，或者车钥匙被拔出时，三段开关总成和单片机都将失去电源，则三段开关回到初始位置，单片机没有电源输出，如果此时雨刮臂不在最低位置，则回位开关K4闭合，雨刮电机通过K4支路获得电流而继续转动：电源正极→K4回位开关(闭合)→雨刮电机(B1→B3)→电源负极，雨刮臂将低速摆动，当雨刮臂回到最低位置时，K4断开，雨刮电机停止转动。

如图3所示，具体的控制流程，第一次按下轻触开关，则K1继电器触点吸合，第二次按下轻触开关，则K1继电器触点断开，第三次按下轻触开关，则K2继电器触点吸合，第四次按下轻触开关，则K2继电器触点断开，第五次按下轻触开关，则K3继电器触点吸合，第六次按下轻触开关，则K3继电器触点断开，通过K1、K2、K3等继电器触点的吸合或断开，进而控制雨刮电机的工作状态。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种汽车雨刮断电自动回位控制装置，连接点火开关和汽车电源，其特征在于，包括三段开关总成和单片机，三段开关总成中设有连接在单片机输入端上的轻触开关和通过继电器电路连接单片机的回位开关，回位开关连接继电器电路的一端同时连接雨刮电动机，回位开关的另一端连接汽车电源，按下轻触开关松开后产生负脉冲指令输入到单片机中。

2.根据权利要求1所述的汽车雨刮断电自动回位控制装置，其特征在于，所述继电器电路包括连接在单片机上的第一分控开关、第二分控开关和第三分控开关，第二分控开关的输出端连接回位开关和雨刮电动机，第三分控开关的输出端连接雨刮电动机。

3.根据权利要求1所述的汽车雨刮断电自动回位控制装置，其特征在于，所述继电器电路由电阻、三极管和继电器连接而成，继电器触点处于常开状态。

4.根据权利要求1所述的汽车雨刮断电自动回位控制装置，其特征在于，汽车雨刮断电自动回位控制装置还包括连接语音模块的喇叭，语音模块连接单片机。

5.一种汽车雨刮断电自动回位控制方法，其特征在于，方法步骤包括：在汽车雨刮电路的点火开关和汽车电源之间安装轻触开关、继电器电路和回位开关组成的三段开关总成和单片机，轻触开关被按下产生负脉冲信号，轻触开关连续两次按压的时间差在5秒钟内，当点火开关转到断开位置时，或车钥匙被拔出时，三段开关总成和单片机失去电源，则三段开关总成回到初始位置，单片机没有电源输出，如果雨刮臂不在最低位置，则回位开关闭合，雨刮电机通过回位开关获得电流而继续转动，雨刮臂低速摆动，当雨刮臂回到最低位置时，回位开关断开，雨刮电动机停止转动。

6.根据权利要求5所述的汽车雨刮断电自动回位控制方法，其特征在于，轻触开关被按下的次数输出相应的脉冲指令到单片机中，单片机根据轻触开关的被按下次数输出电压到继电器电路，单片机无电源的时候，回位开关连接有电源，在雨刮臂需要运动到最低位置时给继电器电路供电。

7.根据权利要求5所述的汽车雨刮断电自动回位控制方法，其特征在于，轻触开关被按下的次数是奇数时，单片机的输出端输出电压，继电器电路导通，雨刮电动机运动；轻触开关被按下的次数是偶数时，单片机的输出端无电压输出，如果雨刮臂不在最低位置，回位开关闭合，雨刮电动机通过回位开关获得电流而继续转动。

8.根据权利要求5所述的汽车雨刮断电自动回位控制方法，其特征在于，点火开关闭合的情况下雨刮臂运动的具体电路流程是：电源正极输出电流，点火开关闭合，继电器电路中的继电器触点闭合，雨刮电动机接通电源负极，雨刮转动。

9.根据权利要求5所述的汽车雨刮断电自动回位控制方法，其特征在于，点火开关断开的情况下雨刮臂运动的具体电路流程是：按下轻触开关的瞬间，如果雨刮臂没有回到最低位置，回位开关闭合，电源正极接通回位开关，雨刮电动机接通，当雨刮臂回到最低位置时，回位开关断开，雨刮电动机停止转动。