CN114094909B - 汽车用雨刮的调速控制方法、调速控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车用雨刮的调速控制方法、调速控制系统。其中，方法包括：将雨刮的刮水运动划分为至少两个运动阶段；根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数；根据各个运动阶段分别对应的雨刮电机的目标角速度函数计算各个运动阶段对应的目标驱动有效电压；根据目标驱动有效电压和雨刮电机的实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比，并根据输出占空比驱动雨刮电机。本方案通过对雨刮电机的电压进行控制，使得雨刮能够在反转点附近减速，从而能够调节雨刮电机的瞬态速率，并且减小高速刮水时刮臂刮刷的弹性变形，同时减小反转音。
Description
本发明要求2020年08月06日递交的申请号为CN202010784719.4、发明名称为“汽车用雨刮的调速控制方法、调速控制系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本发明中。
技术领域
本发明涉及雨刮控制技术领域，特别涉及一种汽车用雨刮的调速控制方法、调速控制系统。
背景技术
雨刮又称为刮水器、水拨、雨刮器或挡风玻璃雨刷，是用来刷刮除附着于车辆挡风玻璃上的雨点及灰尘的设备，以改善驾驶人的能见度，增加行车安全。
雨刮是由电机通过连杆结构驱动的，传统雨刮在运动至反转点位置时，一般难以很好的调整反转速度，这会存在以下问题：(1)无法根据不同工况调节每一刮刷循环雨刮的速度与加速度，因此存在机构换向时雨刮加速度过大、惯性过大等问题。而为了避免雨刮加速度大和惯性大的问题，在设计时需预留更大的距离A柱的距离，否则会影响刮水面积和驾驶员主观感受；(2)雨刮在反转点位置产生的噪音大，且雨刮在翻边处易产生抖动异响，影响乘员体验。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中雨刮在反转点位置时，难以很好地调整反转速度，从而造成雨刮在反转点噪声大，影响乘员体验的问题。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种汽车用雨刮的调速控制方法，雨刮通过汽车的雨刮电机驱动；包括以下步骤：
S1：将雨刮的刮水运动划分为至少两个运动阶段，每个运动阶段均包括加速区间、匀速区间、以及减速区间；
S2：根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数；其中，雨刮的状态信息包括雨刮的刮水周期，雨刮电机的状态信息包括雨刮在运动方向的反转点时雨刮电机的角速度、以及雨刮匀速运行时雨刮电机的角速度，车辆信息包括汽车的当前车速；
S3：根据各个运动阶段分别对应的雨刮电机的目标角速度函数计算各个运动阶段对应的目标驱动有效电压；
S4：根据目标驱动有效电压和雨刮电机的实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比，并根据输出占空比驱动雨刮电机。
采用上述方案，首先对雨刮的刮水运动进行阶段划分，并根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算出各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数。然后根据目标角速度函数对目标驱动有效电压进行计算；之后根据目标驱动有效电压和实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比，并根据输出占空比对雨刮电机进行驱动。由于在计算目标角速度函数时考虑了雨刮在运动方向的反转点的角速度，通过后续对运动方向的反转点对应的雨刮电机的角速度进行处理，可以使得雨刮在反转点不会产生顿挫现象，提高了雨刮、雨刮电机等器件的使用寿命，也提高了驾驶体验。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，在步骤S1中，根据雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向对雨刮的刮水运动进行阶段划分；并且
在步骤S2中，雨刮的状态信息还包括雨刮处于各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围；其中
在步骤S2中，根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息和汽车的车辆信息分别计算各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数，包括以下步骤：
S21：根据雨刮处于各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围，以及雨刮在运动方向的反转点时雨刮电机的角速度、雨刮匀速运行时雨刮电机的角速度分别确定雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围；
S22：根据雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围，分别确定各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度；
S23：根据雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向确定雨刮所处的具体阶段和区间；
S24：根据各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度、以及雨刮所处的具体区间，计算雨刮电机的目标角速度函数。
采用上述方案，首先通过雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围确定各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度，然后再根据匀速区间内的雨刮电机的角速度、以及雨刮所处的具体区间，计算雨刮电机的目标角速度函数。利用匀速区间雨刮运动稳定性较好的特点，确定出各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度的准确性也更高，进而计算出的目标角速度函数的准确性也更高。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，步骤S22包括：
S221：根据雨刮电机在各个运动阶段的角度范围，分别确定雨刮电机在各个运动阶段的减速区间的角度范围；
S222：根据雨刮电机在各个运动阶段的减速区间的角度范围，分别确定各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，雨刮电机在各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围相等；
各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度相等；并且
雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度根据以下公式计算：
a＝KsVs 2
其中，a为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度，Ks为标定系数，Vs为汽车的当前车速。
采用上述方案，通过将各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围设置为相等，各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度设置为相等，雨刮在进行刮水运动时，不会出现较大的速度变化，避免了因速度变化较快而产生异响或使雨滴飞溅，影响乘员体验。并且，根据上述公式对雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度进行计算，考虑了当前车速对雨刮电机角速度的影响，使得计算结果更准确。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，在步骤S1中，将雨刮的刮水运动划分为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段；并且
根据以下公式分别确定雨刮分别处于第一阶段、第二阶段、第三阶段、第四阶段时雨刮电机的角度范围：
其中，当雨刮处于第一阶段时，S为第一阶段的减速区间的时间范围；b为第一阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n＝0；T为雨刮的刮水周期；
当雨刮处于第二阶段时，S为第二阶段的减速区间的时间范围；b为第二阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；T为雨刮的刮水周期；
当雨刮处于第三阶段时，S为第三阶段的减速区间的时间范围；b为第三阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n为雨刮在运动方向的下反转点时雨刮电机的角速度；T为雨刮的刮水周期；
当雨刮处于第四阶段时，S为第四阶段的减速区间的时间范围；b为第四阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；T为雨刮的刮水周期。
采用上述方案，将雨刮的刮水运动划分为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段，考虑了雨刮从停止状态到刮水状态，以及从刮水状态到停止状态的速度变化，使得雨刮从静止到运动的转换过程中，速度会平滑变化，启动瞬间不会导致雨刮电流存在脉冲，进而避免了雨刮电流脉冲对电子器件的寿命造成影响的问题。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，根据以下公式确定雨刮在各个运动阶段的减速区间时的雨刮电机的角度范围：
其中，当雨刮处于第一阶段时，b为第一阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第一阶段的减速区间的时间范围；m为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；
当雨刮处于第二阶段时，b为第二阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第二阶段的减速区间的时间范围；m为雨刮在运动方向的下反转点时雨刮电机的角速度；
当雨刮处于第三阶段时，b为第三阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第三阶段的减速区间的时间范围；m为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；
当雨刮处于第四阶段时，b为第四阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第四阶段的减速区间的时间范围；m＝0。
采用上述方案，根据匀速区间时雨刮电机的角速度和雨刮在运动方向的反转点时雨刮电机的角速度确定雨刮电机的角度范围，使得确定出的雨刮电机的角度范围更准确。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，雨刮在各个运动阶段的减速区间的角度范围为0°至30°；并且
雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围为175°至185°。
采用上述方案，通过将雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围设置为175°至185°，考虑到了雨刮电机运动时，角度可能不完全对称，以及其他能够影响雨刮的反转点的因素，雨刮不会在到达反转点前进行加速，进而避免了雨刮在上反转点产生顿挫的现象，影响用户体验。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，步骤S24中，
当雨刮的转动时间大于等于零且小于时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝k1t2+q
其中，
雨刮的刮水运动处于第一阶段时，q＝0；
雨刮的刮水运动处于第二阶段或第四阶段时，q＝a；
雨刮的刮水运动处于第三阶段时，q＝c；并且
当雨刮的转动时间大于等于且小于S时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝k2(t-S)2+b
其中，
雨刮的刮水运动处于第一阶段时，q＝0；
雨刮的刮水运动处于第二阶段或第四阶段时，q＝a；
雨刮的刮水运动处于第三阶段时，q＝c；并且
当雨刮的转动时间大于等于S且小于时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝b并且
当雨刮的转动时间大于等于且小于/>时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
其中：
雨刮的刮水运动处于第一阶段或第三阶段时，p＝a；
雨刮的刮水运动处于第二阶段时，p＝c；
雨刮的刮水运动处于第四阶段时，p＝0；并且
当雨刮的转动时间大于等于且小于/>时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度：
其中：
雨刮的刮水运动处于第一阶段或第三阶段时，p＝a；
雨刮的刮水运动处于第二阶段时，p＝c；
雨刮的刮水运动处于第四阶段时，p＝0；
其中，S为各个阶段的减速区间的时间范围；a为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；b为各个阶段匀速区间时雨刮电机的角速度；c为雨刮在运动方向的下反转点时雨刮电机的角速度；t为雨刮自开始运动起的经过时间。
采用上述方案，各个阶段均采用同一算法对目标角速度函数进行计算，在进行具体计算时仅需改变变量的数值即可，无需改变算法，降低了处理器或计算器的负荷。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，在步骤S3中，根据以下公式计算目标驱动有效电压：
其中，J为雨刮电机的转动惯量；R为雨刮电机的电阻；V′为雨刮电机的角加速度；ML为雨刮电机的外部负载；B为雨刮电机的摩擦系数；V为步骤S2中获得的雨刮电机的目标角速度；Ke为雨刮电机的反电势系数；Kc为雨刮电机的转矩常数。
采用上述方案，考虑到了雨刮刮片在上反转点时，在迎面风的上扬力的作用下会有过载，本方案通过根据车速来控制上反转点下的电机速度，克服了迎面风上扬力的作用。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，雨刮电机的外部负载包括雨刮的刮片质量和雨刮相对于车窗的阻力；并且，
根据如下公式计算雨刮电机的外部负载：
其中，αw为雨刮在车窗表面刮水的角度；m1为雨刮的主刮臂刮片质量；L1为雨刮的主刮片长度；m2为雨刮的副刮臂刮片质量；L2为雨刮的副刮片长度；v为当前雨刮电机的角速度；μ为雨刮的刮片相对于车窗的摩擦系数；P1为雨刮的主刮片在车窗上的压力；P2为雨刮的副刮片在车窗上的压力。
采用上述方案，在进行外部负载的计算时，考虑了雨刮刮片质量的影响，提高了后续计算目标驱动有效电压的准确率。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的汽车用雨刮的调速控制方法，步骤S4中，根据下述公式计算雨刮电机的输出占空比：
输出占空比＝目标驱动有效电压/实际供电电压*100％。
本发明的实施方式还公开了一种汽车用雨刮的调速控制系统，包括：
雨刮电机，雨刮电机通过连杆机构与雨刮连接，且雨刮的刮水运动被划分为至少两个运动阶段，每个运动阶段均包括加速区间、匀速区间、以及减速区间；
计算模块，计算模块包括目标角速度函数计算单元、目标驱动有效电压计算单元和输出占空比计算单元，目标角速度函数计算单元根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数；目标驱动有效电压计算单元根据各个运动阶段分别对应的雨刮电机的目标角速度函数计算各个运动阶段对应的目标驱动有效电压；输出占空比计算单元根据目标驱动有效电压和雨刮电机的实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比；
电机驱动模块，电机驱动模块根据输出占空比驱动雨刮电机。
本发明的有益效果是：
采用上述方案，首先对雨刮的刮水运动进行阶段划分，并根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算出各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数。然后根据目标角速度函数对目标驱动有效电压进行计算；之后根据目标驱动有效电压和实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比，并根据输出占空比对雨刮电机进行驱动。由于在计算目标角速度函数时考虑了雨刮在运动方向的反转点的角速度，通过后续对运动方向的反转点对应的雨刮电机的角速度进行处理，可以使得雨刮在反转点不会产生顿挫现象，提高了雨刮、雨刮电机等器件的使用寿命，也提高了驾驶体验。此外，将雨刮的刮水运动划分为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段，考虑了雨刮从停止状态到刮水状态，以及从刮水状态到停止状态的速度变化，使得雨刮从静止到运动的转换过程中，速度会平滑变化，启动瞬间不会导致雨刮电流存在脉冲，进而避免了雨刮电流脉冲对电子器件的寿命造成影响的问题。同时考虑到了雨刮电机运动时，角度可能不完全对称，以及其他能够影响雨刮的反转点的因素，雨刮不会在到达反转点前进行加速，进而避免了雨刮在上反转点产生顿挫的现象，影响用户体验。
进一步地，在计算目标角速度函数时，各个阶段均采用同一算法进行计算，在进行具体计算时仅需改变变量的数值即可，无需改变算法，降低了处理器或计算器的负荷。
更进一步地，在进行目标驱动有效电压的计算时，考虑了雨刮刮片在上反转点时，在迎面风的上扬力的作用下会有过载，以及雨刮刮片质量对电压的影响，使得计算出的目标驱动有效电压更准确。
附图说明
图1是本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法的另一流程示意图；
图3是本发明实施例提供的雨刮的刮水运动的速度时间曲线图；
图4是本发明实施例提供的输出占空比曲线；
图5是本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、雨刮电机；2、计算模块；21、目标角速度函数计算单元；22、目标驱动有效电压计算单元；23、输出占空比计算单元；3、电机驱动模块。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
为解决现有技术中雨刮在反转点位置时，难以很好地调整反转速度，从而造成雨刮在反转点噪声大，影响乘员体验的问题，本实施例提供了一种汽车用雨刮的调速控制方法，具体的，参考图1至图4。本实施例提供的种汽车用雨刮的调速控制方法中，雨刮通过汽车的雨刮电机驱动。并且，本实施例中，雨刮的刮水周期与雨刮电机的输出轴运动有关。
参考图1示出的本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法的流程示意图，本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：将雨刮的刮水运动划分为至少两个运动阶段，每个运动阶段均包括加速区间、匀速区间、以及减速区间；
步骤S2：根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数；其中，雨刮的状态信息包括雨刮的刮水周期，雨刮电机的状态信息包括雨刮在运动方向的反转点时雨刮电机的角速度、以及雨刮匀速运行时雨刮电机的角速度，车辆信息包括汽车的当前车速；
步骤S3：根据各个运动阶段分别对应的雨刮电机的目标角速度函数计算各个运动阶段对应的目标驱动有效电压；
步骤S4：根据目标驱动有效电压和雨刮电机的实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比，并根据输出占空比驱动雨刮电机。
采用上述方案，
下面结合图1至图4具体描述本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法。其中，图2是本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法的另一流程示意图；图3是本发明实施例提供的雨刮的刮水运动的速度时间曲线图；图4是本发明实施例提供的输出占空比曲线。
本实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法，首先，执行步骤S1，将雨刮的刮水运动划分为至少两个运动阶段，每个运动阶段均包括加速区间、匀速区间、以及减速区间。
需要说明的是，本实施例中，根据雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向对雨刮的刮水运动进行阶段划分。
雨刮在刮水运动过程中的运动位置是指雨刮在进行刮水运动时的实时位置；雨刮在刮水运动过程中的运动方向是指雨刮的自由端是从下方转动到上方，或者从上方转动到下方。
需要解释的是，由于在同一运动位置，雨刮的运动方向可能不同，因此为了更明确的对雨刮的刮水运动进行阶段划分，本实施例根据雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向对雨刮的刮水运动进行阶段划分。
具体来说，参考图3，本实施例将雨刮的刮水运动划分为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段。
具体地，图4示意性地表示了雨刮的刮水运动的两个周期，0-T为第一个周期，T-2T为第二个周期。在第一个周期和第二个周期中，雨刮电机分别转动2π的角度范围。即雨刮电机的输出轴每转动360°，雨刮完成一个周期的刮水运动。
继续参考图4，可以看出，每个阶段均包括三个区间，最开始的加速区间，加速到一定值后进行匀速运动的匀速区间，以及匀速运动一段时间后进行减速的减速区间。
更具体地，第一阶段即为雨刮从停止位置运动至运动方向的上反转点的阶段。其中，运动方向的上反转点是指雨刮从停止位置或者下反转点运动到达该点后，会向相反的方向(停止位置或者下反转点)运动。
第二阶段即为雨刮从运动方向的上反转点运动至运动方向的下反转点的阶段。其中，运动方向的下反转点是指雨刮从上反转点运动到达该点后，会向上反转点运动。雨刮从停止位置运动到上反转点，再从上反转点运动至下反转点，即为一个刮水周期。
第三阶段即为雨刮从运动方向的下反转点运动至运动方向的上反转点的阶段。
第四阶段即为雨刮从运动方向的上反转点运动至停止位置的阶段。雨刮从下反转点运动至上反转点，再从上反转点运动至停止位置，为一个刮水周期。
需要说明的是，停止位置时，雨刮的速度等于0，而雨刮运动到达下反转点时，会立即反向运动，因此运动方向的下反转点的速度是大于0的。
在将雨刮的刮水运动划分为图3所示的四个阶段之后，执行步骤S2，根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数。
需要说明的是，本实施例中，雨刮的状态信息包括雨刮的刮水周期，雨刮电机的状态信息包括雨刮在运动方向的反转点时雨刮电机的角速度、以及雨刮匀速运行时雨刮电机的角速度，雨刮的状态信息还包括雨刮处于各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围。车辆信息包括汽车的当前车速。
还需要说明的是，雨刮的刮水周期一般为定值，在车辆出厂时就已设置好。高速档时为1秒，低速档为1.5秒。而雨刮在进行刮水运动时，雨刮电机的角速度可以通过电机传感器进行采集，当然也可以通过计算得到，本实施例对此不做具体限定。当前的车速可以通过车辆仪表盘读取，或者通过整车控制器获取。
具体地，参考图2，本实施例中，步骤S2包括以下步骤：
S21：根据雨刮处于各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围，以及雨刮在运动方向的反转点时雨刮电机的角速度、雨刮匀速运行时雨刮电机的角速度分别确定雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围。
S22：根据雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围，分别确定各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度。
具体的，步骤S22还包括：
S221：根据雨刮电机在各个运动阶段的角度范围，分别确定雨刮电机在各个运动阶段的减速区间的角度范围；
S222：根据雨刮电机在各个运动阶段的减速区间的角度范围，分别确定各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度。
S23：根据雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向确定雨刮所处的具体阶段和区间。
S24：根据各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度、以及雨刮所处的具体区间，计算雨刮电机的目标角速度函数。
下面对步骤S2进行具体说明。
首先执行步骤S21，根据雨刮处于各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围，以及雨刮在运动方向的反转点时雨刮电机的角速度、雨刮匀速运行时雨刮电机的角速度分别确定雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围。
需要说明的是，雨刮处于各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围具体为，雨刮在第一阶段的加速区间、第一阶段的减速区间、第二阶段的加速区间、第二阶段的减速区间、第三阶段的加速区间、第三阶段的减速区间、第四阶段的加速区间、第四阶段的减速区间的时间范围。
优选地，参考图3，本实施例中，各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围相等。并且，各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度相等。
也就是说，第一阶段的加速区间和第一阶段的减速区间的时间范围可以相等，第二阶段、第三阶段和第三阶段同理。当然，上述四个阶段的加速区间与减速区间的时间范围也均可以相等，本实施例对此不做具体限制。
此外，第一阶段的匀速区间、第二阶段的匀速区间、第三阶段的匀速区间、第四阶段的匀速区间的雨刮电机的角速度也相等。
而本实施例通过将各个运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围设置为相等，各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度设置为相等，雨刮在进行刮水运动时，不会出现较大的速度变化，避免了因速度变化较快而产生异响或使雨滴飞溅，影响乘员体验。
具体地，本实施例中，根据以下公式分别确定雨刮分别处于第一阶段、第二阶段、第三阶段、第四阶段时，雨刮电机的角度范围：
其中，当雨刮处于第一阶段时，S为第一阶段的减速区间的时间范围；b为第一阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n＝0；T为雨刮的刮水周期。
当雨刮处于第二阶段时，S为第二阶段的减速区间的时间范围；b为第二阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；T为雨刮的刮水周期。
当雨刮处于第三阶段时，S为第三阶段的减速区间的时间范围；b为第三阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n为雨刮在运动方向的下反转点时雨刮电机的角速度；T为雨刮的刮水周期。
当雨刮处于第四阶段时，S为第四阶段的减速区间的时间范围；b为第四阶段的匀速区间内雨刮电机的角速度；n为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；T为雨刮的刮水周期。
需要说明的是，本实施例中，雨刮电机在各个运动阶段内的角度范围为175°至185°。
也就是说，雨刮在从停止位置运动到运动方向的上反转点时，由于受雨量、玻璃材质等的影响，雨刮的运动方向的上反转点可能会在一个范围内变化，而不是一个定值。由此，雨刮的运动方向的上反转点对应的雨刮电机的角度也不是一个定值。具体地，本实施例中，运动方向的上反转点对应的雨刮电机的角度为175°至185°，例如可以是175°、177°、179°、181°、183°、185°，或者其他该范围内的数值，本实施例对此不做限制。
还需要说明的是，本实施例中，雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度根据以下公式计算：
a＝KsVs 2
其中，a为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度，Ks为标定系数，Vs为汽车的当前车速。
需要说明的是，标定系数Ks是根据实车标定确定的，其标定原则为在不同的车速下，保证雨刮的运动方向的上反转点的角度值一致。
接下来，执行步骤S221，根据雨刮电机在各个运动阶段的角度范围，分别确定雨刮电机在各个运动阶段的减速区间的角度范围。
也就是说，此步骤是为了计算雨刮电机在雨刮进行刮水运动的各个阶段中，减速区间的角度范围。
需要说明的是，雨刮在各个运动阶段的减速区间的角度范围为0°至30°，例如可以是0°、10°、20°、30°，或者该范围内的任何角度。
还需要说明的是，该0°至30°仅仅为一个概括的范围值。事实上，本实施例中，为了更精确的计算雨刮电机的角度范围，可以具体根据以下公式确定雨刮在各个运动阶段的减速区间时，雨刮电机的角度范围：
其中，当雨刮处于第一阶段时，b为第一阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第一阶段的减速区间的时间范围；m为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；
当雨刮处于第二阶段时，b为第二阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第二阶段的减速区间的时间范围；m为雨刮在运动方向的下反转点时雨刮电机的角速度。
当雨刮处于第三阶段时，b为第三阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第三阶段的减速区间的时间范围；m为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度。
当雨刮处于第四阶段时，b为第四阶段的匀速区间时雨刮电机的角速度；S为第四阶段的减速区间的时间范围；m＝0。
也就是说，各个运动阶段的减速区间的角度范围一定会满足0°至30°的条件，在实际计算的时候，可以在0°至30°中任意确定数值进行后续计算，也可以根据公式计算更精确的减速区间的角度范围。
需要说明的是，本实施例还提供一种确定第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段的方法，即雨刮电机在第一阶段内的角度范围为175°至185°，第二阶段可以利用2π减去雨刮电机在第一阶段内的角度范围。相应的，雨刮电机在第三阶段内的角度范围为175°至185°，则第四阶段可以利用2π减去雨刮电机在第三阶段内的角度范围。
然后执行步骤S222，根据雨刮电机在各个运动阶段的减速区间的角度范围，分别确定各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度。
也就是说，根据雨刮电机在各个运动阶段的减速区间的角度范围，以及雨刮电机在各个运动阶段的角度范围，就能够求出雨刮电机在匀速区间的角度范围，进而能够确定匀速区间对应的雨刮电机的角速度。
然后执行步骤S23，根据雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向确定雨刮所处的具体阶段和区间。
需要解释的是，确定雨刮所处的具体阶段和区间，也就是确定雨刮在哪个运动阶段的哪个区间内。由于雨刮的运动位置、运动方向与各个阶段的具体区间都是一一对应的，因此，通过雨刮的运动位置、运动方向就可以确定出，雨刮在当前位置和当前方向时，是在第一阶段、第二阶段、第三阶段或者第四阶段的加速区间、匀速区间或者减速区间。
然后执行步骤S24，根据各个运动阶段的匀速区间内的雨刮电机的角速度、以及雨刮所处的具体区间，计算雨刮电机的目标角速度函数。
具体的计算目标角速度函数的方法为：
当雨刮的转动时间大于等于零且小于时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝k1t2+q
其中，
雨刮的刮水运动处于第一阶段时，q＝0；
雨刮的刮水运动处于第二阶段或第四阶段时，q＝a；
雨刮的刮水运动处于第三阶段时，q＝c。
当雨刮的转动时间大于等于且小于S时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝k2(t-S)2+b
其中，
雨刮的刮水运动处于第一阶段时，q＝0；
雨刮的刮水运动处于第二阶段或第四阶段时，q＝a；
雨刮的刮水运动处于第三阶段时，q＝c。
当雨刮的转动时间大于等于S且小于时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝b。
当雨刮的转动时间大于等于且小于/>时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度函数：
其中：
雨刮的刮水运动处于第一阶段或第三阶段时，p＝a；
雨刮的刮水运动处于第二阶段时，p＝c；
雨刮的刮水运动处于第四阶段时，p＝0。
当雨刮的转动时间大于等于且小于/>时，根据以下公式计算雨刮电机的目标角速度：
其中：
雨刮的刮水运动处于第一阶段或第三阶段时，p＝a；
雨刮的刮水运动处于第二阶段时，p＝c；
雨刮的刮水运动处于第四阶段时，p＝0。
其中，a为雨刮在运动方向的上反转点时雨刮电机的角速度；b为各个阶段匀速区间时雨刮电机的角速度；c为雨刮在运动方向的下反转点时雨刮电机的角速度；t为雨刮自开始运动起的经过时间。
具体地，电机的角速度值可以根据本实施例提供的上述算法计算得到。雨刮自开始运动起经过的时间可以利用汽车仪表或者其他能够采集雨刮运动时间的装置采集得到。本实施例对此不做具体限定。
上述即为本实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法中，设定参数并求解雨刮电机的目标角速度函数的过程。
计算出雨刮电机的目标角速度函数后，执行步骤S3，根据各个运动阶段分别对应的雨刮电机的目标角速度函数计算各个运动阶段对应的目标驱动有效电压。
具体地，本实施例根据以下公式计算目标驱动有效电压：
其中，J为雨刮电机的转动惯量；R为雨刮电机的电阻；V′为雨刮电机的角加速度；ML为雨刮电机的外部负载；B为雨刮电机的摩擦系数；V为步骤S2中获得的雨刮电机的目标角速度；Ke为雨刮电机的反电势系数；Kc为雨刮电机的转矩常数。
具体地，雨刮电机的转动惯量、雨刮电机的电阻、雨刮电机的角加速度、雨刮电机的外部负载、雨刮电机的摩擦系数、雨刮电机的反电势系数、雨刮电机的转矩常数等的采集和确定可以参考现有技术，本实施例对此不做限制。
进一步地，雨刮电机的外部负载包括雨刮的刮片质量和雨刮相对于车窗的阻力。
为了更精确的计算出目标驱动的有效电压，本实施例中，根据如下公式计算雨刮电机的外部负载：
其中，αw为雨刮在车窗表面刮水的角度；m1为雨刮的主刮臂刮片质量；L1为雨刮的主刮片长度；m2为雨刮的副刮臂刮片质量；L2为雨刮的副刮片长度；v为当前雨刮电机的角速度；μ为雨刮的刮片相对于车窗的摩擦系数；P1为雨刮的主刮片在车窗上的压力；P2为雨刮的副刮片在车窗上的压力。
具体地，雨刮在车窗表面刮水的角度也可以理解为雨刮的具体位置和方向；雨刮的刮片相对于车窗的摩擦系数，以及雨刮的刮片在车窗上的压力可以通过实验计算得到，或者通过其他方式进行采集，本实施例对此不做限制。
在计算出目标驱动有效电压之后，执行步骤S4，根据目标驱动有效电压和雨刮电机的实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比，并根据输出占空比驱动雨刮电机。
具体地，本实施例中，根据下述公式计算雨刮电机的输出占空比：
参考图4示出的本发明实施例提供的输出占空比曲线，可以看出，根据由上述方法计算出的雨刮电机的输出占空比驱动雨刮电机，使得雨刮能在反转点附近降低速度，从而能够调节雨刮电机的瞬态速率、减小高速刮水时刮臂刮刷的弹性变形，同时减小反转音。由此，通过本实施例描述的上述方法，可实现雨刮瞬态刮刷速率设计与控制，从而达到优化高速湿刮惯性过冲量、刮片翻边异响和雨刮抖动控制。
采用上述方法，首先对雨刮的刮水运动进行阶段划分，并根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算出各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数。然后根据目标角速度函数对目标驱动有效电压进行计算；之后根据目标驱动有效电压和实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比，并根据输出占空比对雨刮电机进行驱动。由于在计算目标角速度函数时考虑了雨刮在运动方向的反转点的角速度，通过后续对运动方向的反转点对应的雨刮电机的角速度进行处理，可以使得雨刮在反转点不会产生顿挫现象，提高了雨刮、雨刮电机等器件的使用寿命，也提高了驾驶体验。此外，将雨刮的刮水运动划分为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段，考虑了雨刮从停止状态到刮水状态，以及从刮水状态到停止状态的速度变化，使得雨刮从静止到运动的转换过程中，速度会平滑变化，启动瞬间不会导致雨刮电流存在脉冲，进而避免了雨刮电流脉冲对电子器件的寿命造成影响的问题。同时考虑到了雨刮电机运动时，角度可能不完全对称，以及其他能够影响雨刮的反转点的因素，雨刮不会在到达反转点前进行加速，进而避免了雨刮在上反转点产生顿挫的现象，影响用户体验。
进一步地，在计算目标角速度函数时，各个阶段均采用同一算法进行计算，在进行具体计算时仅需改变变量的数值即可，无需改变算法，降低了处理器或计算器的负荷。
更进一步地，在进行目标驱动有效电压的计算时，考虑了雨刮刮片在上反转点时，在迎面风的上扬力的作用下会有过载，以及雨刮刮片质量对电压的影响，使得计算出的目标驱动有效电压更准确。
基于上述汽车用雨刮的调速控制方法，本实施例还提供了一种汽车用雨刮的调速控制系统。具体地，参考图5示出的本发明实施例提供的汽车用雨刮的调速控制系统的结构示意图，本实施例提供的汽车用雨刮的调速控制方法具体包括雨刮电机1、计算模块2和电机驱动模块3。
雨刮电机1，雨刮电机1通过连杆机构与雨刮连接，且雨刮的刮水运动被划分为至少两个运动阶段，每个运动阶段均包括加速区间、匀速区间、以及减速区间。
需要说明的是，本实施例中的运动阶段、加速区间、匀速区间、减速区间的划分和计算方式可以参考前述的汽车用雨刮的调速控制方法，在此不再赘述。
雨刮电机1的具体结构等也可以参考现有技术。
计算模块2，计算模块2包括目标角速度函数计算单元21、目标驱动有效电压计算单元22和输出占空比计算单元23，目标角速度函数计算单元21根据雨刮的状态信息、雨刮电机的状态信息、以及汽车的车辆信息分别计算各个运动阶段对应的雨刮电机的目标角速度函数；目标驱动有效电压计算单元22根据各个运动阶段分别对应的雨刮电机的目标角速度函数计算各个运动阶段对应的目标驱动有效电压；输出占空比计算单元23根据目标驱动有效电压和雨刮电机的实际供电电压计算雨刮电机的输出占空比。
本实施例中，计算模块2可以是整车控制器或者其他具有计算功能的车载电子元器件。且具体对输出占空比的计算方法也可以参考前述的汽车用雨刮的调速控制方法，在此不再赘述。
电机驱动模块3，电机驱动模块3根据输出占空比驱动雨刮电机1。
本实施例中，电机驱动模块3即为电机驱动器，具体可以参考现有技术，本实施例对此不做限制。
本实施例提供的上述汽车用雨刮的调速控制系统，通过对雨刮电机的电压进行控制，使得雨刮能够在反转点附近减速，从而能够调节雨刮电机的瞬态速率，并且减小高速刮水时刮臂刮刷的弹性变形，同时减小反转音。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种汽车用雨刮的调速控制方法，雨刮通过汽车的雨刮电机驱动；其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据所述雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向将所述雨刮的刮水运动划分为四个运动阶段，所述四个运动阶段分别为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段，所述四个运动阶段中的每个运动阶段均包括加速区间、匀速区间、以及减速区间；
S2：根据所述雨刮的状态信息、所述雨刮电机的状态信息、以及所述汽车的车辆信息分别计算各个所述运动阶段对应的所述雨刮电机的目标角速度函数；其中，所述雨刮的状态信息包括所述雨刮的刮水周期和所述雨刮处于各个所述运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围，所述雨刮电机的状态信息包括所述雨刮在运动方向的反转点时所述雨刮电机的角速度、以及所述雨刮匀速运行时所述雨刮电机的角速度，所述车辆信息包括所述汽车的当前车速；包括以下步骤：
S21：根据以下公式分别确定所述雨刮分别处于所述第一阶段、所述第二阶段、所述第三阶段、所述第四阶段时所述雨刮电机的角度范围：
其中，当所述雨刮处于所述第一阶段时，S为所述第一阶段的减速区间的时间范围；b为所述第一阶段的匀速区间内所述雨刮电机的角速度；n＝0；T为所述雨刮的刮水周期；
当所述雨刮处于所述第二阶段时，S为所述第二阶段的减速区间的时间范围；b为所述第二阶段的匀速区间内所述雨刮电机的角速度；n为所述雨刮在运动方向的上反转点时所述雨刮电机的角速度；T为所述雨刮的刮水周期；
当所述雨刮处于所述第三阶段时，S为所述第三阶段的减速区间的时间范围；b为所述第三阶段的匀速区间内所述雨刮电机的角速度；n为所述雨刮在运动方向的下反转点时所述雨刮电机的角速度；T为所述雨刮的刮水周期；
当所述雨刮处于所述第四阶段时，S为所述第四阶段的减速区间的时间范围；b为所述第四阶段的匀速区间内所述雨刮电机的角速度；n为所述雨刮在运动方向的上反转点时所述雨刮电机的角速度；T为所述雨刮的刮水周期；
S22：根据所述雨刮电机在各个所述运动阶段内的角度范围，分别确定各个所述运动阶段的所述匀速区间内的所述雨刮电机的角速度；
S23：根据所述雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向确定所述雨刮所处的具体阶段和区间；
S24：根据各个所述运动阶段的所述匀速区间内的所述雨刮电机的角速度、以及所述雨刮所处的具体区间，计算所述雨刮电机的目标角速度函数；
S3：根据各个所述运动阶段分别对应的所述雨刮电机的目标角速度函数计算各个所述运动阶段对应的目标驱动有效电压；
S4：根据所述目标驱动有效电压和所述雨刮电机的实际供电电压计算所述雨刮电机的输出占空比，并根据所述输出占空比驱动所述雨刮电机。
2.如权利要求1所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，步骤S22包括：
S221：根据所述雨刮电机在所述各个运动阶段的角度范围，分别确定所述雨刮电机在所述各个运动阶段的减速区间的角度范围；
S222：根据所述雨刮电机在所述各个运动阶段的减速区间的角度范围，分别确定各个所述运动阶段的所述匀速区间内的所述雨刮电机的角速度。
3.如权利要求2所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，所述雨刮电机在各个所述运动阶段的加速区间与减速区间内的时间范围相等；
各个所述运动阶段的所述匀速区间内的所述雨刮电机的角速度相等；并且
所述雨刮在运动方向的上反转点时所述雨刮电机的角速度根据以下公式计算：
a＝KsVs2
其中，a为所述雨刮在运动方向的上反转点时所述雨刮电机的角速度，Ks为标定系数，Vs为汽车的当前车速。
4.如权利要求3所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，根据以下公式确定所述雨刮在所述各个运动阶段的减速区间时所述雨刮电机的角度范围：
其中，当所述雨刮处于所述第一阶段时，b为所述第一阶段的匀速区间时所述雨刮电机的角速度；S为所述第一阶段的减速区间的时间范围；m为所述雨刮在运动方向的上反转点时所述雨刮电机的角速度；
当所述雨刮处于所述第二阶段时，b为所述第二阶段的匀速区间时所述雨刮电机的角速度；S为所述第二阶段的减速区间的时间范围；m为所述雨刮在运动方向的下反转点时所述雨刮电机的角速度；
当所述雨刮处于所述第三阶段时，b为所述第三阶段的匀速区间时所述雨刮电机的角速度；S为所述第三阶段的减速区间的时间范围；m为所述雨刮在运动方向的上反转点时所述雨刮电机的角速度；
当所述雨刮处于所述第四阶段时，b为所述第四阶段的匀速区间时所述雨刮电机的角速度；S为所述第四阶段的减速区间的时间范围；m＝0。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，所述雨刮在所述各个运动阶段的减速区间的角度范围为0°至30°；并且
所述雨刮电机在各个所述运动阶段内的角度范围为175°至185°。
6.如权利要求5所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，步骤S24中，
当所述雨刮的转动时间大于等于零且小于时，根据以下公式计算所述雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝k1t2+q
其中，
所述雨刮的刮水运动处于所述第一阶段时，q＝0；
所述雨刮的刮水运动处于所述第二阶段或所述第四阶段时，q＝a；
所述雨刮的刮水运动处于所述第三阶段时，q＝c；并且
当所述雨刮的转动时间大于等于且小于S时，根据以下公式计算所述雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝k2(t-S)2+b
其中，
所述雨刮的刮水运动处于所述第一阶段时，q＝0；
所述雨刮的刮水运动处于所述第二阶段或所述第四阶段时，q＝a；
所述雨刮的刮水运动处于所述第三阶段时，q＝c；并且
当所述雨刮的转动时间大于等于S且小于时，根据以下公式计算所述雨刮电机的目标角速度函数：
V(t)＝b；并且
当所述雨刮的转动时间大于等于且小于/>时，根据以下公式计算所述雨刮电机的目标角速度函数：
其中：
所述雨刮的刮水运动处于所述第一阶段或所述第三阶段时，p＝a；
所述雨刮的刮水运动处于所述第二阶段时，p＝c；
所述雨刮的刮水运动处于所述第四阶段时，p＝0；并且
当所述雨刮的转动时间大于等于且小于/>时，根据以下公式计算所述雨刮电机的目标角速度：
其中：
所述雨刮的刮水运动处于所述第一阶段或所述第三阶段时，p＝a；
所述雨刮的刮水运动处于所述第二阶段时，p＝c；
所述雨刮的刮水运动处于所述第四阶段时，p＝0；
其中，S为各个阶段的减速区间的时间范围；a为所述雨刮在运动方向的上反转点时所述雨刮电机的角速度；b为所述各个阶段匀速区间时所述雨刮电机的角速度；c为所述雨刮在运动方向的下反转点时所述雨刮电机的角速度；t为所述雨刮自开始运动起的经过时间。
7.如权利要求6所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，在步骤S3中，根据以下公式计算所述目标驱动有效电压：
其中，J为所述雨刮电机的转动惯量；R为所述雨刮电机的电阻；V′为所述雨刮电机的角加速度；ML为所述雨刮电机的外部负载；B为所述雨刮电机的摩擦系数；V为所述步骤S2中获得的所述雨刮电机的目标角速度；Ke为所述雨刮电机的反电势系数；Kc为所述雨刮电机的转矩常数。
8.如权利要求7所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，所述雨刮电机的外部负载包括所述雨刮的刮片质量和所述雨刮相对于车窗的阻力；并且，
根据如下公式计算所述雨刮电机的所述外部负载：
其中，αw为所述雨刮在车窗表面刮水的角度；m1为所述雨刮的主刮臂刮片质量；L1为所述雨刮的主刮片长度；m2为所述雨刮的副刮臂刮片质量；L2为所述雨刮的副刮片长度；v为当前所述雨刮电机的角速度；μ为所述雨刮的刮片相对于车窗的摩擦系数；P1为所述雨刮的主刮片在车窗上的压力；P2为所述雨刮的副刮片在车窗上的压力。
9.如权利要求8所述的汽车用雨刮的调速控制方法，其特征在于，步骤S4中，根据下述公式计算所述雨刮电机的输出占空比：
10.一种汽车用雨刮的调速控制系统，其特征在于，所述汽车用雨刮的调速控制系统执行如权利要求1-9任一项所述的汽车用雨刮的调速控制方法，所述汽车用雨刮的调速控制系统包括：
雨刮电机，所述雨刮电机通过连杆机构与所述雨刮连接，且根据所述雨刮在刮水运动过程中的运动位置与运动方向，所述雨刮的刮水运动被划分为四个运动阶段，所述四个运动阶段分别为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段，所述四个运动阶段中的每个所述运动阶段均包括加速区间、匀速区间、以及减速区间；
计算模块，所述计算模块包括目标角速度函数计算单元、目标驱动有效电压计算单元和输出占空比计算单元，所述目标角速度函数计算单元根据所述雨刮的状态信息、所述雨刮电机的状态信息、以及所述汽车的车辆信息分别计算各个所述运动阶段对应的所述雨刮电机的目标角速度函数；所述目标驱动有效电压计算单元根据各个所述运动阶段分别对应的所述雨刮电机的目标角速度函数计算各个所述运动阶段对应的目标驱动有效电压；所述输出占空比计算单元根据所述目标驱动有效电压和所述雨刮电机的实际供电电压计算所述雨刮电机的输出占空比；
电机驱动模块，所述电机驱动模块根据所述输出占空比驱动所述雨刮电机。
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Citations (7)
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| JP2006141107A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Mitsuba Corp | モータ制御システム |
| CN103619661A (zh) * | 2011-07-06 | 2014-03-05 | 株式会社美姿把 | 电动机控制装置 |
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-
2020
- 2020-09-30 CN CN202011058348.8A patent/CN114094909B/zh active Active
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