CN1611395A - 一种双电机驱动的双雨刷刮水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双电机驱动的双雨刷刮水器，它是由两个刮水器电机总成、一个洗涤器总成、一个具有CAN总线接口的电控模块以及两个雨刷构成，其中电控模块包括微控制器电路、总线接口电路、稳压电源电路、复位电路、晶振电路、驱动电路，在总线接口电路和驱动电路中均采用有光耦隔离措施，驱动电路主要包括有互锁的P沟道增强型两个MOS管。由于采用了双电机独立驱动，每个电机带动一个雨刷转动，这样就可取消单电机驱动形式两雨刷间必需的连杆结构，使得结构紧凑，便于布置，电机的功率和体积变小了；而微控制器的调整控制，实现了智能化功能并可进行间歇工作模式的设定；同时可以非常方便地装备到CAN总线车载网络的车辆上，而无需对硬件电路重新设计。
Description
技术领域
本发明属于电子应用技术领域，特别是涉及一种双电机驱动的双雨刷刮水器。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，人民生活水平的大幅提高，以及交通网线的纵横交错、四通八达，我国车船的数量呈大幅增加之势，车船是人们出行的一种重要交通工具，特别是现在外出人员大量增多，这一方面由于经济交往的需要，另一方面是外出参加旅游或郊外野营等活动人员增多，如现在的旅游黄金周，更使车船成了必不可少的交通工具。而无论什么样的车船，都要在风挡玻璃上配备雨刷，这样才能保证下雨的时候，将玻璃的雨水清除干净，使驾驶员视线不受影响，现有技术用于前挡玻璃的雨刷通常有二个，为了防止两支雨刷出现交叉碰撞，采用的是单个电机来驱动两支雨刷工作，为使两支雨刷能够协调工作，必须在两支雨刷之间加设曲柄连杆机构，这样就使得雨刷系统的体积较大，不便于安装布置；另一方面，采用单电机来驱动两支雨刷，势必要增大电机的功率和体积。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种双电机驱动双雨刷协调工作的刮水器，使得雨刷刮水器的整体结构较为紧凑，各部件便于布置，且所使用的电机的功率和体积可相对较小。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双电机驱动的双雨刷刮水器，使双雨刷协调工作，它是由两个刮水器电机总成、一个洗涤器总成、一个具有CAN总线接口的电控模块以及两个雨刷构成，电控模块包括：
一微控制器电路，其作用在于使双雨刷协调工作，并对输入的指令和信号进行分析、处理，并输出相应的控制信号；
一CAN总线接口电路，它包含有CAN控制器、CAN收发器，其作用在于提供微控制器电路与CAN总线连接的接口，使电控模块能够通过总线接收或发送数据；
一驱动电路，其作用在于根据微控制器输出的控制信号，驱动电机工作；
一信号输入电路，其作用在于将组合开关信号和雨刷初始位置信号输入到微控制器；
一稳压电源电路，其作用在于向电控模块提供一个稳定的电源；
一复位电路，其作用在于向微控制器和CAN控制器提供一个复位信号；
一晶振电路，其作用在于向微控制器和CAN控制器提供工作频率。
CAN总线接口电路的CAN收发器与系统总线相连接，CAN总线接口电路的CAN控制器与微控制器相连接，微控制器在对输入的指令和信号进行分析、处理后，输出相应的控制信号给驱动电路，驱动电路驱动两个电机工作，驱动电路的电机反馈信号输出给微控制器，晶振电路向微控制器和CAN控制器提供工作频率。
所述的电控模块还包括有隔离抗干扰电路，微控制器与信号输入电路以及电机驱动电路之间采用光耦来隔离。
所述的总线接口电路由CAN控制器、高速光耦、CAN收发器构成，CAN控制器与微控制器相连接，CAN收发器与系统总线相连接，高速光耦连接于CAN控制器与CAN收发器之间。
所述的驱动电路包括有互锁的P沟道增强型第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管导通则第二MOS管截止，第二MOS管导通则第一MOS管截止。
在使用过程中，组合开关“停止”、“高速档”、“低速档”、“间歇档”等指令信号有两种方式输入电控模块，一种是直接与电控模块输入电路相连，另一种是指令信号输入中心控制模块，然后通过CAN总线传输给电控模块。微控制器对信号进行分析、判断、处理，并根据处理结果输出相应的“停止”、“高速档”、“低速档”、“间歇档”等控制信号。驱动电路主要包括有互锁的P沟道增强型第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管导通则第二MOS管截止，第二MOS管导通则第一MOS管截止。低速档时，继电器的公共触点与常开触点相接合，第一MOS管导通而第二MOS管截止，此时电机的低速绕组接通，雨刷低速摆动；高速档时，继电器的公共触点与常开触点相接合，第一MOS管截止而第二MOS管导通，此时电机的高速绕组接通，雨刷高速摆动；停止档时，继电器的公共触点与常闭触点相接合，第一MOS管导通而第二MOS管截止，此时电机低速转动，直至接近初始位置时，电机进行能耗制动，最终停止在初始位置；间歇档时，保持第一MOS管导通而第二MOS管截止的状态，通过控制继电器的公共触点与常开触点的间歇接合，使电机间歇运转，并自动复位。
电机总成在初始位置时会输出一个同步信号给微控制器，来实现两电机的同步控制。在低速运转状态时，若第一电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器响应同步信号启动定时器工作，当第二电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器响应再次同步信号停止计时，微控制器根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第二电机高速运转一段时间后再变回低速，以便两电机同步工作；若第二电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器响应同步信号启动定时器工作，当第一电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器响应再次同步信号停止计时，微控制器根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第一电机高速运转一段时间后再变回低速，以便两电机同步工作。在高速运转状态时，若第一电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器响应同步信号启动定时器工作，当第二电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器响应再次同步信号停止计时，微控制器根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第一电机低速运转一段时间后再变回高速，使两电机同步工作；若第二电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器响应同步信号启动定时器工作，当第一电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器响应再次同步信号停止计时，微控制器根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第二电机低速运转一段时间后再变回高速，使两电机同步工作。
本发明的有益效果是，由于采用了双电机独立驱动，每个电机带动一个雨刷转动，这样就可取消单电机驱动形式两雨刷间必需的连杆结构，使得结构紧凑，便于布置，虽然增加了一个电机，但电机的功率和体积也变小了；由于将两个电机统一由微控制器进行调整控制，具有智能化功能，不但能实现双电机之间的同步，而且还可进行间歇工作模式的时间间隔设定；由于在电控模块上设置了CAN总线接口，使该系统可以非常方便地装备到CAN总线车载网络的车辆上，而无需对硬件电路重新设计；由于在电路中设置了稳压电源电路和光耦电路，使系统工作可靠稳定性大为改善。
附图说明
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种双电机驱动的双雨刷刮水器不局限于实施例。
图1是本发明电控模块的结构框图；
图2是本发明的驱动电路及刮水器电机原理图；
图3是本发明总线接口的电路的原理图。
具体实施方式
参见附图所示，本发明的一种双电机驱动的双雨刷刮水器，它包括两个刮水器电机总成、一个具有CAN总线接口的电控模块以及两个雨刷。
电控模块包括：
一微控制器电路1，微控制器电路1采用型号为AT89S52的单片机，微控制器电路1的作用在于对输入的信号进行分析、处理，并根据处理结果输出相应的控制信号；
一总线接口电路2，总线接口电路2由CAN控制器IC3、高速光耦U3和U4、CAN收发器IC2构成，CAN控制器IC3的型号为SJA1000，高速光耦U3和U4的型号为6N137，CAN收发器IC2的型号为PCA82C250，CAN收发器IC2由三端稳压器提供电源，三端稳压器的型号为LM7805，总线接口电路2的作用在于提供微控制器电路1与系统总线连接的接口，是将微控制器1输出的数据送入总线或将总线传来的数据送入微控制器1；
一稳压电源电路3，稳压电源电路3的作用在于向电控模块提供一个较为稳定的电源；
一复位电路4，复位电路4的作用在于向微控制器1和总线接口电路2的CAN控制器提供一个复位信号；
一晶振电路5，晶振电路5的作用在于向微控制器电路1和总线接口电路2的CAN控制器提供工作频率；
一驱动电路6，驱动电路6的作用在于根据微控制器1输出的控制信号，驱动电机工作；驱动电路6包括有互锁的P沟道增强型第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一MOS管Q1导通则第二MOS管Q2截止，第二MOS管Q2导通则第一MOS管Q1截止。
在使用过程中，组合开关“停止”、“高速档”、“低速档”、“间歇档”等指令信号有两种方式输入电控模块，一种是直接与电控模块输入电路相连，另一种是指令信号输入中心控制模块，然后通过CAN总线传输给电控模块。微控制器1对信号进行分析、判断、处理，并根据处理结果输出相应的“停止”、“高速档”、“低速档”、“间歇档”等控制信号。驱动电路6主要包括有互锁的P沟道增强型第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一MOS管Q1导通则第二MOS管Q2截止，第二MOS管Q2导通则第一MOS管Q1截止。低速档时，继电器J1的公共触点与常开触点相接合，第一MOS管Q1导通而第二MOS管Q2截止，此时电机62的低速绕组接通，雨刷低速摆动；高速档时，继电器J1的公共触点与常开触点相接合，第一MOS管Q1截止而第二MOS管Q2导通，此时电机62的高速绕组接通，雨刷高速摆动；停止档时，继电器J1的公共触点与常闭触点相接合，第一MOS管Q1导通而第二MOS管Q2截止，此时电机62低速转动，直至接近初始位置时，电机62进行能耗制动，最终停止在初始位置；间歇档时，保持第一MOS管导通而第二MOS管截止的状态，通过控制继电器J1的公共触点与常开触点的间歇接合，使电机62间歇运转，并自动复位。
电机总成在初始位置时会输出一个同步信号给微控制器，来实现两电机的同步控制。在低速运转状态时，若第一电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器响应同步信号启动定时器工作，当第二电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器1响应再次同步信号停止计时，微控制器1根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第二电机高速运转一段时间后再变回低速，以便两电机同步工作；若第二电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器1响应同步信号启动定时器工作，当第一电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器1响应再次同步信号停止计时，微控制器1根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第一电机高速运转一段时间后再变回低速，以便两电机同步工作。在高速运转状态时，若第一电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器1响应同步信号启动定时器工作，当第二电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器1响应再次同步信号停止计时，微控制器1根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第一电机低速运转一段时间后再变回高速，使两电机同步工作；若第二电机带动的雨刷先转到初始位置，则微控制器1响应同步信号启动定时器工作，当第一电机带动的雨刷转到初始位置时，微控制器1响应再次同步信号停止计时，微控制器1根据该时间差来控制同步，如果该时间差小于门限值，两个电机保持原状态继续运行，如果大于门限值，则通过使第二电机低速运转一段时间后再变回高速，使两电机同步工作。
Claims (4)
1.一种双电机驱动的双雨刷刮水器，其特征在于：它是由两个刮水器电机总成、一个洗涤器总成、一个具有CAN总线接口的电控模块以及两个雨刷构成，电控模块包括：
一微控制器电路，其作用在于使双雨刷协调工作，并对输入的指令和信号进行分析、处理，并输出相应的控制信号；
一CAN总线接口电路，它包含有CAN控制器、CAN收发器，其作用在于提供微控制器电路与CAN总线连接的接口，使电控模块能够通过总线接收或发送数据；
一驱动电路，其作用在于根据微控制器输出的控制信号，驱动电机工作；
一信号输入电路，其作用在于将组合开关信号和雨刷初始位置信号输入到微控制器；
一稳压电源电路，其作用在于向电控模块提供一个稳定的电源；
一复位电路，其作用在于向微控制器和CAN控制器提供一个复位信号；一晶振电路，其作用在于向微控制器和CAN控制器提供工作频率。
CAN总线接口电路的CAN收发器与系统总线相连接，CAN总线接口电路的CAN控制器与微控制器相连接，微控制器在对输入的指令和信号进行分析、处理后，输出相应的控制信号给驱动电路，驱动电路驱动两个电机工作，驱动电路的电机反馈信号输出给微控制器，晶振电路向微控制器和CAN控制器提供工作频率。
2.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的双雨刷刮水器，其特征在于：所述的电控模块还包括有隔离抗干扰电路，微控制器与信号输入电路以及电机驱动电路之间采用光耦来隔离。
3.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的双雨刷刮水器，其特征在于：所述的驱动电路主要包括有互锁的P沟道增强型第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管导通则第二MOS管截止，第二MOS管导通则第一MOS管截止。
4.根据权利要求1所述的一种双电机驱动的双雨刷刮水器，其特征在于：电机总成在初始位置时会输出一个同步信号给微控制器，来实现两电机的同步控制。
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2004
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