CN205540260U - 汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统，包括直流稳压电源、控制芯片、放大电路、电磁阀和喷水装置；喷水装置包括高压水源、喷头以及连接喷头与高压水源的管路，在该管路上设置有的调压阀、压力表以及流量计；控制芯片与放大电路电连接，放大电路分别与刮水器电机、电磁阀电连接，电磁阀的进水端与高压水源连接，电磁阀的出水端与调压阀连接；计数器与刮水器电机电连接；直流稳压电源分别与刮水器电机、控制芯片、电磁阀、放大电路连接，为刮水器电机、控制芯片、电磁阀及放大电路提供电源。本实用新型能够模拟出不同等级的雨量，同时还能实现间隙喷水控制和刮水器电机的运转时间控制，使其能够真实地模拟刮水器的实际使用环境。

Description

汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统

技术领域

本实用新型属于汽车电气系统的试验装置，具体涉及一种汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统。

背景技术

现有的汽车风窗刮水器耐久性能试验控制装置一般只能模拟下大雨时使用刮水器的情况。如CN 102564773 A公开的一种车用电动刮水器耐久试验控制系统及方法，所述系统包括：电机驱动器，用于驱动刮水器电机 ；供水电磁阀，用于控制喷淋装置是否喷水 ；计数器，用于采集刮水器的运行次数 ；计算机，用于根据所述计数器采集的刮水器的运行次数，通过所述电机驱动器控制所述刮水器电机的运转，并通过所述供水电磁阀控制所述喷淋装置是否喷水。该装置只能控制是否喷水，无法控制喷水量的大小，即无法模拟出不同等级的雨量。但在实际使用环境中，除了大雨外，还存在小雨和毛毛雨等情况，所以现有的汽车风窗刮水器耐久性能试验控制装置不能很好的模拟刮水器的实际使用环境，缺乏设计验证的准确性。

因此，有必要开发一种新的汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统，能模拟出不同等级的雨量，同时还能实现间隙喷水控制和刮水器电机的运转时间控制，使其能够真实地模拟刮水器的实际使用环境。

本实用新型所述的汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统，包括直流稳压电源、控制芯片、放大电路、电磁阀和喷水装置；

所述喷水装置包括高压水源、喷头以及连接喷头与高压水源的管路，在该管路上设置有的调压阀、压力表以及流量计，用于模拟不同等级的雨量；

所述控制芯片与放大电路电连接，放大电路分别与刮水器电机、电磁阀电连接，电磁阀的进水端与高压水源连接，电磁阀的出水端与调压阀连接，所述控制芯片用于发送控制指令，所述放大电路对该控制指令进行放大处理，并控制刮水器电机启或停，以及控制电磁阀的导通或阻断；

所述计数器与刮水器电机电连接，用于采集刮水器的运行次数；

所述直流稳压电源分别与刮水器电机、控制芯片、电磁阀、放大电路连接，为刮水器电机、控制芯片、电磁阀及放大电路提供电源。

所述直流稳压电源为两个，分别为第一稳压电源和第二稳压电源；

所述放大电路包括第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一继电器和第二继电器；

控制芯片的第一输出脚经第一电阻与第一三极管的基极电连接，第一三极管的发射极与第二三极管的基极电连接，第二三极管的发射极与第一稳压电源的负极电连接。第二三极管的集电极和第一三极管的集电极并联后与第一继电器的一个线圈端连接，第一继电器的另一个线圈端与第一稳压电源的正极电连接；

控制芯片的第二输出脚经第二电阻与第三三极管的基极电连接，第三三极管的发射极与第四三极管的基极电连接，第四三极管的发射极与第一稳压电源的负极电连接，第四三极管的集电极和第三三极管的集电极并联后与第二继电器的一个线圈端电连接，第二继电器的另一个线圈端与第一稳压电源的正极电连接。

第一继电器的一个输出端与电磁阀的正极电连接，第一继电器的另一个输出端与第二稳压电源的正极电连接；

第二继电器的一个输出端与刮水器电机的正极电连接，第二继电器的另一输出端与第二稳压电源的正极电连接，刮水器电机的负极与第二稳压电源的负极电连接。

所述喷头采用能调节喷水方向和形状的喷头。

本实用新型的有益效果：

（1）可根据需要调节水的流量和水压，模拟出不同等级的雨量（包括毛毛雨、小雨、大雨等），同时还可以实现间隙喷水控制和刮水器电机的运转时间控制，使其能够真实地模拟刮水器的实际使用环境，在室内也能够比较实际地验证汽车刮水器总成的耐久性,使得检测方式更加科学,检测结果更加精确。

（2）本实用新型的结构简单、制造容易、操作和维修方便。整个控制系统的成本低，操作简便，运行可靠，适用于各种汽车风窗刮水器的耐久性试验。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的电路部分的原理图；

图3为本实用新型的控制时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示的汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统，包括直流稳压电源、控制芯片2、放大电路3、电磁阀4和喷水装置。喷水装置包括高压水源6、喷头9以及连接喷头9与高压水源6的管路，在该管路上设置有的调压阀5、压力表7以及流量计8，用于模拟不同等级的雨量(如何控制？)。其中，调压阀5用来调节喷水压力的大小，水压范围为0～1MPa；高压水源6用来提供试验过程中所需的水；压力表7用来检测喷水压力，实现试验用水的压力监控；流量计8用来检测喷水流量，实现试验用水的流量监控；喷头9可以调节喷水的方向和形状；使水流均匀的喷洒到整个风窗玻璃的表面。控制芯片2与放大电路3电连接，放大电路3分别与刮水器电机13、电磁阀4电连接，电磁阀4的进水端与高压水源6连接，电磁阀4的出水端与调压阀5连接，所述控制芯片2用于发送控制指令，所述放大电路3对该控制指令进行放大处理，并控制刮水器电机13启或停，以及控制电磁阀4的导通或阻断。所述计数器12与刮水器电机13电连接，用于采集刮水器的运行次数。所述直流稳压电源分别与刮水器电机13、控制芯片2、电磁阀4、放大电路3连接，为刮水器电机13、控制芯片2、电磁阀4及放大电路3提供电源。

如图1和图2所示，所述直流稳压电源为两个，分别为第一稳压电源1和第二稳压电源14；均采用30V/50A直流稳压电源。

如图2所示，所述放大电路3包括第一电阻3a、第二电阻3e、第一三极管3b、第二三极管3c、第三三极管3f、第四三极管3g、第一继电器3d和第二继电器3h。控制芯片2的第一输出脚（即P1_1脚）经第一电阻3a与第一三极管3b的基极电连接，第一三极管3b的发射极与第二三极管3c的基极电连接，第二三极管3c的发射极与第一稳压电源1的负极电连接。第二三极管3c的集电极和第一三极管3b的集电极并联后与第一继电器3d的一个线圈端连接，第一继电器3d的另一个线圈端与第一稳压电源1的正极电连接。

控制芯片2的第二输出脚（即P2_1脚）经第二电阻3e与第三三极管3f的基极电连接，第三三极管3f的发射极与第四三极管3g的基极电连接，第四三极管3g的发射极与第一稳压电源1的负极电连接，第四三极管3g的集电极和第三三极管3f的集电极并联后与第二继电器3h的一个线圈端电连接，第二继电器3h的另一个线圈端与第一稳压电源1的正极电连接。

第一继电器3d的一个输出端与电磁阀4的正极电连接，第一继电器3d的另一个输出端与第二稳压电源14的正极电连接。第二继电器3h的一个输出端与刮水器电机13的正极电连接，第二继电器3h的另一输出端与第二稳压电源14的正极电连接，刮水器电机13的负极与第二稳压电源14的负极电连接。

本实用新型中，第一继电器3d和第二继电器3h均为额定电压为12V的四脚继电器，其型号为IN0431，用于执行电路的接通与断开；第一三极管3b、第二三极管3c、第三三极管3f、第四三极管3g的型号均为2N5551，用于实现电流信号放大。控制芯片2型号为AT89S51的单片机，用于存储和运行控制程序，控制整个试验系统中水路和电路的通断时间。电磁阀4为一位一通电磁阀，可控制水源的通断，实现间隙喷水。计数器12采用HHJ2-6累计计数器，计数器12的两端分别与刮水电机的S端（回位信号）、电机壳体电连接。

如图2所示，工作原理如下：控制芯片2的P1_1脚输出的信号通过第一电阻3a后经过第一三极管3b，实现电流信号的一级放大，然后再经过第二三极管3c，实现电流信号的二级放大，最后经过第一继电器3d的线圈，控制线圈的通电与断电，实现对第一继电器3d吸合与断开的控制，最终实现对电磁阀4的通断电控制。控制芯片2的P2_1脚输出的信号通过第二电阻3e后经过第三三极管3f，实现电流信号的一级放大，然后再经过第四三极管3g，实现电流信号的二级放大，最后经过第二继电器3h的线圈，控制线圈的通电与断电，实现对第二继电器3h吸合与断开的控制，最终实现对刮水器电机13的通断电控制。

试验前，把汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统的元件用电源线及管路按图2连接好。将刮水器总成（包括刮水器电机、刮臂、刮刷）安装在风窗玻璃台架上（也可以在实车上），将刮水器11（刮臂和刮刷）安装到初始位置（挡风玻璃10下边缘），检查控制线路连接无误后，再将第一稳压电源1和第二稳压电源14分别接入200V/50Hz电源，打开第一稳压电源1和第二稳压电源14的开关，试验开始。控制芯片2控制刮水器电机13驱动刮水器运行；控制芯片2控制喷水装置是否喷水；调节调压阀5使喷水装置能够根据需要模拟不同等级的雨量；计数器12采集刮水器的运行次数，当计数器12的累计计数满足试验要求时结束耐久性试验。

本实用新型的工作原理为：

当第一稳压电源1和第二稳压电源14接通电源并打开开关时，控制芯片2接通电源，开始运行控制程序。当控制芯片2的P1_1脚输出高电平时，高电平信号经过放大电路3放大后（电流放大），放大电路3中的第一继电器3d的线圈通电吸合，电磁阀4接通电源，线圈吸合，电磁阀4导通，高压水源6中的高压水流经电磁阀4、调压阀5、压力表7、流量计8和喷头9，通过喷头9喷洒到风窗玻璃上，实现了喷水控制。当控制芯片2的P1_1脚输出低电平时，放大电路3中的第一继电器3d的线圈断开，电磁阀4没有导通，实现了断水控制。

当控制芯片2的P2_1脚输出高电平时，高电平信号经过放大电路3放大后（电流放大），放大电路3中的第二继电器3h的线圈通电吸合，刮水器电机13接通电源开始旋转，实现了刮水器电机13的运转控制。当控制芯片2的P2_1脚输出低电平时，放大电路3中的第二继电器3h的线圈断开，刮水器电机13没有通电，实现了电机断电控制。

通过编程，调节控制芯片2中P1_1脚和P2_1脚的高、低电平输出时间，即可实现间隙喷水控制和刮水器电机13的运转时间控制。

计数器12在刮水器往复刮刷一个循环过程，通电计数一次，记一次数。

汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验按上述工作顺序不断循环，直到计数器12累计计数满足试验要求时，关闭稳压电源开关并切断电源，试验结束。

如图3所示，为控制时序图，其控制逻辑为：

刮水器电机13控制：工作6分钟，停止工作15秒钟，依次循环。

喷水控制：喷水5分钟30秒，停止喷水45秒，依次循环。

Claims (3)

1.一种汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统，其特征在于：包括直流稳压电源、控制芯片（2）、放大电路（3）、电磁阀（4）和喷水装置；

所述喷水装置包括高压水源（6）、喷头（9）以及连接喷头（9）与高压水源（6）的管路，在该管路上设置有的调压阀（5）、压力表（7）以及流量计（8），用于模拟不同等级的雨量；

所述控制芯片（2）与放大电路（3）电连接，放大电路（3）分别与刮水器电机（13）、电磁阀（4）电连接，电磁阀（4）的进水端与高压水源（6）连接，电磁阀（4）的出水端与调压阀（5）连接，所述控制芯片（2）用于发送控制指令，所述放大电路（3）对该控制指令进行放大处理，并控制刮水器电机（13）启或停，以及控制电磁阀（4）的导通或阻断；

所述计数器与刮水器电机（13）电连接，用于采集刮水器（11）的运行次数；

所述直流稳压电源分别与刮水器电机（13）、控制芯片（2）、电磁阀（4）、放大电路（3）连接，为刮水器电机（13）、控制芯片（2）、电磁阀（4）及放大电路（3）提供电源。

2.根据权利要求1所述的汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统，其特征在于：所述直流稳压电源为两个，分别为第一稳压电源（1）和第二稳压电源（14）；

所述放大电路（3）包括第一电阻（3a）、第二电阻（3e）、第一三极管（3b）、第二三极管（3c）、第三三极管（3f）、第四三极管（3g）、第一继电器（3d）和第二继电器（3h）；

控制芯片（2）的第一输出脚经第一电阻（3a）与第一三极管（3b）的基极电连接，第一三极管（3b）的发射极与第二三极管（3c）的基极电连接，第二三极管（3c）的发射极与第一稳压电源（1）的负极电连接，第二三极管（3c）的集电极和第一三极管（3b）的集电极并联后与第一继电器（3d）的一个线圈端连接，第一继电器（3d）的另一个线圈端与第一稳压电源（1）的正极电连接；

控制芯片（2）的第二输出脚经第二电阻（3e）与第三三极管（3f）的基极电连接，第三三极管（3f）的发射极与第四三极管（3g）的基极电连接，第四三极管（3g）的发射极与第一稳压电源（1）的负极电连接，第四三极管（3g）的集电极和第三三极管（3f）的集电极并联后与第二继电器（3h）的一个线圈端电连接，第二继电器（3h）的另一个线圈端与第一稳压电源（1）的正极电连接；

第一继电器（3d）的一个输出端与电磁阀（4）的正极电连接，第一继电器（3d）的另一个输出端与第二稳压电源（14）的正极电连接；

第二继电器（3h）的一个输出端与刮水器电机（13）的正极电连接，第二继电器（3h）的另一输出端与第二稳压电源（14）的正极电连接，刮水器电机（13）的负极与第二稳压电源（14）的负极电连接。

3.根据权利要求1或2所述的汽车风窗玻璃刮水器耐久性试验控制系统，其特征在于：所述喷头（9）采用能调节喷水方向和形状的喷头。