CN2480247Y - 一种汽车雨刮水器控制开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车雨刮水器间歇控制开关,由继电器触点开关、半导体开关和二个延时电路构成,开关与雨刮水器电机上的复位、能耗止动机构结合。本控制开关开启电机时无火花,雨刮水器的间歇时间可根据需要自由设置。本开关结构巧妙,触点无火花,使用寿命长,可控制的电机功率大。可广泛适用于各种汽车的雨刮水器。

Description

一种汽车雨刮水器控制开关

本实用新型属电子技术领域，具体涉及一种汽车雨刮水器控制开关。

雨刮水器是各类汽车的必备器件，用于刮去汽车在雨天行驶时沾积在驾驶室前窗玻璃上的雨水，以免影响驾驶员的视线。汽车在雨天行驶时，其前窗玻璃上的雨水是随时间而增加的，特别当雨下得不大时，玻璃上的雨水被刮去后，需要等待一定时间才会重新沾上足以影响驾驶员视线的雨水，才需要雨刮水器再来回刮一次。因此，在多数情况下，雨刮水器只需间歇工作就行了。但是，目前的各种汽车的雨刮水器一旦启动后，其间歇控制功能较差，雨刮水器容易受损。另外，雨刮水器的控制开关都是由控制电路控制继电器，由继电器触点开关电机，而继电器触点处的火花往往比较大，使触点容易损坏，存在着事故隐患。

本实用新型的目的在于提出一种触点无火花、间歇控制功能强、使用寿命长的汽车雨刮水器控制开关。

本实用新型设计的汽车雨刮水器间歇控制开关，由继电器触点开关、半导体启动开关和二个延时电路组合而成，并与雨刮水器电机上原有的开关、复位、能耗止动机构结合，组成无火型开关。如图1所示。其中，继电器J并联有一个二极管D₁，D₁按雨刮水器电机复位电流导通的方向连接。继电器J的公共端有引出线B线，常闭触点有引出线A线，延时电路y₁与继电器的常闭端连接。y₁控制继电器延迟时间，延迟时间固定，使J的常闭开关在电机转动到固定位置时，延迟若干时间，至少保证电机能耗止动结束后才断开。另一延时电路y₂与继电器J的常开端连接，并与半导体开关KD并联，y₂控制KD的延迟时间。本控制开关与汽车雨刮水器电机的连接方式如下：将本控制开关串接在原电机M和开关K的复位线上，即把原电机M及其开关K之间的复位线R剪断，将本控制开关的A线(继电器J的常闭端)接复位线R的电机M的一头，B线(继电器的公共端)接复位线R的开关K的一头。而将E⁺线，E^-线分别接电源的正极和负极即可。

本控制开关的工作原理如下：本控制开关中的延迟电路y₁由电机复位线的电压极性控制，并控制继电器J，使继电器的常闭开关在电机转动到固定位置时，延迟一定时间，保证电机的能耗止动结束后断开。同时导通常开开关，使连接在常开端上的延时电路y₂导通，当延时一定时间后，将串联在继电器常开端与电源之间的半导体开关KD导通。电机慢速线圈通过原开关K，继电器常开开关和半导体开关KD导通，电机转子即开始转动。当电机转过固定位置时，复位线上的电压极性改变，此时电机慢速线圈立即通过二板管D₁进入复位线导通，同时延时电路由于复位线电压极性改变，使继电器线圈回路断开，继电器的常开开关断开，常闭开关导通。这时由于继电器触点电阻小于二极管的导通内阻，所以电流都从继电器的常闭开关处流过。当电机转到固定位置时，电机复位线电压极性改变，复位电路不形成导通回路而变成了使慢速线圈首尾相接。慢速线圈首尾相接产生能耗止动电流，转子立即停转。这是工作一个周期的特性。

本控制开关中，应用了配备有延时电路的继电器开关，其作用是(1)完成电机转到固定位置时的能耗止动，从而保证电机不会因惯性而转过固定位置。(2)完成在半导体启动开关导通前断开半导体启动开关与复位线的直接连接。因为在固定位置处复位线上的电压极性会产生短路的电流。(3)不直接启动电机，但在电机启动后能导通回路，从而减少了半导体开关的导通时间。

本控制开关中，与继电器并联了一个二极管，该二极管的单向导电性能使电机在固定位置启动时，阻止从复位线向半导体启动开关的短路导通。而当电机在转过固定位置时，复位线电压的极性变化，慢速线圈立即可通过它与复位线导通，从而电机的导通电流从启动半导体开关流入电源改为从复位线流入电源。

本控制开关中，采用了配备有无级可调延时电路的半导体开关，使电机启动时无火花。而且，延迟时间可方便地无级可调。

上述半导体开关可以是可控硅，也可以是大功率三极管。

上述时间延时电路y₁可以采用由RC延迟电路，y₂采用BT管组成的脉冲发生器，也可以采用双稳态电路等。

下面结合附图和一个实施例进一步描述本控制开关，但不限于此。

图1为本控制开关的电路框图。

图2为本控制开关的一种电路图。

图3为本控制开关的另一种电路图。

图4为雨刮水器与电机的一种连接图。

图5为雨刮水器与电机的另一种连接图。

图6为图2中的控制开关与电机的连接图。

图7为图3中的控制开关与电机的连接图。

图8为本控制开关外形结构图。

图中标号：1为外壳，2为拉杆开关，3为间歇调整旋钮，4为固定镙帽。

本汽车雨刮水器间歇控制开关由2只三极管T₁和T₂、继电器J、可控硅KD、BT管、电位器W、二极管D₁-D₃、电阻R₁-R₈、电解电容C₁和C₂以及开关K₁和K₂经电路连接构成，如图2和图3所示。其中，图2中的电路连接关系如下：T₁和T₂为NPN三极管，T₁的发射极接T₂的基极，T₂的发射极接开关K₁的一个端子K₁₁(K₁的另一个端子为K₁₂，对于开关K₂，其两个端子分别记为K₂₁、K₂₂)，T₁的集电极和T₂的集电极相接，并和继电器J的线圈一端相接，继电器J的线圈另一端接开关K₂的一个端子K₂₁，T₁的基极同时与电阻R₃的一端、电解电容C₁的正极端和电阻R₈的一端相接，C₁的负极端接开关K₁的一个端子K₁₁，R₃的另一端与R₁一端、R₂一端相接，R₂的另一端接开关K₂的一个端子K₂₁，R₈的另一端接二极管D₂的P极，D₂的N极与R₁的另一端、二极管D₁的N极和继电器的常闭触点J′相接。并在常闭触点引出导线A，从触点公共端引出导线B。常开触点与D₃的P极、可控硅KD的A脚相接，KD的C脚接K₁₁，D₃的N极接R₄的一端，R₄的另一端与R₅的一端和R₆的一端相接。R₅的另一端接BT管的B₂脚，BT管的B₁脚与KD的G脚和R₇的一端相接，R₇的另一端接K₁₁，R₆的另一端与电位器W的一端相接，电位器的划动脚与BT管的E脚和电解电容C₂的正极端相接，C₂的负极接K₁₁。K₂的另一个端子K₂₂引出E⁺线，K₁的另一个端子K₁₂引出E^-线。本控制开关的4根引出线A线、B线、E⁺线E^-线分别与雨刮水器的电极相接。

图3给出了本控制开关的另一种电路连接方式，它与图2中的控制开关的电流方向正好相反。具体连接关系如下：T₁、T₂为NPN三极管，T₁的发射极接T₂的基极，T₂的发射极接K₁₁， T₁的集电极与T₂的集电极和继电器J线圈一端相接，继电器J线圈的另一端与R₂一端和K₂₁相接。T₁的基极与R₃一端、R₈一端和电解电容C₁的负极端相接，C₁的正极端与K₁₁相接，R₃的另一端与R₁的一端和R₂的另一端相接。R₈的另一端与D₂的N极相接，D₂的P极与R₁的另一端、D₁的P极、继电器的常闭触点相接，并从该点引出A线，从触点的公共端引出B线。继电器的常开触点与KD的C脚、R₇的一端、电解电容C₂的负极相接，KD的A脚与D₃的P极及K₁₁相接，D₃的N极与R₄的一端相接，R₄的另一端与R₅一端和R₆一端相接，R₅的另一端与BT管B₂脚相接。R₆另一端与电位器W一端相接。电位器划动端与BT管E脚、电解电容C₂正极相接，R₇的另一端与BT管B₁脚、KD的G脚相接，K₁₂引出E⁺线，R₂₂引出E^-线。

一般汽车雨刮水器电机有二种接法，如图4和图5所示。图4中，电机M内快慢速线圈公共端线L接电源正极E⁺，电机的快速线圈另一端线Q、慢速线圈另一个端线S、电机复位片中引出的复位线R接开关K，开关K连接电源负极E^-。图5中，电机M内线圈公共端线L接电源负极E^-，开关K连接电源正极E⁺。图4和图5的连接方向相反，因此，图4中的电流I是从公共端L流过线圈、流向开关，而图5中的电流I是从开关经过线圈再流向公共端L。因此，图2中的雨刮水器控制开关(简称控制开关A1)与图4中接法的电机匹配连接。图3中雨刮水器控制开关(简称控制开关A2)与图5中接法的电机匹配连接。具体地说，将电机M与开关K连接的复位线R剪断，将相应的控制开关引出线B线与剪断的复位线和开关K连接的一端相接，将控制开关引出线A线与剪断的复位线和电机连接的一端相接，将引出线E⁺线接电源正极，引出线E^-线接电源负极即可，见附图6和附图7所示。

复位片是雨刮水器电机上的一个附加器械，它的功能是使输出的复位线在电机转到某一位置时连接电源的一极，而在其他位置时连接电源的另一极。电机上的快速线圈一端、慢速线圈一端与复位线加上电源的另一极都接到雨刮水器的开关上。雨刮水器分快速和慢速和0三档。拨到第1档，将慢速线与电源接通，此时电机慢速运转；拨到第2档，将快速线与电源接通，此时电机快速运转，拨到0档，将慢速线与复位线接通，这时如果电机的位置不在某一固定位置，那么复位线的电极与两线圈公共端的电极相反，所以，慢速线与复位线形成回路，电机仍会转，只有转到固定位置时，该处复位线的电极变成了与两线圈公共端相同电极时，电机才停下。复位线名称的来源也在于此，即不管什么位置关断开关，雨刮水片一定会自动停在固定位置才不动。附图4中的复位线R在固定位置时接电源正极，在其他位置时接电源的负极。而附图5中的复位线R在固定位置时接电源负极，在其它位置时接电源的正极，本控制开关E⁺线、E^-线、A线、B线等四线与雨刮水器线路连接以后(图6，图7)，当开关在0档时，B线与电机的慢速线圈S端相接。当开关在第1、第2档时，B线悬空。A线与电机的复位线相接，E⁺与电源的正极相接，E^-与电源负极相接。下面介绍控制开关A1的工作过程，见附图2和图6，合上K₁、K₂后，由于电机处于固定位置静止着，所以A线也即复位线的电极是正极。电源通过R₁、R₂、R₃向C₁充电，当C₁上的电压升到一定高度时T₁、T₂三极管导通，从而使继电器线圈导通。继电器常闭触点断开，常开触点吸合，这时电源通过慢速线圈的公共端，经过慢速线圈，经过开关到B线，经过吸合的继电器常开触点再经过二极管D₂、电阻R₄、电阻R₆、电位器W向电容C₂充电。经过一定的时间，C₂充电到一定的电压时，触发BT管导通，从而在BT管的B₁端产生一个脉冲，该脉冲触发可控硅KD导通。这样，慢速线圈经过开关再经过继电器闭合的常开触点再经过可控硅形成通电回路。电机启动了。调整电位器W电阻的大小，来调整充电的时间，从而调整间歇时间。当电机一转动，离开了固定位置，这时复位线A的电极变成了负极，慢速线圈直接通过二极管D₁与复位线形成回路。这时由于A端电压变负极。C₁立即由电阻R₈、二极管D₂向A线放电，C₁的电压下降，T₁、T₂三极管不能导通，所以继电器线圈也不能导通，继电器还原，常闭触点将B线、A线连接在一起，这时慢速线圈通过继电器常闭触点导通，二极管D₁停止导通。由于可控硅KD和二级管D₁导通的时间都很短，所以不会产生很多热量，而继电器的触点也不会因闭合、断开而产生火花。当电机转了一圈又到固定位置时，复位线又变成了正极，慢速线圈二端都连接在一起，电感线圈由于电流强度变化而产生的感生电流使电机产生很大的反向止动力，电机在固定位置处停往，这就是一个周期的过程，接下来又周而复始以下的周期。当K₁、K₂断开时，本控制开关就无功能了。A2型电路控制开关的工作原理与A1型电路的一样，只是由于电流方向与A1型电路相反，所以控制电源的方向也相反，其他都一样。

本控制开关的各个部件可分成如下二个部分：

一是电位器部分，即将二极管D₃、电阻R₁～R₈设置在电位器W的外壁，BT管、电解电容C₁和C₂、三极管T₁和T₂安置在电位器的底部，用漆包线焊接连接。

二是继电器部分，即将大功率二极管D₁置于继电器底部，可控硅KD设置于继电器一侧，用漆包线焊接连接。

将上述两部分用漆包线连接以后，封装入园筒形外壳内，用环氧树脂固定。控制开关的4个引出线：A线、B线、E⁺线、E^-线分别用红、黑、蓝、绿4种颜色加以区分。整个控制开关装置设有一个拉杆和旋钮结合的开关，如图8所示。拉杆控制雨刮水器开关K，旋钮控制电位器W，用以调整雨刮水器间歇时间。

Claims (4)

1、一种汽车雨刮水器控制开关，由继电器触点开关、半导体开关和2个延时电路组合而成，其特征在于继电器J并联有一个二极管D₁，D₁按雨刮水器电机复位电流导通的方向连接；延时电路y₁与继电器的常闭端连接，并控制继电器的延迟时间；延时电路y₂与继电器的常开端连接，并与半导体开关并联，y₂控制半导体开关的延迟时间；继电器公共端的引出线与雨刮水器电机一头的复位线连接，继电器的常闭端的引出线与开关K一头的复位线连接。

2、根据权利要求1所述的汽车雨刮水器控制开关，其特征在于它由2只三极管T₁和T₂、继电器J、可控硅KD、BT管、电位器W、二极管D₁-D₃、电阻R₁--R₈、电容C₁和C₂以及开关K₁和K₂经电路连接构成；其中，T₁和T₂为NPN三极管，T₁的发射极接T₂的基极，T₂的发射极接开关K₁的一个端子K₁₁，T₁的集电极和T₂的集电极相接，并和继电器J的线圈一端相接，继电器J的线圈另一端接开关K₂的一个端子K₂₁，T₁的基极同时与电阻R₃的一端、电解电容C₁的正极端和电阻R₈的一端相接，C₁的负极端接开关K₁的一个端子K₁₁，R₃的另一端与R₁一端、R₂一端相接，R₂的另一端接开关K₂的一个端子K₂₁，R₈的另一端接二极管D₂的P极，D₂的N极与R₁的另一端、二极管D₁的N极和继电器的常闭触点J′相接；并在常闭触点引出导线A，从触点公共端出导线B；常开触点与D₃的P极、可控硅KD的A脚相接，KD的C脚接K₁₁，D₃的N极接R₄的一端，R₄的另一端与R₅的一端和R₆的一端相接；R₅的另一端接BT管的B₂脚，BT管的B₁脚与KD的G脚和R₇的一端相接，R₇的另一端接K₁₁，R₆的另一端与电位器W的一端相接，电位器的划动脚与BT管的E脚和电解电容C₂的正极端相接，C₂的负极端接K₁₁；K₂的另一个端子K₂₂引出E⁺线，K₁的另一个端子K₁₂引出E^-线。

3、根据权利要求1所述的汽车雨刮水器控制开关，其特征在于它由2只三极管T₁和T₂、继电器J、可控硅KD、BT管、电位器W、二极管D₁-D₃、电阻R₁--R₈、电容C₁和C₂以及开关K₁和K₂经电路连接构成；T₁、T₂为NPN三极管，T₁的发射极接T₂的基极，T₂的发射极接K₁₁，T₁的集电极与T₂的集电极和继电器J线圈一端相接，继电器J线圈的另一端与R₂一端和K₂₁相接；T₁的基板与R₃一端、R₈一端和电解电容C₁的负极端相接，C₁的正极端与K₁₁相接，R₃的另一端与R₁的一端和R₂的另一端相接。R₈的另一端与D₂的N极相接，D₂的P极与R₁的另一端、D₁的P极、继电器的常闭触点相接，并从该点引出A线，从触点的公共端引出B线；继电器的常开触点与KD的C脚、R₇的一端，电解电容C₂的负极相接，KD的A脚与D₃的P极及K₁₁相接，D₃N极与R₄的一端相接，R₄的另一端与R₅一端和R₆一端相接，R₅的另一端与BT管B₂脚相接；R₆另一脚与电位器W一端相接，电位器划动端与BT管E脚、电解电容C₂正极相接，R₇的另一端与BT管B₁脚、KD的G脚相接，K₁₂引出E⁺线，K₂₂引出E^-线。

4、根据权利要求2和3所述的汽车雨刮水器控制开关，其特征在于二极管D₃、电阻R₁-R₈设置于电位器W的外壁，BT管、电解电容C₁和C₂、三极管T₁和T₂安置于电位器的底部，用漆包线焊接连接；二极管D₁置于继电器底部，可控硅KD设置于继电器一侧，用漆包线焊接连接；上述两部分连接后封装于园筒形外壳内，用环氧树脂固定；设有一个拉杆和旋钮结合的开关，拉杆控制雨刮水器开关K，旋钮控制电位器W。

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