陳志剛，劉凱，趙 輝

(中國電子科技集團公司第四十研究所)

YG24型雨刮間隙控制器的設計

陳志剛，劉凱，趙 輝

(中國電子科技集團公司第四十研究所)

雨刮間隙控制器是汽車雨刮系統(tǒng)的控制單元，是汽車雨刮系統(tǒng)的最關鍵部件，它為雨刮系統(tǒng)的可靠性提供最重要的保證。文章主要介紹了YG24型雨刮間隙控制器的結(jié)構(gòu)設計和電路設計，并對產(chǎn)品的主要性能參數(shù)進行了計算。YG24型雨刮間隙控制器簡化汽車雨刮器的接線方式，改進雨刮器的工作穩(wěn)定性及抗干擾能力，增加刮水洗滌連動功能。

汽車雨刮器;間歇刮水;刮水洗滌連動

1 引言

圖1 YG24型電子式雨刮間隙控制器

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，目前使用的機械式、晶體管式的汽車雨刮器越來越滿足不了汽車刮水系統(tǒng)的要求，主要表現(xiàn)在雨刮器功能單一，只有簡單的刮水功能，且操作煩瑣，因此，研制新型、多功能的電子式雨刮器成為市場的迫切需要。

YG24型雨刮間隙控制器的研制、開發(fā)解決了當前市場對雨刮器功能多樣性的迫切需求，該產(chǎn)品為電子式雨刮器，見圖一，除應滿足一般汽車雨刮器的電氣性能外，還應能滿足間歇刮水、刮水洗滌連動功能，而且工作穩(wěn)定性也得到很大的提高。

2 技術要求

YG24型雨刮間隙控制器在同類產(chǎn)品中居于領先水平。不僅設計先進、控制精度高，而且安裝使用方便，工作狀態(tài)穩(wěn)定，適合于多種國內(nèi)車型，也可替換部分國外汽車使用的雨刮器。其主要技術指標如下:

標稱電壓:24Vdc;

工作電壓:20Vdc～30Vdc;

工作環(huán)境溫度:－30℃～60℃;

間歇刮水工作時間:(1±0.5)s;

間歇刮水斷開時間:(8±1)s;

洗滌器連動延遲時間:(2±0.5)s;

洗滌器連動工作時間:(3±0.5)s。

3 電路設計

YG24型雨刮間隙控制器采用雙電壓比較放大器，一組比較放大器控制刮水電機的工作，另一組比較放大器控制洗滌電機同刮水電機的連動工作。其主要功能是對間歇刮水工作時間電路、間歇刮水斷開時間電路及洗滌器連動延時時間電路進行設計和計算。在電源端，使用穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定在10V左右。為了增強控制器抗干擾的性能，提高雨刮器的工作穩(wěn)定性，在比較放大器的輸出端接入一個反饋電阻，直接反饋到比較端，通過反饋電阻可以改變比較端的參考電壓，改變電容充放電的時間。比較放大器輸出到開關三極管的基極，通過開關三極管來控制刮水繼電器的工作。

根據(jù)YG24型雨刮間隙控制器的技術指標和要求，采用電容充放電以及電壓比較器進行電壓比較來控制輸出端輸出電平的高低，從而實現(xiàn)間隙刮水、刮水洗滌連動等功能。其工作原理是:信號源通過比較放大器進行比較放大，再通過驅(qū)動器驅(qū)動負載工作，選擇相應的控制開關實現(xiàn)相應的控制功能。YG24型雨刮間隙控制器工作原理框圖、電路圖及接線圖如圖2、圖3、圖4所示。

圖2 YG24型雨刮間隙控制器原理框圖

根據(jù)《QC/T413－2002汽車電氣設備基本技術條件》將YG24型雨刮間隙控制器的主要技術參數(shù)設定為:

間歇刮水工作時間:(1±0.5)s;

間歇刮水斷開時間:(8±1)s;

洗滌器連動延遲時間:(2±0.5)s。

圖3 YG24型雨刮間隙控制器電路圖

圖4 YG24型雨刮間隙控制器接線圖

以上參數(shù)具體設計如下:

⑴間歇刮水工作時間的計算 ［(1.0±0.5) s］

簡化電路如圖5所示:

充電回路為:

圖5 簡化后的YG24型雨刮間隙控制器電路圖

電路開始加電時，C3電容上電壓不能突變，此時“5”腳電壓高于“6”腳， “7”電壓為高，電壓值為8V，此時“5”腳電壓可以從以下公式中求出:

電容開始充電到VA=7V

根據(jù)公式:

因此，電容充電時間為1.3s，此階段“7”腳輸出高電平，刮水電機工作，即間歇刮水工作時間為1.3s。⑵間歇刮水斷開時間的計算 ［(8± 1)s］:

簡化電路如圖6所示:

一旦“6”腳上電壓由于電容充電超過7V，“7”腳電壓翻轉(zhuǎn)為低電平1.3V，此時電容放電，放電即為間歇刮水斷開時間。

放電回路為:

圖6 簡化后的YG24型雨刮間隙控制器電路圖

根據(jù)公式:

因此，電容放電時間為8s，此階段“7”腳輸出低電平，刮水電機停止工作，即間歇刮水斷開時間為8s。

⑵滌器連動延遲時間的計算 ［(2±0.5)s］和連動工作時間［(2±0.5)s］:

簡化電路如圖7所示:

圖7 經(jīng)過簡化的YG24型雨刮間隙控制器電路圖

接通洗滌開關WA時，由于電容兩端不能突變，所以“2”腳高于“3”腳，“1”腳輸出為低電平，“1”腳電壓為1.3V。

按下式計算“3”腳電壓為:

接通洗滌開關WA時，電容開始充電，直到放到3.6V。

根據(jù)公式:

因此，電容充電時間為2.0s，此階段內(nèi)“1”腳輸出低電平刮水電機不工作，即洗滌器連動延遲時間為2.0s。

當“2”腳電壓到達3.6V時，比較器翻轉(zhuǎn)，“1”腳電壓為8V，則“3”腳電壓按下式求出: 3

得出:t=3.1s

因此，電容放電時間為3.1s，此階段內(nèi)“1”腳輸出高電平刮水電機繼續(xù)工作，即洗滌器連動工作時間為3.1s。

4 結(jié)束語

本文通過對YG24型雨刮間歇控制器的電路設計，詳細介紹了間歇刮水工作時間電路、間歇刮水斷開時間電路及洗滌器連動延時時間電路的設計和計算，并經(jīng)過技術攻關，研制出YG24型雨刮間歇控制器。經(jīng)試驗檢定，其各項技術指標均達到了設計要求。

［1］ 林曉東.雨刮器的電路設計.汽車電器2002.7

［2］ 楊義先.淺談雨刮器的設計.汽車配件2001.5

［3］ QC/T413－2002汽車電氣設備基本技術條件

The Design of Type YG24 Wiper Gap Controller

CHEN Zhi－gang，LIU Kai，ZHAO Hui
(40th Institute of China Electronics Technology Group Corporation)

Wiper gap controller is the control unit of the car wiper system，the most critical components of automotive wiper system，and the most important guarantee for the reliability of the wiper system.The paper introduces the structure design and circuit design of type YG24 wiper gap controller，and calculates main performance parameters.Type YG24 wiper gap controller simplifies the wiring of the car wiper，and improves its stability and anti－jamming capability of wiper，and increases a function of wiper washing linkage.

automobile wiper，intermittent wiper，wiper washing linkage

10.3969/j.issn.1000－6133.2013.02.004

TN784

A

1000－6133(2013)02－0016－04

2013－02－16

研究與設計