曹魯明，張 靜，劉召洋

（中國重汽集團技術(shù)發(fā)展中心，山東 濟南 250100）

一種新型的刮水間歇控制方法

曹魯明，張 靜，劉召洋

（中國重汽集團技術(shù)發(fā)展中心，山東 濟南 250100）

本文提出了一種通過對回位信號的采集和判斷來調(diào)整刮水繼電器輸出，從而確保刮水器刮刷次數(shù)的控制方法。

刮水間歇；回位信號；電機參數(shù)；刮水繼電器

刮水間歇作為刮水器的一種刮水方式，隸屬車輛刮水系統(tǒng)。車輛刮水系統(tǒng)是汽車車身必備的安全裝置，根據(jù)駕駛員的需求及時清除車窗上的雨滴和污垢，以保證駕駛員具有良好的視野［1］。刮水間歇控制作為刮水器的一個重要控制方式，其功能特性也是影響行車安全的一個重要特性［2］。

刮水間歇控制要求刮水電機能在工作周期內(nèi)刮刷規(guī)定的次數(shù)，并能自動復(fù)位。傳統(tǒng)的刮水間歇控制，周期內(nèi)電機的工作時間和停止時間是根據(jù)相應(yīng)電機的運轉(zhuǎn)速度來確定的，而電機的運轉(zhuǎn)速度由額定電壓下的電機參數(shù)決定。在這種控制方式下，如果更改電機、電機參數(shù)不準確或電源電壓不穩(wěn)定，就會影響電機的運轉(zhuǎn)速度，增加了刮刷次數(shù)的不確定性，從而影響車輛的安全性能。為解決上述問題，本文提出了一種通過對回位信號的采集和判斷來調(diào)整刮水繼電器輸出，從而確保刮水器刮刷次數(shù)的控制方法。

1 刮水系統(tǒng)的組成

刮水系統(tǒng)主要包括組合開關(guān)、噴淋開關(guān)、刮水電機、刮水低速/高速繼電器、車身控制器、傳動臂總成、刮臂、刮刷、洗滌泵、儲液罐及噴嘴等。其中組合開關(guān)上設(shè)置有零擋、間歇擋、低速擋和高速擋［3］。刮水電機及傳動臂總成為刮水器的往復(fù)運動提供動力。車身控制器為中央控制單元，負責(zé)開關(guān)信號、回位信號等相關(guān)信號的采集及運算，并根據(jù)運算結(jié)果對電機發(fā)出相應(yīng)的控制命令。

2 新型刮水間歇控制方法

2.1 控制方法概述

本文提出的新型刮水間歇控制方法，是一種通過對回位信號的采集和判斷來調(diào)整刮水繼電器輸出，從而確保刮水器刮刷次數(shù)的控制方法。當(dāng)刮水噴淋開關(guān)斷開或車身控制器檢測到觸發(fā)信號的上升沿時，車身控制器將持續(xù)驅(qū)動刮水器低速繼電器工作，直到檢測到刮水器回位信號第1次下降沿及之后的上升沿。檢測到此上升沿后，車身控制器則在延遲0.1 s后立即停止驅(qū)動刮水器低速繼電器輸出，由此完成一個間歇周期控制。

2.2 具體實施方式

刮水系統(tǒng)電氣原理圖如圖1所示。當(dāng)刮水器刮刷在回位區(qū)域時，刮水電機的回位觸點31b與31腳接通。因31腳搭鐵，此時的回位信號為低電平。當(dāng)刮水器刮刷不在回位區(qū)域時，31b與53a腳接通，回位信號為高電平。

圖2所示為刮水器控制信號周期示意圖。圖2中觸發(fā)信號是周期為10 s、占空比為50%的方波信號。將觸發(fā)信號的上升沿作為間歇工作的觸發(fā)條件，將回位信號第1次下降沿之后的上升沿作為控制刮水器間歇次數(shù)的判斷條件。

當(dāng)刮水組合開關(guān)的間歇擋接通，車身控制器中的間歇觸發(fā)信號為上升沿時，則車身控制器的刮水低速控制腳會輸出高電平，使刮水低速繼電器吸合，刮水電機的53腳得電，刮水器刮刷低速運轉(zhuǎn)。

圖1 刮水系統(tǒng)電氣原理圖

圖2 刮水器控制信號周期示意圖

當(dāng)刮水電機的31b腳第1次與31腳接通時，回位信號接低電平，車身控制器采集到回位信號的下降沿。之后刮水電機的31b第1次與53a接通時，回位信號接高電平。在回位信號此次上升沿的0.1 s后，車身控制器將刮水低速輸出腳置低，刮水低速繼電器斷開。

刮水低速繼電器斷開時，如刮水器刮刷不在回位區(qū)域，則刮水電機的31b腳與53a腳接通， 53a腳會通過31b腳繼續(xù)對刮水電機的53腳供電，驅(qū)動刮水電機繼續(xù)低速運轉(zhuǎn)，直至刮水電機的31b腳與31腳接通。此時電機線圈會產(chǎn)生一個瞬時反向電動勢，使刮刷臂正好停在要求的回位區(qū)域。

刮刷回位一段時間后，當(dāng)觸發(fā)信號再次達到上升沿時，車身控制器會繼續(xù)按上述邏輯進行工作。刮水間歇的刮刷動作為刮2次—停止—再刮2次—停止，如此反復(fù)直至斷開刮水間歇開關(guān)。一個間歇工作周期為10 s，要求周期內(nèi)刮水器進行2次刮刷動作。

當(dāng)車身控制器檢測到刮水低速繼電器線圈對搭鐵短路時，則會立即停止刮水低速輸出。

3 結(jié)論

本文提出的新型刮水間歇控制方法在車身試驗臺架上進行了大量的測試，并進行了長期的實車試驗。試驗結(jié)果表明：此新型刮水間歇控制方法可以有效地避免電機更改、電機參數(shù)不確定、車輛電源電壓不穩(wěn)對電機運轉(zhuǎn)的影響，提高了刮水器的功能特性，進一步保障了車輛的行車安全。

［1］ 李飛．汽車雨刮電機電磁干擾分析及抑制研究［D］.重慶：重慶大學(xué)，2010．

［2］ 趙巖．基于模糊控制的汽車智能雨刮系統(tǒng)的研究［D］．哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2007．

［3］ 孟國龍，張榮華，韓慶福，等．一種重型汽車刮水控制系統(tǒng)及電機控制方法［J］．汽車電器，2014（3）：11- 13．

A New Method of Wiper Intermittent Control

CAO Lu-ming， ZHANG Jing， LIU Zhao-yang
（Technical Development Center of China National Heavy Duty Truck Group Co.， Ltd.， Ji’nan 250100， China）

In this article， a method of adjustment wiper relay output based on the acquisition and judgment of the wiper neutral-position signal is presented， which can ensure the wiper scrapes specified times during the working.

wiper intermittent； neutral-position signal； motor parameter； wiper relay

U463.855

A

1003-8639（2017）12-0046-02

發(fā)稿日期：2016-11-08

曹魯明（1986-），女，工程師，主要從事汽車電器的設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試和應(yīng)用工作。

（編輯 心 翔）