專利名稱：一種車用雨刮智能調速控制方法
技術領域：
本發明涉及汽車領域，更具體地說，涉及一種車用雨刮智能調速控制方法。
背景技術：
目前，現有車用雨刮，其刮水速度控制有多種技術方法，最主流最基本的技術方案是可實現間歇(INT)檔、慢速(I )檔、快速(II)檔等三種刮水速度控制，間歇檔由間歇控制器來完成，間歇時間固定不變；慢速檔和快速檔由電機本體結構來決定，其慢速或快速的速度也是固定的。這種技術方法的缺點是由于雨量的大小是不確定的，而刮水速度又過于單一，其速度很難與雨量相匹配，往往不是快了就是慢了，快了則會帶來不必要的刮刷噪音以及過多地干擾司機視線，慢了則會來不及把雨水刮干凈而遮擋司機視線。針對這些缺陷，目前有兩種改進的技術方法，一種是慢速檔、快速檔不變，僅對間歇時間進行處理一設定好最大刮水間歇時間(通常是15秒左右)，再把其細分成若干檔，通過對應的檔位開關來選擇相應的間歇時間，一般會有4檔左右(檔位越多，則成本越高)。該方法對間歇時間控制進行來優化，但不徹底，一來是最大刮水間歇時間是固定的，二來是需增加檔位開關會帶來系統成本增加，而且刮水間歇時間的選擇的隨意性還是不夠，不能與雨量達到最佳的匹配；另一種是雨量感應刮水，即通過雨量傳感器感應雨量的大小來自動選擇間歇檔、慢檔或快檔，從而省去司機操作這三個檔位開關的動作，該方法從刮水調速方面看，與前面介紹的最基本的技術方案本質上是一樣的，但系統成本卻高出了不少，而且該方法還有一個最致命的缺陷是雨量傳感器一旦被泥漿或其他膠質物遮擋后，會按快速檔執行刮水。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種結構簡單、造價低、使用方便，由司機任意設定或取消雨刮電機的轉速以及刮水間歇時間的智能調速控制方法。為達到本發明的目的所采用的技術方案是
一種車用雨刮智能調速控制方法，其特征在于，所述的方法步驟為
①刮水間歇時間控制方法最大間歇時間通過軟件參數來設定，把間歇檔INT開關的相鄰兩次(但不僅限于兩次)打開的間隔時間累計值做為刮水間歇時間值；
②雨刮電機M轉速的無級調速方法其特征在于，使用變阻式無檔位的旋鈕開關，或類似功能的開關，由其開關量值決定電機轉速值；
③任意的多檔級調速方法其特征在于，以雨刮電機M轉速范圍的中間值或接近中間值的數值，做為雨刮電機M調速的初始速度值，也是雨刮連續刮水工作模式的初始速度值；以所述初始速度值為基點把雨刮電機M轉速范圍一分為二，確定這兩個范圍的調速步長，每加(減)一個步長雨刮電機M相應升(降)速一個檔位；在約定的時間內，快速執行如下動作斷開慢速檔I開關(之前該開關處于打開狀態)一打開快速檔II開關一斷開快速檔II開關一打開慢速檔I開關，以該過程動作做為升速意圖，控制器接到這些信號時序后，執行升速控制；在約定的時間內，快速執行如下動作斷開慢速檔I開關(之前該開關處于打開狀態)一打開間歇檔INT開關一斷開間歇檔INT開關一打開慢速檔I開關，以該過程動作做為降速意圖，控制器接到這些信號時序后，執行降速控制；
④相關的安全及應急方法，其特征在于，所述的快速檔II開關與調速控制PWM的功率開關管T的C 一 E極并聯連接；
⑤新手策略方法其特征在于，所述的控制器ECU如果接到司機按常規操作標準來操作間歇檔INT、慢速檔I和快速檔II開關信號時，將讓雨刮電機M按通常動作來執行間歇、慢速和快速。由于采用了上述技術方法，本發明與現有技術方法相比具有如下效益效果1、系統實現起來結構簡單、制造成本低。硬件上采用普通的8位單片機做為實時智能控制單元，加少量的常規的外圍元器件即可；可直接借用原車上的組合開關做為控制開關，不但節省了成本，也給操作帶來很大的方便性和快捷性。2、可靠性高。因不需要雨量傳感器，不會存在該器件失效或被泥漿或其他膠質物遮擋后，刮水誤動作或不工作的情況。3、刮水調速性能好。間隙時間和電機轉速可以根據雨量隨意選擇，為跟雨量達成最佳匹配提供了條件，并工作穩定平順。4、操作方便性高。間隙時間和電機轉速的設定和取消很容易上手掌握。5、舒適性高。合適的間隙時間和刮水速度，減少了不必要的刮刷動作次數，也就減少了雨刮電機工作時帶來的振動和刮刷噪音。6、安全性高。合適的間隙時間和刮水速度，減少了不必要的刮刷動作次數，也就減少了刮刷和刮桿對司機的視線干擾，讓司機可以更專心駕駛；在控制器失效后，雨刮電機還可保留最聞轉速的控制功能。7、可延長雨刮電機和刮刷的壽命。控制器為保護執行PWM調速控制的功率開關管，其內部增加了電機電樞的續流電路，以消除浪涌高電壓，該電路同時也可減少電機換向器和碳刷的電弧燒蝕；另外因減少了不必要的刮刷動作次數，也會使電機和刮刷的壽命時間得以延長。8、適應性好。無論是什么規格的雨刮電機，硬件基本是相同的，僅需要更改單片機內置軟件就可適應調速的要求。
附圖為本發明的電原理圖。附圖中，間歇檔INT、慢速檔1、快速檔I1、功率開關管T、二極管D、控制器E⑶、調速控制PWM、雨刮電機M。特別說明雨刮電機M的I (慢)速控制端引出線不能接組合開關上的慢速檔開關；II (快)速控制端引出線串接功率開關管T，由功率開關管T控制其回路通斷，通過對該功率開關管T進行PWM脈沖調寬(占空比)控制，即可對電機實現平穩的調速。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細描述。下面描述中的附圖僅僅是本發明的最佳實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
一種車用雨刮智能調速控制方法，司機根據自己的感觀判斷，通過操作三個開關(或用組合開關上原有的間歇檔INT開關、慢速檔I開關、快速檔II開關來替代，以下說明將以這三個開關為例展開描述)，智能控制器讀取這些開關信號后，對其進行分析，如果得到的信號時序如約定的一致，將進行相應的控制，其所述的方法步驟為
①刮水間歇時間控制方法最大間歇時間通過軟件參數來設定，把間歇檔INT開關的相鄰兩次(但不僅限于兩次)打開的間隔時間累計值做為刮水間歇時間值。假設此時的雨量較小，且為某一任意的定值，需要采取間歇刮水的工作模式，那么間歇時間可由司機喜好來設定打開間歇檔開關，控制器接到該信號后開始計時，并讓雨刮電機馬上執行刮水動作，然后在約定的時間內司機快速斷開間歇檔開關，雨刮電機執行完一次刮水動作后，刮刷將停止在回位處不動，刮干凈的玻璃表面隨著時間的推移，表面積水逐漸增多而朦朧起來直到司機自認為視線受到影響時，司機可再次打開間歇檔開關(雨刮電機執行刮水動作)，至此為止，控制器停止計時，并把該累計時間做為司機認可的間歇時間，控制器將按該時間進行間歇控制。如果在計時過程中，累計的時間已超長(比如大于60秒)，則認為司機沒有做間歇時間控制的意圖，將終止計時，并對該時間清零。如果雨量發生了變化，司機覺得間歇時間不合適時，先關閉間歇檔開關退出當前的間歇控制，然后重復上面所說的開關動作，即可設定新的間歇時間。如果控制器讀不到間歇檔開關信號的時間持續超過約定時間(比如1.5秒)，退出當前的間歇控制。②雨刮電機M轉速的無級調速方法其使用變阻式無檔位的旋鈕開關，或類似功能的開關，該開關的電壓(或電流)信號范圍內任意值與電機調速范圍內任意轉速值 對應，當控制器讀取該開關的任意位置信號，即可通過PWM控制讓電機按相應的轉速去工作，由其開關量值決定電機轉速值。③任意的多檔級調速方法其以雨刮電機M轉速范圍的中間值或接近中間值的數值，做為雨刮電機M調速的初始速度值，也是雨刮連續刮水工作模式的初始速度值；以所述初始速度值為基點把雨刮電機M轉速范圍一分為二，確定這兩個范圍的調速步長，每加(減)一個步長雨刮電機M相應升(降)速一個檔位；在約定的時間內，快速執行如下動作斷開慢速檔I開關(之前該開關處于打開狀態)一打開快速檔II開關一斷開快速檔II開關一打開慢速檔I開關，以該過程動作做為升速意圖，控制器接到這些信號時序后，執行升速控制；在約定的時間內，快速執行如下動作斷開慢速檔I開關(之前該開關處于打開狀態)一打開間歇檔INT開關一斷開間歇檔INT開關一打開慢速檔I開關，以該過程動作做為降速意圖，控制器接到這些信號時序后，執行降速控制。更具體地說根據需要設定任意的多檔級調速，首先要確定可接受的雨刮電機最小轉速值VI，確定對應占空比為Pl%，假設電機最大轉速值為V2，對應占空比為100%，這樣也就確定了 PWM的調整范圍在Pl% 100%之間。根據電機的初始速度值VO (可按VO=(V1+V2) /2的算法獲得，或其他認可值比如原車的慢檔轉速值)，通過調試匹配即可確定其對應的占空比為P0%。由于PWM值與電機轉速并不是嚴格的線性關系，以VO為界分兩段來處理，會讓控制算法更簡單些，控制效果更好些。把VO到V2之間分成N2個檔級，VO到Vl之間分成NI個檔級，那么從VO起升速控制的占空比步長為S2%=( 100%- P0%)/N2,從VO起降速控制的占空比步長為S1%=(P0%- P190/N1。升速動作定義在約定的時間內，司機快速完成如下動作一斷開慢速檔開關(之前該開關處于打開狀態)一打開快速檔開關一斷開快速檔開關一打開慢速檔開關；降速動作定義在約定的時間內，司機快速完成如下動作一斷開慢速檔開關(之前該開關處于打開狀態)一打開間歇檔開關一斷開間歇檔開關一打開慢速檔開關。每正確完成一個升(降)速動作，控制器讀到這些開關信號經計算分析符合時序及時間要求，則發一蜂鳴聲來告知司機升(降)速設定成功，同時在之前的PWM值基礎上，加(減)一個占空比步長值(之前的PWM值大于PO %，步長值則為S2 %;小于PO %，步長值則為SI 等于PO%，則“加”時為S2%，“減”時為SI %)，并把所得的PWM值設為當前控制值控制雨刮電機，使其轉速得以升(降)一個檔級。當雨刮電機轉速已經達到最大(小)值時，控制器發兩次蜂鳴聲以提醒司機。如果控制器讀不到慢檔開關信號的時間持續超過約定時間(比如1. 5秒)，退出當前的刮水速度控制。之后如控制器重新獲得慢檔開關信號時，按占空比P0%進行PWM調速，雨刮電機將以轉速值VO進行轉動。④相關的安全及應急方法，其所述的快速檔II開關與調速控制PWM的功率開關管T的C 一 E極并聯連接。以保證控制器E⑶萬一失效后，雨刮電機M還可保留最高轉速的控制功能；當前的雨刮電機M正處于低轉速，而此時需要馬上變高轉速，通過升速動作來升速在時間上來不及時，直接讓快速檔II開關處于打開狀態也可獲得最高轉速。⑤新手策略方法其所述的控制器ECU如果接到司機按常規操作標準來操作間歇檔INT開關、慢速檔I開關和快速檔II開關信號時，將讓雨刮電機M按通常動作來執行間歇、慢速和快速等工作模式。
權利要求
1.一種車用雨刮智能調速控制方法，其特征在于，所述的方法步驟為①刮水間歇時間控制方法最大間歇時間通過軟件參數來設定，把間歇檔INT開關的相鄰兩次(但不僅限于兩次)打開的間隔時間累計值做為刮水間歇時間值；②雨刮電機M轉速的無級調速方法其特征在于，使用變阻式無檔位的旋鈕開關，或類似功能的開關，由其開關量值決定電機轉速值；③任意的多檔級調速方法其特征在于，以雨刮電機M轉速范圍的中間值或接近中間值的數值，做為雨刮電機M調速的初始速度值，也是雨刮連續刮水工作模式的初始速度值； 以所述初始速度值為基點把雨刮電機M轉速范圍一分為二，確定這兩個范圍的調速步長， 每加(減)一個步長雨刮電機M相應升(降)速一個檔位；在約定的時間內，快速執行如下動作斷開慢速檔I開關(之前該開關處于打開狀態)一打開快速檔II開關一斷開快速檔II開關一打開慢速檔I開關，以該過程動作做為升速意圖，控制器接到這些信號時序后，執行升速控制；在約定的時間內，快速執行如下動作斷開慢速檔I開關(之前該開關處于打開狀態)一打開間歇檔INT開關一斷開間歇檔INT開關一打開慢速檔I開關，以該過程動作做為降速意圖，控制器接到這些信號時序后，執行降速控制；④相關的安全及應急方法，其特征在于，所述的快速檔II開關與調速控制PWM的功率開關管T的C 一 E極并聯連接；⑤新手策略方法其特征在于，所述的控制器ECU如果接到司機按常規操作標準來操作間歇檔INT開關、慢速檔I開關和快速檔II開關信號時，將讓雨刮電機M按通常動作來執行間歇、慢速和快速等工作模式。
全文摘要
本發明公開了一種車用雨刮智能調速控制方法，不需要對現有的雨刮裝置進行任何結構上的改動，不需要增加雨量傳感器，使用一些約定的開關操作方法，通過控制器即可執行調速。司機根據對雨量大小的判斷，通過一些簡單的開關操作，即可對雨刮的刮水間歇時間、刮水速度進行任意設定，自由選擇合意的控制值。解決了現有技術方法存在的刮水速度很難與雨量達成最佳匹配的問題及可靠性問題。本發明其系統實現成本低，功能較強，操作方便，安全可靠，是車輛特別是中低端車輛的理想選擇。
文檔編號B60S1/08GK103010164SQ201210566638
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者蔡奔 申請人:蔡奔