1 引言
汽车后雨刮控制电路的设计与实现,对于确保雨刮在停车时能够准确复位至初始位置至关重要。常见的后雨刮控制电路主要包括两种类型:一种是直接通过雨刮开关进行控制,另一种则是采用BCM(车身控制器)进行控制。在BCM控制的系统中,又根据复位信号的不同,进一步细分为低电位复位信号和高电位复位信号两种控制方式。由于后雨刮电机具有较高的转速和大的惯性,其刹车过程需要一定时间,同时BCM控制器在采集和处理雨刮的位置信号时也存在时间延迟。因此,为了确保每次停车时雨刮都能精准地停在初始位置,需要复杂的逻辑来判断雨刮的实际位置。
2 后雨刮控制原理
后雨刮系统主要由电机、涡轮和蜗杆组成,其工作原理如下所述。涡轮每转一圈,雨刮便在玻璃上来回刮刷一个循环。为了实现精准复位,涡轮上镶嵌了一个导电复位盘,其中设计了一个复位区(凸起缺口区域),该区域对应着雨刮在玻璃上的最低高度位置。盖板上则设置了两个固定触点,它们压在复位盘上,当触点接通时,表示雨刮已进入复位区。此时,电机停机,从而确保雨刮能够准确地停在最低高度位置。
3 后雨刮控制电路详解
后雨刮的控制电路有多种类型,其中一种常见的控制电路如图2所示。在这种电路中,后雨刮开关直接控制电机的通断。当开关拨至ON档(通常指低速挡,因为后雨刮的档位设置可能有所不同)时,电机正极和负极接通,电机随即开始工作。而当开关拨至OFF档时,电机正极立即断开,同时,为了确保雨刮能够准确复位,复位端(通常接常电)会继续供电,使电机工作至复位位置后才停机。此外,还需考虑电机惯性可能带来的影响,即在复位区末尾段停机时,雨刮可能会因惯性冲出复位区,停在玻璃上高于初始位置的位置。为了更精确地控制这种冲出复位区的情况,通常会将复位区宽度设计得相对较小,例如≤18度转角,这样对视野的影响就会降到最低。
接下来,我们再来看看另一种后雨刮控制电路的设计。
BMC在接收到雨刮开关ON档的信号后,会立即启动雨刮继电器,使电机持续通电工作(此时不依赖复位信号)。而当BCM接收到OFF档的信号时,它需要根据雨刮的复位信号(黄色S)来判断雨刮的位置,以决定是否应立即停机。若雨刮尚未到达复位位置,BCM会持续驱动电机直至其复位;若雨刮已处于复位位置,则电机将继续工作直至再次达到复位状态。需注意,由于BCM从采样到执行指令需要约50ms的时间,而高速电机的刹车时间约为60ms,若立即停机可能导致触点冲出复位区,引发无法停机或停在玻璃中央的问题。因此,BCM在下一个循环执行停机操作,可确保雨刮能准确停在初始位置。此外,复位区的宽度设计也是关键,通常要求≥28度转角,以确保BCM在高速状态下能捕获到复位信号,并为电机刹车提供足够的行程。
此外,采用BCM控制电路后,通过控制停顿时间即可实现间歇档功能。同时,BCM还能根据其他采集到的信号来实现随动、喷水雨刮等高级功能。然而,第二种控制电路存在一个潜在问题:在雨刮工作中若突然断电,可能导致雨刮停在非复位区。当电源恢复后,BCM可能无法准确判断雨刮的位置,例如在后雨刮工作时打开尾门可能引发立即断电停机的情况,从而造成雨刮停在玻璃中央的问题。
相比之下,第三种控制电路的设计更为智能。它采用低电位有效信号来指示雨刮的复位位置。即使在电机断电后,BCM仍能正确采集到复位信号。通过控制雨刮继电器,电机将自动驱动雨刮复位至初始位置后停机,从而提高了雨刮的智能化水平。
4. 各种控制电路的优缺点对比
将三种控制电路进行优劣势对比,如表1所示。采用不同的电路时,必须仔细考虑电机本身的硬件特性以及BCM的软件和硬件差异,以确保功能匹配,避免出现异常情况。
5. 结论
对于配备BCM的车型,推荐采用第三种控制电路。这种电路设计能有效解决停机时冲出复位区及下电后无法检测复位状态的问题,同时,其灵活的功能逻辑为未来扩展更多新功能提供了便利。
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