YG24型雨刮间隙控制器的设计

陈志刚，刘凯，赵 辉

(中国电子科技集团公司第四十研究所)

YG24型雨刮间隙控制器的设计

陈志刚，刘凯，赵 辉

(中国电子科技集团公司第四十研究所)

雨刮间隙控制器是汽车雨刮系统的控制单元，是汽车雨刮系统的最关键部件，它为雨刮系统的可靠性提供最重要的保证。文章主要介绍了YG24型雨刮间隙控制器的结构设计和电路设计，并对产品的主要性能参数进行了计算。YG24型雨刮间隙控制器简化汽车雨刮器的接线方式，改进雨刮器的工作稳定性及抗干扰能力，增加刮水洗涤连动功能。

汽车雨刮器;间歇刮水;刮水洗涤连动

1 引言

图1 YG24型电子式雨刮间隙控制器

随着汽车工业的迅速发展，目前使用的机械式、晶体管式的汽车雨刮器越来越满足不了汽车刮水系统的要求，主要表现在雨刮器功能单一，只有简单的刮水功能，且操作烦琐，因此，研制新型、多功能的电子式雨刮器成为市场的迫切需要。

YG24型雨刮间隙控制器的研制、开发解决了当前市场对雨刮器功能多样性的迫切需求，该产品为电子式雨刮器，见图一，除应满足一般汽车雨刮器的电气性能外，还应能满足间歇刮水、刮水洗涤连动功能，而且工作稳定性也得到很大的提高。

2 技术要求

YG24型雨刮间隙控制器在同类产品中居于领先水平。不仅设计先进、控制精度高，而且安装使用方便，工作状态稳定，适合于多种国内车型，也可替换部分国外汽车使用的雨刮器。其主要技术指标如下:

标称电压:24Vdc;

工作电压:20Vdc～30Vdc;

工作环境温度:－30℃～60℃;

间歇刮水工作时间:(1±0.5)s;

间歇刮水断开时间:(8±1)s;

洗涤器连动延迟时间:(2±0.5)s;

洗涤器连动工作时间:(3±0.5)s。

3 电路设计

YG24型雨刮间隙控制器采用双电压比较放大器，一组比较放大器控制刮水电机的工作，另一组比较放大器控制洗涤电机同刮水电机的连动工作。其主要功能是对间歇刮水工作时间电路、间歇刮水断开时间电路及洗涤器连动延时时间电路进行设计和计算。在电源端，使用稳压电路将电压稳定在10V左右。为了增强控制器抗干扰的性能，提高雨刮器的工作稳定性，在比较放大器的输出端接入一个反馈电阻，直接反馈到比较端，通过反馈电阻可以改变比较端的参考电压，改变电容充放电的时间。比较放大器输出到开关三极管的基极，通过开关三极管来控制刮水继电器的工作。

根据YG24型雨刮间隙控制器的技术指标和要求，采用电容充放电以及电压比较器进行电压比较来控制输出端输出电平的高低，从而实现间隙刮水、刮水洗涤连动等功能。其工作原理是:信号源通过比较放大器进行比较放大，再通过驱动器驱动负载工作，选择相应的控制开关实现相应的控制功能。YG24型雨刮间隙控制器工作原理框图、电路图及接线图如图2、图3、图4所示。

图2 YG24型雨刮间隙控制器原理框图

根据《QC/T413－2002汽车电气设备基本技术条件》将YG24型雨刮间隙控制器的主要技术参数设定为:

间歇刮水工作时间:(1±0.5)s;

间歇刮水断开时间:(8±1)s;

洗涤器连动延迟时间:(2±0.5)s。

图3 YG24型雨刮间隙控制器电路图

图4 YG24型雨刮间隙控制器接线图

以上参数具体设计如下:

⑴间歇刮水工作时间的计算 ［(1.0±0.5) s］

简化电路如图5所示:

充电回路为:

图5 简化后的YG24型雨刮间隙控制器电路图

电路开始加电时，C3电容上电压不能突变，此时“5”脚电压高于“6”脚， “7”电压为高，电压值为8V，此时“5”脚电压可以从以下公式中求出:

电容开始充电到VA=7V

根据公式:

因此，电容充电时间为1.3s，此阶段“7”脚输出高电平，刮水电机工作，即间歇刮水工作时间为1.3s。⑵间歇刮水断开时间的计算 ［(8± 1)s］:

简化电路如图6所示:

一旦“6”脚上电压由于电容充电超过7V，“7”脚电压翻转为低电平1.3V，此时电容放电，放电即为间歇刮水断开时间。

放电回路为:

图6 简化后的YG24型雨刮间隙控制器电路图

根据公式:

因此，电容放电时间为8s，此阶段“7”脚输出低电平，刮水电机停止工作，即间歇刮水断开时间为8s。

⑵涤器连动延迟时间的计算 ［(2±0.5)s］和连动工作时间［(2±0.5)s］:

简化电路如图7所示:

图7 经过简化的YG24型雨刮间隙控制器电路图

接通洗涤开关WA时，由于电容两端不能突变，所以“2”脚高于“3”脚，“1”脚输出为低电平，“1”脚电压为1.3V。

按下式计算“3”脚电压为:

接通洗涤开关WA时，电容开始充电，直到放到3.6V。

根据公式:

因此，电容充电时间为2.0s，此阶段内“1”脚输出低电平刮水电机不工作，即洗涤器连动延迟时间为2.0s。

当“2”脚电压到达3.6V时，比较器翻转，“1”脚电压为8V，则“3”脚电压按下式求出: 3

得出:t=3.1s

因此，电容放电时间为3.1s，此阶段内“1”脚输出高电平刮水电机继续工作，即洗涤器连动工作时间为3.1s。

4 结束语

本文通过对YG24型雨刮间歇控制器的电路设计，详细介绍了间歇刮水工作时间电路、间歇刮水断开时间电路及洗涤器连动延时时间电路的设计和计算，并经过技术攻关，研制出YG24型雨刮间歇控制器。经试验检定，其各项技术指标均达到了设计要求。

［1］ 林晓东.雨刮器的电路设计.汽车电器2002.7

［2］ 杨义先.浅谈雨刮器的设计.汽车配件2001.5

［3］ QC/T413－2002汽车电气设备基本技术条件

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

研究与设计