一种汽车风窗玻璃刮水自动控制器的设计.pdf

没计·研
Desian. Research
种汽车风窗玻璃刮水自动控制器的设计
闫永德,张晓敏,张晓宇
(太原太航汽车电子有限公司,山西太原03000
摘要:介绍基于飞思卡尔ARM8 Cortex-MO+内核的微控制器S9KEAZ64AVLK的一种汽车风窗玻璃副水自动控制
器的工作原理和硬、软件的设计。该自动控制器应用电容式雨量传感器采集雨滴的状况,通过高精度CDC(电容量
数据采集器)转换芯片AD7746将电容的变化进行数字量化,由S9KEAZ64AVLK进行逻辑、数据运算,驱动控制
BLDC(无刷无传感器直流电机)电机运转,再通过机械机构驱动刮水器的刮片,刮刷风窗玻璃上的雨水,使风窗
玻璃保持清澈。该汽车风窗刮水自动控制器具有车型实用面广、节能、自动性能可靠的特点。
关键词:S9KEAZ64AVLK;AD7146;电容式雨量传感器
中图分类号:U463.855文献标识码:A文章编号:1003-8639(2016)03-0004-03
Design of An Automatic Wiping Controller for Automotive Windscreen
YAN Yong-de, ZHANG Xiao-min, ZHANG Xiao-yu
(Taiyuan TAICO Auto Electron Co, Ltd, Taiyuan 030006, China)
Abstract: The working principle and the design of its hardware and software of an automatic wiping controller
based on Freescale microcontroller SOKEAZ64AVLK. Capacitive rain sensor is used in this controller to collect the
rain status, and the data collected is processed and transferred to control the wipers operation. So this controller
al range, energy saving property and reliable automatic performance.
Key words: $ EAZ64AVLK: AD7746; capacitive rain sensor
汽车风窗玻璃刮水器(以下称为“刮水器”)精度CDC检测芯片采集由雨滴造成的电容量的变
是汽车安全行驶的重要部件,用于消除挡风玻璃、化,采用高性能微控制器进行量化后的电容变化量
后窗玻璃上的雨雪和灰尘杂物等,以保证玻璃透明进行数字滤波、去背景噪声处理,再作出逻辑判
清晰,可以为驾驶者提供良好的视野。
断,通过一定的控制算法控制BLDC电机运转,来
在传统副水器中,驾驶者需要通过操作刮水器驱动相关机构部件拖动刮片刮刷雨水。
组合开关,来改变刮水器刮片的刮刷频率,以求快
速清除附着在挡风玻璃上的雨水,然而手动切换副1自动汽车风窗玻璃刮水控制器的总体设计
水器组合开关,必然影响行车注意力,造成不必要
该刮水自动控制器的系统原理结构如图1所示,
的危险。据统计,全世界雨天行车有7%的事故是由雨量传感器、电机控制器、BLDC电机、刮水器
由于驾驶者手动操作刮水器组合开关引起的,根据机械机构、挡风玻璃、LIN总线接口、雨刷手动控
BENZ研究,只要增加0.5s动作时间,就能避免60%制开关主要部件组成。其中,雨量传感器用来检测
的事故。采用雨量传感器的刮水自动控制器,由挡风玻璃上是否有雨水,根据雨量传感器的输出信
于不需要人工干预,既能在紧急路况中需要刮刷雨号,控制器判断当前雨量大小,结合来自LIN总线
水时,使刮水器能够自动工作,又不占用驾驶者反的用户设定等信息,输出电机驱动信号控制电机
应预防时间,因此刮水器的自动化控制能够显著提
高汽车的安全性、便捷性和舒适性。
电源及辅助电路
基于上述考虑,本案所示的刮水自动控制器能
够根据丽滴的大小、密度以及车速的大小,自动控
手动控制开关
.、微控制器?
BLDC电机
BLDC
制水器刮片的刮刷频率,使汽车风窗玻璃保持清DN线接
驱动电路
电机
断。本自动控制器由雨量检测传感器模块、刮水电
机控制驱动板及刮水器手动控制开关组成。雨量传
雨量传感器k
挡风玻璃
刮水机构
感器采用电容方式感测下雨时雨滴的状态,采用高
图1系统的原理结构
收稿日期:215-11-02;修回日期:2015-12-11
作者简介:闫水德(1973-),男,工程师,从事汽车电子电器系统设计;张晓敏(1987-),男,助理工程师,从事汽车
电子电器软件设计;张晓宇(1989-),男,助理工程师,从事汽车电子电器硬件设计。
庞车器2016年第3期