專利名稱：一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車配件，特別是一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)，它主要適用于菲亞特汽車中。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)組合開關(guān)主要由燈光手柄、雨刮手柄、底座和雨刮系統(tǒng)組成，燈光手柄和雨刮手柄分別與底座相連。雨刮系統(tǒng)是通過機(jī)械式的觸片移動(dòng)來接通插腳，并通過線束傳導(dǎo)電流驅(qū)動(dòng)外置的雨刮間歇器，從而帶動(dòng)雨刮電機(jī)工作。雨刮時(shí)間精度差；觸頭通過電流大、要求高；外置雨刮控制器占用空間大，電磁干擾大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是旨在克服上述技術(shù)缺陷而提供一種雨刮時(shí)間精度高且觸頭通過電流小、不占用外部空間且電磁干擾小的帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括燈光手柄、雨刮手柄、底座，燈光手柄和雨刮手柄分別與底座相連，底座上設(shè)置有一安裝有嵌入式雨刮控制系統(tǒng)的控制線路板插槽，其特征在于所述的嵌入式雨刮控制系統(tǒng)主要由外部接口電路部分、單片機(jī)控制模塊、反相器、單片機(jī)電源及高電平信號(hào)、后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、慢速信號(hào)產(chǎn)生單元、快速信號(hào)產(chǎn)生單元和繼電器組成，所述的后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、慢速信號(hào)產(chǎn)生單元和快速信號(hào)產(chǎn)生單元的一端分別通過插接件與外部接口電路中相應(yīng)的開關(guān)相接，且后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、另一端同時(shí)與單片機(jī)控制模塊U2相連接，所述的單片機(jī)控制模塊通過反相器與繼電器相連接，所述的慢速信號(hào)產(chǎn)生單元和快速信號(hào)產(chǎn)生單元同時(shí)與繼電器路部分相連接。
本發(fā)明所述的單片機(jī)控制模塊型號(hào)為PIC系列單片機(jī)。
本發(fā)明所述的底座采用了平移式觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的嵌入式整體接觸板，用整片銅板沖壓成型后一次注塑成型。
本發(fā)明還設(shè)置有過電壓保護(hù)電路，所述的過電壓保護(hù)設(shè)置在汽車電源電源輸入端和繼電器與雨刮電機(jī)電路之間。
本發(fā)明的有益效果是1.通過設(shè)置一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)，組合開關(guān)的時(shí)間控制精度高，導(dǎo)致對(duì)整車電腦的信號(hào)干擾大大減??；2.雨刮功能的大電流不通過組合開關(guān)，改由繼電器承擔(dān)，增強(qiáng)了組合開關(guān)的壽命；3.減少了汽車上的零件數(shù)量，留出空間為整車設(shè)計(jì)者增加人性化、個(gè)性化功能增加了便利；4.提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，可根據(jù)客戶需要，在不改動(dòng)或少量改動(dòng)硬件的情況下，增加所需功能。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明外部接口部分電路圖。
圖3為本發(fā)明單片機(jī)控制模塊和反相器電路連接示意圖。
圖4為本發(fā)明信號(hào)產(chǎn)生單元電路連接示意圖。
圖5為本發(fā)明電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，本發(fā)明主要由燈光手柄101、雨刮手柄102、底座103，燈光手柄101和雨刮手柄102分別與底座103相連，以上幾個(gè)部件及其連接均于現(xiàn)有技術(shù)相同或是等同。底座103上設(shè)置有一個(gè)安裝有嵌入式雨刮控制系統(tǒng)104的控制線路板插槽105，組合開關(guān)的底座103采用了平移式觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的嵌入式整體接觸板，用整片銅板沖壓成型后一次注塑成型，所有觸點(diǎn)在接觸板上移動(dòng)，使空間利用率達(dá)到最高，最后在嵌入式雨刮系統(tǒng)104裝入后整體體積與普通組合開關(guān)大小類似，達(dá)到了少占用外部空間的目的。
參見圖2-圖5，嵌入式雨刮控制系統(tǒng)104主要由外部接口電路部分48、單片機(jī)控制模塊U2、反相器U1、單片機(jī)電源及高電平信號(hào)43、后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元45、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元44、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元41、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元42、慢速信號(hào)產(chǎn)生單元46、快速信號(hào)產(chǎn)生單元47和繼電器J3、J4、J5組成。后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元45、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元44、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元41、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元42、分別與單片機(jī)控制模塊U2相連接，單片機(jī)控制模塊U2與反相器相連接。慢速信號(hào)產(chǎn)生單元46和快速信號(hào)產(chǎn)生單元47分別通過插接件J1與外部接口電路部分48相連，同時(shí)慢速信號(hào)產(chǎn)生單元46與繼電器J5電路部分相連接，快速信號(hào)產(chǎn)生單元47和繼電器J3、J5電路部分相連接。后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元45、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元44、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元41、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元42、分別通過插接件J1與外部接口電路中該組合開關(guān)中相應(yīng)的開關(guān)相連接。
單片機(jī)控制模塊U2采用了美國微芯公司生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)，具有內(nèi)置晶振、看門狗電路、定時(shí)器等功能，抗干擾能力強(qiáng)，時(shí)間精度通過參數(shù)校準(zhǔn)精度可以達(dá)到±1％以內(nèi)，單片機(jī)除了提供電源的兩個(gè)端口外，所有端口均可用于信號(hào)的輸入輸出，擴(kuò)展性強(qiáng)。反相器U1的型號(hào)為2000系列。單片機(jī)電源及高電平信號(hào)43主要由穩(wěn)壓管Z3和電容C3、C1并聯(lián)后，與限流電阻R8串聯(lián)后與汽車電源正極相連。間歇信號(hào)產(chǎn)生單元44主要由主要電容C2和網(wǎng)絡(luò)電阻RA2A組成。
工作時(shí)，12V的汽車電壓經(jīng)過單片機(jī)電源及高電平信號(hào)43中的穩(wěn)壓管Z3同時(shí)產(chǎn)生了電壓大小為5.1V的單片機(jī)電源和高電平信號(hào)源VCC，當(dāng)組合開關(guān)中的間歇、慢檔、快檔、后雨刮四檔開關(guān)未接通時(shí)，與相應(yīng)開關(guān)相連接的插接件端口J1-5、J1-6、J1-7、J1-10，各端口受Z3影響，呈現(xiàn)高電平狀態(tài)，當(dāng)以上幾個(gè)開關(guān)接通后，端口接地呈低電平狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了當(dāng)開關(guān)狀態(tài)有變化導(dǎo)致電平變化的目的。端口的電平變化通過RA1、RA2、RA3三個(gè)網(wǎng)絡(luò)電阻的電平上拉，將端口信號(hào)反饋到單片機(jī)控制模塊U2的相應(yīng)管腳上；同時(shí)，前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元41、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元42、由于處于相對(duì)獨(dú)立的模塊，平時(shí)處于不帶電狀態(tài)，呈低電平，通過打開組合開關(guān)中的前和/或后洗滌開關(guān)，對(duì)應(yīng)的端口J1-1和/或J1-3收到12V電壓，通過前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元41和/或后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元42中的穩(wěn)壓管Z1和/或Z2產(chǎn)生高電平信號(hào)源，直接反饋到單片機(jī)控制模塊U2的管腳U2-9和/或U2-5上。這樣，單片機(jī)控制模塊U2在不同的六個(gè)管腳上接收到了六個(gè)來自不同開關(guān)的信號(hào)，通過內(nèi)部程序?qū)α鶄€(gè)端口的不停掃描，判斷出端口的開關(guān)變化，并借助單片機(jī)控制模塊U2強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能和預(yù)先存儲(chǔ)的程序，從端口PA0、PA1輸出不同時(shí)序的脈沖信號(hào)，通過反相器U1的電流放大，控制繼電器J4、J5做出不同的吸合動(dòng)作，在繼電器J3、J4、J5的觸點(diǎn)上給前后雨刮電機(jī)加12V的電壓使電機(jī)動(dòng)作。從而達(dá)到了根據(jù)不同的開關(guān)輸入狀態(tài)輸出不同的電機(jī)控制信號(hào)的目的。
本發(fā)明還設(shè)置有過電壓保護(hù)單元48、49，它主要四只壓敏電阻R4和R1、R2、R3組成對(duì)系統(tǒng)提供了瞬間過電壓保護(hù)，過電壓保護(hù)單元48、49設(shè)置在汽車電源電源輸入端和繼電器與雨刮電機(jī)電路之間。工作時(shí)因?yàn)楫?dāng)電機(jī)啟動(dòng)停止的瞬間會(huì)產(chǎn)生感生高電壓，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊造成損壞，采用了壓敏電阻R1、R2、R3、R4后，當(dāng)電壓升高后，壓敏電阻R1、R2、R3、R4在幾微秒內(nèi)由高阻抗變?yōu)閷?dǎo)通，使電壓從此導(dǎo)出，從而保護(hù)了整個(gè)系統(tǒng)不受損壞，當(dāng)電壓復(fù)原穩(wěn)定后，壓敏電阻R1、R2、R3、R4隨即也變?yōu)楦咦杩?，將電壓提供給系統(tǒng)使用。
因?yàn)樵摦a(chǎn)品適用于汽車電器控制，而汽車的工作環(huán)境較為惡劣，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的信號(hào)干擾，對(duì)電子元件的正常運(yùn)行造成了考驗(yàn)。為了防止系統(tǒng)受此干擾，在硬件方面，將所有信號(hào)產(chǎn)生或接受端設(shè)置了電容過濾，部分關(guān)鍵點(diǎn)用了電容/壓敏電阻雙保險(xiǎn)，使收集到的信號(hào)盡可能的純凈后提供給單片機(jī)控制模塊U2處理。同時(shí)該組合開關(guān)利用數(shù)字電路全新搭建了雨刮電路系統(tǒng)104，使組合開關(guān)上的觸點(diǎn)通過電流僅為毫安級(jí)，為組合開關(guān)的接觸銅片小型化、集約化提供了先決條件，且提高了組合開關(guān)的電氣壽命。
單片機(jī)控制模塊U2中的單片機(jī)程序在設(shè)計(jì)過程中，采用了軟件陷阱的設(shè)計(jì)思路。當(dāng)程序受到干擾跑飛，由陷阱通道直接將程序復(fù)位，使程序回到正常位置繼續(xù)執(zhí)行。軟件陷阱可以使跑飛的程序繼續(xù)執(zhí)行，但如果程序跑出了可尋址范圍，那軟件陷阱就無能為力了，這就要用到“看門狗”了，看門狗在程序執(zhí)行時(shí)不停的等待程序中預(yù)設(shè)的“喂狗命令”，一旦在一段時(shí)間內(nèi)沒有收到“喂狗命令”，說明程序已經(jīng)跑出可尋址范圍，于是它就將程序強(qiáng)制復(fù)位，保證程序繼續(xù)執(zhí)行。通過這些處理，使系統(tǒng)的抗干擾能力得到了極大的提升，保證了在惡劣環(huán)境下的正常使用。
嵌入式雨刮系統(tǒng)104的時(shí)間精度從表面上看是僅僅使電機(jī)動(dòng)作整齊，但由于汽車上采取了總線結(jié)構(gòu)，所有的信號(hào)都會(huì)集中到車身電腦中，所以高精度的時(shí)間會(huì)降低對(duì)車身電腦的干擾。從實(shí)際來看，如菲亞特汽車標(biāo)準(zhǔn)要求精度是4±0.26秒，而該系統(tǒng)的精度達(dá)到4±0.03秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了菲亞特標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了減少對(duì)車身電腦干擾的目的。
從線路原理圖中可以看到，反相器U1單片機(jī)僅用到7只端口，也就是說有5只腳是沒有用到的，即該系統(tǒng)還有41.7％的擴(kuò)展程度(不包括通過程序?qū)σ延袆?dòng)作順序組合變化可作出的調(diào)整)。從現(xiàn)有資料來看，除了滿足現(xiàn)有菲亞特派力奧等車型需要外，通過少許改動(dòng)后，可以大部分車型要求，使后續(xù)的開發(fā)成本大為降低。
權(quán)利要求
1.一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)，包括燈光手柄、雨刮手柄、底座，燈光手柄和雨刮手柄分別與底座相連，底座上設(shè)置有一安裝有嵌入式雨刮控制系統(tǒng)的控制線路板插槽，其特征在于所述的嵌入式雨刮控制系統(tǒng)主要由外部接口電路部分、單片機(jī)控制模塊、反相器、單片機(jī)電源及高電平信號(hào)、后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、慢速信號(hào)產(chǎn)生單元、快速信號(hào)產(chǎn)生單元和繼電器組成，所述的后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、慢速信號(hào)產(chǎn)生單元和快速信號(hào)產(chǎn)生單元的一端分別通過插接件與外部接口電路中相應(yīng)的開關(guān)相接，且后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、另一端同時(shí)與單片機(jī)控制模塊U2相連接，所述的單片機(jī)控制模塊通過反相器與繼電器相連接，所述的慢速信號(hào)產(chǎn)生單元和快速信號(hào)產(chǎn)生單元同時(shí)與繼電器路部分相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)，其特征在于所述的單片機(jī)控制模塊型號(hào)為PIC系列單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)，其特征在于所述的底座采用了平移式觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的嵌入式整體接觸板，用整片銅板沖壓成型后一次注塑成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)，其特征在于還設(shè)置有過電壓保護(hù)電路，所述的過電壓保護(hù)電路設(shè)置在汽車電源電源輸入端和繼電器與雨刮電機(jī)電路之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)的組合開關(guān)，它主要適用于菲亞特汽車中。包括燈光手柄、雨刮手柄、底座，燈光手柄和雨刮手柄分別與底座相連，底座上設(shè)置有一安裝有嵌入式雨刮控制系統(tǒng)的控制線路板插槽，其特征在于所述的嵌入式雨刮控制系統(tǒng)主要由外部接口電路部分、單片機(jī)控制模塊、反相器、單片機(jī)電源及高電平信號(hào)、后雨刮信號(hào)產(chǎn)生單元、間歇信號(hào)產(chǎn)生單元、前噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、后噴水信號(hào)產(chǎn)生單元、慢速信號(hào)產(chǎn)生單元、快速信號(hào)產(chǎn)生單元和繼電器組成，具有以下優(yōu)點(diǎn)通過設(shè)置一種帶嵌入式雨刮系統(tǒng)，組合開關(guān)的時(shí)間控制精度高，導(dǎo)致對(duì)整車電腦的信號(hào)干擾大大減?。挥旯喂δ艿拇箅娏鞑煌ㄟ^組合開關(guān)，改由繼電器承擔(dān)，增強(qiáng)了組合開關(guān)的壽命。
文檔編號(hào)B60S1/08GK1586954SQ20041007437
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月13日
發(fā)明者余梓杭 申請(qǐng)人:余梓杭