一種汽車雨刮器電機性能檢測裝置及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車雨刮器電機性能檢測裝置，尤其是檢測電機轉(zhuǎn)速、復(fù)位區(qū)寬度等指標(biāo)，屬于汽車零部件制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車雨刮器是汽車雨天行駛的重要安全設(shè)備。汽車雨刮器高速、低速刮水功能和自動復(fù)位功能，是通過雨刮器電機的結(jié)構(gòu)和控制方式實現(xiàn)的。目前汽車上常用的雨刮器電機根據(jù)接線方式主要有5線制和4線制兩種類型，如圖1和圖2所示，圖1中的復(fù)位正極線104、復(fù)位線105、負(fù)極線106、高速線107和低速線108分別與電機轉(zhuǎn)子101和自動復(fù)位器102相接，而圖2的四線制電機沒有復(fù)位正極線。當(dāng)雨刮器關(guān)閉時，電機會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到復(fù)位線觸點和負(fù)極線觸點在復(fù)位區(qū)103處短路，電機轉(zhuǎn)子由于斷電和制動，使電機完成復(fù)位。自動復(fù)位器上復(fù)位區(qū)103的寬度對復(fù)位能否完成至關(guān)重要，因此復(fù)位區(qū)寬度，高、低轉(zhuǎn)速值和高、低轉(zhuǎn)速差等是雨刮器裝配完成后需要檢測的重要指標(biāo)。目前企業(yè)生產(chǎn)中，對復(fù)位區(qū)寬度檢測需要采用特殊電路，并通過示波器捕捉電機轉(zhuǎn)過復(fù)位區(qū)時產(chǎn)生的電脈沖信號寬度來進(jìn)行評價的，這種方法操作困難，效率低下，只適合樣品抽檢；對于高、低轉(zhuǎn)速檢測，目前的檢測方法是在雨刮器曲柄起始位置放置接近開關(guān)，刮臂往返刮刷一次，接近開關(guān)通、斷、通一次，根據(jù)兩次導(dǎo)通之間的時間計算出轉(zhuǎn)速，實踐表明這種方法對接近開關(guān)的位置要求嚴(yán)格，容易出現(xiàn)檢測不到接近開關(guān)的情況，且檢測精度較低；另外，由于5線制和4線制電機復(fù)位方法不一樣，因此現(xiàn)有檢測裝置通常設(shè)計兩套控制電路，兩套檢測軟件，導(dǎo)致成本上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種汽車雨刮器電機性能檢測裝置及檢測方法，直接利用電機自身復(fù)位機構(gòu)和控制原理，實現(xiàn)復(fù)位區(qū)寬度、高低轉(zhuǎn)速同步一體化檢測，且5線制和4線制電機使用同一套控制電路和測控軟件，檢測精度高，使用方便，成本低。實現(xiàn)本發(fā)明的檢測裝置的技術(shù)方案如下:
[0004]—種汽車雨刮器電機性能檢測裝置，包括微控制器模塊、數(shù)字輸出模塊、數(shù)字輸入模塊、電磁繼電器；
[0005]微控制器模塊分別與所述數(shù)字輸入模塊、數(shù)字輸出模塊相連接，所述電磁繼電器、專用接線端子的一端與所述數(shù)字輸出模塊相連，專用接線端子的另一端連接雨刮器電機；
[0006]所述數(shù)字輸入模塊、所述數(shù)字輸出模塊以及所述電磁繼電器在檢測雨刮器電機性能時均通過專用接線端子與雨刮器電機相連；
[0007]所述微控制器模塊通過控制數(shù)字輸出模塊、數(shù)字輸入模塊以及電磁繼電器實現(xiàn)雨刮器電機高速、低速和復(fù)位區(qū)寬度的檢測。
[0008]作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括啟動按鈕、停止按鈕、指示燈以及觸摸屏模塊；所述啟動按鈕與停止按鈕均與所述數(shù)字輸入模塊相連接，所述指示燈與所述數(shù)字輸出模塊相連接；所述觸摸屏模塊通過顯示接口與微控制器模塊相連。
[0009]作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括USB模塊和電源模塊；所述USB模塊一端與所述微控制器模塊相連接、另一端連接上位機；電源模塊用于為檢測裝置供電。
[0010]作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括控制箱和位于控制箱內(nèi)部的測控板；所述啟動按鈕、停止按鈕、指示燈、觸摸屏模塊以及電磁繼電器、顯示接口均設(shè)置在所述控制箱的箱體上，所述微控制器模塊、數(shù)字輸出模塊、數(shù)字輸入模塊、電源模塊以及USB模塊均焊接在測控板上。
[0011]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述數(shù)字輸入模塊包括光電耦合器，所述數(shù)字輸出模塊包括固態(tài)繼電器，所述微控制器模塊采用ARM Cortex-M3內(nèi)核CPU。
[0012]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述電源模塊將220V交流電轉(zhuǎn)換成直流電，所述直流電包括5V電壓和15V電壓，所述5V電壓為微控制器模塊供電，所述15V電壓為雨刮器電機、指示燈、啟動按鈕和停止按鈕供電。
[0013]基于上述裝置，本發(fā)明還提出了一種汽車雨刮器電機性能檢測方法，包括如下步驟:
[0014]步驟1:將檢測裝置和雨刮器電機連接好，通過觸摸屏模塊設(shè)置好檢測參數(shù)和電機高速、低速旋轉(zhuǎn)圈數(shù)；
[0015]步驟2:檢測雨刮器電機的性能，包括高速、低速以及復(fù)位區(qū)寬度。
[0016]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟I中檢測裝置和雨刮器電機的連接關(guān)系為:
[0017]INl輸出端連接微控制器模塊的定時/計數(shù)器Tl，并工作在周期測量模式；IN2輸出端連接微控制器模塊的定時/計數(shù)器T2，工作在計時模式；IN3輸出端連接微控制器模塊的定時/計數(shù)器T3，工作在脈沖捕捉模式；
[0018]Kl的NOl端口通過K4接專用接線端子的低速端口，K2的N02端口接專用接線端子的高速端口，K3的N03端口通過K4接專用接線端子的復(fù)位端口，Kl的COMl端口、K2的COM2端P以及K3的COM3端P均接15V+，K3的NC3端P分別接INl的INl+端P和IN2的IN2+端口，INl的INl-端口、IN2的IN2-端口均連接專用接線端子的復(fù)位端口，IN3的IN3+端口通過K4接15V+，IN3的IN3-端口接15V-，專用接線端子的負(fù)極接15V-，專用接線端子的低速端口通過K4接15V-；
[0019]所述IN1、IN2、IN3分別表示數(shù)字輸入模塊的光電耦合器，KU K2、K3分別表示數(shù)字輸出模塊的固態(tài)繼電器，K4表不電磁繼電器。
[0020]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟2具體包括如下步驟:
[0021]步驟2.1:按啟動按鈕開始檢測；
[0022]步驟2.2:使K1、K3斷電，Κ2得電，電機高速旋轉(zhuǎn)；定時/計數(shù)器Tl測出脈沖周期和高電平寬度，檢測裝置根據(jù)脈沖周期計算出轉(zhuǎn)速，根據(jù)脈沖高電平寬度評估復(fù)位區(qū)寬度；當(dāng)轉(zhuǎn)動圈數(shù)達(dá)到設(shè)定值，自動切換到低速旋轉(zhuǎn)；
[0023]步驟2.3:低速旋轉(zhuǎn)時，Κ2、Κ3斷電，Kl得電，測量過程同步驟2.2相同；當(dāng)定時/計數(shù)器Τ2捕捉脈沖上升沿次數(shù)達(dá)到設(shè)定值，自動切換到復(fù)位控制；
[0024]步驟2.4:復(fù)位控制時，Κ1、Κ3得電，Κ2斷電，電機繼續(xù)低速旋轉(zhuǎn)至復(fù)位觸點與復(fù)位區(qū)接觸時，Κ4得電，Κ4常閉觸點斷開，常開觸點閉合，切斷低速電流，同時造成復(fù)位線和負(fù)極線短路，實現(xiàn)電機制動復(fù)位；Κ4常開觸點閉合使光耦ΙΝ3導(dǎo)通，定時/計數(shù)器Τ3捕捉脈沖上升沿，據(jù)此判斷復(fù)位結(jié)束，檢測裝置切斷Kl和K3，檢測完成；
[0025]所述步驟2.1至步驟2.4中的K1、K2、K3分別表示數(shù)字輸出模塊22的固態(tài)繼電器，K4表不電磁繼電器15，INl、IN2、IN3分別表不數(shù)字輸入模塊23的光電親合器。
[0026]作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟2.2和所述步驟2.3中轉(zhuǎn)動圈數(shù)達(dá)到設(shè)定值的判斷方法為:利用定時/計數(shù)器T2捕捉脈沖上升沿，每轉(zhuǎn)一圈，計數(shù)值加1，以此計數(shù)轉(zhuǎn)動圈數(shù)，將此計數(shù)值與設(shè)定值比較。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0028](I)同示波器檢測相比，電機自動復(fù)位區(qū)寬度和電機轉(zhuǎn)速能夠同步檢測，精度高，操作方便，效率高，即可用于抽檢，又可用于全檢。
[0029](2)同利用接近開關(guān)檢測相比，根據(jù)電機自身結(jié)構(gòu)和控制電路檢測轉(zhuǎn)速，精度高，機構(gòu)簡單。
[0030](3)5線制和4線制電機使用同一套測控電路和軟件，實用方便、成本低。
[0031](4)檢測裝置既可以單獨運行，又可以根據(jù)需要與上位機配合，實現(xiàn)更復(fù)雜的檢測。
【附圖說明】
[0032]圖1為5線制雨刮器電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為4線制雨刮器電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明的檢測裝置示意框圖；
[0035]圖4為本發(fā)明與雨刮器電機接線的實施例電路圖；
[0036]圖5為本發(fā)明作為檢測依據(jù)的脈沖波形圖。
[0037]圖中標(biāo)記:101-電機轉(zhuǎn)子，102-自動復(fù)位器，103-復(fù)位區(qū)，104-復(fù)位正極線，105-復(fù)位線，106-負(fù)極線，107-高速線，108-低速線，1-控制箱，2-測控板，3-專用接線端子，4-雨刮器電機，11-啟動按鈕，12-停止按鈕，13-指示燈，14-觸摸屏模塊，15-電磁繼電器，16-顯示接口，21-微控制器模塊，22-數(shù)字輸出模塊，23-數(shù)字輸入模塊，24-USB模塊，25-電源模塊。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳盡描述。
[0039]如圖1和圖2所示，分別為5線制和4線制雨刮器電機結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中的復(fù)位正極線104、復(fù)位線105、負(fù)極線106、高速線107和低速線108分別與電機轉(zhuǎn)子101和自動復(fù)位器102相接，而圖2的四線制電機沒有復(fù)位正極線。當(dāng)雨刮器關(guān)閉時，電機會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到復(fù)位線觸點和負(fù)極線觸點在復(fù)位區(qū)103處短路，電機轉(zhuǎn)子由于斷電和制動，使電機完成復(fù)位。自動復(fù)位器上復(fù)位區(qū)103的寬度對復(fù)位能否完成至關(guān)重要，因此復(fù)位區(qū)寬度，高、低轉(zhuǎn)速值和高、低轉(zhuǎn)速差等是雨刮器裝配完成后需要檢測的重要指標(biāo)。為此，本發(fā)明提出了一種汽車雨刮器電機性能檢測裝置和檢測方法。
[0040]如圖3所示，本發(fā)明提出的一種汽車雨刮器電機性能檢測裝置，包括控制箱1，安裝在所述控制箱I內(nèi)部的測控板2，連接雨刮器電機接頭和所述測控板2的專用接線端子3。其中，控制箱I上安裝有啟動按鈕11，停止按鈕12，指示燈13，觸摸屏模塊14，雙路15V電磁繼電器15以及顯示接口 16。
[0041]測控板2上包括微控制器模塊21、數(shù)字輸出模塊22、數(shù)字輸入模塊23、USB模塊
24、電源模塊25。所述微控制器模塊21用于實現(xiàn)所有測控、管理功能，所述微控制器模塊21采用ARM Cortex-M3內(nèi)核CPU實現(xiàn)。所述數(shù)字輸出模塊22采用8路固態(tài)繼電器，用于電機調(diào)速與啟停，數(shù)字輸出模塊22的一端連接微控制器模塊21，另一端連接指示燈13、電磁繼電器15和專用接線端子3的一端，專用接線端子3另一端連接雨刮器電機4。所述數(shù)字輸入模塊23的一端連接微控制器模塊21、另一端分別連接啟動按鈕11和停止按鈕12，通過高電平向TTL電平轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)微控制器模塊21對外部數(shù)字輸入信號的接收；另外，觸摸屏模塊14通過顯示接口 16與微控制器21相連；所述USB模塊24與微控制器模塊21連接，用來與上位機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述電源模塊25用于將220V交流電轉(zhuǎn)換成直流電，直流電壓有兩種類型:一種是5V電壓，為測控板2上的微控制器模塊21等器件供電，另外一種是15V電壓，用于為雨刮器電機4、指示燈13、啟動按鈕11和停止按鈕12供電；所述啟動按鈕11用來啟動檢測裝置；所述停止按鈕12用于中途停止檢測；所述指示燈13用于指示檢測結(jié)果，檢測合格顯示綠色，不合格顯示紅色；所述觸摸屏模塊14用于顯示檢測結(jié)果和設(shè)置參