若忽略电枢电阻压降,则由以上两式可得,电动机的平均转速(图4)为
nd=(αU-IaRa)/Ceψ≈(αU)/Ceψ≈αnmax
式中:nd----电动机平均转速;nmax----电动机最大额定转速。
由图4可知,nd与占空比α并不是完全线性关系(图中实线),当系统允许时,可以将其近似看成线性关系(图中虚线)。因此也就可以看成电动机电枢电压Ua与占空比α成正比,改变占空比的大小即可控制电动机的速度。
由以上可知,电动机的转速与电动机电枢电压成比例,而电动机电枢电压与控制波形的占空比成正比。因此,电动机的速度与占空比成比例,占空比越大,电动机转得越快,当占空比α=1时,电动机转速最大。根据手动档位信号或自动档时采集的雨量信号,单片机输出相应的PWM控制信号,该PWM信号送到电动机驱动芯片BTS7810K,从而实现对刮水电动机的调速控制。
1.2.5回位检测模块
通过对刮杆的位置检测,能够实现在停止档和间歇档时,使刮杆回位到风窗玻璃的底部(复位位置)。回位检测的位置信号如图5所示,即在蜗轮蜗杆机构的凸轮盘上安装一个凸轮片,外部连搭铁信号(GND)和回位输出信号(BACK)。单片机通过不断检测回位信号,来判断刮杆是否归位。当检测到回位信号时,将产生低电平脉冲。
1.2.6 CAN通信模块
CAN总线是在汽车计算机控制系统中应用最为广泛的现场总线之一。单片机MC9SO8DZ60支持CAN2.0A/B协议。使用TLE6250GV33芯片,可方便地实现单片机与车内其他电控模块之间的数据交换。另外,该芯片具有良好的电磁兼容性能,能够适应汽车上的恶劣环境,其电路如图6所示。
1.2.7串口通信模块
单片机MC9SO8DZ60自带2个SCI(串行通信接口),可支持LIN 2.0协议和SAE J2602协议。使用MAX3232芯片,可方便地实现单片机与PC的串行通信。
1.2.8档位显示模块
采用5个LED灯指示刮水器的工作模式,即慢档、快档、间歇档、自动档、停止档。