DE19858232C1 - Elektrische Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate - Google Patents

Elektrische Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate

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Abstract

Bei einer elektrischen Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate, wie Fensterheber, Scheibenwischer o. dgl., mit einem Elektromotor (10), einem im Stromkreis des Elektromotors (10) angeordneten Leistungsschalter und einer Steuereinheit zum Steuern des Leistungsschalters ist zur Reduzierung der Fertigungskosten und Erzielung eines Einbauvolumens der Leistungsschalter als Halbleiter-Leistungsschalter ausgebildet und zusammen mit der Steuereinheit zu einem integrierten Schaltkreis (11) zusammengefaßt. Der integrierte Schaltkreis (11) ist auf einem Stanzgitter (19) angeordnet und mechanisch und elektrisch mit diesem verbunden (Fig. 2).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Eine bekannte Antriebseinheit für Fensterheber in Kraftfahrzeugen (DE 90 13 006 U1) weist einen als Kommutatormotor konzipierten elektrischen Getriebemotor mit einem an das kommmutatorseitige Ende des Motorgehäuses sich anschließenden Getriebegehäuse auf, in das die verlängerte Motorwelle als Getriebeantriebswelle (Schneckenwelle) hineinragt. In einem Elektronikgehäuse ist eine mit einem äußeren Anschlußstecker und einer Bürstenhalterung sowie mit Bauelementen einer Steuerelektronik für den Kommutatormotor elektrisch verbundene Leiterplatte angeordnet. Auf der Leiterplatte ist ein Aufnahmeteil für die Bürstenhalterung und ein Aufnahmeteil für den Anschlußstecker vorgesehen.
Aus der DE 44 30 798 A1 ist ein Stanzgitter aus Metallstreifen bekannt, die als Leiterbahnen zur Verbindung von Bauelementen dienen. Die Bauelemente sind auf dem Stanzgitter angebracht und ihre Anschlußbeinchen an das Stanzgitter angeschweißt oder angelötet. Als Beispiel für mögliche Bestückungs-Bauelemente sind integerierte Schaltungen, Sensoren, Widerstände, Kondensatoren u. dgl., angegeben. Das mit den Bauelementen bestückte Stanzgitter ist mit Kunststoff umspritzt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Leiterplatte durch ein einfaches Stanzgitter ersetzt ist und somit durch Wegfall der Leiterplattenfertigung Fertigungskosten eingespart werden können. Sämtliche Schaltungskomponenten sind in einem integrierten Schaltkreis (IC) vereinigt, einschließlich des als Halbleiter ausgebildeten Leistungsschalters. Die Antriebseinheit kann als Standardaggregat mit den Grundfunktionen für die Motoransteuerung ausgeführt werden, wobei alle kundenabhängigen Zusatzsteuerfunktionen in die ohnehin vorhandene Zentralelektronik des Kraftfahrzeugs verlegt werden. Durch den Halbleiter-Leistungsschalter ist die Motoransteuerung verschleißfrei, und störende Klickgeräusche, wie sie beim üblichen Verwenden von Schaltrelais auftreten, werden vermieden. Die Antriebseinheit kann insgesamt recht kleinvolumig ausgeführt werden.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen elektrischen Antriebseinheit möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stanzgitter mit integriertem Schaltkreis in dem Getriebegehäuse angeordnet, wobei es so plaziert ist, daß der integrierte Schaltkreis in unmittelbarem Bereich des Getriebestirnrads liegt, in dem ein Gebermagnet für eine Parklagenerkennung des Fahrzeugaggregats eingepreßt ist.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektrischen Antriebseinheit für einen Scheibenwischermotor in Fahrzeugen,
Fig. 2 eine Draufsicht der elektrischen Antriebseinheit bei geöffnetem Getriebegehäuse und entferntem Getriebe.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellte elektrische Antriebseinheit für einen Fahrzeug-Scheibenwischer, vorzugsweise einen Heckscheibenwischer, als Ausführungsbeispiel für ein allgemeines Fahrzeugaggregat, weist einen Elektromotor 10, einen im Stromkreis des Elektromotors 10 angeordneten Leistungsschalter und eine Steuereinheit zum Steuern des Leistungsschalters in Abhängigkeit von anliegenden Eingangssignalen auf. Der Leistungsschalter ist als Halbleiter-Leistungsschalter, vorzugsweise als n-Kanal MOS-FET, ausgebildet und zusammen mit der Steuereinheit zu einem integrierten Schaltkreis (IC) 11 zusammengefaßt. Der integrierte Schaltkreis 11 weist insgesamt fünf Anschlüsse 12-16 auf, von denen die Anschlüsse 12-15 auf einen Anschlußstecker 17 gelegt sind und der Anschluß 16 mit der Plus-Kommutatorbürste des als Kommutatormotor ausgebildeten Elektromotors 10 verbunden ist. An den Anschlußstecker 17 ist einerseits die Spannungsversorgung (Klemme 15 und Masse) gelegt und andererseits ein Steuerausgang und ein Diagnoseeingang einer Zentralelektronik 18 des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Der integrierte Schaltkreis 11 beinhaltet nur motorrelevante Funktionen, und zwar Ansteuerung des Motors 10 in Abhängigkeit des Eingangssignals MOTOR EIN, Chiptemperatur, Versorgungsspannungslogik, Parklagensignal, Motorbremse, Blockier- und Überlastschutz für den Motor 10, Parklagenerkennung.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der integrierte Schaltkreis 11 auf einem Stanzgitter 19, auch lead-frame genannt, angeordnet und mechanisch und elektrisch mit diesem verbunden. Die mechanische oder elektrische Verbindung erfolgt dabei durch Löten oder Schweißen der aus dem integrierten Schaltkreis 11 herausragenden Anschlüsse 12-16 mit den entsprechenden Metallstegen des Stanzgitters 19. Das Stanzgitter 19 ist in ein Getriebegehäuse 20 eines von der Abtriebswelle des Elektromotors 10 angetriebenen Getriebes eingelegt und an dem aus Kunststoff gefertigen Getriebegehäuse 20 befestigt, z. B. durch Ultraschallschweißen. In Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung des im Getriebegehäuse 20 integrierten Getriebes verzichtet worden. Das Stanzgitter 19 ist dabei im Getriebegehäuse 20 so plaziert, daß der integrierte Schaltkreis 11 im unmittelbaren Bereich des Getriebestirnrads liegt. In diesem Getriebestirnrad ist üblicherweise ein Gebermagnet für die Parklagenerkennung des Scheibenwischers eingepreßt, der mit einem in dem integrierten Schaltkreis 11 ausgebildeten Hallsensor zur Erkennung der Parklage und Abschaltung des Motors in der Parklage zusammenwirkt. Weitere Bauteile einer Motorelektronik, z. B. ein Entstörkondensator 21 sowie eine Entstördrossel 22, sind ebenfalls auf dem Stanzgitter 19 befestigt, das die elektrische Verbindung zu den Motoranschlüssen herstellt.

Claims (6)

1. Elektrische Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate, wie Fensterheber, Scheibenwischer od. dgl., mit einem Elektromotor (10), einem im Stromkreis des Elektromotors (10) angeordneten Leistungsschalter und einer Steuereinheit zum Steuern des Leistungsschalters in Abhängigkeit von anliegenden Eingangssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter als Halbleiter-Leistungsschalter ausgebildet und zusammen mit der Steuereinheit zu einem integrierten Schaltkreis (11) zusammengefaßt ist und daß der integrierte Schaltkreis (11) auf einem Stanzgitter (19) angeordnet und mechanisch und elektrisch mit diesem verbunden ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, mit einem Getriebegehäuse (20), dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzgitter (19) mit integriertem Schaltkreis (11) in dem Getriebegehäuse (20) angeordnet ist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Getriebegehäuse (20) ein Getriebe mit einem in einem Getriebestirnrad eingepreßten Gebermagneten für eine Parklagenerkennung des Fahrzeugaggregats aufgenommen und die Anordnung des Stanzgitters (19) so getroffen ist, daß der integrierte Schaltkreis (11) in unmittelbarem Bereich des Getriebestirnrads liegt.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem integrierten Schaltkreis (11) und dem Stanzgitter (19) durch Löten oder Schweißen vorgenommen ist.
5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterleistungsschalter als MOS-FET, vorzugsweise n-Kanal MOS-FET, ausgebildet ist.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Verwendung für einen Heckscheibenwischer der integrierte Schaltkreis (11) nur motorrelevante Funktionen beinhaltet.
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