DE2154603A1

DE2154603A1 - Elektronische Steuereinrichtung finden kontinuierlichen und/oder intermittierenden Betrieb eines Scheibenwischers

Info

Publication number: DE2154603A1
Application number: DE19712154603
Authority: DE
Inventors: Eugenio Levico; Viviani Gaetano; Cartabia Luigi; Mailand; Basso (Italien)
Original assignee: Fabbrica Italiana Magneti Marelli SpA
Current assignee: Industrie Magneti Marelli SRL
Priority date: 1970-11-05
Filing date: 1971-11-03
Publication date: 1972-05-10
Also published as: NL7115000A; BR7107355D0; AT319062B; FR2113022A5; CH545211A; US3783362A; AR193360A1; PL76975B1; ES396643A1; SE386626B; TR16891A; GB1372248A; BE774837A; ZA717333B

Description

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Paten I.;.-·-.. ...la

67 Ludwigsh-fi n/Rhein

Rubensstr. 30

FABBRICA ITALIANA MAGNETI MARELLI fim 1642

Soc. p. Azioni - MILANO/Italien 2. Nov. 1971

Oe/Mt

Elektronische Steuereinrichtung für den kontinuierlichen und/oder intermittierenden Betrieb eines Scheibenwischers

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuereinrichtung für den kontinuierlichen und/oder intermittierenden Betrieb eines Scheibenwischers, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Motor des Scheibenwischers zu Beginn jeder intermittierenden Arbeitsperiode über einen gesteuerten Siliziumgleichrichter gespeist wird und der Beginn jeder Arbeitsperiode durch einen elektronischen Zeitschaltkreis gesteuert ist, der das Zündsignal an den Gleichrichter abgibt.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung ©iner Einrichtung dieser Art, bei welcher der Zeitschaltereis das Zündsignal an den gesteuerten Siliziumgleichrichter zur Ablösung einer neuen Arbeitsperiode erst nach Vollendung eier vorhergehenden Arbeitsperiode abgeben kann, sobald sich der Endschalter des Scheibenwischers wieder in der End- oder Ruhestellung befindet. Dadurch soll verhndert werden, daß die Frsquans des Zündsignals die Arbeitsfrequenz der Wischerblätter über-= steigt.

Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Zeitschaltkreises, der eine wahlweise Einstellung der Wit-chcr frequenz den jeweiligen Erfordernissen entsprechend gestattet

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und bei welchem der erste Wischvorgang unmittelbar nach dem Einschalten des Stromkreises für intermittierenden Betrieb beginnt. Ferner zielt die Erfindung auf eine einfache, wirtschaftliche und betriebssichere Schaltung ab.

Gemäß der Erfindung wird die zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zeitschaltkreis einen programmierbaren Schalttransistor (Unijunction-Transistor) aufweist, der mit Hilfe eines Kondensators gesteuert ist, welcher sich bei ein-. geschaltetem Motor auflädt und dadurch den Transistor sperrt, " bei gebremstem Motor hingegen entlädt, wodurch der Transistor leitend wird und ein Zündsignal an den gesteuerten Gleichrichter abgibt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der programmierbare Schalttransistor mit seiner Anode über einen Spannungsteiler an die Batterie angeschlossen und mit seiner Torelektrode (Gate) mit dem Steuerkondensator verbunden, welcher sich über eine an den Stromkreis der Motors angeschlossene, nur in einer Richfcmg stromdurchlässige Zuleitung auflädt und über einen Stromkreis mit veränderlicher Zeitkonstante entlädt. Da auch der mit dem Motor gekuppelte Endausschalter im Stromkreis des Motors liegt, kann sich der Steuerkondensator nur entladen, wenn sich der Endausschalter in der End- oder Ruhestellung befindet. Durch die Entladung des Steuerkondensators verringert sich dann auch die Spannung an der Torelektrode des Schalttransistors bis sie das Anodenpotential unterschreitet, worauf dann ein Zündsignal an den gesteuerten Siliziumgleichrichter zur Einleitung einer neuen Arbeitsperiode abgegeben wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigt:

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Fig. 1 das Schaltschema einer beispielsweisen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerkreises für Scheibenwischer,

Fig. 2 ein vereinfachtes Diagramm des Spannungsverlaufes an den Klemmen des Wischermotors in Abhängigkeit von der Zeit während einiger Arbeitsperioden bei intermittierendem Betrieb und

Fig. 3 ein vereinfachtes Diagramm des Verlaufes der Zündspannung des gesteuerten Gleichrichters sowie die Lade- und Entladespannung des Steuerkondensators während einiger Arbeitsperioden bei intermittierendem Betrieb, gleichfalls in Abhängigkeit von der Zeit.

Im Schaltbild nach Fig. 1 ist rechts von der mit L bezeichneten gestrichelten Linie der Steuerungsteil der Schaltung und auf der linken Seite der Linie L der Zeitschaltkreis gezeigt. Der Steuerungsteil besteht in bekannter Weise aus einer Versorgungsbatterie B, einem zweipoligen Umschalter K₁ mit drei Stellungen R, I, C, einem Gleichstrommotor M für den Antrieb des Wischers mit zugeordnetem Endausschalter S und einem gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR. Von den drei Stellungen des Umschalters K₁ ist die Stellung R die Ruhestellung, in welcher der Wischermotor ausgeschaltet ist, die Stellung I für den intermittierenden Betrieb und die Stellung C für den Dauerbetrieb bestimmt. Der Endausschalter S weist eine Stellung P, in welcher der Motor M kurzgeschlossen ist und eine Einschaltstellung Q auf.

Der Zeitschaltkreis besitzt einen programmierbaren Schalttransistor PUT (Unijunction-Transistor) dessen Anode A über

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einen Widerstand R₁ und den Umschalter K₁ in der Stellung I an die Batterie B angeschlossen ist. Die Kathode K des Transistors PUT steht mit der Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters SCR und die Torelektrode G über einen Widerstand Rp in einem mit F bezeichneten Punkt mit einem Steuerkondensator C₁ in Verbindung. Die Anode A ist außerdem über einen Kondensator C2 an Masse gelegt, wobei parallel zum Kondensator C« ein Widerstand R, vorgesehen ist, der mit dem Widerstand R₁ einen Spannungsteiler für die Anode A bildet. Der Punkt F ist weiterhin über einen unveränderlichen Widerstand R^ und einen damit in Serie liegenden regelbaren Widerstand R,- mit Masse und über eine Leitung, in die ein Gleichrichter D und ein Widerstand Rg eingeschaltet sind, mit der Speiseklemme H des Motors M verbunden. Der Endausschalter S, der in der Ruhestellung P des Wischers gezeigt ist, steht gleichfalls mit der Klemme H in Verbindung, die ihrerseits über eine Serienschaltung eines Kondensators C, und eines Widerstandes R_Q an Masse liegt.

Bei Dauerbetrieb des Wischers versorgt die Batterie B in bekannter Weise unmittelbar den Motor M über den Schalter K₁, der sich dabei in der Stellung C befindet. Bei Beendigung P des Betriebes, wenn der Schalter K₁ in die Stellung R gebracht wird, wird der Motor M kurzgeschlossen, sobald der Endausschalter S in seine Stellung P gelangt, wobei der Motor sofort stehenbleibt.

Bei intermittierendem Betrieb wird der Schalter K₁ in die Stellung I gebracht und dadurch der positive Pol der Batterie B über den Widerstand R₁ sowohl mit der Anode des gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR als auch mit der Anode A des programmierbaren Unijunction-Transistors PUT verbunden. In dieser Stellung ist der gesteuerte Gleichrichter SCR vorerst gesperrt, weil ihm kein Zündsignal zugeleitet wird, wogegen der Schalttransistor PUT leitend wird, da das

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Potential seiner Torelektrode G niedriger ist als das Potential an der Anode A. Der Ausgangsstrom der Kathode K bewirkt dabei die Zündung des gesteuerten Gleichrichters SCR, wodurch dieser stromdurchlässig wird und der Motor M zu laufen "beginnt, welcher die Wischerblätter betätigt, so daß diese eine erste Arbeitsperiode mit Hin- und Rückgang ausführen. Sofort nach dem Anlaufen des Motors M wird der Endausschalter S in die Stellung Q gebracht, so daß die weitere Stromversorgung des Motors M über diesen Schalter aufrechterhalten und der gesteuerte Gleichrichter SCR stromlos wird. Am Ende der Arbeitsperiode, wobei sich der Schalter K^ weiterhin in der Stellung I befindet, kehrt der Endausschalter S in die Stellung P zurück, wodurch die Stromversorgung des Motors M unterbrochen und die elektrische Bremsung des Motors M über einen Stromkreis mit einem Widerstand R₇ eingeleitet wird.

In dem in Fig. 2 gezeigten Diagramm ist mit T die Einschaltzeit des Motors M und mit t^, t₂, t, usw. der Zeitpunkt, in welchem in jeder Arbeitsperiode die Bremsung des Motors einsetzt, bezeichnet. Die Einschaltzeit T hängt vom Reinheitsgrad des Glases der Windschutzscheibe des Fahrzeuges, von der Batteriespannung usw. ab und kann somit variieren.

Bei eingeschaltetem Motor wird der Kondensator C,. über den Widerstand R^ und den Gleichrichter D aufgeladen, wodurch an der Torelektrode G des programmierbaren Schalttransistors PUT über den Widerstand R₂ ein Potentialanstieg erfolgt. Das Potential an der Torelektrode G steigt dabei unverzüglich auf einen größeren Wert als das Potential der Anode A, wodurch sichergestellt wird, daß in diesem Schaltzustand von der Kathode K kein Zündsignal an den gesteuerten Siliziumgleichrichter SRC abgegeben werden kann, weil der programmierbare Schalttransistor PUT gesperrt ist.

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Am Ende der Arbeitsperiode, wenn sich der Endausschalter S in der Stellung P befindet, sinkt die Spannung am Motor M rasch auf Null ab, wie die abfallende Kurve in Fig. 2 zeigt, und wird der Kondensator C₁, dessen Verbindung mit der Motorklemme H hierbei aufgrund der Gleichrichterdiode D unterbrochen ist, über die in Serie geschalteten Widerstände R^ und R₅ entladen. Dadurch wird das Potential am Steuerkondensator C₁ und damit an der Torelektrode G ver- * ringert,bis das Potential der Torelektrode G kleiner ist " als jenes an der Anode A. In diesem Augenblick löst der programmierbare Schalttransistor PUT aus, wird also wieder leitend und bewirkt eine Zündung des gesteuerten Gleichrichters SCR, wodurch der Motor M wieder eingeschaltet wird und einen zweiten Arbeitszyklus ausführt.

Fig. 3 zeigt den Spannungsverlauf am Kondensator C₁ und somit das Potential an der Torelektrode G während der Auflade- und der Entladeperiode des Kondensators C₁, sowie die Steuerimpulse I₁, i₂» i*, die den gesteuerten Silizium- j gleichrichter SCR beaufschlagen. Mit T ist dabei die Auf- ; ladezeit des Kondensators C₁, mit T„ die Entladezeit und ψ mit V_A das Potential an der Anode A bezeichnet. Vg ist die Batteriespannung.

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Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß am gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR kein neues ZUndsignal entstehen und somit der Motor M nicht eingeschaltet werden und anlaufen kann, bevor die gesamte Zeit T + T_ verstrichen ist, d.h. bis der vorangehende Arbeitszyklus beendet und zusätzlich noch die Entladezeit T₀ abgelaufen ist. Da die Entladung des Kondensators C₁ über einen Stromkreis erfolgt, in den ein regelbarer Widerstand R_c eingeschaltet ist, kann durch Verändern des Wertes des Widerstandes Rc, z.B. durch einen Drehknopf in Reichweite des Fahrzeuglenkers,

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die Entladezeit T verringert oder erhöht werden, und zwar zwischen eineirfert des Widerstandes Βλ im Entladestromkreis entsprechenden Minimum und einem Maximum, welches dem Gesamtwert der hintereinander geschalteten Widerstände IL· und Rc entspricht. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Zeit T + T_ zwischen dem Beginn eines Arbeitszyklus und des darauffolgenden Arbeitszyklus, also die Arbeitsfrequenz, entsprechend zu verändern.

Der Vorteil dieser Steuerung ist offensichtlich, weil Je nach den Wetterverhältnissen oder der Verschmutzung der Fahrzeugscheibe der Fahrer die Frequenz deisr Wischerzyklen den Anforderungen entsprechend einstellen kann. Aus der Schaltung ergibt sich außerdem, daß der erste Arbeitszyklus mit dem Einschalten des Schaltkreises für intermittierenden Betrieb zusammenfällt. Wenn nämlich der Umschalter K* in die Stellung I gebracht wird, befindet sich der Kondensator Cj in entladenem Zustand und ist das Potential an der Torelektrode G niedriger als Jenes an der Anode A. Dadurch zündet sofort der programmierbare Schalttransistor PUT und steuert den Gleichrichter SCR an, so daß der erste Arbeitszyklus des Wischers unverzüglich einsetzt. Ein weiteres Merkmal dieser Schaltung liegt darin, daß diese nicht auf plötzliche Spannungsänderungen der Batterie anspricht, so daß eine Abgabe von Zündimpulsen im unrichtigen Zeitpunkt an den Gleichrichter SCR vermieden wird. Die Anordnung des Kondensators Cp, welcher die Anode A an Masse anschließt, stellt ein richtiges Arbeiten der Schaltung auch unter den vorgenannten Verhältnissen sicher.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung gewährleistet auch die parallel zum Motor M vorgesehene RC-Sere]inschaltung mit dem Widerstand R₈ und dem Kondensator C, einen Schutz gegen Zündungen des Gleichrichters SCR im unrichtigen Zeitpunkt. Diese Schaltung verhindert eine Wiederzündung _Q

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des Gleichrichters SCR, wenn bei intermittierendem Betrieb die elektrische Bremsung des Motors M einsetzt. In diesem Augenblick hört der Motor auf, als solcher zu arbeiten und läuft als Generator weiter, wodurch eine Umschaltung bzw. Umkehrung von Stromzufuhr auf Stromabgabe e*folgt. Die RC-Serienschaltung dämpft oder glättet diese Stromumkehrungy so daß eine Rückzündung des gesteuerten Gleichrichters SCR vermieden wird. Die Werte des Widerstandes Rg und des Kondensators C, werden natürlich in Abhängigkeit von den induktiven Eigenschaften des Motors gewählt, da es sich um eine Schaltung handelt, die auf die Streuinduktanz reagiert. Eine solche RC-Schaltung kann auch bei Scheibenwischern angewendet werden, die einen anderen Zeitschaltkreis aufweisen als der dargestellte.

Bei dem vorstehend beschriebenen Zeitschaltkreis handelt es sich lediglich um eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung. Die gezeigte Schaltung kann den praktischen Anforderungen entsprechend abgeändert, ergänzt und dgl. werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Kondensator C₁ statt auf die Torelektrode auch auf die Anode A des programmierbaren Unijunction-Transistors PUT wirken, was nur eine geringfügige Abänderung darstellt. In jedem Fall ist dieser Kondensator vorgesehen, um den Unijunction-Transistor entweder zu zünden oder zu sperren. Es ist ferner ersichtlich, daß der Zeitschaltkreis bei jedem beliebigen Gleichstrommotor mit Bremskreis angewendet werden kann. Wenn es sich um einen durch einen Dauermagnet erregten Motor handelt, bildet der Widerstand R₇ den Bremswiderstand. Im anderen Fall, bei einem Motor mit Erregerwicklung, entspricht der Widerstand Ry der Bremswicklung.

Schließlich kann der Bremskreis des Motors von einer elektronischen Schaltung gebildet sein, die mit oder ohne ~

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mechanischem Endausschalter ausgeführt sein kann.

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Claims

Patenisnv.-Site

67 Ludwigsharen/Rhein

Rubentstr. 30.

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Soc. p. Azioni - MILANO/Italien Oe/Mt
2. Nov. 1971

Patentansprüche

1· Elektronische Steuereinrichtung für den kontinuierlichen

l/oder intermittierenden Betrieb eines Scheibenwischers, V—/ insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Motor des Scheibenwischers zu Beginn jeder intermittierenden Arbeitsperiode über einen gesteuerten Siliziumgleichrichter gespeist wird und der Beginn jeder Arbeitsperiode durch einen elektronischen Zeitschaltkreis gesteuert ist, j der das Zündsignal an den Gleichrichter abgibt, dadurch : gekennzeichnet, daß der Zeitschaltkreis einen programmierbaren Schalttransistor (Unijunction-Transistor PUT) aufweist, der mit Hilfe eines Kondensators (C₁) gesteuert ist, welcher sich bei eingeschaltetem Motor (M) auflädt und dadurch den Transistor (PUT) sperrt, bei gebremstem Motor hingegen entlädt, wodurch der Transistor (PUT) leitend wird und ein Zündsignal an den gesteuerten Gleichrichter (SCR) abgibt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Schalttransistor (PUT) mit seiner Anode (A) über einen Spannungsteiler (R₁, R^) an die Batterie (B) angeschlossen und mit seiner Torelektrode (Gate G) mit dem Steuerkondtnsator (C₁) verbunden ist, welcher sich über eine an den Stromkreis des Motors (M) angeschlossene, nur in einer Richtung stromdurchlässige Zuleitung auflädt und über einen Stromkreis mit veränderlicher Zeitkonstante entlädt.

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JA
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkondensator (C_-.) über eine Leitung, in die ein Gleichrichter (D) eingeschaltet ist, mit der Speiseklemme (H) des Motors (M) in Verbindung steht.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Entladungsstromkreis des Steuerkondensators (C.) ein regelbarer Widerstand (Rc) eingeschaltet ist.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (A) des Schalttransistors (PUT) über einen Kondensator (C^) an Masse gelegt ist.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Gleichstrommotor, der über einen gesteuerten SiliziumgMchrichter gespeist und mit einer elektrischen Bremseinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine RC-Serienschaltung (R_Q, C,) zum Motor (M) parallel geschaltet ist und eine Rückzündung des Gleichrichters (SCR) während der Motorbremsung verhindert»

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