DE2826764C2 - Steuerschaltung für einen aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Steuerschaltung für einen Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei bekannten Steuerschaltungen für einen Wischermotor wird der Stromkreis zum Einlaufen in die Parkstellung über Kontakte eines Parkstellungsschalters geschlossen. Da dieser Stromkreis auch beim Ausschalten des Betriebsschalters und des Zentralschalters, nämlich des Zündschalters außerhalb der Parkstellung unverändert bleibt, laufen die Wischer selbsttätig in ihre vorgesehene Ruhelage, sobald der Zündschalter wieder geschlossen wird.

In der Patentanmeldung nach DE-OS 27 56 722.2 wird eine Steuerschaltung vorgeschlagen, bei der zum Einfahren in die Farkstellung der Motorstromkreis über die Schaltstrecke eines Schaltelementes geschlossen wird, welches im normalen Betrieb durch den Parkstellungs-

schalter abgeschaltet wird und nur in bestimmten Schaltstellungen des Betriebsschalters einschaltbar ist. Dieser Motorstromkreis über die Schaltstrecke des Schaltelementes wird also verändert, wenn der Zündschalter abgeschaltet wird. Wenn nach dem Abschalten des Zündschalters der Betriebsschalter ausgeschaltet und anschließend der Zündschalter wieder eingeschaltet wird, bleibt dieser Motorstromkreis unterbrochen und die Wischer laufen nicht selbsttätig in ihre Ruhestellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben, also sicherzustellen, daß außerhalb der Parkstellung abgelegte Wischer unabhängig von der Schaltstellung des Betriebsschalters automatisch in die Parkstellung laufen, sobald der zentrale Zündschalter eingeschaltet wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst

Es wird also mit dem Einschalten des Zündschalters das Schaltelement kurzzeitig getriggert, welches dann über den Selbsthaltekreis solange eingeschaltet bleibt, bis durch ein Schaltsignal des Parkstellungsschalters dieser Selbsthaltekreis aufgelöst oder das Schaltelement auf andere Weise abgeschaltet wird.

Dieser zweite Steuerstromkreis zum kurzzeitigen Einschalten des Schaltelementes sollte nur einmalig mit dem Einschalten des Zündschalters wirksam sein, um zu verhindern, daß das Schaltelement auch im Dauerbetrieb unnötigerweise mitschaltet Dies läßt sich gemäß Anspruch 2 durch ein dynamisches Koppelglied im zweiten Ansteuerkreis realisieren. Damit beim Einschalten des Zündschalters das Schaltelement nicht unnötigerweise erregt wird, wenn der Elektromotor in Parkstellung steht, ist gemäß Anspruch 4 der Ansteuerkreis durch, den Parkstellungsschalter blockierbar. Die Ansteuerspannung wird in diesem Fall direkt zu Masse abgeleitet.

Der Grundgedanke der Erfindung wird vorzugsweise in Verbindung mit bekannten Impulsgebern für den Intervallbetrieb des Elektromotors realisiert. Dabei kann eine zusätzliche Steuerleitung vom Zentralschalter eingespart werden, wenn gemäß Anspruch 4 der zweite Ansteuerkreis mit dem Versorgungseingang des Impulsgebers verbunden ist.

Das dynamische Koppelglied aus einem Kondensator, einem Widerstand und einer Entkopplungsdiode kann dabei an verschiedene Schaltungspunkte des Impulsgebers geführt werden, wobei nach Möglichkeit vorhandene Bauteile des Impulsgebers, beispielsweise der zeitbestimmende Kondensator für die Impulspause mit ausgenutzt werden, so daß der Bauteileaufwand reduziert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, die ein Schaltbild einer Steuerschaltung eines Wischermotors mit einem Impulsgeber zeigen.

In F i g. 1 ist mit 10 der Wischermotor bezeichnet, der zwei Steuereingänge 11 und 12 für unterschiedliche Wischgeschwindigkeiten aufweist, während der eine Anschluß 13 mit Masse verbunden ist. Von dem Elektromotor 10 wird eine Schaltscheibe 14 mit einem Kontaktsegment 15 angetrieben, welches mit einer Kontaktfeder 16 zusammenarbeitet. In der gezeigten Parkstellung ist die Kontaktfeder 16 über das Kontaktsegment 15 mit Masse verbunden. Kontaktfeder und Kontaktsegment bilden den Parkstellungsschalter.

Der Betriebsschalte.· 20 hat zwei bewegliche, mechanisch miteinander gekoppelte Schaltbrücken 21 und 22. Die eine Schaltbrücke 21 verbindet in den Schaltstellungen I, Il und III den positiven Pol der Spannungsquelle über den Zündschalter 23 und über entsprechende Steuerleitungen mit dem Steuereingang 31 eines Wischimpulsgebers 30 bzw. den Steuereingängen 11 und 12 des Elektromotors. Die andere Schaltbrücke 22 verbindet in den Schaltstellungen 0 und I den Ausgang 32 des Wischimpulsgebers 30 mit dem Steuereingang 12 des Elektromotors.

Der insgesamt mit 30 bezeichnete Wischimpulsgeber hat als Schaltelement ein Relais 33, das von einem Transistor 34 angesteuert wird. Das Relais 33 betätigt einen Umschalter 35, dessen einer Festkontakt 36 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden ist während der andere Festkontakt 37 über eine Rücksetzsignalleitung 39 an die Kontaktfeder 16 des Parkstellungsschalters angeschlossen ist Der bewegliche Kontakt 38 ist als Ausgang 32 des Schaltelementes anzusehen.

Der Wischimpulsgeber 30 besitzt ein erstes Zeitglied 40 mit den Widerständen 41,42, den Kondensatoren 43, 44, der Diode 45 und den zu Masse .'verenden Widerständen 46 und 47. Über dieses Zeitgiied kqnn der Elektromotor im Intervallbetrieb angesteuert werden.
An den gemeinsamen Verbindungspunkt von Widerstand 41, Kondensator 43 und Kondensator 44 sind mehrere Dioden 48 angeschlossen, die mit dem einen Festkontakt 37 des Umschalters 35 bzw. der Rücksetzleitung 39 zum Parkstellungsschalter verbunden sind.
Der Aufbau dieses Wischimpulsgebers ist bekannt.

Sobald über den Steuereingang 31 dem Zeitglied 40 die Speisespannung zugeführt wird, erregt der Transistor 34 das Relais 33, so daß vom positiven Pol der Spannungsquelle über die Kontakte 36, 38, den Ausgang 32, die Schaltbrücke 22 Betriebsstrom durch den Elektromotor 10 fließt. Der Elektromotor 10 läuft und die Kontaktfeder 16 hebt von dem Kontaktsegment 15 ab. Der Kondensator 43 lädt sich über den Widerstand 41, die Diode 45 und die Widerstände 46, 47 auf. Wenn nun nach einem Wischzyklus über die Kontaktfeder 1(? und das Kontaktsegment 15 die Rücksetzleitung 39 in der in F i g. 1 gezeigten Stellung wieder an Masse angeschlossen wird, wird dieser negative Spannungssprung über den Kondensator 43 und die Diode 45 auf die Basis des Transistors 34 übertragen, der damit sperrt. Das Relais 33 schaltet den Umschalter 35 um, so daß nun der Elektromotor 10 über den Parkstellungsschalter, Rückseizsignalleitung 39, Kontakte 37,38. Ausgang 32, Schaltbrükke 22, Steuereingang 12 kurzgeschlossen ist. Der Umschalter schaltet also vom Betriebsstromkreis auf Bremsstromkreis um. Zur erneuten Durchsteuerung des Transistors 34 muß sich der Kondensator 43 wieder umladen.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist ein zweites Zeitglird SO -mit den Widerständen 51 und 52 sowie der Diode 53 und dem Kondensator 54 vorgesehen, welches über einen zweiten Steuereingang 55 von einer Taste 29 im Betriebsschalter getriggert werden kann. Dieses Zeitglied dient zur verzögerten An- und Abschaltung des Elektromotors; 10 im Waschbetrieb, nachdem die Pumpe 60 Waschflüssigkeit fördert. Auch der Aufbau und die Wirkungsweise dieses Verzögerungszeitgliedes ist bekannt.

Die Gesamtschaltung nach F i g. 1 zeigt, daß der Elektromotor 10 über zwei Stromversorgungskreise ansteuerbar ist. In der einen Betriebsart, nämlich dem Normalwischbetrieb ist der Steuereingang 12 des Elektromotors 10 in der Schaltstellung Il des Betriebsschalters über die Kontaktbrücke 21 direkt mit dem Dositiven Pol

der Spannungsquelle verbunden. In der anderen Betriebsart, dem intervaiibetrieb, ist der Steuereingang 12 dagegen in der Schaltstellung I über die Kontaktbrücke 22 und den Umschalter 35 des Schaltelementes an die Spannungsquelle angeschlossen. Wichtig ist nun. daß der Elektromotor zum Einfahren in die Parkstellung grundsätzlich über den zweiten Stromversorgungskreis gespeist wird. Dies geschieht folgendermaßen, wobei der Effekt ausgenutzt wird, daß der laufende Elektromotor 10 nach dem Abschalten von der Spannungsquelie eine gegenelektromotorische Kraft erzeugt, die als Steuersignal für das Schaltelement ausgenutzt wird.

Bei abgeschaltetem Betriebsschalter 20, aber noch laufendem Elektromotor 10 wird über die Schaltbrücke 22 dem Ausgang 32 des Impulsgebers 30 eine Spannung zugeführt, die über einen Selbsthaltekreis aus dem Widerstand 70 und der Diode 71 als Steuerspannung auf den Schalttransistor 34 wirkt und diesen in den leitenden Zustand umsteuert. Damit wird das Relais 33 erregt und dessen Umschaltkontakt auf den Festkontakt 36 umgelegt. Der Motorstromkreis ist damit über den Zündschalter 23, den Umschaltkontakt 38, Ausgang 32. Schaltbrücke 22 zum Steuereingang 11 des Elektromotors 10 geschlossen. Mit dem Umschalten des Relais 33 wird über den Umschaltkontakt 38 auch der Selbsthaltekreis über den Widerstand 70 und die Diode 71 wirksam. Der Motor 10 läuft in Parkstellung, denn sobald der Parkstellungsschalter 14 eine Verbindung zu Masse herstellt, wird über die Diode 73 der Selbsthaltekreis aufgelöst und das Relais 33 fällt ab. Insoweit ist diese Schaltung in der Patentanmeldung P 27 56 722.2 beschrieben.

Wenn bei dieser Schaltung der Zündschalter 23 während des Wischbetriebes geöffnet wird, können die Wischer außerhalb der Parkstellung stehen bleiben, denn die gesamte Steuerschaltung wird spannungslos. Da der Motor 10 steht, ist keine Ansteuerspannung aufgrund der gegenelektromotorischen Kraft verfügbar. Um nun trotzdem sicherzustellen, daß mit dem Einschalten des Zentralschalters, nämlich dzs Zündschalters, die Wischer selbsttätig in die Parkstellung laufen, ist ein dynamisches Koppelglied mit dem Widerstand 74, dem Kondensator 75 und der Diode 76 vorgesehen, welches über die Wicklung des Relais 33 mit dem Versorgungseingang 77. der unmittelbar an dem Ausgang des Zündschalters angeschlossen ist, verbunden und andererseits unmittelbar an den Steuereingang des Schalttransistors 34 angeschlossen ist. Der durch dieses dynamische Koppelglied fließende Kondensatorladestrom steuert kurzzeitig den Schalttransistor 34 durch, dieser erregt das Relais 33, welches den Motorstromkreis und seinen eigenen Selbsthaltekreis über den Widerstand 70 und die Diode 71 schließt Der Motor 10 läuft also selbsttätig in die Parksteilung. Die Diode 78, deren Kathode mit dem Parkstellungsschalter verbunden ist und die andererseits an die Anode der Entkopplungsdiode 76 angeschlossen ist, biockiert dann diesen zweiten Ansteuerkreis über das dynamische Koppelglied, weil in der Parkstellung die Ansteuerspannung unmittelbar zur Masse abgeleitet wird.

F i g. 2 zeigt eine Ausführung, bei der die Ansteuerspannung direkt am Versorgungseingang 77 abgegriffen und in den Selbsthaltekreis eingeschleift wird. Die Entkopplungsdiode 76 ist also sowohl Bestandteil des Seibsthaltekreises als auch des dynamischen Koppelgliedes. Zusätzlich ist aber in den Selbsthaitekreis eine Sperrdiode 79 eingeschleift, die verhindert, daß die Ansteuerspannung über die Motorwicklung zu Masse abgeleitet wird. Diese Sperrdiode 79 könnte bei geeigneter Dimensionierung des Widerstandes 70 entfallen, doch muß beachtet werden, daß dieser Widerstand wegen der Selbsthaltung einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf, andererseits aber groß genug sein muß, daß noch eine ausreichende Steuerspannung für den Schalttransistor 34 über das dynamische Koppelglied zur Verfügung steht. Über die Diode 88 wird der Kondensator 75 entladen.

Bei der Ausführung nach Fig.3 ist das dynamische Koppelglied 74, 75, 76 zwischen den Versorgungseingang 77 und den Anschluß 104 des Kondensators geschaltet, dessen Potential über die Diode 45 die Steuerspannung des Schalttransistors beeinflußt. Zur Entladung des Kondensators dient der parallelgeschaltete Widerstand 80.

Bei der Ausführung nach F i g. 4 wird über das dynamische Koppelglied 74, 75, 76 das zweite Zeitglied 50 des Impulsgebers gesetzt, das dann seinerseits den Schalttransistor 34 kurzzeitig durchsteuert. Diese schaltungstechnische Weiterbildung hat den Vorteil, daß sich Spannungseinbrüche am Versorgungseingang 77 beim Anlauf des Motors 10 nicht nachteilig auf das Schaltverhalten auswirken können, weil die im Kondensator 54 gespeicherte Energie mit Sicherheit ausreicht, den Schalttransistor 34 solange durchgesteuert zu halten, bis das Relais 33 umgeschaltet hat.

Bei dT Ausführung nach F i g. 5 ist der Kondensator 43 des impulsgebers Teil des dynamischen Koppelgliedes. Der Ladestrom über den Widerstand 74, die Entkopplupgsdiode 76 und die Diode 45 reicht aus, den Transistor durchzusteuern. Der Selbsthaitekreis ist nun durch die Diode 100 realisiert, über die nach dem Ansprechen des Relais 33 dem Steuereingang 31 positives Potential zugeführt wird. Der gemeinsame Anschlußpunkt 101 zwischen Widerstand 74 und Diode 76 ist direkt mit dem Parkstellungsschaiter 14 verbunden und blockiert das dynamische Koppelglied, wenn der Parkstellungsschaiter 14 geschlossen ist. Damit nun nicht über den Widerstand 74, die Diode 76 und den Widerstand 41 dauernd positives Potential ausreichender Höhe am Steuereingang 31 meßbar ist und damit entweder das Relais 33 dauernd erregt bzw. auch im normalen Wischbetrieb mittakten würde, ist ein Widerstand 102 zu Masse vorgesehen, der an den gemeinsamen Verbindungspunkt 103 der zum Kondensator 43 führenden Widerstände 41 und 42 angeschlossen ist. Dieser Widerstand 102 bildet mit den zuvor genannten Widerständen einen Spannungsteiler derart, daß nach dem Abklingen

so des Ladestromes des Kondensators am Anschluß 104, an dem die Steuerspannung für den Schalttrans^: tor 34 abgegriffen wird, ein Potential unterhalb der Schwellspannung meßbar ist, die für die Durchsteuerung des Schalttransistors 34 erforderlich wäre. Am anderen An-Schluß 105 des Kondensators 43, dessen Potential über die Dioden 48 auch vom Parkstellungsschalter beeinflußbar ist, steht dagegen etwa die halbe Versorgungsspannung an, denn die Größe des Widerstandes 74 entspricht etwa der Summe der Widerstandswerte 41 und

102. Wenn im Dauerwischbetrieb der Parkstellungsschalter 14 periodisch schließt, könnte sich zwar der Kondensator 43 jedesmal über die Widerstände 41 und 42 entladen und anschließend wieder aufladen, was ein periodisches Ansprechen des Relais 33 zur Folge hätte.

Da aber der Umschaltvorgang des Parkstellungsschalters 14 sehr schnell erfoigu ist dieser Effekt in der Praxis nicht vorhanden.

Natürlich kann der Gedanke dieser Erfindung auch

bei Schaltungen realisiert werden, die einen Impulsgeber mit zwei komplementären Transistoren zur Ansteuerung des Relais anstelle eines Darlington-Transistors aufweisen. Derartige Wischimpulsgeber sind aus der DE-AS 24 07 812 bekannt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (15)

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für einen aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromotor, insbesondere für ei- nen Wischermotor in Kraftfahrzeugen, mit einem Zentralschalter und einem dazu in Reihe geschalteten Betriebsschalter, der mit dem Steuereingang eines Bausteins verbunden ist, der ein Schaltelement aufweist dessen Schaltstrecke den Motorstromkreis schaltet und das durch ein Schaltsignal des Parkstellungsschalters abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (10) zum Einfahren in die Parkstellung über die Schaltstrecke (38) des Schaltelementes (33) angesteuert wird, daß das Schaltelement (35) über einen zweiten Ansteuerkreis (74,75,76) auch unmittelbar über den Zentralschalter (23) wenigstens kurzzeitig ansteuerbar ist und daß dem Schaltelement (33) ein Selbsthaltekreis (70,71; 100)2ügeordnet isL

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den zweiten Ansteuerkreis ein dynamisches Koppelglied (74, 75, 76) eingeschleift ist

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ansteuerkreis (74, 75, 76) bei geschlossenem Parksteilungsschalter blokkiert ist

4. Steuerschaltung nach den vorhergehenden Ansprüchen, bei der das Schaltelement Bestandteil eines Impulsgebers für den Intervallbetrieb ist der einen die Impulspause bestimmenden Kondensator aufweist, wobei das Potential a«r einen Anschluß des Kondensators durch den ParksteHungsschalter beeinflußbar ist und das Potentia, am anderen Anschluß als Steuerspannung für einen das Schaltelement steuernden Schalttransistor dient, und wobei der Impulsgeber einen Versorgungseingang aufweist, der direkt mit dem Ausgang des Zentralschalters verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ansteuerkreis (74, 75, 76) mit dem Versorgungseingang (77) verbunden ist.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dynamische Koppelglied einen Widerstand (74) einen Kondensator (75) und eine Entkopplungsdiode (76) aufweist.

6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dynamische Koppelglied (74, 75, 76) zwischen den Versorgungseingang (77) und dem Steuereingang des Schalttransistors (34) geschaltet ist.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dynamische Koppelglied (74, 75, 76) zwischen dem Versorgungseingang (77) und dem Anschluß (104) des Kondensators (43) des Impulsgebers (30) geschaltet ist. dessen Potential die Steuerspannung des Schalttransistors (34) bestimmt.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 5, bei der der Selbsthaltekreis für das Schaltelement direkt zum Steuereingang des Schalttransistors geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbsthaltekreis (70) über die Entkopplungsdiode (76) des dynamischen Koppelgliedes (74,75.76) führt.

9. Steuerschaltung nach Anspruch 5, bei der der Impulsgeber ein zweites Zeitglied zum verzögerten Ein- und Ausschalten des Schaltelementes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß über das dynamische Koppelglied (74, 75. 76) dieses zweite Zeitglied (50)

gesetzt wird.

10. Steuerschaltung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet daß an die Anode der Entkopplungsdiode (76) des dynamischen Kopplungsgliedes (74,75,76) eine weitere Entkopplungsdiode (78,103) angeschlossen ist deren Kathode mit dem Parkstellungsschalter (14) verbunden ist

11. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Kondensator (43) des iTipulsgebers (30) Teil des dynamischen Kopplungsgliedes ist und vom Versorgungseingang (77) ein Widerstand (74) und eine Entkopplungsdiode (76) zu dem Anschluß (105) des Kondensators (43) geschaltet ist, dessen Potential über den ParksteHungsschalter (14) beeinflußbar ist und daß der gemeinsame Anschlußpunkt (101) des Widerstarides (74) und der Entkopplungsdiode (76) des dynamischen Kopplungsgiiedes direkt mit dem ParksteHungsschalter (14) verbunden ist

12. Steuerschaltung nach Anspruch 11 mit einem Impulsgeber, bei dem beide Anschlüsse des Kondensators des Impulsgebers über Widerstände mit dem Steuereingang des Impulsgebers verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß vom Steuereingang (31) zu Masse ein weiterer Widerstand (102) geschaltet ist, der mit den an den Kondensator (43) angeschlossenen Widerständen (41, 42) einen Spannungsteiler derart bildet daß im statischen Zustand die Schwellwertspannung zum Durchsteuern des Schalttransistors (34) nicht erreicht wird.

13. Steuerschaltung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Versorgungseingang (77) und das dynamische Koppelglied (74, 75, 76) das Schaltelement (33) geschaltet ist.

14. Steuerschaltung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (75) des dynamischen Koppelgliedes ein Entladewiderstand (80) geschaltet ist.

15. Steuerschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladestromkreis für den Kondensator (75) des dynamischen Koppelgliedes über einen Widerstand (80) oder eine Diode (88) direkt zu Masse führt.