DE2944658A1

DE2944658A1 - Control circuit for intermittent drive windscreen wipers - has reverse coupled quenching loop for transistor driven relay

Info

Publication number: DE2944658A1
Application number: DE19792944658
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 8545 Georgensgmünd Arnold; Walter 8540 Schwabach Hofer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-11-06
Filing date: 1979-11-06
Publication date: 1981-05-21

Abstract

The windscreen wiper intermittent drive control circuit has a transistorised switch in line with a control relay to provide direct control of the relay and to prevent relay points bounce. The basis of the transistor is linked to a quenching loop to prevent bounce when switching. The emitter of the transistor is linked to the timing control which provides the sweep pulses. The quenching loop has a low resistance coupling to the emitter and to the other pole of the supply.

Description

Schaltungsanordnung für intermittierend arbeitendeCircuit arrangement for intermittently working

Scheibenwischanlagen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung für intermittierend arbeitende Scheibenwischanlagen von Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Schaltungsanordnung bekannt (DE-OS 21 39 644), bei der jedoch der Nachteil besteht, daß beim zyklischen Einschalten des Relais durch den Anlaufstrom des Wischermotors auf der Zuleitung zum Wischimpulsgeber ein relativ großer Spannungsabfall auftritt. Der dadurch entstehende Spannungseinbruch an der Plusklemme der Schaltungsanordnung bewirkt eine Absenkung des Basispotentials an dem das Relais schaltenden Transistor-Schaltelement. Das bereits leitende Transistor-Schaltelement wird dadurch wieder zugesteuert und das Relais erhält nicht mehr den ausreichenden Erregerstrom. Es kann dadurch zu einen schnellen Ein- und Ausschalten des Relais für eine Zeitdauer von etwa 100 Millisekunden kommen. Durch einen solchen Vorgang kann die Lebensdauer der Relaiskontakte in unerwünschter Weise verringert werden.Prior art windshield wiper systems The invention is based on a circuit arrangement for intermittently operating windshield wiper systems from Motor vehicles according to the category of the main claim. It is one of those Circuit arrangement known (DE-OS 21 39 644), but in which there is the disadvantage that when the relay is cyclically switched on by the starting current of the wiper motor there is a relatively large voltage drop on the lead to the pulse generator. The resulting voltage drop at the positive terminal of the circuit arrangement causes a lowering of the base potential at the transistor switching element that switches the relay. The transistor switching element, which is already conducting, is thereby closed again and the relay no longer receives sufficient excitation current. It can through this to quickly switch the relay on and off for a period of about 100 Milliseconds come. Such a process can reduce the life of the relay contacts can be undesirably reduced.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das Relais beim Beginn eines jeden Wischvorganges sicher und schnell durch die Schaltungsanordnung eingeschaltet wird und daß ein sogenanntes Flattern am Relais vermieden wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß dieses Schaltverhalten durch eine einfache Schaltungsmaßnahme, wie sie die Gegenkopplung am Emitteranschluß des Schalttransistors ist, sichergestellt wird.Advantages of the Invention The circuit arrangement according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the relay at the beginning of each wiping process safely and quickly through the circuit arrangement is switched on and that so-called fluttering on the relay is avoided. as Another advantage is that this switching behavior is achieved by a simple switching measure, how it is the negative feedback at the emitter terminal of the switching transistor is ensured will.

Im Unteranspruch ist als weitere vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Kennzeichnungsmerkmals die Gegenkopplung in Form eines niederohmigen Widerstandes angegeben.The sub-claim is a further advantageous development and improvement of the characterizing feature specified in the main claim, the negative feedback in the form of a low resistance.

Aus der DE-OS 20 54 768 ist zwar bereits eine intermittierend arbeitende Scheibenwischanlage bekannt, bei der im Emitterstromkreis eines das Wischrelais schaltenden Haupttransistors ein Widerstand angeordnet ist. Dieser Widerstand wirkt jedoch nicht als Gegenkopplung zum Haupttransistor sondern als Mitkopplung, indem der Spannungsabfall an diesem Widerstand über einen weiteren Widerstand auf den Emitter eines Vortransistors übertragen wird, um den Kippvorgang am Haupttransistor zu beschleunigen. Hier werden folglich gegenüber der erfindunsgemäßen Lösung für das sichere Einschalten des Wischermotors mehrere Widerstände sowie ein zusätzlicher Transistor benötigt.From DE-OS 20 54 768 is already an intermittent one Windshield wiper system known in which the wiper relay in the emitter circuit switching main transistor, a resistor is arranged. This resistance works however not as negative feedback to the main transistor but as positive feedback by the voltage drop across this resistor across another resistor to the Emitter of a pre-transistor is transferred to the flip-flop on the main transistor to accelerate. Here are consequently compared to the solution according to the invention for safe switching on of the wiper motor multiple resistors as well an additional transistor is required.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Schaltbild für eine Scheibenwischanlage von Kraftfahrzeugen.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. The drawing shows the circuit diagram for a windshield wiper system for motor vehicles.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung für eine intermittierend arbeitende Scheibenwischanlage von Kraftfahrzeugen ist mit einem Wischimpulsgeber 10 versehen, in dem die elektronischen Bauelemente sowie ein Wischerrelais 11 angeordnet sind. Der Wischimpulsgeber 10 ist an eine Akkumulatorbatterie 12, an einen Wischermotor 13, an einen vom Wischermotor 13 mechanisch umschaltbaren Endladeschalter 14, an einen von Hand betätigbaren Wischerschalter 16 und an einen Wascherschalter 17 angeschlossen.Description of the exemplary embodiment The illustrated in the drawing Circuit arrangement for an intermittently operating windshield wiper system from Motor vehicles is provided with a wiping pulse generator 10, in which the electronic Components and a wiper relay 11 are arranged. The pulse pulse generator 10 is to a storage battery 12, to a wiper motor 13, to one of the wiper motor 13 mechanically switchable discharge switch 14, to a manually operated wiper switch 16 and connected to a washer switch 17.

Der Wischimpulsgeber 10 ist über eine Anschlußlemme 31 ebenso wie der Minuspol der Akkumulatorbatterie 12 mit Masse verbunden. Über die Anschlußklemme 15 ist der Wischimpulsgeber 10 am Pluspol der Akkumulatorbatterie 12 angeschlossen. Der Wischermotor 13 ist ein 3-Bürsten-Motor für zwei Geschwindigkeitsstufen, dessen eine Bürste auf Masse liegt, dessen andere Bürste über eine Anschlußklemme S mit dem Wischimpulsgeber 10 verbunden ist und dessen dritte Bürste über einen Schaltkontakt 16a des Wischerschalters 16 mit dem Pluspol der Akkumulatorbatterie 12 zu verbinden ist. Ein weiterer Schaltkontakt 16b des Wischerschalters 16 liegt zwischen dem Pluspol und der Anschlußklemme I des Wischimpulsgebers 10. Außerdem ist der Wischimpulsgeber 10 über eine Anschlußklemme 31b mit einem Umschaltkontakt 14a des Endlageschalters 14 verbunden, dessen Ruhekontakt auf Masse liegt und dessen Arbeitskontakt am Pluspol der Akkumulatorbatterie 12 angeschlossen ist. Der Wascherschalter 17 ist einerseits mit dem Pluspol der Akkumulatorbatterie 12 und andererseits mit einer Anschlußklemme 86 des Wischimpulsgebers 10 sowie mit einem Pumpenmotor 18 verbunden.The wiping pulse generator 10 is via a terminal 31 as well the negative pole of the accumulator battery 12 is connected to ground. Via the connector 15, the wiper pulse generator 10 is connected to the positive terminal of the accumulator battery 12. The wiper motor 13 is a 3-brush motor for two speed levels, its one brush is grounded, the other brush via a terminal S with the wiper pulse generator 10 is connected and its third brush via a switching contact 16a of the wiper switch 16 to be connected to the positive pole of the accumulator battery 12 is. Another switching contact 16b of the wiper switch 16 lies between the positive pole and the terminal I of the wiper pulse generator 10. In addition, the wiper pulse generator 10 via a terminal 31b to a changeover contact 14a of the Limit switch 14 connected, whose normally closed contact is grounded and whose normally open contact is connected to the positive pole the accumulator battery 12 is connected. The washer switch 17 is on the one hand with the positive pole of the accumulator battery 12 and on the other hand with a connection terminal 86 of the wiping pulse generator 10 and connected to a pump motor 18.

Im Wischimpulsgeber 10 ist die Anschlußklemme 86 über eine Diode 19 mit einem Zeitglied gegen Masse geschaltet, das aus einem Widerstand 20 und einem dazu in Reihe liegenden Kondensator 21 besteht, zu dem ein temperaturabhängiger Widerstand 22 parallel geschaltet ist. Der Kondensator 21 ist über einen weiteren Widerstand 23 mit der Basis eines Darlington-Schalttransistors 24 verbunden. Der npn-leitende Schalttransistor 24 ist kollektorseitig mit der Erregerwicklung lla des Wischrelais 11 in Reihe geschaltet, welche über die Anschlußklemme 15 mit dem Pluspol der Akkumulatorbatterie 12 verbunden ist. Der Umschaltkontakt 14a des Endlageschalters 14 ist über die Anschlußklemme 31b mit einem weiteren Zeitglied aus einem Widerstand 25 und einem Kondensator 26 verbunden, der über eine weitere Diode 27 an die Basis des Schalttransistors 24 angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen dem Kondensator 26 und der Diode 27 ist über einen hochohmigen Widerstand 28 gemeinsam mit der Erregerwicklung lla an den Pluspol der Akkumulatorbatterie 12 angeschlossen und außerdem über eine weitere Verbindung mit einer Diode 29 mit der Anschlußklemme I verbunden. Ein weiterer Widerstand 30 liegt zwischen den Anschlußklemmen I und 31 des Wischimpulsgebers 10. Außerdem liegt noch ein hochohmiger Widerstand 32 einerseits an der Verbindung zwischen dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26 des zweiten Zeitgliedes und andererseits an der Anschlußklemme 15. Das Wischrelais 11 hat einen Umschaltkontakt leib, der über die Anschlußklemme S mit dem Wischermotor 13 verbunden ist und diesen in der Ruhelage des Umschaltkontaktes lib mit der Anschlußklemme 31b und in der Arbeitslage mit der Anschlußklemme 15 des Impulsgebers 10 verbindet.The connection terminal 86 is in the wiping pulse generator 10 via a diode 19 with a timer connected to ground, which consists of a resistor 20 and a there is a series capacitor 21 to which a temperature-dependent Resistor 22 is connected in parallel. The capacitor 21 is via another Resistor 23 connected to the base of a Darlington switching transistor 24. Of the npn-conductive switching transistor 24 is on the collector side with the excitation winding 11a of the wiping relay 11 connected in series, which via the terminal 15 with the Positive pole of the accumulator battery 12 is connected. The changeover contact 14a of the limit switch 14 is connected to a further timing element from a resistor via the connection terminal 31b 25 and a capacitor 26 connected to the base via a further diode 27 of the switching transistor 24 is connected. The connection between the capacitor 26 and the diode 27 is via a high-resistance resistor 28 together with the excitation winding lla connected to the positive terminal of the accumulator battery 12 and also via a further connection with a diode 29 connected to the terminal I. Another Resistor 30 is between terminals I and 31 of the pulse generator 10. In addition, there is a high-resistance resistor 32 on the one hand at the connection between the resistor 25 and the capacitor 26 of the second timing element and on the other hand at terminal 15. The wiper relay 11 has a changeover contact, the is connected via the terminal S to the wiper motor 13 and this in the Rest position of the changeover contact lib with the Terminal 31b and in the working position with the terminal 15 of the pulse generator 10 connects.

Der Emitteranschluß des Schalttransistors 24 ist über eine Gegenkopplung derart mit dem Minuspol der Betriebsspannung an der Anschlußklemme 31 verbunden, so daß diese Gegenkopplung den auf die Basis des Schalttransistors 24 sich übertragenden Spannungseinbruch beim Anlauf des Wischermotors 13 durch entsprechende Absenkung des Emitterpotentiales kompensiert. Die Gegenkopplung besteht hier aus einem niederohmigen Widerstand 33 mit 5,1all , der einerseits am Emitter des Schalttransistors 24 und andererseits über die Anschlußklemme 31 am Minuspol der Betriebss-annung angeschlossen ist.The emitter connection of the switching transistor 24 is via a negative feedback so connected to the negative pole of the operating voltage at terminal 31, so that this negative feedback is transmitted to the base of the switching transistor 24 Voltage drop when the wiper motor 13 starts up due to a corresponding lowering compensated for the emitter potential. The negative feedback here consists of a low resistance Resistor 33 with 5.1all, on the one hand at the emitter of the switching transistor 24 and on the other hand connected via the terminal 31 to the negative pole of the operating connection is.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung wird in folgendem näher erläutert.The mode of operation of the circuit arrangement is explained in more detail below explained.

Im Ruhezustand sind Wischerschalter 16 und Wascherschalter 17 geöffnet. Es fließt ein Ruhestrom über die Anschlußklemme 15 zum hochohmigen Widerstand 28 und von dort über die Diode 29 und den relativ niederohmigen Widerstand 30 zur Masse. Durch den Spannungsabfall am Widerstand 28 ist sichergestellt, daß der Schalttransistor 24 über die Diode 27 gesperrt bleibt. Wird nun der Wischerschalter 16 für den Intervallbetrieb eingeschaltet, so schließt der Kontakt 16b und das Pluspotential gelangt über die Anschlußklemnie I auf den Kathodenanschluß der Diode 29, so daß diese gesperrt wird.In the idle state, the wiper switch 16 and washer switch 17 are open. A quiescent current flows via the connection terminal 15 to the high-resistance resistor 28 and from there via the diode 29 and the relatively low resistance 30 to ground. The voltage drop across the resistor 28 ensures that the switching transistor 24 remains blocked via the diode 27. The wiper switch 16 is now used for intermittent operation switched on, the contact 16b closes and the positive potential passes through the Terminal I on the cathode connection of the diode 29, so that it is blocked.

Es fließt nun ein Strom über den Widerstand 28 und die Diode 27 zur Basis des Schalttransistors 24. Der Schalttransistor 24 wird dadurch in den leitenden Zustand gesteuert und es fließt ein Strom von der Anschlußklemme 15 über die Erregerwicklung lla, die Schaltstrecke des Schalttransistors 24 und den Widerstand 33 zur Anschlußklefle 31. Das Wischrelais 11 wird angezogen und der Umschaltkontakt lib des Wischerrelais 11 wird dabei betätigt. Der Wischermotor 13 wird jetzt über die Anschlußklemme S, den Umschaltkontakt lib und die Anschlußklemme 15 mit Spannung versorgt. Durch den relativ hohen Anlaufstrom des Wischermotors 13 erfolgt ein Spannungseinbruch an der Anschlußklemme 15, der über den Widerstand 28 und die Diode 27 auch auf die Basis des Schalttransistors 24 übertragen wird. Durch die Gegenkopplung des niederohmigen Widerstandes 33 wird nun sichergestellt daß der Schalttransistor 24 durch diesen Spannungseinbruch nicht wieder in den Sperrbereich gelangt, denn sobald der über den Widerstand 33 fließende Strom sich durch die Absenkung des Potentials an der Basis des Schalttransistors 24 verringert, geht auch der Spannungsabfall an diesem Widerstand zurück und auch das Emitterpotential des Schalttransistors 24 wird abgesenkt, so daß die Basis-Emitterspannung nahezu unverändert bleibt. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß das Wischerrelais 11 während des Anlaufvorgangs des Wischermotors 13 schnell und sicher umschaltet, und in der umgeschalteten Lage bleibt.A current now flows through resistor 28 and diode 27 to Base of the switching transistor 24. The switching transistor 24 is thereby in the conductive State controlled and a current flows from the terminal 15 via the excitation winding lla, the switching path of the switching transistor 24 and the resistor 33 to the connection adhesive 31. The wiping relay 11 is attracted and the changeover contact lib of the wiper relay 11 is actuated. The wiper motor 13 is now on the Terminal S, the changeover contact lib and terminal 15 with voltage provided. The relatively high starting current of the wiper motor 13 causes a voltage drop at the terminal 15, which via the resistor 28 and the diode 27 also to the Base of the switching transistor 24 is transmitted. Due to the negative feedback of the low-resistance Resistor 33 is now ensured that the switching transistor 24 through this The voltage drop does not return to the restricted area, because as soon as the over the resistor 33 current flowing through the lowering of the potential at the Base of the switching transistor 24 is reduced, the voltage drop across this also goes Resistance back and also the emitter potential of the switching transistor 24 is lowered, so that the base emitter voltage remains almost unchanged. By this measure it is ensured that the wiper relay 11 during the start-up process of the wiper motor 13 switches quickly and safely, and remains in the switched position.

Nach dem Anlauf des Wischermotors wird der Endlageschalter 14 umgeschaltet und über den Umschaltkontakt 14a des Endlageschalters 14 wird nun der Kondensator 26 über den Widerstand 25 aufgeladen. Der Endlageschalter bleibt nun für einen vollen Wischgang der Scheibenwischer in dieser Arbeitslage und erst wenn die Scheibenwischer wieder die Ausgangslage erreichen, wird er in die Ruhelage zurückgeschaltet. Durch diese Umschaltung gelangt über den Widerstand 25 Massepotential auf den geladenen Kondensator 16. Dadurch wird das Potential an der Anodenseite der Diode 27 stark negativ und der Schalttransistor 24 wird unverzüglich gesperrt. Das Wischrelais 11 fällt ab und der Wischermotor 13 wird über den Umschaltkontakt llb des Wischerrelais 11 und den Endlageschalter 14 kurzgeschlossen und dadurch augenblicklich abgebremst. Während der nun folgenden Wischpause entlädt sich der Kondensator 26 über die Widerstände 32 und 28. Anschließend wird dann der Schalttransistor 24 für einen weiteren Wischgang über die Diode 27 in den stromleitenden Zustand umgesteuert. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich in bestimmten Zeitabständen, solange der Kontakt 16b des Wischerschalters 16 geschlossen bleibt.After the wiper motor has started, the limit switch 14 is switched over and via the changeover contact 14a of the limit switch 14, the capacitor is now 26 charged through resistor 25. The limit switch now remains for a full Wiping speed of the windshield wipers in this working position and only when the windshield wipers reach the starting position again, it is switched back to the rest position. By this switching reaches the charged earth potential via the resistor 25 Capacitor 16. This makes the potential on the anode side of the diode 27 strong negative and the switching transistor 24 is blocked immediately. The wiping relay 11 drops out and the wiper motor 13 is via the changeover contact llb of Wiper relay 11 and the limit switch 14 short-circuited and thus instantaneously braked. During the wiping pause that now follows, the capacitor 26 discharges Via the resistors 32 and 28. Then the switching transistor 24 is then for Another wiping cycle is reversed via the diode 27 into the current-conducting state. The process described is repeated at certain time intervals as long as the Contact 16b of the wiper switch 16 remains closed.

Wird der Wascherschalter 17 geschlossen, so wird damit unverzüglich der Pumpenmotor 18 für eine Spülerpumpe eingeschaltet. Außerdem fließt über die Anschlußklemme 86 ein Strom durch die Diode 19 und den Widerstand 20 zum Kondensator 21. Dieser wird aufgeladen und sein Potential gelangt über den Widerstand 23 zur Basis des Schalttransistows 24. Nach einer zeitlichen Verzögerung, die durch die Dmensionierung des Widerstandes 20 einstellbar ist, wird nun das Wischerrelais 11 und damit der Wischermotor 13 eingeschaltet. Durch die Ladung des Kondensators 21 wird erreicht, daß nach dem Öffnen des Wascherschalters 17 der Schalttransistor 24 noch für eine vorbestimmte Zeit im stromleitenden Zustand gehalten wird, da sich der Kondensator 21 über den NTC-Widerstand 22 allmählich entlädt. Erst nach Ablauf dieser sogenannten Nachwischzeit wird das Wischrelais 11 wieder abgeschaltet und der Wischermotor 13 stillgesetzt.If the washer switch 17 is closed, it is immediately the pump motor 18 switched on for a flushing pump. It also flows over the Terminal 86 a current through the diode 19 and the resistor 20 to the capacitor 21. This is charged and its potential reaches the resistor 23 to Basis of the switching transistor 24. After a time delay caused by the Dimensioning of the resistor 20 is adjustable, the wiper relay 11 is now and thus the wiper motor 13 is switched on. By charging the capacitor 21 it is achieved that after opening the washer switch 17, the switching transistor 24 is still held in the conductive state for a predetermined time, since the capacitor 21 gradually discharges via the NTC resistor 22. Only after it has expired this so-called post-wiping time, the wiping relay 11 is switched off again and the wiper motor 13 stopped.

In de dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wischerschalter 16 nur mit zwei Schaltkontakten 16a und 16b dargestellt, wobei der Schaltkontakt 16a für den Schnellgang des Wischermotors 13 und der Schaltkontakt 16b für den Intervallbetrieb vorgesehen ist. Der gleiche Wischimpulsgeber 10 läßt sich aber auch für dreistufige Wischerschalter verwenden, bei denen in einer weiteren Betriebsstellung der Wischermotor 13 mit der gleichen Geschwindigkeit wie beim Intervallbetrieb dauernd eingeschaltet ist. Aber auch der Schaltungsaufbau des Wischimpulsgebers 10 läßt sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung anders gestalten. Wesentlich ist jedoch die Gegenkopplung im Emitterstromkreis des Schalttransistors 24 für das Wischrelais 11 um sicherzustellen, daß während des Anlaufvorganges ein Flattern des Wischrelais durch den Spannungseinbruch an der Anschlußklemme 15 des Wischimpulsgebers 10 zuverlässig verhindert wird.In the exemplary embodiment shown, the wiper switch is 16 only shown with two switch contacts 16a and 16b, the switch contact 16a for the overdrive of the wiper motor 13 and the switching contact 16b for the intermittent operation is provided. The same wiping pulse generator 10 can also be used for three-stage Use wiper switches with those in a further operating position the Wiper motor 13 continuously at the same speed as in intermittent operation is switched on. But also the circuit structure of the wiper pulse generator 10 can be designed differently within the scope of the present invention. However, it is essential the negative feedback in the emitter circuit of the switching transistor 24 for the wiping relay 11 to ensure that the wiping relay flutters during the start-up process reliable due to the voltage drop at terminal 15 of wiper pulse generator 10 is prevented.

Claims

Claims 1. Circuit arrangement for intermittently operating windshield wiper systems of motor vehicles with a '..ischermotor, a limit switch, a wiper relay and a transistor switching element connected in series with the excitation winding of the relay, its base connection via a current path with a timing element on a changeover contact of the limit switch is connected at the beginning and end of each wiping cycle switches between the positive pole and negative pole of the operating voltage and its base connection via a further current path together with the field winding at one pole of the Operating voltage is connected, characterized in that the emitter connection of the transistor switching element (24) via a negative feedback (33) in such a way with the the other pole (31) of the operating voltage (12) is connected to the base transmitted voltage drop when starting the wiper motor (13) by corresponding Reduction of the emitter potential compensated.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that as negative feedback, a low-resistance resistor (33) on the one hand at the emitter of the transistor switching element (24) and on the other hand connected to the other pole (31) of the operating voltage (12) is.