DE4130200A1 - Steuervorrichtung fuer eine scheinwerferreinigungseinrichtung - Google Patents
Steuervorrichtung fuer eine scheinwerferreinigungseinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Steuerschaltung für einen Scheinwerferreiniger, welcher eine
Reinigungslösung, die in einem Reinigungstank enthalten ist,
durch eine Düse ausspritzt, um den Scheinwerfer zu waschen.
In der letzten Zeit sind einige Fahrzeuge mit
Scheinwerferreinigern versehen worden. Die Fig. 9 zeigt die
Anordnung einer herkömmlichen
Scheinwerferreinigungseinrichtung. Wenn der Zündschalter
eingeschaltet ist, wird ein Reinigungsschalter 1
eingeschaltet, wodurch ein Reinigermotor 3 durch eine
Steuereinrichtung 2 getrieben wird. Als Ergebnis wird die
Reinigungslösung von einem Reinigungstank 4 durch eine Düse
5 ausgespritzt, um einen Scheinwerfer 6 zu reinigen, wie
dies in Fig. 10 dargestellt ist.
Die Fig. 11 zeigt eine Steuerschaltung für einen
Scheinwerferreiniger in der Steuereinheit 2. Die
Steuerschaltung für den Scheinwerferreiniger beinhaltet
PNP-Transistoren Q1 und Q2, einen NPN-Transistor Q3, Dioden
D1 bis D5, ein Relais RY mit einem normal offenen Kontakt
ry, Kondensatoren C1 und C2 und Widerstände R1 bis R7. In
Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 8 einen
Zündungsschalter und 9 eine Stromquelle, die in dem Fahrzeug
vorgesehen ist.
Die Betriebsweise der derart beschaffenen Steuerschaltung
wird nun beschrieben.
Wenn sich der Reinigungsschalter 1 im "Aus"-Zustand befindet
und der Zündschalter 8 eingeschaltet ist, fließt Strom vom
positiven Anschluß der Stromquelle 9 durch den Zündschalter
8, den Widerstand R7, den Widerstand R6, den Kondensator C2,
der Diode D5, den Kondensator 1 (den Widerstand R4) und der
Diode D1 zur Erde, und zwar in dieser Reihenfolge, so daß
der Kondensator C2 aufgeladen wird. Zur gleichen Zeit fließt
Strom vom positiven Anschluß der Stromquelle 9 durch den
Zündschalter 8, den Widerstand R5, die Diode D5, die Basis-
Emitterverbindung des Transistors Q3 und der Diode D1 zur
Erde, so daß der Transistor Q3 leitend wird (ein). Wenn der
Transistor Q3 in dieser Weise eingeschaltet ist, wird der
Transistor Q2 eingeschaltet, was dazu führt, daß das
potential des Verbindungspunktes der Basis des Transistors
Q1 und des Kollektors des Transistors Q2 gleich der
Versorgungsspannung E (z. B. +12 V) wird. Der Transistor Q1
wird deshalb im nicht-leitenden Zustand (aus) gehalten und
es fließt dementsprechend kein Strom in den Windungen CL des
Relais RY und der normal offene Kontakt ry wird
offengehalten. Folglich wird kein Strom von der Stromquelle
9 zum Reinigermotor 3 geleitet, d. h., der Motor 3 steht
still.
Wenn jedoch, auf der anderen Seite, der Reinigungsschalter 1
eingeschaltet wird, wenn der Zündschalter 8 eingeschaltet
ist, dann wird das Potential an dem Verbindungspunkt des
Kondensators C2 und des Widerstandes R5 schnell abfallen, da
der Kondensator C2 entladen wird. Da das Potential am
Verbindungspunkt B schnell in dieser Weise abfällt, wird der
Transistor Q3 nicht-leitend (aus), da er dann umgekehrt
belastet wird, so daß der Transistor Q2 ebenfalls
nicht-leitend wird (aus). Dementsprechend wird das Potential
am Verbindungspunkt A gleich dem Erdpotential, so daß der
Transistor Q1 leitend wird (an). Im Ergebnis fließt Strom in
der Spule CL des Relais RY und der normal offene Kontakt ry
ist deshalb geschlossen, so daß Strom von der Stromquelle 9
zum Reinigermotor 3 fließt. D. h., daß der Reinigermotor 3
betätigt wird, um die Reinigungslösung auszuspritzen.
Auf der anderen Seite, wenn der Kondensator C2 entladen
wird, wird das Potential am Verbindungspunkt B graduell
erhöht. Wenn das Potential einen gewissen Wert erreicht,
d. h., wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird der
Transistor Q3 eingeschaltet. Dementsprechend wird auch der
Transistor Q2 eingeschaltet und der Transistor Q1 wird
deshalb ausgeschaltet. Als Ergebnis wird die Zufuhr von
Strom zu der Windung CL des Relais RY beendet, so daß der
normal offene Kontakt ry geöffnet ist und der Reinigermotor
3 deshalb angehalten wird.
Die Kontrollschaltung für den Scheinwerferreiniger ist als
eine gedruckte Basiseinheit 2-1 auf einer gedruckten
Leiterplatte 2-11 montiert, an welcher die Schaltelemente
angeordnet sind. Die gedruckte Basiseinheit 2-1 ist in einem
Gehäuse 2-2 aufgenommen, welches die Kontrolleinheit 2
bildet. Fig. 13 zeigt die gedruckte Basiseinheit 2-1 in dem
Gehäuse aufgenommen. Die gedruckte Basiseinheit 2-1 ist auf
Kugelkopfstützen 2-21 und 2-22 des Gehäuses 2-2 montiert,
auf die sie bei Raumtemperatur aufgepreßt wird. Das
Gehäuse 2-2 ist mit einem O-Ring 2-3 und einem Deckel 2-4
geschlossen, wobei die gedruckte Basiseinheit darin gehalten
ist und der Deckel 2-4 ist an dem Gehäuse 2-2 mit
Gewindeschrauben 2-5 gehalten. Dadurch ist die
Kontrolleinheit wasserdicht.
Bei der vorbeschriebenen herkömmlichen Steuerschaltung für
den Scheinwerferreiniger ist der Scheinwerfermotor 3 mit den
positiven Anschlüssen der Stromquelle 9 des Fahrzeuges zu
allen Zeiten verbunden. D. h., wenn die Kontaktkapazität des
Zündschalters 8 klein ist, daß die Versorgungsspannung +12 V
immer an dem Reinigermotor 3 anliegt. Darum besteht die
Gefahr, daß elektro-chemische Korrosion auftritt, z. B.
infolge von Feuchtigkeit.
Um dieses Problem zu beseitigen, hat der Anmelder der
vorliegenden Anmeldung eine Steuerschaltung für einen
Scheinwerferreiniger in der japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung 47 354/1990 vorgeschlagen. Bei
dieser Steuerschaltung ist ein Anschluß des Reinigermotors
geerdet, und der normalerweise offene Kontakt des
Relais ist zwischen dem anderen Anschluß des Reinigermotors
und dem positiven Anschluß einer Stromquelle des Fahrzeuges
angeordnet. Wenn ein Reinigerschalter eingeschaltet wird,
während der Zündschalter eingeschaltet ist, wird das Relais
angetrieben, so daß seine normalerweise offenen Kontakte für
eine vorbestimmte Zeitdauer geschlossen werden.
Die Verwendung des Relais bei der Steuerschaltung für einen
Scheinwerferreiniger führt jedoch zu folgenden Problemen und
macht es schwierig, die Schaltung mit dem Reinigermotor zu
kombinieren:
- 1) Die normalerweise offenen Kontakte sind anfällig dafür, elektrisch korrodiert zu werden, z. B. durch Feuchtigkeit. Dadurch ist der erforderliche wasserdichte Aufbau sehr kompliziert.
- 2) Die Steuerschaltung ist anfällig dafür, durch Vibration beschädigt und außer Funktion gesetzt zu werden.
- 3) Die Kontrollschaltung ist dafür anfällig, durch magnetische Felder beeinflußt zu werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Steuerschaltung für einen Scheinwerferreiniger zu schaffen,
bei dem die vorerwähnten Probleme nicht auftreten, der also
insbesondere nicht feuchtigkeitsanfällig und nicht
vibrationsanfällig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
Anspruchs 1 gelöst.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung für einen
Scheinwerferreiniger ist ein Anschluß des Reinigermotors
geerdet und der andere Anschluß ist mit dem positiven
Anschluß der Stromquelle durch die Source-Elektrode und die
Drain-Elektrode des N-Kanal MOSFET verbunden.
Durch die Verwendung des N-Kanals MOSFET wird die
Steuerschaltung im wesentlichen resistent gegenüber
Korrosion, die durch Feuchtigkeit usw. verursacht wird.
Weiterhin und aus dem gleichen Grunde wird sie
widerstandsfähig gegen Vibration und ist kaum durch
magnetische Felder beeinflußt. Darum kann die
erfindungsgemäße Kontrollschaltung mit dem Reinigermotor
ohne Probleme kombiniert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Darin
zeigen:
Fig. 1 bis 6 Schaltdiagramme, die die Anordnung von
entsprechenden ersten bis sechsten Ausführungs
beispielen einer Steuerschaltung für
Scheinwerferreiniger gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellen;
Fig. 7 ein Kennliniendiagramm für eine Beschreibung der
Tätigkeit der Steuerschaltung für einen
Scheinwerferreiniger gemäß Fig. 1;
Fig. 8 eine geschnittene Seitenansicht, welche ein
Beispiel eines Aufbaus durch Kombination der
Steuerschaltung mit einem Scheinwerferreiniger
und einem Reinigungsmotor darstellt;
Fig. 9 ein erläuterndes Diagramm, welches die Anordnung
eines Scheinwerferreinigers an einem Fahrzeug
darstellt;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht für eine Beschreibung
der Tätigkeit des Scheinwerferreinigers gemäß
Fig. 9;
Fig. 11 ein Schaltdiagramm, welches eine herkömmliche
Kontrollschaltung für einen Scheinwerferreiniger
zeigt;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, welche eine
gedruckte Basiseinheit darstellt, die den
herkömmlichen Schaltkreis für einen
Scheinwerferreiniger beinhaltet sowie ein Gehäuse
zum Aufnehmen der gedruckten Basiseinheit; und
Fig. 13 eine geschnittene Seitenansicht, welche die
gedruckte Basiseinheit in einem Gehäuse
aufgenommen zeigt.
Eine Steuerschaltung für einen Scheinwerferreiniger,
konstruiert gemäß der Erfindung, wird nun im Detail
beschrieben.
Fig. 1 ist ein Schaltdiagramm, welches die Anordnung eines
ersten Beispiels einer Steuerschaltung für einen
Scheinwerferreiniger gemäß der Erfindung zeigt. In Fig. 1
sind Teile, die funktionell denen entsprechen, die bereits
in Bezug auf Fig. 11 beschrieben worden sind, mit den
gleichen Bezugszeichen oder Kennbuchstaben beschrieben.
Die Steuerschaltung 10 1 beinhaltet einen Interface-Abschnitt
10-1, einen Zeitabschnitt 10-2, einen Strom-Ein-Zurücksetz
abschnitt 10-3 und einen Antriebsabschnitt 10-4. Der
Interface-Abschnitt 10-1 wird von den Kondensatoren C1 und
C2, einer Diode D1, einem NPN-Transistor Tr1 und
Widerständen R1 bis R4 gebildet. Der Zeitgeberabschnitt
beinhaltet Kondensatoren C3 und C4, eine Diode D2, einen
NPN-Transistor Tr2, einen PNP-Transistor Tr3 und Widerstände
R5 bis R8. Der Strom-Ein-Zurücksetzabschnitt 10-3 wird durch
einen Kondensator C5, eine Diode D3, einem NPN-Transistor
Tr4 und Widerständen R9 bis R10 gebildet. Der
Antriebsabschnitt 10-4 wird durch einen Kondensator C6, eine
Diode D4, einen N-Kanal MOSFET TFET und Widerständen R11 und
R12 gebildet.
Im Antriebsabschnitt 10-4 wird die Source-Elektrode (Quelle)
S des MOSFET TFET mit einem der Anschlüsse des
Reinigermotors 3 verbunden, dessen anderer Anschluß geerdet
ist, und der positive Anschluß der Stromquelle 9,
welcher in dem Fahrzeug installiert ist, wird mit der
Drain-Elektrode (Abfluß) D des MOSFET TFET verbunden. Eine
Serienschaltung der Diode D4 und des Kondensators C6 ist
durch den Zündschalter 8 mit dem positiven Anschluß der
Stromquelle 9 und der Source-Elektrode S des MOSFET TET
verbunden. Die Gate-Elektrode (Tor) G MOSFET TFET ist durch
die
Widerstände R12 und R11 geerdet. In dem Zeitgeberabschnitt
10-2 ist der Emitter des Transistors Tr3 mit dem
Verbindungspunkt E der Diode D4 und dem Kondensator C6 im
Antriebsabschnitt 10-4 verbunden. Der Kollektor des
Transistors Tr3 ist mit den Verbindungspunkten der
Widerstände R12 und R11 verbunden. Die Basis des Transistors
Tr3 ist mit dem Verbindungspunkt eines Anschlusses des
Widerstandes R7 und einem Anschluß des Widerstandes R8
verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes R7 ist mit
dem Emitter des Transistors Tr3 verbunden. Der andere
Anschluß des Widerstandes R8 ist durch einen Kondensator C4
geerdet.
Die Betriebsweise der Steuerschaltung 10 1 für einen
Scheinwerferreiniger wird nun im Detail beschrieben.
Wenn der Reinigungsschalter 1 im "Aus"-Zustand ist und der
Zündschalter 8 eingeschaltet ist, fließt Strom von der
Stromquelle 9 durch den Zündschalter 8, die Diode D4 und den
Kondensator C6 zum Reinigermotor 3, so daß der Kondensator
C6 aufgeladen wird. Das Potential der Source-Elektrode S
des MOSFET TFET wird abrupt auf +12 V angehoben (zum
Zeitpunkt t1 in der Kennlinie (c) in Fig. 7) und schnell auf
Erdlevel abgesenkt. In diesem Fall ist das Potential an der
Gate-Elektrode G des MOSFET TFET kleiner als das Potential
an der Source-Elektrode S, welche sich auf Erdniveau
befindet. Darum wird der MOSFET TFET im nicht-leitenden
Zustand (aus) gehalten, so daß kein Strom von der
Stromquelle 9 zu dem Reinigermotor 3 fließt, d. h., der Motor
3 wird im Ruhezustand gehalten.
Wenn der Reinigungsschalter 1 im "Aus"-Zustand ist und der
Zündschalter 8, wie vorstehend beschrieben, eingeschaltet
ist, fließt der Strom von der Stromquelle 9 durch den
Zündschalter 8, den Widerstand R1 und den Widerstand R2 zum
Kondensator C2 (den Widerstand R3), so daß der Transistor
Tr1 im leitenden Zustand gehalten ist (ein). Zur gleichen
Zeit fließt Strom von der Stromquelle 9 durch den
Zündschalter 8, die Diode D4, den Widerstand R7 und den
Widerstand R8 zum Kondensator C4, so daß der Kondensator C4
aufgeladen wird. Zusätzlich fließt Strom von der Stromquelle
9 durch den Zündschalter 8, den Kondensator C5 und den
Widerstand R9 zum Widerstand R10, so daß der Kondensator C5
aufgeladen wird. In der Kontrollschaltung gemäß Fig. 1 ist
die Zeitkonstante der Ladekurve für den Kondensator C5
größer als die der Ladekurve für den Kondensator C4. Darum
ist, selbst wenn der Transistor Tr3 leitend (ein) wird,
während der Kondensator C4 geladen wird, der Transistor Tr4
leitend gehalten (ein), so daß das Potential an der
Gate-Elektrode G auf Erdniveau gehalten ist. Dementsprechend
ist der MOSFET TFET im nicht-leitenden Zustand (aus)
gehalten, und darum wird kein Fehlbetrieb verursacht.
Wenn nun der Reinigerschalter 1 eingeschaltet wird, während
der Zündschalter 8 ausgeschaltet ist, dann wird der
Transistor Tr1 für eine sehr kurze Zeitperiode nicht-leitend
(aus) (Ein-Schuß-Zeit), so daß der Transistor Tr2 leitend
wird (ein). Im Ergebnis wird der Kondensator C4 durch den
Widerstand R6 und den Transistor Tr2 entladen, so daß das
Basispotential vermindert wird und dementsprechend wird der
Transistor Tr3 leitend (zu einem Zeitpunkt, der t2 in der
Kennlinie (a) entspricht); d. h., daß der Zeitgeberbetrieb
des Zeitgeberabschnittes 10-2 begonnen wird. Im Ergebnis
fließt Strom von der Stromquelle 9 durch den Zündschalter 8,
die Diode D4 und den Transistor Tr3 zu dem Widerstand R11.
Somit liegt das Potential (+12 V) an dem Verbindungspunkt E
der Diode D4 und des Kondensators C6 an der Gate-Elektrode G
des MOSFET TFET an (zum Zeitpunkt t2 in der Kennlinie (b) in
Fig. 7), so daß das Potential an der Gate-Elektrode G größer
wird als das der Source-Elektrode S, wodurch der MOSFET FFET
leitend wird (an). D. h., das Potential an der
Source-Elektrode S wird auf 12 V angehoben (zum Zeitpunkt t2
in der Kennlinie (d) in Fig. 7), so daß der Strom zum
Reinigermotor 3 geführt wird, wodurch das Ausspritzen der
Reinigungslösung gestartet wird.
Auf der anderen Seite wird, wenn das Potential der
Source-Elektrode S des MOSFET TFET auf +12 V angehoben wird,
das Potential am Verbindungspunkt E (zum Zeitpunkt t2 in der
Kennlinie (d) in Fig. 7) abrupt auf 24V angehoben. Da der
Kondensator C6 durch den Transistor Tr3 entladen wird, wird
das Potential am Verbindungspunkt E graduell vermindert, und
dementsprechend wird das Potential an der Gate-Elektrode G
ebenfalls graduell vermindert. Wenn der Transistor Tr2
während dieser Zeitperiode nicht-leitend wird, wird der
Kondensator C4 geladen. Im Ergebnis wird das Basispotential
des Transistors Tr3 graduell erhöht und letztlich wird der
Transistor Tr3 nicht-leitend (zum Zeitpunkt t3 in der
Kennlinie (a) in Fig. 7). D. h., die Zeitgebertätigkeit des
Zeitgeberabschnittes 10-2 ist beendet und das Potential der
Gate-Elektrode G wird gezwungenermaßen auf Erdlevel gesetzt
(zum Zeitpunkt t3 in der Kennlinie (b) in Fig. 7). Im
Ergebnis wird der MOSFET TFET eingeschaltet, so daß das
Potential der Source-Elektrode S auf Erdlevel gesetzt wird
(zu dem Zeitpunkt t3 in der Kennlinie (c) in Fig. 7) und das
Potential des Verbindungspunktes E wird auf +12 V reduziert
(zum Zeitpunkt t3 in der Kennlinie (c) in Fig. 7).
D. h., zum Zeitintervall T, während welchem der Transistor
Tr3 leitend gehalten wird (ein), d. h. für das Zeitintervall
T, welches bis zum Ende des Zeitgeberbetriebes des
Zeitgeberabschnitts 10-2 dauert, wird die Ladespannung des
Kondensators C6 zur Gate-Elektrode geführt, so daß das
Potential der Gate-Elektrode G größer ist als das der
Source-Elektrode S. Somit wird für dieses Zeitintervall der
Strom zum Reinigermotor 3 geführt, so daß das Ausspritzen
der Reinigungsflüssigkeit fortgesetzt wird. Nach dem
Zeitintervall T wird der MOSFET TFET ausgeschaltet, so daß
die Zufuhr von Strom zu dem Reinigermotor 3 aufhört, d. h.
der Reinigermotor 3 stoppt.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Steuerschaltung für einen Scheinwerferreiniger gemäß der
vorliegenden Erfindung. In der Steuerschaltung 10 2 des
Scheinwerferreinigers wird im Zeitgeberabschnitt 10-21 ein
Vergleicher IC2 verwendet. Der Strom-Ein-Zurücksetzabschnitt
10-31 besteht aus einer Diode D3, einem Kondensator C5 und
Widerständen R8 und R9. Das Potential am Verbindungspunkt
des Kondensators C5 und des Widerstandes R9 wird zu dem
invertierenden Eingang (-) des Vergleichers IC2 geführt, zu
dessen nicht-invertierenden Eingang (+) das Potential des
Verbindungspunktes eines Kondensators C4 und eines
Widerstandes R7 zugeführt wird. Der Ausgang des Vergleichers
IC2 wird durch einen Widerstand R11 zur Basis eines
Transistors Tr3 geführt, welcher an der Seite des
Antriebsabschnittes 10-41 vorgesehen ist.
Wenn bei der Kontrollschaltung 10 2 der Reinigungsschalter 1
eingeschaltet wird, während der Zündschalter eingeschaltet
ist, wird der Transistor Tr2 leitend (ein), so daß der
Kondensator C4 entladen wird und demgemäß wird die Spannung,
welche dem nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers IC2
zugeführt wird, vermindert, und der Ausgang des Vergleichers
IC2 wird zu dem "L"-Level gesetzt. Im Ergebnis wird der
Transistor Tr3 eingeschaltet, so daß die Spannung (+12 V)
dem Verbindungspunkt E der Gate-Elektrode G des MOSFET TFET
zugeführt wird und der letztere eingeschaltet wird. In
diesem Fall wird, infolge der Ladespannung des Kondensators
C6, das Potential der Gate-Elektrode G höher als das der
Source-Elektrode S. Wenn der Transistor Tr2 während dieser
Zeitperiode ausgeschaltet wird, wird der Kondensator C4
wieder geladen, so daß die Spannung, die dem
nicht-invertierenden Eingang (+) des Vergleichers IC2
zugeführt wird, graduell erhöht wird. Wenn die Spannung
am nicht-invertierenden Eingang höher wird, als die
Spannung, die zu dem invertierenden Eingang geführt wird,
wird der Ausgang des Vergleichers IC2 auf "H"-Level
angehoben und der Transistor Tr3 wird ausgeschaltet, so daß
das Potential der Gate Elektrode G des MOSFET TFET
gezwungenermaßen auf Erdlevel gesetzt wird. In Antwort auf
das Setzen des Potentials der Gate-Elektrode G auf Erdlevel
wird der MOSFET TFET ausgeschaltet, und das Potential der
Source-Elektrode S wird wieder auf Erdlevel gesetzt.
Bei der Scheinwerferreinigungseinrichtung 10 2 wird die
Zeitkonstante der Ladekurve für den Kondensator C5 größer
als diejenige der Ladekurve für den Kondensator C4. Darum
wird, wenn der Zündschalter 8 eingeschaltet wird, eine
Spannung zum invertierenden Eingang des Vergleichers
IC2 später als zum nicht-invertierenden Eingang geführt.
Somit wird die Spannung, welche zu dem invertierenden
Eingang geführt wird, niemals höher als die, die zu dem
nicht-invertierenden Eingang geführt wird. Dieses Merkmal
verhindert eine irrtümliche Tätigkeit der Kontrollschaltung.
Weiterhin wird bei der Kontrollschaltung 10 2 die
Zeitkonstante der Entladungskurve des Kondensators C5
kleiner als die Entladungskurve des Kondensators C4. Darum
wird, wenn der Zündschalter 8 ausgeschaltet wird, die
Spannung, die für den invertierenden Eingang des
Vergleichers IC2 gesetzt wird, eher eliminiert als
diejenige, die für den nicht-invertierenden Eingang gesetzt
ist. Somit wird die Spannung, welche dem invertierenden
Eingang zugeführt wird, niemals höher werden als diejenige,
die dem nicht-invertierenden Eingang zugeführt wird. Diese
Charakteristik verhindert eine Fehltätigkeit der
Kontrollschaltung.
Fig. 3 zeigt ein drittes Beispiel einer erfindungsgemäßen
Kontrollschaltung. Die Kontrollschaltung 10 3, die in Fig. 3
dargestellt ist, unterscheidet sich von der vorstehend
beschriebenen Kontrollschaltung 10 2 in der Verbindung des
invertierenden Einganges und des nicht-invertierenden
Einganges des Zeitgeberabschnittes 10-21′ und in der
Anordnung des Antriebsabschnittes 10-42. D. h., bei dem
Antriebsabschnitt 10-42 wird der Transistor Tr3 und seine
dazugehörigen Schaltungen weggelassen und der
Verbindungspunkt der Diode D4 und des Kondensators C6 wird
durch den Widerstand R10 mit dem Ausgang des Vergleichers
IC2 verbunden. Wenn bei der Kontrollschaltung 10 3, die
derart beschaffen ist, der Reinigungsschalter 1
eingeschaltet wird, wenn der Zündschalter 8 eingeschaltet
wird, wird der Ausgang des Vergleichers IC2 auf den
"H"-Level angehoben. Im Ergebnis wird eine "H"-Levelspannung
zur Gate-Elektrode G des MOSFET TFET geführt, so daß der
letztere TFET eingeschaltet wird. Wenn der MOSFET TFET
leitend (ein) wird, und zwar in dieser Weise, und das
Potential der Source-Elektrode S auf +12 V angehoben wird,
wird das Potential des Verbindungspunktes E schnell auf +24 V
angehoben. Im Ergebnis wird das Potential der Gate-Elektrode
G des MOSFET TFET ebenfalls schnell angehoben, wodurch
dieses höher gehalten wird, als jenes der Source-Elektrode
S. Darum wird der MOSFET TFET in leitendem Zustand gehalten.
Bei dieser Betriebsweise wird der Kondensator C6 kaum
entladen. D. h. der Kondensator C6 wird geringfügig entladen,
infolge des Leckstromes, der Kondensator C6 wird aber im
wesentlichen geladen gehalten. Zusätzlich zur Ladespannung
des Kondensators C6 hält das hohe Potential der
Gate-Elektrode den MOSFET TFET leitend. Die Anwendung der
vorstehend beschriebenen Technik erlaubt die Verwendung
eines Kondensators C6, welche eine geringe Kapazität hat,
was zu einer Reduktion der Herstellungskosten beiträgt.
Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der
Kontrollschaltung für einen Scheinwerferreiniger gemäß der
Erfindung. Die Kontrollschaltung 10 4, die in Fig. 4
dargestellt ist, unterscheidet sich von der vorstehend
beschriebenen Kontrollschaltung 10 3 in der Anordnung des
Interface-(Schnittstellen-)Abschnitts. D. h., in dem
Interface-Abschnitt 10-11 wird ein Vergleicher IC1 anstelle
eines Transistors Tr1 (Fig. 3) verwendet. In der
Kontrollschaltung kann eine IC-Packung effizient verwendet
werden. D. h. zwei Operationverstärker (Operationsverstärker
sind üblicherweise paarweise angeordnet) können zusammen als
Vergleicher IC1 und IC2 verwendet werden.
Fig. 5 zeigt ein fünften Ausführungsbeispiel einer
Steuerschaltung für einen Scheinwerferreiniger gemäß der
Erfindung. Die Kontrollschaltung 10 5, die in Fig. 5
dargestellt ist, ist die gleiche wie die vorstehend
beschriebene Kontrollschaltung 10 3, mit Ausnahme des
Interface-Abschnittes 10-12. D. h., im Interface-Abschnitt
10-12 wird ein PNP-Transistor als Transistor Tr1 verwendet.
Die Verwendung des PNP-Transistors verhindert das Auftreten
einer Fehloperation, wenn der Zündschalter 8 eingeschaltet
wird. Dies wird nun im Detail beschrieben.
Wenn, im Fall der Kontrollschaltung 10 3, der Zündschalter 8
eingeschaltet wird, werden die Kondensatoren C4 und C5
entladen, so daß der Transistor Tr2 leitend wird (ein). Im
Ergebnis wird der Ausgang des Vergleichers IC2 auf den
"H"-Level angehoben und der MOSFET TFET wird eingeschaltet.
Darum wird der Strom für eine kurze Zeitdauer zum
Reinigermotor 3 geführt. Im Falle der Kontrollschaltung 10 5
wird, wenn der Zündschalter 8 eingeschaltet wird, der
Transistor Tr2 nicht-leitend (ein) gemacht, da der
Transistor Tr1 in einem nicht-leitenden (aus) Zustand
gehalten ist, was dazu führt, daß die Zufuhr von Strom zu
dem Reinigermotor 3 unterbrochen wird.
Fig. 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer
Steuerschaltung für einen Scheinwerferreiniger gemäß der
Erfindung. Die Steuerschaltung 10 6 hat im wesentlichen den
gleichen Aufbau wie die vorstehend beschriebene
Steuerschaltung 10 5, mit der Ausnahme des
Zeitgeberabschnittes 10-22. D. h., beim Zeitgeberabschnitt
10-22 wird ein Vergleicher IC1 verwendet, anstelle des
Transistors Tr2.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei der Kontrollschaltung
10 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Anschluß des
Reinigermotors 3 immer auf Erdlevel gehalten, und der andere
Anschluß wird mit dem positiven Anschluß der Stromquelle 9
verbunden durch die Source-Elektrode S und die
Drain-Elektrode D des N-Kanals MOSFET TFET, und zwar während
der gesamten Zeit. Dadurch ist die Kontrollschaltung im
wesentlichen frei vom Korossionsproblem, z. B. durch
Feuchtigkeit. Der N-Kanal MOSFET TFET ist im wesentlichen
gegen Korrosion infolge von Feuchtigkeit resistiv, ist
vibrationsbeständig und wird kaum durch Magnetfelder
beeinflußt. Zusätzlich ist sein "Ein"-Widerstand gering und
erzeugt nur eine geringe Menge von Wärme. Darum können die
Scheinwerferreinigerkontrollschaltung und der Reinigermotor
3 als eine Einheit mit einer einfachen wasserdichten
Bauweise gestaltet werden.
Fig. 8 ist eine Querschnittsdarstellung der
Scheinwerferreinigersteuerschaltung 10 und des
Reinigermotors 3, welche als eine Einheit konstruiert sind.
In Fig. 8 bezeichnen die Referenznummern 3-1 den Anker, 3-2
den Stator, 3-31 und 3-32 die Lager, 3-4 den Kommutator und
3-5 ein Motorgehäuse. Bei dieser Einheit ist die
Steuerschaltung 10 des Scheinwerferreinigers auf einer
gedruckten Leiterplatte 11 angeordnet, um eine
Leiterplattenbaueinheit 12 zu bilden. Die
Leiterplattenbaueinheit 12 ist am Boden des Motorgehäuses
3-5 in einer einfachen wasserdichten Bauweise angeordnet.
Ein männlicher Verbinder 14 ist mit einem weiblichen
Verbinder 13 verbunden, um Strom zu der Kontrollschaltung 10
zu führen.
In der Kontrollschaltung 10 kann ein P-Kanal MOSFET
verwendet werden, anstelle eines N-Kanals MOSFET, wie dies
vorstehend beschrieben wurde. Die Verwendung eines P-Kanals
MOSFET ist jedoch nachteilig, da ein P-Kanal MOSFET einen
höheren "Ein"-Widerstand aufweist als eine
N-Kanaleinrichtung, und darum ist der P-Kanal MOSFET
weniger dazu geeignet, einen Motor anzutreiben, der einen
hohen Strom benötigt, d. h., die Verwendung eines P-Kanals
MOSFET führt zu höheren Betriebskosten. In der
Kontrollschaltung für einen Scheinwerferreiniger gemäß der
vorliegenden Erfindung werden unterschiedliche Techniken
verwendet, um einen N-Kanal MOSFET zu verwenden, als ob es
ein P-Kanal MOSFET wäre.
Zusätzlich kann anstelle eines N-Kanals MOSFET ein
PNP-Transistor verwendet werden. Wenn jedoch ein
PNP-Transistor verwendet wird, ist es erforderlich, den
Basisstrom zu erhöhen und dementsprechend erzeugt der
PNP-Transistor eine große Menge von Wärme. Deshalb ist es
notwendig, eine Wärmesenke für den Transistor vorzusehen,
was die gesamte Baueinheit umfangreich macht.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist bei
der Kontrollschaltung für einen Scheinwerferreiniger gemäß
der vorliegenden Erfindung ein Anschluß des Reinigermotors
immer auf Erdniveau gelegt und der andere Anschluß ist durch
die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode des N-Kanals
MOSFET mit dem positiven Anschluß einer Stromquelle des
Fahrzeuges verbunden.
Weiterhin ist die Kontrollschaltung für einen
Scheinwerferreiniger, welche einen N-Kanal MOSFET verwendet,
im wesentlichen widerstandsfähig gegen Korrosion infolge von
Feuchtigkeit, widerständsfähig gegen Vibration und ist kaum
durch Magnetfelder beeinflußt, und kann mit dem
Reinigermotor mit einer einfachen wasserdichten Bauweise
kombiniert werden.
Claims (15)
1. Steuerschaltung für ein Scheinwerferreiniger-System,
welches einen Reinigermotor und einen Reinigerschalter
aufweist, wobei diese Steuerschaltung beinhaltet:
einen N-Kanal MOSFET, welcher eine Source-Elektrode aufweist, die mit einem Anschluß dieses Reinigermotors verbunden ist, wobei der andere Anschluß des Reinigermotors auf Erdniveau liegt, sowie eine Drain-Elektrode, welche mit dem positiven Anschluß einer Stromquelle verbunden ist;
ladbare Mittel, welche zwischen dieser Source-Elektrode des MOSFET und dem positiven Anschluß dieser Stromquelle durch einen Zündschalter verbunden sind, wobei diese Auflademittel aufgeladen werden, wenn dieser Zündschalter eingeschaltet wird; und
Zeitgebermittel, welche einen Zeitgeberbetrieb starten, wenn dieser Reinigerschalter eingeschaltet wird, während dieser Zündschalter eingeschaltet ist, um das Niveau der Gate-Elektrode dieses MOSFET zu erhöhen, um diesen MOSFET leitend zu machen, und welcher eine Ladespannung dieser Auflademittel zu dieser Gate-Elektrode führt, für eine vorbestimmte Zeitperiode, die dauert, bis dieser Zeitgeberbetrieb beendet ist, um den Level dieser Gate-Elektrode höher zu halten, als den dieser Source-Elektrode.
einen N-Kanal MOSFET, welcher eine Source-Elektrode aufweist, die mit einem Anschluß dieses Reinigermotors verbunden ist, wobei der andere Anschluß des Reinigermotors auf Erdniveau liegt, sowie eine Drain-Elektrode, welche mit dem positiven Anschluß einer Stromquelle verbunden ist;
ladbare Mittel, welche zwischen dieser Source-Elektrode des MOSFET und dem positiven Anschluß dieser Stromquelle durch einen Zündschalter verbunden sind, wobei diese Auflademittel aufgeladen werden, wenn dieser Zündschalter eingeschaltet wird; und
Zeitgebermittel, welche einen Zeitgeberbetrieb starten, wenn dieser Reinigerschalter eingeschaltet wird, während dieser Zündschalter eingeschaltet ist, um das Niveau der Gate-Elektrode dieses MOSFET zu erhöhen, um diesen MOSFET leitend zu machen, und welcher eine Ladespannung dieser Auflademittel zu dieser Gate-Elektrode führt, für eine vorbestimmte Zeitperiode, die dauert, bis dieser Zeitgeberbetrieb beendet ist, um den Level dieser Gate-Elektrode höher zu halten, als den dieser Source-Elektrode.
2. Steuerschaltung gemäß Anspruch 1, wobei diese Lademittel
eine Diode aufweisen, welche eine Anode aufweist, die mit
diesem Zündschalter verbunden ist und einen ersten
Kondensator, welcher einen ersten Anschluß aufweist, der mit
einer Kathode dieser Diode verbunden ist, und einen zweiten
Anschluß, der mit der Source-Elektrode dieses MOSFET
verbunden ist.
3. Steuerschaltung gemäß Anspruch 2, wobei die
Zeitgebermittel einen zweiten Kondensator und eine
Widerstandsschaltung aufweisen, die mit diesem zweiten
Kondensator verbunden ist, und wobei eine Zeitkonstante
dieses zweiten Kondensators und dieser Widerstandsschaltung
diese vorbestimmte Zeit festlegen.
4. Steuerschaltung gemäß Anspruch 3, wobei diese
Zeitgebermittel weiterhin Transistorschaltmittel aufweisen,
um diesen zweiten Kondensator aufzuladen, wenn dieser
Reinigerschalter in einem ausgeschalteten Zustand ist, und
um diesen Kondensator zu entladen, in Reaktion darauf, daß
der Reinigerschalter in einen Ein-Zustand gebracht wird.
5. Steuerschaltung gemäß Anspruch 3, welcher weiterhin
eine Strom-Ein-Rücksetzschaltung aufweist, um diesen MOSFET
in einen Aus-Zustand für eine zweite vorbestimmte
Zeitperiode zu halten, nachdem dieser Zündschalter in einem
Ein-Zustand ist.
6. Steuerschaltung gemäß Anspruch 5, wobei diese
Strom-Ein-Rücksetzschaltung einen dritten Kondensator
aufweist, wobei dieser dritte Kondensator eine längere
Aufladezeit hat, als dieser zweite Kondensator.
7. Steuerschaltung gemäß Anspruch 6, wobei diese
Zeitgebermittel einen ersten bipolaren Transistor aufweisen,
der zwischen einem Anschluß dieses zweiten Kondensators und
dieser Gate-Elektrode dieses MOSFET angeordnet ist, und
einen zweiten bipolaren Transistor, welcher mit diesem
zweiten Kondensator verbunden ist, um diesen zweiten
Kondensator zu entladen, wenn dieser Reinigerschalter in
einen Ein-Zustand gebracht ist.
8. Steuerschaltung gemäß Anspruch 6, wobei diese
Zeitgebermittel einen Vergleicher aufweisen wobei ein
Anschluß dieses zweiten Kondensators mit einem ersten
Eingang dieses Vergleichers verbunden ist und ein Anschluß
dieses dritten Kondensators mit einem zweiten Eingang dieses
Vergleichers verbunden ist, und wobei ein Ausgang dieses
Vergleichers mit dieser Gate-Elektrode dieses MOSFET
verbunden ist.
9. Steuerschaltung gemäß Anspruch 8, wobei weiterhin ein
bipolarer Transistor vorgesehen ist, der den Ausgang dieses
Vergleichers mit der Gate-Elektrode dieses MOSFET verbindet.
10. Steuerschaltung gemäß Anspruch 8, wobei diese
Zeitgebermittel weiterhin einen bipolaren Transistor
aufweisen, der mit diesem zweiten Kondensator verbunden ist,
um diesen zweiten Kondensator zu entladen, wenn dieser
Reinigerschalter in einen Ein-Zustand gebracht ist.
11. Steuerschaltung gemäß Anspruch 10, wobei diese
Zeitgebermittel weiterhin einen zweiten Vergleicher
beinhalten, wobei dieser zweite Vergleicher mit diesem
zweiten Kondensator verbunden ist, um diesen zweiten
Kondensator zu entladen, wenn dieser Reinigerschalter in
einen Ein-Zustand geschaltet ist.
12. Steuerschaltung gemäß Anspruch 5, welche weiterhin
eine Interfaceschaltung aufweist, die mit diesem
Reinigerschalter verbunden ist, um den Betrieb dieser
Zeitgebermittel zu starten, zu dieser vorbestimmten
Zeitperiode, in Reaktion darauf, daß dieser Reinigerschalter
in einen Ein-Zustand gebracht ist.
13. Steuerschaltung gemäß Anspruch 12, wobei diese
Interfaceschaltung einen vierten Kondensator aufweist, der
mit dem Reinigerschalter und dieser Stromquelle verbunden
ist, wobei dieser Kondensator aufgeladen wird, wenn dieser
Reinigerschalter sich im Aus-Zustand befindet, und entladen
wird, wenn dieser Reinigungsschalter sich im Ein-Zustand
befindet.
14. Steuerschaltung gemäß Anspruch 13, wobei diese
Interfaceschaltung weiterhin einen bipolaren Transistor
aufweist, der zwischen diesem vierten Kondensator und einem
Triggereingang dieser Zeitgebermittel angeordnet ist.
15. Steuerschaltung gemäß Anspruch 13, wobei diese
Interfaceschaltung weiterhin einen Vergleicher beinhaltet,
der zwischen diesem vierten Kondensator und einem
Triggereingang dieser Zeitgebermittel angeordnet ist.
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| JPH04121256A (ja) | 1992-04-22 |
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