ES2311713T3 - Dispositivo de activacion para instalaciones de limpiaparabrisas bimotores. - Google Patents
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Abstract
Instalación de limpiaparabrisas bimotor con dos motores eléctricos (M1, M2) para un vehículo de motor, que están unidos en cada caso a un brazo de limpiaparabrisas (3) para accionar el mismo, y con un dispositivo de activación (4) que presenta tres instalaciones de activación (HB1, HB2, HB3), en donde cada una de las instalaciones de activación (HB1, HB2, HB3) comprende un primer elemento de conmutación (S1, S2, S3) y un segundo elemento de conmutación (S4, S5, S6), en donde en cada caso un primer elemento de conmutación (S1, S2, S3) y un segundo elemento de conmutación (S4, S5, S6) están conectados en una disposición en serie, en donde las tres instalaciones de activación (HB1, HB2, HB3) están dispuestas en paralelo y están conectada entre dos potenciales de tensión, caracterizado porque en cada caso está configurado un punto de unión entre un primer elemento de conmutación (S1, S2, S3) y un segundo elemento de conmutación (S4, S5, S6), en donde un punto de unión de una primera instalación de activación (HB1) está unido a una primera conexión de un primer motor eléctrico (M1), un punto de unión de una segunda instalación de activación (HB2) a una segunda conexión del primer motor eléctrico (M1), y un punto de unión de una tercera instalación de activación (HB3) a una segunda conexión del segundo motor eléctrico (M2), en donde el punto de unión de la segunda unidad de activación (HB2) está unido de forma eléctricamente conductora a una primera conexión del segundo motor eléctrico (M2).
Description
Dispositivo de activación para instalaciones de
limpiaparabrisas bimotores.
La invención se refiere a una instalación de
limpiaparabrisas bimotor con dos motores eléctricos, en especial
para un vehículo de motor y un procedimiento para activar un
dispositivo de activación de este tipo.
Desde hace poco se utilizan las llamadas
instalaciones de limpiaparabrisas bimotores (ZMW) como instalaciones
de limpiaparabrisas para vehículos de motor. Las instalaciones de
limpiaparabrisas habituales de este tipo disfrutan cada una de un
motor eléctrico para el accionamiento en el lado del conductor y en
el lado del copiloto, con preferencia motores CC, en donde cada uno
de los motores eléctricos es activado por un aparato de control
aparte con una electrónica de control. Cada electrónica de control
comprende un puente H con elementos de conmutación de la electrónica
de potencia, en especial MOSFETs de potencia. Cada uno de los
puentes H comprende un circuito paralelo de dos
semi-puentes, en donde cada uno de los
semi-puentes presenta un circuito serie de dos
elementos de conmutación. De este modo una electrónica de control
habitual presenta para cada motor de una instalación de
limpiaparabrisas bimotor cuatro elementos de conmutación. En total
las electrónicas de control comprenden por lo tanto para ambos
motores en conjunto ocho elementos de conmutación.
Con estos ocho elementos de conmutación es
posible modificar conforme a la polaridad el signo de la tensión de
control que acciona los motores eléctricos y, de este modo,
conseguir una inversión del sentido de giro del motor. Además de
esto es posible, con ayuda de una frecuencia de conmutación o
sincronización seleccionable para los elementos de conmutación,
regular la magnitud efectiva de la tensión de alimentación y por
medio de ello el número de revoluciones de los motores
eléctricos.
El documento
US-A-4 638 222 describe una
activación electrónica de cuatro motores de corriente continua con
un total de seis semi-puentes. En cada caso se
controlan dos motores con tres semi-puentes. No
existe una relación con una instalación de limpiaparabrisas
bimotor.
El documento
US-A-4 670,695 describe un control
electromecánico de una instalación de limpiaparabrisas bimotor. No
existe una relación con un control electrónico de los dos
motores.
La tarea de la presente invención consiste en
aprontar una instalación de limpiaparabrisas más económica.
La tarea es resuelta conforme a la invención con
una instalación de limpiaparabrisas bimotor con las particularidades
conforme a la reivindicación 1, así como con un procedimiento para
hacer funcionar una instalación de limpiaparabrisas de este tipo con
las particularidades conforme a la reivindicación de patente 4.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
perfeccionamientos ventajosos del dispositivo conforme a la
invención y del procedimiento conforme a la invención.
El dispositivo de activación electrónico de una
instalación de limpiaparabrisas bimotor comprende conforme a la
invención tres semi-puentes, en donde cada uno de
los tres semi-puentes presenta un circuito serie de
dos elementos de conmutación. Los tres semi-puentes
están conectados en cada caso en paralelo a una tensión continua de
alimentación para ambos motores eléctricos. Cada uno de los motores
eléctricos es activado por dos semi-puentes, en
donde uno central de los dos semi-puentes activa
ambos motores eléctricos.
De forma ventajosa se ha reducido a seis el
número de elementos de conmutación frente a electrónicas de
activación habituales del estado de la técnica. Mediante el ahorro
de dos elementos de conmutación puede materializarse una ejecución
más económica de etapas finales de potencia de aparatos de control
para instalaciones de limpiaparabrisas bimotores.
Con ayuda del dispositivo de activación conforme
a la invención puede conseguirse ventajosamente una reducción de
tiempo de fabricación, montaje y mantenimiento y de costes de
instalaciones de limpiaparabrisas bimotores.
Mediante el menor número de elementos de
conmutación semiconductores de potencia es posible asimismo, de
forma ventajosa, alargar el periodo de tiempo medio entre casos de
avería que se producen estadísticamente (tiempo MTBF). De este modo
puede lograrse una mayor fiabilidad del dispositivo de activación
conforme a la invención. Asimismo puede reducirse, mediante el menor
número de elementos de conmutación, un consumo de energía del
dispositivo de activación conforme a la invención con relación a
dispositivos de activación habituales.
Una primera forma de ejecución preferida del
dispositivo de activación conforme a la invención prevé una
capacidad de activación simultánea de ambos motores eléctricos
mediante el semi-puente central.
Otra forma de ejecución preferida del
dispositivo de activación electrónico prevé una capacidad de
activación alternativa de los dos motores eléctricos mediante el
semi-puente central.
A continuación se explica con más detalle la
invención con base en las figuras adjuntas. Con ello muestran
la figura 1 una representación esquemática de
una instalación de limpiaparabrisas bimotor de un vehículo de
motor;
la figura 2 un esquema de conexiones de
principio de una forma de ejecución del dispositivo de activación
conforme a la invención;
la figura 3 una explicación esquemática de un
primer modo de funcionamiento preferido del dispositivo de
activación conforme a la invención; y
la figura 4 una explicación esquemática de otro
modo de funcionamiento preferido del dispositivo de activación
conforme a la invención.
La figura 1 muestra una representación
esquemática de una instalación de limpiaparabrisas bimotor para un
parabrisas 2 de un vehículo de motor. Dos brazos de limpiaparabrisas
3 son accionados por dos motores eléctricos M1, M2, en donde cada
uno de los brazos de limpiaparabrisas 3 es accionado por un motor
eléctrico aparte.
En la figura 2 se ha representado una forma de
ejecución del dispositivo de activación conforme a la invención. La
figura muestra una instalación de limpiaparabrisas bimotor 1 de un
vehículo de motor con dos motores de corriente continua M1, M2 y un
dispositivo de activación electrónico 4 conforme a la invención. El
dispositivo de activación 4 comprende tres
semi-puentes HB1, HB2, HB3, en donde un primer
semi-puente HB1 comprende un circuito serie de un
primer y un cuarto elementos de conmutación S1, S4. Un segundo
semi-puente central HB2 comprende un circuito serie
de un segundo y un quinto elementos de conmutación S2, S5. Un tercer
semi-puente HB3 comprende un circuito serie de un
tercer y un sexto elementos de conmutación S3, S6. Los elementos de
conmutación S1, S2, S3, que están asociados a la tensión positiva,
son los llamados conmutadores High-Side del
semi-puente asociado en cada caso. Los elementos de
conmutación S4, S5, S6, que están asociados al potencial de masa,
son los llamados conmutadores Low-Side del
semi-puente asociado en cada caso.
Los tres semi-puentes HB1, HB2,
HB3 están conectados entre ellos en paralelo y a una tensión de
alimentación U_{B} o potencial de masa, en donde en cada caso un
punto de unión entre un primer elemento de conmutación de uno de los
semi-puentes HB1, HB2, HB3 y un segundo elemento de
conmutación de uno de los semi-puentes HB1, HB2, HB3
está unido en cada caso, de forma eléctricamente conductora, a uno
de los devanados de inducido de los motores eléctricos M1, M2. Un
punto de unión entre el segundo elemento de conmutación S2 y el
quinto elemento de conmutación S5 del segundo
semi-puente HB2 está unido en cada caso, de forma
eléctricamente conductora, a un devanado de inducido de los dos
motores eléctricos M1, M2.
DE este modo cada uno de los dos motores
eléctricos M1, M2 es activado en cada caso por dos
semi-puentes, en donde un primer motor eléctrico M1
es activado por el primer y segundo semi-puentes
HB1, HB2 y un segundo motor eléctrico M2 con ayuda del segundo y
tercer semi-puentes HB2, HB3. El segundo
semi-puente HB2 está configurado por lo tanto para
la activación conjunta de los dos motores eléctricos M1, M2.
La figura 3 muestra una representación
esquemática de un primer modo de funcionamiento preferido del
dispositivo de activación conforme a la invención. Con ello se
utiliza el segundo semi-puente central HB2 para la
activación simultánea de ambos motores eléctricos M1 y M2. Según la
polaridad deseada de una tensión de control, con la que deben
hacerse funcionar los dos motores eléctricos y que garantiza un
sentido de giro unitario de los dos motores, se cierra el segundo
elemento de conmutación S2 o el quinto elemento de conmutación S5
del segundo semi-puente HB2. En la figura 3 se ha
representado cerrado el segundo elemento de conmutación S3, es
decir, con funcionamiento transconectado. El cuarto elemento de
conmutación S4 del primer semi-puente HB1 y el sexto
elemento de conmutación S6 del tercer semi-puente
HB3 se hacen funcionar sincronizados.
Esto significa que según la frecuencia de
sincronización de los elementos de conmutación S4, S6 cuarto y
sexto, que se hacen funcionar sincronizados, pueden ajustarse los
valores de tensión efectivos para ambos motores eléctricos M1, M2.
En el caso de funcionamiento sincronizado del elemento de
conmutación se sincroniza de forma diametralmente opuesta, en cada
caso, el otro elemento de conmutación del mismo
semi-puente, de tal modo que puede configurarse una
corriente de marcha libre a través del otro elemento de conmutación
de los semi-puentes primero y tercero HB1, HB3, del
motor eléctrico y del elemento de conmutación conectado de forma
conductora del segundo semi-puente central HB2. En
el ejemplo de ejecución mostrado puede configurarse de este modo una
corriente l1 a través del segundo elemento de conmutación S2, del
primer motor eléctrico M1 y del cuarto elemento de conmutación S4.
Una corriente l2 puede fluir además a través del segundo elemento de
conmutación S2, del segundo motor eléctrico M2 y del sexto elemento
de conmutación S6.
Con el modo de funcionamiento mostrado en la
figura 3 es posible, de modo y forma sencillos y cómodos, controlar
el número de revoluciones de los motores eléctricos M1, M2. A partir
del hecho de que el segundo semi-puente HB2 activa
al mismo tiempo los dos motores eléctricos, puede obtenerse un mayor
flujo de corriente a través del segundo semi-puente
HB2. Por ello es ventajoso que los elementos de conmutación del
segundo semi-puente HB2, en comparación con los
elementos de conmutación de los semi-puentes primero
y tercero HB1, HB3, estén dimensionados con una potencia mayor.
El sentido de giro de los motores eléctricos M1,
M2 puede invertirse fácilmente en el ejemplo de ejecución mostrado
en la figura 3, por medio de que en lugar del segundo elemento de
conmutación S2 esté conectado de forma conductora el quinto elemento
de conmutación S5 del segundo semi-puente HB2.
Además de esto es para ello necesario que el primer elemento de
conmutación S1 del primer semi-puente HB1 y el
tercer elemento de conmutación S3 del tercer
semi-puente HB3 se hagan funcionar de forma
sincronizada.
Asimismo es también posible, en la forma de
ejecución mostrada en la figura 3 del dispositivo de activación 4
conforme a la invención, que uno de los elementos de conmutación del
segundo semi-puente HB2 se haga funcionar de forma
sincronizada y que, en cada caso, uno de los elementos de
conmutación de los semi-puentes primero y tercero
HB1, HB3 se hagan funcionar conectados de forma conductora. Esto es
especialmente ventajoso si se pretende conseguir unas tensiones de
control coincidentes de forma especialmente exacta para los motores
eléctricos M1, M2.
La figura 4 muestra una representación
esquemática de otro modo de funcionamiento preferido del dispositivo
de activación 4 conforme a la invención. Con ello el segundo
semi-puente HB2 sirve para una activación común y
alternativa de los dos motores eléctricos M1, M2. El segundo
semi-puente HB2 se hace funcionar sincronizado,
mientras que los semi-puentes primero y tercero HB1,
HB3 no se hacen funcionar sincronizados. Esto significa que el
elemento de conmutación de los semi-puentes primero
y tercero HB1, HB3, que fija la polaridad de la tensión de
funcionamiento para los motores eléctricos M1, M2, está conectado de
forma permanentemente conductora.
En la forma de ejecución mostrada en la figura 4
están conectados de forma conductora permanente el segundo elemento
de conmutación S4 del primer semi-puente HB1 y el
tercer elemento de conmutación S3 del tercer
semi-puente HB3. El segundo elemento de conmutación
S2 y el quinto elemento de conmutación S5 del segundo
semi-puente HB2 se hacen funcionar de forma
sincronizada diametralmente opuesta, es decir, que el segundo
elemento de conmutación S2 y el quinto elemento de conmutación S5 se
abren o se conectan de forma conductora, en cada caso de forma
diametralmente opuesta. Por medio de esto puede configurarse una
corriente l1 a través del segundo elemento de conmutación S2, del
primer motor eléctrico m1 y del cuarto elemento de conmutación S4.
Aparte de esto puede configurarse una corriente l2 a través del
tercer elemento de conmutación S3, del segundo motor eléctrico M2 y
del quinto elemento de conmutación S5.
En el caso del modo de funcionamiento preferido
mostrado en la figura 4, se divide la tensión de control efectiva,
con la que puede activarse como máximo cada uno de los motores
eléctricos M1, M2, conforme a las relaciones de conexión de los
conmutadores High-Side y Low-Side
del segundo semi-puente HB2. De este modo sólo se
dispone para cada motor eléctrico efectivamente de un determinado
porcentaje de la tensión de alimentación U_{B}. Por ejemplo se
dispone, en el caso de una relación de conexión de 50:50, en cada
caso de la mitad de la tensión de alimentación U_{B} para cada uno
de los motores eléctricos M1, M2.
Claims (8)
1. Instalación de limpiaparabrisas bimotor con
dos motores eléctricos (M1, M2) para un vehículo de motor, que están
unidos en cada caso a un brazo de limpiaparabrisas (3) para accionar
el mismo, y con un dispositivo de activación (4) que presenta tres
instalaciones de activación (HB1, HB2, HB3), en donde cada una de
las instalaciones de activación (HB1, HB2, HB3) comprende un primer
elemento de conmutación (S1, S2, S3) y un segundo elemento de
conmutación (S4, S5, S6), en donde en cada caso un primer elemento
de conmutación (S1, S2, S3) y un segundo elemento de conmutación
(S4, S5, S6) están conectados en una disposición en serie, en donde
las tres instalaciones de activación (HB1, HB2, HB3) están
dispuestas en paralelo y están conectada entre dos potenciales de
tensión, caracterizado porque en cada caso está configurado
un punto de unión entre un primer elemento de conmutación (S1, S2,
S3) y un segundo elemento de conmutación (S4, S5, S6), en donde un
punto de unión de una primera instalación de activación (HB1) está
unido a una primera conexión de un primer motor eléctrico (M1), un
punto de unión de una segunda instalación de activación (HB2) a una
segunda conexión del primer motor eléctrico (M1), y un punto de
unión de una tercera instalación de activación (HB3) a una segunda
conexión del segundo motor eléctrico (M2), en donde el punto de
unión de la segunda unidad de activación (HB2) está unido de forma
eléctricamente conductora a una primera conexión del segundo motor
eléctrico (M2).
2. Instalación de limpiaparabrisas bimotor según
la reivindicación 1, caracterizada porque los dos motores
eléctricos (M1, M2) pueden activarse simultáneamente mediante la
segunda instalación de activación (HB2).
3. Instalación de limpiaparabrisas bimotor según
la reivindicación 1, caracterizada porque los dos motores
eléctricos (M1, M2) pueden activarse alternativamente mediante la
segunda instalación de activación (HB2).
4. Procedimiento para activar dos motores
eléctricos (M1, M2) de una instalación de limpiaparabrisas bimotor
(1) de un vehículo de motor, en donde se utilizan
semi-puentes (HB1, HB2, HB3) para la activación, en
donde con un primer y un segundo semi-puente (HB1,
HB2) se activa un primer motor (M1), que acciona un primer brazo de
limpiaparabrisas (3), caracterizado porque un segundo motor
(M2), que acciona un segundo brazo de limpiaparabrisas (3), se
activa con el segundo semi-puente (HB2) y con un
tercer semi-puente (HB3).
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque los dos motores (M1, M2) se activan
simultáneamente con el segundo semi-puente
(HB2).
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque un primer elemento de conmutación del
segundo semi-puente (HB2) está abierto y un segundo
elemento de conmutación del segundo semi-puente está
conectado de forma conductora permanente- o sincronizadamente.
7. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque los dos motores (M1, M2) se activan
alternativamente con el segundo semi-puente
(HB2).
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque el primer elemento de conmutación del
segundo semi-puente se conecta de forma conductora,
sincronizado de forma diametralmente opuesta, al segundo elemento de
conmutación del segundo semi-puente (HB2), y en cada
caso uno de los elementos de conmutación del primero y del tercer
semi-puente (HB1, HB3) se conecta de forma
permanentemente conductora.
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