WO2000036731A1 - Elektrische antriebseinheit für fahrzeugaggregate - Google Patents

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    • H05K3/202Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern using self-supporting metal foil pattern

Definitions

  • the invention relates to an electric drive unit for vehicle units of the type defined in the preamble of claim 1.
  • a known drive unit for window regulators in motor vehicles (DE 90 13 006 Ul) has one as
  • Commutator motor designed electrical gear motor with a gear housing adjoining the end of the motor housing on the commutator side, into which the extended motor shaft projects as a gear drive shaft (worm shaft).
  • gear drive shaft worm shaft
  • an electronics housing is one with an outer connector and a brush holder and with
  • Components of control electronics for the commutator motor arranged electrically connected circuit board.
  • a receiving part for the brush holder and a receiving part for the connector are provided on the circuit board.
  • a lead frame made of metal strips which serve as conductor tracks for connecting components.
  • the components are attached to the lead frame and their connecting legs are welded or soldered to the lead frame.
  • Integrated circuits, sensors, resistors, capacitors and the like are given as examples of possible component assemblies.
  • the lead frame with the components is overmolded with plastic.
  • the inventive electric drive unit for vehicle units with the features of claim 1 has the advantage that the circuit board is replaced by a simple lead frame and thus by omitting the
  • the drive unit can be designed as a standard unit with the basic functions for motor control, with all customer-dependent additional control functions being relocated to the already existing central electronics of the motor vehicle.
  • the motor control is wear-free and disruptive due to the semiconductor circuit breaker Click noises, as they occur when switching relays are used normally, are avoided.
  • the drive unit can be made quite small overall.
  • the lead frame with integrated circuit is in the
  • Gearbox arranged, wherein it is placed so that the integrated circuit is in the immediate area of the gear spur gear, in which a sensor magnet is pressed for parking position detection of the vehicle unit.
  • Fig. 1 is a block diagram of an electrical
  • Fig. 2 is a plan view of the electric drive unit with the transmission housing open and the transmission removed. Description of the embodiment
  • the electrical drive unit for a vehicle wiper preferably a rear wiper, shown in the block diagram in FIG. 1, as
  • Exemplary embodiment for a general vehicle assembly has an electric motor 10, a circuit breaker arranged in the circuit of the electric motor 10 and a control unit for controlling the circuit breaker as a function of input signals present.
  • the circuit breaker is designed as a semiconductor circuit breaker, preferably as an n-channel MOS-FET, and combined with the control unit to form an integrated circuit (IC) 11.
  • IC integrated circuit
  • the integrated circuit 11 has a total of five connections 12-16, of which the
  • Connections 12 - 15 are placed on a connector 17 and the connection 16 is connected to the positive commutator brush of the electric motor 10 designed as a commutator motor.
  • the voltage supply (terminal 15 and ground) is connected to the connector 17 and, on the other hand, a control output and a diagnostic input of central electronics 18 of the motor vehicle are connected.
  • the integrated circuit 11 contains only engine-relevant functions, namely control of the engine 10 in dependence on the input signal ENGINE ON, chip temperature, supply voltage logic, parking position signal, engine brake, blocking and overload protection for the engine 10, parking position detection.
  • the integrated circuit 11 is arranged on a lead frame 19, also called lead frame, and is mechanically and electrically connected to it.
  • the mechanical or electrical connection is made by soldering or welding the connections 12-16 protruding from the integrated circuit 11 to the corresponding metal webs of the lead frame 19.
  • the lead frame 19 is inserted into a gear housing 20 of a gear driven by the output shaft of the electric motor 10 and turned on the gearbox 20 made of plastic attached, for example by

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Abstract

Bei einer elektrischen Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate, wie Fensterheber, Scheibenwischer od.dgl., mit einem Elektromotor (10), einem im Stromkreis des Elektromotors (10) angeordneten Leistungsschalter und einer Steuereinheit zum Steuern des Leistungsschalters ist zur Reduzierung der Fertigungskosten und Erzielung eines kleinen Einbauvolumens der Leistungsschalter als Halbleiter-Leistungsschalter ausgebildet und zusammen mit der Steuereinheit zu einem integrierten Schaltkreis (11) zusammengefasst. Der integrierte Schaltkreis (11) ist auf einem Stanzgitter (19) angeordnet und mechanisch und elektrisch mit diesem verbunden.

Description

Elektrische Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Eine bekannte Antriebseinheit für Fensterheber in Kraftfahrzeugen (DE 90 13 006 Ul) weist einen als
Kommutatormotor konzipierten elektrischen Getriebemotor mit einem an das kommutatorseitige Ende des Motorgehäuses sich anschließenden Getriebegehäuse auf, in das die verlängerte Motorwelle als Getriebeantriebswelle (Schneckenwelle) hineinragt. In einem Elektronikgehäuse ist eine mit einem äußeren Anschlußstecker und einer Bürstenhalterung sowie mit
Bauelementen einer Steuerelektronik für den Kommutatormotor elektrisch verbundene Leiterplatte angeordnet. Auf der Leiterplatte ist ein Aufnahmeteil für die Bürstenhalterung und ein Aufnahmeteil für den Anschlußstecker vorgesehen.
Aus der DE 44 30 798 AI ist ein Stanzgitter aus Metallstreifen bekannt, die als Leiterbahnen zur Verbindung von Bauelementen dienen. Die Bauelemente sind auf dem Stanzgitter angebracht und ihre Anschlußbeinchen an das Stanzgitter angeschweißt oder angelötet. Als Beispiel für mögliche Bestückungs-Bauelemente sind integerierte Schaltungen, Sensoren, Widerstände, Kondensatoren u.dgl., angegeben. Das mit den Bauelementen bestückte Stanzgitter ist mit Kunststoff umspritzt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemä e elektrische Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Leiterplatte durch ein einfaches Stanzgitter ersetzt ist und somit durch Wegfall der
Leiterplattenfertigung Fertigungskosten eingespart werden können. Sämtliche Schaltungskomponenten sind in einem integrierten Schaltkreis (IC) vereinigt, einschließlich des als Halbleiter ausgebildeten Leistungsschalters. Die Antriebseinheit kann als Standardaggregat mit den Grundfunktionen für die Motoransteuerung ausgeführt werden, wobei alle kundenabhängigen Zusatzsteuerfunktionen in die ohnehin vorhandene Zentralelektronik des Kraftfahrzeugs verlegt werden. Durch den Halbleiter-Leistungsschalter ist die Motoransteuerung verschleißfrei, und störende Klickgeräusche, wie sie beim üblichen Verwenden von Schaltrelais auftreten, werden vermieden. Die Antriebseinheit kann insgesamt recht kleinvolumig ausgeführt werden.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen elektrischen Antriebseinheit möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stanzgitter mit integriertem Schaltkreis in dem
Getriebegehäuse angeordnet, wobei es so plaziert ist, daß der integrierte Schaltkreis in unmittelbarem Bereich des Getriebestirnrads liegt, in dem ein Gebermagnet für eine Parklagenerkennung des Fahrzeugaggregats eingepreßt ist.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektrischen
Antriebseinheit für einen Scheibenwischermotor in Fahrzeugen,
Fig. 2 eine Draufsicht der elektrischen Antriebseinheit bei geöffnetem Getriebegehäuse und entferntem Getriebe. Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellte elektrische Antriebseinheit für einen Fahrzeug-Scheibenwischer, vorzugsweise einen Heckscheibenwischer, als
Ausführungsbeispiel für ein allgemeines Fahrzeugaggregat, weist einen Elektromotor 10, einen im Stromkreis des Elektromotors 10 angeordneten Leistungsschalter und eine Steuereinheit zum Steuern des Leistungsschalters in Abhängigkeit von anliegenden Eingangssignalen auf. Der Leistungsschalter ist als Halbleiter-Leistungsschalter, vorzugsweise als n-Kanal MOS-FET, ausgebildet und zusammen mit der Steuereinheit zu einem integrierten Schaltkreis (IC) 11 zusammengefaßt. Der integrierte Schaltkreis 11 weist insgesamt fünf Anschlüsse 12 - 16 auf, von denen die
Anschlüsse 12 - 15 auf einen Anschlußstecker 17 gelegt sind und der Anschluß 16 mit der Plus-Kommutatorbürste des als Kommutatormotor ausgebildeten Elektromotors 10 verbunden ist. An den AnschlußStecker 17 ist einerseits die Spannungsversorgung (Klemme 15 und Masse) gelegt und andererseits ein Steuerausgang und ein Diagnoseeingang einer Zentralelektronik 18 des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Der integrierte Schaltkreis 11 beinhaltet nur motorrelevante Funktionen, und zwar Aisteuerung des Motors 10 in Abhängigkeit des Eingangssignals MOTOR EIN, Chiptemperatur, Versorgungsspannungslogik, Parklagensignal, Motorbremse, Blockier- und Überlastschutz für den Motor 10, Parklagenerkennung. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der integrierte Schaltkreis 11 auf einem Stanzgitter 19, auch lead-frame genannt, angeordnet und mechanisch und elektrisch mit diesem verbunden. Die mechanische oder elektrische Verbindung erfolgt dabei durch Löten oder Schweißen der aus dem integrierten Schaltkreis 11 herausragenden Anschlüsse 12 - 16 mit den entsprechenden Metallstegen des Stanzgitters 19. Das Stanzgitter 19 ist in ein Getriebegehäuse 20 eines von der Abtriebswelle des Elektromotors 10 angetriebenen Getriebes eingelegt und an dem aus Kunststoff gefertigen Getriebegehäuse 20 befestigt, z.B. durch
Ultraschallschweißen. In Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung des im Getriebegehäuse 20 integrierten Getriebes verzichtet worden. Das Stanzgitter 19 ist dabei im Getriebegehäuse 20 so plaziert, daß der integrierte Schaltkreis 11 im unmittelbaren Bereich des Getriebestirnrads liegt. In diesem Getriebestirnrad ist üblicherweise ein Gebermagnet für die Parklagenerkennung des Scheibenwischers eingepreßt, der mit einem in dem integrierten Schaltkreis 11 ausgebildeten Hallsensor zur Erkennung der Parklage und Abschaltung des Motors in der Parklage zusammenwirkt. Weitere Bauteile einer Motorelektronik, z.B. ein Entstörkondensator 21 sowie eine Entstördrossel 22, sind ebenfalls auf dem Stanzgitter 19 befestigt, das die elektrische Verbindung zu den Motoranschlüssen herstellt.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Antriebseinheit für Fahrzeugaggregate, wie Fensterheber, Scheibenwischer od.dgl., mit einem Elektromotor (10), einem im Stromkreis des Elektromotors
(10) angeordneten Leistungsschalter und einer Steuereinheit zum Steuern des Leistungsschalters in Abhängigkeit von anliegenden Eingangssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter als Halbleiter-Leistungsschalter ausgebildet und zusammen mit der Steuereinheit zu einem integrierten Schaltkreis
(11) zusammengefaßt ist und daß der integrierte Schaltkreis (11) auf einem Stanzgitter (19) angeordnet und mechanisch und elektrisch mit diesem verbunden ist.
. Antriebseinheit nach Anspruch 1, mit einem Getriebegehäuse (20) , dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzgitter (19) mit integriertem Schaltkreis (11) in dem Getriebegehäuse (20) angeordnet ist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Getriebegehäuse (20) ein Getriebe mit einem in einem Getriebestirnrad eingepreßten Gebermagneten für eine Parklagenerkennung des Fahrzeugaggregats aufgenommen und die Anordnung des Ξtanzgitters (19) so getroffen ist, daß der integrierte Schaltkreis (11) in unmittelbarem Bereich des Getriebestirnrads liegt.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische und elektrische
Verbindung zwischen dem integrierten Schaltkreis (11) und dem Stanzgitter (19) durch Löten oder Schweißen vorgenommen ist.
5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterleistungsschalter als MOS-FET, vorzugsweise n-Kanal MOS-FET, ausgebildet ist.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Verwendung für einen
Heckscheibenwischer der integrierte Schaltkreis (11) nur motorrelevante Funktionen beinhaltet.
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