СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2013 года по МПК B60S1/08 H01L23/36 

Настоящее изобретение относится к стеклоочистителю для автомобиля, имеющему приводной узел для приведения в движение по меньшей мере одной щетки стеклоочистителя и силовую электрическую схему, соединенную с приводным узлом и имеющую силовой выключатель для управления им.

Из WO 00/46082 известна силовая электрическая схема для управления приводным узлом стеклоочистителя автомобиля. Для управления приводным узлом предусмотрен силовой выключатель (мощный транзисторный ключ).

В подобной силовой электрической схеме силовой выключатель должен иметь такие параметры, чтобы он не выходил из строя даже при блокировании приводного узла, например, при прочном примерзании щеток стеклоочистителя к очищаемому стеклу в зимний период. Силовой выключатель для возможности надежного восприятия им скачка мощности до пиковых значений, внезапно происходящего в заблокированном состоянии приводного узла, без выхода при этом из строя специально выполнен с выбранными с запасом параметрами в том отношении, что он имеет соответственно низкоомное сопротивление. Подобное выполнение силового выключателя удорожает его изготовление.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать силовую электрическую схему для управления приводным узлом стеклоочистителя автомобиля, которая допускала бы возможность использования в ней силового выключателя с большим сопротивлением.

Указанная задача решается согласно изобретению с помощью отличительных признаков, представленных п.1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предлагаемый в изобретении стеклоочиститель для автомобиля имеет приводной узел для приведения в движение по меньшей мере одной щетки стеклоочистителя и силовую электрическую схему, соединенную с приводным узлом и имеющую силовой выключатель для управления им. В предлагаемом в изобретении стеклоочистителе с силовым выключателем термически соединен тепловой аккумулятор для поглощения тепла, выделяющегося в силовом выключателе при блокировании приводного узла, причем тепловой аккумулятор имеет компактную геометрию со сплошным сечением.

Наличие теплового аккумулятора позволяет отводить внезапно выделяющееся в силовом выключателе тепло и прежде всего аккумулировать его на удалении от силового выключателя. При этом используется тот факт, что существенная нагрузка, которой подвергается силовой выключатель при блокировании приводного узла, приходится на термическую нагрузку, а параметры силового выключателя выбираются в зависимости от максимальной температуры, до которой он нагревается при блокировании приводного узла. Наличие же теплового аккумулятора позволяет снизить максимальную температуру нагрева силового выключателя, благодаря чему силовой выключатель можно выполнять с выбираемыми с меньшим запасом параметрами и использовать в силовой электрической схеме силовой выключатель с большим сопротивлением, удешевив тем самым изготовление силовой электрической схемы.

Благодаря тепловому аккумулятору не требуется далее обеспечивать необходимое снижение температуры в силовом выключателе исключительно за счет естественной конвекции, вследствие чего отпадает необходимость в размещении теплоотводов или радиаторов на силовом выключателе. Тепловой аккумулятор позволяет быстрее по сравнению с теплоотводами снижать температуру в силовом выключателе, благодаря чему тепло может достаточно заблаговременного отводиться от силового выключателя с сопутствующим снижением уровня максимальных температур, до которых он нагревается. Помимо этого тепло от силового выключателя не требуется также отводить только через подсоединенные к нему проводники и/или через печатную плату, которые обладают гораздо худшей теплопроводностью и/или теплоемкостью, поскольку тепловой аккумулятор позволяет быстрее отводить большее количество тепла от силового выключателя. Средняя мощность рассеивания тепловой энергии в единицу времени при определенной температуре, отводимая тепловым аккумулятором, больше прежде всего по сравнению с мощностью рассеивания, которая может отводиться проводниками и печатной платой, в f раз, при этом f≥1,2, прежде всего f≥1,8, предпочтительно f≥2,5, особенно предпочтительно f≥4,0. Помимо этого термически соединенный с силовым выключателем тепловой аккумулятор позволяет отводить тепло, выделяющееся вследствие активного сопротивления силового выключателя. При наличии теплового аккумулятора прежде всего нагрев силового выключателя происходит гораздо медленнее, благодаря чему блокирование приводного узла может своевременно распознаваться, например, контролирующим программным обеспечением в сочетании с приемлемой сенсорикой еще до нагрева силового выключателя до критической температуры, поскольку аварийное отключение может происходить уже при меньших температурах силового выключателя.

Благодаря тому, что тепловой аккумулятор имеет компактную геометрию со сплошным (массивным) сечением, отдельные части теплового аккумулятора имеют хороший тепловой контакт между собой. В результате этого облегчается распределение тепла внутри теплового аккумулятора, вследствие чего исключается нагрев наружных поверхностей теплового аккумулятора до высоких температур. Помимо этого исключается наличие сужений, для которых по сравнению с остальными частями теплового аккумулятора характерен высокий поток тепла.

В предпочтительном варианте тепловой аккумулятор преимущественно изготовлен из металлического материала, благодаря чему обеспечивается возможность особо быстрого переноса тепла внутрь теплового аккумулятора. В результате этого улучшается распределение тепла в тепловом аккумуляторе, вследствие чего средняя температура его наружных поверхностей повышается соответственно медленнее, а при блокировании приводного узла особо долго сохраняется перепад температур между силовым выключателем и тепловым аккумулятором. Тепловой аккумулятор прежде всего выполнен в основном из меди, соответственно из медного сплава.

В особенно предпочтительном варианте тепловой аккумулятор имеет в основном форму прямоугольного параллелепипеда, что позволяет получить простую в изготовлении компактную конструкцию, которую можно особо простым путем разместить на общей печатной плате с обеспечением термического контакта с силовым выключателем.

Тепловой аккумулятор прежде всего обладает более высокой теплопроводностью по сравнению со средней теплопроводностью силового выключателя. Благодаря более высокой теплопроводности теплового аккумулятора обеспечивается возможность особо быстрого отвода тепла от силового выключателя к тепловому аккумулятору.

Тепловой аккумулятор можно изготавливать прежде всего путем напаивания, главным образом накопления припоя. Благодаря этому обеспечивается возможность особо простого изготовления теплового аккумулятора, который, например, при нанесении необходимых электрических проводников пайкой на печатную плату можно сформировать путем многократного снабжения определенного места на печатной плате токопроводящей дорожкой с получением в результате нескольких слоев токопроводящих дорожек, образующих компактный тепловой аккумулятор со сплошным сечением.

В предпочтительном варианте силовой выключатель и тепловой аккумулятор соединены с общей печатной платой, и прежде всего силовой выключатель соединен с тепловым аккумулятором электрическим проводником. Тем самым электрический проводник может одновременно также выполнять функцию проводника тепла и отводить тепло, выделяющееся в силовом выключателе, к расположенному предпочтительно с отступом от него тепловому аккумулятору. При этом нет необходимости предусматривать изолирующее соединение между тепловым аккумулятором и силовым выключателем. Помимо этого часть тепла может поглощать сама печатная плата и отдавать его в окружающую среду через свою имеющую сравнительно большую площадь поверхность путем естественной конвекции.

Силовой выключатель прежде всего имеет полевой транзистор, в первую очередь МОП-транзистор. Использование подобного транзистора позволяет удешевить силовой выключатель. Этот вариант прежде всего позволяет в отличие от биполярных транзисторов получить силовой выключатель, который имеет положительный температурный коэффициент и который при слишком высокой силе тока в случае блокирования приводного узла нагревается с увеличением активного сопротивления. Подобный эффект приводит к автоматическому ограничению силы тока до тех пор, пока силовой выключатель вновь не охладиться, при этом тепловой аккумулятор, термически соединенный с силовым выключателем, предотвращает его нагрев до слишком высоких температур.

В особенно предпочтительном варианте предусмотрена сигнальная линия для передачи по ней сигнала о блокировании приводного узла, выполненная с возможностью подачи на нее сигнала прежде всего в зависимости от температуры теплового аккумулятора. Наличие такой сигнальной линии исключает необходимость в контроле самого приводного узла, а вместо этого предусмотрена простая в реализации интегральная схема. При этом прежде всего используется тот факт, что температура теплового аккумулятора является мерой, характеризующей заблокированный приводной узел, при этом кратковременное его блокирование, которое не требует принятия мер по обслуживанию, автоматически остается без внимания.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемый к описанию единственный чертеж, на котором схематично в разрезе показана предлагаемая в изобретении силовая электрическая схема.

Показанная на прилагаемом к описанию чертеже силовая электрическая схема 10 имеет плату 12, с которой соединен силовой выключатель 14, например, МОП-транзистор. С печатной платой 12 соединен далее тепловой аккумулятор 16 в виде медного кубика. Тепловой аккумулятор может при этом располагаться с той же стороны печатной платы 12, с которой расположен и силовой выключатель 14, и/или с обратной, обращенной от силового выключателя 14 стороны печатной платы 12. Тепловой аккумулятор 16 расположен с отступом от силового выключателя 14, который включает не показанный на чертеже приводной узел стеклоочистителя автомобиля, и термически соединен с силовым выключателем 14 проводником 18 тепла и/или токопроводящей дорожкой 20. При внезапном выделении тепла в силовом выключателе 14 преобладающая часть выделяющегося тепла может быстро отводиться в тепловой аккумулятор 16, благодаря чему силовой выключатель 14 можно выполнять с выбираемыми с меньшим запасом параметрами, а именно: с большим сопротивлением, удешевив тем самым его изготовление.

Изобретение относится к силовой электрической схеме (10) для управления приводным узлом стеклоочистителя автомобиля. С силовым выключателем (14) термически соединен тепловой аккумулятор (16) для поглощения тепла, выделяющегося в силовом выключателе (14) при блокировании приводного узла. При внезапном выделении тепла в силовом выключателе (14) преобладающая часть выделяющегося тепла может быстро отводиться в тепловой аккумулятор (16), благодаря чему силовой выключатель (14) можно выполнять с выбираемыми с меньшим запасом параметрами и использовать в силовой электрической схеме (10) силовой выключатель (14) с большим сопротивлением. Достигается возможность использования в стеклоочистителе для автомобиля силовой электрической схемы с использованием в ней выключателя с большим сопротивлением. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стеклоочиститель для автомобиля, имеющий приводной узел для приведения в движение, по меньшей мере, одной щетки стеклоочистителя и силовую электрическую схему (10), соединенную с приводным узлом и имеющую силовой выключатель (14) для управления им, отличающийся тем, что с силовым выключателем (14) термически соединен тепловой аккумулятор (16) для поглощения тепла, выделяющегося в силовом выключателе (14) при блокировании приводного узла, причем тепловой аккумулятор (16) имеет компактную геометрию со сплошным сечением.

2. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что тепловой аккумулятор (16) преимущественно изготовлен из металлического материала.

3. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что тепловой аккумулятор (16) имеет в основном форму прямоугольного параллелепипеда.

4. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что тепловой аккумулятор (16) обладает более высокой теплопроводностью по сравнению со средней теплопроводностью силового выключателя (14).

5. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что тепловой аккумулятор (16) выполнен с возможностью его изготовления путем напаивания, прежде всего накопления припоя.

6. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что силовой выключатель (14) и тепловой аккумулятор (16) соединены с общей печатной платой (12) и прежде всего силовой выключатель (14) соединен с тепловым аккумулятором (16) электрическим проводником (20).

7. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что силовой выключатель (14) имеет полевой транзистор, прежде всего МОП-транзистор.

8. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что предусмотрена сигнальная линия для передачи по ней сигнала о блокировании приводного узла, выполненная с возможностью подачи на нее сигнала, прежде всего в зависимости от температуры теплового аккумулятора (16).