CIRCUITO DE CONMUTACIÓN PARA EL MANDO DE UN MOTOR ELÉCTRICO EN UN VEHÍCULO AUTOMÓVIL.

Circuito de conmutación para el mando de un motor eléctrico en un vehículo automóvil con dos relés cada uno de los cuales tiene un contacto conmutado,

formando los contactos conmutados un circuito puente para conectar los bornes del motor con un potencial de masa y con un potencial de trabajo, quedando conectados ente sí los bornes del motor a través de los contactos de reposo cuando los relés no están excitados, y siendo conectables los contactos de reposo con un potencial a través de un interruptor controlado, caracterizado porque los contactos de reposo (5a, 5b) se pueden conectar con el potencial de trabajo (+) a través de un interruptor controlado (11) y a través de un fusible (9)

Circuito de conmutación para el mando de un motor eléctrico en un vehículo automóvil La presente invención se refiere a un circuito de conmutación para el mando de un motor eléctrico según el preámbulo de la reivindicación 1.

Por el documento DE 698 19 180 T2 se conoce un circuito de conmutación para el mando de un motor eléctrico y previsto para excitar el motor a elección en una de las direcciones de giro. En caso de que ninguno de los dos relés esté excitado, entonces los bornes del motor quedan unidos entre sí a través de los contactos de reposo de los relés. De este modo se consigue que un motor que continúe girando quede rápidamente frenado por la corriente de autoinducción cortocircuitada, y que un motor parado no pueda arrancar debido a que los dos bornes del motor tienen el mismo potencial. Además este documento da a conocer un relé adicional que con el fin de evitar la formación de arco al abrir los contactos de trabajo puede separar el potencial de trabajo de los contactos de trabajo de los relés puente del motor.

Puesto que los contactos de reposo de los relés comunican los bornes del motor con el potencial de masa, en el estado de reposo de los relés, los bornes del motor se encuentran al mismo potencial que en la carcasa del motor. En particular, esto impide que en caso de contacto interno en el motor, la corriente sea elevada.

El hecho de que puedan producirse daños personales debido a que las medidas de seguridad sean insuficientes es crítico. Así en los vehículos automóviles se encuentran dispositivos accionados por motores eléctricos, como por ejemplo asientos ajustables o elevalunas, en los que un funcionamiento defectuoso puede causar heridas a los ocupantes del vehículo.

Tal como se explicará con más detalle, en un circuito según este estado de la técnica, en el caso de un cortocircuito entre uno de los bornes del motor y el potencial de trabajo del vehículo pueden aparecer modos de fallo que en condiciones desfavorables pueden llevar a que el motor arranque, con lo cual los ocupantes del vehículos quedan inmediatamente en riesgo. Este problema será explicado con más detalle con la ayuda del circuito de conmutación representado en la Fig. 2.

Se conoce por la publicación alemana DE 38 11 799 A1 un circuito de conmutación en el que un interruptor semiconductor controlado está situado en la línea de conexión entre los contactos de reposo de dos relés y el potencial de masa de una fuente de tensión. El interruptor semiconductor se abre antes de un cambio de sentido de giro del motor comandado por los relés, para permitir, de este modo, una desconexión sin carga y evitar la formación de chispas en los contactos de relé.

Mediante la abertura del interruptor semiconductor cuando no gira el motor, los contactos de reposo de los relés pueden ser conmutados sin potencial de modo que un cortocircuito entre el potencial de trabajo y un borne de motor no produce el arranque indeseado del motor. Sin embargo continúa siendo crítico el hecho de que un fallo que provoque la perforación del semiconductor elimine instantáneamente este efecto protector.

Este tipo de fallo es posible cuando estando el semiconductor comunicado, uno de los contactos de reposo de los relés tiene un cortocircuito con el potencial de trabajo, por ejemplo a través de uno de los bornes del motor. En este caso es probable que el interruptor semiconductor se sobrecargue por una corriente demasiado elevada y por este motivo quede conduciendo permanentemente. En relación con esto es especialmente crítico que el modo de fallo esté originado por la conexión directa que ahora existe entre el potencial de masa y el contacto de reposo, modo de fallo que tal como será explicado más abajo con la ayuda de la Fig. 2 puede dar lugar a un arranque del motor indeseado y que por tanto es critico para la seguridad.

En consecuencia aparece el objetivo de mejorar un circuito de conmutación de la técnica anterior de modo que quede excluida la aparición del modo de fallo descrito.

Según la invención, este objetivo se consigue de modo que los contactos de reposo se puedan unir con el potencial de trabajo a través del interruptor controlado y a través de un fusible.

Incluso en caso de perforación del interruptor semiconductor a causa, por ejemplo, de la unión a masa de un borne del motor, en el circuito conmutador según la invención este fallo no tiene ningún efecto critico para la seguridad, puesto que se dispara el fusible conectado en la línea de potencial y la corriente queda interrumpida.

A este respecto es especialmente ventajoso que la línea conectada con el potencial de trabajo, a diferencia de la línea conectada con el potencial de masa, normalmente esté protegida por un fusible, de manera que en la mayoría de los casos no se genera ningún coste adicional.

A continuación se presenta y explica con más detalle la invención con la ayuda de las figuras. Éstas muestran:

La Fig.1 un circuito de mando para un motor eléctrico según la invención La Fig. 2 un circuito de mando para un motor eléctrico según el estado de la técnica.

El circuito de mando según el estado de la técnica esquematizado en la Fig. 2 consiste esencialmente en un dispositivo de mando (8) que está unido con una batería del vehículo (10) y con un motor eléctrico (1) a controlar. El dispositivo de mando (8) tiene una unidad de control (7) que se puede realizar como circuito integrado y en especial como un componente de un microcontrolador. Naturalmente, la unidad de control puede estar constituida por un circuito compuesto por elementos discretos.

La unidad de control (7) gobierna dos relés (2a, 2b) que comprenden por lo menos un respectivo contacto conmutado (3a, 3b) , consistente en un contacto conmutado y dos contactos fijos (5a, 5b, 6a, 6b) . Los contactos fijos se denominarán a continuación contactos de reposo (5a, 5b) y contactos de trabajo (6a, 6b) respectivamente. Mediante los respectivos contactos conmutados (3a, 3b) de los relés (2a, 2b) se puede unir un borne del motor con el polo positivo o con el polo negativo de la batería del vehículo (10) , siendo el polo positivo el potencial de trabajo (+) del vehículo mientras que el polo negativo de la batería está unido a la carrocería del vehículo y por tanto es el potencial de masa (-) del vehículo, tal como es norma en general.

Así cada borne del motor está unido a través de los contactos del relé, con el potencial de trabajo (+) o con el potencial de masa (-) del vehículo. En la Fig. 2 los contactos del relé están representados en la posición de reposo, es decir en la posición de relé (2a, 2b) no excitado. Puesto que los contactos de reposo (5a, 5b) de ambos relés están conectados al potencial de masa, los dos bornes del motor (4a, 4b) están conectados entre sí y con el potencial de masa (-) .

Cuando la unidad de control (7) excita uno de los relés (2a, 2b) , entonces el relé (2a, 2b) respectivo mediante su contacto de trabajo (6a, 6b) , conecta el borne correspondiente del motor con el potencial de trabajo (+) . Puesto que el otro borne del motor (4a, 4b) continúa unido al potencial de masa (-) , en los bornes del motor (4a, 4b) aparece la tensión necesaria para el funcionamiento del motor.

De modo correspondiente, se puede hacer girar el motor (1) en el sentido contrario mediante el otro relé (2a, 2b) respectivo. Cuando los dos relés están activados, entonces el motor (1) no recibe corriente puesto que los dos bornes del motor (4a, 4b) están unidos al potencial de trabajo (+) . En esta posición de los contactos de relé, un motor que todavía esté girado se frenará, puesto que la corriente autoinducida del motor está cortocircuitada por los contactos de trabajo (6a, 6b) . Lo mismo vale cuando la unidad de control (7) mantiene simultáneamente los dos relés en la posición de reposo.

Como medida de protección contra modos de fallo se prevé un fusible (9) entre el polo positivo de la batería del vehículo (10) y el dispositivo de mando (8) . El nivel de respuesta de este fusible (9) se encuentra por encima de la intensidad de corriente que circula por el motor (1) en funcionamiento normal, de modo que el fusible (9) actúa frente a una sobrecorriente en el motor (1) como la que aparece cuando éste se bloquea, o bien responde a un cortocircuito del conductor positivo con la masa del vehículo.

Además, en los bornes del motor (4a, 4b) se conectan líneas de vigilancia (12a, 12b) mediante las cuales, la... [Seguir leyendo]

1. Circuito de conmutación para el mando de un motor eléctrico en un vehículo automóvil con dos relés cada uno de los cuales tiene un contacto conmutado, formando los contactos conmutados un circuito puente para conec

tar los bornes del motor con un potencial de masa y con un potencial de trabajo, quedando conectados ente sí los bornes del motor a través de los contactos de reposo cuando los relés no están excitados, y siendo conectables los contactos de reposo con un potencial a través de un interruptor controlado, caracterizado porque los contactos de reposo (5a, 5b) se pueden conectar con el potencial de trabajo (+) a través de un interruptor controlado (11) y a través de un fusible (9) .

2. Circuito de conmutación según la reivindicación 1, caracterizado porque el interruptor controlado (11) es un interruptor semiconductor y preferentemente un transistor MOS-FET.

3. Circuito de conmutación según la reivindicación 1 ó la 2, caracterizado porque los relés (2a, 2b) y el inter15 ruptor controlado (11) están controlados por la misma unidad de control (7) .

4. Circuito de conmutación según la reivindicación 1 ó la 3, caracterizado porque la unidad de control (7) vigila la corriente que circula por el motor eléctrico (1) y/o la tensión aplicada al motor eléctrico (1) .

5. Circuito de conmutación según la reivindicación 3 ó la 4, caracterizado porque la unidad de control (7) está formada por un microordenador o bien contiene un microordenador.