可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块。一种电路模块，其被配置为控制挡风玻璃擦拭器电机并进一步被配置为插入车辆配电中心。该模块包括用于控制流到该擦拭器电机的电能的继电器、电阻器、和二极管、以及用于保护该模块的电路、车辆配线、和擦拭器电机的保险丝。该模块的盖可包括允许接触到该保险丝的开口，使得该保险丝可与该模块分离地维修。
【专利说明】可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块
【技术领域】
[0001]本实用新型一般地涉及可插拔电路模块，且更特定地，涉及配置为用于车辆配电中心的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块。
【背景技术】
[0002]车辆电气中心将电路开关功能和电路保护功能组合在一起，其中电路开关功能一般通过使用机电继电器来实现，电路保护功能一般通过使用熔线(保险丝)或断路器来实现。附属于电气中心中一些功能的电气架构在不同的设计中均是相同的，如挡风玻璃擦拭器电机控制。现有的车辆电气中心采用表面安装到印刷电路板(PCB)的机电继电器，印刷电路板被包含在车辆电气中心中来控制车辆特征，诸如挡风玻璃擦拭器电机。控制挡风玻璃擦拭器电机的电路一般包括一对继电器、安装到该电路板并与该继电器的线圈电路并联连接的电阻器，并可包括安装到该电路板的反向电压保护二极管。
[0003]【背景技术】部分讨论的主题不应当仅仅由于在该【背景技术】部分提及而被认为是现有技术。类似地，【背景技术】部分提及的或与该【背景技术】部分的主题相关的问题不应当被认为在现有技术中已经被认识到。【背景技术】中的主题仅仅表示不同的方案，它们本身也可以是实用新型。
实用新型内容
[0004]根据本实用新型的一个实施例，提供一种配置为用于车辆配电中心中的电路模块。该电路模块包括电路板、第一机电继电器，和第二机电继电器，其中该电路板表征为至少部署在该电路板的第一表面上的导电迹线，该第一机电继电器具有部署在该第一表面上并电耦合至该导电迹线的线圈电路输入和输出端以及开关电路输入和输出端，且该第二机电继电器具有部署在该第一表面并经由该导电迹线电耦合至该第一机电继电器的线圈电路输入和输出端以及开关电路输入和输出端。该模块还包括部署该第一表面上的经由导电迹线电耦合至该第一继电器的线圈电路输入和输出端的第一电阻器，以及部署在该第一表面上的经由该导电迹线电耦合至该第二继电器的线圈电路输入和输出端的第二电阻器。该模块进一步包括穿过该电路板从而部署在其第一表面和第二表面上的第一端子，部署在该第一表面上并电耦合至该导电迹线的第二端子，部署在该第二表面上并电耦合至该导电迹线的第三端子，以及被配置为封围该电路板的至少第一表面的盖，其中该第一端子和第二端子被配置为接收熔线。该模块可另外地包括部署该第一表面上的电耦合至该导电迹线的第一二极管和第二二极管、和电耦合至该第一端子和第二端子的熔线。该盖可定义配置为允许接触该第一端子和第二端子的开口。
[0005]在本实用新型的另一实施例中，提供车辆电气中心。该车辆电气中心包括如上所述的电路模块和电路板，该电路板具有被配置为接收该模块的多个端子的多个端子插座。
[0006]在本实用新型的另一实施例中，提供一种可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，包括电路板，表征为部署在电路板的至少第一表面上的导电迹线；第一机电继电器，具有部署在第一表面上并电耦合至导电迹线的线圈电路输入和输出端子以及开关电路输入和输出端子；第二机电继电器，具有部署在第一表面上并经由导电迹线电耦合至第一机电继电器的线圈电路输入和输出端子以及开关电路输入和输出端子；第一电阻器和第二电阻器，其中第一电阻器部署在第一表面上并经由导电迹线电耦合至第一机电继电器的线圈电路输入和输出端子，且第二电阻器部署在第一表面上并经由导电迹线电耦合至第二机电继电器的线圈输入和输出端子；第一端子，其穿过所述电路板从而部署在其第一表面和第二表面上；第二端子，部署在第一表面上并电耦合至所述导电迹线，其中第一端子和第二端子被配置为接收熔线；第三端子，部署在第二表面上并电耦合至导电迹线；以及盖，配置为封围该电路板的至少该第一表面。
[0007]该模块还包括部署在第一表面并电耦合至导电迹线的第一二极管和第二二极管。
[0008]该模块的盖定义了配置为允许接触到第一端子和第二端子的开口。
[0009]该模块还包括电耦合至第一和第二端子的熔线，且熔线是JCASE熔丝管、MCASE熔丝管、或ATM微型插刀型保险丝。
[0010]该模块的盖的尺寸为29.4毫米长X 29.4毫米宽X 23毫米高。
[0011]该模块还包括部署在第二表面上并电耦合至导电迹线的多个插刀状端子，其中多个端子具有0.8毫米的厚度以及选自包括6.3毫米、4.8毫米、以及1.5毫米的组的宽度。该多个插刀状端子从该模块突出15毫米。
[0012]该模块还包括部署在第二表面上并电耦合至导电迹线的多个插刀状端子，其中多个端子具有0.8毫米的厚度和2.8毫米的宽度。该多个插刀状端子从该模块突出15毫米。
[0013]在本实用新型的另一实施例中，提供车辆电气中心。该车辆电气中心包括上述可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块；以及具有被配置为接收第一、第二、和第三端子的多个端子插座的电路板。
[0014]在阅读本实用新型优选实施例的下列详细描述的基础上，将会更加清楚本实用新型进一步的特征和优点，这些优选实施例仅仅是通过非限制性示例方式和参考附图而给出的。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]现在，通过参考附图，以示例的方式来描述本实用新型，其中:
[0016]图1是根据数个实施例的包括继电器电路模块的车辆电气中心的透视图；
[0017]图2是根据数个实施例的挡风玻璃擦拭器控制模块的电路板的示意图；
[0018]图3是根据第一实施例的挡风玻璃擦拭器控制模块的部分切开透视图；
[0019]图4A是根据第一实施例的图3的挡风玻璃擦拭器控制模块的电路板的俯视图；
[0020]图4B是根据第一实施例的图3的挡风玻璃擦拭器控制模块的电路板的仰视图；
[0021]图5是根据第二实施例的挡风玻璃擦拭器控制模块的部分切开透视图；
[0022]图6A是根据第二实施例的图5的挡风玻璃擦拭器控制模块的电路板的俯视图；
[0023]图6B是根据第二实施例的图5的挡风玻璃擦拭器控制模块的电路板的仰视图；
[0024]图7A根据第三实施例的挡风玻璃擦拭器控制模块的透视图；
[0025]图7B是根据第四实施例的挡风玻璃擦拭器控制模块的透视图。【具体实施方式】
[0026]这里示出了可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，下面称作为模块，其包括控制该挡风玻璃擦拭器电机所要求的继电器和相关联的电路。通过在单个可插拔模块中实现该挡风玻璃擦拭器电机控制电路，可节省车辆电气中心内一般用于容纳这些电路的空间，从而允许该电气中心更小或者包含附加电路。此外，该模块还允许提供擦拭器控制电路的适用性。该模块包括该电路的三级电气保护:用于保护继电器和线束以防止会对它们造成损坏的过电流状况的保险丝、与线圈电路并联以抑制与该线圈通电和失电有关的瞬态电压的电阻器、以及被配置为保护该开关电路以防止其受到反向电压状况影响的二极管。该挡风玻璃擦拭器控制电路被封装在单个可插拔且紧凑的设备中，从而使得在不仅仅影响该保险丝并且还影响该擦拭器控制电路的其它元件的过电流状况下，可仅仅通过更换该模块而使得该电气中心可靠地工作，而不会对电气接口造成影响，同时保持了可插拔设备的适用性。这种解决方案比传统的采用独立的可插拔继电器来实现挡风玻璃擦拭器电机控制电路的方法而言，更具有成本效益。
[0027]图1示出了车辆电气中心10的一个非限制性示例。电气中心10连接到电源，诸如电池(未不出)和将电能传输到整个车辆中的设备的电气线束(未不出)。电气中心10包括电路保护器件12，如保险丝12，其保护电气中心10和线束以防止会对它们造成损坏的过电流状况的影响。该电气中心还包括可插拔继电器13，其被配置为开通和关断通过该电气中心传输到车辆中各设备的电能，各设备诸如擦拭器电机、雾灯。电气中心10进一步包含可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块14,其被配置为控制挡风玻璃擦拭器电机(未不出)的操作。
[0028]图2示出了挡风玻璃擦拭器控制模块14的一个非限制性示例的示意性电路图，下面称作为模块14。模块14包括一对继电器16、18 ;根据这个示例是单极双掷(STOT)类型的继电器。模块14还包括熔线，下面称作为保险丝20，其与继电器16、18的开关电路串联以保护继电器16、18、擦拭器电机、和连接的线束免受过电流状况的影响。模块14还包括与线圈电路(线圈端子185、186和285、286)并联的电阻器22、24，以抑制与该线圈通电和失电相关的瞬态电压。第一继电器16的公共开关端子130耦合至第二继电器18的公共开关端子230。模块14可进一步包括被配置为保护模块14免受反向电压状况影响的二极管26、28。
[0029]模块14还包括被配置为将模块14电且机械地连接至电气中心10的7个端子30、32、34、36、38、40、42。被配置为连接到电池电压源(未示出)的第一端子30连接到保险丝20。保险丝20然后连接到第一继电器16的开关继电器输入端子187和第二继电器18的线圈端子285。第二端子32配置为连接到车辆接地(未示出)，第二端子32连接到第一继电器16的线圈端子186。第三端子34被配置为连接到擦拭器电机接地(未示出)，并连接到第一继电器16的开关继电器输入端子187和第二继电器18的一对开关继电器输出端子287、287a。模块14可包括第一二极管26和第二二极管28，其中，该第一二极管的阳极连接到第三端子34以及其阴极连接到开关继电器输出端子287，该第二二极管的阳极连接到第三端子34以及其阴极连接到开关继电器输出端子287a。被配置为连接到擦拭器控制开关(未示出)的第四端子36连接到第一继电器16的线圈端子185。被配置为连接到擦拭器速度开关的第五端子38连接到第二继电器18的线圈端子286。被配置为连接到擦拭器电机(未示出)的高速转子(未示出)的第六端子40连接到开关继电器输出端子287。被配置为连接到擦拭器电机的低速转子(未示出)的第七端子42连接到开关继电器输出端子287a。
[0030]在无需采用任何特定操作理论的基础上，当第一继电器16的线圈电路未被通电时，开关继电器输出端子287、287a中的一个或另一个通过第一继电器16稱合至擦拭器接地或者从该接地断开。在这种模式下，擦拭器电机的操作被禁止，因为该电机的低速和高速转子要么从电池电源断开，要么耦合至擦拭器接地。
[0031]当通过向第四端子36施加电压来通电第一线圈的线圈电路充电，而使得第二继电器18的线圈电路失电时，施加到第一端子30的电池电压通过第一继电器16从开关继电器输入端子187连接到公共开关端子130，且从公共开关端子230连接到第二继电器18的开关继电器输出端子287a，最终将第七端子42连接到第一端子30并向擦拭器电机的低速转子提供电池电压。
[0032]当通过向第四端子36施加电压来通电第一线圈的线圈电路且通过向第五端子38施加电压来通电第二继电器18的线圈电路时，施加到第一端子30的电池电压通过第一继电器16从开关继电器输入端子187连接到公共开关端子130，以及从公共开关端子230连接到第二继电器18的开关继电器输出端子287，最终将第六端子40连接到第一端子30并向擦拭器电机的高速转子提供电池电压。
[0033]如图3-6B所示，模块14进一步包括电路板44。电路板44可以是印刷电路板(PCB)，包含被配置为连接电气组件(诸如继电器16、18、电阻器22、24、保险丝20、和二极管26,28)的导电迹线。电路板44可由环氧和聚酰亚胺树脂制成。该树脂可由织物玻璃布和诸如短纤维之类的其它基质进行增强。由这种材料制成的电路板一般称作为FR-4或G-1O型电路板。电路板44可可选地由陶瓷或刚性聚合物构建而成。这些列出的可用电路板材料并不是穷举的，且还可成功地使用其它的材料。用于形成印刷电路板的材料和制造技术对本领域技术人员来说是公知的。
[0034]电路板44具有由保护盖50所封围的顶侧48。继电器16、18、电阻器22、24、保险丝20,和二极管26、28部署在电路板44的顶侧48上,从而使得可通过盖50保护它们免受灰尘、湿气、和其它污染物的影响。
[0035]端子30、32、34、36、38、40、42附连至电路板44的底侧52并被配置为连接到电气中心10中的配合端子(未示出)。在这个示例中，部署在电路板44的底侧52上的端子30、32、34、36、38、40、42是具有基本矩形横截面的公刀形(插头)端子。该模块的其他实施例也可采用具有圆形或方形横截面的公端子。然而，该模块的又一些其他可选实施例可包括母插座端子。
[0036]部署在电路板44的底侧52上的第一端子30经由导电迹线46电耦合至部署在电路板44的顶侧48上的第八端子54。部署在电路板44的顶侧48上的第九端子56经由导电迹线46电耦合至开关继电器输入端子187和第二继电器18的线圈端子285。第八端子54和第九端子56被配置为接收保险丝20。部署在电路板44底侧52上的第二端子32经由导电迹线46电稱合至第一继电器16的线圈端子186。部署在电路板44底侧52上的第三端子34经由导电迹线46电耦合至第一继电器16的开关继电器输入端子187a和第二继电器18的一对开关继电器输出端子287、287a。第三端子34还可经由导电迹线46耦合至第一和第二二极管26、28的阳极。部署在电路板44底侧52上的第四端子36经由导电迹线46电耦合至第一继电器16的线圈端子185。部署在电路板44底侧52上的第五端子38经由导电迹线46电耦合至第二继电器18的线圈端子286。部署在电路板44底侧52上的第六端子40经由导电迹线46电耦合至开关继电器输出端子287。第六端子40还可经由导电迹线46连接到第一二极管26的阴极。部署在电路板44底侧52上的第七端子42经由导电迹线46电耦合至开关继电器输出端子287a。第七端子42还可经由导电迹线46耦合至第二二极管28的阴极。
[0037]部署在电路板44顶侧48上的第八端子54和第九端子56可以是公刀形(插头)端子，其具有基本矩形横截面并具有大约2.8或6.0毫米的宽度，它们被配置为接收熔丝管，诸如可从伊利诺亚的芝加哥的Littlefuse公司得到的MCASE或JCASE型保险丝。可选地，第八和第九端子54、56可以是在端子54、45的自由端定义狭槽的音叉状端子，配置为接收具有插刀端子的保险丝，如可从密苏里州的Cooper Industries of Ellisville公司得到的ATM或ATC型保险丝。
[0038]继电器16、18、电阻器22、24，以及二极管26、28可被配置为直接地焊接到导电迹线46中的导电焊盘。它们一般被称作为表面安装器件(SMD)。可选地，继电器16、18、电阻器22、24，以及二极管26、28可包括引线，并被焊接到电路板44中的导电通孔。端子30、32、34、36、38、40、42、54、56也可被焊接到电路板44中的导电通孔58。
[0039]根据一个特定实施例，该电路板具有29.12毫米(mm)长X 29.12毫米宽的尺寸。盖50具有约29.4毫米长X 29.4毫米宽X 23毫米高的尺寸。部署在电路板44底侧52上的七个端子30、32、34、36、38、40、42中的每个具有大约0.825毫米的厚度。这七个端子30、32、34、36、38、40、42从模块14的底侧52突出15毫米。第一端子30具有大约4.8毫米的宽度，第二、第三、第四、和第五端子32、34、36、38具有大约1.5毫米的宽度，且第六和第七端子40、42具有大约6.3毫米的宽度。位于电路板44顶侧48上的第八和第九端子54、56可具有2.8毫米的宽度以容纳MCASE型保险丝或者具有6.0毫米的宽度以容纳JCASE型保险丝。第八和第九端子54、56还可具有2.8毫米的宽度以及定义音叉状的一端，以容纳ATM/ATC型保险丝。
[0040]根据另一特定实施例，该电路板具有29.12毫米(mm)长X29.12毫米宽的尺寸。盖50具有约29.4毫米长X约29.4毫米宽X约23毫米高的尺寸。设置在电路板44底侧52上的七个端子30、32、34、36、38、40、42和设置在电路板44顶侧48上的两个端子54、56中的每个具有大约2.8毫米的宽度和大约0.825毫米的厚度。位于电路板44底侧52上的端子30、32、34、36、38、40、42从模块14突出约15毫米。位于电路板44顶侧48的第八和第九端子54、56可具有2.8毫米的宽度以容纳MCASE型保险丝，或具有6.0毫米的宽度以容纳JCASE型保险丝。第八和第九端子54、56还可具有2.8毫米的宽度和定义音叉形的一端，以容纳ATM/ATC型保险丝。可选地，模块14的尺寸和端子配置结构可修改为适配其它的模块轮廓。
[0041]图7A和7B示出了模块14的可选实施例，其中盖50限定孔洞60，其允许接触到第一和第八端子30、54，从而使得保险丝20可插入和/或被更换，而无需将盖50从模块14上移除。盖50还可限定凹口 62，从而使得保险丝20不从盖50的顶部表面64突出。
[0042]尽管这里已经将模块14描述为用在车辆电气中心10中以控制挡风玻璃擦拭器电机，但是，可选地，模块14可用于车辆电气中心之内或者之外的其它应用中。
[0043]因此，提供一种被配置为控制挡风玻璃擦拭器电机的挡风玻璃擦拭器控制模块
14。模块14包括其自身的熔线20，以保护模块14的电路、挡风玻璃擦拭器电机和相关的配线。这提供了减少了电气中心10中所需的保险丝插座数量的益处。模块14的一个实施例包括可拆卸保险丝(accessible fuse) 20，允许在由于过电流状况下引起的保险丝断开情况下更换保险丝20而不是需要替换整个模块14。这种模块14的使用并不局限于电气中心。模块14还可插入到包含远离电气中心10的适当配置的配合连接器的线束中。
[0044]尽管已经参考本实用新型的优选实施例对本实用新型进行了描述，但是，它们并不意于限制而是要扩展到后面列出的权利要求的范围内。此外，术语第一、第二等的使用并不表示任何重要性的顺序，相反地，术语第一、第二用于将这些元件之间区别开来。进一步的，属于一个(a)、一个(an)等的使用不表示数量的限制，而是表示提到的术语至少出现一个。
【权利要求】
1.一种可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，包括: 电路板，表征为部署在所述电路板的至少第一表面上的导电迹线； 第一机电继电器，具有部署在所述第一表面上并电耦合至所述导电迹线的线圈电路输入和输出端子以及开关电路输入和输出端子； 第二机电继电器，具有部署在所述第一表面上并经由所述导电迹线电耦合至所述第一机电继电器的线圈电路输入和输出端子以及开关电路输入和输出端子； 第一电阻器和第二电阻器，其中所述第一电阻器部署在所述第一表面上并经由所述导电迹线电耦合至所述第一机电继电器的所述线圈电路输入和输出端子，且所述第二电阻器部署在所述第一表面上并经由所述导电迹线电耦合至所述第二机电继电器的所述线圈输入和输出端子； 第一端子，其穿过所述电路板从而部署在其第一表面和第二表面上； 第二端子，部署在所述第一表面上并电耦合至所述导电迹线，其中所述第一和第二端子被配置为接收熔线； 第三端子，部署在所述第二表面上并电耦合至所述导电迹线；以及 盖，配置为封围所述电路板的至少所述第一表面。
2.根据权利要 求1所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，还包括部署在所述第一表面并电耦合至导电迹线的第一二极管和第二二极管。
3.根据权利要求1所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，所述盖定义了配置为允许接触到所述第一端子和第二端子的开口。
4.根据权利要求1所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，还包括电耦合至所述第一端子和第二端子的熔线。
5.根据权利要求4所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，所述熔线是JCASE熔丝管。
6.根据权利要求4所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，所述熔线是MCASE熔丝管。
7.根据权利要求4所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，所述熔线是ATM微型插刀型保险丝。
8.根据权利要求1所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，所述盖的尺寸为29.4毫米长X 29.4毫米宽X 23毫米高。
9.根据权利要求8所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，还包括部署在所述第二表面上并电耦合至所述导电迹线的多个插刀状端子，其中所述多个端子具有0.8毫米的厚度以及选自包括6.3毫米、4.8毫米、以及1.5毫米的组的宽度。
10.根据权利要求9所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，所述多个插刀状端子从所述模块突出15毫米。
11.根据权利要求8所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其特征在于，还包括部署在所述第二表面上并电耦合至所述导电迹线的多个插刀状端子，其中所述多个端子具有0.8毫米的厚度和2.8毫米的宽度。
12.根据权利要求11所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块，其中所述多个插刀状端子从所述模块突出15毫米。
13.一种车辆电气中心，包括:根据权利要求1所述的可插拔挡风玻璃擦拭器控制模块；以及具有被配置为接收第一、第 二、和第三端子的多个端子插座的电路板。
【文档编号】H05K1/18GK203801146SQ201320897432
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】A·G·德拉雷扎, I·J·C·P·奥尔吉因, J·V·阿罗约, O·阿塔莱霍 申请人:德尔福技术有限公司