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Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischerantrieb gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Ein derartiger Scheibenwischerantrieb ist vom Markt her bekannt. Um die
Stellung des Stellungsgebers sicher erfassen zu können, ist bei diesem
bekannten Scheibenwischerantrieb zur Messung des Spannungswertes ein
Signalstrom vom mindestens 40 mA erforderlich. Die Verwendung
geringerer Signalströme führt bei Stellungsgebern, die bei den bekannten
Scheibenwischerantrieben eingesetzt sind, zu einer nicht tolerierbaren
Unsicherheit der Spannungsmessung. Ein Prellverhalten des bekannten
Stellungsgebers in der Ruheposition kann beispielsweise dazu führen, daß ein zu
geringer Signalstrom auch in der Ruhestellung nicht übertragen wird und
diese daher fälschlicherweise als Nicht-Ruhestellung interpretiert wird. Das
Erfordernis eines relativ großen Signalstroms bedeutet beim bekannten
Scheibenwischerantrieb eine entsprechende Dimensionierung der diese
Spannungsmessung durchführenden Fahrzeugelektronik. Derartig hohe
Signalströme bereitzustellen, setzt einen nicht unerheblichen Aufwand bei
der Auswahl der Komponenten der Fahrzeugelektronik voraus.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Scheibenwischerantrieb der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die
Anforderungen an die Fahrzeugelektronik zur Messung des Spannungswertes
am Stellungsgeber hinsichtlich des dafür erforderlichen Signalstroms
reduziert sind.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen
Scheibenwischerantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 1.
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Bei der erfindungsgemäßen Meßschaltung muß der Signalstrom nicht mehr
durch die Fahrzeugelektronik bereitgestellt werden, da er zumindest
teilweise vom Betriebsstrom des Elektromotors abgezweigt wird. Die
Fahrzeugelektronik kann daher bei einer erfindungsgemäßen Variante eine
Spannungsmessung durchführen, ohne selbst einen Signalstrom
bereitstellen zu müssen. Alternativ kann die Fahrzeugelektronik einen geringen
eigenen Signalstrom, z. B. in der Größenordnung von 4 mA, bereitstellen,
wozu es keiner aufwendigen Auslegung der Fahrzeugelektronik bedarf.
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Eine Ausführung des Stellungsgebers gemäß Anspruch 2 ist kostengünstig.
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Eine Ausgestaltung der Meßschaltung gemäß Anspruch 3 läßt sich ohne
weiteres in bereits bestehende Scheibenwischerantriebe integrieren.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches
Schaltbild eines Scheibenwischerantriebs.
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Der in der Zeichnung insgesamt mit 1 bezeichnete Scheibenwischerantrieb
weist einen als Gleichstrommotor ausgeführten Elektromotor 2 auf, der in
mechanischer Verbindung mit einem nicht dargestellten Wischerkörper für
eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges steht. Über einen
Betätigungsschalter 3 im Cockpit des Kraftfahrzeuges läßt sich der
Scheibenwischerantrieb 1 bedienen.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführung lassen sich drei
Stellungen des Betätigungsschalters 3 wählen. In der Stellung "0" ist der
Scheibenwischerantrieb außer Betrieb. In der Stellung "1" des
Betätigungsschalters 3, die in der Zeichnung dargestellt ist, ist eine erste
Eingangsklemme 4 des Scheibenwischerantriebs 1 über einen Schaltkörper 5 des
Betätigungsschalters 3 mit einer Spannungsquelle 6, im Regelfall mit der
Batterie des Kraftfahrzeugs, verbunden. Über die erste Eingangsklemme 4
wird die Rotorwicklung des Elektromotors 2 über eine erste Kohlebürste 7
bestromt, die der Massebürste 15 um 180° versetzt gegenüberliegt. Damit
treibt der Elektromotor 2 den Wischerkörper mit einer ersten Drehzahl an.
In die erste Eingangsklemme 4 ist eine erste Entstör-Induktivität 8
geschaltet. Über eine erste Entstör-Kapazität 9 ist die erste Eingangsklemme 4 mit
einem leitfähigen Abschnitt eines Gehäusekörpers 10 des
Scheibenwischerantriebs 1 verbunden.
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In der Stellung "2" des Betätigungsschalters 3 verbindet der Schalterkörper
5 die Spannungsquelle mit einer zweiten Eingangsklemme 11 des
Scheibenwischerantriebes 1. Über die zweite Eingangsklemme 11 wird eine
zweite Kohlebürste 12 des Elektromotors 2 bestromt, die der Massebürste
15 um einen Winkel von z. B. 40° versetzt und damit asymmetrisch
gegenüberliegt. In der Stellung "2" des Betätigungsschalters 3 dreht sich der
Motor 2 dann mit einer zweiten, höheren Drehzahl verglichen mit der
Stellung "1". Analog zur ersten Eingangsklemme 4 weist die zweite
Eingangsklemme 11 eine zweite Entstör-Induktivität 13 sowie eine zweite Entstör-
Kapazität 14 auf.
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Die Entstör-Komponenten 8, 9, 13, 14 sind exemplarisch dargestellt und
entsprechend den jeweiligen Projektspezifikationen auszuwählen. Sie
dienen der Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglichkeit des
Scheibenwischerantriebs 1.
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Der Betätigungsschalter 3 ist, wie dem Fachmann bekannt ist, so
ausgeführt, daß eine Deaktivierung des Scheibenwischers, d. h. eine Umstellung
des Betätigungsschalters 3 in eine der Stellung "0" entsprechende Position,
unabhängig von einer der Umstellung vorhergehenden Betriebsstellung des
Betätigungsschalters 3 ("1", "2" oder eine andere nicht dargestellte
Betriebsstellung, z. B. eine Intervallwisch-Stellung) immer über die in der
Zeichnung dargestellte Stellung "1" des Schalterkörpers 5 führt.
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Masseseitig ist die Massebürste 15 im übrigen über eine Masseleitung 16
mit einer Masse des Kraftfahrzeugs verbunden. Ein Thermorelais 18 ist in
die Masseleitung 16 geschaltet.
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Eine Ruhe- bzw. Parkstellung des mit dem Elektromotor 2 angetriebenen
Wischerkörpers wird über einen Stellungsschalter 19 erfaßt. Solange der
Wischerkörper nicht in der Ruhestellung ist, befindet sich der
Stellungsschalter 19 in der in der Zeichnung gezeigten geöffneten Position. Wenn
sich der Wischerkörper hingegen in der Ruhestellung befindet, ist der
Stellungsschalter 19 geschlossen und verbindet eine Überwachungsleitung 20
mit der Masseleitung 16. Die Überwachungsleitung 20 steht mit einem
Prozessor 21 der Fahrzeugelektronik des Kraftfahrzeugs in Verbindung.
Der Abschnitt der Überwachungsleitung 20 zwischen dem Prozessor 21
und dem Stellungsschalter 19 ist über einen Widerstand 22 mit der ersten
Eingangsklemme 4 verbunden. Über eine Steuerleitung 23 ist der Prozessor
21 mit dem Betätigungsschalter 3 verbunden.
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In der Stellung "1" des Schalterkörpers 5 verbindet dieser die
Spannungsquelle 6 mit der ersten Eingangsklemme 4. In dieser Stellung "1" des
Schalterkörpers 5 stellt die Eingangsklemme 4 daher über den Widerstand
22 einen Signalstrom zur Spannungsmessung am Stellungsschalter 19 über
die Überwachungsleitung 20 zur Verfügung. Auch in der Stellung "2" des
Betätigungsschalters 3 wird, unabhängig von dem oben angesprochenen
zwingenden Anfahren der Stellung "1" bei der in der Zeichnung
dargestellten Schaltung über die erste Eingangsklemme 4 und den Widerstand 22 ein
derartiger Signalstrom geliefert, da über die Bestromung der
Rotorwicklung über die zweite Kohlebürste 12 dann ein Strom in die erste
Eingangsklemme 4 über die erste Kohlebürste 7 induziert wird.
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Der Scheibenwischerantrieb 1 funktioniert folgendermaßen:
Beim Betrieb des Scheibenwischers des Kraftfahrzeuges des
Kraftfahrzeugs ist der Betätigungsschalter 3 in einer der Betriebsstellungen "1" oder
"2", so daß der Wischerkörper mit einer der beiden diesen Stellungen
entsprechenden Geschwindigkeiten angetrieben wird. Wenn der Fahrer den
Scheibenwischer ausschalten möchte, stellt er den Betätigungsschalter 3 in
eine der Stellung "0" entsprechende Betriebsstellung um. In dieser
entsprechenden Betriebsstellung schaltet der Schaltkörper 5 jedoch nicht sofort in
die Stellung "0", sondern gesteuert durch den Prozessor 21 über die
Steuerleitung 23 erst nach einer von der Überwachung des Stellungsschalters 19
abhängigen Verzögerungs-Zeitspanne, so daß sichergestellt ist, daß der
Wischerkörper in seine Ruhestellung zurückgekehrt ist.
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Diese Rückkehr wird vom Prozessor 21 überwacht, indem der
Spannungsabfall auf der Überwachungsleitung 20 zur Masseleitung 16 hin gemessen
wird. Hierbei muß der Prozessor 21 selbst keinen Signalstrom auf der
Überwachungsleitung 20 liefern, da über den Widerstand 22 der von der
ersten Eingangsklemme 4 abgezweigte Signalstrom auf der
Überwachungsleitung 20 vorliegt. Alternativ kann der Prozessor 21 auch selbst einen sehr
geringen Signalstrom auf der Überwachungsleitung 20 beitragen. Wenn der
Stellungsschalter 19 geschlossen ist, was die Rückkehr des Wischerkörpers
in die Ruhestellung anzeigt, führt dies zu einem Spannungsabfall auf der
Überwachungsleitung 20, der vom Prozessor 21 erfaßt wird. Über die
Steuerleitung 23 steuert der Prozessor 21 dann den Betätigungsschalter 3
an, so daß der Schaltkörper 5 in die Stellung "0" übergeführt wird.
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Bei einer typischen Auslegung der Spannungsquelle 6 fließt in der Stellung
"1" des Betätigungsschalters 3 durch den Widerstand 22 mit einem
Absolutwiderstand 330 Ohm ein Strom von zirka 40 mA. Dieser Strom ist in
jedem Fall ausreichend, um die Stellung des Stellungsschalters 19 sicher zu
erfassen.
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Wenn der Wischerkörper trotz Ansteuerung des Elektromotors 2 aufgrund
eines hohen externen Widerstandes, z. B. eines Festklebens des
Wischerkörpers an der Fahrzeugscheibe durch Vereisung, nicht bewegt werden
kann, fließt ein hoher Strom durch die entsprechenden Kohlebürsten 7, 12
sowie die Massebürste 15. Dies führt zu einer Temperaturerhöhung, die
vom Thermorelais 18 erfaßt wird. Überschreitet die Temperatur einen
vorgegebenen Grenzwert, öffnet das Thermorelais 18, so daß kein
Stromfluß durch die Bürsten 7, 12 sowie Massebürste 15 mehr möglich ist.
Dies schützt den Elektromotor 2 vor Überhitzung.