DE102009014767A1

DE102009014767A1 - Scheibenwischvorrichtung für ein Fahrzeug sowie Verfahren zur Steuerung derselben

Info

Publication number: DE102009014767A1
Application number: DE200910014767
Authority: DE
Inventors: Armin Barth
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Scheibenwischvorrichtung mit einem Motor (11), mit zumindest einem Wischarm (18) und einer mechanischen Kopplung (16), welche den Motor (11) und den Wischarm (18) miteinander koppelt und eine unidirektionale Drehbewegung des Motors (11) in eine von zwei Wendelagen begrenzte Pendelbewegung des Wischarms (18) überträgt. Zur Begrenzung des Wischfelds und zur Kompensation etwaiger extern auf den Wischarm einwirkender Kräfte, die bedingt durch eine inhärente Lose der Kopplung (16) das Wischfeld unzulässig vergrößern können, ist eine Sensoreinrichtung (20) zur Erfassung zumindest einer ein Überschreiten einer vorgegebenen Wendelage indizierenden Regelgröße vorgesehen, in deren Abhängigkeit eine Steuereinrichtung (22) eine elektrische Leistungsaufnahme des Motors (11) begrenzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Scheibenwischvorrichtung. Die Erfindung betrifft insbesondere solche Scheibenwischvorrichtungen, die einen motorischen Rundläuferantrieb aufweisen, wobei der Antriebsmotor für einen schwenkbaren Wischarm nicht reversierbar ausgebildet ist und im Betrieb stets unidirektional, in dieselbe Richtung dreht.
Stand der Technik
Es existiert eine Vielzahl unterschiedlicher Scheibenwischvorrichtungen und Wischsysteme für Fahrzeuge, die typischerweise einen Elektromotor und einen damit gekoppelten schwenkbar im Bereich der Scheibe angeordneten Wischarm aufweisen. Damit der Wischarm eine reversierende Schwenk- bzw. Pendelbewegung ausführt, kann der elektromotorische Antrieb z. B. reversierbar ausgebildet sein. Alternativ hierzu existieren Lösungen, bei welchen der Motor als Rundläufer, also als nichtreversierender Motor ausgebildet ist, wobei die vom Motor erzeugbare, stets in dieselbe Richtung drehende Antriebsbewegung mittels einer kurbelartigen Kopplung in einem reversierenden Sinne auf den Wischarm übertragen wird.
Da zum einen der Reibungswiderstand, mit welchem der Wischarm über ein zu reinigendes Wischfeld der Scheibe fährt, je nach Umwelteinflüssen starken Schwankungen unterliegen kann und das mechanische Antriebssystem eine inhärente Systemlose aufweist, können im Betrieb einer Wischvorrichtung immer wieder Störungen dergestalt auftreten, dass ein Wischarm, etwa unterstützt durch eine, insbesondere bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten, auftretende Windlast eine zusätzliche Beschleunigung oder eine durch den Fahrtwind verursachte Schubkraft erfährt. Dabei kann der Wischarm durch die zusätzlich auf ihn einwirkenden Kräfte über einen oberen Wendepunkt hinaus bewegt werden und sogar an einer Karosseriekomponente des Fahrzeugs, etwa einer A-Säule, anschlagen.
Ein solches Anschlagen des Wischarms an einer Karosseriekomponente des Kraftfahrzeugs wird nicht nur von den Fahrzeuginsassen als störend empfunden, sondern es kann auch zu Beschädigungen, etwa Kratzern am Karosserieteil und/oder zu einer Beschädigung und einer damit einhergehenden Lebensdauerverkürzung des Wischarms, bzw. seines daran angeordneten Wischblattes führen.
Für Scheibenwischvorrichtungen, welche auf einem reversierenden motorischen Antrieb basieren, gestaltet sich die Lösung des vorliegenden Problems als verhältnismäßig einfach. So ist beispielsweise in der DE 197 41 630 B4 bereits eine Wischvorrichtung mit einem drehrichtungsumkehrbaren Motor beschrieben. Jene Wischvorrichtung weist einen Positionsregler auf, dem ein Sollverlauf und ein von einem Detektor zur Erfassung der Position der Abtriebswelle des Motors erfasster Ist Verlauf zuführbar sind.
Dieser Wischvorrichtung ist ferner ein Geschwindigkeits-Sensor zugeordnet, dessen Signalverlauf auf den Positionsregler und/oder den Soll-Verlauf und/oder den Detektor derart einwirkt, dass der Wischwinkel des Wischers bei höheren Geschwindigkeiten des Fahrzeuges reduziert wird. Eine derartige Reduzierung des Wischwinkels lässt sich dabei ohne mechanische Änderungen der Wischervorrichtung realisieren. So wird je nach einzustellendem Wischwinkel, bzw. je nach einzustellenden Umkehrpunkten des Wischarms eine Reversierung des Motors zu einer entsprechend modifizierten Winkelstellung seiner Abtriebswelle eingeleitet.
Bei Scheibenwischvorrichtungen mit einem kontinuierlich rundlaufenden Motor, gestaltet sich eine derartige Anpassung der Umkehrpunkte oder Wendelagen des Wischarms hingegen als besonders schwierig, da die motorseitige Abtriebswelle zumeist starr über ein Kurbelgetriebe oder Kurbelgestänge mit dem Wischarm verbunden ist. Da eine Drehrichtungsumkehr des Motors hierbei nicht infrage kommt, muss der Wischarm stets bis zu jenem durch das Kurbelgestänge vorgegebenen Wendepunkt bewegt werden.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einen nur in eine Drehrichtung ein Antriebsmoment erzeugenden Motor aufweisende Scheibenwischvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher ein Wischarm auch bei Auftreten von externen, den Wischarm zusätzlich beschleunigenden Kräften stets innerhalb vorgegebener Wendelagen bewegt wird. Ferner hat die Erfindung zum Ziel, ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Scheibenwischvorrichtung anzugeben. Die Scheibenwischvorrichtung soll zudem äußerst zuverlässig und wartungsarm betreibbar und darüber hinaus auch besonders kostengünstig implementierbar sein.
Erfindung und erfindungsgemäße Wirkungen
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einer Scheibenwischvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 7 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung ist für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug ausgelegt und weist einen Motor und zumindest einen Wischarm auf, wobei der Wischarm über eine mechanische Kopplung mit dem Motor vorzugsweise starr verbunden ist. Die mechanische Kopplung, welche typischerweise als Kurbelgetriebe oder Kurbelgestänge ausgebildet ist, überführt eine unidirektionale, das heißt stets gleichbleibende in nur eine Richtung weisende Drehbewegung des Motors in eine von zwei Wendelagen begrenzte Pendelbewegung des Wischarms. Jene Wendelagen oder Umkehrpunkte des Wischarms sind durch die jeweilige mechanische Kopplung von Motor und Wischarm festgelegt.
Bei einer theoretisch quasistatischen, das heißt verhältnismäßig langsamen Drehbewegung des Motors, wird diese relativ exakt und unverfälscht in eine oszillierende Pendelbewegung des Wischarms übertragen. Typischerweise wird der Wischarm in einem solchen quasistatischen Fall nicht über die durch das mechanische System vorgegebenen Wendelagen hinausbewegt.
Das den Motor, die mechanische Kopplung und den Wischarm umfassende System weist jedoch aufgrund der Trägheit der einzelnen Komponenten und einer niemals gänzlich spielfreien mechanischen Kopplung eine gewisse Systemlose auf. Ferner ist auch von einer gewissen Elastizität, insbesondere des Wischarms, auszugehen, sodass bei einer schnelleren Antriebsbewegung des Motors das von den beiden Wendelagen begrenzte Wischfeld vergrößert wird und der Wischarm über jene vorgegebenen Wendelagen hinausbewegt werden kann.
Ein solcher Effekt wird in der Praxis durch einen hohen Benetzungsgrad einer zu reinigenden Scheibe, welcher mit einem geringeren Reibungswiderstand einhergeht, und bei Auftreten einer Windlast noch deutlich verstärkt, sodass ein zu vermeidendes Anschlagen des Wischarms an einer Karosseriekomponente durchaus auftreten kann.
Um dies zu verhindern, sieht die Erfindung eine Sensoreinrichtung und eine Steuereinrichtung vor, wobei die Sensoreinrichtung zur Erfassung zumindest einer ein Überschreiten der vorgegebenen Wendelage indizierenden Regelgröße ausgebildet ist. In Abhängigkeit von jener Regelgröße begrenzt dann die Steuereinrichtung die elektrische Leistungsaufnahme des Motors.
Da die extern auf den Wischarm einwirkenden, den Wischarm ggf. beschleunigenden Kräfte im Betrieb der Scheibenwischvorrichtung nicht im erforderlichen Maße verändert werden können, setzt die Erfindung an einer in Abhängigkeit externer Krafteinwirkung angepassten Reduzierung der dem Antriebsmotor zur Verfügung zu stellenden elektrischen Leistung an. In der Summe können durch jene gezielte und ggf. temporäre Leistungsreduzierung des Antriebsmotors die Summe aller auf den Wischarm einwirkenden Kräfte und Antriebsmomente nahezu konstant im Vergleich zu einem Normalbetrieb, ohne äußere Einwirkungen, gehalten werden. Durch die gezielte Reduzierung des vom Antriebsmotor ausgehenden Antriebsmoments kann somit ein unerwünschtes Überschreiten vorgegebener Wendelagen und ein unbeabsichtigtes Vergrößern des Wischfelds des Wischarms verhindert werden.
Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung kann je nach Art der zu verwendenden Regelgröße als separate Sensoreinheit oder aber auch als ein in die Steuereinrichtung integrierte oder implementierte Komponente ausgebildet sein.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung einer auf einer Fahrzeugscheibe auftretenden Windlast als Regelgröße ausgebildet ist. Die auf die Fahrzeugscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe auftretende, durch den Fahrtwind bedingte und als Windlast zu bezeichnende Krafteinwirkung kann auf unterschiedlichste Art und Weise gemessen oder geschätzt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist beispielsweise vorgesehen, die Fahrzeuggeschwindigkeit als Regelgröße zur Reduzierung der Leistungsaufnahme des Motors zu verwenden. So ist die Fahrzeuggeschwindigkeit in aller Regel einmal abgesehen von einer Windgeschwindigkeit relativ zum befahrenen Untergrund, ein direktes Maß für die am Wischarm auftretende Windlast. So kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung beispielsweise als Geschwindigkeitsmesseinrichtung ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise ist die Sensoreinrichtung direkt in die Steuereinrichtung für den Motor der Scheibenwischvorrichtung integriert, wobei jene Sensorkomponente der Steuereinrichtung dabei beispielsweise dazu ausgebildet sein kann, die ohnehin von der Fahrzeugelektronik ermittelte Geschwindigkeit etwa über einen CAN-Busanschluss auszulesen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung zur Auswertung einer zeitlichen Leistungsaufnahme-Kennlinie des Motors ausgebildet ist. Hierbei kann beispielsweise der Motorstrom über die Zeit aufgenommen werden. Jene Leistungsaufnahme-Kennlinie oder Motorstrom-Kennlinie weist charakteristische Punkte oder einen charakteristischen Verlauf auf, sodass durch Identifizierung jener charakteristischen Kennlinienabschnitte das Auftreten oder das Vorhandensein einer für das Wischsystem kritischen Windlast identifiziert werden kann.
Daneben ist denkbar, die Geschwindigkeit der Bewegungen des Wischarm sensorisch zu erfassen. So ist eine erhöhte Geschwindigkeit des Wischarms bei einer Aufwärtsbewegung ein Indiz für eine am Wischarm angreifende Windlast.
Dabei ist ferner vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung zur Erfassung von Zeitintervallen, bzw. zur Messung von Zeitintervallen ausgebildet ist, welche den entgegengesetzten Pendelbewegungen des Wischarms zuzuordnen sind. Dabei ist beispielsweise vorgesehen, die Länge des Zeitintervalls zu messen, welche der Wischarm zur Überführung aus von einer Wendelage in die andere und umgekehrt benötigt Sobald die Zeitintervalle, die der Wischarm zum Hoch- und Runterlaufen jeweils benötigt, stark voneinander abweichen, ist dies ein Indiz dafür, dass eine externe Kraft, so etwa eine Windlast auf den Wischarm einwirkt, die zu einer zeitlichen Asymmetrie der bidirektionalen Wischbewegung führt.
Unabhängig davon kann nach weiteren Ausführungen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Leistungsaufnahme des Motors derart zu regeln, dass zumindest eine aufwärts gerichtete Schwenk- oder Pendelbewegung des Wischarms stets ein vorgegebenes Zeitintervall benötigt. Auf diese Art und Weise kann – eine Identifizierung des zugehörigen Zeitintervalls vorausgesetzt – die Geschwindigkeit der Aufwärts- und somit zur Karosseriekomponente hin gerichteten Schwenk- oder Pendelbewegung des Wischarms nach oben begrenzt werden, sodass ein der Wischarm maximal mit einer solchen Geschwindigkeit nach oben bewegt wird, bei welcher ein kritisches Anschlagen an einer Karosseriekomponente sicher ausgeschlossen werden kann.
Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der zuvor beschriebenen Scheibenwischvorrichtung für ein Fahrzeug. Die mechanische Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Wischarm ist dabei dazu ausgebildet, eine unidirektionale Drehbewegung des Motors in eine von zwei Wendelagen begrenzte Pendelbewegung des Wischarms zu übertragen. Dabei wird eine ein Überschreiten einer vorgegebenen Wendelage des Wischarms indizierende Regelgröße erfasst. In Abhängigkeit von der erfassten Regelgröße wird dann zumindest temporär die elektrische Leistungsaufnahme des Antriebsmotors reduziert.
Als Regelgrößen zur Steuerung, insbesondere zur Reduzierung der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors dient vornehmlich die an der Scheibe auftretende Windlast. Diese kann direkt oder indirekt über die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Motordrehmoment und/oder über eine zeitliche Leistungsaufnahme-Kennlinie des Motors ermittelt oder geschätzt werden.
Dabei kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, die Leistungsaufnahme des Motors stets um einen vorgegebenen Wert oder um ein vorgegebenes Maß bei Erkennung oder Detektion einer über einem Schwellwert liegenden Windlast zu reduzieren. Sollte nach einer ersten Reduktion des Motordrehmomentes immer noch ein durch Systemlose bedingtes vergrößertes Wischfeld zu befürchten sein oder entsprechend gemessen werden, kann die Leistungsaufnahme des Motors auch sukzessive, Schritt für Schritt reduziert werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, die auftretende Windlast nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ zu erfassen und dementsprechend bereits in einem ersten Regelungsschritt die Leistungsaufnahme des Motors direkt um das erforderliche Maß zu reduzieren. Sofern die Motorleistung variabel gedrosselt oder reduziert werden soll, kann das Maß der Reduzierung, bzw. der Drosselung in Abhängigkeit der erfassten Regelgröße oder durch Verwendung mehrerer miteinander korrelierter Regelgrößen berechnet werden.
Alternativ hierzu ist auch denkbar, das Maß der Reduzierung der Leistungsaufnahme des Motors über eine Zuordnungstabelle, welche beispielsweise in der Steuereinrichtung abgelegt ist, zu bestimmen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass anhand der Leistungsaufnahme-Kennlinie des Motors zumindest ein erstes und ein zweites Zeitintervall bestimmt werden. Das erste Zeitintervall ist dadurch gekennzeichnet, dass es die Zeitdauer angibt oder der Zeitdauer entspricht, die zum Überführen des Wischarms von einer unteren Wendelage in eine obere Wendelage benötigt wird. Dementsprechend ist das zweite Zeitintervall der entgegengesetzten Schwenkbewegung des Wischarms zugeordnet. Es entspricht jener Zeitdauer, die zum Überführen des Wischarms von einer oberen in eine untere Wendelage benötigt wird.
Im quasistatischen Betriebszustand oder in Betriebszuständen der Wischvorrichtung, ohne externe Krafteinwirkung, sind die beiden Zeitintervalle in etwa gleich groß. Sobald die Zeitintervalle jedoch um einen oberhalb eines Schwellwerts liegenden Differenzbetrag voneinander abweichen, ist dies ein Indiz für eine extern einwirkende Kraft. Insbesondere wenn das erste Zeitintervall deutlich kleiner als das zweite Zeitintervall ist, kann dies als Indiz dafür gewertet werden, dass eine Windlast am Scheibenwischer anliegt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, die Größe jener ersten und zweiten Zeitintervalle zu messen und mit vorgegebenen Absolutwerten zu vergleichen. Sobald ein vorgegebener absolut angegebener Sollwert etwa um einen vorgegebenen Betrag unterschritten wird, ist auch dies ein Indiz dafür, dass der Wischarm bedingt durch äußere Krafteinwirkung eine Beschleunigung erfahren hat und somit dazu tendiert mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt zu werden.
Eine Zuordnung einzelner Abschnitte der Leistungsaufnahme-Kennlinie zu den Bewegungsrichtungen des Wischarms bzw. zu dem ersten und zweiten Zeitintervall kann durch Unstetigkeiten, insbesondere durch charakteristische lokale Minima in einem Leistungsaufnahme-Zeitdiagramm ermittelt werden.
Unabhängig oder ergänzend zur Intervallbestimmung anhand der Leistungsaufnahme-Kennlinie kann auch vorgesehen sein, die Leistungsaufnahme des Motors dann zu reduzieren, wenn sukzessiv, zeitlich aufeinanderfolgende Leistungsspitzen des Motors um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert voneinander abweichen. Die Messung von Leistungsspitzen eines Leistungs-Zeit-Diagramms kann zudem mit der Zuordnung des ersten und des zweiten Zeitintervalls kombiniert werden, sodass etwa die Leistung für ein Hochschwenken des Wischarms mit jener Leistung für ein entgegengesetztes Runterschwenken verglichen werden kann.
Ausführungsbeispiele
Weitere Ziele, Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei bilden sämtliche beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale in jeglicher sinnvollen Kombination untereinander den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Scheibenwischvorrichtung in einer Ausgangsstellung,
2 die Wischvorrichtung gemäß 1 mit dem Wischarm in Aufwärtsbewegung,
3 die Wischvorrichtung gemäß der 1 und 2 mit dem Wischarm in der oberen Wendelage,
4 die Vorrichtung gemäß der 1 bis 3 mit einem in Abwärtsbewegung befindlichen Wischarm,
5 ein Blockdiagramm der einzelnen Komponenten der Scheibenwischvorrichtung,
6 ein erstes Leistungs-Zeit-Diagramm,
7 einen vergrößerten Ausschnitt des Diagramms gemäß 6,
8 ein weiteres Leistungs-Zeit-Diagramm,
9 einen vergrößerten Ausschnitt des Diagramms gemäß 9 und
10 den vergrößerten Ausschnitt gemäß 10 mit einer gemäß der Erfindung gedrosselten Leistungsaufnahme des Motors.
In den 1 bis 4 ist schematisch eine Wischvorrichtung 10 gezeigt, die einen, in den Figuren nicht explizit dargestellten Motor und einen wischarmseitigen Nehmer 14 aufweist. Der Motor weist abtriebsseitig eine Antriebsscheibe 12 auf, die mit dem wischerseitigen Nehmer 14 über ein starres Gestänge 16, vorzugsweise ein Kurbelgetriebe verbunden ist. Durch die vom Drehpunkt der Antriebsscheibe 12 radial beabstandete Lagerung des Gestänges 16 wird eine in den 1 bis 4 fortwährende, im Uhrzeigersinn gerichtete Drehbewegung des Motors in eine Pendelbewegung des Wischarms zwischen zwei Endlagen oder Wendelagen übertragen.
Tritt im Betrieb der Scheibenwischvorrichtung etwa eine besonders hohe Windlast auf, so wird hierdurch die Aufwärtsbewegung des Wischarms beschleunigt, die Abwärtsbewegung hingegen verlangsamt. Dies führt ferner dazu, dass der Wischarm über die in 3 angedeutete obere Wendelage hinaus bewegt wird, sodass gar ein unerwünschtes Anschlagen an einer Karosseriekomponente, etwa einer A-Säule der Fahrzeugkarosserie zu befürchten ist.
Um dies zu vermeiden, ist nach der Erfindung vorgesehen, in solchen Fällen, in denen eine den Wischarm beschleunigende zusätzliche externe Kraft auf diesen einwirkt, die elektrische Leistungsaufnahme des Motors und somit das von ihm zur Verfügung gestellte Motordrehmoment gezielt zu reduzieren.
In 5 ist ein entsprechendes Scheibenwischsystem nach Art eines Blockschaltbilds wiedergegeben. Die Sensoreinrichtung 20 kann hierbei mit dem Wischarm 18 selbst gekoppelt sein. Ergänzend hierzu ist denkbar, die Sensoreinrichtung mit dem Motor 11 zu koppeln, insbesondere um die Leistungsaufnahme des Motors 11 während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Scheibenwischvorrichtung analysieren zu können.
Die vom Sensor 20 erzeugbaren Signale werden der Steuereinrichtung 22 zugeführt, welche letztlich eine vorzugsweise rein elektronisch implementierte Reduzierung der Leistungsaufnahme des Motors 11 bewirkt, indem sie dem Motor 11 entsprechend reduzierte elektrische Leistung zur Verfügung stellt. Daneben ist denkbar, die Steuereinrichtung 22 und/oder die Sensorenreinrichtung 20 mit externen Gebergeräten 24 zu koppeln. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die ohnehin im Fahrzeug, bzw. der Fahrzeugelektronik vorhandene Geschwindigkeitsinformation über eine CAN-Busschnittstelle der Scheibenwischvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Wenngleich der Sensor 20 in 5 als separate und eigenständige Komponente dargestellt ist, so kann dieser auch in der Steuerung 22 selbst angeordnet oder hierin implementiert sein. Je nach vorgesehener Regelgröße ist sogar denkbar, die Sensoreinrichtung rein softwaretechnisch zu implementieren.
6 zeigt eine typische Leistungsaufnahme-Kennlinie eines Scheibenwischermotors. Wie anhand des Diagramms 40 erkennbar, wird der Antriebsmotor 11 lediglich intervallweise betrieben. Der Intervallbetrieb dient vorliegend einer einfacheren Darstellung. Die Erfindung ist keineswegs hierauf beschränkt, sondern kann universell und sowohl für den Intervall- als auch den Dauerbetrieb eines Scheibenwischers angewendet werden.
Die beiden im Diagramm 40 erkennbaren Leistungsspitzen 46, 47 zeigen eine typische Leistungsaufnahme des Antriebsmotors, ohne dass eine externe Kraft auf den Wischarm einwirkt. Die beiden in 7 vergrößert dargestellten Leistungsspitzen 46, 47 weisen systembedingt unterschiedliche Amplituden auf.
Das lokale und zwischen den Leistungsspitzen 46, 47 liegende Minimum charakterisiert den Umkehrpunkt des Wischarms. Demgemäß lässt sich die Gesamtbewegung in zwei aufeinanderfolgende Zeitintervalle, nämlich ein erstes Zeitintervall 42 und ein darauf folgendes Zeitintervall 44 unterteilen. Im ersten Zeitintervall 42 vollzieht der Wischarm 18 eine Aufwärtsbewegung und im zweiten Zeitintervall 44 eine entsprechende entgegengerichtete Abwärtsbewegung. Die beiden Zeitintervalle 42, 44 sind in etwa gleich groß, sodass von einer kaum vorhandenen externen Krafteinwirkung ausgegangen werden kann.
Die Situation ändert sich jedoch mit Auftreten einer externen Krafteinwirkung auf den Wischarm 18. Dies ist bereits an den beiden Leistungsspitzen 48, 49 in 6 zu erkennen. Die der Aufwärtsbewegung entsprechende Leistungsspitze 48 ist hierbei in ihrer Amplitude deutlich kleiner als die im Abwärts-Intervall liegende Leistungsspitze 49. Dies ist ein Indiz dafür, dass für die Aufwärtsbewegung weniger Kraft, dafür aber für die Abwärtsbewegung entsprechend mehr Leistung benötigt wird.
Ein entsprechendes Szenario zeigt das in 8 dargestellte Diagramm 50. Während die beiden Leistungsspitzen 56, 57 noch einen Normalbetrieb ohne externe Krafteinwirkung widerspiegeln, unterliegt die nachfolgende Aktivierung des Scheibenwischers einer plötzlich auftretenden externen Krafteinwirkung. Die Leistungsspitze 58 weist eine deutlich geringere Amplitude als die darauffolgende Leistungsspitze 59 auf. In der vergrößerten Darstellung gemäß 9 ist zudem erkennbar, dass das erste Zeitintervall 52, welches der Aufwärtsbewegung des Wischarms 18 entspricht, gegenüber dem nachfolgenden zweiten Zeitintervall 54 verkürzt ist.
Die beiden Zeitintervalle 52, 54 unterscheiden sich deutlich voneinander. Auch weicht die Länge des ersten, einer Auswärtsbewegung des Wischarms 18 zugeordneten Zeitintervalls 52 von einem vorgegebenen Wert ab, wie er ansonsten unter Normalbedingungen ohne externe Krafteinwirkung vorläge.
10 entspricht dem Diagramm gemäß 9. Jedoch ist hier gestrichelt eine zweite Kennlinie 60 aufgetragen, die eine erfindungsgemäße Leistungsaufnahmebegrenzung des Motors 12 widerspiegelt. Durch Verringerung der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 12 während einer Aufwärtsbewegung des Wischarms 18 wird das erste Zeitintervall 62 zeitlich gedehnt, sodass im Endeffekt die Aufwärtsbewegung des Wischarms 18 verlangsamt und ein Überschreiten der vorgegebenen Wendelage des Wischarms 18 entgegengewirkt werden kann.
Das Zeitintervall 64 bleibt gegenüber dem ursprünglichen Zeitintervall 54 nahezu unverändert. Innerhalb des ersten Zeitintervalls 62 ist jedoch aufgrund der Drosselung des Motors 12 deutlich zu erkennen, dass die Leistungsspitze 68 deutlich kleiner ausfällt als die Leistungsspitze 58 des unkorrigierten Systems.
Als Regelgröße zur Aktivierung der Leistungsaufnahmekorrektur für den Elektromotor 12 kann einerseits die absolute Zeitdauer zumindest des ersten Zeitintervalls 52, 62, aber auch der Vergleich von erstem Zeitintervall 52, 62 zum zweiten Zeitintervall 54, 64 herangezogen werden. Ergänzend oder alternativ hierzu ist denkbar, die Absolutwerte der Leistungsspitzen 46, 47, 48, 49, 56, 57, 58, 59, 68, 69 untereinander und/oder mit vorgegebenen Absolutwerten zu vergleichen.
Veränderungen der Relationen sukzessive aufeinanderfolgender Leistungsspitzen 46, 47, 48, 49, 56, 57, 58, 59, 68, 69 aufeinanderfolgender Zeitintervalle können ferner zur Berechnung, zumindest aber zur Abschätzung einer extern auf den Wischarm 18 einwirkenden Kraft verwendet werden.

10: Wischvorrichtung
11: Antriebsmotor
12: Antriebsscheibe
14: Nehmer
16: Kurbelgetriebe
18: Wischarm
20: Sensor
22: Steuerung
24: Externes Gebergerät
40: Kennlinie
42: Zeitintervall
44: Zeitintervall
46: Leistungsspitze
47: Leistungsspitze
48: Leistungsspitze
49: Leistungsspitze
50: Kennlinie
52: Zeitintervall
54: Zeitintervall
56: Leistungsspitze
57: Leistungsspitze
58: Leistungsspitze
59: Leistungsspitze
60: Kennlinie
62: Zeitintervall
64: Zeitintervall
68: Leistungsspitze
69: Leistungsspitze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19741630 B4 [0005]

Claims

Scheibenwischvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor (11) mit zumindest einem Wischarm (18) und einer mechanischen Kopplung (16), welche den Motor (11) und den Wischarm (18) miteinander koppelt und eine unidirektionale Drehbewegung des Motors (11) in eine von zwei Wendelagen begrenzte Pendelbewegung des Wischarms (18) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung (20) zur Erfassung zumindest einer ein Überschreiten einer vorgegebenen Wendelage indizierende Regelgröße vorgesehen ist, in deren Abhängigkeit eine Steuereinrichtung (22) eine elektrische Leistungsaufnahme des Motors (11) begrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung (20) zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung einer auf eine Fahrzeugscheibe auftretenden Windlast als Regelgröße ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung (20) zur Erfassung und/oder Einspeisung der Fahrzeuggeschwindigkeit als Regelgröße ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung (20) zur Auswertung einer zeitlichen Leistungsaufnahme-Kennlinie (30; 40; 50; 60) des Motors (11) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Sensoreinrichtung (20) zur Erfassung der Zeitintervalle entgegengesetzter Pendelbewegungen des Wischarms anhand der zeitlichen Leistungsaufnahme-Kennlinie (30; 40; 50; 60) des Motors ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, die Leistungsaufnahme des Motors (11) derart zu regeln, dass zumindest eine aufwärtsgerichtete Pendelbewegung des Wischarms (18) stets innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls (42; 52; 62) erfolgt.
Verfahren zur Steuerung einer Scheibenwischvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche einen Motor (11), zumindest einen Wischarm (18) und eine mechanischen Kopplung (16) zwischen Motor (11) und Wischarm (18) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine unidirektionale Drehbewegung des Motors (11) in eine von zwei Wendelagen begrenzte Pendelbewegung des Wischarms (18) zu übertragen, gekennzeichnet durch die Schritte: – erfassen zumindest einer ein Überschreiten einer vorgegebenen Wendelage des Wischarms (18) indizierende Regelgröße, – zumindest temporäres Reduzieren der elektrischen Leistungsaufnahme des Motors (11) in Abhängigkeit von der Regelgröße.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei als Regelgröße eine an der Scheibe auftretende Windlast, die Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Motordrehmoment und/oder eine zeitliche Leistungsaufnahme-Kennlinie (30; 40; 50; 60) des Motors (11) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, wobei die Leistungsaufnahme des Motors (11) um einen vorgegebenen Wert reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, wobei das Maß der Reduzierung der Leistungsaufnahme des Motors (11) in Abhängigkeit der Regelgröße berechnet oder über eine Zuordnungstabelle bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, wobei anhand der Leistungsaufnahme-Kennlinie (30; 40; 50; 60) des Motors (11) zumindest ein erstes (42; 52; 62) und ein zweites Zeitintervall (44; 54; 64) bestimmt werden, wobei das erste Zeitintervall (42; 52; 62) der Zeitdauer entspricht, die zum Überführen des Wischarms (18) von einer unteren Wendelage in eine obere Wendelage benötigt wird und das zweite Zeitintervall (44; 54; 64) der Zeitdauer entspricht, die zum Überführen des Wischarms (18) von einer oberen in eine unteren Wendelage benötigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, wobei die Leistungsaufnahme des Motors (11) reduziert wird, wenn das erste Zeitintervall (42; 52; 62) um mehr als einen vorgegebenen Differenzwert kleiner als ein vorgegebenes Zeitintervall oder kleiner als das zweite Zeitintervall (44; 54; 64) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12 oder 10, wobei die Leistungsaufnahme des Motors reduziert wird, wenn sich die vom Motor (11) aufgenommenen Leistungsspitzen (46, 47, 48, 49; 56, 57, 58, 59; 68, 69) um mehr als einen vorgegebenen Schwellwert voneinander unterscheiden.