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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wischantriebs mit einem Motor, ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, und ein Steuergerät für einen Wischantrieb. Insbesondere bezieht sich die Erfindung hierbei auf die Reduzierung des Motor-Drehmoments während des Wischens.
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Stand der Technik
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Bei Wischantrieben (WSA) werden die Bauteile im Betrieb durch Kräfte belastet. Dabei steigen bei Wischantrieben, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen für Scheibenwischer verwendet werden, diese Kräfte insbesondere im Falle von Schneelast oder im Falle des Blockierens des Wischers an. Vor allem im letzteren Fall des Blockierens, insbesondere bei steifen Anlagen, können sehr große Belastungen auftreten, die die Wischeranlage beschädigen oder zerstören. Dies kann bis zum Ausfall der Wischanlage durch Versagen von Bauteilen führen. Zum Beispiel können Gelenksstangen abspringen oder Teile der Wischanlage können sich verbiegen.
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Bei der Verwendung eines Kniehebels für den Wischantrieb, was Vorteile in Bezug auf die Gestängeübersetzung mit sich bringt und/oder auch den Vorteil einer Selbsthemmung der Wischanlage in einer Parkstellung bewirken kann, werden die Kräfte durch das Drehmoment des Motors durch den Kniehebeleffekt zusätzlich verstärkt. Reelle Stangenwerte können hierbei bis zu 2,5 kN annehmen. Wischantriebe müssen dieser Stangenkraft standhalten können.
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Typischerweise werden bei Wischanlagen Antriebe mit reversierenden Elektromotoren verwendet, bei denen der Motor zur Generierung der Hin- und Herbewegung des Wischers die Drehrichtung wechseln. Das Wischerblatt wechselt hierbei die Bewegungsrichtung in einer unteren bzw. oberen Wendelage. Die Verwendung derartiger Reversiermotoren ermöglicht weiterhin eine erweiterte Parkstellung (EPS), das heißt eine Parkposition unterhalb der unteren Wendelage, so dass der Wischer im abgeschalteten Zustand in einer sehr tiefen Stellung, die während des normalen Betriebs der Wischanlage nicht erreicht wird, geparkt werden kann.
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Als Schutzfunktion gegen Beschädigungen oder Zerstörungen kann einem in einem Wischantrieb enthaltener Elektromotor durch Pulsweitenmodulation (PWM) eine reduzierte Spannung und somit ein reduziertes Motor-Drehmoment zur Reduktion der Belastung zugeführt werden. Die Kennlinie für die Pulsweitenmodulation für das Wischen wird im Normalbetrieb so ausgelegt, dass die Wischanlage auch bei hohen Windgeschwindigkeiten voll durchziehen kann und funktionstüchtig bleibt. Hierbei ist insbesondere auch die vom Gesetzgeber vorgeschriebene mindestens erforderliche Drehzahl der Wischanlage zu berücksichtigen, gemäß der in der niedrigsten Stufe der Wischanlage eine vorgegebene Drehzahl nicht unterschritten werden darf. Im Falle eines Blockierens der Wischanlage soll jedoch eine ausreichende Sensibilität gegeben sein, die die Anlage schützt. Die gesetzlichen Bestimmungen stehen dem Gedanken der Schutzfunktion bei dem Blockieren der Anlage jedoch entgegen, da bei entsprechender Reduktion des Motordrehmoments die erforderlichen Drehzahlen eventuell nicht mehr zur Verfügung gestellt werden können.
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Durch den Kniehebeleffekt, der insbesondere im Bereich der unteren Wendelage das Drehmoment verstärkt, ist es jedoch möglich eine Spannungsrampe mit einem linear ansteigenden Bereich in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Motors ausgehend von einem kleinen Winkel (EPS) zu einem ersten Winkel zur Verfügung zu stellen und einem Plateau bis zur oberen Wendelage einzuführen. Der Bereich der Spannungsrampe ist hierbei ca. das untere Drittel zwischen erweiterter Parkstellung und oberer Wendelage. Die Spannungsrampe regelt die Pulsweitenmodulation ausgehend von einem bestimmten Drehwinkel des Antriebsmotors zum Beispiel linear auf ein bestimmtes Niveau bis zur unteren Wendelage bzw. bis zur erweiterten Parkstellung herunter. Hierzu Werden die Drehwinkel sowie die Höhe des Plateaus der Spannungsrampe als fahrzeugspezifische Parameter im Windkanal ermittelt, um bei jeder Applikation eine einwandfreie Funktion auch unter Windlast gemäß den Vorgaben des Gesetzgebers zu gewährleisten.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben genannten Probleme zumindest teilweise zu lösen und gegenüber der bislang verwendeten Spannungsrampe die Stangenkräfte noch weiter zu reduzieren, insbesondere für den Fall, dass die existierende Spannungsrampe die Stangenkräfte nicht ausreichend reduzieren kann.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Wischantriebs mit einem Motor, insbesondere für einen Scheibenwischer zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet das Betreiben des Wischantriebs zwischen im Wesentlichen einer unteren Wendelage und einer oberen Wendelage gemäß einem Normalbetriebskennlinienabschnitt einer zum Drehmoment des Motors korrelierenden Kennlinie für den Wischantrieb, wobei an einer ersten Motorwellenposition oder einer ersten Motorkurbelposition des unteren Wendepunkts durch den Normalbetriebskennlinienabschnitt ein erstes Drehmoment vorgegeben ist, und wobei in einem Bewegungsbereich ausgehend von der ersten Motorwellenposition bis zu einer zweiten Motorwellenposition, die 10% bis 30% der Motorwellenpositionsänderung bis zur erweiterten Parkstellung entspricht, das Drehmoment des Motors um mindestens 12 rel.-% vom ersten Drehmoment, insbesondere um mindestens 30 rel.-% vom ersten Drehmoment abgesenkt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Verfügung gestellt. Das Computerprogrammprodukt ist zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen der Erfindung ausgestaltet, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät eines Fahrzeugs ausgeführt wird.
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Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform wird ein Steuergerät für einen Wischantrieb zur Verfügung gestellt, das zur Anwendung in einem Verfahren gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen programmiert ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen und besondere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, in den Zeichnungen und der beiliegenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Die hier beschriebenen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung können das vom Motor abgegebene Drehmoment für den Fall höchster mechanischer Belastungen der Wischanlage reduzieren. Hierdurch wird die gesamte Belastung auf alle Bauteile des Systems, z. B. Torsion, Biegung, Zug- und Druckspannung, begrenzt.
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Zum einen kann hierdurch ein besonders kritischer Zustand der Wischanlage abgesichert werden, nämlich der Zustand eines Abschaltens der Wischanlage bei existierendem Schnee auf der Scheibe, wobei die Anlage in die erweiterte Parkstellung fährt. Hierbei treten die höchsten Kräfte durch den Kniehebeleffekt auf. Dies ist insbesondere möglich, da im Bereich des Parkens keine gesetzlichen Bestimmungen für die Drehzahlen existieren. Es kann somit eine definierte weitere Reduktion des Drehmoments, bzw. der Pulsweitenmodulation, während der Fahrbewegung von der unteren Wendelage in die erweiterte Parkstellung erfolgen, wobei optional die Fahrgeschwindigkeit der Wischanlage weiter reduziert werden kann.
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Ausführungsformen der Erfindung stellen hierzu eine Fallunterscheidung zwischen einem Normalbetrieb der Wischeranlage und einem Parkbetrieb, bei dem die Wischeranlage von der unteren Wendelage in die erweiterte Parkstellung gefahren wird, zur Verfügung. Hierzu wird im Kennlinienbereich für die erweiterte Parkstellung, dem Parkbetriebskennlinienabschnitt, das Drehmoment, z. B. durch Pulsweitenmodulation, gegenüber der üblichen Spannungsrampe abgesenkt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zeigt die Kennlinie im Übergangspunkt vom Normalbetrieb zum Parkbetrieb einen Sprung, das heißt ein unstetiges Verhalten der Funktion. Der Sprung verläuft hierbei in Richtung eines reduzierten Motordrehmoments. Gemäß einer weiteren insbesondere bevorzugten Ausführungsform kann eine solche Sprungfunktion an mehreren Winkelpositionen der Kennlinie im Parkbetriebskennlinienabschnitt existieren. Hierdurch kann das Drehmoment des Motors des Wischantriebs noch weiter reduziert werden.
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Gemäß weiteren typischen bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich bei der Kennlinie um eine Drehmomentkennlinie in Abhängigkeit des Motorkurbelwinkels bzw. um eine Pulsweitenmodulationskennlinie in Abhängigkeit des Motorkurbelwinkels. Als Sprungfunktion oder unstetiges Verhalten, bzw. Unstetigkeit einer Funktion, soll hierbei verstanden werden, dass die Kennlinie, falls sie als Funktion vorgelegt, eine im mathematischen Sinne unstetige Funktion ist, oder, falls die Kennlinie durch Werte in einer Tabelle vorliegt, eine der Tabelle angenäherte Funktionen eine solche Unstetigkeit aufweist. Typischerweise kann eine solche Funktion durch eine Regression angenähert werden, wobei analog zur Definition einer unstetigen Funktion die Regression in zwei Bereichen, dem Normalbetriebskennlinienabschnitt und dem Parkbetriebskennlinienabschnitt erfolgt.
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Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform sind die hier beschriebenen Verfahren derart ausgestaltet, dass das Drehmoment des Motors in dem Bereich zwischen der unteren Wendelage und der erweiterten Parkposition, insbesondere in dem gesamten Bereich zwischen der unteren Wendelage und der erweiterten Parkposition, 40% oder kleiner, insbesondere 30% oder kleiner, als das maximale Antriebsdrehmoments des Motors ist.
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Hierdurch kann die Größe des Drehmoments bzw. der Pulsweitenmodulation im Kennlinienabschnitt für die Parkstellung vorgegeben werden. Gemäß insbesondere bevorzugten Ausführungsformen kann das Drehmoment im Bereich des Parkbetriebskennlinienabschnitts konstant sein, bzw. im Falle von mehreren Motorkurbelwinkeln mit unstetigem Verhalten durch eine Mehrzahl von konstanten Plateaus zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird im Bereich der Kennlinie mit einem abgesegneten Drehmoment, das heißt im Parkbetriebskennlinienabschnitt, ein Blockieren des Wischers detektiert. Falls ein Blockieren des Wischers detektiert wird, fährt der Wischer in eine Signallage, z. B. in die obere Wendelage. Hierdurch kann dem Benutzer angezeigt werden, dass ein Blockieren der Wischeranlage, insbesondere im Bereich der erweiterten Parkstellung auftritt. Die Positionen nahe der oberen Wendelage, z. B. in der Nähe der A-Säule eines Kraftfahrzeugs ist für den Benutzer ein deutliches Anzeichen. Dies ist von Vorteil da ein Blockieren nahe der Parkstellung vom Fahrzeugführer in der Regel nicht als Funktionsstörung erkannt werden kann.
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Gemäß weiteren insbesondere bevorzugten Ausführungsformen wird das Detektieren durch eine Detektion des Antriebsstroms des Motors und eine Detektion der Winkeländerung des Motors erfasst. Hierdurch kann der vom Motor aufgewendete Kraftaufwand und die daraus resultierende Winkeländerung in Korrelation gesetzt werden, so dass z. B. eine minimale oder nicht existierende Winkeländerung bei hohem Kraftaufwand als ein Blockieren des Wischers identifiziert werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Wischantriebs, eines Scheibenwischers, der Steuer- und Kontrollelemente sowie der für den Betrieb typischen Wischerpositionen;
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2 eine schematische Darstellung von Kennlinien für einen Wischantrieb gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb eines Wischantriebs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines Wischantriebs. Ein Motor 10 führt zu einer Rotation einer um die Achse 12 rotierenden Scheibe. Ein Kniehebel 20 enthält eine Motorkurbel 21 und ein Lager 26. Die erste Gelenkstange 22, die mit einem weiteren Lager 23 drehbar mit einem Hebel 24 verbunden ist, führt am Lager 28 zu einer Drehbewegung des Wischhebels 32. 1 zeigt den Wischhebel 32 in einer beliebigen Position auf der Scheibe 30. Durch die gestrichelten Linien wird die obere Wendelage 102, die untere Wendelage 104, und die erweiterte Parkstellung 106 dargestellt. Durch reversierende Rotation des Motors 10 wird im Normalbetrieb der Wischhebel 32 zwischen der oberen Wendelage 102 und der unteren Wendelage 104 hin- und herbewegt. Wird der Wischer während des Betriebs des Kraftfahrzeugs nicht benötigt oder nicht verwendet, das heißt wenn ein Benutzer den Wischantrieb ausschaltet, fährt der Wischhebel 32 von der unteren Wendelage 104 in die erweiterte Parkstellung 106. Typischerweise befindet sich die erweiterte Parkstellung 106 an einer sehr tiefen Position auf der Scheibe, z. B. ganz oder teilweise im Windschatten einer entsprechenden Hervorhebung einer Kühlerhaube eines Kraftfahrzeugs.
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Gemäß typischen Ausführungsformen kann hierdurch ein sehr tiefes Parken des Wischhebels 32 in Relation zur Scheibe 30 realisiert werden. Beispielsweise kann die erweiterte Parkstellung einer Rotation von 2° bis 3° unterhalb der unteren Wendelage entsprechen.
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Wie in 1 dargestellt wird der Motor typischerweise durch ein Steuergerät 30 gesteuert und der Motor erkennt seine Lage, z. B. eine Rotation um die Achse 12, durch einen Sensor, wie zum Beispiel einen Magnetsensor. Dies ist in 1 durch Sensor 33 illustriert.
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Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Reduzieren des Motorsdrehmoments während des Wischens insbesondere im Bereich zwischen der unteren Wendelage und der erweiterten Parkstellung zur Verfügung gestellt. 2 illustriert eine bzw. mehrere entsprechende Kennlinien in Abhängigkeit des Motorkurbelwinkels. Hierbei sind die Motorwellenpositionen analog zu 1 eingezeichnet. Hierbei handelt es sich gemäß typischen, bevorzugten Ausführungsformen auch um Motorkurbelpositionen. Der Motorkurbelwinkel 102 entspricht der oberen Wendelage. Der Motorkurbelwinkels 104 entspricht der unteren Wendelage. Der Motorkurbelwinkel 106 entspricht der erweiterten Parkstellung. Die Kurve 220 illustriert den tatsächlichen Momentenbedarf des Motors des Wischantriebs. Um den Anforderungen des Gesetzgebers bei allen Applikationen und unter allen Betriebsbedingungen gerecht zu werden, wurde bislang die Kennlinie 200, die hier exemplarisch für eine Pulsweitenmodulation dargestellt ist, mit einem Plateau für Winkel größer als dem in 2 eingezeichneten Winkel 202 zur Verfügung gestellt. Unterhalb des Winkels 202 wurde die Pulsweitenmodulation durch eine Spannungsrampe derart geregelt, dass wie durch die Verlängerung 201 der Spannungsrampe dargestellt, die Pulsweitenmodulation und das daraus resultierende Drehmoment bis auf einen Wert 212 für die erweiterte Parkstellung linear abgesenkt wurde. Diese Spannungsrampe regelt die Pulsweitenmodulation bei einer typischen Motorwellenposition bzw. bei einem typischen Drehwinkel 202 des Antriebsmotors bis zum Drehwinkel der erweiterten Parkstellung vom Maximum des Plateaus auf den Wert 212 herunter. Die Drehwinkel sowie die Höhe des Plateaus der Spannungsrampe werden typischerweise als fahrzeugspezifische Parameter im Windkanal ermittelt, um den gesetzlichen Bestimmungen zu genügen.
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Wie unter anderem an dem tatsächlichen Momentenbedarf 220 zu erkennen ist, führt der Kniehebeleffekt insbesondere bei kleinen Motorkurbelwinkeln, das heißt bei Winkeln in Richtung der erweiterten Parkstellung, zu einem reduzierten notwendigen Drehmoment des Motors. In diesem Bereich tritt der Kniehebeleffekt in besonders hohem Maße auf. Folglich entstehen auch im Falle eines Blockierens besonders hohe Kräfte im Bereich der tiefen Endposition des Wischhebels. Kinematisch bedingt kann in einer extremen Stellung an einer Position keinerlei Moment mehr, sondern lediglich eine Kraft auftreten. In diesem Bereich der Strecklage werden die Kräfte durch den Kniehebeleffekt immer größer.
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Für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Fallunterscheidung der Kennlinie 200, z. B. einer PWM-Kennlinie, gemacht. Diese Fallunterscheidung führt zu einem Normalbetriebskennlinienabschnitt 230 und einem Parkbetriebskennlinienabschnitt 232. Die Kennlinie 200 bzw. die Funktion der Kennlinie 200 zeigt für den Motorkurbelwinkel 104, der im wesentlichen der unteren Wendelage entspricht, einen Sprung 233. Die Funktion der Kennlinie hat in diesem Bereich somit ein unstetiges Verhalten. Folglich wird Im Bereich zwischen unterer Wendelage 104 und erweiterter Parkstellung 106 ein reduzieren des Drehmoments bzw. ein Reduzieren des Pulsweitenmodulationswertes auf einen Wert 214 ermöglicht. Daher kann in einem Bereich mit dem größten Gefährdungspotential für Belastung oder Zerstörung, das heißt im Bereich nahe des Streckbetriebs des Kniehebels, in dem sich der Drehmomentbedarf beim hineinfahren in den Kniehebels Bereich reduziert, das Drehmoment bzw. der Pulsweitenmodulationswert auf den Wert 214 gesenkt werden.
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Gemäß typischen Ausführungsformen kann eine solche Steuerung in eine Software integriert werden. Im Drehbereich des Motors zwischen unterer Wendelage und erweiterter Parkstellung kann durch Integration weiterer Parameter die Pulsweitenmodulation nochmals zur bereits vorhandenen Spannungsrampe reduziert werden. Hierzu können gemäß typischen, bevorzugten Ausführungsformen zwei weitere Parameter nämlich die maximale Pulsweitenmodulation beim Abparken und die Drehzahl während des Bewegungsvorgangs des Abparkens in die Software integriert werden. Dadurch wird das vom Motor abgegebene Drehmoment während des Laufens vom unteren Wendepunkt in die erweiterte Parkstellung auf ein Minimum reduziert. Durch eine kleinere Drehzahl kann zusätzlich oder alternativ auch die dynamische Belastung des gesamten Wischersystems reduziert werden.
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Durch die Fallunterscheidung eines Normalbetriebskennlinienabschnitts und eines Parkbetriebskennlinienabschnitts kann eine deutlich geringere Drehmomentabgabe des Motors gerade im für den Wischantrieb mechanisch kritischen Kniehebelbereich realisiert werden, insbesondere da in diesem Bereich die Windlast bei fast allen Applikationen vernachlässigbar ist, bzw. stark reduziert ist, und die gesetzlich vorgeschriebenen Drehzahlen in diesem Bereich nicht eingehalten werden müssen.
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Gemäß weiteren, bevorzugten Ausführungsformen bietet die Fallunterscheidung den weiteren Vorteil, dass im Kennlinienbereich für den normalen Betrieb, das heißt zwischen der unteren Wendelage 104 und der oberen Wendelage 102, eine Optimierung des durch Pulsweitenmodulation zur Verfügung gestellten Drehmoments ausschließlich basierend auf dem Normalbetrieb und den hierfür gesetzlichen Bestimmungen erfolgen kann. Die Motorsteuerung kann im Parkbetrieb, das heißt zwischen der unteren Wendelage und der erweiterten Parkstellung sensibler gemacht werden, ohne dass hierdurch der Normalbetrieb negativ beeinflusst wird.
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Gemäß typischen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben eines Wischantriebs in dem Bereich zwischen unterer Wendelage und erweiterter Parkstellung sowohl durch ein reduziertes Drehmoment als auch durch eine reduzierte Drehzahl zur Verfügung gestellt werden, wobei die Drehzahl auch unter die gesetzlichen Forderungen reduziert werden kann. Dies ist insbesondere im Kniehebelbereich, der durch einen stark reduzierten Drehmomentbedarf gekennzeichnet ist, von Vorteil. In diesem Bereich kann folglich die Kennlinie für das Drehmoment bzw. die Pulsweitenmodulation zu kleineren Werten sprunghaft abgesenkt werden.
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Gemäß noch weiteren, insbesondere bevorzugten Ausführungsformen kann in diesem Bereich das Drehmoment bzw. der Wert 214 für die Pulsweitenmodulation konstant gehalten werden. Alternativ können in Richtung hin zu der erweiterten Parkstellung auch weitere das Drehmoment reduzierende Sprünge in der Kennlinienfunktion zur Verfügung gestellt werden. Hierbei können zum Beispiel zwei oder drei Plateaus mit konstanten Drehmoment- bzw. Pulsweitenmodulationswerten existieren.
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Gemäß einer noch weiteren, alternativen Ausführungsformenerfindung kann die Kennlinie 200, wie durch die gestrichelte Kurve 234 dargestellt ist, auch derart ausgestaltet sein, dass die Kennlinie an der Motorwellenposition der unteren Wendelage abgeschwächt wird, um eine Reduktion des Drehmoments bzw. der Pulsweitenmodulation bis hin zu einem Wert 216 in der erweiterten Parkstellung zu erzielen. Hierdurch wird eine bevorzugte Ausführungsform geschaffen, so dass die erste Ableitung der Kennlinie im wesentlichen im Übergangspunkt des Normalbetriebskennlinienabschnitts und des Parkbetriebskennlinienabschnitts ein unstetiges Verhalten zeigt.
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Im Allgemeinen kann die Fallunterscheidung im Bezug auf den Normalbetriebskennlinienabschnitt und Parkbetriebskennlinienabschnitt daher gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch folgendermaßen dargestellt werden.
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Die Kennlinie 200 hat für die Motorwellenposition 104 einen ersten Drehmomentwert des Normalbetriebskennlinienabschnitts 230. Wird die Motorwellenposition vom Wert 104 weiter zur Position in Richtung der Parkstellung 106 bewegt, so ergibt sich innerhalb der ersten 10% der Positionsänderung von der Position 104 bis zur Position 106 eine signifikante Absenkung des Drehmoments. Zum Beispiel kann ausgehend von der Position 104 bei einer Position, die 10% bis 30% der Motorwellenpositionsänderung von Position 104 nach Position 106 entspricht, der Wert für das Drehmoment des Motors (bereits) um mindestens 12 rel.-%, insbesondere um mindestens 30 rel.-%, bzw. insbesondere mindestens 50 rel.-% ausgehend vom Drehmomentswert der Normalbetriebskennlinie am unteren Wendepunkt reduziert sein. Entspricht also z. B. das Drehmoment der Normalbetriebskennlinie an der Position 104 60% des maximalen Motordrehmoments, so entspricht eine Reduktion um 10 rel.-% einem Absolutwert von 54% des maximalen Drehmoments des Motors. In 2 ist dieser Wert durch den Punkt 235 verdeutlicht. Die Position 105 entspricht 10% des Weges von Position 104 bis 106 (zur besseren Sichtbarkeit nicht maßstabsgetreu dargestellt). Der Drehmoment- bzw. Pulsweitenmodulationswert in Punkt 235 entspricht dem minimalen Absenken von z. B. 12% ausgehend vom Wert der Normalbetriebskennlinie 230 an der Position 104.
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Ein entsprechendes Verfahren gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 3 durch ein Ablaufdiagramm dargestellt. Der Wischantrieb wird in Schritt 301 gestartet. Dies kann z. B. durch Betätigung einer entsprechenden Betätigungseinrichtung, wie zum Beispiel eines Hebels am Armaturenbrett, durch einen Benutzer des Kraftfahrzeugs geschehen. Gemäß der Fallunterscheidung in Schritt 302 wird erfasst, ob die Motorwellenposition kleiner als die untere Wendelage ist. Ist dies nicht der Fall, das heißt der Motor befindet sich in der unteren Wendelage oder zwischen der unteren Wendelage und der oberen Wendelage, so wird in Schritt 303 der Wischantrieb gemäß dem Normalbetriebskennlinienabschnitt der Kennlinie für das Drehmoment bzw. der Kennlinie für die Pulsweitenmodulation betrieben.
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Befindet sich der Wischantrieb im Bereich des Parkbetriebskennlinienabschnitt (Schritt 302 = JA), so wird das Drehmoment in Schritt 304 signifikant reduziert. Diese signifikante Reduktion kann durch die oben gegebenen relativen Prozentangaben, die beschriebene Sprungfunktion, und/oder durch das Abknicken der Kennlinie (siehe Bereich 234 in 2) zur Verfügung gestellt werden. Die Reduktion des Drehmoments bzw. eine Reduktion der Drehzahl auch unter die gesetzlich für den Normalbetrieb vorgeschriebenen Werte, führt wie im nachfolgenden beschrieben zu weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die mit weiteren Vorteilen verbunden sind. Typischerweise wird ein Blockieren des Wischsystems durch Detektion des dem Motor zugeführten Stroms und der Winkeländerung des Motors erkannt. Hierbei erkennt der Motor seine Lage mit einem Sensor (siehe Sensor 33 in 1), z. B. einem Magnetfeldsensor, und das Steuergerät 30 kann den zur Verfügung gestellt Strom messen. Im Bereich nahe der erweiterten Parkstellung, bei der sich der Kniehebel nahe der Strecklage befindet und somit ein großer Effekt durch den Kniehebel erzeugt wird, benötigt der Motor durch die Verstärkung der Kräfte wenig Strom und erzeugt dennoch relativ hohe Kräfte. Dies führt dazu, dass der Motor durch den geringen Strom und das daraus vermutete geringe Drehmoment, bzw. durch die über den Kniehebeleffekt verstärkten Kräfte, nicht zuverlässig erkennen kann, dass ein Blockieren besteht. Zum Beispiel können durch den Kniehebeleffekt bei einem Hochfahren des Stromes die Kräfte derart ansteigen, dass sich die komplette Wischanlage leicht bewegt, bzw. in sich verdreht wird. Dem Motor wird somit die Möglichkeit der Detektion eines Blockierens genommen.
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Wird jedoch durch Reduzieren des Drehmoments in Schritt 304 das Drehmoment derart heruntergefahren, dass es trotz Stromführung zu keiner für den Sensor 33 erkennbaren Bewegung kommt, kann, wie in 3 durch Schritt 306 dargestellt, ein Blockieren im Bereich von der unteren Wendelage bis zur erweiterten Parkstellung detektiert werden. Wird in Schritt 306 erkannt, dass ein Blockieren nicht vorliegt, so läuft das Verfahren zum Beispiel bis zum Erreichen der erweiterten Parkstellung weiter. Hierzu wird geprüft, ob die Parkposition erreicht ist (Schritt 307) und nach Erreichen der Parkposition wird in Schritt 309 das Wischsystem abgeschaltet. Falls die Parkposition noch nicht erreicht ist, wird mit dem Abparken fortgeschritten, wobei das Wischsystem weiterhin bei dem reduzierten Drehmoment oder eine weiter angepassten, reduzierten Drehmoment betrieben wird, und weiterhin eine Prüfung erfolgt ob ein Blockieren vorliegt. Erkennt das Verfahren in Schritt 306 ein Blockieren des Wischsystems, so kann in Schritt 308 der Wischantrieb in eine Signalposition, z. B. in die Position der oberen Wendelage, das heißt typischerweise in eine Position des Wischhebels nahe der A-Säule eines Kraftfahrzeugs, fahren und das Wischsystem wird in dieser Position in Schritt 309 abgeschaltet. Hierdurch kann der Benutzer auf das Erkennen des Blockierens aufmerksam gemacht werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, da der Benutzer in der Nähe der Parkstellung in der Regel nicht erkennen kann, ob eine Fehlfunktion, z. B. durch Blockieren vorliegt. Auf der einen Seite erkennt der Fahrzeugführer eine minimale Bewegung nicht. Auf der anderen Seite, entspricht eine Ruhestellung in der Parkposition den Erwartungen des Benutzers.
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Somit kann durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Blockiererkennung im kritischen Kniehebelbereich möglich sein, und kann durch Anfahren einer Signalposition, z. B. der Position der oberen Wendelage, dem Fahrzeugführer sichtbar angezeigt werden. Der Fahrzeugführer kann daher erkennen, dass das Wischsystem nicht in ordnungsgemäßem Zustand ist. Er kann gegebenenfalls Gegenmaßnahmen wie zum Beispiel das Entfernen von Schnee auf der Windschutzscheibe ergreifen, bevor es zum Ausfall des Wischantriebs kommt. Durch das reduzierte Drehmoment gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die geringere Geschwindigkeit besteht folglich die Möglichkeit ein Blockieren zu erkennen, was bei den herkömmlich verwendeten Geschwindigkeiten und Drehmomenten nicht zuverlässig gewährleistet werden kann. Die optionale Parkstellung in der Nähe der A-Säule entlastet dabei das Wischsystem und weist den Fahrzeugführer auf die Anomalie hin.
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Die hier beschriebenen Verfahren zur weiteren Reduzierung des Motorsdrehmoments während des Abparkens können in vielen Regionen, insbesondere wenn ein Kraftfahrzeug längere Zeit bei Schneefall geparkt wurde und vor der Verwendung des Kraftfahrzeugs die Scheiben nicht ausreichend gereinigt werden, von Vorteil sein. Aber auch während der Fahrt kann sich in Regionen wie Skandinavien und Kanada bei starker Schneefall von z. B. schwerem, nassem Schnee, sowohl im unteren Bereich der Windschutzscheibe, das heißt nahe der Parkstellung, und im Bereich des oberen Wendepunkts, das heißt nahe der A-Säule eines Kraftfahrzeugs, ein Schneekeil bilden. Wird bei Existenz eines solchen Schneekeils das Wischsystem abgeschalteten und versucht das Wischsystem somit die erweiterte Parkstellung anzufahren, treten insbesondere im Bereich des unteren Schneekeils, indem die Kräfte durch den Kniehebeleffekt besonders verstärkt werden, außergewöhnliche Belastung des Wischsystems auf. Dies kann bis zur Zerstörung des Wischsystems führen. Die Fallunterscheidung mit dem Parkbetriebskennlinienabschnitt gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen erlaubt eine Reduktion des Motordrehmoments und/oder der Motordrehzahl auch unter die gesetzlich vorgeschriebene Bestimmungen. Die hier eingesetzte Reduktion des Drehmoments kann eine überhöhte Belastung, die Zerstörung, oder den Ausfall des Wischsystems verhindern und ermöglicht ferner die zuverlässige Erkennung eines Blockierens in der Nähe der Strecklage des Kniehebels.
