DE102014204733A1

DE102014204733A1 - Vorrichtung und Verfahren zur elektronischen Steuerung eines Scheibenwischers bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102014204733A1
Application number: DE102014204733.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Drescher; Matthias Findeis; Mathias Kübler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-09-17
Also published as: CN104908713B; CN104908713A

Abstract

Erfindungsgemäß werden zur elektronischen Steuerung eines Scheibenwischers bei Kraftfahrzeugen mittels eines zentralen elektronischen Funktionssteuermoduls zur Positionsregelung mindestens eines Scheibenwischermotors zur Einstellung einer vorgegebenen Soll-Position abhängig von mindestens einem Eingangssignal Funktionsbefehle an mindestens eine Antriebssteuereinheit ausgegeben. Dabei wird durch die Antriebssteuereinheit im Falle eines Ausschaltbefehls des Funktionssteuermoduls eine einem Ausschaltzustand zugeordnete Soll-Position einstellt, wobei mittels der Antriebssteuereinheit und mittels einer mit ihr verbundenen Ist-Positions-Sensorik im Ausschaltzustand unabhängig von Funktionsbefehlen des Funktionssteuermoduls die Soll-Position eingeregelt wird, solange die Antriebssteuereinheit über eine elektrische Verteilervorrichtung elektrisch versorgt wird. Vorzugsweise wird mittels des Funktionsmoduls eine schaltbaren Verbindung zur elektrischen Versorgung der mindestens einen Antriebeinheit angesteuert, die auch im Ausschaltzustand bei Überschreiten eines definierten vergleichsweise hohen Schwellwertes eines Regensensor-Signals eingeschaltet wird, um die mindestens eine Antriebssteuereinheit für eine Positionsregelung unabhängig von einem Funktionsbefehl des Funktionsmoduls einzuschalten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur elektronischen Steuerung eines Scheibenwischers bei Kraftfahrzeugen nach dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Üblicherweise sind zur Bedienung des Scheibenwischers in Kraftfahrzeugen verschiedene Betätigungselemente beispielsweise an einem Bedienhebel vorgesehen. Mittels der vom Fahrer zu betätigenden Schaltelemente können verschiedene Scheibenreinigungs-Funktionen ein- und ausgeschaltet werden. Bekannte Scheibenreinigungs-Funktionen sind beispielsweise:
„Intervallschaltung”,
„Wischergeschwindigkeit normal”,
„Wischergeschwindigkeit schnell”,
„Kurzwischen”,
„Scheibenreinigungsautomatik” und
„Aus”.
Üblicherweise ist bei Vorrichtungen zur elektronischen Steuerung eines Scheibenwischers mit der Möglichkeit einer regensensorabhängigen Steuerung dem Schaltelement für die Scheibenreinigungs-Funktion „Intervallschaltung” die regensensorabhängige Steuerung zugeordnet. Derartige bekannte Funktionen werden üblicherweise mittels eines elektronischen Funktionssteuermoduls gesteuert.
Es ist auch bereits eine Vielzahl von Vorrichtungen zur Steuerung von Scheibenwischern bekannt, durch die beim Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle der Regenintensität bzw. der Regenbenetzung auf der Windschutzscheibe ein selbsttätiges Anlaufen des Scheibenwischers ausgelöst wird. Zur Messung der Regenintensität bzw. der Regenbenetzung auf der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs sind ebenfalls verschiedene Sensoren bereits weithin bekannt. Beispielsweise geht eine regensensorabhängige Steuerung eines Scheibenwischers aus der DE 195 36 621 C2 hervor.
Im Ausschaltzustand werden bei vielen Kraftfahrzeugen die Scheibenwischer möglichst in eine Parkposition eingestellt, durch die die Scheibenwischer vor Sturm oder vor Bürsten einer Waschanlage geschützt sind. Dazu werden beispielsweise die Scheibenwischer unter den oberen Rand der Motorhaube eingefahren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Scheibenwischer-System im Hinblick auf einen noch besseren Schutz der Scheibenwischer gegen Beschädigungen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß werden zur elektronischen Steuerung eines Scheibenwischers bei Kraftfahrzeugen mittels eines zentralen elektronischen Funktionssteuermoduls zur Positionsregelung mindestens eines Scheibenwischermotors zur Einstellung einer vorgegebenen Soll-Position eines Scheibenwischers bzw. der Scheibenwischer abhängig von mindestens einem Eingangssignal Funktionsbefehle an mindestens eine Antriebssteuereinheit ausgegeben. Dabei wird durch die Antriebssteuereinheit im Falle eines Ausschaltbefehls des Funktionssteuermoduls eine einem Ausschaltzustand zugeordnete Soll-Position einstellt, wobei mittels der Antriebssteuereinheit und mittels einer mit ihr verbundenen Ist-Positions-Sensorik im Ausschaltzustand unabhängig von Funktionsbefehlen des Funktionssteuermoduls die Soll-Position eingeregelt wird, solange die Antriebssteuereinheit über eine elektrische Verteilervorrichtung elektrisch versorgt wird.
Vorzugsweise wird mittels des Funktionssteuermoduls eine schaltbare Verbindung zur elektrischen Versorgung der mindestens einen Antriebeinheit angesteuert, die auch im Ausschaltzustand bei Überschreiten eines definierten vergleichsweise hohen Schwellwertes eines Regensensor-Signals eingeschaltet wird, um die mindestens eine Antriebssteuereinheit für eine Positionsregelung unabhängig von einem Funktionsbefehl des Funktionsmoduls einzuschalten.
Die Erfindung ist bei allen elektronisch steuerbaren Scheibenwischeranordnungen anwendbar. Eine erste Scheibenwischeranordnung kann eine Vorrichtung mit einem einzigen Scheibenwischermotor und mit einem die Scheibenwischer mechanisch synchronisierend verbindenden Gestänge sein. Dabei ist nur eine einzige elektronische Antriebssteuereinheit zur Ansteuerung des Scheibenwischermotors für beide Scheibenwischer gleichzeitig vorhanden.
Eine zweite Scheibenwischeranordnung kann eine Vorrichtung mit je einem Scheibenwischermotor pro Scheibenwischer sein, die grundsätzlich getrennt voneinander mit jeweils einer eigenen Antriebssteuereinheit pro Scheibenwischermotor und pro Scheibenwischer ansteuerbar sind. Derartige Scheibenwischeranordnungen weisen insbesondere zur Synchronisierung der Scheibenwischerbewegungen ein mit den Antriebssteuereinheiten verbundenes zentrales Funktionssteuermodul auf. Eine derartige zweite Scheibenwischeranordnung ist beispielsweise aus der DE 10 2009 029 457 A1 bereits bekannt.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für diese zweite Scheibenwischeranordnung anwendbar, da hierbei im Ausschaltzustand, insbesondere in einer Waschanlage oder bei Sturm (wenn sich der Fahrer nicht korrigierend im Fahrzeug befindet), die Scheibenwischer durch äußere Krafteinwirkungen leichter verstellbar sind. Noch vorteilhafter ist die Erfindung, wenn die Scheibenwischer im Ausschaltzustand nicht unter einer Motorhaube verdeckt sind, sondern frei auf der Scheibe aufliegen.
In der Zeichnung ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
1 eine schematische Darstellung der für die Erfindung wichtigsten Komponenten und
2 einen Ausschnitt einer Konstruktionszeichnung für eine mögliche mechanische Ausgestaltung der oben genannten zweiten Scheibenwischeranordnung.
In 1 ist schematisch eine Windschutzscheibe mit zwei Scheibenwischern 2.1 und 2.2 dargestellt. Die Scheibenwischer 2.1 und 2.2 werden direkt über jeweils einen Scheibenwischermotor 3.1 und 3.2 angetrieben. Die Scheibenwischermotoren 3.1 und 3.2 werden durch jeweils eine elektronische Antriebssteuereinheit 4.1 und 4.2, insbesondere auch mittels Ist-Positions-Sensoren 8.1. und 8.2, auf eine jeweils vorgegebene Soll-Position P_soll eingestellt. Die Antriebssteuereinheiten 4.1 und 4.2 sind über eine Kommunikationsschnittstelle zum Fahrzeug (z. B. LIN-Bus) mit einem zentralen übergeordneten Funktionssteuermodul 1 verbunden, das Funktionsbefehle wie z. B. „Intervallschaltung”, „Wischergeschwindigkeit normal”, „Wischergeschwindigkeit schnell”, „Kurzwischen”, „Scheibenreinigungsautomatik” einschließlich dem Ausschaltbefehl „AUS” an die Antriebssteuereinheiten 4.1 und 4.2 übermittelt.
Das Funktionssteuermodul 1 erhält zumindest Signale von vom Fahrer bedienbaren Betätigungselementen und/oder von bestimmten Sensoren, insbesondere dem Regensensor 7, als Eingangssignale E und ist derart ausgebildet, dass davon abhängig die Funktionsbefehle einschließlich dem Ausschaltbefehl „AUS” an die Antriebssteuereinheit 4.1 und 4.2 ausgegeben werden. Dabei sind die Antriebssteuereinheit 4.1 und 4.2 derart ausgestaltet, dass durch die Antriebssteuereinheiten 4.1 und 4.2 im Falle eines Ausschaltbefehls „AUS” des Funktionssteuermoduls 1 eine vorgebbare einem Ausschaltzustand zugeordnete Soll-Position P_soll eingestellt wird. Dazu sind mit den Antriebssteuereinheiten 4.1 und 4.2 Ist-Positions-Sensoren 8.1 und 8.2 verbunden, durch die unabhängig von Funktionsbefehlen des Funktionssteuermoduls 1 auch im Ausschaltzustand „AUS” die Soll-Position P_soll eingeregelt wird, solange die Antriebssteuereinheiten 4.1 und 4.2 über eine elektrische Verteilervorrichtung elektrisch versorgt wird.
Die Verteilervorrichtung ist beispielsweise eine steuerbare Verbindung 5 in Form eines Schalters, der von einem Klemmensteuermodul 6 des Funktionssteuermoduls 1 auch im Ausschaltzustand ansteuerbar ist und der die Antriebssteuereinheiten 4.1 und 4.2 mit Batteriespannung U+ bei Vorliegen bestimmter Bedingungen versorgt. Vorzugsweise ist eine derartige Bedingung bei Vorhandensein eines Regensensors 7 das Überschreiten eines definierten vergleichsweise hohen Schwellwertes S des Regensensor-Signals, um die Antriebssteuereinheiten 4.1 und 42 für eine Positionsregelung unabhängig von einem Funktionsbefehl des Funktionsmoduls 1 einzuschalten. Der Schwellwert S ist insbesondere zur Erkennung eines Waschanlagenbetriebs ausgelegt.
Die einem Ausschaltzustand „AUS” zugeordnete Soll-Position P_soll ist hier eine einzige Ruheposition, in die durch die Positionsregelung zurückgekehrt wird, wenn ein Scheibenwischer 2.1 in eine fehlerhafte Position P_f durch äußere Krafteinwirkung verschoben wurde. Die einem Ausschaltzustand zugeordnete Soll-Position P_soll kann beispielsweise auch eine jeweils alternierende Parkposition sein, durch die die Wischerblätter abwechselnd in den beiden möglichen Wischlippen Umklapprichtungen abgelegt werden können.
Die Antriebssteuereinheiten 4.1 und 4.2 könnten auch durch eine feste Verbindung mit der Batterie (U+; z. B. Klemme 30) dauerversorgt sein.
Auch könnten die Antriebseinheiten 4.1 und 4.2 durch eine zeitlich begrenzte schaltbare Standard-Verbindung mit der Batterie (z. B. bekannte Klemme 30B) nach dem Ausschaltbefehl „AUS” für eine vorgegebene Mindestzeit (ca. 5–15 min) versorgt werden, diese könnte jedoch zu kurz sein. Ein „Wecken” der Standard-Verbindung durch das Klemmensteuermodul 6 des Funktionssteuermoduls 1 würde alle Steuergeräte wecken, die an dieser Klemme anliegen. Hierdurch würde gegebenenfalls unerwünscht hoher Ruhestrom erzeugt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19536621 C2 [0004]
DE 102009029457 A1 [0011]

Claims

Vorrichtung zur elektronischen Steuerung eines Scheibenwischers (2.1, 2.2) bei Kraftfahrzeugen mit einem zentralen elektronischen Funktionssteuermodul (1) und mit mindestens einer elektronischen Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) zur Positionsregelung mindestens eines Scheibenwischermotors (3.1, 3.2) zur Einstellung einer vorgegebenen Soll-Position (P_soll), dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionssteuermodul (1) zumindest Signale von vom Fahrer bedienbaren Betätigungselementen und/oder von bestimmten Sensoren (7) als Eingangssignale (E) erhält und derart ausgebildet ist, dass davon abhängig Funktionsbefehle („AUS”) an die mindestens eine Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) ausgebbar sind, wobei die Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) derart ausgestaltet ist, dass im Falle eines Ausschaltbefehls („AUS”) des Funktionssteuermoduls (1) an die Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) durch diese eine einem Ausschaltzustand zugeordnete Soll-Position (P_soll) einstellbar ist, wobei mit der Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) mindestens eine Ist-Positions-Sensorik (8.1, 8.2) verbunden ist, durch die unabhängig von Funktionsbefehlen des Funktionssteuermoduls (1) auch im Ausschaltzustand („AUS”) die Soll-Position (P_soll) einregelbar ist, solange die Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) über eine elektrische Verteilervorrichtung (U+, 5, 6) elektrisch versorgbar ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einem Ausschaltzustand zugeordnete Soll-Position (P_soll) eine einzige Ruheposition oder eine jeweils alternierende Parkposition ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) durch eine feste Verbindung mit der Batterie (U+; z. B. Klemme 30) dauerversorgt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (4.1, 4.2) durch eine zeitlich begrenzte schaltbare Standard-Verbindung mit der Batterie (z. B. Klemme 30B) nach dem Ausschaltbefehl („AUS”) für eine vorgegebene Mindestzeit versorgbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (4.1, 4.2) durch eine schaltbare eigene Verbindung (5) mit der Batterie (eigene Batterieklemme) beliebig (beliebig häufig und/oder beliebig lang) versorgbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer schaltbaren Verbindung (5) zur Versorgung der Antriebseinheit (4.1, 4.2) diese Verbindung (5) vom Funktionsmodul (1) in Abhängigkeit von mindestens einem Eingangssignal des Funktionsmoduls (1) ein- und ausschaltbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer schaltbaren Verbindung (5) zur Versorgung der Antriebseinheit (4.1, 4.2) diese Verbindung vom Funktionsmodul (1) in Abhängigkeit von einem definierten Schwellwert (S) eines mit dem Funktionsmodul (1) verbundenen Regensensors (7) ein- und ausschaltbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer schaltbaren Verbindung (5) zur Versorgung der Antriebseinheit (4.1, 4.2) diese Verbindung (5) vom Funktionsmodul (1) in Abhängigkeit von einem definierten Schwellwert (S) eines mit dem Funktionsmodul (1) verbundenen Regensensors (7) ein- und ausschaltbar ist, wobei der Schwellwert (S) im Hinblick auf die Erkennung eines plötzlichen Wasserschwalles vergleichsweise hoch definiert ist.
Verfahren zur elektronischen Steuerung eines Scheibenwischers (2.1, 2.2) bei Kraftfahrzeugen mittels eines zentralen elektronischen Funktionssteuermoduls (1) und mittels mindestens einer elektronischen Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) zur Positionsregelung mindestens eines Scheibenwischermotors (3.1, 3.2) zur Einstellung einer vorgegebenen Soll-Position (P_soll), dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Funktionssteuermodul (1) abhängig von mindestens einem Eingangssignal Funktionsbefehle („AUS”) an die mindestens eine Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) ausgegeben wird, wobei die Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) im Falle eines Ausschaltbefehls („AUS”) des Funktionssteuermoduls (1) eine einem Ausschaltzustand zugeordnete Soll-Position (P_soll) einstellt, ” mittels der Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) und mittels einer mit ihr verbundenen Ist-Positions-Sensorik (8.1, 8.2) unabhängig von Funktionsbefehlen des Funktionssteuermoduls (1) auch im Ausschaltzustand („AUS”) die Soll-Position (P_soll) eingeregelt wird, solange die Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) über eine elektrische Verteilervorrichtung (U+, 5, 6) elektrisch versorgt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Funktionsmoduls (1) eine schaltbaren Verbindung (5) zur Versorgung der mindestens einen Antriebseinheit (4.1, 4.2) angesteuert wird, die auch im Ausschaltzustand („AUS”) bei Überschreiten eines definierten vergleichsweise hohen Schwellwertes (S) eines Regensensor-Signals (7) eingeschaltet wird, um die mindestens eine Antriebssteuereinheit (4.1, 4.2) für eine Positionsregelung unabhängig von einem Funktionsbefehl des Funktionsmoduls (1) einzuschalten.