DE102016218649A1

DE102016218649A1 - Drive device for a vehicle component

Info

Publication number: DE102016218649A1
Application number: DE102016218649.3A
Authority: DE
Inventors: Michel Dietrich; Peter Braun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2018-03-29

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung (10) für eine Fahrzeugkomponente (12), insbesondere für zumindest einen Scheibenwischerarm (30), mit zumindest einem bürstenlosen Elektromotor (14), welcher zu einem Antrieb der Fahrzeugkomponente (12) vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Antriebsvorrichtung (10) eine an dem Elektromotor (14) angeordnete Positionssensoreinheit (16) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Position der Fahrzeugkomponente (12) zu bestimmen.The invention relates to a drive device (10) for a vehicle component (12), in particular for at least one windscreen wiper arm (30), with at least one brushless electric motor (14) which is provided for driving the vehicle component (12). It is proposed that the drive device (10) has a position sensor unit (16) arranged on the electric motor (14), which is provided to determine at least one position of the vehicle component (12).

Description

Stand der TechnikState of the art

Es ist bereits eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugkomponente, insbesondere für einen Scheibenwischerarm, mit zumindest einem bürstenlosen Elektromotor, welcher zu einem Antrieb der Fahrzeugkomponente vorgesehen ist, bekannt.There is already known a drive device for a vehicle component, in particular for a windscreen wiper arm, with at least one brushless electric motor which is provided for driving the vehicle component.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugkomponente, insbesondere für zumindest einen Scheibenwischerarm, mit zumindest einem bürstenlosen Elektromotor, welcher zu einem Antrieb der Fahrzeugkomponente vorgesehen ist.The invention is based on a drive device for a vehicle component, in particular for at least one windscreen wiper arm, with at least one brushless electric motor which is provided for driving the vehicle component.

Es wird vorgeschlagen, dass die Antriebsvorrichtung eine an dem Elektromotor angeordnete Positionssensoreinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Position der Fahrzeugkomponente zu bestimmen.It is proposed that the drive device has a position sensor unit arranged on the electric motor, which is provided to determine at least one position of the vehicle component.

Unter einer „Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugkomponente“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine, insbesondere elektrische, Vorrichtung verstanden werden, welche vorteilhaft speziell zu einem Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen ist und vorteilhaft Teil einer motorisch antreibbaren und/oder verstellbaren Fahrzeugkomponente, insbesondere einer Unterbaugruppe, des Fahrzeugs ist. Bei der Fahrzeugkomponente kann es sich insbesondere um ein Fahrzeugfenster, ein Schiebedach und/oder ein Verdeck und/oder vorzugsweise um einen Scheibenwischerarm handeln. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Der bürstenlose Elektromotor kann insbesondere als ein Linear- oder Rotationsmotor ausgebildet sein. Bevorzugt ist der bürstenlose Elektromotor als ein bürstenloser Gleichstrommotor, vorzugsweise EC-Motor, ausgebildet. Darunter, dass der bürstenlose Elektromotor zu einem Antrieb der Fahrzeugkomponente vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass der Elektromotor dazu vorgesehen ist, eine elektrische Energie in eine mechanische Energie, insbesondere in eine rotatorische und/oder translatorische Bewegung, umzuwandeln, welche zu einem Bewegen der Fahrzeugkomponente unmittelbar oder mittelbar, insbesondere über ein Getriebe, an die Fahrzeugkomponente übertragbar ist. A "drive device for a vehicle component" is to be understood in this context in particular a, in particular electrical, device which is advantageously provided specifically for use in a vehicle and advantageously part of a motor driven and / or adjustable vehicle component, in particular a subassembly, of Vehicle is. The vehicle component may in particular be a vehicle window, a sunroof and / or a top and / or preferably a windshield wiper arm. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. The brushless electric motor can be designed in particular as a linear or rotary motor. Preferably, the brushless electric motor is designed as a brushless DC motor, preferably EC motor. The fact that the brushless electric motor is intended to drive the vehicle component is to be understood in particular to mean that the electric motor is intended to convert an electrical energy into a mechanical energy, in particular into a rotational and / or translational movement, which leads to a movement the vehicle component directly or indirectly, in particular via a transmission, to the vehicle component is transferable.

Insbesondere weist die Antriebsvorrichtung zumindest eine Steuereinheit zu einer Ansteuerung des Elektromotors auf. Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem elektronischen Steuergerät verstanden werden. Das Steuergerät weist insbesondere zumindest eine Recheneinheit, zumindest eine Speichereinheit und/oder zumindest ein in der Speichereinheit hinterlegtes und in der Recheneinheit ausführbares Betriebsprogramm auf. Vorteilhaft kann die Speichereinheit auch getrennt von dem Steuergerät ausgebildet sein. Die Steuereinheit umfasst insbesondere einen Mikrokontroller, welcher insbesondere das Steuergerät ausbildet. Die Steuereinheit ist insbesondere mit dem Elektromotor elektrisch verbunden und weist vorteilhaft zum Betrieb des Elektromotors eine Stelleinheit auf, welche vorzugsweise dazu vorgesehen ist, den Elektromotor in verschiedenen Betriebsrichtungen und/oder mit verschiedenen Betriebsgeschwindigkeiten zu betreiben. Die Steuereinheit kann insbesondere mit weiteren Einheiten der Antriebseinheit, insbesondere der Positionssensoreinheit, elektrisch verbunden sein. Unter „elektrisch verbunden“ soll insbesondere elektrisch leitend verbunden und vorzugsweise kommunizierend verbunden verstanden werden, wie insbesondere über eine Bus-Verbindung, vorzugsweise eine CAN-Verbindung (Controller Area Network) und/oder besonders bevorzugt eine LIN-Verbindung (Local Interconnect Network). Denkbar ist, dass insbesondere anstelle einer elektrisch leitenden Verbindung eine kabellose Verbindung, insbesondere optisch und/oder über Funk, vorgesehen ist, wie beispielsweise über WLAN, Bluetooth und/oder Infrarot.In particular, the drive device has at least one control unit for controlling the electric motor. A "control unit" is to be understood in particular as a unit having at least one electronic control unit. In particular, the control unit has at least one arithmetic unit, at least one memory unit and / or at least one operating program stored in the memory unit and executable in the arithmetic unit. Advantageously, the memory unit can also be formed separately from the control unit. The control unit in particular comprises a microcontroller, which in particular forms the control unit. The control unit is in particular electrically connected to the electric motor and advantageously has an actuating unit for operating the electric motor, which is preferably provided for operating the electric motor in different operating directions and / or at different operating speeds. The control unit may in particular be electrically connected to further units of the drive unit, in particular the position sensor unit. The term "electrically connected" is to be understood in particular to be electrically conductively connected and preferably communicatively connected, in particular via a bus connection, preferably a CAN connection (Controller Area Network) and / or particularly preferably a LIN connection (Local Interconnect Network). It is conceivable that in particular instead of an electrically conductive connection, a wireless connection, in particular optically and / or by radio, is provided, such as via WLAN, Bluetooth and / or infrared.

Unter einer „Positionssensoreinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, zumindest einen Positionskennwert des Elektromotors zu erfassen, aus welchen sich eine Position einer von dem Elektromotor angetriebenen Fahrzeugkomponente ableitbar und/oder berechenbar ist. Die Positionssensoreinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Stellung eines Scheibenwischerarms auf einer Fahrzeugscheibe zu bestimmen. Insbesondere weist die Positionssensoreinheit zumindest eine Recheneinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, aus erfassten Positionskennwerten eine Position der Fahrzeugkomponente zu berechnen. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die von einer Auswerteeinheit und/oder einer Kontrolleinheit gebildet sein kann, wobei die Recheneinheit sowohl von einem Prozessor allein als auch insbesondere von einem Prozessor und weiteren Elektronikbauteilen, wie beispielsweise einem Speichermittel, gebildet sein kann. Insbesondere ist die Positionssensoreinheit dazu vorgesehen, die Position der Fahrzeugkomponente in zumindest einem Betriebszustand abzuspeichern und/oder insbesondere zu einer Weiterverarbeitung an eine Steuereinheit der Antriebsvorrichtung zu übertragen.In this context, a "position sensor unit" should be understood as meaning, in particular, an electronic unit which is provided, in particular, for detecting at least one position characteristic of the electric motor from which a position of a vehicle component driven by the electric motor can be derived and / or calculated. The position sensor unit is in particular provided to determine a position of a windscreen wiper arm on a vehicle window. In particular, the position sensor unit has at least one arithmetic unit, which is provided to calculate a position of the vehicle component from detected position characteristics. A "computing unit" is to be understood in particular as meaning a unit which may be formed by an evaluation unit and / or a control unit, wherein the arithmetic unit is formed both by a processor alone and in particular by a processor and further electronic components, such as a memory means can. In particular, the position sensor unit is provided to store the position of the vehicle component in at least one operating state and / or in particular to one To transmit further processing to a control unit of the drive device.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung mit vorteilhaften Betriebseigenschaften bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch die Verwendung eines bürstenlosen Elektromotors zum Antrieb einer Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Scheibenwischerarms, ein vorteilhaft geringer Verschleiß und somit eine vorteilhaft lange Lebensdauer der Antriebsvorrichtung erreicht werden. Durch eine Anordnung der Positionssensoreinheit zur Bestimmung einer Position der Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Scheibenwischerarms, kann eine vorteilhaft kompakte Ausführung der Antriebsvorrichtung und/oder eine vorteilhaft exakte Bestimmung der Position der Fahrzeugkomponente ermöglicht werden.By such a configuration, a generic drive device can be provided with advantageous operating characteristics. In particular, by the use of a brushless electric motor for driving a vehicle component, in particular a windscreen wiper arm, an advantageously low wear and thus an advantageously long life of the drive device can be achieved. By arranging the position sensor unit for determining a position of the vehicle component, in particular a windscreen wiper arm, an advantageously compact design of the drive device and / or an advantageously accurate determination of the position of the vehicle component can be made possible.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Positionssensoreinheit dazu vorgesehen ist, die Position der Fahrzeugkomponente anhand einer Position einer Motorwelle des Elektromotors zu bestimmen. Insbesondere ist die Positionssensoreinheit dazu vorgesehen, eine Drehstellung der Motorwelle des Elektromotors zu erfassen und daraus eine momentane Position der Fahrzeugkomponente insbesondere durch zumindest eine mathematische Berechnung zu ermitteln. Insbesondere können in eine Berechnung einer Position der Fahrzeugkomponente neben einer Drehstellung der Motorwelle beispielsweise ein Übertragungsverhältnis eines Getriebes und/oder ein Spiel innerhalb eines Antriebsstrangs einfließen. Hierdurch kann vorteilhaft einfach und/oder exakt eine Position der Fahrzeugkomponente bestimmt werden.It is also proposed that the position sensor unit is provided to determine the position of the vehicle component based on a position of a motor shaft of the electric motor. In particular, the position sensor unit is provided to detect a rotational position of the motor shaft of the electric motor and to determine therefrom a current position of the vehicle component, in particular by at least one mathematical calculation. In particular, in a calculation of a position of the vehicle component in addition to a rotational position of the motor shaft, for example, a transmission ratio of a transmission and / or a clearance within a drive train can be incorporated. As a result, it is advantageously possible to determine simply and / or exactly one position of the vehicle component.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Positionssensoreinheit dazu vorgesehen ist, zumindest im Wesentlichen kontinuierlich die Position und/oder eine Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente zu erfassen. Darunter, dass die Positionssensoreinheit dazu vorgesehen ist, die Position und/oder eine Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente „zumindest im Wesentlichen kontinuierlich“ zu erfassen, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Positionssensoreinheit, dazu vorgesehen ist, die Position und/oder eine Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente ununterbrochen und/oder zumindest quasikontinuierlich, insbesondere zu bestimmten, diskreten, insbesondere äquidistanten, Zeitpunkten zu erfassen. Insbesondere ist die Erfassung der Position und/oder der Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente zumindest weitgehend unabhängig von einem Betriebszustand eines Fahrzeugs insbesondere unabhängig von einer Zündposition einer Zündvorrichtung eines Fahrzeugs, an welchem die Fahrzeugkomponente angeordnet und/oder montiert ist. Hierdurch kann eine vorteilhaft durchgängige Erfassung und/oder Bestimmung einer Position und/oder einer Positionsänderung der Fahrzeugkomponente erfolgen.Furthermore, it is proposed that the position sensor unit is provided to detect the position and / or a change in position of the vehicle component at least substantially continuously. The fact that the position sensor unit is intended to detect the position and / or a change in position of the vehicle component "at least essentially continuously" should in this context be understood in particular to mean that the position sensor unit is provided with the position and / or a position change the vehicle component continuously and / or at least quasi-continuous, in particular to detect at certain, discrete, in particular equidistant, times. In particular, the detection of the position and / or the position change of the vehicle component is at least largely independent of an operating condition of a vehicle, in particular independent of an ignition position of an ignition device of a vehicle, on which the vehicle component is arranged and / or mounted. As a result, an advantageously continuous detection and / or determination of a position and / or a change in position of the vehicle component can take place.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Positionssensoreinheit zumindest ein drehfest mit der Motorwelle des Elektromotors verbundenes Magnetelement und zumindest einen Magnetometer-Sensor aufweist, welcher dazu vorgesehen ist eine Orientierung des Magnetelements zu erfassen. Vorzugsweise weist die Positionssensoreinheit zumindest ein drehfest mit der Motorwelle des Elektromotors verbundenes diametral magnetisiertes Scheibenmagnetelement und zumindest einen Magnetometer-Sensor auf, welcher dazu vorgesehen ist, eine Orientierung des Magnetelements zu erfassen. Insbesondere ist der Magnetometer-Sensor dazu vorgesehen, eine Orientierung des Magnetelements zumindest anhand einer magnetischen Flussdichte des Magnetelements zu erfassen. Vorzugsweise ist der zumindest eine Magnetometer-Sensor als ein Hall-Sensor oder als ein anisotroper magnetoresistiver Sensor ausgebildet. Insbesondere verändert das Magnetelement seine Orientierung in Abhängigkeit von einer Rotation der Motorwelle. Insbesondere entsprechen eine Drehgeschwindigkeit, eine Drehrichtung und/oder ein Drehwinkel des Magnetelements zumindest im Wesentlichen einer Drehgeschwindigkeit, einer Drehrichtung und/oder einem Drehwinkel der Motorwelle. Der Magnetometer-Sensor ist insbesondere in einem Nahbereich des Magnetelements und vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zum Magnetelement angeordnet. Unter einem „Nahbereich“ soll insbesondere ein räumlicher Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die jeweils einen minimalen Abstand von maximal 50 mm, vorteilhaft von maximal 25 mm, vorzugsweise von maximal 10 mm und besonders bevorzugt von maximal 2 mm von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere dem Magnetelement, aufweisen. Hierdurch kann vorteilhaft einfach und/oder präzise eine Position und/oder eine Positionsänderung der Motorwelle erfasst werden.Furthermore, it is proposed that the position sensor unit has at least one magnet element connected in a rotationally fixed manner to the motor shaft of the electric motor and at least one magnetometer sensor which is provided to detect an orientation of the magnet element. The position sensor unit preferably has at least one diametrically magnetized disk magnet element which is connected in a rotationally fixed manner to the motor shaft of the electric motor and at least one magnetometer sensor which is provided to detect an orientation of the magnet element. In particular, the magnetometer sensor is provided to detect an orientation of the magnetic element at least on the basis of a magnetic flux density of the magnetic element. Preferably, the at least one magnetometer sensor is designed as a Hall sensor or as an anisotropic magnetoresistive sensor. In particular, the magnetic element changes its orientation as a function of a rotation of the motor shaft. In particular, a rotational speed, a direction of rotation and / or a rotational angle of the magnetic element correspond at least substantially to a rotational speed, a rotational direction and / or a rotational angle of the motor shaft. The magnetometer sensor is arranged in particular in a vicinity of the magnetic element and preferably in the immediate vicinity of the magnetic element. A "near zone" is to be understood in particular as a spatial area formed by points, each having a minimum distance of a maximum of 50 mm, advantageously of not more than 25 mm, preferably not more than 10 mm and particularly preferably not more than 2 mm from a reference point and / or a reference component, in particular the magnetic element. As a result, a position and / or a change in position of the motor shaft can advantageously be detected simply and / or precisely.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Positionssensoreinheit zumindest eine interne Energiequelle aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Positionssensoreinheit in zumindest einem Betriebszustand mit elektrischer Energie zu versorgen. Die interne Energiequelle kann insbesondere als eine Batterie, ein Akku, ein Kondensator und/oder eine Energy Harvesting Einheit ausgebildet sein. Insbesondere ist die interne Energiequelle dazu vorgesehen, die Positionssensoreinheit zumindest weitgehend unabhängig von einer externen Energiequelle, insbesondere unabhängig von einer Energiequelle eines Fahrzeugs, zumindest temporär mit Energie zu versorgen. Insbesondere kann die interne Energiequelle während eines Betriebs des Fahrzeugs mit elektrischer Energie geladen werden. Die gespeicherte Energie kann insbesondere bei ausgeschalteter Zündung des Fahrzeugs an die Positionssensoreinheit abgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionssensoreinheit zumindest im Wesentlichen dauerhaft von einer Energiequelle des Fahrzeugs, insbesondere von einer Fahrzeugbatterie und/oder einer Lichtmaschine des Fahrzeugs, mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierdurch kann die Positionssensoreinheit vorteilhaft unabhängig von einem Betriebszustand des Fahrzeugs betrieben werden. Hierdurch kann eine Positionsänderung der Fahrzeugkomponente vorteilhaft in jedem Betriebszustand des Fahrzeugs zuverlässig bestimmt werden.Furthermore, it is proposed that the position sensor unit has at least one internal energy source which is provided to supply the position sensor unit with electrical energy in at least one operating state. The internal energy source can in particular be designed as a battery, a rechargeable battery, a capacitor and / or an energy harvesting unit. In particular, the internal energy source is provided to supply the position sensor unit at least largely independently of an external energy source, in particular independently of a power source of a vehicle, at least temporarily with energy. In particular, the internal power source may be charged with electrical energy during operation of the vehicle. The stored energy can in particular when the ignition of the Vehicle are delivered to the position sensor unit. Alternatively or additionally, the position sensor unit can be supplied with electrical energy at least substantially permanently by an energy source of the vehicle, in particular by a vehicle battery and / or an alternator of the vehicle. As a result, the position sensor unit can advantageously be operated independently of an operating state of the vehicle. In this way, a change in position of the vehicle component can advantageously be reliably determined in each operating state of the vehicle.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Positionssensoreinheit in zumindest einem Betriebszustand eine Stromaufnahme von maximal 80 µA, vorzugswiese von maximal 40 µA und besonders bevorzugt von maximal 20 µA aufweist. Vorzugsweise beträgt eine Leistungsaufnahme der Antriebsvorrichtung in einem Ruhezustand einer Steuereinheit eines Fahrzeugs, in welchem die Antriebsvorrichtung angeordnet ist, weniger als 0,8 mW und besonders bevorzugt weniger als 0,6 mW. An der Antriebsvorrichtung liegt eine Betriebsspannung insbesondere von höchstens 18 V, vorzugsweise von höchstens 16 V und besonders bevorzugt von höchstens 12 V an, und zwar insbesondere bei einem die Antriebseinheit durchfließenden Strom von höchstens 90 µA, vorzugsweise von höchstens 70 µA und besonders bevorzugt von höchstens 30 µA. Hierdurch kann einer Vorgabe zur Konstruktion von elektrischen Verbrauchern für Fahrzeuge entsprochen werden, wobei ein unkontrollierter Leerlauf eines Energiespeichers eines Fahrzeugs vermieden werden kann.It is also proposed that the position sensor unit in at least one operating state has a current consumption of not more than 80 μA, preferably of not more than 40 μA and particularly preferably not more than 20 μA. A power consumption of the drive device in an idle state of a control unit of a vehicle in which the drive device is arranged is preferably less than 0.8 mW and particularly preferably less than 0.6 mW. At the drive device is an operating voltage in particular of at most 18 V, preferably of at most 16 V and more preferably of at most 12 V, in particular in a drive unit flowing through the current of at most 90 uA, preferably of at most 70 uA and more preferably of at most 30 μA. In this way, a specification for the design of electrical consumers for vehicles can be met, with an uncontrolled idling of an energy storage device of a vehicle can be avoided.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Positionssensoreinheit dazu vorgesehen ist, zur Steuerung einer Kommutierung des Elektromotors eine Position der Motorwelle zu bestimmen. Insbesondere wird die Position der Motorwelle während eines Betriebs des Elektromotors kontinuierlich durch die Positionssensoreinheit erfasst. Insbesondere wird die Position der Motorwelle durch die Positionssensoreinheit an ein Steuergerät zur Ansteuerung des Elektromotors übertragen. Hierdurch kann vorteilhaft auf eine zusätzliche Sensorik zur Erfassung der Position der Motorwelle zur Steuerung einer Kommutierung des Elektromotors verzichtet werden.Furthermore, it is proposed that the position sensor unit is provided to determine a position of the motor shaft for controlling a commutation of the electric motor. In particular, the position of the motor shaft during operation of the electric motor is continuously detected by the position sensor unit. In particular, the position of the motor shaft is transmitted by the position sensor unit to a control device for controlling the electric motor. This can advantageously be dispensed with an additional sensor for detecting the position of the motor shaft for controlling a commutation of the electric motor.

Zudem wird ein Scheibenwischersystem mit zumindest einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung vorgeschlagen. Das Scheibenwischersystem umfasst zumindest einen Scheibenwischerarm, welcher durch die Antriebsvorrichtung antreibbar ist. Insbesondere umfasst das Scheibenwischersystem zumindest eine Getriebeeinheit, insbesondere ein Schraubenradgetriebe, welche dazu vorgesehen ist, eine Antriebsbewegung des Elektromotors zum Antrieb des Scheibenwischerarms umzulenken und/oder zu übersetzen. Hierdurch kann ein vorteilhaft kompaktes, zuverlässiges und/oder langlebiges Scheibenwischersystem bereitgestellt werden.In addition, a windscreen wiper system with at least one drive device according to the invention is proposed. The windscreen wiper system comprises at least one windscreen wiper arm, which can be driven by the drive device. In particular, the windshield wiper system comprises at least one gear unit, in particular a helical gear, which is provided to redirect and / or translate a drive movement of the electric motor for driving the windshield wiper arm. As a result, an advantageously compact, reliable and / or durable windshield wiper system can be provided.

Des Weiteren wird ein Verfahren mit zumindest einer Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugkomponente, mit zumindest einem bürstenlosen Elektromotor, welcher zu einem Antrieb der Fahrzeugkomponente vorgesehen ist, vorgeschlagen, wobei eine Position der Fahrzeugkomponente anhand einer Position einer Motorwelle des Elektromotors bestimmt wird. Durch die Verwendung eines bürstenloses Elektromotors zum Antrieb einer Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Scheibenwischerarms, kann ein vorteilhaft geringer Verschleiß und somit eine vorteilhaft lange Lebensdauer der Antriebsvorrichtung erreicht werden. Durch Bestimmung einer Position der Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Scheibenwischerarms, anhand einer Position einer Motorwelle des Elektromotors kann eine vorteilhaft kompakte Ausführung der Antriebsvorrichtung und/oder eine vorteilhaft exakte Bestimmung der Position der Fahrzeugkomponente ermöglicht werden.Furthermore, a method is proposed with at least one drive device for a vehicle component, with at least one brushless electric motor, which is provided for driving the vehicle component, wherein a position of the vehicle component is determined based on a position of a motor shaft of the electric motor. By using a brushless electric motor for driving a vehicle component, in particular a windshield wiper arm, an advantageously low wear and thus an advantageously long life of the drive device can be achieved. By determining a position of the vehicle component, in particular a windscreen wiper arm, based on a position of a motor shaft of the electric motor, an advantageously compact design of the drive device and / or an advantageously accurate determination of the position of the vehicle component can be made possible.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Positionssensoreinheit in zumindest einem Betriebszustand zu einer Bestimmung der Position der Fahrzeugkomponente periodisch aktiviert wird. Insbesondere wird die Positionssensoreinheit während eines Ruhezustands eines Steuergeräts des Fahrzeugs, in welchem die Antriebsvorrichtung angeordnet ist, in einen stromsparenden Ruhemodus, insbesondere einen Standby- oder Idlemodus, versetzt. Unter einem „Ruhezustand des Steuergeräts“ soll insbesondere ein Energiesparzustand des Steuergeräts verstanden werden, in welchem diese zumindest im Wesentlichen weniger Energie verbraucht als im Betriebszustand. Unter „zumindest im Wesentlichen weniger“ soll in diesem Zusammenhang zumindest um 25 %, vorzugsweise zumindest um 50 % und besonders bevorzugt um zumindest 75 % weniger verstanden werden. Weiter vorteilhaft ist der Ruhezustand ein Zustand, in welchem das Steuergerät eine geringe Leistungsaufnahme aufweist und/oder ausgeschaltet ist. Insbesondere wird die Positionssensoreinheit in einem Ruhemodus zu einer vorgegebenen Zeit aktiviert, um die Position der Fahrzeugkomponente zu bestimmen. Vorteilhaft ist die vorgegebene Zeit, bestimmt durch ein sich insbesondere wiederholendes, vorzugsweise periodisches Zeitintervall. Insbesondere könnte die Schalteinheit einen Zeitgeber umfassen, welcher dazu vorgegeben ist, das periodische Zeitintervall bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionssensoreinheit durch eine Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente aus dem Ruhemodus geweckt werden. Hierdurch kann ein vorteilhaft energiesparender Betrieb der Antriebsvorrichtung, insbesondere der Positionssensoreinheit, erreicht werden.It is also proposed that the position sensor unit is periodically activated in at least one operating state for determining the position of the vehicle component. In particular, during an idle state of a control device of the vehicle in which the drive device is arranged, the position sensor unit is put into a power-saving idle mode, in particular a standby or idle mode. A "resting state of the control device" is to be understood, in particular, as an energy-saving state of the control device, in which it consumes at least substantially less energy than in the operating state. By "at least substantially less" is meant in this context at least 25%, preferably at least 50%, and more preferably at least 75% less. Further advantageously, the idle state is a state in which the controller has a low power consumption and / or is turned off. In particular, the position sensor unit is activated in a sleep mode at a predetermined time to determine the position of the vehicle component. Advantageously, the predetermined time, determined by a particular repetitive, preferably periodic time interval. In particular, the switching unit could comprise a timer which is predetermined to provide the periodic time interval. Alternatively or additionally, the position sensor unit can be awakened by a change in position of the vehicle component from the idle mode. As a result, an advantageous energy-saving operation of the drive device, in particular the position sensor unit can be achieved.

Die Antriebsvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten. The drive device should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, in order to fulfill a mode of operation described herein, the drive device may have a number different from a number of individual elements, components and units mentioned herein. In addition, in the value ranges indicated in this disclosure, values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:Show it:

1 ein als Scheibenwischersystem ausgebildetes Fahrzeugkomponentensystem in einer schematischen Draufsicht und 1 a trained as a windshield wiper system vehicle component system in a schematic plan view and

2 eine Antriebsvorrichtung des Fahrzeugkomponentensystems. 2 a drive device of the vehicle component system.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines als Scheibenwischersystem 28 ausgebildeten Fahrzeugkomponentensystems 26. Das Fahrzeugkomponentensystem 26 umfasst zumindest eine motorisch antreibbare Fahrzeugkomponente 12. Das als Scheibenwischersystem 28 ausgebildete Fahrzeugkomponentensystem 26 weist zumindest einen motorisch antreibbaren Scheibenwischerarm 30 auf. Ferner weist das Fahrzeugkomponentensystem 26 eine Antriebsvorrichtung 10 mit zumindest einem bürstenlosen Elektromotor 14 auf, welcher zu einem Antrieb der Fahrzeugkomponente 12 vorgesehen ist. Das Fahrzeugkomponentensystem könnte alternativ auch eine andere Unterbaugruppe eines Fahrzeugs mit zumindest einer motorisch antreibbaren Fahrzeugkomponente, wie beispielsweise ein Verdeck, einen Fensterheber und/oder ein Schiebedach ausbilden. 1 shows a simplified representation of a windshield wiper system 28 trained vehicle component system 26 , The vehicle component system 26 comprises at least one motor-driven vehicle component 12 , The windscreen wiper system 28 trained vehicle component system 26 has at least one motor-driven wiper arm 30 on. Further, the vehicle component system 26 a drive device 10 with at least one brushless electric motor 14 which leads to a drive of the vehicle component 12 is provided. The vehicle component system could alternatively also form another subassembly of a vehicle with at least one motor-driven vehicle component, such as a hood, a window lift and / or a sunroof.

2 zeigt die Antriebsvorrichtung 10 in einer detaillierten Darstellung. Die Antriebsvorrichtung 10 weist einen bürstenlosen Elektromotor 14 auf, welcher zu einem motorischen Antrieb der Fahrzeugkomponente 12 vorgesehen ist. Der bürstenlose Elektromotor 14 ist als ein EC-Motor ausgebildet. Ferner weist die Antriebsvorrichtung 10 eine Getriebeeinheit 32 auf, welche dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung einer Motorwelle 18 des Elektromotors 14 umzulenken und/oder zu Übersetzen und an die Fahrzeugkomponente 12 zu übertragen. Die Getriebeeinheit 32 ist als eine Schraubenradgetriebeeinheit ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine an dem Elektromotor 14 angeordnete Positionssensoreinheit 16, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Position der Fahrzeugkomponente 12 zu bestimmen. Die Positionssensoreinheit 16 ist dazu vorgesehen, die Position der Fahrzeugkomponente 12 anhand einer Position der Motorwelle 18 des Elektromotors 14 zu bestimmen. Die Positionssensoreinheit 16 weist eine Recheneinheit 38 auf, welche dazu vorgesehen ist, aus erfassten Positionskennwerten eine Position der Fahrzeugkomponente 12 zu berechnen. Die Recheneinheit 38 weist insbesondere zumindest einen Mikrocontroller und/oder einen Mikroprozessor auf. Die Positionssensoreinheit 16 ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Drehstellung der Motorwelle 18 des Elektromotors 14 zu erfassen und daraus eine momentane Position der Fahrzeugkomponente 12 insbesondere durch zumindest eine mathematische Berechnung zu ermitteln. Insbesondere können in eine Berechnung einer Position der Fahrzeugkomponente 12 neben einer Drehstellung der Motorwelle 18 beispielsweise ein Übertragungsverhältnis der Getriebeeinheit 32 und/oder ein Spiel innerhalb eines Antriebsstrangs einfließen. Insbesondere ist die Positionssensoreinheit 16 dazu vorgesehen, die Position der Fahrzeugkomponente 12 in zumindest einem Betriebszustand abzuspeichern und/oder insbesondere zu einer Weiterverarbeitung an eine nicht dargestellte Steuereinheit der Antriebsvorrichtung 10 und/oder ein Steuergerät des Fahrzeugs zu übertragen. Die Positionssensoreinheit 16 ist dazu vorgesehen, kontinuierlich die Position und/oder eine Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente 12 zu erfassen. Die Positionssensoreinheit 16 ist insbesondere dazu vorgesehen, die Position und/oder eine Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente 12 ununterbrochen und/oder zumindest quasikontinuierlich, insbesondere zu bestimmten, diskreten, insbesondere äquidistanten Zeitpunkten zu erfassen. Insbesondere ist die Erfassung der Position und/oder der Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente 12 zumindest weitgehend unabhängig von einem Betriebszustand des Fahrzeugs und insbesondere unabhängig von einer Zündposition einer Zündvorrichtung eines Fahrzeugs. 2 shows the drive device 10 in a detailed presentation. The drive device 10 has a brushless electric motor 14 on, which to a motor drive of the vehicle component 12 is provided. The brushless electric motor 14 is designed as an EC motor. Furthermore, the drive device 10 a gear unit 32 which is intended to a rotational movement of a motor shaft 18 of the electric motor 14 to divert and / or translate and to the vehicle component 12 transferred to. The gear unit 32 is formed as a helical gear unit. The drive device 10 further comprises one on the electric motor 14 arranged position sensor unit 16 , which is intended to at least one position of the vehicle component 12 to determine. The position sensor unit 16 is intended to the position of the vehicle component 12 based on a position of the motor shaft 18 of the electric motor 14 to determine. The position sensor unit 16 has an arithmetic unit 38 which is intended to be a position of the vehicle component from detected position characteristics 12 to calculate. The arithmetic unit 38 has in particular at least one microcontroller and / or a microprocessor. The position sensor unit 16 is particularly intended to a rotational position of the motor shaft 18 of the electric motor 14 to capture and from this a current position of the vehicle component 12 in particular by at least one mathematical calculation to determine. In particular, in a calculation of a position of the vehicle component 12 next to a rotational position of the motor shaft 18 For example, a transmission ratio of the transmission unit 32 and / or a game within a powertrain. In particular, the position sensor unit 16 provided the position of the vehicle component 12 Store in at least one operating state and / or in particular for further processing to a control unit, not shown, of the drive device 10 and / or to transmit a control device of the vehicle. The position sensor unit 16 is intended to continuously the position and / or a change in position of the vehicle component 12 capture. The position sensor unit 16 is particularly intended to the position and / or a change in position of the vehicle component 12 uninterrupted and / or at least quasi-continuous, in particular to detect at certain, discrete, in particular equidistant times. In particular, the detection of the position and / or the position change of the vehicle component 12 at least largely independent of an operating condition of the vehicle and in particular independent of an ignition position of an ignition device of a vehicle.

Die Positionssensoreinheit 16 weist ein drehfest mit der Motorwelle 18 des Elektromotors 14 verbundenes Magnetelement 20 und einen Magnetometer-Sensor 22 auf, welcher dazu vorgesehen ist, eine Orientierung des Magnetelements 20 zu erfassen. Die Positionssensoreinheit 16 weist ein drehfest mit der Motorwelle 18 des Elektromotors 14 verbundenes diametral magnetisiertes Scheibenmagnetelement 34 und einen Magnetometer-Sensor 22 auf, welcher dazu vorgesehen ist, eine Orientierung des Scheibenmagnetelements 34 zu erfassen. Vorzugsweise ist der zumindest eine Magnetometer-Sensor 22 als ein Hall-Sensor ausgebildet. Das Magnetelement 20 verändert seine Orientierung in Abhängigkeit von einer Rotation der Motorwelle 18. Insbesondere entsprechen eine Drehgeschwindigkeit, eine Drehrichtung und/oder ein Drehwinkel des Magnetelements 20 zumindest im Wesentlichen einer Drehgeschwindigkeit, einer Drehrichtung und/oder einem Drehwinkel der Motorwelle 18.The position sensor unit 16 has a rotation with the motor shaft 18 of the electric motor 14 connected magnetic element 20 and a magnetometer sensor 22 which is intended, an orientation of the magnetic element 20 capture. The position sensor unit 16 has a rotation with the motor shaft 18 of the electric motor 14 connected diametrically magnetized disc magnetic element 34 and a magnetometer sensor 22 which is intended to an orientation of the disc magnetic element 34 capture. Preferably, the at least one magnetometer sensor 22 designed as a Hall sensor. The magnetic element 20 changes its orientation depending on a rotation of the motor shaft 18 , In particular, a rotational speed, a direction of rotation and / or a rotational angle of the magnetic element correspond 20 at least substantially a rotational speed, a rotational direction and / or a rotational angle of the motor shaft 18 ,

Die Positionssensoreinheit 16 weist eine interne Energiequelle 24 auf, welche dazu vorgesehen ist, die Positionssensoreinheit 16 in zumindest einem Betriebszustand mit elektrischer Energie zu versorgen. Die interne Energiequelle 24 kann insbesondere als eine Batterie, ein Akku, ein Kondensator und/oder eine Energy Harvesting Einheit ausgebildet sein. Insbesondere ist die interne Energiequelle 24 dazu vorgesehen, die Positionssensoreinheit 16 zumindest weitgehend unabhängig von einer externen Energiequelle, insbesondere unabhängig von einer Energiequelle des Fahrzeugs, zumindest temporär mit Energie zu versorgen. Insbesondere kann die interne Energiequelle 24 während eines Betriebs des Fahrzeugs mit elektrischer Energie geladen werden. Die gespeicherte Energie kann insbesondere bei ausgeschalteter Zündung des Fahrzeugs, an die Positionssensoreinheit 16 abgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionssensoreinheit 16 zumindest im Wesentlichen dauerhaft von einer Energiequelle des Fahrzeugs, insbesondere von einer Fahrzeugbatterie und/oder einer Lichtmaschine des Fahrzeugs, mit elektrischer Energie versorgt werden.The position sensor unit 16 has an internal energy source 24 which is intended to the position sensor unit 16 to supply in at least one operating state with electrical energy. The internal energy source 24 may be designed in particular as a battery, a rechargeable battery, a capacitor and / or an energy harvesting unit. In particular, the internal energy source 24 provided the position sensor unit 16 at least largely independent of an external energy source, in particular independently of an energy source of the vehicle, at least temporarily to provide energy. In particular, the internal energy source 24 be charged with electrical energy during operation of the vehicle. The stored energy can, in particular with the ignition of the vehicle off, to the position sensor unit 16 be delivered. Alternatively or additionally, the position sensor unit 16 at least substantially permanently supplied by an energy source of the vehicle, in particular of a vehicle battery and / or an alternator of the vehicle, with electrical energy.

Die Positionssensoreinheit 16 weist in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere in einem Ruhemodus, beispielsweise einem Standby- oder Idlemodus, eine Stromaufnahme von maximal 80 µA auf. Insbesondere wird die Positionssensoreinheit 16 während eines Ruhezustands eines Steuergeräts des Fahrzeugs in einen stromsparenden Ruhemodus versetzt. Die Positionssensoreinheit 16 wird in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere im Ruhemodus, zu einer Bestimmung der Position der Fahrzeugkomponente 12 periodisch aktiviert. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionssensoreinheit 16 durch eine Positionsveränderung der Fahrzeugkomponente 12 aus dem Ruhemodus geweckt werden. The position sensor unit 16 has in at least one operating state, in particular in a sleep mode, for example, a standby or idle mode, a power consumption of up to 80 uA. In particular, the position sensor unit becomes 16 during a sleep state of a control device of the vehicle in a power-saving sleep mode offset. The position sensor unit 16 In at least one operating state, in particular in idle mode, a determination is made of the position of the vehicle component 12 periodically activated. Alternatively or additionally, the position sensor unit 16 by a change in position of the vehicle component 12 be awakened from sleep mode.

Die Positionssensoreinheit 16 ist ferner dazu vorgesehen, zur Steuerung einer Kommutierung des Elektromotors 14 eine Position der Motorwelle 18 zu bestimmen. Insbesondere wird die Position der Motorwelle 18 während eines Betriebs des Elektromotors 14 kontinuierlich durch die Positionssensoreinheit 16 erfasst. Insbesondere wird die Position der Motorwelle 18 durch die Positionssensoreinheit 16 an ein nicht dargestelltes Steuergerät zur Ansteuerung des Elektromotors 14 übertragen. Hierdurch kann vorteilhaft auf eine zusätzliche Sensorik zur Erfassung der Position der Motorwelle 18 zur Steuerung einer Kommutierung des Elektromotors 14 verzichtet werden.The position sensor unit 16 is also intended to control a commutation of the electric motor 14 a position of the motor shaft 18 to determine. In particular, the position of the motor shaft 18 during operation of the electric motor 14 continuously through the position sensor unit 16 detected. In particular, the position of the motor shaft 18 through the position sensor unit 16 to an unillustrated control unit for controlling the electric motor 14 transfer. This can be advantageous to an additional sensor for detecting the position of the motor shaft 18 for controlling a commutation of the electric motor 14 be waived.

Claims

Drive device for a vehicle component ( 12 ), in particular for at least one windscreen wiper arm ( 30 ), with at least one brushless electric motor ( 14 ), which leads to a drive of the vehicle component ( 12 ) is provided, characterized by a on the electric motor ( 14 ) Position sensor unit ( 16 ), which is intended to at least one position of the vehicle component ( 12 ).

Drive device according to claim 1, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) is intended to determine the position of the vehicle component ( 12 ) based on a position of a motor shaft ( 18 ) of the electric motor ( 14 ).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) is provided, at least substantially continuously, the position and / or a change in position of the vehicle component ( 12 ) capture.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) at least one rotationally fixed with the motor shaft ( 18 ) of the electric motor ( 14 ) connected magnetic element ( 20 ) and at least one magnetometer sensor ( 22 ), which is provided for an orientation of the magnetic element ( 20 ) capture.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) at least one rotationally fixed with the motor shaft ( 18 ) of the electric motor ( 14 ) connected diametrically magnetized disc magnetic element ( 34 ) and at least one magnetometer sensor ( 22 ), which is provided for an orientation of the disc magnetic element ( 34 ) capture.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) at least one internal energy source ( 24 ), which is provided to the position sensor unit ( 16 ) to supply in at least one operating state with electrical energy.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) has a current consumption of at most 80 μA in at least one operating state.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) is provided for controlling a commutation of the electric motor ( 14 ) a position of the motor shaft ( 18 ).

Vehicle component system, in particular windshield wiper system ( 28 ), with at least one drive device ( 10 ) according to any one of the preceding claims.

Method with at least one drive device ( 10 ) for a vehicle component ( 12 ), in particular according to one of claims 1 to 8, with at least one brushless electric motor ( 14 ), which leads to a drive of the vehicle component ( 12 ), characterized in that a position of the vehicle component ( 12 ) based on a position of a motor shaft ( 18 ) of the electric motor ( 14 ) is determined.

Method according to claim 10, characterized in that the position sensor unit ( 16 ) in at least one operating state for a determination of the position of the vehicle component ( 12 ) is activated periodically.