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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Scheibenwischeranlage, insbesondere einer Scheibenwischeranlage für ein Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Programmieren einer solchen Steuervorrichtung sowie ein Programmiergerät und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
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Hintergrund der Erfindung
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Scheibenwischer kommen in verschiedenen Fahrzeugtypen zum Einsatz, unter anderem als Front- und Heckscheibenwischer bei Kraftfahrzeugen. Typische Scheibenwischeranlagen umfassen einen oder mehrere mit Wischerblättern versehene Wischerarme, die zyklisch über die zu reinigende Scheibe bewegt werden, um Feuchtigkeit von der Scheibe zu wischen. Als Antrieb für einen Wischerarm dient ein elektronisch gesteuerter Elektromotor, typischerweise ein rotierender Motor, dessen Bewegung entweder direkt oder über ein entsprechendes Getriebe in die gewünschte Wischbewegung umgesetzt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden ein Verfahren eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Scheibenwischeranlage, insbesondere einer Scheibenwischeranlage für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Programmieren einer solchen Steuervorrichtung sowie ein Programmiergerät und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung stellt eine Möglichkeit vor, nachträglich eine sichere, selektive Freischaltung von Wischerfunktionen zu ermöglichen.
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Aufgrund der zunehmenden Anzahl an technischen Systemen bzw. Modulen im Fahrzeug kommt es zunehmend dazu, dass Fahrzeuge technisch in der Lage wären, neben z.B. den Standardwischerfunktionen, die sie realisieren sollen, auch weitere - beispielsweise dem Komfort dienende Wischerfunktionen - bereitzustellen. Diese Befähigung kann beispielsweise erst im Nachhinein erkannt werden (z.B. wird die zusätzliche Wischerfunktion erst später relevant) oder nicht vom Käufer des Fahrzeugs gewünscht werden (der Käufer möchte die zusätzliche Fahrzeugfunktion nicht im Fahrzeug haben). Eine Nachrüstung des Fahrzeugs mit neuen Wischerfunktionen ist heutzutage nicht vorgesehen.
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Im Rahmen der Erfindung wird nun jedoch vorgeschlagen, solche Funktionen auch nachträglich aktivieren zu können, indem eine Programmierung der Steuervorrichtung zum Steuern einer Scheibenwischeranlage im bereits in das Fahrzeug eingebauten Zustand verändert wird. Dazu weist die Steuervorrichtung neben einer Recheneinheit, wie einer CPU, einem Mikroprozessor, einem Mikrocontroller oder dergleichen, einer nicht-flüchtigen Speichereinheit, wie einem Flash-Speicher, auch eine Programmierschnittstelle auf, über die ein in der Speichereinheit gespeichertes Programm veränderbar ist. Die Steuervorrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, dass das in der Speichereinheit gespeicherte Programm veränderbar ist, während die Steuervorrichtung in ein Fahrzeug eingebaut ist.
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Das Verändern des in der Speichereinheit gespeicherten Programms umfasst insbesondere ein Aktivieren bzw. Freischalten einer bereits zuvor im Programm enthaltenen Wischerfunktion. Bei dieser Ausgestaltung ist also die Wischerfunktion bereits im gespeicherten Programm hinterlegt, aber noch nicht aktiviert und somit nicht ausführbar. Beispielsweise kann ein Registerspeicher vorgesehen sein, in dem ausführbare Wischerfunktionen mit einem sog. Flag definiert sind, das im Wege des Veränderns des in der Speichereinheit gespeicherten Programms gesetzt wird. In diesem Sinne ist der Inhalt des Registerspeichers Teil des gespeicherten Programms. Hier ist der Programmieraufwand besonders gering, im einfachsten Fall muss nur ein Bit verändert werden.
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Das Verändern des in der Speichereinheit gespeicherten Programms umfasst insbesondere auch ein Hinzufügen von Programmcode einer Wischerfunktion zu dem in der Speichereinheit gespeicherten Programm. Dies umfasst insbesondere ein Hinzufügen einer zuvor noch nicht im Programm enthaltenen Wischerfunktion oder ein Aktualisieren (Update/Upgrade) einer solchen Wischerfunktion. Bei dieser Ausgestaltung wird also die Wischerfunktion nachträglich im gespeicherten Programm hinterlegt bzw. dort im Zuge eines Updates oder Upgrades aktualisiert. Damit können auch Funktionen implementiert werden, die im Moment noch gar nicht bekannt sind.
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Beide Varianten können auch kombiniert sein, d.h. Wischerfunktionen können nachträglich hinzufügt (oder aktualisiert werden), wobei die Ausführbarkeit einer Wischerfunktion trotzdem grundsätzlich durch Flags o.ä. definiert wird.
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Eine gemäß einer Ausführungsform nachträglich aktivierbare Wischerfunktion beinhaltet insbesondere eine Zonenreinigung von Sensoren, ein Schwallwasserwischen (sog. Power-Splash-Wiping), ein Tränenwischen, ein Schmutzkeilwischen und eine Predictive-Maintenance-Funktion, mit der z.B. eine automatische Warnung vor einem voraussehbaren Ausfall (Verschleiß) generiert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform enthält das in der Speichereinheit gespeicherte Programm auch standardmäßig aktivierte Wischerfunktionen, die bereits im Urzustand nach der erstmaligen Programmierung verfügbar sind. Diese umfassen insbesondere reguläre Wischerfunktionen wie kontinuierliches Wischen und Intervallwischen, jeweils mit unterschiedlichen Wischfrequenzen. So kann sichergestellt werden, dass für die Sicherheit relevante bzw. vorgeschriebene Wischerfunktionen immer verfügbar sind.
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Gemäß einer Ausführungsform enthält das in der Speichereinheit gespeicherte Programm wenigstens eine deaktivierte Wischerfunktionen, die jedoch durch Verändern des Programms nachträglich aktivierbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das in der nicht-flüchtigen Speichereinheit gespeicherte Programm wenigstens eine aktivierte Wischerfunktion, die durch Verändern des in der nicht-flüchtigen Speichereinheit gespeicherten Programms aktiviert worden ist. Damit ist der Programmieraufwand zum und die Menge an bei der Veränderung des Programms zu übertragenden Daten begrenzt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens eine der standardmäßig aktivierten Wischerfunktionen nicht durch das Verändern des in der Speichereinheit gespeicherten Programms deaktivierbar. So kann insbesondere verhindert werden, dass durch Fehlbedienungen oder Programmierfehler für die Sicherheit relevante bzw. vorgeschriebene Wischerfunktionen unbeabsichtigt nicht mehr verfügbar sind. Beispielsweise kann dies durch getrennte Speicherbereiche realisiert werden, wobei in die wenigstens eine der standardmäßig aktivierten Wischerfunktionen in einem nicht überschreibbaren Speicherbereich gespeichert ist.
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Ein nachträgliches Aktivieren bzw. Deaktivieren von Programmfunktionen an sich ist dem Fachmann bekannt, so dass auf die dazu notwendigen Schritte hier nicht im Detail eingegangen werden soll. Dazu können insbesondere im Fahrzeuggebiet bekannte Verfahren eingesetzt werden, wie z.B. SOTA oder FOTA (Software bzw. Firmware over the air).
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Ein erfindungsgemäßes Programmiergerät ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Programmiergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Scheibenwischeranlage mit einer Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Ablaufs eines Programmiervorgangs einer Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Die 1 zeigt beispielhaft eine Scheibenwischeranlage 100, wie sie in typischer Weise an einer Frontscheibe 1 eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt. Die Scheibenwischeranlage 100 umfasst dabei zwei Wischerarme 140, die jeweils mit einem daran befestigten Wischerblatt 150 auf der zu reinigenden Scheibe 1 aufliegen. Das Wischerarmpaar 140 wird häufig von einer gemeinsamen Antriebseinheit 120 angetrieben, wobei im vorliegenden Beispiel jeder Wischerarm 140 über eine eigene Antriebseinheit 120 verfügt. Eine typische Antriebseinheit 120 kann einen Rundläufermotor oder einen Reversier-Wischermotor umfassen, der direkt oder über ein geeignetes Getriebe (hier nicht gezeigt) mit dem jeweiligen Wischerarm 140 gekoppelt ist. Im Betrieb treibt die Antriebseinheit 120 den zugehörigen Wischerarm 140 so an, dass das Wischerblatt 150 über die Oberfläche der Windschutzscheibe 1 streicht und dabei Feuchtigkeit sowie anderen Beschlag von der Scheibenoberfläche entfernt.
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Weiterhin umfasst die Scheibenwischeranlage 100 zwei Spritzdüsen 170, die von einer Wasserpumpe 180 mit Spritzwasser versorgt werden.
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Zum Steuern jeder Antriebseinheit 120 und der Wasserpumpe 180 umfasst die Scheibenwischeranlage 100 eine Steuereinheit 160 sowie ggf. eine der Steuereinheit 160 nachgeschaltete Treibereinheit 130.
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Die Steuereinheit 160 gibt einerseits vor, wie häufig und mit welcher Geschwindigkeit die Wischerarme 140 über die Windschutzscheibe 1 bewegt werden. Dies erfolgt in der Regel über eine Stellgröße, welche die Steuereinheit 160 der Treibereinheit 130 bereitstellt. Die Treibereinheit 130 wandelt diese Stellgröße in eine entsprechende Ansteuergröße für die Antriebseinheiten 120, beispielsweise eine oder mehrere Spannungen beziehungsweise Spannungspulse um, die in der Antriebseinheit 120 das gewünschte Antriebsmoment beziehungsweise die gewünschte Drehzahl erzeugen. Die Ansteuerung der Antriebseinheiten 120 erfolgt beispielsweise mithilfe pulsbreitenmodulierter Signale. Alternativ kann als Stellgröße auch lediglich eine Wischhäufigkeit vorgegeben werden, woraus die Treibereinheit 130 die entsprechenden Ansteuergrößen für die jeweilige Antriebseinheit 120 ermittelt, um diese so anzutreiben, dass der Wischerarm 140 mit der vorgegebenen Wischhäufigkeit betrieben wird.
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Die Steuereinheit 160 gibt andererseits vor, wie lange und ggf. mit welcher Geschwindigkeit die Wasserpumpe 180 Wasser fördert und den Spritzdüsen zuführt. Die Wasserpumpe kann dazu direkt elektrisch von der Steuereinheit 160 mit Energie zum Fördern versorgt werden, oder die Wasserpumpe kann eine Treibereinheit enthalten, die von der Steuereinheit angesteuert wird.
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Die Steuereinheit 160 umfasst vorliegend eine CPU als Recheneinheit 16, (flüchtigen) Hauptspeicher 17, Flash-Speicher als nicht-flüchtige Speichereinheit 18 und eine Programmierschnittstelle 19.
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Die nicht-flüchtige Speichereinheit 18 dient zur Speicherung von Computerprogrammen, Software, Daten und dergleichen. Die Recheneinheit 16 kann jede zentrale Verarbeitungseinheit, Mikroprozessor oder Steuerung zur Verwendung in einem Computersystem sein. Sie dient zum Ausführen der Programme, die in der nicht-flüchtigen Speichereinheit 18 gespeichert sind. Die Recheneinheit 16 kann üblicherweise aus dem Hauptspeicher 17 und der nicht-flüchtigen Speichereinheit 18 lesen und in diese schreiben.
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Die Steuereinheit 160 weist eine Programmierschnittstelle 19 auf, die vorliegend mit einem Kommunikationssystem 190 des Fahrzeugs datenleitend verbunden ist, z.B. einem CAN-Bus, der wiederum über eine Schnittstelle 195, z.B. eine sog. OBD-Schnittstelle, von extern zugänglich ist. Alternativ kann auch die Programmierschnittstelle der Steuereinheit selbst auf eine Geräteschnittstelle gelegt sein, beispielsweise in Form herkömmlicher Schnittstellen wie Ethernet, USB, FlexRay usw. Auch ein drahtloser Zugang über ein Fernkommunikationsmodul in der Steuereinheit 160 oder im Kommunikationssystem 190 kann vorgesehen sein.
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Das Fernkommunikationsmodul kann dazu eingerichtet sein, über lokale Netzwerke bzw. Local Area Networks (LANs), wie z.B. Wireless LAN (WiFi/WLAN), oder über Weitverkehrsnetze bzw. Wide Area Networks (WANs) wie z.B. Global System for Mobile Communication (GSM), General Package Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), High Speed Downlink/Uplink Packet Access (HSDPA, HSUPA), Long-Term Evolution (LTE), oder World Wide Interoperability for Microwave Access (WIMAX) drahtlos zu kommunizieren. Eine Kommunikation über weitere gängige oder künftige Kommunikationstechnologien, z.B. 5G-Mobilfunksysteme, ist möglich.
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Insbesondere kann ein Programmiergerät 200 in die OBD-Schnittstelle bzw. die Geräteschnittstelle eingesteckt werden oder drahtlos mit dieser kommunizieren, um die Steuereinheit 160 zu programmieren, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 beispielhaft erläutert.
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In einem Schritt 210 wird das Programmiergerät 200 mittelbar oder unmittelbar mit der Programmierschnittstelle 19 verbunden. Bei dem Programmiergerät 200 kann es sich um ein spezielles Programmiergerät für ein Fahrzeugumfeld oder um einen herkömmlichen PC oder Laptop handeln.
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In einem Schritt 220, der auch vor dem Schritt 210 stattfinden kann, wird auf dem Programmiergerät 200 eine entsprechende Programmiersoftware gestartet.
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In einem Schritt 230 wählt ein Bediener bzw. Programmierer in der Programmiersoftware eine zu aktivierende (oder zu deaktivierende, was im Prinzip ebenso möglich ist) Wischerfunktion aus. Dies kann mittels üblicher Mensch-Maschine-Schnittstellen wie einem Touch-Screen, einer Maus, Tastatur usw. erfolgen.
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In einem Schritt 240 wird von dem Programmiergerät 200 auf die Steuereinheit 160 zugegriffen, um dort das in der nicht-flüchtigen Speichereinheit 18 gespeicherte Programm zu verändern, um so die in Schritt 230 ausgewählte Wischerfunktion auf der Steuervorrichtung 160 verfügbar zu machen (bzw. zu deaktivieren).
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In der Folge kann beispielsweise eine Bedieneinheit im Fahrzeug, beispielsweise ein Hebel, durch entsprechende Betätigung die Wischeranlage 100 dazu ansteuern, die neu hinzugefügte Wischerfunktion auszuführen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird somit eine einfache und zuverlässige Möglichkeit vorgestellt, wie bei einer bereits im Fahrzeug eingebauten Wischeranlage nachträglich bestimmte Wischerfunktionen hinzugefügt bzw. aktiviert werden können.
