ES2551893T3 - Control device for a windshield wiper device and procedure for operating such a control device - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de control para una instalación limpiaparabrisas (10) de un dispositivo limpiaparabrisas (2), en especial de un vehículo de motor, en donde el dispositivo de control (1) está configurado para controlar una capacidad de oscilación cíclica de al menos un brazo de limpiaparabrisas (5) de la instalación limpiaparabrisas (10) dentro de un ángulo de barrido (α) determinado por dos posiciones de cambio de sentido (O, U), y en donde el dispositivo de control (1) lleva a cabo mediante un procedimiento apoyado por observador una adaptación de un recorrido deseado del brazo de limpiaparabrisas (5),Control device for a windshield wiper installation (10) of a windshield wiper device (2), especially of a motor vehicle, wherein the control device (1) is configured to control a cyclic oscillation capacity of at least one arm of windshield wiper (5) of the windshield wiper installation (10) within a sweep angle (α) determined by two direction change positions (O, U), and where the control device (1) is carried out by a procedure supported by observer an adaptation of a desired path of the wiper arm (5),
Description
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DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Dispositivo de control para un dispositivo limpiaparabrisas y procedimiento para hacer funcionar un dispositivo de control de este tipo. Control device for a windshield wiper device and procedure for operating such a control device.
La presente invención hace referencia a un dispositivo de control para un dispositivo limpiaparabrisas, con adaptación de ángulo de barrido en función del punto de trabajo, y a un procedimiento para hacer funcionar un dispositivo de control de este tipo The present invention refers to a control device for a windshield wiper device, with sweeping angle adaptation depending on the working point, and a method for operating such a control device.
Los dispositivos limpiaparabrisas de vehículos de motor pueden estar regulados electrónicamente para optimizar sus características operativas. Para que los brazos de limpiaparabrisas de los dispositivos limpiaparabrisas regulados presenten un recorrido deseado sobre el parabrisas del vehículo de motor, se prefija un determinado recorrido deseado (trayectoria deseada), que está almacenado habitualmente en un aparato de control del dispositivo limpiaparabrisas. Para diferentes velocidades de barrido del brazo de limpiaparabrisas se prevén diferentes recorridos deseados adaptados a las respectivas velocidades de barrido. Esta adaptación es habitualmente tal que, para velocidades de barrido elevadas, se reduce una posición de cambio de sentido del brazo de limpiaparabrisas en comparación con la posición de cambio de sentido a menores velocidades de barrido. Windshield wipers of motor vehicles can be electronically regulated to optimize their operational characteristics. In order for the wiper arms of the regulated windshield wiper devices to have a desired travel on the windshield of the motor vehicle, a certain desired travel (desired path), which is usually stored in a control device of the windshield wiper device, is prefixed. For different sweeping speeds of the wiper arm, different desired paths are adapted to the respective sweeping speeds. This adaptation is usually such that, for high sweeping speeds, a direction change position of the wiper arm is reduced compared to the direction change position at lower sweeping speeds.
Las velocidades de barrido elevadas producen un menor momento de fricción entre parabrisas y brazo de limpiaparabrisas, lo que genera una mayor velocidad de barrido. Mediante la adaptación antes citada del recorrido deseado se pretende lograr que se compensen las sobreoscilaciones de los brazos de limpiaparabrisas a través de las posiciones de cambio de sentido, para impedir que los brazos de limpiaparabrisas choquen con las columnas A del vehículo de motor. High sweeping speeds produce less friction between windshield and windshield wiper arm, which results in a higher sweep speed. By means of the aforementioned adaptation of the desired path, it is intended to compensate for the over-oscillations of the wiper arms through the direction change positions, to prevent the wiper arms from colliding with the columns A of the motor vehicle.
En función de diferentes condiciones operativas se producen desviaciones respecto al ángulo de barrido deseado. Estas desviaciones originan un sobrebarrido o en un barrido insuficiente del área barrida deseada. Por esta razón se produce en las posiciones de cambio de sentido un área en forma de cuña que a veces se barre y otras no. Ésta puede ser grande, en particular con brazos de limpiaparabrisas largos, y tener un efecto óptico negativo. Además de esto, las áreas barridas de diferente tamaño a causa del barrido irregular producen unas notables reducciones de confort durante el barrido. Por último es necesario tener en cuenta la zona en forma de cuña en el caso de un cálculo de tolerancia para el área barrida. Depending on different operating conditions, deviations from the desired scanning angle occur. These deviations cause an over-sweep or insufficient sweep of the desired swept area. For this reason, a wedge-shaped area is produced in the direction of change of positions, which is sometimes swept and sometimes not. This can be large, in particular with long wiper arms, and have a negative optical effect. In addition to this, swept areas of different sizes due to irregular sweeping produce significant comfort reductions during sweeping. Finally, it is necessary to take into account the wedge-shaped area in the case of a tolerance calculation for the swept area.
En el estado de la técnica se conocen instalaciones de control y procedimientos para adaptar recorridos de brazos de limpiaparabrisas de dispositivos limpiaparabrisas, con los que se puede modificar la trayectoria deseada del brazo de limpiaparabrisas incluyendo informaciones sobre una limitación de las magnitudes de ajuste generadas. Una técnica de este tipo se revela por ejemplo en el documento genérico EP 0 700 342 B1, en el que se muestra una modificación de la trayectoria deseada con ayuda de un procedimiento habitual de técnica de regulación. Control systems and procedures for adapting windshield wiper arm paths of windshield wiper arms are known in the state of the art, with which the desired path of the windshield wiper arm can be modified including information on a limitation of the generated magnitudes of adjustment. Such a technique is disclosed, for example, in the generic document EP 0 700 342 B1, in which a modification of the desired trajectory is shown with the aid of a usual regulatory technique procedure.
Pueden encontrarse explicaciones sobre valoración de estado mediante observadores de estado en el libro de texto de Gerd Schulz “Regelungstechnik” (Tecnología de control) (editorial Oldenburg Munich, Viena, ISBN 3-486-258583) en las páginas 121 y siguientes. Explanations on status assessment can be found through status observers in Gerd Schulz's textbook "Regelungstechnik" (Control Technology) (Oldenburg Munich, Vienna, ISBN 3-486-258583) on pages 121 and following.
A partir del documento US 6,150,783 se conoce un dispositivo de control o un procedimiento en el que, para mantener las posiciones de cambio de sentido deseadas a pesar de las perturbaciones exteriores que actúan sobre el limpiaparabrisas, se produce una adaptación de la curva de valores deseados de posición Xsoll(t). En un primer nivel de sistema se regula el recorrido de barrido, por medio de que se prefija Xsoll(t), se compara con Xist y después se reajusta el motor de forma correspondiente. Después se reutiliza la desviación entre Xist y Xsoll, ahora provocada por una perturbación exterior, pero esta vez no para la regulación normal, sino, después de una valoración matemática, para determinar una curva Xsoll,korr corregida, que produce la adaptación a la perturbación. El procedimiento conocido corrige según lo mencionado la desviación provocada por una perturbación, por medio de que en un nivel de un sistema superior tiene lugar un reajuste. La separación requerida de los niveles de sistema se materializa mediante una jerarquía temporal, en la que la desviación a causa de una perturbación establecida al comienzo de un semiciclo de barrido (es decir en la primera mitad del área barrida) se utiliza para adaptar el recorrido deseado de posición en la segunda mitad del área barrida. La regulación conocida no puede reaccionar ante las perturbaciones del limpiaparabrisas (momentos de carga) que se producen poco antes de la posiciones de cambio de sentido deseadas. From US 6,150,783 a control device or method is known in which, in order to maintain the desired direction change positions despite the external disturbances acting on the windshield wiper, an adaptation of the desired value curve occurs Xsoll position (t). The sweeping path is regulated at a first system level, by means of which Xsoll (t) is preset, compared to Xist and then the motor is readjusted accordingly. Then the deviation between Xist and Xsoll is reused, now caused by an external disturbance, but this time not for normal regulation, but, after a mathematical assessment, to determine an Xsoll curve, corrected korr, which produces the adaptation to the disturbance . The known procedure corrects as mentioned the deviation caused by a disturbance, by means of which a readjustment takes place at a higher system level. The required separation of the system levels is materialized by a temporary hierarchy, in which the deviation due to a disturbance established at the beginning of a sweep half cycle (ie in the first half of the swept area) is used to adapt the path desired position in the second half of the swept area. The known regulation cannot react to windshield wiper disturbances (charging moments) that occur shortly before the desired direction change positions.
El documento EP 1300 304 A2 revela un procedimiento para reducir oscilaciones por traqueteo en una instalación limpiaparabrisas con un modelo matemático y con un observador de estado. Estos modelos se emplean para llevar a cabo un procedimiento de regulación. El objetivo de esta regulación consiste en que el sistema sólo siga correctamente el recorrido deseado, sin que mediante la precepción visual se aprecie una modificación del propio recorrido deseado. EP 1300 304 A2 discloses a procedure for reducing rattle oscillations in a windshield wiper installation with a mathematical model and with a status observer. These models are used to carry out a regulation procedure. The purpose of this regulation is to ensure that the system only follows the desired route correctly, without modifying the desired route by visual precept.
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Una instalación y un procedimiento con las características del preámbulo de la reivindicación 1 y la reivindicación 8, se conoce a partir del documento US5757155. An installation and method with the features of the preamble of claim 1 and claim 8 is known from US5757155.
El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo de control con las características conforme a la reivindicación 1, y un procedimiento con las características conforme a la reivindicación 8. The object of the present invention is to provide a control device with the features according to claim 1, and a method with the features according to claim 8.
El objeto es resuelto conforme a la invención mediante un dispositivo de control con las características conforme a la reivindicación 1 y un procedimiento con las características conforme a la reivindicación 8. The object is solved according to the invention by means of a control device with the characteristics according to claim 1 and a procedure with the characteristics according to claim 8.
En las reivindicaciones dependientes se indican otras configuraciones ventajosas de la invención. Other advantageous configurations of the invention are indicated in the dependent claims.
Conforme a la invención para controlar una instalación limpiaparabrisas de un dispositivo limpiaparabrisas, en particular de un vehículo de motor, está previsto que un dispositivo de control de la instalación limpiaparabrisas lleve a cabo una adaptación de un recorrido deseado del ángulo de barrido. La adaptación se realiza con ayuda de un procedimiento apoyado por un observador de estado, que establece los puntos de trabajo imperantes en el brazo de limpiaparabrisas. De este modo y manera puede reducirse o impedirse el sobrebarrido así como un barrido excesivamente reducido del área barrida, de tal modo que se aumentan ventajosamente las exactitudes del barrido de los brazos de limpiaparabrisas, sobre todo en las posiciones de cambio de sentido. According to the invention to control a windshield wiper installation of a windshield wiper device, in particular of a motor vehicle, it is provided that a windshield wiper installation control device performs an adaptation of a desired sweep angle travel. The adaptation is carried out with the help of a procedure supported by a status observer, which establishes the working points prevailing on the wiper arm. In this manner and manner, over-sweeping can be reduced or prevented as well as an excessively reduced sweep of the swept area, so that the accuracy of the wiper arm sweeps is advantageously increased, especially in the direction-change positions.
De forma ventajosa el recorrido deseado del ángulo de barrido puede adaptarse bien a las condiciones de barrido variables sobre el parabrisas. Para la adaptación conforme a la invención del recorrido deseado del ángulo de barrido al punto de trabajo imperante no se necesita de ningún tipo de sensores adicionales. Esto ahorra complejidad de desarrollo y fabricación y de este modo los costes inherentes. Asimismo mediante la adaptación del ángulo de barrido al punto de trabajo actual del brazo de limpiaparabrisas puede aumentarse ventajosamente una capacidad de reproducción del ángulo de barrido, sobre todo en las posiciones de cambio de sentido. Advantageously, the desired sweep angle travel can be well adapted to the variable sweeping conditions on the windshield. For the adaptation according to the invention of the desired route of the sweeping angle to the prevailing working point, no additional sensors are required. This saves development and manufacturing complexity and thus the inherent costs. Also, by adapting the sweep angle to the current working point of the wiper arm, a reproduction capability of the sweep angle can be advantageously increased, especially in the direction change positions.
Está previsto favorablemente hacer funcionar la dispositivo de control conforme a la invención con el procedimiento correspondiente durante cada ciclo de barrido del brazo de limpiaparabrisas, en donde un ciclo de barrido individual define un desarrollo de movimiento completo del brazo de limpiaparabrisas entre dos posiciones de cambio de sentido deseadas (posiciones de cambio de sentido superior e inferior) sobre el parabrisas. It is favorably provided to operate the control device according to the invention with the corresponding procedure during each wiper arm sweep cycle, where an individual sweep cycle defines a complete movement of the windshield wiper arm between two gear change positions. desired direction (upper and lower direction change positions) on the windshield.
Según la invención está previsto que en la dispositivo de control conforme a la invención estén almacenadas características dinámicas del dispositivo limpiaparabrisas, en base a un modelo de recorrido matemático. En el modelo de recorrido se formulan unas características de un motor eléctrico, sí como elasticidades y momentos inerciales del dispositivo limpiaparabrisas. According to the invention, it is provided that dynamic characteristics of the windshield wiper device are stored in the control device according to the invention, based on a mathematical path model. In the route model, characteristics of an electric motor are formulated, as well as elasticities and inertial moments of the windshield wiper device.
De forma preferida es posible definir el par de carga sobre el brazo de limpiaparabrisas, que habitualmente no puede medirse, como magnitud perturbadora que actúa sobre el modelo de recorrido a través de un modelo de perturbación matemático. Preferably, it is possible to define the load torque on the windshield wiper arm, which usually cannot be measured, as a disturbing magnitude acting on the travel model through a mathematical disturbance model.
Con ayuda de un observador de estado se determina el par de carga que actúa actualmente sobre cada brazo de limpiaparabrisas mediante un proceso estimativo. Con ayuda de unos sensores adicionales o mediante un filtrado de magnitudes de medición ya conocidas pueden determinarse otras magnitudes de estado del modelo de recorrido, como p.ej. una aceleración del brazo de limpiaparabrisas o una corriente eléctrica consumida por el motor eléctrico. With the help of a status observer, the load torque currently acting on each wiper arm is determined by an estimating process. With the help of additional sensors or by filtering known measurement quantities, other status variables of the travel model can be determined, such as an acceleration of the wiper arm or an electric current consumed by the electric motor.
Por medio de lo mencionado, junto con las magnitudes establecidas por el observador de estado del par de carga sobre el brazo de limpiaparabrisas y velocidad de barrido (velocidad del ángulo de barrido), se puede conocer bien de este modo el punto de trabajo en el que se encuentra actualmente el brazo de limpiaparabrisas. Como resultado de esto, con ayuda de una instalación para adaptar un recorrido deseado del ángulo de barrido, se valora el par de carga sobre el brazo de limpiaparabrisas y se adapta un recorrido deseado de un ángulo de barrido o posiciones de cambio de sentido deseadas del brazo de limpiaparabrisas al punto de trabajo establecido. By means of the aforementioned, together with the magnitudes established by the observer of the state of the load torque on the wiper arm and the sweeping speed (speed of the sweeping angle), the working point in this way can be well known in this way. that is currently the wiper arm. As a result, with the help of an installation to adapt a desired sweep angle travel, the load torque on the wiper arm is assessed and a desired sweep angle travel or direction change positions of the wiper arm to the established working point.
Asimismo está previsto de forma preferida que como magnitud de entrada para el observador de estado puedan utilizarse diferentes señales, establecidas mediante técnica de medición y procesamiento de señales. Entre éstas se encuentran una tensión de entrada o una corriente de entrada del motor eléctrico de la instalación limpiaparabrisas y una señal de salida medidas de la instalación limpiaparabrisas, por ejemplo un ángulo de giro según el motor eléctrico o según un engranaje de multiplicación. It is also preferably provided that different signals, established by means of signal measurement and processing technique, can be used as input magnitude for the status observer. Among these are an input voltage or an input current of the electric motor of the windshield wiper installation and an output signal measured from the windshield wiper installation, for example a turning angle according to the electric motor or according to a multiplication gear.
A continuación se explican con más detalle unas formas de realización preferidas de la invención, en base a los dibujos adjuntos. A este respecto muestran: Preferred embodiments of the invention will be explained in more detail below, based on the accompanying drawings. In this regard they show:
la fig. 1 un equipo limpiaparabrisas con una instalación limpiaparabrisas y un dispositivo de control conforme a la invención; fig. 1 a windshield wiper kit with a windshield wiper installation and a control device according to the invention;
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la fig. 2 un esquema de conexiones en bloques de principio, orientado al flujo de señales, con el dispositivo de control y la instalación limpiaparabrisas conforme a la invención; y fig. 2 a diagram of connections in principle blocks, oriented to the flow of signals, with the control device and the windshield wiper installation according to the invention; Y
la fig. 3 una representación de principio de un modelo de recorrido matemático ampliado del dispositivo limpiaparabrisas, compuesto por un modelo de recorrido matemático y un modelo de perturbación matemático. fig. 3 a representation of the principle of an extended mathematical travel model of the windshield wiper device, consisting of a mathematical travel model and a mathematical disturbance model.
A continuación se describe la invención con detalle en base a las figuras. The invention will now be described in detail based on the figures.
La fig. 1 muestra una representación esquemática de un dispositivo limpiaparabrisas de un vehículo de motor, en la que se emplea un dispositivo de control 1 conforme a la invención. El dispositivo de control 1 está unido a dos disposiciones, que comprenden respectivamente un motor eléctrico 3 y un engranaje 4, y pueden estar estructuradas por ejemplo también como una única unidad con el o los motores. Cada una de estas disposiciones se usa para activar un brazo de limpiaparabrisas 5. Los dos brazos de limpiaparabrisas 5 pasan durante el barrido por encima de un parabrisas 30 con un ángulo de barrido α, que está determinado por dos posiciones de cambio de sentido deseadas O y U. A este respecto O define una posición de cambio de sentido superior y U una posición de cambio de sentido inferior del brazo de limpiaparabrisas. Dos columnas A 31 limitan el parabrisas 30 por sus extremos laterales. Fig. 1 shows a schematic representation of a windshield wiper device of a motor vehicle, in which a control device 1 according to the invention is used. The control device 1 is connected to two arrangements, which respectively comprise an electric motor 3 and a gear 4, and can be structured, for example, also as a single unit with the motor (s). Each of these arrangements is used to activate a windshield wiper arm 5. The two windshield wiper arms 5 pass over the sweep above a windshield 30 with a sweep angle α, which is determined by two desired direction change positions OR and U. In this regard, O defines an upper direction change position and U a lower direction change position of the windshield wiper arm. Two columns A 31 limit the windshield 30 by its lateral ends.
El par de carga que actúa sobre el brazo de limpiaparabrisas 5 durante el barrido se compone de partes estáticas y dinámicas, como p.ej. partes de carga por rozamiento y por viento. Este par de carga es responsable de un modo decisivo de la precisión del barrido, sobre todo en las posiciones de cambio de sentido deseadas. En particular las oscilaciones abruptas del par de carga justo antes de las posiciones de cambio de sentido deseadas O y U pueden perjudicar notablemente el mantenimiento del ángulo de barrido α, en especial de las posiciones de cambio de sentido deseadas, y de este modo el mantenimiento de una magnitud del área barrida. The load torque acting on the wiper arm 5 during the sweep is composed of static and dynamic parts, such as friction and wind loading parts. This loading torque is decisively responsible for the accuracy of the scan, especially in the desired direction change positions. In particular, abrupt oscillations of the load torque just before the desired direction change positions O and U can significantly impair the maintenance of the scan angle α, especially the desired direction change positions, and thus the maintenance of a magnitude of the swept area.
En las regulaciones conocidas este problema proviene entre otras cosas de que las regulaciones sólo reaccionan ante oscilaciones del par de carga con un retraso. Una oscilación de este tipo del par de carga puede surgir por ejemplo durante el barrido sobre un parabrisas seco, en el que en el curso del secado ha permanecido una fina película de agua sobre el borde. Esto conduce generalmente a una sobreoscilación del brazo de limpiaparabrisas más allá de la posición de cambio de sentido deseada deseada. Por otro lado un aumento de carga, que por ejemplo procede de una carga por nieve o hielo sobre el parabrisas 30, conduce a que el brazo de limpiaparabrisas 5 ya no alcanza por completo las posiciones de cambio de sentido deseadas. Las oscilaciones del par de carga sobre el brazo de limpiaparabrisas desembocan por lo tanto finalmente en una desviación indeseada respecto al recorrido deseado del brazo de limpiaparabrisas o del ángulo de barrido. Las posiciones de cambio de sentido del brazo de limpiaparabrisas dependen por lo tanto, en las regulaciones conocidas, negativamente de las condiciones operativas. De este modo la capacidad de reproducción del ángulo de barrido o del área barrida se empeora de forma desfavorable con las regulaciones convencionales. In the known regulations this problem arises among other things that the regulations only react to oscillations of the load torque with a delay. An oscillation of this type of the load pair can arise, for example, during sweeping on a dry windshield, in which a thin film of water has remained on the edge during drying. This generally leads to an over-oscillation of the wiper arm beyond the desired desired direction change position. On the other hand, an increase in load, which for example comes from a snow or ice load on the windshield 30, leads to the windshield wiper arm 5 no longer fully reaching the desired direction change positions. The oscillations of the load torque on the wiper arm therefore ultimately lead to an unwanted deviation from the desired travel of the wiper arm or the sweep angle. The positions of change of direction of the wiper arm therefore depend, in the known regulations, negatively on the operating conditions. In this way the reproduction capacity of the sweeping angle or of the swept area is worsened unfavorably with conventional regulations.
Conforme a la invención, durante el barrido el par de carga que actúa sobre el brazo de limpiaparabrisas 5 se establece con ayuda de un procedimiento apoyado por un observador de estado. El par de carga establecido y las variaciones del mismo se valoran al menos un poco antes de las posiciones de cambio de sentido deseadas O y U. A causa de la valoración se desplaza la posición de cambio de sentido deseada, ya sea en la dirección de la columna a 31 o en la dirección del centro del parabrisas. El valor, alrededor del cual se lleva a cabo este desplazamiento, depende del punto de trabajo en el que se encuentra actualmente el brazo de limpiaparabrisas 5. El punto de trabajo está determinado por el par de carga y/o la variación actual del par de carga y el ángulo de barrido actual (ángulo de barrido real) y/o la velocidad de barrido actual del brazo de limpiaparabrisas. According to the invention, during scanning the loading torque acting on the wiper arm 5 is established with the aid of a procedure supported by a status observer. The established load torque and variations thereof are valued at least a little before the desired direction change positions O and U. Because of the valuation the desired direction change position is shifted, either in the direction of the column at 31 or in the direction of the center of the windshield. The value, around which this displacement is carried out, depends on the working point where the windshield wiper arm is currently 5. The working point is determined by the load torque and / or the current variation of the torque of load and current sweep angle (actual sweep angle) and / or the current sweep speed of the wiper arm.
La fig. 2 muestra en forma de un esquema de conexiones en bloques orientado al flujo de señales el dispositivo de control 1 conforme a la invención, que está unido a una instalación limpiaparabrisas 10 y activa la misma. El dispositivo de control 1 y la instalación limpiaparabrisas 10 forman juntos el dispositivo limpiaparabrisas 2. La instalación limpiaparabrisas 10 comprende un motor eléctrico 3, un engranaje 4 y el brazo de limpiaparabrisas 5. El motor eléctrico 3 está unido a través del engranaje 4 al brazo de limpiaparabrisas 5 y activa el mismo. Fig. 2 shows in the form of a block connection scheme oriented to the signal flow the control device 1 according to the invention, which is connected to a windshield wiper installation 10 and activates it. The control device 1 and the windshield wiper installation 10 together form the windshield wiper device 2. The windshield wiper installation 10 comprises an electric motor 3, a gear 4 and the windshield wiper arm 5. The electric motor 3 is connected through the gear 4 to the arm of windshield wiper 5 and activate it.
El dispositivo de control 1 comprende un observador de estado 11, una primera instalación 12 para adaptar el ángulo de barrido, una segunda instalación 13 para adaptar una trayectoria deseada del brazo de limpiaparabrisas y una instalación reguladora 14. Al observador de estado 11 se alimenta con una señal de magnitud de ajuste u, por ejemplo una señal de tensión para el motor eléctrico así como una señal de magnitud de salida y, medida según el motor eléctrico y transformada de analógica a digital mediante una primera instalación de procesamiento de señales 40, por ejemplo una señal de ángulo de giro. El observador de estado 11 establece a
alimentadas, en base a un proceso estimativo, los valores de un par de carga estimado y de una velocidad fed, based on an estimating process, the values of an estimated load torque and speed
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3. A partir de las magnitudes, que se alimentan a la primera instalación 12, la mencionada primera instalación 12 determina el punto de trabajo del brazo de limpiaparabrisas 5 en cada momento del barrido. 3. From the magnitudes, which are fed to the first installation 12, said first installation 12 determines the working point of the wiper arm 5 at each moment of the sweep.
La primera instalación 12 valora el par de carga alimentado desde el observador de estado 11 y varía, en base a esta valoración, las posiciones de cambio de sentido deseadas del brazo de limpiaparabrisas que, con un par de carga constante sobre el brazo de limpiaparabrisas, son normalmente fijas. Si se producen fluctuaciones del par de carga poco antes de las posiciones de cambio de sentido deseadas se desplaza la posición de cambio de sentido deseada, de forma compensatoria, ya sea en la dirección de la columna A 31 o en la dirección del centro del parabrisas. En la primera instalación 12 está almacenada de forma tabular una dependencia correspondiente del punto de trabajo y del desplazamiento de la posición de cambio de sentido deseada (modificación de un recorrido deseado del ángulo de barrido). The first installation 12 assesses the load torque fed from the status observer 11 and varies, based on this assessment, the desired direction change positions of the windshield wiper arm which, with a constant load torque on the windshield wiper arm, They are normally fixed. If load torque fluctuations occur shortly before the desired direction change positions, the desired direction change position is shifted in a compensatory manner, either in the direction of column A 31 or in the direction of the center of the windshield . In the first installation 12, a corresponding dependence on the working point and the displacement of the desired direction change position (modification of a desired sweep angle travel) is stored in tabular form.
La primera instalación 12 está unida a la segunda instalación 13. En la segunda instalación 13 está almacenado un recorrido deseado del ángulo de barrido a lo largo del tiempo. En la segunda instalación 13 se adapta el recorrido deseado del ángulo de barrido procedente de la primera instalación 12. The first installation 12 is connected to the second installation 13. In the second installation 13 a desired route of the sweep angle over time is stored. In the second installation 13 the desired path of the sweeping angle from the first installation 12 is adapted.
La segunda instalación está unida a la instalación reguladora 14 y envía a la instalación reguladora 14 un magnitud de guiado para el ángulo de barrido. La instalación reguladora 14 envía como magnitud de salida una señal de magnitud de ajuste o adaptada u optimizada, a través de una segunda instalación de procesamiento de señales 41 y una electrónica de activación 42, al motor eléctrico 3. The second installation is connected to the regulatory installation 14 and sends to the regulatory installation 14 a magnitude of guidance for the scanning angle. The regulator installation 14 sends an adjustment or adapted or optimized magnitude signal as output quantity, through a second signal processing facility 41 and an activation electronics 42, to the electric motor 3.
Como señales de entrada para el observador de estado 11 pueden utilizarse, aparte de la tensión de control eléctrica para el motor eléctrico y el ángulo de giro medido en función de los sensores disponibles, también otras señales como p.ej. una señal de número de revoluciones o de corriente. En lugar de la señal de ángulo de giro establecida según el motor eléctrico 3 puede utilizarse también una señal de ángulo de giro establecida según el engranaje 4. As input signals for the status observer 11, other signals such as, for example, a number signal can be used, apart from the electric control voltage for the electric motor and the angle of rotation measured according to the available sensors. Revolutions or current. Instead of the angle of rotation signal set according to the electric motor 3, an angle of rotation signal set according to the gear 4 can also be used.
En la fig. 3 se ha representado esquemáticamente un modelo de recorrido matemático del dispositivo limpiaparabrisas 2, que está almacenado en el dispositivo de control 1. En el modelo de recorrido 6 se formulan características dinámicas esenciales del dispositivo limpiaparabrisas 2. Esto significa que pueden tenerse en cuenta características del motor eléctrico 3, elasticidades del engranaje 4 y del brazo de limpiaparabrisas 5 así como sus momentos inerciales. In fig. 3 a mathematical travel model of the windshield wiper device 2, which is stored in the control device 1, is schematically represented. In the travel model 6 essential dynamic characteristics of the windshield wiper device 2 are formulated. This means that characteristics of the windshield wiper device 2 can be taken into account. electric motor 3, elasticities of the gear 4 and the wiper arm 5 as well as its inertial moments.
El par de carga que actúa sobre el brazo de limpiaparabrisas 5, que habitualmente no puede medirse, se implanta
de un modelo de perturbación 7, en donde la magnitud of a disturbance model 7, where the magnitude
actúa, a través de una matriz de salida 8, sobre el modelo de recorrido 6. Una combinación entre el modelo de recorrido 6, el modelo de perturbación 7 y la matriz de salida 8 produce un modelo de recorrido ampliado 20. Una matriz de salida 9 del it acts, through an output matrix 8, on the travel model 6. A combination between the travel model 6, the disturbance model 7 and the output matrix 8 produces an extended travel model 20. An output matrix 9 of
modelo de recorrido ampliado envía la magnitud de medición extended travel model sends the measurement magnitude
El modelo de recorrido matemático de la instalación limpiaparabrisas 10 puede describirse de forma preferida mediante las siguientes relaciones matemáticas: The mathematical path model of the windshield wiper installation 10 can be described preferably by the following mathematical relationships:
Ecuación diferencial de estado: Differential state equation:
Ecuación para la magnitud de medición: Equation for the magnitude of measurement:
El modelo de perturbación puede representarse de la manera siguiente: E02026374 The disturbance model can be represented as follows: E02026374
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Valor inicial de la magnitud de estado del modelo de recorrido Initial value of the magnitude of state of the travel model
Magnitud de estado del modelo de perturbación Magnitude state of the disturbance model
Valor inicial de la magnitud de estado del modelo de perturbación Initial value of the state of the disturbance model
Magnitud de ajuste Magnitude of adjustment
Matriz dinámica del modelo de recorrido Dynamic matrix of the travel model
Matriz de entrada del modelo de recorrido Input matrix of the travel model
Matriz de salida del modelo de recorrido Output matrix of the travel model
Matriz dinámica del modelo de perturbación Dynamic matrix of the disturbance model
Matriz, a través de la cual actúa la magnitud de perturbación Matrix, through which the magnitude of disturbance acts
Magnitud de salida Output magnitude
Magnitud de perturbación Magnitude of disturbance
La combinación entre modelo de recorrido y modelo de perturbación produce el modelo de perturbación ampliado 20, que puede describirse de la manera siguiente: The combination between travel model and disturbance model produces the extended disturbance model 20, which can be described as follows:
Con ayuda del observador de estado 11 (p.ej. observador Luenberger o filtro Kalman), que puede representarse de la manera siguiente: With the help of the state observer 11 (eg Luenberger observer or Kalman filter), which can be represented as follows:
pueden estimarse magnitudes de estado del modelo de recorrido ampliado 20. A este respecto status magnitudes of the extended travel model can be estimated 20. In this regard
10 de las matrices de observador y se dispone, aparte de la magnitud de salida medida (p.ej. ángulo de giro),
E02026374 E02026374
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El dispositivo de control conforme a la invención puede emplearse, tanto para controlar un único brazo de limpiaparabrisas 5 como para controlar varios brazos de limpiaparabrisas del dispositivo limpiaparabrisas. The control device according to the invention can be used both to control a single wiper arm 5 and to control several windshield wiper arms of the windshield wiper device.
Aparte de esto es posible utilizar el dispositivo de control conformne a la invención también para varios dispositivos limpiaparabrisas. Apart from this it is possible to use the control device according to the invention also for several windshield wiper devices.
Es asimismo posible utilizar el dispositivo de control conforme a la invención con el procedimiento correspondiente, durante cualquier ciclo de barrido que pueda determinarse, durante el barrido del brazo de limpiaparabrisas. It is also possible to use the control device according to the invention with the corresponding procedure, during any scan cycle that can be determined, during the wiper arm sweep.
Claims (16)
- • •
- en donde en el dispositivo de control (1) está almacenado un modelo de recorrido (6) matemático, en el que se han formulado características dinámicas de la instalación limpiaparabrisas (10) y en el cual un par de carga del brazo de limpiaparabrisas (5) está definido como una magnitud de perturbación, where a mathematical path model (6) is stored in the control device (1), in which dynamic characteristics of the windshield wiper installation (10) have been formulated and in which a load pair of the windshield wiper arm (5) ) is defined as a magnitude of disturbance,
- • •
- en donde está previsto un observador de estado (11) que, mediante el modelo de recorrido (6), establece un par de carga actual estimado del brazo de limpiaparabrisas (5), caracterizado porque where a status observer (11) is provided which, by means of the travel model (6), establishes an estimated current load torque of the wiper arm (5), characterized in that
- • •
- el par de carga estimado establecido y variaciones del mismo se valoran al menos poco antes de las posiciones de cambio de sentido deseadas (O, U) y, a causa de la valoración, se desplaza la posición de cambio de sentido deseada (O, U), ya sea en la dirección de la columna A (31) o en la dirección del centro del parabrisas, en donde un valor, alrededor del cual se lleva a cabo el desplazamiento, depende de un punto de trabajo en el que se encuentra actualmente el brazo de limpiaparabrisas (5). the established estimated load torque and variations thereof are valued at least shortly before the desired direction change positions (O, U) and, because of the valuation, the desired direction change position (O, U) is shifted ), either in the direction of column A (31) or in the direction of the center of the windshield, where a value, around which the displacement is carried out, depends on a work point where it is currently located the wiper arm (5).
- 3. 3.
- Dispositivo de control según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el dispositivo de control (1) se formula un modelo de perturbación (7), que actúa sobre el modelo de recorrido (6). Control device according to claim 1 or 2, characterized in that a disturbance model (7) is formulated in the control device (1), which acts on the travel model (6).
- 4. Four.
- Dispositivo de control según la reivindicación 3, caracterizado porque el modelo de perturbación (7) puede describirse mediante la siguiente relación: Control device according to claim 3, characterized in that the disturbance model (7) can be described by the following relationship:
- 7. 7.
- Dispositivo limpiaparabrisas, en especial para un vehículo de motor, con una instalación limpiaparabrisas (10) y un dispositivo de control (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6. Windshield wiper device, especially for a motor vehicle, with a windshield wiper installation (10) and a control device (1) according to one of claims 1 to 6.
- 8. 8.
- Procedimiento para regular una instalación limpiaparabrisas (10) de un dispositivo limpiaparabrisas (2), en especial de un vehículo de motor, en donde un brazo de limpiaparabrisas (5) de la instalación limpiaparabrisas (10) oscila dentro de un ángulo de barrido (α) determinado por dos posiciones de cambio de sentido (O, U), y en donde un dispositivo de control (1) lleva a cabo mediante un procedimiento apoyado por observador una adaptación de un recorrido deseado del brazo de limpiaparabrisas (5), Procedure for regulating a windshield wiper installation (10) of a windshield wiper device (2), especially a motor vehicle, where a windshield wiper arm (5) of the windshield wiper installation (10) oscillates within a sweep angle (α ) determined by two positions of change of direction (O, U), and where a control device (1) performs by means of an observer-supported procedure an adaptation of a desired path of the wiper arm (5),
- • •
- en donde en el dispositivo de control (1) está almacenado un modelo de recorrido (6) matemático, en el que se han formulado características dinámicas de la instalación limpiaparabrisas (10) y en el cual un par de carga del brazo de limpiaparabrisas (5) está definido como una magnitud de perturbación, where a mathematical path model (6) is stored in the control device (1), in which dynamic characteristics of the windshield wiper installation (10) have been formulated and in which a load pair of the windshield wiper arm (5) ) is defined as a magnitude of disturbance,
- • •
- en donde está previsto un observador de estado (11) que, mediante el modelo de recorrido (6), establece un par de carga actual estimado del brazo de limpiaparabrisas (5), caracterizado porque where a status observer (11) is provided which, by means of the travel model (6), establishes an estimated current load torque of the wiper arm (5), characterized in that
- • •
- el par de carga estimado establecido y variaciones del mismo se valoran al menos poco antes de las posiciones de cambio de sentido deseadas (O, U) y, a causa de la valoración, se desplaza la posición de cambio de sentido deseada (O, U), ya sea en la dirección de la columna A (31) o en la dirección del centro del parabrisas, en donde un valor, alrededor del cual se lleva a cabo el desplazamiento, depende de un punto de trabajo en el que se encuentra actualmente el brazo de limpiaparabrisas (5). the established estimated load torque and variations thereof are valued at least shortly before the desired direction change positions (O, U) and, because of the valuation, the desired direction change position (O, U) is shifted ), either in the direction of column A (31) or in the direction of the center of the windshield, where a value, around which the displacement is carried out, depends on a work point where it is currently located the wiper arm (5).
- 9. 9.
- Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque se utiliza un modelo de recorrido (6), que tiene en cuenta características dinámicas, elasticidades y momentos inerciales de la instalación limpiaparabrisas (10). Method according to claim 8, characterized in that a travel model (6) is used, which takes into account dynamic characteristics, elasticities and inertial moments of the windshield wiper installation (10).
- 10. 10.
- Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque en el modelo de recorrido (6) se utiliza un modelo de perturbación (7) que utiliza como una magnitud de perturbación un par de carga que actúa sobre el brazo de limpiaparabrisas (5). Method according to claim 9, characterized in that in the travel model (6) a disturbance model (7) is used which uses as a magnitude of disturbance a load pair acting on the wiper arm (5).
- 11. eleven.
- Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el par de carga se establece a partir de una señal de activación (u) para la instalación limpiaparabrisas (10) y una señal de salida (y) de la instalación limpiaparabrisas (10). Method according to claim 10, characterized in that the loading torque is established from an activation signal (u) for the windshield wiper installation (10) and an output signal (y) of the windshield wiper installation (10).
- 12. 12.
- Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la señal de activación (u) es una señal de tensión o corriente y la señal de salida (y) una señal de ángulo de giro. Method according to claim 11, characterized in that the activation signal (u) is a voltage or current signal and the output signal (and) a rotation angle signal.
- 13. 13.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque el modelo de recorrido (6) puede describirse mediante la siguiente relación: Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that the travel model (6) can be described by the following relationship:
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| DE10162677 | 2001-12-19 | ||
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2551893T3 true ES2551893T3 (en) | 2015-11-24 |
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
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2002
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10250322A1 (en) | 2003-07-10 |
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