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Dokumentenidentifikation DE10261925A1 01.07.2004
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Scheibenwischanlage in einem Kraftfahrzeug
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Neubauer, Mario, 76473 Iffezheim, DE
DE-Anmeldedatum 23.12.2002
DE-Aktenzeichen 10261925
Offenlegungstag 01.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.07.2004
IPC-Hauptklasse B60S 1/08
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung einer Wischanlage in einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Wischerarm, der von einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren Elektromotor zu einer alternierenden Schwenkbewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Wendelage angetrieben wird, wobei jeder Wendelage ein den Wischerwinkel in der Wendelage repräsentierender Wendelagensollwert zugeordnet ist, der von einer den Elektromotor ansteuernden elektronischen Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Last des Elektromotors während des aktuellen Schwenkvorgangs und ausgehend von einem Ausgangs-Wendelagensollwert stufenweise variiert wird.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ausgangs-Wendelagensollwert in Abhängigkeit von dem Wendelagensollwert eines vorangegangenen Schwenkvorgangs bestimmt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Wischanlage.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Wischanlage bei einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Wischerarm, der von einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren Elektromotor zu einer alternierenden Schwenkbewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Wendelage angetrieben wird, wobei jeder Wendelage ein den Wischerwinkel in der Wendelage repräsentierender Wendelagensollwert zugeordnet ist, der von einer den Elektromotor ansteuernden elektronischen Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Last des Elektromotors während des aktuellen Schwenkvorgangs und ausgehend von einem Ausgangs-Wendelagensollwert stufenweise variiert wird.

Die Erfindung betrifft weiter eine Wischanlage in einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Wischerarm, der von einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren Elektromotor zu einer alternierenden Schwenkbewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Wendelage antreibbar ist, wobei jeder Wendelage ein den Wischerwinkel in der Wendelage repräsentierender Wendelagensollwert zugeordnet ist, der von einer den Elektromotor ansteuernden elektronischen Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Last des Elektromotors während des aktuellen Schwenkvorgangs und ausgehend von einem Ausgangs-Wendelagensollwert stufenweise variierbar ist.

Stand der Technik

Kraftfahrzeuge verfügen regelmäßig über eine Wischanlage zur Reinigung von Scheiben, insbesondere von Windschutzscheibe und Heckscheibe, aber auch beispielsweise von Scheinwerferscheiben. Dabei sind ein oder mehrere Wischer jeweils auf einer Schwenkwelle montiert, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Wischer vollführen eine alternierende Schwenkbewegung auf der Scheibe zwischen einer ersten und einer zweiten Wendelage, in denen jeweils die Bewegungsrichtung umgekehrt wird.

Moderne Wischanlangen sind mit einer sogenannten Reversierwischerelektronik ausgestattet. Das bedeutet, dass ihr Elektromotor in zwei unterschiedlichen Drehrichtungen ansteuerbar ist und diese Ansteuerung von einem elektronischen Steuergerät übernommen wird. Hierdurch lässt sich der Wischvorgang durch flexible Anpassung an die jeweils gegebenen Bedingungen optimieren. Einer der optimierbaren Parameter ist die jeweilige Wendelage. In dieser kritischen Wischerstellung ist der Elektromotor einer besonderen Belastung ausgesetzt. Verschiedene äußere Bedingungen können die Motorbelastung zusätzlich erhöhen. So ist beispielsweise die Kraft, die durch den geschwindigkeitsabhängigen Fahrtwind auf die Wischer wirkt, in deren Extremstellungen besonders stark. Auch beeinflussen die Wischgeschwindigkeit sowie die Menge und Konsistenz der von den Wischern zu räumenden Niederschläge auf der Scheibe die Belastung des Elektromotors. In der Nähe der Extremstellungen wächst die Motorbelastung mit zunehmenden Wischwinkel.

Zur Vermeidung von Motorüberlastungen ist es daher bekannt, die Wendelage der aktuellen Motorbelastung anzupassen. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass während einer ersten Phase eines Wischvorgangs in eine bestimmte Richtung, beispielsweise während dessen erster Hälfte, die Motorlast durch eine geeignete Sensorik gemessen wird. Diese Messwerte werden dem Steuergerät zugänglich gemacht, das dann eine Anpassung der nächsten Wendelage etwa durch Berechnung oder durch Vergleichen mit Tabellenwerten ermittelt. Bei hoher Motorlast kann etwa vorgesehen sein, den Wendelagensollwert zu reduzieren, das heißt den Wischer derart anzusteuern, dass er bereits nach Überstreichen eines kleineren Wischfeldes seine Bewegungsrichtung ändert. Andererseits kann bei geringer Motorlast das Wischfeld maximiert werden, was für bessere Sicht für den Fahrzeugführer sorgt.

Die Anpassung des Wendelagensollwertes erfolgt üblicherweise in Stufen, um Sollwertsprünge und damit ein ruckartiges Wischverhalten zu vermeiden. Dabei wird jeweils von einem Standard-Wendelagensollwert ausgegangen, der dann in Schritten mit festen zeitlichen Abständen angepasst wird. Dieses Vorgehen birgt einen wesentlichen Nachteil. Ist nämlich eine große Korrektur erforderlich, das heißt weicht der gewünschte Wendelagensollwert sehr stark von dem Standard-Wendelagensollwert ab, ist es möglich, dass die für die Korrektur erforderliche Zeit größer ist, als diejenige Zeit, die der Wischer benötigt, um die gewünschte Wendelage zu erreichen. Die Korrektur bleibt dann vollständig und das Wischfeld ist größer als beabsichtigt, was zu einer Überlastung des Motors führen kann.

Aus der DE 196 34 559 A1 sind eine Scheibenwischvorrichtung und ein Scheibenwischverfahren bekannt, wobei die Wendelagen auf Basis der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt werden. Hierbei werden jedoch die Vorteile der besonders großen Aktualität der Einstellungen durch stufenweise Anpassung an aktuelle Messwerte der eigentlich relevanten Größe, nämlich der Motorlast, aufgegeben.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 baut auf dem Stand der Technik dadurch auf, dass der Ausgangs-Wendelagensollwert in Abhängigkeit von dem Wendelagensollwert eines vorangegangenen Schwenkvorgangs bestimmt wird.

Die erfindungsgemäße Wischvorrichtung nach Anspruch 7 baut auf dem Stand der Technik dadurch auf, dass der Ausgangs-Wendelagensollwert in Abhängigkeit von dem Wendelagensollwert eines vorangegangenen Schwenkvorgangs bestimmbar ist.

Durch diese Maßnahmen werden die Vorteile der stufenweisen Anpassung des Wendelagensollwertes auf Grundlage der aktuellen Motorlast beibehalten, gleichzeitig aber sichergestellt, dass jeder ermittelte Korrekturwert tatsächlich auch erreicht werden kann. Anders als bei bekannten Vorrichtungen und Verfahren wird nämlich als Ausgangspunkt für die stufenweise Anpassung nicht ein festgelegter Standardwert herangezogen, sondern ein guter Schätzwert. Die erforderlichen Korrekturen in dem aktuellen Schwenkvorgang sind, je nach Güte des Schätzwertes, vergleichsweise gering, so dass wenige Anpassungsstufen zur Erreichung des neuen Wendelagensollwertes ausreichen, die zuverlässig in der zur Verfügung stehenden Zeit durchlaufen werden können.

Der Vorteil der besonders günstigen Weiterbildung gemäß den Ansprüchen 2 beziehungsweise 8 ist darin zu sehen, dass der verwendete Schätzwert als besonders gut angesehen werden kann. Es darf nämlich davon ausgegangen werden, dass sich die äußeren Bedingungen zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Schwenkvorgängen nicht wesentlich ändern. Wird also der im Rahmen eines Schwenkvorgangs ermittelte und bewährte Sollwert in dem unmittelbar darauf folgenden Schwenkvorgang als geschätzter Ausgangswert verwendet, kann davon ausgegangen werden, dass die notwendigen Korrekturen minimal sind. Dabei ist günstigerweise darauf zu achten, dass nur Schwenkvorgänge gleicher Richtung miteinander verglichen werden, um Asymmetrien des Systems hinreichend zu berücksichtigen.

Die vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 3 beziehungsweise 9 trägt der Schwierigkeit Rechnung, dass jeder erste Schwenkvorgang einer Folge von Schwenkvorgängen, das heißt zum Beispiel der erste Schwenkvorgang nach Einschalten der Wischanlage, keinen unmittelbaren Vorgänger hat, dessen Sollwert er als Schätzwert übernehmen könnte. Um jedoch die Vorteile des vorliegenden erfinderischen Prinzips direkt beim ersten Schwenkvorgang nutzen zu können, wird in diesem Fall auf einen Schätzwert zurückgegriffen, der auf der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit basiert. Es darf angenommen werden, dass dieser Schätzwert zwar nicht die Qualität der auf Basis eines unmittelbar vorangehenden Schwenkvorganges ermittelten Schätzwertes hat, jedoch in vielen Fällen besser sein dürfte, als ein willkürlicher Standard-Ausgangswert.

Der vorteilhaften Alternative liegt die Überlegung zugrunde, dass bei einem ersten Schwenkvorgang keine stufenweise Sollwert-Anpassung erforderlich ist, sondern ein als geeignet abgeschätzter Wert direkt übernommen werden kann.

Der Vorteil der Maßnahmen gemäß Anspruch 5 beziehungsweise 11 liegt darin, dass bei dieser Aufteilung des Schwenkvorganges in eine Messphase und eine Stellphase zu jeweils ungefähr gleichen Teilen für beide Phasen ausreichend Zeit zur Verfügung steht, so dass ein besonders gut angepasstes Ergebnis erzielt werden kann.

Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 beziehungsweise 12 ist die Bestimmung der Motorlast als Grundlage jeglicher Korrekturmaßnahmen besonders einfach ausgestaltet. Eine entsprechende Sensorik kann kostengünstig und raumsparend realisiert werden.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wischanlage;

2 eine schematische Darstellung unterschiedlicher Wischfelder;

3 ein Flussdiagramm zur Illustration einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sollwertbestimmung; und

4 ein Flussdiagramm zur Illustration einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sollwertkorrektur.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

1 zeigt ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Wischanlage. Ein Wischer 10 ist schwenkbeweglich mit einer Schwenkwelle 11 verbunden. Diese wird direkt oder über ein Getriebe von einem Elektromotor 12 angetrieben, der in zwei unterschiedliche Drehrichtungen ansteuerbar ist, so dass der Wischer 10 eine durch den Pfeil 13 angedeutete Schwenkbewegung durchführen und so eine Scheibe von Benetzung befreien kann. Die Ansteuerung des Elektromotors 12 erfolgt über ein elektronisches Steuergerät 14. Dieses sendet geeignete Steuerbefehle, angedeutet durch den Kommunikationspfeil 15, an den Elektromotor 12. Die Ansteuerung erfolgt auf Grundlage einer Lastmessung des Elektromotors 12. Geeignete Sensoren sind in dem Elektromotor 12 oder seinen Zuleitungen integriert und messen beispielsweise die Energieaufnahme des Motors 12 während eines vorgegeben Wischzyklusabschnittes. Die Messergebnisse werden, angedeutet durch den Kommunikationspfeil 16, dem Steuergerät 14 zur Verfügung gestellt, das hieraus wiederum geeignete Ansteuerungsparameter errechnet.

Insbesondere die Größe des Wischfeldes, das heißt die Position der Wendelagen ist ein wichtiger Parameter, der an die jeweils aktuelle Belastung des Motors 12 anzupassen ist. 2 zeigt eine Skizze, in der zwei unterschiedlich große Wischfelder zwischen den Wendelagen W11 und W12 beziehungsweise W21 und W22 dargestellt sind. Vorzugsweise wird bei stärkerer Belastung des Motors ein kleineres Wischfeld als nur bei schwach belastetem Motor bearbeitet.

3 stellt eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrensschrittes der Wendelagensollwert-Ermittlung dar. Ausgegangen wird in Block S01 von einem Standard-Wendelagensollwert. Anders als bei bekannten Verfahren wird jedoch dieser Standard-Wendelagensollwert nicht unmittelbar als Ausgangs-Sollwert für eine stufenweise Sollwertanpassung verwendet, sondern im Entscheidungsblock S02 zunächst ermittelt, ob dem aktuellen Schwenkvorgang ein gleichsinniger Schwenkvorgang vorangegangen ist. Ist dies der Fall, wird aus den in dem Steuergerät 14 gespeicherten Parametern des vorangegangenen Schwenkvorgangs dann in Block S03 ein Schätzwert für die Motorlast im aktuellen Schwenkvorgang ermittelt. Aus der Abweichung dieser Schätzlast von der dem Standard-Wendelagensollwert zugrunde liegenden Lastwert wird dann in Block S04 ein geeigneter Vorkorrekturwert ermittelt. Dieser wird anschließend in Block S05 zur Berechnung des neuen Ausgang-Wendelagensollwertes als Summe des Standard-Wendelagensollwertes und des Vorkorrekturwertes ermittelt. Wird im Entscheidungsblock S02 dagegen ermittelt, dass der aktuelle Schwenkvorgang der erste in einer zusammenhängenden Folge von Schwenkvorgängen ist, dass also kein gleichsinniger Vorgänger vorhanden ist, etwa weil die Wischanlage gerade erst eingeschalten wurde, wird ein Vorkorrekturwert anhand externer Parameter ermittelt. Selbstverständlich ist es auch möglich, in einem anderen, nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel, statt Last- und Vorkorrekturwerten den neuen Ausgangs-Wendelagensollwert unmittelbar von dem vorhergehenden Schwenkvorgang beziehungsweise aus einer externen Quelle zu übernehmen.

Nach Ermittlung des neuen Ausgang-Wendelagensollwertes findet, illustriert in 4, die stufenweise Korrektur des Wendelagensollwertes statt. Dieser Vorgang startet, sobald im Entscheidungsblock S07 ermittelt wurde, dass der entsprechende Korrekturzeitpunkt gekommen ist, beispielsweise nach Überstreichen des halben Schwenkweges. Dann wird aus den zuvor ermittelten Motorlastwerten des aktuellen Schwenkvorganges die erforderliche Korrektur des Wendelagensollwertes in Bezug auf den Standardwendelagensollwertes ermittelt. Die tatsächlich durchzuführende Korrektur ist jedoch dank der Erfindung verringert, so dass in Block S09 lediglich als verbleibende Korrektur die in Block S08 ermittelte lastabhängige Korrektur abzüglich der zuvor ermittelten Vorkorrektur durchgeführt werden muss.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die in 3 und 4 dargestellten Flussdiagramme lediglich zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Gegensatz zu dem Verfahren nach dem Stand der Technik gestaltet sind. Wie bereits angedeutet, ist es nicht in allen Fällen notwendig, bei der tatsächlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Schritt zu durchlaufen, der ausdrücklich auf den Standard-Wendelagensollwert Bezug nimmt.

Während die Erfindung insbesondere in Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, dass Änderungen in Gestalt und Einzelheiten gemacht werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend sein. Stattdessen soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung den Umfang der Erfindung veranschaulichen, der in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt ist.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Ansteuerung einer Wischanlage bei einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Wischerarm (10), der von einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren Elektromotor (12) zu einer alternierenden Schwenkbewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Wendelage (W11, W21; W12, W22) angetrieben wird, wobei jeder Wendelage ein den Wischerwinkel in der Wendelage repräsentierender Wendelagensollwert zugeordnet ist, der von einer den Elektromotor (12) ansteuernden elektronischen Steuerungsvorrichtung (14) in Abhängigkeit von der Last des Elektromotors (12) während des aktuellen Schwenkvorgangs und ausgehend von einem Ausgangs-Wendelagensollwert stufenweise variiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangs-Wendelagensollwert in Abhängigkeit von dem Wendelagensollwert eines vorangegangenen Schwenkvorgangs bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangs-Wendelagensollwert dem Wendelagensollwert des dem aktuellen Schwenkvorgang unmittelbar vorausgehenden Schwenkvorgang in dieselbe Richtung entspricht.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass der aktuelle Schwenkvorgang der erste Schwenkvorgang in die aktuelle Richtung einer zusammenhängenden Folge von Schwenkvorgängen ist, als Ausgangs-Wendelagensollwert ein aufgrund der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmter Ausgangs-Wendelagensollwert verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass der aktuelle Schwenkvorgang der erste Schwenkvorgang in die aktuelle Richtung einer zusammenhängenden Folge von Schwenkvorgängen ist, als Wendelagensollwert ein aufgrund der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmter Wert verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenweise Variation des Wendelagensollwertes nach Überstreichen von etwa der halben Strecke zwischen zwei Wendelagen startet.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Last des Elektromotors (12) ein auf Basis der ihm während der ersten Hälfte des aktuellen Schwenkvorgangs zugeführten Energie ermittelter Wert dient.
  7. Wischanlage in einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Wischerarm (10), der von einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren Elektromotor (12) zu einer alternierenden Schwenkbewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Wendelage (W11, W21; W12, W22) antreibbar ist, wobei jeder Wendelage ein den wischerwinkel in der Wendelage repräsentierender Wendelagensollwert zugeordnet ist, der von einer den Elektromotor (12) ansteuernden elektronischen Steuerungsvorrichtung (14) in Abhängigkeit von der Last des Elektromotors (12) während des aktuellen Schwenkvorgangs und ausgehend von einem Ausgangs-Wendelagensollwert stufenweise variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangs-Wendelagensollwert in Abhängigkeit von dem Wendelagensollwert eines vorangegangenen Schwenkvorgangs bestimmbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangs-Wendelagensollwert dem Wendelagensollwert des dem aktuellen Schwenkvorgang unmittelbar vorausgehenden Schwenkvorgang in dieselbe Richtung entspricht.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass im Fall, dass der aktuelle Schwenkvorgang- der erste Schwenkvorgang in die aktuelle Richtung einer zusammenhängenden Folge von Schwenkvorgängen ist, als Ausgangs-Wendelagensollwert ein aufgrund der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmter Ausgangs-Wendelagensollwert verwendet werden kann.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass im Fall, dass der aktuelle Schwenkvorgang der erste Schwenkvorgang in die aktuelle Richtung einer zusammenhängenden Folge von Schwenkvorgängen ist, als Wendelagensollwert ein aufgrund der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmter Wert verwendet werden kann.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass die stufenweise Variation des Wendelagensollwertes nach Überstreichen von etwa der halben Strecke zwischen zwei Wendelagen startet.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass als Maß für die Last des Elektromotors (12) ein auf Basis der ihm während der ersten Hälfte des aktuellen Schwenkvorgangs zugeführten Energie ermittelter Wert dienen kann.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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