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Patent Searching and Data


Title:
WIPER CONTROL MEANS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/095326
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for controlling a wiper drive for a motor vehicle comprises the steps of detecting a travelling speed of the motor vehicle, detecting an ambient temperature around the vehicle, and controlling a torque of the wiper drive depending on the travelling speed and the ambient temperature.

Inventors:
METZ, Ulrich (Kirchwegstr. 48, Achern, 77855, DE)
Application Number:
EP2013/075229
Publication Date:
June 26, 2014
Filing Date:
December 02, 2013
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
International Classes:
B60S1/08
Foreign References:
DE19756504A1
DE4403938C1
US20120062163A1
DE102009055399A12011-07-07
DE3926175C1
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

1 . Verfahren (500) zum Steuern eines Wischerantriebs (1 10) für ein Kraftfahrzeug (105), folgende Schritte umfassend:

- Erfassen (505) einer Fahrgeschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (105);

- Erfassen (525) einer Umgebungstemperatur (T) des Kraftfahrzeugs (105), und

- Steuern (545, 550) eines Drehmoments (M) des Wischerantriebs (1 10) in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit (v) und der Umgebungstemperatur (T).

2. Verfahren (500) nach Anspruch 1 , wobei das Drehmoment (M) mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit (v) gesteigert wird.

3. Verfahren (500) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Drehmoment (M) mit steigender Umgebungstemperatur (T) des Kraftfahrzeugs (105) gesteigert wird.

4. Verfahren (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das

Drehmoment (M) um ein vorbestimmtes Maß erhöht wird, wenn die erfasste Größe (v, T) einen vorbestimmten Schwellenwert (315) überschreitet.

5. Verfahren (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das

Drehmoment (M) mittels Pulsweitenmodulation (550) eines Antriebsstroms des Wischerantriebs (1 10) steuerbar ist und ein Tastverhältnis der

Pulsweitenmodulation auf der Basis der Umgebungstemperatur (T) und der Fahrgeschwindigkeit (v) bestimmt wird.

6. Verfahren (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das

Drehmoment (M) bestimmt wird als M = a v + b T , wobei

a ein erster Faktor;

b ein zweiter Faktor; v die Fahrzeuggeschwindigkeit und

T die Umgebungstemperatur ist.

Verfahren (500) nach Anspruch 6, wobei wenigstens einer der Faktoren (a, b) mittels einer Tabellenfunktion (405, 415) in Abhängigkeit der zugeordneten erfassten Größe (v, T) bestimmt wird.

Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung (145) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.

9. Steuereinrichtung (125) zur Steuerung eines Wischerantriebs für ein Kraftfahrzeug, umfassend:

- eine erste Schnittstelle (130) zur Erfassung eines ersten Signals, das auf eine Fahrgeschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (105) hinweist;

- eine zweite Schnittstelle (135) zur Erfassung eines zweiten Signals, das auf eine Umgebungstemperatur (T) des Kraftfahrzeugs hinweist, und

- eine Verarbeitungseinrichtung (145) zur Steuerung eines Drehmoments des Wischerantriebs (1 10) in Abhängigkeit der Signale.

Description:
Beschreibung Titel

Wischersteuerung Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Wischersteuerung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Wischerantriebs für ein Kraftfahrzeug.

Stand der Technik

Ein Wischersystem zur Reinigung einer Scheibe an einem Kraftfahrzeug umfasst üblicher Weise einen Wischerantrieb, der über einen Wischerarm auf ein Wischerblatt wirkt und dieses über die zu reinigende Scheibe führt. Dabei kann die Scheibe beispielsweise eine Frontscheibe, eine Heckscheibe oder eine Scheinwerferscheibe umfassen. Ein Drehmoment, das durch den Wischerantrieb aufgebracht werden muss, um das Wischerblatt zu bewegen, ist dabei im Allgemeinen nicht konstant. Häufig wird der Wischerarm um eine Wischerwelle herum verschwenkt, wobei das aufzubringende Drehmoment von der Stellung der Wischerwelle abhängig sein kann. Es ist bekannt, einen Wischerantrieb derart zu steuern, dass das von ihm abgegebene Drehmoment von der Stellung der Wischerwelle abhängig ist.

Ferner kann das erforderliche Drehmoment von einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs abhängig sein. Beispielsweise kann eine Schneelast den Bewegungswinkel der Wischerwelle einschränken. Schnee, Eis und Feuchtigkeit können einen Reibungskoeffizienten zwischen dem Wischerblatt und der zu reinigenden Scheibe beeinflussen. Das Wischerblatt kann in unterschiedlichen Geschwindigkeiten über die Scheibe geführt werden. Ein Wirkungsgrad des Wischerantriebs kann mit steigender Temperatur abnehmen. Windkräfte, die durch eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs hervorgerufen sind, können das Wischerblatt in unterschiedlichen Stellungen antreiben oder abbremsen.

Außerdem kann zwischen dem Wischerantrieb und dem Wischerblatt ein me- chanisches Umsetzungsgetriebe vorgesehen sein, welches eine gleichförmige

Drehung des Wischerantriebs in eine ungleichförmige Bewegung des Wischerarms bzw. des Wischerblatts umsetzt. Diese und weitere Einflussmöglichkeiten können bewirken, dass das durch den Wischerantrieb bereitzustellende Drehmoment nicht konstant ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Wischerantriebs für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit denen die wichtigsten Einflussfaktoren auf den Betrieb des Wischerantriebs auf einfache und effiziente Weise berücksichtigt werden können. Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels eines Verfahrens, eines Computerprogrammprodukts und einer

Steuereinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

Offenbarung der Erfindung

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Wischerantriebs für ein Kraftfahrzeug Schritte des Erfassens einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, des Erfassens einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs und des Steuerns eines Drehmoments des Wischerantriebs in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit und der Umgebungstemperatur.

Es wurde erkannt, dass die Fahrgeschwindigkeit und die Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs das bereitzustellende Drehmoment am stärksten beeinflussen. Durch die Berücksichtigung beider Einflüsse kann der Wischerantrieb in verbesserter Weise gesteuert werden. Dadurch ist es möglich, den Wischerantrieb weniger stark zu dimensionieren, wodurch er kleiner oder leichter ausgeführt werden kann, ohne seine Aufgabe weniger gut zu erfüllen als ein bekannter Wischerantrieb, der mit einer bekannten Steuereinrichtung gesteuert wird. In einer Ausführungsform wird das Drehmoment mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit gesteigert. Dadurch kann eine Windlast kompensiert werden, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist und auf den Wischerantrieb wirkt.

Ferner kann das Drehmoment mit steigender Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs gesteigert werden. Typischerweise erhöht sich bei höheren Umgebungstemperaturen des Kraftfahrzeugs ein Reibwert zwischen der zu reinigenden Scheibe und dem Wischerblatt. Insofern wäre es naheliegend, das Drehmoment mit steigender Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs zu verringern. Andererseits sinkt mit steigender Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs ein Wirkungsgrad des Wischerantriebs ab, wobei dieser Effekt stärker ist als der des geänderten Reibwerts zwischen dem Wischerblatt und der Scheibe. Es ist daher von Vorteil, das Drehmoment in der beschriebenen Weise mit der Temperatur zu steigern.

In einer Ausführungsform wird das Drehmoment um ein vorbestimmtes Maß erhöht, wenn die erfasste Größe einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Diese vorgehensweise ist auch als Sprungfunktion bekannt. Durch den Vergleich mit dem vorbestimmten Schwellenwert kann das Verfahren sehr leicht umsetzbar sein.

Das Drehmoment kann mittels Pulsweitenregulation eines Antriebsstroms des Wischerantriebs steuerbar sein, wobei ein Tastverhältnis der

Pulsweitenmodulation auf der Basis der Umgebungstemperatur und der Fahrge- schwindigkeit bestimmt wird. So kann das bereitgestellte Drehmoment des Wischerantriebs leicht über das Tastverhältnis gesteuert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Drehmoment bestimmt als M = a■ v + b■ T , wobei a ein erster Faktor, b ein zweiter Faktor, v die Fahrzeuggeschwindigkeit und T die Umgebungstemperatur ist. Diese lineare

Gleichung kann leicht bestimmbar sein und es erlauben, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Umgebungstemperatur auf unterschiedliche Weise in die Bestimmung des Drehmoments einfließen zu lassen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird wenigstens einer der Faktoren a oder b mittels einer Tabellenfunktion in Abhängigkeit der zugeordneten erfassten Größe bestimmt. Dadurch kann eine abschnittweise lineare Übertragungsfunktion zwischen der erfassten Größe und dem zugeordneten, skalierten Term, der einen der Summanden der oben angegebenen Funktion bildet, realisiert sein. Durch die Tabellenfunktion kann leicht ein empirisches Wissen oder auch eine komplexe Funktion einfach abgebildet sein.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogrammprodukt Programmcodemittel zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.

Mittels des Computerprogrammprodukts kann es möglich sein, eine bekannte Steuereinrichtung, die insbesondere mittels eines programmierbaren Mikrocomputers aufgebaut sein kann, zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens zu verwenden.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Wischerantriebs für ein Kraftfahrzeug eine erste Schnittstelle zur Erfassung eines ersten Signals, das auf eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs hinweist, eine zweite Schnittstelle zur Erfassung eines zweiten Signals, das auf eine Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs hinweist, und eine Verarbeitungseinrichtung zur Steuerung eines Drehmoments des Wischerantriebs in Abhängigkeit der Signale.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die Erfindung soll nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben werden, in denen:

Fig. 1 ein Wischersystem an Bord eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 eine erste Übertragungsfunktion;

Fig. 3 eine zweite Übertragungsfunktion;

Fig. 4 ein Flussdiagramm zur Bestimmung eines Steuersignals für den

Scheibenwischerantrieb des Wischersystems von Fig. 1 , und Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des Wischerantrieb des Wischersystems von Fig. 1 darstellt.

Figur 1 zeigt ein Wischersystem 100 an Bord eines Kraftfahrzeugs 105. Das Wischersystem umfasst einen Wischerantrieb 1 10, der elektrisch ansteuerbar ist, einen Wischerarm 1 15 mit einem Wischerblatt 120 sowie eine Steuereinrichtung 125 zur Steuerung des Wischerantriebs 1 10. Der Wischerarm 1 15 leitet eine Bewegung des Wischerantriebs 1 10 an das Wischerblatt 120 weiter. Die Steuereinrichtung 125 umfasst eine erste Schnittstelle 130 zur Erfassung eines ersten Signals, das auf eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 105 hinweist, eine zweite Schnittstelle 135 zur Erfassung eines zweiten Signals, das auf eine Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs 105 hinweist, und bevorzugter Weise auch eine dritte Schnittstelle 140 zur elektrischen Ansteuerung des Wischerantriebs 1 10. Ferner ist eine Verarbeitungseinrichtung 145 vorgesehen, die mit den Schnittstellen 130 bis 140 verbunden und dazu eingerichtet ist, auf der Basis der erfassten Signale ein durch den Wischerantrieb 1 10 abgegebenes Drehmoment zu steuern.

In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Schnittstelle 130 mit einem Geschwindigkeitssensor 150 und die zweite Schnittstelle 135 mit einem Temperatursensor 155 verbunden. In anderen Ausführungsformen können anstelle der Sensoren 150, 155 auch andere Steuergeräte mit der jeweiligen Schnittstelle 130, 135 verbunden sein, um den korrespondierenden Wert bereitzustellen.

In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung 125 zusätzlich einen Speicher 160, der mit der Verarbeitungseinrichtung 125 verbunden und dazu eingerichtet ist, Tabellenwerte aufzunehmen, die für die Umsetzung der über die Schnittstellen 130, 135 erfassten Signale in ein dazu korrespondierendes Drehmoment erforderlich sind.

Figur 2 zeigt eine erste Übertragungsfunktion 200. In horizontaler Richtung ist eine Fahrgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 105, in vertikaler Richtung ein durch den Wischerantrieb 1 10 bereitgestelltes Drehmoment M angetragen. Ein erster Verlauf 205 zeigt einen exemplarischen, nicht linearen Zusammenhang zwischen der Fahrgeschwindigkeit v und dem Drehmoment M. Dabei wird mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit v das Drehmoment M gesteigert. Der Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit v und dem Drehmoment M ist vor- zugsweise monoton, insbesondere streng monoton.

Figur 3 zeigt eine zweite Übertragungsfunktion 300 analog zu der in Figur 2 gezeigten Darstellung, wobei jedoch in horizontaler Richtung eine Umgebungstemperatur T angetragen ist. Ein dritter Verlauf 305 zeigt einen Zusammenhang zwi- sehen der Umgebungstemperatur T und dem Drehmoment M. Der gezeigte Zusammenhang ist exemplarischer Weise linear, es kann aber auch ein anderer Zusammenhang bestehen, der bevorzugt monoton, insbesondere streng monoton ist. Als alternativer vierter Verlauf 310 ist eine Sprungfunktion dargestellt, die entsteht, wenn die Umgebungstemperatur T mit einem Schwellenwert 315 vergli- chen wird und je nach Ergebnis des Vergleichs ein erstes oder ein zweites vorbestimmtes Drehmoment M bereitgestellt wird. In beiden in Figur 3 dargestellten Fällen steigt das Drehmoment M mit steigender Umgebungstemperatur ! an.

Die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Verläufe 205, 305 und 310 sind rein exemplarisch und können in Abhängigkeit der jeweiligen konkreten Anforderungen gegeneinander austauschbar oder skalierbar sein.

Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm 400 zur Bestimmung eines Steuersignals für den Scheibenwischerantrieb 1 10 des Wischersystems 100 von Figur 1 . Der hier dargestellte Signalfluss entspricht einer Datenverarbeitung, die üblicherweise mit einer Verarbeitungseinrichtung 145 der Steuereinrichtung 125 durchgeführt wird.

Die hier dargestellte Umsetzung folgt folgender Funktion: M = a - v + b - T (Gleichung 1 ) wobei gilt:

M = Drehmoment,

a = erster Faktor,

b = zweiter Faktor,

v = Fahrgeschwindigkeit und

T = Umgebungstemperatur Das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit v hinweisende erste Signal liegt an der ersten Schnittstelle 130 an. Mittels einer ersten Übertragungsfunktion 405 wird auf der Basis des ersten Signals der erste Faktor a bestimmt und anschließend in einem Multiplikator 410 mit dem ersten Signal multipliziert. In analoger Weise liegt an der zweiten Schnittstelle 135 das zweite Signal, das auf die Umgebungstemperatur T des Kraftfahrzeugs hinweist, an. Mittels einer zweiten Übertragungsfunktion 415 wird der zweite Faktor b auf der Basis des zweiten Signals bestimmt und in einem Multiplikator 420 mit dem zweiten Signal multipliziert.

Die Übertragungsfunktionen 405 und 515 können einem der Verläufe 205, 305 und 310 der Figuren 2 oder 3 oder deren beschriebenen Varianten entsprechen. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Faktoren a und b diskret bestimmt werden. Dabei wird jeweils ein möglicher Wertebereich des betreffenden Signals in vorbestimmte Abschnitte unterteilt und es wird bestimmt, in welchen

Abschnitt der aktuelle Wert des Signals fällt. Der so gefundene Abschnitt verweist auf einen Eintrag einer Tabelle, der den zugeordneten Betrag des Faktors a bzw. b enthält. Die in den Übertragungsfunktionen 405 und 415 verwendeten Zusammenhänge können auf diese Weise durch entsprechendes Ändern der Tabelleneinträge an geltende Anforderungen angepasst werden.

Die durch die Multiplikatoren 410 und 420 bestimmten Produkte werden in einem Addierer 425 aufsummiert. Die bestimmte Summe weist auf das bereitzustellende Drehmoment hin. Optional kann auf der Basis der bestimmten Summe in ei- nem Modulator 430 ein Pulsweitenmodulationssignal PWM für den Wischerantrieb 1 10 bestimmt werden. Das bereitgestellte Modulationssignal kann unmittelbar oder verstärkt mittels der dritten Schnittstelle 140 den Wischerantrieb 1 10 in Figur 1 bereitgestellt werden. Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zur Steuerung des Wischerantriebs 1 10 aus Figur 1 . In einem ersten Schritt 505 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 105 erfasst. In einem anschließenden Schritt 510 wird der erfasste Wert diskretisiert, d. h., es wird bestimmt, in welchen einer Anzahl vorbestimmter Bereiche der erfasste Wert fällt. Anschließend wird in ei- nem Schritt 515 in einer Tabelle, die vorzugsweise im Speicher 160 abgelegt ist, der erste Faktor a nachgeschlagen, wie oben mit Bezug auf das Flussdiagramm 400 von Figur 4 beschrieben wurde. Das geltende Geschwindigkeitssignal wird in einem Schritt 520 mit dem bestimmten ersten Faktor a multipliziert.

Schritte 525 bis 540 korrespondieren paarweise zu den Schritten 505 bis 520, wobei jedoch anstelle des Geschwindigkeitssignals v die Umgebungstemperatur

T erfasst und mit dem zweiten Faktor b statt mit dem ersten Faktor a multipliziert wird.

Die Zwischenergebnisse der Schritte 520 und 540 entsprechen den Ausgangs- Signalen der Multiplikatoren 410 und 420 des Flussdiagramms 400 in Figur 4. In einem Schritt 545 werden die Zwischenergebnisse als Summanden betrachtet und aufaddiert. Auf der Basis der bestimmten Summe kann in einem Schritt 550 ein Tastverhältnis (Ratio) eines Pulsweitenmodulationssignals bestimmt werden, das in einem nachfolgenden Schritt 545 ausgegeben wird.