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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.
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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.
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Stand der
Technik
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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.
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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.
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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.
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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 ge wünschte
Wendelage zu erreichen. Die Korrektur bleibt dann vollständig und
das Wischfeld ist größer als
beabsichtigt, was zu einer Überlastung
des Motors führen
kann.
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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.
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Vorteile der
Erfindung
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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.
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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.
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Durch diese Maßnahmen werden die Vorteile
der stufenweisen Anpassung des Wendelagensollwertes auf Grundlage
der aktuellen Motorlast beibehalten, gleichzeitig aber si chergestellt,
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.
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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.
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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 Vorgän ger 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.
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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.
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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.
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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.
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Zeichnungen
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wischanlage;
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2 eine
schematische Darstellung unterschiedlicher Wischfelder;
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3 ein
Flussdiagramm zur Illustration einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sollwertbestimmung;
und
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4 ein
Flussdiagramm zur Illustration einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sollwertkorrektur.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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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.
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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.
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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 Schwenk vorgang 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.
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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.
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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.
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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.
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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.