DE19650491A1 - Steuerung für einen Scheibenwischer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für einen Scheibenwischer, einen Streuscheibenwischer od. dergl., ins­ besondere für ein Kraftfahrzeug.

Im besonderen richtet sich die Erfindung auf eine Steu­ erung für einen Scheibenwischer od. dergl., zu welchem ein Elektromotor, dessen Welle antriebsübertragend mit einem zwischen zwei Umkehr- und/oder Ruhe-Endstellungen hin und her bewegbaren Wischerarm verbunden ist, eine Speisespan­ nungsquelle, eine die Hin- und Herbewegungen des Wischerarms überwachende Sensoreinrichtung zum Erzeugen von elektrischen Signalen bei jedem Durchgang des Wischerarms durch eine der jeweiligen Endstellung vorgelagerte erste Bezugsstellung, und eine mit dem Elektromotor, der Spannungsquelle und der Sensoreinrichtung verbundene Steuerschaltung für die Steue­ rung des Motors in Abhängigkeit von den von der Sensorein­ richtung erzeugten Signalen gehören.

Ein Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer Steuerung für einen Scheibenwischer od. dergl., mittels wel­ cher es möglich ist, die im Betrieb des Scheibenwischers insbesondere bei der Bewegung des Wischerarms im Bereich der Umkehr- und/oder Ruhe-Endstellungen auftretenden Geräusche zu verringern.

Bei einer Steuerung für einen Scheibenwischer od. dergl. der eingangs genannten Art sind dieses und andere Ziele ge­ mäß der Erfindung dadurch erreicht, daß mittels der genann­ ten Steuerschaltung bei jeder Hin- und Herbewegung des Wischerarms und vor dem Durchgang desselben durch die erste Bezugsstellung eine der Spannung der Spannungsquelle im wesentlichen entsprechende Spannung, und nach dem Durchgang des Wischerarms durch die erste Bezugsstellung eine auf einen vorbestimmten Wert verringerte Spannung an den Motor anlegbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Steuerung bewirkt die Verrin­ gerung der an den Motor gelegten Spannung im jeweils letzten Abschnitt jeder Hinbewegung und Herbewegung eine entspre­ chende Verringerung der Drehzahl des Motors und damit eine Verlangsamung der Bewegung des Wischerarms, wodurch das bei der Bewegungsumkehr und/oder beim Anhalten des Wischer­ arms aufgrund des unvermeidlichen Spiels in der Antriebs­ übertragung entstehende Geräusch erheblich vermindert wird.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuerung in einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm des Verlaufs der in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Wischerarms an den Scheibenwischer­ motor gelegten Spannung,

Fig. 3a-3e die Wirkungsweise einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung, dargestellt anhand mehrerer aufeinanderfolgender Stellungen,

Fig. 4a-4e die Wirkungsweise einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wiederum dargestellt anhand mehrerer aufeinanderfolgender Stellungen,

Fig. 5 ein Fig. 2 entsprechendes Diagramm, bezogen auf eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steue­ rung,

Fig. 6a-6g mit bezug auf Fig. 5 die Wirkungsweise dieser Ausführungsform der Erfindung, wiederum dargestellt anhand mehrerer aufeinander folgender Stellungen, und

Fig. 7a-7g mit bezug auf Fig. 5 die Wirkungsweise der zwei­ ten Ausführungsform der Erfindung, nochmals darge­ stellt anhand aufeinanderfolgender Stellungen.

In Fig. 1 erkennt man die Batterie 1 eines Kraftfahr­ zeugs, welche über einen von Hand betätigbaren Schalter 2 mit einer Steuerschaltung 3 eines Scheibenwischers 4 verbind­ bar ist.

Der Scheibenwischer 4 weist in bekannter Weise einen umsteuerbaren Elektromotor 5 auf, dessen Welle antriebsüber­ tragend mit einem ein Wischerblatt tragenden und zwischen zwei Umkehr- und/oder Ruhe-Endstellungen hin und her beweg­ baren Wischerarm 6 verbunden ist.

In der in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungs­ form trägt die Welle des Motors 5 eine Schnecke 8, welche mit einem zusammen mit dem Wischerarm 6 auf einer gemein­ samen Welle sitzenden Schneckenrad 9 kämmt.

Die Antriebsübertragung vom Elektromotor 5 zum Wischer­ arm 6 kann selbstverständlich auch anders gestaltet sein.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ent­ hält die Steuerschaltung einen Mikroprozessor 9, welchem ein Speicher 10, z. B. ein Read Only Memory (ROM) zugeordnet ist.

Ein Ausgang der Mikroprozessoreinheit 9 ist mit einer Erregerschaltung 13 verbunden, zwischen deren Ausgängen 13a und 13b der Elektromotor 5 geschaltet ist.

Die Erregerschaltung 13 kann in bekannter Weise ver­ schiedenartig ausgeführt sein. Sie enthält insbesondere einen Umsteuerkreis zum Umschalten der Polarität der an den Elektromotor 5 gelegten Spannung und zum Kurzschließen des Motors für das Anhalten desselben.

Dem insgesamt mit 4 bezeichneten Scheibenwischer zuge­ ordnete Sensoreinrichtungen dienen der Erzeugung von elek­ trischen Signalen bei jedem Durchgang des sich hin und her bewegenden Wischerarms durch wenigstens eine der jeweiligen Umkehr- und/oder Ruhe-Endstellungen des Arms vorgelagerte Bezugsstellung.

Bei einer Erstreckung des Bewegungsbereichs des Wischer­ arms 6 zwischen beispielsweise 0° und 180° liegt die erste Bezugsstellung für die Hinbewegung z. B. bei 170°, und die erste Bezugsstellung für die Herbewegung dementsprechend bei 10°.

In der in schematisierter Form in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gehören zu den genannten Sensoreinrichtungen zwei am Schneckenrad 9 angebrachte Dauermagneten I und II sowie zwei Halleffekt-Sensoren A und B, welche in vorbe­ stimmten Winkelstellungen entlang der Bewegungsbahn der Dauermagnete angeordnet sind.

Die Sensoren A und B können in einem die Antriebsüber­ tragung zwischen dem Motor 5 und dem Wischerarm 6 umgebenden Gehäuse befestigt sein und sind mit der Mikroprozessorein­ heit 9 verbunden.

Beim Schließen des Schalters 2 legt die Mikroprozessor­ einheit 9 ein Startsignal an die Erregerschaltung 13 für die Speisung des Motors 5 mit einer Spannung V, welche im wesent­ lichen der Spannung der Batterie 1 entspricht und somit beispielsweise zwischen 9 V und 16 V liegt.

Beim daraufhin erfolgenden Anlaufen des Motors 5 be­ ginnt die Hinbewegung des Wischerarms 6 aus der Ruhestellung, welche im folgenden als die 0°-Stellung bezeichnet ist.

Nach der Hinbewegung des Wischerarms 6 über einen bestimmten Winkelbereich von z. B. 135° erzeugen die den am Schneckenrad 9 angebrachten Magneten zugeordneten Sensoren ein Signal, welches der Mikroprozessoreinheit 9 anzeigt, daß der Wischerarm 6 eine erste Bezugsstellung erreicht hat.

In dem in Fig. 2 gezeigten Diagramm, welches den Ver­ lauf der während einer Hinbewegung des Wischerarms an den Elektromotor 5 gelegten Spannung darstellt, ist diese erste Bezugsstellung mit α₁ bezeichnet.

Beim Durchgang des Wischerarms durch die erste Bezugs­ stellung α₁ legt die Mikroprozessoreinheit 9 ein Steuer­ signal an die Erregerschaltung 13, aufgrund dessen diese die an den Motor 5 gelegte Spannung verringert, beispielsweise auf einen Wert von 9 V.

Die Speisung des Elektromotors 5 mit der verringerten Spannung bewirkt vom Durchgang des Wischerarms durch die Bezugsstellung α₁ an eine Verringerung der Motordrehzahl.

Im weiteren Verlauf der Hinbewegung erreicht der Wischerarm 6 dann die zur Ausgangsstellung um beispielsweise um 180° versetzte Endstellung, welche im Diagramm von Fig. 2 mit N bezeichnet ist.

Bei Erreichen der Endstellung α erzeugen dem Scheiben­ wischer 4 zugeordnete Sensoren ein Signal, aufgrund dessen die Mikroprozessoreinheit 9 die Erregerschaltung 13 ansteu­ ert, um den Motor 5 stillzusetzen oder ihn umzusteuern.

Die vorstehend beschriebene Verringerung der an den Motor 5 gelegten Spannung beim Durchgang durch die erste Bezugsstellung α kann auf verschiedene Weise erfolgen. Vor­ zugsweise jedoch ist die zwischen den Stellungen α₁ und α an den Motor 5 gelegte Spannung in jedem Falle im wesent­ lichen konstant (sie beträgt z. B. 9 V), und damit unabhängig von der Spannung der Spannungsquelle, d. h. der Batterie 1.

Die Verringerung der Spannung kann auf verschiedene Weise erfolgen. In einer ersten Version enthält die Steuerschal­ tung 3 einen Analog/Digitalwandler 11, dessen Eingang mit einem Leiter 12 an der Ausgangsseite des Schalters 2 verbun­ den ist. Im geschlossenen Zustand des Schalters 2 ist dann die Spannung der Batterie 1 an den Eingang des Wandlers 11 gelegt.

Die Ausgänge des Wandlers 11 sind mit entsprechenden Eingängen der Mikroprozessoreinheit 9 verbunden.

Die Mikroprozessoreinheit 9 ist so ausgebildet, daß sie die augenblickliche Spannung der Batterie 1 mit einer vorbe­ stimmten Taktfrequenz von z. B. 2 msec über den Wandler 11 abfragt.

Erreicht der Wischerarm bei seiner Hinbewegung die Bezugsstellung α₁, dann berechnet die Mikroprozessoreinheit 9 die Verringerung der den Motor 5 speisenden Spannung, so daß die zwischen den Stellungen α₁ und α an den Motor gelegte Spannung sich auf den vorbestimmten konstanten Wert ein­ stellt.

In einer anderen Version kann die Mikroprozessoreinheit 9 so ausgebildet sein, daß sie die vorbestimmten Werte für die Verringerung der den Motor 5 speisenden Spannung aus dem Speicher 10 ausliest. Diese Werte sind in Abhängigkeit von der von der Batterie 1 abgegebenen Spannung beim Durchgang des Wischerarms 6 durch die Bezugsstellung α₁ im Speicher 10 gespeichert.

Die Erregerschaltung 13 enthält beispielsweise eine Schaltstufe mit im linearen Bereich ihrer Charakteristik arbeitenden Transistoren, oder einen nach dem Prinzip der Impulsbreitenmodulation (PWM) arbeitenden Erregerkreis.

In einer anderen Ausführungsform ist die Verringerung der den Motor 5 speisenden Spannung im letzten Abschnitt jeder Hin- oder Herbewegung dadurch erzielbar, daß der Steuerschaltung 3 eine Spannungsquelle zugeordnet ist, wel­ che über ihren Ausgang eine vorbestimmte Spannung abgibt, deren Wert dem der über den Abschnitt zwischen den Stellun­ gen α₁ und α an den Motor 5 zu legenden Spannung entspricht.

In diesem Falle ist die Mikroprozessoreinheit 9 so ausge­ bildet, daß sie den Motor 5 auf die erwähnte stabilisierte Spannungsquelle aufschaltet, sobald die jeweiligen Sensoren auf den Durchgang des Wischerarms 6 durch die erste Bezugs­ stellung α₁ ansprechen.

Vorzugsweise ist die Mikroprozessoreinheit 9 weiterhin dazu ausgebildet, die den Motor 5 speisende Spannung zu Beginn jeder Hinbewegung und Herbewegung des Wischerarms 6 so zu steuern, daß sie in vorbestimmter Weise stetig an­ steigt, wie durch die gestrichelte Linie Z in Fig. 2 ange­ deutet. Mit Hilfe einer der Mikroprozessoreinheit 9 zugeord­ neten Zählerschaltung oder eines integrierten Taktgebers kann der Anstieg der Spannung derart gesteuert werden, daß er sich innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne voll­ zieht. Diese Zeitspanne kann beispielsweise der Bewegung des Wischerarms über einen Anfangsabschnitt von 20° entsprechen.

Dieser gegebenenfalls vorgesehene Anstieg der Speise­ spannung für den Motor 5 kann über die Erregerschaltung 13 bewirkbar sein, gleich ob diese eine Schaltstufe mit im linearen Bereich ihrer Charakteristik arbeitenden Transisto­ ren oder einen nach dem Prinzip der Impulsbreitenmodulation (PWM) arbeitenden Erregerkreis aufweist.

Damit der Scheibenwischer in der vorstehend beschriebe­ nen Weise arbeitet, ist es notwendig, daß die Sensoren A, B und die zugeordneten Magnete I, II in bestimmter Weise positioniert sind.

Ein Beispiel für eine derartige Anordnung sei nachste­ hend anhand von Fig. 3a-3e erläutert:

Wie in Fig. 3a dargestellt, sind die Sensoren A und B in einem gegenseitigen Winkelabstand α₁ fest angeordnet, wäh­ rend die Magnete I und II in einem gegenseitigen Winkelab­ stand α-α₁ angebracht sind.

Um den im Diagramm von Fig. 2 dargestellten numerischen Werten zu genügen, beträgt der Winkelabstand zwischen den Sensoren A und B 135°, während der Abstand zwischen den Magneten I und II 45° beträgt.

Fig. 3a zeigt die Stellung des mit den Magneten bestück­ ten Schneckenrads 9 bei in der Ausgangs- oder Ruhestellung (0°) befindlichem Wischerarm. Dabei steht der Dauermagnet I dem Sensor A gegenüber, während der Magnet II einen Winkel­ abstand von 45° zu diesem Sensor hat. Beim Einschalten des Scheibenwischers 4 beginnt das Schneckenrad 9, sich aus der in Fig. 3a gezeigten Ruhestellung z. B. im Uhrzeigersinn fort­ zudrehen.

Nach einer Drehung um den Winkel α₁ (135°) befindet sich das Schneckenrad 9 in der in Fig. 3b gezeigten Position, in welcher der Magnet T dem Sensor B gegenübersteht. Dabei legt der Sensor B ein Signal an die Mikroprozessoreinheit 9, wel­ ches den Durchgang des Wischerarms 6 durch die erste Bezugs­ stellung α₁ anzeigt. Die Einheit 9 bewirkt daraufhin die Ver­ ringerung der an den Motor 5 gelegten Spannung in der in Fig. 2 dargestellten und im Zusammenhang damit erläuterten Weise.

Die Drehung setzt sich nun mit verringerter Geschwin­ digkeit fort, bis das Schneckenrad 9 nach der weiteren Drehung um den Winkel α die in Fig. 3c gezeigte Stellung erreicht, in welcher der Magnet II dem Sensor B gegenüber­ steht. Dies entspricht der Endstellung der Hinbewegung des Wischerarms, in welcher der Sensor B ein Signal zum Abschal­ ten und/oder Umsteuern des Scheibenwischers an die Mikropro­ zessoreinheit 9 legt.

Zum Umsteuern des Scheibenwischers legt die Mikropro­ zessoreinheit 9 erneut die der Spannung der Batterie 1 ent­ sprechende Spannung, jedoch mit umgekehrter Polarität, an den Elektromotor 5. Dies bewirkt nun die Drehung des Schnec­ kenrads 9 und des fest damit verbundenen Wischerarms 6 in entgegengesetzter Richtung, bis nach einer Drehung um den Winkel α₁ (135°) die in Fig. 3d gezeigte Stellung erreicht ist.

In dieser Stellung steht der Magnet II dem Sensor A gegenüber. Dementsprechend legt der Sensor A ein Signal an die Mikroprozessoreinheit 9, aufgrund dessen diese die an dem Motor 5 gelegte Spannung für den letzten Abschnitt der Her- oder Rückbewegung verringert. Die Drehung des Schnecken­ rads 9 und des Wischerarms 6 setzt sich nun mit verringerter Geschwindigkeit fort, bis der in Fig. 3e gezeigte Zustand erreicht ist, in welchem der Magnet I wieder dem Sensor A gegenübersteht. In diesem Zustand legt der Sensor A ein Signal zum Abschalten bzw. Umsteuern des Wischerantriebs an die Mikroprozessoreinheit 9. Solange der Scheibenwischer eingeschaltet bleibt, wiederholen sich die beschriebenen Vorgänge in steter Reihenfolge.

Die in Fig. 3a-3e dargestellte Anordnung von Sensoren und Magneten für die Überwachung der Stellungen des Wischer­ arms 6 ist besonders vorteilhaft, da sie nur eine geringe Anzahl von Sensoren und Magneten benötigt.

Grundsätzlich ist auch das gleiche Ergebnis mit einer Anordnung erzielbar, in welcher die Magnete in festen Posi­ tionen angeordnet und die Sensoren am Schneckenrad befestigt sind.

Die Überwachung der Stellung des Wischerarms 6 kann selbstverständlich auch auf andere Weise erfolgen, z. B. unter Verwendung von elektromechanischen, fotoelektrischen oder noch anderen Sensoren.

Eine andere Anordnung zum Überwachen der Winkelstellung des Wischerarms 6 ist in Fig. 4a-4e dargestellt. In dieser Ausführungsform sind wiederum zwei Sensoren A und B vorge­ sehen, welche in einem gegenseitigen Winkelabstand α (180°) fest angeordnet sind. Am Schneckenrad (oder einem diesem entsprechenden anderen Teil des Antriebs) sind hier dagegen drei Dauermagnete I, II und III angebracht. Wie man in Fig. 4a erkennt, sind die Magnete I, II, III in gegenseitigen Winkelabständen α-α₁ angeordnet.

Die in Fig. 4a gezeigte Stellung des Schneckenrads 9 und der zugeordneten Magnete relativ zu den Sensoren A und B entspricht wiederum der Ruhestellung (0°) des Wischerarms 6. In dieser Stellung steht der Dauermagnet II dem Sensor A gegenüber.

Beim Einschalten des Scheibenwischers wird der Elektro­ motor zunächst mit einer der der Batterie 1 entsprechenden Spannung gespeist. Dementsprechend dreht sich das Schnecken­ rad 9 mit dem Wischerarm 6, z. B. im Uhrzeigersinn, aus der in Fig. 4a gezeigten Ausgangsstellung fort und erreicht nach einer Drehung um den Winkel α₁ die in Fig. 4b gezeigte Stel­ lung, in welcher der Magnet I dem Sensor B gegenübersteht.

Dementsprechend legt der Sensor B ein Signal zum Ver­ ringern der den Motor 5 speisenden Spannung an die Mikro­ prozessoreinheit 9. Die Drehung setzt sich darauf mit ver­ ringerter Geschwindigkeit fort, bis nach einer Drehung um den Winkeln α₁ bezogen auf die Ausgangsstellung (0°), die in Fig. 4c gezeigte Stellung erreicht ist, in welcher der Dau­ ermagnet II dem Sensor B gegenübersteht. Dieser legt darauf­ hin ein Signal zum Abschalten und/oder Umsteuern des Schei­ benwischerantriebs an die Mikroprozessoreinheit 9.

Bei der anschließenden Her- oder Rückbewegung wird der Motor 5 zunächst wiederum mit einer der der Batterie 1 ent­ sprechenden Spannung gespeist, bis nach einer Drehung um den Winkel α₁ der in Fig. 4d gezeigte Zustand erreicht ist, in welchem der Dauermagnet III dem Sensor A gegenübersteht. Dieser legt nun ein Signal für die Verringerung der den Motor 5 speisenden Spannung an die Mikroprozessoreinheit. Die Drehung setzt sich dann mit verringerter Geschwindigkeit fort bis in die in Fig. 4e gezeigte, der in Fig. 4a darge­ stellten entsprechende Stellung, in welcher wieder der Dauermagnet II dem Sensor A gegenübersteht, so daß dieser ein Signal zum Abschalten oder Umsteuern des Scheibenwischer­ antriebs an die Einheit 9 legt.

Die vorstehend beschriebene Steuerung für einen Schei­ benwischer, einen Streuscheibenwischer od. dergl. ermöglicht eine beträchtliche Verringerung der beim Umsteuern und/oder Abschalten des Scheibenwischerantriebs entstehenden Geräusche.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann es zu gewissen Schwierigkeiten hinsichtlich der genauen Posi­ tion des Wischerarms beim Umsteuern und/oder Abschalten des Wischerantriebs kommen.

In der Praxis kommt es nämlich nicht schlagartig zur Umkehr der Bewegungsrichtung bzw. zum Stillstand des Wischer­ arms, sobald die den Motor speisende Spannung umgepolt bzw. unterbrochen wird. Der Wischerarm bewegt sich vielmehr unter Trägheitseinflüssen noch um ein kleines Stück weiter, wobei der Winkel sowie die Geschwindigkeit dieser Restbewegung vom mehr oder weniger trockenen, feuchten und/oder schmutzigen Zustand der jeweiligen Scheibe abhängig ist.

Diese Schwierigkeiten hinsichtlich der genauen Position des Wischerarms beim Umsteuern und/oder Abschalten des Wischerantriebs lassen sich mit den nachstehend anhand von Fig. 5 bis 7 erläuterten Ausführungsformen weitgehend ver­ ringern oder gänzlich beseitigen.

In den nachstehend zu beschreibenden Ausführungsformen ist die Steuereinheit 9 wie in den vorstehend erläuterten Anordnungen dazu ausgebildet, die den Motor 5 speisende Spannung nach jeder Hin- oder Herbewegung des Wischerarms um den Winkel α₁ zu verringern, wie in Fig. 5 in Form eines Diagramms dargestellt.

Zusätzlich zum Durchgang des Wischerarms durch die je­ weilige Bezugsstellung α₁ gegen Ende jeder Hin- bzw. Herbe­ wegung wird hier der Durchgang des Wischerarms durch eine zweite, zwischen α₁ und α liegende Bezugsstellung α₂, die nominelle Endposition, ermittelt.

Mit bezug auf die Bewegung in einer Richtung, z. B. eine Hinbewegung, kann der Winkelabstand zwischen der zwei­ ten Bezugsstellung α₂ und der Ausgangsstellung (0°) z. B. 175° betragen, wie in Fig. 5 angedeutet.

Die dem Scheibenwischer 4 zugeordneten Sensoren sind hier so ausgebildet und angeordnet, daß sie der Steuerein­ heit den Durchgang des Wischerarms 6 zunächst durch die erste Bezugsstellung α₁ und danach durch die zweite Bezugs­ stellung α₂ melden.

Beim Durchgang des Wischerarms durch die zweite Bezugs­ stellung α₂ berechnet die Steuereinheit 9 die Zeitspanne zwischen den Durchgängen des Wischerarms 6 durch die erste und die zweite Bezugsstellung α₁ bzw. α₂. Diese Zeitspanne gibt Aufschluß über die Geschwindigkeit des Wischerarms im letzten Abschnitt der Bewegung in Abhängigkeit vom Zustand der Oberfläche der Scheibe, über welche das Wischerblatt hinweggleitet.

Mit einer auf diese Weise festgelegten Verzögerung gegenüber dem Durchgang des Wischerarms 6 durch die zweite Bezugsstellung α₂ legt die Mikroprozessoreinheit 9 dann ein Signal zum Abschalten oder Umsteuern des Motors 5 an die Erregerschaltung 13.

In dem der Mikroprozessoreinheit 9 zugeordneten Speicher 10 ist, beispielsweise in Form einer Tabelle, eine vorbestimmte Serie von Werten für die vorstehend erläuterte Verzögerung bis zum Abschalten oder Umsteuern des Motors 5 gespeichert. Diese Werte sind in Abhängigkeit von der mittels der Einheit 9 gemessenen Zeitspanne zwischen den Durchgängen durch die Bezugsstellungen α₁ und α₂ abrufbar. Dabei vergrößern sich die für die Verzögerung gespeicherten Werte in Abhängigkeit von der Verlängerung der vorstehend definierten Durchgangs­ zeitspanne.

Die Einheit 9 steuert dann über die Erregerschaltung 13 das Abschalten bzw. Umsteuern des Motors 5 mit der aus dem Speicher 10 ausgelesenen Verzögerung.

Diese Vorgänge wiederholen sich im Laufe der folgenden Hin- und Herbewegungen des Scheibenwischers solange dieser eingeschaltet bleibt.

Durch die in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Durchgangszeitspanne bestimmbare Verzögerung bis zum Umsteu­ ern oder Abschalten des Wischerantriebs läßt sich dieser derart steuern, daß die Bewegungsumkehr bzw. das Anhalten des Wischerarms jeweils genau in der nominellen Endstellung (α) erfolgt.

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der genauen Bestimmung der Umsteuer- oder Abschaltstellung des Wischer­ arms ist dadurch erzielbar, daß die Steuereinheit 9 die Ver­ zögerung bis zum Umsteuern oder Abschalten des Wischeran­ triebs nicht allein anhand der Zeitspanne zwischen den Durchgängen durch die Bezugsstellungen α₁ und α₂ bestimmt, sondern zusätzlich auch in Abhängigkeit von der den Motor 5 während jeder Hin- oder Herbewegung des Wischerarms 6 vor dessen Durchgang durch die erste Bezugsstellung α₁ speisenden Spannung. Die Größe dieser Spannung ermöglicht die Bestim­ mung der Bewegungsgeschwindigkeit des Wischerarms 6 bis zur ersten Bezugsstellung α₁, und anschließend, aufgrund der unvermeidbaren Trägheitseinflüsse, bis zum Um- oder Abschalt­ punkt. Zu dem genannten Zweck ist die Steuereinheit 9, wie vorstehend bereits beschrieben, vorzugsweise dazu ausgebil­ det, die von der Batterie 1 abgegebene, der an den Motor 5 gelegten Spannung im wesentlichen entsprechende Spannung bis zum Durchgang des Wischerarms 6 durch die erste Bezugs­ stellung periodisch zu bestimmen. In diesem Falle sind im Speicher 10, vorzugsweise in Tabellenform, eine Vielzahl von Werten für die Verzögerung bis zum Umsteuern bzw. Abschalten des Wischerarms gespeichert, welche in Abhängigkeit von der gemessenen Batteriespanung und von der Zeitspanne zwischen den Durchgängen des Wischerarms 6 durch die beiden Bezugs­ stellungen α₁ und α₂ selektiv abrufbar sind.

Beim Empfang des den Durchgang des Wischerarms 6 durch die zweite Bezugsstellung α₂ anzeigenden Signals steuert die Einheit 9 dann die Erregerschaltung 13 zum Umsteuern oder Abschalten des Motors 5 mit einer von den beiden vorstehend definierten Parametern abhängigen Verzögerung an.

Zur Verringerung oder Vermeidung von Ungenauigkeiten in der Stellung des Wischerarms beim Umsteuern oder Abschalten des Antriebs kommt es somit darauf an, die Durchgänge des Wischerarms durch die Bezugsstellungen α₁ und α₂ bei jeder Hin- oder Herbewegung des Wischerarms genau zu bestimmen und an die Steuereinheit 9 zu übermitteln.

Dies kann in der nachstehend anhand von Fig. 6 und 7 beschriebenen Weise geschehen.

In der in Fig. 6a-6g dargestellten Ausführungsform sind zwei feststehend angeordnete Sensoren A und B und zwei am Schneckenrad 9 befestigte Dauermagnete I und II vorgesehen.

Die beiden Sensoren A und B sind in einem gegenseitigen Winkelabstand α₁-(α-α₂) angeordnet, entsprechend einem Winkel von 130° in Anlehnung an die numerischen Werte des in Fig. 5 dargestellten Diagramms.

Der gegenseitige Winkelabstand der beiden Magnete I und II ist gleich α₂-α₁, entsprechend einem Winkel von 40°, wiederum in Anlehnung an die numerischen Werte des Diagramms in Fig. 5.

Fig. 6a zeigt die Stellung der Magnete relativ zu den Sensoren in der Ruhe- oder Ausgangsstellung (0°) des Wischer­ arms. Dabei ist der Magnet I um einen Vorlaufwinkel α-α₂ gegenüber dem Sensor A versetzt ausgerichtet. In An­ lehnung an die numerischen Werte des Diagramms in Fig. 5 entspricht dies einem Winkel von 5°.

Nach einer von dieser Stellung ausgehenden Drehung im Uhrzeigersinn um den Winkel α₁ ist die in Fig. 6b gezeigte Stellung erreicht, in welcher der Magnet I dem Sensor B gegenübersteht. Das in dieser Stellung vom Sensor B an die Steuereinheit 9 gelegte Signal bewirkt die Verringerung der den Elektromotor 5 speisenden Spannung.

Die weitere Drehung erfolgt dementsprechend mit verrin­ gerter Geschwindigkeit bis zum in Fig. 6c dargestellten Zu­ stand, entsprechend einer Gesamtdrehung um den Winkel α₂, bezogen auf die Ausgangsstellung.

In dem in Fig. 6c gezeigten Zustand steht der Magnet II dem Sensor B gegenüber, welcher deshalb ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 9 legt.

Die Steuereinheit berechnet die Zeitspanne zwischen den Durchgängen des Wischerarms durch die Bezugsstellungen α₁ und α₂ (Fig. 6b bzw. 6c) und bestimmt anhand dieser Zeitspanne, und gegebenenfalls anhand der zuvor bis zum Erreichen der ersten Bezugsstellung α₁ ermittelten Batteriespannung, die Verzögerung bis zum Umsteuern oder Abschalten des Wischer­ antriebs. Das Umsteuern oder Abschalten des Wischerantriebs erfolgt dann kurz darauf in der in Fig. 6d gezeigten Stel­ lung, d. h. nach einer der gewünschten nominellen Bewegung entsprechenden Gesamtbewegung über den Winkel α. In Anleh­ nung an die numerischen Werte des Diagramms in Fig. 5 ent­ spricht dies einem Winkel von 180°.

Für die gegebenenfalls erfolgende Her- oder Rückbewe­ gung bewirkt die Steuereinheit 9 die Speisung des Motors 5 mit einer im wesentlichen derjenigen der Batterie 1 entspre­ chenden Spannung, bis nach einer Bewegung über den Winkel α₁ der in Fig. 6e dargestellte Zustand erreicht ist, in welchem der Magnet II dem Sensor A gegenübersteht und dieser ein entsprechendes Signal zu Verringerung der den Motor 5 spei­ senden Spannung an die Steuereinheit 9 legt.

Die Drehung setzt sich nun über einen weiteren Winkel α₂-α₁ mit verringerter Geschwindigkeit fort, bis der in Fig. 6f gezeigte Zustand erreicht ist, in welchem der Magnet I dem Sensor A gegenübersteht.

Der Sensor A legt ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 9, aufgrund dessen diese die Zeitspanne zwi­ schen den Durchgängen durch die in Fig. 6e und in Fig. 6f gezeigten Stellungen bestimmt. Anhand des für diese Zeit­ spanne ermittelten Werts und gegebenenfalls anhand der wäh­ rend der Bewegung von der in Fig. 6d dargestellten bis zu der in Fig. 6e gezeigten Stellung von der Batterie abgege­ benen Speisespannung steuert die Einheit 9 nun das Abschal­ ten oder Umsteuern des Wischerantriebs mit einer sich aus den ermittelten Werten oder Parametern ergebenden Verzöge­ rung.

Das Abschalten oder Umsteuern des Wischerantriebs er­ folgt somit kurz darauf in der in Fig. 6g gezeigten Stellung, welche der in Fig. 6a gezeigten Ausgangsstellung entspricht.

Eine andere Version der Überwachung der Hin- und Herbe­ wegungen des Wischerarms 6 zur Erzielung des vorstehend anhand von Fig. 5 erläuterten Betriebsverhaltens ist in den Fig. 7a bis 7g dargestellt.

Gemäß dieser Version finden erneut zwei feststehend an­ geordnete Sensoren A und B Verwendung, wohingegen das Schneckenrad 9 drei Dauermagnete I, II und III trägt.

Die beiden Sensoren A und B sind in einem gegenseitigen Winkelabstand α-2 (α-α₂) angeordnet.

Die Dauermagnete I, II und III sind in gleichmäßigen gegenseitigen Winkelabständen α₂-α₁ angebracht.

In der Ausgangs- oder Ruhestellung (0°) des Wischerarms ist der mittlere Magnet II um einen Vorlaufwinkel α₂ gegen­ über dem Sensor A versetzt ausgerichtet.

Nach dem Einschalten des Wischerantriebs, und nachdem der Wischerarm eine Hinbewegung über den Winkel α₁ zurück­ gelegt hat, ist die in Fig. 7b gezeigte Stellung erreicht, in welcher der Magnet T dem Sensor B gegenübersteht und die­ ser ein Signal zum Verringern der den Elektromotor 5 spei­ senden Spannung an die Steuereinheit 9 legt.

Die weitere Drehung über einen Winkel α₂-α₁ erfolgt mit verringerter Geschwindigkeit bis zum Erreichen des in Fig. 7c gezeigten Zustands, in welchem der mittlere Magnet II dem Sensor B gegenübersteht.

Die Steuereinheit 9 bestimmt nun die Zeitspanne zwi­ schen den Durchgängen des Wischerarms durch die Bezugsstel­ lungen α₁ und α₂, und steuert anschließend das Abschalten des Motors 5 mit einer anhand dieser Zeitspanne und gegebe­ nenfalls anhand der vor dem Erreichen der in Fig. 7b gezeig­ ten Stellung an den Motor gelegten Spannung ermittelten Ver­ zögerung.

Kurz darauf erreicht der Wischerarm dann die Umkehr- oder Abschaltstellung α.

Bei einer gegebenenfalls anschließenden Rück- oder Her­ bewegung erfolgt über die Einheit 9 die Speisung des Motors 5 mit einer der der Batterie 1 entsprechenden Spannung, bis nach einer Bewegung des Wischerarms 6 über einen Winkel ausgehend vom Ausgangspunkt der Rückbewegung, die in Fig. 7e gezeigte Stellung erreicht ist, in welcher der Dauermagnet III dem Sensor A gegenübersteht.

Darauf wird über die Steuereinheit 9 die an den Motor gelegte Spannung verringert, so daß sich die Drehung über einen weiteren Winkel α₂-α₁ mit verringerter Geschwindigkeit fortsetzt, bis der in Fig. 7f gezeigte Zustand erreicht ist, in welchem der Dauermagnet II dem Sensor A gegenübersteht.

Bei Erreichen dieses Zustands bestimmt die Steuerein­ heit 9 die Zeitspanne zwischen den Durchgängen des Wischer­ arms durch die Bezugsstellungen α₁ und α₂, und errechnet die Verzögerung für das Abschalten oder Umsteuern des Motors 5, welches anschließend in der in Fig. 7g gezeigten Stellung erfolgt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vor­ stehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sie bezieht vielmehr die verschiedensten Abwandlungen derselben im Rahmen der Ansprüche mit ein.

Anstelle der in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsfor­ men können für die Überwachung der Bewegungen des Wischer­ arms auch Anordnungen mit einem einzigen Sensor und vier Dauermagneten, oder mit einem einzigen Magnet und vier Sen­ soren verwendet werden.

Claims (9)

1. Steuerung für einen Scheibenwischer, einen Streuschei­ benwischer od. dergl., insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor, dessen Welle antriebsübertragend mit einem zwischen zwei Umkehr- und/oder Ruhe-Endstellungen hin und her bewegbaren Wischerarm verbunden ist, einer Speise­ spannungsquelle, einer die Hin- und Herbewegungen des Wischerarms überwachenden Sensoranordnung zum Erzeugen von elektrischen Signalen bei jedem Durchgang des Wischerarms durch eine der jeweiligen Endstellung vorgelagerte erste Bezugsstellung, und mit einer mit dem Elektromotor, der Spannungsquelle und der Sensoranordnung verbundenen Steuer­ schaltung für die Steuerung des Motors in Abhängigkeit von den von der Sensoranordnung erzeugten Signalen,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels der genannten Steuer­ schaltung (3) bei jeder Hin- bzw. Herbewegung des Wischer­ arms (6) und vor dem Durchgang desselben durch die erste Bezugsstellung (α₁) eine der Spannung der Spannungsquelle (1) im wesentlichen entsprechende Spannung (V) und nach dem Durchgang des Wischerarms (6) durch die erste Bezugsstellung eine auf einen vorbestimmten Wert verringerte Spannung an den Motor (5) anlegbar ist.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuerschaltung (3) eine vom Beginn einer Hin- bzw. Herbewegung des Wischerarms (6) über eine vorbestimmte Zeitspanne (Z) von Null auf einen der von der Spannungs­ quelle abgegebenen Spannung im wesentlichen entsprechenden Wert ansteigende Spannung an den Motor (5) anlegbar ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sie eine Wandlereinheit (11) zum Anlegen von der im Betrieb des Motors (5) an diesen angelegten Spannung (V) entsprechenden Signalen an die Steuerschaltung (3, 9) auf­ weist und daß die Steuerschaltung (3) eine während jeder Hin- bzw. Herbewegung des Wischerarms (6) vor Erreichen der ersten Bezugsstellung (α₁) mit den von der Wandlereinheit (11) erzeugten Signalen gespeiste Einrichtung enthält, mit­ tels welcher das Maß der Verringerung der nach dem Durchgang des Wischerarms (6) durch die erste Bezugsstellung (α₁) an den Motor (5) zu legenden Spannung in Abhängigkeit von den von der Wandlereinheit (11) erzeugten Signalen bestimmbar ist.

4. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerschaltung (3) einen Speisespannungsaus­ gang für die Abgabe einer einen unter dem Nennwert der von der Spannungsquelle (1) abgegebenen Spannung liegenden Wert aufweisenden, stabilisierten Spannung aufweist, und daß der Speisespannungsausgang mittels der Steuerschaltung (3) bei jeder Hin- bzw. Herbewegung des Wischerarms (6) von dessen Durchgang durch die erste Bezugsstellung (α₁) an auf den Motor (5) aufschaltbar ist.

5. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung (A, B; I, II, III) für die Erzeugung von den Durchgang des Wischerarms (6) durch eine zwischen der ersten Bezugsstellung (α₁) und der Umkehr- oder Ruhe-Endstellung (α) liegende zweite Bezugs­ stellung (α₂) bei jeder Hin- bzw. Herbewegung des Wischer­ arms (6) anzeigenden Signalen eingerichtet ist, daß die Zeitspanne zwischen den Durchgängen des Wischerarms (6) durch die erste und die zweite Bezugsstellung (α₁, α₂) bei jeder Hin- bzw. Herbewegung des Wischerarms (6) mittels der Steuerschaltung (3) meßbar ist, und daß mittels der Steuer­ schaltung (3) eine Verzögerung für das Abschalten oder Um­ steuern des Motors (5) gegenüber dem Durchgang des Wischer­ arms (6) durch die zweite Bezugsstellung (α₂) in einer vor­ bestimmten Abhängigkeit von der gemessenen Zeitspanne bestimmbar ist.

6. Steuerung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerschaltung (3) für die Bestimmung der Verzögerung in Abhängigkeit von der gemessenen Zeitspanne und vom Wert der vor dem Durchgang des Wischerarms (6) durch die erste Bezugsstellung (α₁) an den Motor (5) geleg­ ten Spannung (V) eingerichtet ist.

7. Steuerung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerschaltung (3) einen Speicher (10) enthält, in welchem vorbestimmten Werten für die Verzögerung entspre­ chende Daten gespeichert sind, welche in Abhängigkeit von der Größe der jeweils gemessenen Zeitspanne abrufbar sind.

8. Steuerung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerschaltung (3) einen Speicher (10) enthält, in welchem vorbestimmten Werten für die Verzögerung entsprechende Daten gespeichert sind, welche in Abhängigkeit von der Größe der jeweils gemessenen Zeitspanne und in Ab­ hängigkeit von der ermittelten Größe der vor dem Durchgang des Wischerarms (6) durch die erste Bezugsstellung (α₁) an den Motor (5) gelegten Spannung (V) abrufbar sind.

9. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung wenigstens einen Sensor (A, B) und eine Anzahl von dem wenigstens einen Sensor ertastbarer Elemente (I, II, III) oder wenigstens ein ertastbares Element (I, II, III) und eine Anzahl von in vorbe­ stimmten Winkelabständen angeordneten Sensoren (A, B) auf­ weist.