专利名称：雨刷装置的制作方法
雨刷装置本发明涉及一种用于车辆的雨刷装置，其具有至少一个雨刷马达尤其可逆马达，在该马达上设置马达曲柄，该马达曲柄与至少一个连接在雨刷马达后面的传动装置进行连接，从而驱动与其耦合的雨刷杆，使得雨刷杆在车辆的挡风玻璃上进行往复的刮水运动，其中用于控制刮水运动的雨刷马达与控制单元耦合，借助于该控制单元根据传动装置或者说雨刷杆在挡风玻璃上的位置可以改变由雨刷马达产生的马达功率。此外，本发明涉及一种用于控制雨刷装置的方法。
背景技术：
这种雨刷装置例如由文件DE 101 44 985 Al公开。该文件公开了一种用于控制雨刷装置的方法，其中根据从传动装置的位置中得出的传动比来控制雨刷马达的马达功率并且使马达功率以及作用到传动装置或者说雨刷杆上的扭矩配合实施雨刷杆的刮水运动所需的功率。此外，在考虑传动比的情况下在每个时间点确定可由雨刷马达输出的扭矩并 且如此有效地防止例如由于挡风玻璃上的雪或冰引起的雨刷马达的过载，因为可以防止由于大运动物质引起的雨刷装置的卡住。雨刷装置在达到雨刷臂的转折位置之前对这种物质反应特别敏感，在该转折位置中雨刷臂的刮水方向反转。然而在转折位置中通常需要显著更小的力矩用以驱动雨刷杆。因此在现有技术中在具有电子控制的扭矩限制的已知的雨刷系统中在雨刷杆的转折位置中根据需求降低扭矩，其中所述需求主要从雨刷杆或者说传动装置的传动比的曲线中获得。在卡住的情况下从所述控制中获得降低的在工作范围内相当均匀的系统负载。在雨刷杆或者说马达曲柄从转折位置中加速时，必须额外地确保雨刷马达可以提供足够的功率。雨刷马达必须相应地在转向之后尽可能快地置于更高转速的范围内。在考虑所谓的最坏情况边缘条件时，例如干燥的玻璃、最大可能的雨刷臂支撑力以及其它方面时设计雨刷马达的功率尤其其起动扭矩，从而也在该情况下负责雨刷装置的无瑕疵的刮水运行。这引起了扭矩很大的马达，雨刷装置以及雨刷杆的雨刷马达或者说驱动杆的机械部件在强度方面的尺寸设计基于该马达的起动扭矩。这必然使得各个组件必须设计得相应大，从而也可以承受最大力，这会产生较高的重量以及较大的成本。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种雨刷装置，对其控制实现了在系统负载最小的同时对雨刷装置的实际扭矩需求的最佳配合并且可以同时实现雨刷杆在挡风玻璃上尽可能均匀的往复刮水运动。该任务按本发明通过根据权利要求I所述的雨刷装置以及根据权利要求7所述的方法得到解决。按本发明，控制单元为了实现雨刷杆从其中至少一个转折位置中动态的换向过程为了实现雨刷杆在挡风玻璃上尽可能均匀的运动而延迟马达功率的降低直到马达曲柄从相应的转折位置中进行加速之后。因此，只有在达到雨刷马达的运行转速之后才开始通过控制单元降低马达功率。由此能够克服在雨刷杆的整个刮水周期中在挡风玻璃上要求的持续时间的不希望的延长。如果马达的马达电压或者说扭矩明显已经在达到工作转速之前降低了，那么反之对于马达来说即使没有额外的负载例如雪和冰在起动阶段中在经过转折位置之后也缺乏功率来克服其自身惯性以及形成其所希望的额定速度的功率，这同样会导致刮水周期的延迟。发明优点
换句话说，通过按本发明建议地控制雨刷装置可以在所有关键的卡住情况下降低雨刷装置的最大负载。同时为了雨刷装置的正常运行实现了动态的换向过程。这获得了进一步的支持，方法是考虑刮水器的弹性并且在时间上协调地控制最大的马达功率以及扭矩降低，考虑加速以及马达扭矩的需求并且同时提供防卡措施。结果是提供一种在雨刷马达的扭矩降低的同时具有雨刷杆最佳的加速能力的雨刷装置，这尤其明显降低了雨刷装置内部所述部件的易磨损性。由此，该措施的结果是一方 面降低了雨刷装置的机械部件的最大负载，这自动地导致了对整个系统的成本以及重量的节省，因为在此可以选择更小的尺寸。在换向时需要雨刷马达的全部马达功率用来快速克服马达以及系统惯性并且实现尽可能谐调的运动过程。在达到工作转速之前并且由此在按本发明的延迟的起动点中，马达曲柄以及因此与之耦合的雨刷臂也可以从转折位置中返回典型15到20°的角度。实现雨刷杆在挡风玻璃上动态的换向过程的特别简单的方案通过以下方法实现，即在用于降低雨刷马达的马达功率或者说扭矩的控制单元中保存扭矩/功率特性曲线，该特性曲线接近实际的力矩需求组。在此例如可以通过电流或者说电压限制来降低雨刷马达的马达功率。在达到雨刷杆的转折位置之一前雨刷装置卡住时，在雨刷装置中出现了最大的负载。在最不利的情况下，雨刷马达在该时间点刚好停在伸展位置或者说重叠位置中，由此最大的驱动力矩在最小的传动比范围内作用到雨刷系统上。为了防止这种情况，在一种实施例中可以电子控制雨刷马达并且拥有位置以及旋转方向识别装置，该识别装置负责使控制单元连续地获得关于雨刷杆在挡风玻璃上位置的数据并且根据所保存的特性曲线驱动雨刷马达。如此可以可靠地克服全负载的以及马达曲柄或者说雨刷杆在转折位置中短暂的停止的同时发生。本发明的实施例提出通过至少一个传感器装置实现位置以及旋转方向的识别。为了实现单个雨刷组件的刮水周期以及状态的特别可靠的监控，在实施例中提出在雨刷装置的所有工作状态中保持控制单元准备就绪并且在识别出雨刷马达的转速已经很小时激活控制单元。用于控制按本发明的用于车辆的雨刷装置的按本发明的方法提出，将特性曲线保存在至少一个控制装置中，该控制装置与雨刷马达耦合，从而根据由传动装置的位置中获得的传动比来控制由雨刷马达为了驱动马达曲柄而产生的马达功率并且根据特性曲线调整马达功率以及作用到传动装置或者说雨刷杆上的扭矩，其中为了实现雨刷杆在车辆挡风玻璃上尽可能均匀的往复刮水运动仅仅在马达曲柄或者说雨刷杆从雨刷杆的其中至少一个转折位置中加速之后才降低扭矩或者说马达功率。在此，特性曲线尤其在雨刷杆在车辆挡风玻璃上的转折位置中可以在确定由雨刷马达施加到马达曲柄上的扭矩时考虑雨刷马达或者说雨刷装置的其它相关组件的惯性。对于确定控制装置的特性曲线起作用的另一因素是雨刷装置的单个组件的弹性。因此，按本发明提出，在协调特性曲线的走向或者说电压适应性时也考虑单个组件的弹性。在雨刷臂卡在停止位置中并且导入最大的马达扭矩时，由于雨刷装置的组件的弹性使得马达静止并且由此在马达曲柄扭转典型30°之后雨刷系统才会封锁，该典型的角度用来在雨刷系统中形成内载荷。由此，显得有意义的是如此构造刮水周期，使得雨刷马达首先以全功率起动并且只有在划过刮水角度之后才灵活地适配功率，从而在第一可能封锁的位置中在合适的角度上已降低雨刷马达的扭矩。在雨刷杆划过转折位置之一之后卡住时，雨刷装置的组件的弹性负责使马达曲柄还可以继续转过一些角度，在正常情况下在雨刷马达停止并且其最大的起动扭矩作用到雨刷系统上之前转过25到35°的角度。在该状态下，传动装置中的传动比相对于转折位置中的状态已经有利地再次提高，由此降低了封锁时作用到整个系统上的负载。 在刮水周期的其它运行中再提高马达功率，因为大致在刮水区域的中间由于雨刷杆的传动比即使在正常运行中也需要最大的马达功率或者说最大的马达扭矩。然而在该区域内可能出现的卡住力较小，这是因为单个组件的尺寸由于最佳估算的最大出现的负载可以选择得比现有技术中的更小。关于本发明的其它有利的设计方案请参照从属权利要求以及在后面详细解释的附图。
附图示出
图I是按本发明的雨刷装置的实施例的示意性部分视 图2是扭矩需求以及扭矩限制关于按本发明的雨刷装置的雨刷臂的角度位置的图表； 图3a_3c是在按本发明的雨刷装置的刮水周期中的示意图；以及 图4a和4b是在考虑雨刷马达的惯性时所要求的马达扭矩的适配的示意图。
具体实施例方式图I示出了按本发明的雨刷装置I的透视图。该雨刷装置I主要包括雨刷马达2，该雨刷马达通过没有详细示出的传动装置3驱动输出轴。该输出轴不可旋转地与马达曲柄4连接，该马达曲柄将由其承受的扭矩传递给两个推杆5。所述推杆5在其一个端部上与曲柄4的自由端部可旋转运动地连接，在其另一端部上通过输出曲柄6分别与雨刷轴承7连接。所述雨刷轴承7又通过管板8相互连接。所述雨刷轴承7分别具有雨刷轴9，该雨刷轴承载着这里没有示出的雨刷臂连同其雨刷片。输出曲柄6与雨刷轴承7或者说雨刷轴9不可相对旋转地连接，使得推杆5的推移运动通过雨刷轴9上的输出曲柄6转换成往复的旋转运动。图2示出了按图I的雨刷装置I的扭矩需求以及扭矩限制关于在车辆挡风玻璃上运行的雨刷杆的角度位置的图。该图示沿着X轴分成不同的区段WBl到WB7，并且对于每个所述角度范围WBl到WB7确定了自己的最大扭矩。所述角度范围WBl到WB7关于雨刷臂在汽车挡风玻璃上或者说在雨刷装置I的马达曲柄4上的偏转示例性地示出。在第一角度范围WBl内，马达曲柄从伸展位置运动出去直到例如10°到20°的角度。在该范围内，可输出的扭矩限制在最大可输出的扭矩的80%上。在第二角度范围WB2内，扭矩限制在所调节的最大扭矩上，该最大扭矩应该对应于100%并且相应于由雨刷装置I最大所需 的扭矩。因 此,该范围超过最大所需扭矩的范围。在第三角度范围WB3内，可输出的扭矩又下降到最大可输出的扭矩的80%。最后，在第四角度范围WB4内限制大约为最大可输出扭矩的50%的扭矩。该范围就在反转位置前面例如10到15°并且随着反转位置结束，在该反转位置中传动装置3或者说与之连接的马达曲柄4以及推杆5处于覆盖位置之中。在到达反转位置时，在该例子中扭矩又限制在可最大输出的扭矩上，然而在此也可以首先选择降低的范围，例如80%。该范围相应于第五角度范围WB5。大致在达到转折位置前面20到30°，扭矩在第六角度范围WB6内又限制在80%，并且大致在达到第七角度范围WB7的转折位置前10%用最大可输出的扭矩的大致50%进行限制。通过考虑雨刷杆传动比可以将系统负载降低大约30%。通过在从其中至少一个所述转折位置中发生的马达曲柄加速之后设置扭矩降低实现了所要求的马达功率或者说所要求的扭矩的更精密的适配，由此将最大的系统负载再降低10%。由此也实现了进一步的重量以及成本降低。图3a到c示出了具有可逆马达的雨刷装置的根据扭矩公式计算的扭矩需求。根据图3的扭矩需求按照以下扭矩公式进行计算
权利要求
1.用于车辆的雨刷装置(I)，其具有至少一个雨刷马达(2)尤其可逆马达，在该马达上设置马达曲柄(4)，该马达曲柄与至少一个连接在雨刷马达后面的传动装置(3)连接，从而驱动与之耦合的雨刷杆，使得雨刷杆在车辆的挡风玻璃上进行摆动的刮水运动，其中雨刷马达与控制单元耦合，通过该控制单元可以根据从传动装置(3)的位置中获得的传动比调节由雨刷马达(2)产生的马达功率，其特征在于，控制单元为了实现雨刷杆从其中至少一个转折位置中的动态换向过程为了产生雨刷杆在挡风玻璃上尽可能相同形状的运动而延迟降低马达功率直到马达曲柄(4)从雨刷杆相应的转折位置加速之后。
2.按权利要求I所述的雨刷装置(1)，其特征在于，在用于降低雨刷马达(2)的马达功率或者说扭矩的控制单元中保存扭矩/功率特性曲线，该特性曲线接近马达扭矩需求曲线。
3.按权利要求I或2所述的雨刷装置(1)，其特征在于，通过电流或者说电压限制实现雨刷马达(2)的马达功率的降低。
4.按权利要求I到3中任一项所述的雨刷装置(1)，其特征在于，所述雨刷马达(2)可以用电子方式控制并且拥有位置和/或旋转方向识别装置。
5.按上述权利要求中任一项所述的雨刷装置(1)，其特征在于，该雨刷装置具有至少一个用于求得传动装置(3)或者说雨刷杆在挡风玻璃上的位置和/或旋转方向的传感装置。
6.按上述权利要求中任一项所述的雨刷装置(I)，其特征在于，所述控制单元在所有工作状态下在雨刷装置(2)中准备就绪并且在识别出雨刷马达(2)的转速已经得小时可以被激活。
7.用于控制用于车辆的尤其按权利要求I到6中任一项所述的雨刷装置(I)的方法，该雨刷装置具有至少一个雨刷马达(2)尤其可逆马达，在该马达上设置马达曲柄(4)，该马达曲柄与至少一个连接在雨刷马达(2)后面的传动装置(3)连接，从而驱动与之耦合的雨刷杆，使得雨刷杆在车辆的挡风玻璃上进行摆动的刮水运动，其中雨刷马达(2)与控制单元耦合，通过该控制单元可以根据从传动装置(3)的位置中获得的传动比调节由雨刷马达(2)产生的马达功率，使得马达功率以及作用到传动装置(3)或者说雨刷杆上的扭矩匹配用于实施雨刷杆的刮水运动所需的功率，其特征在于，为了实现雨刷杆从其转折位置中动态的换向过程并且为了产生雨刷杆在挡风玻璃上尽可能相同形状的运动，只有在马达曲柄(4)或者说雨刷杆从雨刷杆的其中至少一个转折位置中加速之后才延迟降低马达功率。
8.按权利要求7所述的用于控制用于车辆的雨刷装置(I)的方法，其特征在于，特性曲线在雨刷杆在汽车挡风玻璃上的转折位置中时在确定由雨刷马达(2)施加到马达曲柄(4)上的扭矩时考虑雨刷马达(2)的惯性。
9.按权利要求8或9所述的用于控制雨刷装置(I)的方法，其特征在于，考虑雨刷装置(!)的单个组件的弹性。
全文摘要
本发明涉及一种用于车辆的雨刷装置(1)，其具有至少一个雨刷马达(2)尤其可逆马达，在该马达上设置马达曲柄(4)，该马达曲柄与至少一个连接在雨刷马达(2)后面的传动装置(3)连接，从而驱动与之耦合的雨刷杆，使得雨刷杆在车辆的挡风玻璃上进行往复的刮水运动，其中雨刷马达(2)与控制单元耦合。通过该控制单元可以根据从传动装置(3)的位置中获得的传动比调节由雨刷马达(2)产生的马达功率。为了实现雨刷杆从其转折位置中的动态换向过程为了产生雨刷杆在挡风玻璃上尽可能均匀的运动，控制单元延迟降低马达功率直到马达曲柄(4)从雨刷杆相应的转折位置中加速之后。
文档编号B60S1/08GK102958763SQ201180033394
公开日2013年3月6日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年7月6日
发明者J.齐默 申请人:罗伯特·博世有限公司