专利名称:在带可逆电机的汽车玻璃刮水装置中调节刮水角度的方法
技术领域：
本发明涉及一种在具有一个通过控制器进行电子调节的可逆电机的刮水装置中调节刮水角度的方法，所述可逆电机的输出轴通过一个电机曲柄驱动刮水器的支承轴。
背景技术：
用于清洁汽车玻璃的刮水装置通常包括一个刮水电机，该刮水电机设置用于使一个刮水片相对于汽车玻璃进行移动。一种所述的移动从所述刮水电机的一个输出轴出发通过一个刮水臂传递给刮水片。在刮水运动中的刮水角度(WW)典型地为90度，并且确定刮水器的刮水区或者说上转向位置。
在多种关联中寻求调节或调整刮水角度的方案。首先，一般期望刮水区可任意调节，用于使一种唯一式样的刮水装置可以用于不同的应用情况以及不同的汽车类型。另一方面，也会期望对一个设置用于安装在汽车中的刮水装置紧接在安装之后相对于具体的汽车进行调节，因为刮水电机出厂后的调节由于汽车公差而太不精确。此外有时还想到，在汽车中经过较长时间的运行后也为保养目的可调节地设计刮水区，以便例如能够对随着时间的推移在铰链和机械传动元件中出现的机械间隙的影响进行补偿。
按应用目的而力求达到的用于调节刮水角度的处理方案当然受到刮水装置，尤其受到所使用的刮水驱动机构的种类的限制。因此，在刮水角度不通过电子装置而仅仅通过刮水装置的运动学关系来实现的回转运动的电机中，有必要在传动机构上产生机械变化，用于改动刮水角度。与此相反，电子调节的以可逆运行方式驱动的刮水电机的使用实现了一种可调节的旋转角运动，这种旋转角运动在设计上和功能上为刮水装置提供了新方案。其中可以预先设定电机的旋转速度和旋转角度，也就是电机曲柄角度(MKW)。因此，可逆电机也在刮水角度的可调节性方面提供了新方案。
在DE 197 32 520 A1中公开了一种在具有电子调节的可逆电机的刮水装置中对刮水区和/或转向位置进行调节的方法，在该刮水装置中，在一个第一程序步骤中将刮水电机的控制器的处理器切换到一个学习模式，而后执行至少一次刮水运动，直到该运动受到一个止挡的限制，并且将该限制作为转向位置而保存，从而在切换到运行模式之后，就可以任意经常地调用所期望的具有相应转向位置的刮水区。就象在下面继续提出的一样，可以根据在一部特定的汽车中的应用情况对刮水装置进行的这种编程，尤其也可以简单地纳入到刮水装置的生产过程中。为此，可以将电机布置在一个支座中，然后布置一个确定或限定所述刮水区的量规并且启动所述学习模式。不过也存在这样的方案，即在安装刮水装置之后，尤其在运行较长时间之后，要通过该学习模式重新确定刮水区。
在装配线末端对所制造的刮水装置相对于一个为该加工批次预先规定的额定-刮水角度出现的角度偏差进行检查，这提供了刮水角度的另一种调节方式。在现代汽车中的刮水装置需要越来越高的刮水角度精度，因为由此可以扩大在汽车玻璃上有待清洗的区域。由此刮水片可以更接近于A-柱地进行刮洗。刮水装置的刮水角度的精度目前基本上一方面产生于单个零件的精度(如电机曲柄的长度，摇臂的长度等等)，另一方面产生于在加工过程中的装配公差(比如电机曲柄的手摇起动位置)。
目前，在装配线末端都逐个地对所有刮水装置的刮水角度精度进行检查，其中与额定-刮水角度之间偏差太大的刮水装置要予以剔除。
此外，在没有预公布的较旧的德国专利申请Az.10 2005 013 591.9中，结合一种用于避免碰撞的第二反向运转的刮水器提出几度的相移，这种相移尤其可以通过一个刻意制造的电机曲柄角度偏差来实现，以此描述了一种方案，即借助于传递函数ww＝f(MKW)对由此在上转向位置中出现的非人所愿的刮水角度偏差进行校正。其中提及，可以通过在装配线末端的一次性电子再校准来进行所述校正工作。
发明内容本发明的任务是提供一种简单的刮水角度调节方案，该方案尤其可以在制造刮水装置时改进刮水装置刮水角度的交付精度并且降低废品数量。
按本发明，该任务通过一种按照权利要求
1用于在刮水装置上对刮水角度进行调节的方法得到解决。在从属权利要求
中表明了该方法的优选改进方案。
所述按本发明的方法用于在一种刮水装置上对刮水角度进行调节，该刮水装置具有一个通过电子控制器来调节的可逆电机，而该可逆电机的输出轴则通过一个电机曲柄驱动刮水器的支承轴，并且在该可逆电机的控制器中保存着一个在名义上相当于一个可预先设定的额定-刮水角度的电机曲柄角度。按该方法，在支承轴上或者在刮水器上用一个传感器探测出实际-刮水角度，并且传输给一个外部检验计算机，该检验计算机据此并且借助于一个预先设定的在电机曲柄角度和所属的刮水角度之间的传输特性曲线计算出一个在实际上相当于所述额定-刮水角度的经过校正的电机曲柄角度，而后该电机曲柄角度被传输给所述控制器并在那里代替以前的电机曲柄角度而保存。因此，本发明一方面基于借助于传递函数ww＝f(MKW)进行的校正，另一方面基于一个外部试验台的使用。由此成功地如此改变电机曲柄角度，从而在支承轴上实现所述预先设定的额定-刮水角度。控制器，尤其是刮水装置的处理器不需要为所述按本发明的方法进行任何改动。
本方法的一种特别优选的改进方案在于，在制造刮水装置时在装配线末端临时在支承轴上固定一个发送信号的传感器元件，而后通过将刮水角度调节到为给定的加工批次预先确定的额定-刮水角度来进行刮水角度调整，并且随后再取走该传感器元件。在交付完整的刮水装置之前，完全地也就是说对每个单个制成的刮水装置进行可能的刮水角度调整，以此而后可以交付具有更高的刮水角度精度的刮水装置。由此可以使刮水臂停在更加靠近汽车的A-柱的地方。在汽车中的刮水区就得到扩大。此外，刮水装置的交付质量不再取决于所安装的单个零件的单个公差，而是可以进行调整。而且在加工中的装配公差不再起到如此巨大的影响。装配过程变得更加稳定或更加不严格。另一方面，所获得的精度改进也可以用于扩大所允许的单个零件公差。
优选所述发送信号的传感器元件在进行刮水角度调整之前套在上面尚未固定任何刮水臂的支承轴上，并且在调整后再次移去。但也可以将该传感器元件间接地固定在所述支承轴上，比如将其固定在一个刮水臂上或一个本身套在支承轴上的刮水臂-样品上。无论如何，通过一个旋转角传感器来检测所述实际-刮水角度是最为简单的。
所述传输特性曲线仅仅需要以一种单个数值的形式保存在检验计算机中，该数值反映了在刮水器的名义上的上转向位置中传输特性曲线的坡度。这具有这样的优点，没有大的存储需求的刮水装置的许多不同类型可以保存在相同的检验计算机中。该检验计算机而后可以分别借助于所述实际-刮水角度和额定-刮水角度以及坡度值以线性近似的方式来计算经过校正的电机曲柄角度，对此较小的计算容量就已足够。
如果所述检验计算机本身将一个刮水指令发送给刮水装置，该刮水指令使刮水装置运行一个或多个刮水周期，其中在这种短暂的检验过程中进行刮水角度的调节，那就产生一种特别有利的方法。为了检查是否已经成功地调节了额定-刮水角度，可以再次由检验计算机向刮水装置发送一个刮水指令，并且在新的检验过程中测量实际-刮水角度。在额定-刮水角度和实际-刮水角度不一致的情况下，要么可以直接在运行的检验过程中借助于传输特性曲线进行刮水角度调整，要么在检验过程之后初始化一个新的检验过程以调节刮水角度。
下面根据在附图中示出的实施例对本发明进行更详细地说明。附图示出图1示出了一种公知的刮水装置的侧视图，在该刮水装置上应该按本发明调节刮水角度，图2示出了一张图表，图表中具有按照图1的刮水装置的取决于单个零件公差和装配公差的可能的传递函数的曲线，图3以放大的比例示出按照图2的图表在换向角度的范围内的截取部分，以说明按本发明进行的调整，图4示出一幅框图，以说明各个要素的相互作用以及在按本发明的方法中的流程。
具体实施方式图1-在装配状态下，但还没有通常只有在将刮水装置安装在汽车中之后才安装的刮水臂-示出了一个具有一个电子调节的可逆驱动机构的刮水装置。可以看出一个杆状的支承体1，在该支承体1上布置了一个刮水电机2，该刮水电机2的这里看不出的(控制)电子装置比如布置在电机2的壳体盖的内侧。该电机2拥有一个输出轴3，该输出轴3没有直接地而是通过一个曲柄传动机构(电机曲柄6)和一根具有连杆7和8的耦合杆驱动支承轴4和5，在所述支承轴4和5上以后要固定刮水臂。耦合杆7和8的彼此相对的端部9和10分别以铰按形式与摇臂11和12相连接，而摇臂11和12则又与相应的支承轴4或5进行刚性耦合。该刮水装置可以借助于风挡玻璃(未示出)下方的连接点13和14固定在汽车车身中。
在运行中，如图1所示，可逆电机2的输出轴3和所述与输出轴3进行刚性连接的电机曲柄6完成大约180度的旋转角运动。最大电机曲柄角度保存在所述控制器中。如果达到这个所述的换向角度，那么控制器就使电机2的旋转方向换向，从而电机曲柄6也改变其旋转方向。通过所述两个分别通过一个端部与电机曲柄6的端部进行铰接的连杆7和8，可以将这种可逆的旋转运动传输给支承轴4和5，并且以此引起刮水器的往复运动。
在图2中示出了杆公差对传递函数ww＝f(MKW)的影响。传递函数(传动机构函数)总体示出对一个不均匀传动的曲柄传动机构来说典型的变化曲线，其中传动机构在靠近电机曲柄6相对于连杆7和8的覆盖位置(Decklage)和伸展位置(Strecklage)以明显低于在处于其间的MKW-范围内的传动比进行工作。曲柄传动机构的传递函数反映了由支承轴的运动所产生的刮水角度与电机曲柄角度之间的关系，该传递函数因此在转向位置处极为平坦。在图2中示出了一个刮水装置的可能的传递函数的曲线簇与变化的杆公差的关系，也就是说，与单个零件的公差或装配公差的关系。很显然，误差(也就是已组装的但还没有调整的刮水装置彼此间的刮水角度-偏差)处于几度刮水角度的范围内，从而迄今为止越来越严格的客户规定只有通过较高的废品数量来得到遵守。
图3示出一种用于计算一个经过校正的电机曲柄角度的实施例。在该实施例中，假设一个大约为85度的额定-刮水角度。按照名义上的传递函数F实际，这相当于一个名义上的MKW旧＝165度的MKW名义。该数值首先保存在所述控制器中，并且在检验运行中作为有效的换向角度得到实现。而后在试验台中，测量出在MKW＝165度时实际出现的实际-刮水角度，这里大约87度。该实际-刮水角度因此高了大约2度，也就是说dWW＝2度，并且必须朝额定-刮水角度方向进行校正。背景是，在该实施例中的刮水装置由于其具体的杆公差不是通过名义上的传输特性曲线，而是通过在曲线簇中处于F名义上方的F实际来表征。但按照该特性曲线F实际所期望的85度的实际-刮水角度早已经在157.5度的MKW新时就已达到。因此，名义上的MKW旧在这种情况下必须减少大约7.5度(dMKW＝7.5度)，以便-尽管已给定了杆公差-得到“正确的”额定-刮水角度。
为进行这种调整，首先组装刮水装置，并且在一个包括一台检验计算机的试验台中接通刮水电机2。而后该试验台通过一个串行接口将一个刮水指令发送给刮水电机2。该刮水装置根据所得到的刮水指令执行一个或多个刮水周期。其中，借助于一个旋转角传感器对刮水器支承轴4或5上的刮水角度进行监控。如果该刮水装置在其控制/调节框架内拥有用于对电机2的输出轴3的位置进行确定的传感器系统，那么这些传感器系统无法作为按本发明使用的旋转角传感器加以使用，因为与额定数值之间的有待补偿的偏差的原因，也就是杆公差首先在于紧随着输出轴3的传动系，从而只有在自支承轴4或5起才可确定实际值。在确定实际-刮水角度之后，由该实际-刮水角度和额定-刮水角度借助于传递函数F按照在图3中所描述的原理计算电机曲柄角度的校正值。而后将该电机曲柄角度的校正值保存在所述电机控制器中。该刮水装置以此得到调整，也就是说，该刮水装置现在尽管有较高的特殊的杆公差，但以很高的精度实现了所期望的实际-刮水角度。
为了检查是否已成功地进行了调整，可以随后再次由检验计算机向刮水装置发送一个刮水指令，并且通过旋转角传感器测量出实际-刮水角度。如果调整不成功，那么该刮水装置还可以再次执行整个检验步骤包括电子式再调整。
图4表明在一种简化的实施例中重要的要素的相互作用和流程。其中，检验计算机15得到输入参数16，这些输入参数尤其包括额定-刮水角度和在上转向位置中的名义坡度mnomOWL，该名义坡度mnomOWL在此作为有待调整的刮水装置-类型的名义传输特性曲线的最小代表值。刮水电机2的控制器17将当前有效的通过MKW实际表示的换向角度传输给检验计算机15。角度传感器18传输当前的在检验过程中所测量的数值WW实际。在线性近似中，坡度通过mOWLnom＝dWWOWLnom/dMKWOWLnom来给定，从而按照dMKW＝(WW额定-WW实际)/mOWLnom计算必需的校正值19(dMKW)。由此按照MKW新＝MKW旧-dMKW确定经过校正的MKW新。这个数值由检验计算机15回传给电机控制器17，并且在那里代替以前的电机曲柄角度MKW旧进行保存。因此，为进行调整不需要F实际，而仅仅需要由mOWLnom所代表的F名义，参照图3。
权利要求
1.用于在一种具有一个通过一个控制器(17)进行电子调节的可逆电机(2)的刮水装置上进行刮水角度调节的方法，其中该可逆电机(2)的输出轴(3)通过电机曲柄(6)驱动刮水器的支承轴(4、5)，并且在该可逆电机(2)的控制器(17)中保存着一个在名义上相当于一个可预先确定的额定-刮水角度的电机曲柄角度，其中用一个传感器(18)探测在支承轴(4、5)或刮水器上的实际-刮水角度，并且传输给一个外部检验计算机(15)，而该检验计算机(15)则据此并且借助于一个预先设定的在电机曲柄角度和所属的刮水角度之间的传输特性曲线(F)计算出一个在实际上相当于所述额定-刮水角度的经过校正的电机曲柄角度，而后该电机曲柄角度被传输给所述控制器(17)，并在那里代替以前的电机曲柄角度而保存。
2.按权利要求
1所述的方法，其中在装配线末端生产刮水装置时，临时在支承轴(4、5)上固定一个发送信号的传感器元件(18)，而后通过将刮水角度调节到为给定的加工批次而预先确定的额定-刮水角度来进行刮水角度调整，并且随后再次取走该传感器元件(18)。
3.按权利要求
2所述的方法，其中所述发送信号的传感器元件(18)在刮水角度调整之前套在其上尚未固定任何刮水臂的支承轴(4、5)上，并且在调整后再次移去。
4.按权利要求
1到3中任一项所述的方法，其中所述实际-刮水角度通过一个旋转角传感器(18)检测。
5.按权利要求
1到4中任一项所述的方法，其中所述传输特性曲线F仅仅以一种单个的数值的形式保存在检验计算机(15)中，而该数值则反映在刮水器的名义上的上转向位置中传输特性曲线F定义的坡度m，并且其中所述检验计算机(15)借助于所述实际-刮水角度和额定-刮水角度以及坡度值m以线性近似法来计算出经过校正的电机曲柄角度。
6.按权利要求
1到5中任一项所述的方法，其中所述检验计算机(15)将一个刮水指令发送给刮水装置，该刮水指令使刮水装置运行一个或多个刮水周期，其中在这种检验过程中进行刮水角度的调节。
7.按权利要求
6所述的方法，其中为了检查是否已经成功地调节了额定-刮水角度，可以再次由检验计算机(15)向刮水装置发送一个刮水指令，并且在新的检验过程中测量实际-刮水角度。
8.按权利要求
7所述的方法，其中在额定-刮水角度和实际-刮水角度不一致的情况下，要么可以直接在进行的检验过程中借助于传输特性曲线F进行刮水角度调整，要么在检验过程之后初始化一个新的检验过程以调节刮水角度。
专利摘要
为了在一种具有一个带有电机曲柄(6)的可逆电机(2)的刮水装置上在尽管存在特殊的传动机构公差的情况下将刮水装置调整到一个额定－刮水角度提出，用一个传感器(18)检测在支承轴(4、5)或刮水器上的实际－刮水角度，并且传输给一个外部的检验计算机(15)。该检验计算机(15)借助于传输特性曲线F计算出一个相当于所述额定－刮水角度的经过校正的电机曲柄角度，该电机曲柄角度则传输给控制器(17)并在那里代替以前的电机曲柄角度加以保存。
文档编号G05D19/00GK1990313SQ200610156242
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月27日
发明者A·格拉斯, S·迈耶, O·G·德迪阿斯, G·埃伯勒 申请人:罗伯特.博世有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan