CN107206969B

CN107206969B - 用于刮水器***的驱动单元

Info

Publication number: CN107206969B
Application number: CN201680008922.4A
Authority: CN
Inventors: P.布劳恩; M.福施特
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2020-03-17
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: WO2016124416A1; DE102015202031A1; EP3254363A1; CN107206969A

Abstract

在用于刮水器***的驱动单元（100）中，至少一个用于确定所述从动轴（60）的相应的角位置的角位置传感器（80）被分配给所述传动机构（50）的从动轴（60），所述驱动单元具有电子换向的驱动马达（10）并且具有传动机构（50），所述驱动马达具有驱动轴（15），所述传动机构具有能由所述驱动轴（15）驱动的从动轴（60）。

Description

用于刮水器***的驱动单元

技术领域

本发明涉及一种用于刮水器***的驱动单元，所述驱动单元具有电子换向的驱动马达并且具有传动机构，所述驱动马达具有驱动轴，所述传动机构具有能由驱动轴驱动的从动轴。此外，本发明涉及一种用于获知这种驱动单元的电子换向的驱动马达的驱动轴的角位置的方法。

背景技术

从现有技术公知这样的用于刮水器***的驱动单元。例如，DE 10 2009 047 566A1描述了一种用于玻璃刮水器的驱动单元，其中驱动轴由电动马达来驱动并且通过蜗轮蜗杆传动机构与从动元件连接，其中电动马达能摆动地被支承，使得在从动元件的轴线与驱动轴之间的距离能被调整。

从DE 10 2009 055 396 A1公知一种用于刮水器***的驱动单元，其中驱动马达和蜗轮蜗杆传动机构布置在共同的外壳内。此外，从DE 10 2009 055 396 A1公知一种用于检测驱动马达的转子的旋转位置的传感器，所述传感器布置在共同的外壳内，以便控制构造驱动马达的无刷直流电机的电控制装置。

此外，从DE 10 2010 064 151 A1公知一种刮水器马达，传动机构外壳被分配给所述刮水器马达，在所述传动机构外壳内能转动地支承有能通过驱动轮驱动的从动轴。在这种情况下，在驱动轮上固定有接触元件，所述接触元件被构造用于两个布置在传动机构外壳内的短路元件的短路，以便在刮水器马达切断的情况下能够实现将通过刮水器马达驱动的刮水器臂移动到所分配的停放位置上。

在该现有技术方面不利的是，相应的驱动单元相对花费高并且成本高，并且因而不那么适合于在世界的迄今工业化不那么发达的地区、所谓的“新兴市场”开辟新的市场。

发明内容

因而，本发明的任务是提供一种用于刮水器***的驱动单元，所述驱动单元能成本有利地来制造并且尤其是可以省去被分配给驱动轴的用于控制相对应的电子换向的驱动马达的角位置传感器。

该问题通过一种用于刮水器***的驱动单元来解决，所述驱动单元具有电子换向的驱动马达并且具有传动机构，所述驱动马达具有驱动轴，所述传动机构具有能由驱动轴驱动的从动轴。在此，至少一个用于确定从动轴的相应的角位置的角位置传感器被分配给传动机构的从动轴。

由此，可以取消在驱动马达的驱动轴上的附加的角位置传感器，这降低了用于驱动单元的成本并且按照本发明简化了所述驱动单元的结构。

按照一有利的扩展方案规定：驱动马达按照无刷直流电机的类型来实施。

无刷直流电机可以特别简单并且精确地控制和调节，使得即使在小的转速的情况下，如转速典型地在用于刮水器***的驱动单元中出现的那样，也可以实现特别准确的转速调节。

按照另一有利的扩展方案规定：驱动马达的驱动轴和传动机构的从动轴彼此以预先给定的角度来布置，尤其是成直角地。

由此，可以实现驱动单元的紧凑并且节约空间的实施方案，由此也可以将传动机构外壳实施得紧凑并且小，这节约了重量和制造成本。因此，实现了相对地成本有利的驱动单元的目标。

按照一实施方式规定：在所述传动机构的从动轴上布置有能由所述驱动马达的驱动轴驱动的传动轮，所述传动轮尤其是被构造为齿轮。

由此，可以实现在驱动轴与从动轴之间的安全并且可靠的力传递，这整体上提高了驱动单元的耐久性和稳健性。因此，实现了从驱动轴到从动轴上的均匀并且无冲击的力-和力矩传递。

在此特别优选的是：所述至少一个角位置传感器至少部分地布置在传动轮上。

由此，提供了一种检测从动轴的转速的简单的可能性，因为从动轴和传动轮彼此抗扭地连接并且以相同的转速转动。因此，不需要用于容纳角位置传感器的附加的构件。

按照一实施方式，所述至少一个角位置传感器具有信号发生器和与该信号发生器有效连接的信号接收器，其中所述信号发生器布置在传动轮上。

即使原则上可以想象的是在传动轮上具有信号接收器的相反的布置，例如基于不那么花费更高的信号线而更简单的是，信号接收器位置固定，例如也以便能够实现信号接收器的电接触。

在此特别优选的是，信号发生器被构造为磁体。这样的磁体可以简单地并且成本有利地被整合到传动轮中，并且不需要附加的能量供应，而是持久地发出以它的磁场的形式的信号。该信号能可靠地、简单地并且成本有利地利用已知的信号接收器来探测并且对于确定角位置来说是足够精确的。

可替换地，规定一实施方式，其中所述信号发生器被构造为光学信号发生器。

所述光学信号发生器可以以简单的形式通过标记、优选地以白色或黑色在传动轮的表面上实现，其中所述标记应该与传动轮的相对应的基底材料的颜色明显地对照。于是，这种信号发生器可以容易地被按照光电池的类型的信号接收器探测到。这种解决方案同样能够相对简单并且成本有利地来实施。

按照一优选的实施方式规定：所述传动机构具有传动机构外壳，在所述传动机构外壳内，所述驱动马达的驱动轴和所述传动机构的从动轴至少部分地彼此以预先给定的角度来布置。

通过传动机构外壳，驱动轴和从动轴的啮合的齿部被保护以防污染。此外，驱动轴或从动轴的轴承可以被整合到这种传动机构外壳中，由此使在驱动轴与从动轴之间的预先给定的角度的保持变得容易，并且可以减少相应的轴的弯曲或移位。

一个有利的扩展方案在于：所述传动机构外壳具有盖体，其中在所述盖体内整合有分析电子装置和/或控制设备。

通过盖体可以至少单侧地封闭传动机构外壳，由此减少了污染和损坏的危险。将控制设备和或分析电子装置整合到盖体中提供了多个优点。一方面，可以因此实现短的路径，并且由此可以实现在分析电子装置与控制设备之间的短的信号线，这保护信号以防干扰。另一方面，用于控制设备和/或分析电子装置的容纳部可以简单地被整合到盖体中，尤其是当所述盖体被构造为塑料-注塑件时。附加地，控制设备和分析电子装置通过盖体被保护以防污染和损坏，这整体上又提高了驱动单元的寿命。

按照一实施例规定：所述至少一个角位置传感器是绝对角度传感器。

由此，在确定从动轴的角位置时不需要附加的花费。

按照另一有利的实施方式规定：所述传动机构按照蜗轮蜗杆传动机构的类型来构造。

蜗轮蜗杆传动机构特别适合于在小的转速情况下的大传动比，并且因而在所提出的用于刮水器***的驱动单元中是优选的。

此外，该问题通过一种用于获知用于刮水器***的驱动单元的电子换向的驱动马达的驱动轴的角位置的方法来解决，其中所述驱动单元具有传动机构，所述传动机构具有能由所述驱动轴来驱动的从动轴。在这种情况下，在第一步骤中借助于至少一个被分配给所述从动轴的角位置传感器来确定传动机构的从动轴的从动轴角位置，并且在第二步骤中基于所确定的从动轴角位置来确定所述驱动马达的驱动轴的驱动轴角位置。

由此，可以取消在驱动马达的驱动轴上的附加的角位置传感器，这明显降低了用于刮水器驱动的成本。

所提出的方法的改进方案在于：基于驱动轴的驱动轴角位置来控制驱动马达的换向。

因此，可以相应地在最优的时间点使驱动马达换向，这减少了驱动马达的能量需求。

按照另一改进方案规定：通过所分配的分析电子装置来实现从动轴的从动轴角位置和/或驱动轴的驱动轴角位置的确定。

由此，可以对信号接收器的信号稍微进行电子整理并且传送到控制设备。

在此特别优选的是：所述驱动马达的换向通过所分配的控制设备来实现。

通过所述控制设备可以实现在所获知的、相应地最优的时间点对电子换向的驱动马达的操控。

附图说明

本发明借助在附图中示出的实施例在随后的描述中进一步予以阐述。其中：

图1示出了按照本发明的用于刮水器***的驱动单元的分解图。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的用于刮水器***的驱动单元100的实施例。驱动单元100优选地具有电子换向的驱动马达10，所述驱动马达在所示出的实施例中并且对于本发明来说优选地被实施为无刷直流电机11。该驱动马达10图解说明地具有转子20，所述转子与驱动轴15抗扭地连接并且驱动所述驱动轴15。此外，驱动马达10具有外壳25以及至少一个轴承29，其中所述驱动马达10的驱动轴15或所述转子20优选地通过轴承29能转动运动地支承在外壳25中。此外，驱动单元100具有传动机构50，所述传动机构具有能由所述驱动轴15驱动的从动轴60。驱动马达10的驱动轴15和传动机构50的从动轴60优选地彼此以预先给定的角度来布置，优选地如在该实施例中所示出的那样彼此成直角。

传动机构50的从动轴60分配有至少一个角位置传感器80，优选地恰好一个角位置传感器80，用于确定从动轴60的相应的角位置。角位置传感器80优选地被构造为绝对角度传感器。

传动机构50优选地具有传动机构外壳55，在所述传动机构外壳内，驱动马达10的驱动轴15和传动机构50的从动轴60至少部分地彼此以预先给定的角度来布置，其中在该实施例中示出了驱动轴15和从动轴60的优选的成直角的布置。优选地，轴承套51装入到传动机构外壳55的开口中，从动轴60能转动运动地支承在所述轴承套内，其中所述轴承套51优选地利用锁环53固定在传动机构外壳55内。

在传动机构50的从动轴60上布置有能由所述驱动马达10的驱动轴60驱动的传动轮70、尤其是齿轮。在此，角位置传感器80至少部分地布置在传动轮70上。

角位置传感器80优选地具有信号发生器72和与所述信号发生器72有效连接的信号接收器52，其中所述信号发生器72布置在传动轮70上。在此，信号发生器72被构造为磁体73，所述磁体优选地近似在中心地布置在传动轮70的中间。在图1中示出的位置仅仅用于阐明磁的信号发生器73的可能的应用，然而不用于规定在传动轮70上的确定的位置，所述位置如之前所描述的那样优选地在中心。

可替换地，信号发生器72例如也可以被构造为光学信号发生器74。与该信号发生器72有效连接的信号接收器52例如布置在传动机构外壳55内。

优选地，传动机构外壳55具有盖体90，分析电子装置92和控制设备94整合到所述盖体中。可替换地，也可以仅仅分析电子装置92或者仅仅控制设备94整合到盖体90中。此外可行的是将信号接收器52布置在传动机构外壳55的盖体90内。

在所示出的实施例中，驱动轴15和从动轴60通过蜗轮蜗杆传动机构彼此连接，其中驱动轴15示例性地被构造为蜗杆轴，所述蜗杆轴嵌接到从动轴60的示范性地被构造为齿轮的传动轮70中。当然可替换地，也可设想其它传动机构形式，其中然而由于可能的转速变换和当前的制造成本优选的是蜗轮蜗杆传动机构。

在驱动单元100运行时，给电子换向的驱动马达10通电并且因此使驱动轴15转动。通过按照蜗轮蜗杆传动机构的类型被构造的传动机构50，将驱动轴15的转动传递到从动轴60上。在此，在第一步骤中可以通过经过信号发生器72和信号接收器52的角位置传感器80来确定从动轴15的角位置，所述信号发生器和所述信号接收器通过分析电子装置92产生用于控制设备94的信号。在第二步骤中根据从动轴60的角位置可以确定驱动马达10的驱动轴15的驱动轴角位置。通过这样获知的驱动轴15的驱动轴角位置，可以通过控制设备94来控制驱动马达10的换向。

为此，例如在生产驱动单元100时，在控制设备94中对用于相应的电子换向的驱动马达10的相应地最优的换向时间点进行编程并且参考在从动轴60上的相应的绝对角度预先给定转子20的位置。在控制设备94中，获知并且保存在传动轮70上的绝对角度传感器80的当前位置，并且建立在驱动马达10的最优的换向时间点上的联系。通过控制设备94以及在其中执行的软件，控制设备94基于在驱动轴15与从动轴60之间的传动机构50上的传动以及电子换向的直流电机10的极对数来计算所有其它的换向时间点。

Claims

1.用于刮水器***的驱动单元（100），所述驱动单元具有电子换向的驱动马达（10）并且具有传动机构（50），所述驱动马达具有驱动轴（15），所述传动机构具有能由所述驱动轴（15）驱动的从动轴（60），其特征在于，至少一个用于确定所述从动轴（60）的相应的角位置的角位置传感器（80）分配给所述传动机构（50）的从动轴（60），其中通过所分配的控制设备（94）来实现所述驱动马达（10）的换向，其中在生产驱动单元（100）时，在控制设备（94）中对用于相应的电子换向的驱动马达（10）的相应地最优的换向时间点进行编程并且参考在从动轴（60）上的相应的绝对角度预先给定转子（20）的位置。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，所述驱动马达（10）按照无刷直流电机（11）的类型来实施。

3.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，所述驱动马达（10）的驱动轴（15）和所述传动机构（50）的从动轴（60）彼此以预先给定的角度来布置。

4.根据权利要求3所述的驱动单元，其特征在于，在所述传动机构（50）的从动轴（60）上布置有能由所述驱动马达（10）的驱动轴（15）驱动的传动轮（70）。

5.根据权利要求4所述的驱动单元，其特征在于，所述至少一个角位置传感器（80）至少部分地布置在传动轮（70）上。

6.根据权利要求4或5所述的驱动单元，其特征在于，所述至少一个角位置传感器（80）具有信号发生器（72）和与所述信号发生器（72）有效连接的信号接收器（52），其中所述信号发生器（72）布置在传动轮（70）上。

7.根据权利要求6所述的驱动单元，其特征在于，所述信号发生器（72）被构造为磁体（73）。

8.根据权利要求6所述的驱动单元，其特征在于，所述信号发生器（72）被构造为光学信号发生器（74）。

9.根据权利要求3所述的驱动单元，其特征在于，所述传动机构（50）具有传动机构外壳（55），在所述传动机构外壳内，所述驱动马达（10）的驱动轴（15）和所述传动机构（50）的从动轴（60）至少部分地彼此以预先给定的角度来布置。

10.根据权利要求9所述的驱动单元，其特征在于，所述传动机构外壳（55）具有盖体（90），其中在所述盖体（90）中整合有分析电子装置（92）和/或控制设备（94）。

11.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，所述至少一个角位置传感器（80）是绝对角度传感器。

12.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，所述传动机构（50）按照蜗轮蜗杆传动机构的类型来构造。

13.根据权利要求3所述的驱动单元，其特征在于，所述驱动马达（10）的驱动轴（15）和所述传动机构（50）的从动轴（60）彼此成直角地布置。

14.根据权利要求4所述的驱动单元，其特征在于，所述传动轮（70）是齿轮。

15.用于获知用于刮水器***的驱动单元（100）的电子换向的驱动马达（10）的驱动轴（15）的角位置的方法，其中所述驱动单元（100）具有传动机构（50），所述传动机构具有能由所述驱动轴（15）驱动的从动轴（60），其特征在于，在第一步骤中借助于至少一个被分配给所述从动轴（60）的角位置传感器（80）来确定所述传动机构（50）的从动轴（60）的从动轴角位置，并且在第二步骤中基于所确定的从动轴角位置来确定所述驱动马达（10）的驱动轴（15）的驱动轴角位置，其中通过所分配的控制设备（94）来实现所述驱动马达（10）的换向，其中在生产驱动单元（100）时，在控制设备（94）中对用于相应的电子换向的驱动马达（10）的相应地最优的换向时间点进行编程并且参考在从动轴（60）上的相应的绝对角度预先给定转子（20）的位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所分配的分析电子装置（92）来实现所述从动轴（60）的从动轴角位置和/或所述驱动轴（15）的驱动轴角位置的确定。