WO1994001308A1 - Circuitry for windshield wiper and washer of motor vehicles - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a circuit arrangement with the features specified in the preamble of claim 1.
- Such a circuit arrangement is known from DE-OS 39 22 230.
- An electrical windshield wiper and washer system in motor vehicles usually includes a wiper motor for pivoting the wiper arms; a limit switch assigned to the wiper motor, sometimes also referred to as a parking switch, which is located in the circuit of the wiper motor and is controlled by the latter or by a linkage driven by the wiper motor in such a way that it opens in one end position of the windshield wipers and in any other position Wiper is closed, which ensures that the windshield wiper continues to run into that one end position after being switched off; at least one washing pump, with which water or a special washing liquid can be sprayed onto the pane to be cleaned; possibly a control circuit for interval operation of the wiper (hereinafter referred to as interval switching); and a multiple control switch for actuating the above-mentioned components, which is usually attached to the longitudinal column or in the immediate vicinity of the steering wheel on the dashboard.
- a limit switch assigned to the wiper motor sometimes also referred to as a parking switch, which is located in the circuit of the wiper motor and is controlled
- the wiper motor In the usual type of electrical installation of the windshield wipers and washers in motor vehicles, the wiper motor is combined with the limit switch to form one structural unit; Otherwise, the components mentioned are connected to one another by numerous electrical lines in order to be able to carry out the different functions for the wiping operation, for the washing operation and for the interval wiping operation.
- six lines lead to the multiple switch, six lines to the interval switch, five lines to the unit formed from the wiper motor and the limit switch, and two lines to the wash pump.
- numerous lines have to be laid, with the exception of the control line between the multiple switch and the interval switch, all lines carry the load current of the wiper motor or the washing pump and must accordingly have a sufficiently large line cross section.
- DE-OS 39 22 230 has therefore already proposed that the load current for the wiper motor and for the wash pump no longer be conducted via the multiple operating switch, but rather to provide separate load switches which are combined in a switching module which is connected to the Wiper motor combined into a common assembly and is controlled by the multiple control switch, so that only weak control currents have to be transmitted between the latter and the switching module via correspondingly thin lines. This reduces the wiring effort.
- the object of the present invention is to improve a circuit arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that further simplification of the wiring in the motor vehicle can be achieved in the most economical manner possible.
- an interval switch and the various load switches for the windshield wiper and washer system are not combined in a common switching module and combined with the wiper motor to form an assembly, rather a uniform control device is introduced, which is accommodated separately from the wiper motor.
- This control device is connected on the one hand only via control lines to the operating switch and on the other hand only via a single-wire line to a switching module which Load switch for the wiper motor and the washing pump contains and is preferably combined with the wiper motor to form a module.
- This structure is outstandingly suitable for incorporating further end devices into a central control system, in particular further end devices for producing good visibility in the vehicle, namely the rear window wiping and washing system, the rear window heating and a headlight wiping and washing system as well as the lamps of the vehicle's lighting system. All of these terminal devices can be controlled via one and the same control device, so that only control lines, but no lines carrying load current, have to originate from the operating switches assigned to them.
- the different switch positions in the switch modules are assumed in that the switch modules are supplied with correspondingly coded signals from the control unit via the single-wire lines, no complex digital data bus being required for this, rather a simple analog coding is sufficient because the number of data which is to be transmitted (in contrast to a digital motor control) is only slight and does not have to be transmitted particularly quickly and in a particularly dense succession of times. It is therefore sufficient and preferred that the control unit contains a driver which generates graduated analog DC voltage signals and applies them to the single-wire lines and that the respective switching module to which the respective leads single-wire line, has a detection circuit for such voltage signals. An example of this is described in DE-OS 29 44 224. By means of such an analog coding, as described in DE-OS 29 44 224, several control signals can also be transmitted from the operating switches via a common line to the control device.
- the control unit receives feedback about the switching states assumed in the switching modules.
- a feedback switch is preferably provided in the switching modules, which has the effect that a predetermined direct current signal is fed into the single-wire line in response to a changed direct voltage signal and that the control unit contains a current measuring element and an evaluation circuit assigned to it.
- the direct current signal can be generated by changing the ohmic load on the single-wire line as a function of the switching state, as a result of which the current in the single-wire line also changes in conjunction with the control voltage.
- the single-wire line impressed by the feedback switch as a function of the switching state of the switching module, a current from a separate direct current source (battery).
- control lines can be connected to the control device, but also the outputs of sensors with which the control can be influenced, e.g. a rain sensor that controls the switching on and off of the wiper motor and / or the pause time of the interval switching, or a speed sensor that controls the pause time of the interval switching and / or the wiping speed as a function of the vehicle speed.
- sensors with which the control can be influenced e.g. a rain sensor that controls the switching on and off of the wiper motor and / or the pause time of the interval switching, or a speed sensor that controls the pause time of the interval switching and / or the wiping speed as a function of the vehicle speed.
- the more terminal devices are controlled via the uniform control device, the more the wiring of the vehicle is simplified and the greater the advantage of the invention.
- FIG. 1 shows a block diagram of a wiper-wash system according to the invention
- FIG. 2 shows various control voltage signals
- FIG. 3 shows a feedback signal.
- the circuit arrangement shown in Figure 1 comprises a control device 1 with a connection 2 for connection to the vehicle battery and with a ground connection 3.
- a first output of the control device 1 is via a single-wire line 4 with a switching module 5 for a windshield wiper and washer and a second output is connected via a further single-wire line 6 to a switching module 7 for a rear window wiper and washer device.
- Another output of the control unit 1 is connected via a single-wire line 8 to a further switching module, not shown anymore, for example for a headlight wiping and washing system.
- the switching module 5 has a connection 9 for the vehicle battery and a ground connection 10.
- the switching module 7 has a connection 11 for the vehicle battery and a ground connection 12.
- Outputs of the switching module 5 are provided with a wiper motor 13 and a parking switch 14 coupled to it connected to a washing pump 15.
- Outputs of the switching module 7 are connected to a wiper motor 16 with a parking switch 17 coupled to it, to a washing pump 18 and to a heating device 19, the switching modules 5 and 7 and the wiper motors connected to them as terminals are connected via the power connections 9 and 11 13 and 16, washing pumps 15 and 18 and the rear window heating device 19 are supplied with current.
- the various functions for cleaning the front window and rear window are selected by an operating switch 20 with a plurality of switch positions. This switch 20 is connected to an input of control device 1 via one or more control lines 20a.
- a switch 23 for the rear window heating device is connected to a further input of the control device 1 via a control line 23a, control signals run in both directions via the control line 23a, towards the control device 1 for switching the rear window heating on and off, and towards the switch 23, to switch on a control lamp there when the heating is switched on.
- a sensor 21 for the driving speed is connected via a control line 21a, a rain sensor 22 via a line 22a and a parking light sensor 24 via a control line 24a.
- the communication between the control unit and the switching modules 5 and 7 for setting one of these switching states in the respective switching module takes place via the single-wire lines 4 and 6 with the aid of analog coded voltage signals as shown in FIG. 2:
- the first switching state corresponds to the DC voltage 0, which second switching state the DC voltage 25%, the third switching state 50%, the fourth switching state 75% and the fifth switching state 100% of the supply voltage (battery voltage) of the vehicle.
- These voltage levels are made available by a driver circuit provided in control unit 1.
- the switching modules 5 and 7 contain a detection and evaluation circuit which is able to recognize the respective voltage level and to switch the load switches for setting the desired switching state.
- the switching modules 5 and 7 contain a feedback circuit which changes the ohmic load on the single-wire line 4 and 6 depending on the switching status. With that changes the current strength in the single-wire lines 4 and 6 (see FIG. 3), which can be measured and evaluated by a current measuring device provided in the control unit 1.
- the communication between the switch 20 and the control device 1 can either take place via a plurality of parallel lines 20a, via which a signal is transmitted in each case, or via a line 20a via which a number of analog-coded DC voltage signals are transmitted, similarly to the single-wire lines 4 and 6.
- the control device 1 also contains a known, e.g. the interval circuit described in EP-B-0 283 005, which allows the pause time between two wiping processes and possibly the wiping speed to be controlled, this control being able to take place with the aid of sensors 21 and 22 depending on the driving speed and the precipitation.
- the interval switching means that a headlamp wiper and washer system can also be switched on when the parking light sensor 24 signals that the vehicle is being driven with light.
- a serial interface 25 is also provided on control unit 1 for connection to a general data bus in the vehicle.
- the invention has a number of advantages; in that only the most essential components for switching load currents for various end devices are combined in switching modules and combined with one end device to form an assembly, all other control tasks, however, can be carried out by a uniform control device for all switching modules with which the control device is only connected via single-wire lines, this results in a fairly simple installation with only a few lines. Communication can take place via analog signals and only requires simple, conventional evaluation electronics, but no microprocessor. Because of the use of analog coded signals, there are no EMC problems due to the emission of interference signals; rather, interference suppression is easily possible with the methods known in automotive engineering. By dispensing with unnecessary digitization, the control can be implemented cost-effectively.
- the load currents can be switched both by electromechanical relays and by electronic switches (power semiconductors).
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Abstract
A windshield wiper and washer for the front and rear windows, as well as other visibility related equipment to be supplied with load current (rear window heating, headlight washer and wiper, possibly also the lights) are controlled by a single controller (1) which is linked on the one hand by control lines (20a, 21a, 22a, 23a, 24a) to the corresponding control switches (20-24) and on the other hand is linked only by single-wire control lines (4, 6) to switching modules (5, 7) which incorporate the load switches, each module comprising several switching states and being assembled with one of the items of equipment (13, 15, 16, 18, 19) to form a subassembly.
Description
Schaltungsanordnung für eine Scheibenwisch- und -Waschanlage in KraftfahrzeugenCircuit arrangement for a windshield wiper and washer system in motor vehicles
Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 39 22 230 be¬ kannt.The invention relates to a circuit arrangement with the features specified in the preamble of claim 1. Such a circuit arrangement is known from DE-OS 39 22 230.
Zu einer elektrischen Scheibenwisch- und -Waschanlage in Kraftfahrzeugen gehören üblicherweise ein Wischermotor zum Verschwenken der Wischerarme; ein dem Wischermotor zugeord¬ neter Endabschalter, gelegentlich auch als Parkschalter be- zeichnet, welcher im Stromkreis des Wischermotors liegt und von diesem oder von einem vom Wischermotor angetriebenen Gestänge so gesteuert wird, dass er in einer Endlage der Scheibenwischer geöffnet und in jeder anderen Stellung der Scheibenwischer geschlossen ist, wodurch erreicht wird, dass
der Scheibenwischer nach einer Abschaltung noch bis in jene eine Endlage läuft; wenigstens eine Waschpumpe, mit welcher Wasser oder eine besondere Waschflüssigkeit auf die zu reinigende Scheibe gespritzt werden kann; ggfs. eine Steuer¬ schaltung für einen Intervallbetrieb des Wischers (nach¬ folgend als Intervallschaltung bezeichnet) ; und ein Mehrfach- Bedienschalter zur Betätigung der genannten Bauteile, welcher üblicherweise an der Längssäule oder in unmittelbarer Nach¬ barschaft des Lenkrades am Armaturenbrett angebracht ist.An electrical windshield wiper and washer system in motor vehicles usually includes a wiper motor for pivoting the wiper arms; a limit switch assigned to the wiper motor, sometimes also referred to as a parking switch, which is located in the circuit of the wiper motor and is controlled by the latter or by a linkage driven by the wiper motor in such a way that it opens in one end position of the windshield wipers and in any other position Wiper is closed, which ensures that the windshield wiper continues to run into that one end position after being switched off; at least one washing pump, with which water or a special washing liquid can be sprayed onto the pane to be cleaned; possibly a control circuit for interval operation of the wiper (hereinafter referred to as interval switching); and a multiple control switch for actuating the above-mentioned components, which is usually attached to the longitudinal column or in the immediate vicinity of the steering wheel on the dashboard.
Bei der üblichen Art der elektrischen Installation der Schei¬ benwisch- und -Waschanlagen in Kraftfahrzeugen ist der Wi¬ schermotor mit dem Endabschalter zu einer Baueinheit zusammen¬ gefaßt; im übrigen sind die genannten Bauteile durch zahlreich elektrische Leitungen untereinander verbunden, um die unter¬ schiedlichen Funktionen für den Wischbetrieb, für den Wasch¬ betrieb und für den Intervallwischbetrieb ausführen zu können. Typischerweise führen sechs Leitungen zum Mehrfachschalter, sechs Leitungen zur Intervallschaltung, fünf Leitungen zu der aus dem Wischermotor und dem Endabschalter gebildeten Bauein¬ heit und zwei Leitungen zur Waschpumpe. Deshalb müssen zahl¬ reiche Leitungen verlegt werden, wobei mit Ausnahme der Steuer leitung zwischen dem Mehrfachschalter und der Intervallschal¬ tung alle Leitungen den Laststrom des Wischermotors bzw. der Waschpumpe führen und demgemäss einen hinreichend großen Lei¬ tungsquerschnitt haben müssen. In Anbetracht der Tatsache, das die Zahl der elektrischen Leitungen in Kraftfahrzeugen in den
letzten Jahren stark angestiegen ist (ein moderner Mittel¬ klassewagen enthält .größenordnungsmässig 1000 m Kabel) , ha¬ ben die Automobilbauer inzwischen ernste Probleme, die um¬ fangreichen Kabelbäume im Fahrzeug unterzubringen.In the usual type of electrical installation of the windshield wipers and washers in motor vehicles, the wiper motor is combined with the limit switch to form one structural unit; Otherwise, the components mentioned are connected to one another by numerous electrical lines in order to be able to carry out the different functions for the wiping operation, for the washing operation and for the interval wiping operation. Typically, six lines lead to the multiple switch, six lines to the interval switch, five lines to the unit formed from the wiper motor and the limit switch, and two lines to the wash pump. For this reason, numerous lines have to be laid, with the exception of the control line between the multiple switch and the interval switch, all lines carry the load current of the wiper motor or the washing pump and must accordingly have a sufficiently large line cross section. In view of the fact that the number of electrical lines in motor vehicles in the has risen sharply in recent years (a modern middle-class car contains an order of magnitude of 1000 m of cable), automobile manufacturers have now serious problems in accommodating the extensive cable harnesses in the vehicle.
In der DE-OS 39 22 230 ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, den Laststrom für den Wischermotor und für die Wasch¬ pumpe nicht mehr über den Mehrfach-Bedienschalter zu führen, sondern gesonderte Lastschalter vorzusehen, die in einem Schaltmodul zusammengefaßt werden, welcher mit dem Wischer¬ motor zu einer gemeinsamen Baugruppe zusammengefaßt und durch den Mehrfach-Bedienschalter angesteuert wird, so dass zwischen diesem und dem Schaltmodul nur noch schwache Steuerströme über entsprechend dünne Leitungen übertragen werden müssen. Der Aufwand für die Verkabelung wird dadurch verringert.DE-OS 39 22 230 has therefore already proposed that the load current for the wiper motor and for the wash pump no longer be conducted via the multiple operating switch, but rather to provide separate load switches which are combined in a switching module which is connected to the Wiper motor combined into a common assembly and is controlled by the multiple control switch, so that only weak control currents have to be transmitted between the latter and the switching module via correspondingly thin lines. This reduces the wiring effort.
Aus der DE-OS 29 44 224 ist' es bekannt, vom Mehrfach-Bedien¬ schalter mit nur einer einzigen Steuerleitung auszugehen und über diese eine Steuerleitung dadurch verschiedene Steuerbe- fehle zu übertragen, dass ein mehrstufiger Spannungsteiler vorgesehen ist, dessen Stufen durch den Mehrfach-Bedienschal¬ ter angewählt werden, so dass je nach Stellung des Mehrfach- Bedienschalters eine Spannung zwischen 0 V und der vollen Bord netzspannung des Kraftfahrzeugs übertragen wird auf eine Logikschaltung, welche die unterschiedlichen Spannungsstufen erkennen kann und getrennte Steuerschaltungen für die unter¬ schiedlichen Funktionen (Intervallbetrieb, Wischergeschwindig-
keit, Blockierschutz) ansteuert. Hierdurch wird zwar die Ver¬ kabelung zwischen den Mehrfach-Bedienschaltern und der mit ihr verbundenen Logikschaltung vereinfacht, nicht aber zwi¬ schen der Logikschaltung und den Endgeräten, und nachteilig ist die Zuordnung des Spannungsteilers zum Mehrfach-Bedien¬ schalter.It is known from DE-OS 29 44 224 'known switch to go out and the multiple Bedien¬ with only a single control line to be transmitted via this control line thereby lacking different tax charges, that a multi-stage voltage divider is provided, whose stages by multiple -Operating switches are selected so that, depending on the position of the multiple operating switch, a voltage between 0 V and the full on-board mains voltage of the motor vehicle is transmitted to a logic circuit which can recognize the different voltage levels and separate control circuits for the different functions ( Intermittent operation, wiper speed speed, blocking protection). As a result, the wiring between the multiple control switches and the logic circuit connected to them is simplified, but not between the logic circuit and the terminals, and the assignment of the voltage divider to the multiple control switch is disadvantageous.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auf möglichst preiswerte Art und Weise eine weitergehende Vereinfachung der Verkabelung im Kraft¬ fahrzeug erreicht werden kann.The object of the present invention is to improve a circuit arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that further simplification of the wiring in the motor vehicle can be achieved in the most economical manner possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiter¬ bildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen An¬ sprüche.This object is achieved by a circuit arrangement with the features specified in claim 1. Advantageous further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäss werden nicht eine Intervallschaltung und die verschiedenen Lastschalter für die Frontscheibenwisch- und -Waschanlage in einem gemeinsamen Schaltmodul vereint und mit dem Wischermotor zu einer Baugruppe zusammengefaßt, vielmehr wird ein einheitliches Steuergerät eingeführt, wel¬ ches vom Wischermotor getrennt untergebracht wird. Dieses Steuergerät ist einerseits lediglich über Steuerleitungen mit dem Bedienschalter und andererseits lediglich über eine Eindrahtleitungmit einem Schaltmodul verbunden, welcher die
Lastschalter für den Wischermotor und die Waschpumpe ent¬ hält und vorzugsweise mit dem Wischermotor zu einer Bau¬ gruppe zusammengefaßt ist. Dieser Aufbau eignet sich her¬ vorragend dafür, weitere Endgeräte in eine zentrale Steue- rung einzubeziehen, insbesondere weitere Endgeräte für das Herstellen guter Sicht im Fahrzeug, nämlich die Heckschei¬ ben-Wisch- und Waschanlage, die Heckscheibenheizung, eine Scheinwerferwisch- und -Waschanlage sowie die Lampen der Beleuchtungsanlage des Fahrzeugs. Alle diese Endgeräte könne, über ein und dasselbe Steuergerät gesteuert werden, so dass von den ihnen zugeordneten Bedienschaltern aus¬ schließlich Steuerleitungen, aber keine Laststrom führende Leitungen ausgehen müssen.According to the invention, an interval switch and the various load switches for the windshield wiper and washer system are not combined in a common switching module and combined with the wiper motor to form an assembly, rather a uniform control device is introduced, which is accommodated separately from the wiper motor. This control device is connected on the one hand only via control lines to the operating switch and on the other hand only via a single-wire line to a switching module which Load switch for the wiper motor and the washing pump contains and is preferably combined with the wiper motor to form a module. This structure is outstandingly suitable for incorporating further end devices into a central control system, in particular further end devices for producing good visibility in the vehicle, namely the rear window wiping and washing system, the rear window heating and a headlight wiping and washing system as well as the lamps of the vehicle's lighting system. All of these terminal devices can be controlled via one and the same control device, so that only control lines, but no lines carrying load current, have to originate from the operating switches assigned to them.
Die unterschiedlichen Schaltstellungen in den Schaltmodulen werden dadurch eingenommen, dass den Schaltmodulen über die Eindrahtleitungen entsprechend codierte Signale vom Steuer¬ gerät zugeführt werden, wobei man dafür keinen aufwendigen digitalen Daten-Bus benötigt, vielmehr eine einfache Analog- Codierung ausreicht, weil die Anzahl der Daten, die zu über¬ tragen ist, (anders als bei einer digitalen Motorsteuerung) nur gering ist und nicht besonders schnell und nicht in be¬ sonders dichter zeitlicher Aufeinanderfolge übertragen wer¬ den muss. Es genügt deshalb und wird bevorzugt, dass das Steuergerät einen Treiber enthält, welcher abgestufte analoge Gleichspannungssignale erzeugt und an die Eindrahtleitungen legt und dass der jeweilige Schaltmodul, zu welchem die je-
weilige Eindrahtleitung führt, eine Erkennungsschaltung für solche Spannungssignale hat. Ein Beispiel dafür ist in der DE-OS 29 44 224 beschrieben. Durch eine solche Analog-Codierung können wie in der DE-OS 29 44 224 be- schrieben auch mehrere Steuersignale von den Bedienschal¬ tern über eine gemeinsame Leitung zum Steuergerät über¬ mittelt werden.The different switch positions in the switch modules are assumed in that the switch modules are supplied with correspondingly coded signals from the control unit via the single-wire lines, no complex digital data bus being required for this, rather a simple analog coding is sufficient because the number of data which is to be transmitted (in contrast to a digital motor control) is only slight and does not have to be transmitted particularly quickly and in a particularly dense succession of times. It is therefore sufficient and preferred that the control unit contains a driver which generates graduated analog DC voltage signals and applies them to the single-wire lines and that the respective switching module to which the respective leads single-wire line, has a detection circuit for such voltage signals. An example of this is described in DE-OS 29 44 224. By means of such an analog coding, as described in DE-OS 29 44 224, several control signals can also be transmitted from the operating switches via a common line to the control device.
Vorzugsweise ist auch vorgesehen, dass das Steuergerät Rückmeldungen über die eingenommenen Schaltzustände in den Schaltmodulen erhält. Zu diesem Zweck ist in den Schaltmodulen vorzugsweise ein Rückmeldeschalter vorge¬ sehen, welcher bewirkt, dass in die Eindrahtleitung als Antwort auf ein geändertes Gleichspannungssignal ein vorbestimmtes Gleichstromsignal eingespeist wird und dass das Steuergerät ein Strom-Meßglied und eine diesem zugeordnete Bewertungsschaltung enthält. Das Gleich¬ stromsignal kann dadurch erzeugt werden, dass man die Ohm'sehe Belastung der Eindrahtleitung in Abhängigkeit vom Schaltzustand ändert, wodurch sich im Zusammenspiel mit der Steuerspannung auch der Strom in der Eindraht¬ leitung ändert. Es ist aber auch möglich, der Eindraht¬ leitung durch den Rückmeldeschalter in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Schaltmoduls einen Strom aus einer gesonderten Gleichstromquelle (Batterie) einprägen zu lassen.
It is preferably also provided that the control unit receives feedback about the switching states assumed in the switching modules. For this purpose, a feedback switch is preferably provided in the switching modules, which has the effect that a predetermined direct current signal is fed into the single-wire line in response to a changed direct voltage signal and that the control unit contains a current measuring element and an evaluation circuit assigned to it. The direct current signal can be generated by changing the ohmic load on the single-wire line as a function of the switching state, as a result of which the current in the single-wire line also changes in conjunction with the control voltage. However, it is also possible to have the single-wire line impressed by the feedback switch as a function of the switching state of the switching module, a current from a separate direct current source (battery).
An das Steuergerät können nicht nur die gena nten Steuer¬ leitungen angeschlossen werden, sondern auch die Ausgänge von Sensoren, mit denen die Steuerung beeinflußt werden kann, z.B. ein Regensensor, der das Ein- und Ausschalten des Scheibenwischermotors und/oder die Pausenzeit der Intervallschaltung steuert, oder ein Geschwindigkeits¬ sensor, der die Pausenzeit der Intervallschaltung und/oder die Wischgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeug¬ geschwindigkeit steuert.Not only the mentioned control lines can be connected to the control device, but also the outputs of sensors with which the control can be influenced, e.g. a rain sensor that controls the switching on and off of the wiper motor and / or the pause time of the interval switching, or a speed sensor that controls the pause time of the interval switching and / or the wiping speed as a function of the vehicle speed.
Je mehr Endgeräte über das einheitliche Steuergerät ge¬ steuert werden, desto stärker vereinfacht sich die Ver¬ kabelung des Fahrzeugs und desto größer ist der Vorteil der Erfindung.The more terminal devices are controlled via the uniform control device, the more the wiring of the vehicle is simplified and the greater the advantage of the invention.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beige¬ fügten Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Wisch-Wasch-Anlage,FIG. 1 shows a block diagram of a wiper-wash system according to the invention,
Figur 2 zeigt verschiedene Steuerspannungssignale, undFigure 2 shows various control voltage signals, and
Figur 3 zeigt ein Rückmeldesignal.
Die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung umfaßt ein Steuergerät 1 mit einem Anschluß 2 zur Verbindung mit der Fahrzeugbatterie und mit einem Masseanschluß 3. Ein erster Ausgang des Steuergerätes 1 ist über eine Eindrahtleitung 4 mit einem Schaltmodul 5 für eine Frontscheiben-Wisch- und -Waschvorrichtung und ein zweiter Ausgang über eine weitere Eindrahtleitung 6 mit einem Schaltmodul 7 für eine Heckscheiben-Wisch- und -Waschvorrichtung verbunden. Ein weiterer Ausgang des Steuergerätes 1 ist über eine Eindraht- leitung 8 mit einem nicht mehr dargestellten weiteren Schalt¬ modul, z.B. für eine Scheinwerfer-Wisch- und -Waschanlage verbunden. Der Schaltmodul 5 hat einen Anschluß 9 für die Fahrzeugbatterie und einen Masseanschluß 10. Der Schalt¬ modul 7 hat einen Anschluß 11 für die Fahrzeugbatterie und einen Masseanschluß 12. Ausgänge des Schaltmoduls 5 sind mit einem Wischermotor 13 und einem damit gekoppelten Park¬ schalter 14 sowie mit einer Waschpumpe 15 verbunden. Aus¬ gänge des Schaltmoduls 7 sind mit einem Wischermotor 16 mit einem damit gekoppelten Parkschalter 17, mit einer Waschpumpe 18 und mit einer Heizeinrichtung 19 verbunden, über die Stromanschlüsse 9 und 11 werden die Schaltmodule 5 und 7 sowie die ihnen als Endgeräte angeschlossenen Wischer¬ motoren 13 und 16, Waschpumpen 15 und 18 sowie die Heck- scheibenheizeinrichtung 19 mit Strom versorgt. Die ver- schiedenen Funktionen für die Reinigung der Frontscheibe und Heckscheibe werden durch einen Bedienschalter 20 mit mehreren Schaltstellungen ausgewählt. Dieser Schalter 20
ist über eine oder mehrere Steuerleitungen 20a mit einem Eingang des Steuergerätes 1 verbunden. Mit einem weiteren Eingang des Steuergerätes 1 ist über eine Steuerleitung 23a ein Schalter 23 für die Heckscheibenheizeinrichtung verbunden, über die Steuerleitung 23a laufen Steuersignale in beiden Richtungen, in Richtung zum Steuergerät 1 zum Ein- und Ausschalten der Heckscheibenheizung, und in Richtung zum Schalter 23, um dort eine Kontrollampe ein¬ zuschalten, wenn die Heizung eingeschaltet ist.Figure 3 shows a feedback signal. The circuit arrangement shown in Figure 1 comprises a control device 1 with a connection 2 for connection to the vehicle battery and with a ground connection 3. A first output of the control device 1 is via a single-wire line 4 with a switching module 5 for a windshield wiper and washer and a second output is connected via a further single-wire line 6 to a switching module 7 for a rear window wiper and washer device. Another output of the control unit 1 is connected via a single-wire line 8 to a further switching module, not shown anymore, for example for a headlight wiping and washing system. The switching module 5 has a connection 9 for the vehicle battery and a ground connection 10. The switching module 7 has a connection 11 for the vehicle battery and a ground connection 12. Outputs of the switching module 5 are provided with a wiper motor 13 and a parking switch 14 coupled to it connected to a washing pump 15. Outputs of the switching module 7 are connected to a wiper motor 16 with a parking switch 17 coupled to it, to a washing pump 18 and to a heating device 19, the switching modules 5 and 7 and the wiper motors connected to them as terminals are connected via the power connections 9 and 11 13 and 16, washing pumps 15 and 18 and the rear window heating device 19 are supplied with current. The various functions for cleaning the front window and rear window are selected by an operating switch 20 with a plurality of switch positions. This switch 20 is connected to an input of control device 1 via one or more control lines 20a. A switch 23 for the rear window heating device is connected to a further input of the control device 1 via a control line 23a, control signals run in both directions via the control line 23a, towards the control device 1 for switching the rear window heating on and off, and towards the switch 23, to switch on a control lamp there when the heating is switched on.
Mit weiteren Eingängen des Steuergerätes ist über eine Steuerleitung 21a ein Sensor 21 für die Fahrgeschwindig¬ keit, über eine Leitung 22a ein Regensensor 22 und über eine Steuerleitung 24a ein Standlichtsensor 24 angeschlossen.With further inputs of the control device, a sensor 21 for the driving speed is connected via a control line 21a, a rain sensor 22 via a line 22a and a parking light sensor 24 via a control line 24a.
Sowohl für die Frontscheibe als auch für die Heckscheibe gibt es fünf Schaltfunktionen,There are five switching functions for both the front and rear windows,
für die Frontscheibe:for the windscreen:
- alles AUS- everything OFF
- Wischermotor EIN, erste Geschwindigkeitsstufe- Wiper motor ON, first speed level
- Wischermotor EIN, zweite Geschwindigkeitsstufe- Wiper motor ON, second speed level
- Wischermotor EIN, erste Geschwindigkeitsstufe, und Waschpumpe EIN- Wiper motor ON, first speed level, and wash pump ON
- Wischermotor EIN, zweite Geschwindigkeitsstufe, und Waschpumpe EIN
Heckscheibe:- Wiper motor ON, second speed level, and wash pump ON Rear window:
- alles AUS- everything OFF
- Wischermotor EIN - Wischermotor und Waschpumpe EIN- Wiper motor ON - Wiper motor and wash pump ON
- Heckscheibenheizung EIN- Rear window heater ON
- Wischermotor und Heckscheibenheizung EIN.- Wiper motor and rear window heater ON.
Die Kommunikation zwischen dem Steuergerät und den Schalt- modulen 5 und 7 zur Einstellung eines dieser Schaltzustände im jeweiligen Schaltmodul erfolgt über die Eindrahtleitungen 4 bzw. 6 mit Hilfe von analog codierten Spannungssignalen wie in Figur 2 dargestellt: Dem ersten Schaltzustand entspricht die Gleichspannung 0, dem zweiten Schaltzustand die Gleich- Spannung 25 %, dem dritten Schaltzustand 50 %, dem vierten Schaltzustand 75 % und dem fünften Schaltzustand 100 % der Versorgungsspannung (Batteriespannung) des Fahrzeugs. Diese Spannungsniveaus werden durch eine im Steuergerät 1 vorge¬ sehene Treiberschaltung zur Verfügung gestellt. Die Schalt- module 5 und 7 enthalten eine Erkennungs- und Bewertungs¬ schaltung, welche in der Lage ist, das jeweilige Spannungs¬ niveau zu erkennen und die Lastschalter zur Einstellung des gewünschten Schaltzustandes zu schalten. Um den jeweiligen Schaltzustand an das Steuergerät 1 rückmelden zu können, enthalten die Schaltmodule 5 und 7 eine Rückmeldeschaltung, welche in Abhängigkeit vom Schaltzustand die Ohm'sehe Be¬ lastung der Eindrahtleitung 4 bzw. 6 ändert. Damit ändert
sich die Stromstärke in der Eindrahtleitung 4 und 6 (siehe Figur 3) , welche durch eine im Steuergerät 1 vorgesehene Strommeßeinrichtung gemessen und ausgewertet werden kann.The communication between the control unit and the switching modules 5 and 7 for setting one of these switching states in the respective switching module takes place via the single-wire lines 4 and 6 with the aid of analog coded voltage signals as shown in FIG. 2: The first switching state corresponds to the DC voltage 0, which second switching state the DC voltage 25%, the third switching state 50%, the fourth switching state 75% and the fifth switching state 100% of the supply voltage (battery voltage) of the vehicle. These voltage levels are made available by a driver circuit provided in control unit 1. The switching modules 5 and 7 contain a detection and evaluation circuit which is able to recognize the respective voltage level and to switch the load switches for setting the desired switching state. In order to be able to report the respective switching status to the control unit 1, the switching modules 5 and 7 contain a feedback circuit which changes the ohmic load on the single-wire line 4 and 6 depending on the switching status. With that changes the current strength in the single-wire lines 4 and 6 (see FIG. 3), which can be measured and evaluated by a current measuring device provided in the control unit 1.
Die Kommunikation zwischen dem Schalter 20 und dem Steuerge¬ rät 1 kann entweder über mehrere parallele Leitungen 20a erfolgen, über die jeweils ein Signal übermittelt wird, oder über eine Leitung 20a über welche mehrere analog codierte Gleichspannungssignale übermittelt werden, ähnlich wie über die Eindrahtleitungen 4 und 6.The communication between the switch 20 and the control device 1 can either take place via a plurality of parallel lines 20a, via which a signal is transmitted in each case, or via a line 20a via which a number of analog-coded DC voltage signals are transmitted, similarly to the single-wire lines 4 and 6.
Das Steuergerät 1 enthält ferner eine an sich bekannte, z.B. die in der EP-B-0 283 005 beschriebene Intervallschaltung, welche die Pausenzeit zwischen zwei Wischvorgängen und ggfs. die Wischgeschwindigkeit zu steuern gestattet, wobei diese Steuerung mit Hilfe der Sensoren 21 und 22 in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und vom Niederschlag erfolgen kann. Durch die Intervallschaltung kann auch eine Schein¬ werfer Wisch- und Waschanlage eingeschaltet werden, wenn der Standlichtsensor 24 signalisiert, dass mit Licht gefahren wird.The control device 1 also contains a known, e.g. the interval circuit described in EP-B-0 283 005, which allows the pause time between two wiping processes and possibly the wiping speed to be controlled, this control being able to take place with the aid of sensors 21 and 22 depending on the driving speed and the precipitation. The interval switching means that a headlamp wiper and washer system can also be switched on when the parking light sensor 24 signals that the vehicle is being driven with light.
Zum Anschluß an einen allgemeinen Daten-Bus im Fahrzeug ist am Steuergerät 1 noch eine serielle Schnittstelle 25 vorgesehen. Die Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen; dadurch, dass nur die wesentlichsten Komponenten für die Schaltung von Lastströmen für verschiedene Endgeräte in Schaltmodulen zusammengefaßt und mit einem Endgerät zu einer Baugruppe zusammengefaßt sind, alle
übrigen Steueraufgaben aber von einem einheitlichen Steuer¬ gerät für alle Schaltmodule erledigt werden, mit denen das Steuergerät lediglich über Eindrahtleitungen verbunden ist, ergibt sich eine recht einfache Installation mit nur wenig Leitungen. Die Kommunikation kann über Analogsignale erfolgen und erfordert nur eine einfache, herkömmliche Auswerteelek¬ tronik, aber keinen Mikro-Prozessor. Wegen der Verwendung von analog codierten Signalen gibt es keine EMV-Probleme durch Abstrahlung von Störsignalen, vielmehr ist mit den im Automobilbau bekannten Methoden eine Entstörung einfach mög¬ lich. Durch Verzicht auf unnötige Digitalisierung ist eine kostengünstige Realisierung der Steuerung möglich.A serial interface 25 is also provided on control unit 1 for connection to a general data bus in the vehicle. The invention has a number of advantages; in that only the most essential components for switching load currents for various end devices are combined in switching modules and combined with one end device to form an assembly, all other control tasks, however, can be carried out by a uniform control device for all switching modules with which the control device is only connected via single-wire lines, this results in a fairly simple installation with only a few lines. Communication can take place via analog signals and only requires simple, conventional evaluation electronics, but no microprocessor. Because of the use of analog coded signals, there are no EMC problems due to the emission of interference signals; rather, interference suppression is easily possible with the methods known in automotive engineering. By dispensing with unnecessary digitization, the control can be implemented cost-effectively.
Die Lastströme können sowohl durch elektromechanische Relais als auch durch elektronische Schalter (Leistungshalbleiter) geschaltet werden.
The load currents can be switched both by electromechanical relays and by electronic switches (power semiconductors).
Claims
1. Schaltungsanordnung für eine Scheibenwisch- und1. Circuit arrangement for a wiper and
-Waschanlage in Kraftfahrzeugen mit folgenden Bau¬ teilen:-Washing system in motor vehicles with the following components:
- ein Wischermotor (13, 16)- a wiper motor (13, 16)
- ein dem Wischermotor zugeordneter Endabschalter (14, 17),- a limit switch (14, 17) assigned to the wiper motor,
- wenigstens eine Waschpumpe (15, 18),- at least one wash pump (15, 18),
- ggfs eine Steuerschaltung für einen Intervallbetrieb des Wischers (nachfolgend als Intervallschaltung bezeichnet) , 0 und ein Bedienschalter (20) zur Betätigung dieser Bauteile, wobei Lastschalter die Endgeräte (13, 15, 16, 18, 19) mit einer Stromquelle verbinden und vom Bedienschalter (20) lediglich Steuerleitungen (20a) ausgehen,- If necessary, a control circuit for an intermittent operation of the wiper (hereinafter referred to as an intermittent circuit), 0 and an operating switch (20) for actuating these components, load switches connecting the terminals (13, 15, 16, 18, 19) to a power source and from the operating switch (20) only go out control lines (20a),
L5 dadurch gekennzeichnet,L5 characterized by
dass zwischen den Lastschaltern und Bedienschaltern (20, 23) ein einheitliches Steuergerät (1) angeordnet ist, welches 0 mit Lastschaltern für wenigstens ein weiteres Endgerät (16, 18, 19) verbunden ist und sämtliche Funktionen der Endge¬ geräte (13, 15, 16, 18, 19) steuert, dass zwischen diesen und dem Steuergerät (1) lediglich Eindrahtleitungen (4, 6) und zwischen dem Steuergerät (1) und den Bedienschaltern 5 (20, 23) lediglich Steuerleitungen (20a, 23a) verlaufen. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Steuergerät (1) eine Treiberschal¬ tung enthält, welche abgestufte analoge Gleichspannungs¬ signale (Fig. that a uniform control device (1) is arranged between the load switches and operating switches (20, 23), which is connected to load switches for at least one further terminal device (16, 18, 19) and all functions of the terminal devices (13, 15, 16, 18, 19) controls that between them and the control unit (1) only single-wire lines (4, 6) and between the control unit (1) and the operating switches 5 (20, 23) only control lines (20a, 23a) run. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the control unit (1) contains a driver circuit, which graduated analog DC signals (Fig.
2) erzeugt und an die Eindrahtleitungen (4, 6) legt, und dass mehrere Lastschalter jeweils Teil eines2) generated and connected to the single-wire lines (4, 6), and that several load switches each part of one
Schaltmoduls (, 5 , 7) sind, welcher eine Erkennungsschaltung für solche Spannungssignale hat.Switch module (, 5, 7), which has a detection circuit for such voltage signals.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Schaltmodul (5, 7) einen Rückmelde¬ schalter enthält, welcher bewirkt, dass in die Eindrahtlei¬ tung (4, 6) als Antwort auf ein geändertes Gleichspannungs¬ signal (Figur 2) ein vorbestimmtes Gleichstromsignal (Figur 3) eingespeist wird, und dass das Steuergerät (1) ein Stro - Meßglied und eine diesem zugeordnete Bewertungsschaltung ent¬ hält.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the switching module (5, 7) contains a feedback switch, which causes the single-wire line (4, 6) in response to a changed direct voltage signal (FIG 2) a predetermined direct current signal (FIG. 3) is fed in, and that the control unit (1) contains a current measuring element and an evaluation circuit assigned to it.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Rückmeldeschalter die Ohm'sehe Be- lastung der Eindrahtleitung (4, 6) ändert.4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the feedback switch changes the ohmic load of the single-wire line (4, 6).
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Rückmeldeschalter die Eindrahtlei¬ tung (4, 6) mit einer gesonderten Gleichstromquelle ver- bindet.5. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the feedback switch connects the single-wire line (4, 6) to a separate direct current source.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Endgeräte ein Scheibenwischermotor (16), eine Waschpumpe (18) und eine Heizung (19) für die Heckscheibe angeschlossen sind.6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that as further terminals a wiper motor (16), a washing pump (18) and a heater (19) for the rear window are connected.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Endgeräte ein Wischermotor und eine Waschpumpe einer7. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a wiper motor and a washing pump are used as further end devices
Scheinwerferwisch- und -Waschanlage angeschlossen sind.Headlight wipers and washers are connected.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Endgeräte Lampen angeschlossen sind.8. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that lamps are connected as further terminal devices.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Eingänge des9. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that inputs of the
Steuergerätes (1) mit den Ausgängen von Sensoren (21, 22, 24) verbunden sind. Control device (1) are connected to the outputs of sensors (21, 22, 24).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
|
AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |