WO2016124416A1 - Antriebseinheit für ein Wischersystem - Google Patents

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WO2016124416A1
WO2016124416A1 PCT/EP2016/051290 EP2016051290W WO2016124416A1 WO 2016124416 A1 WO2016124416 A1 WO 2016124416A1 EP 2016051290 W EP2016051290 W EP 2016051290W WO 2016124416 A1 WO2016124416 A1 WO 2016124416A1
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output shaft
shaft
drive unit
transmission
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PCT/EP2016/051290
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Peter Braun
Michael Forscht
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Robert Bosch GmbH
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    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
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    • B60S1/16—Means for transmitting drive
    • B60S1/166—Means for transmitting drive characterised by the combination of a motor-reduction unit and a mechanism for converting rotary into oscillatory movement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
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    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/10—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using light effect devices
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel

Definitions

  • the present invention relates to a drive unit for a wiper system, with an electronically commutated drive motor having a drive shaft, and with a transmission having an output shaft drivable by the drive shaft. Moreover, the present invention relates to a method for
  • Such drive units for wiper systems are known from the prior art.
  • DE 10 2009 047 566 A1 describes a drive unit for a windshield wiper, in which a drive shaft is driven by an electric motor and connected via a worm gear with an output element, wherein the electric motor is pivotally mounted, so that a distance between the axis of the output element and the drive shaft is adjustable.
  • a drive unit for a wiper system in which a drive motor and a worm gear are arranged in a common housing. Furthermore, from DE 10 2009 055 396 A1 a sensor for detecting a rotational position of a rotor of the drive motor is known, which is arranged in the common housing in order to control the electrical control of the drive motor forming brushless DC motor. From DE 10 2010 064 151 A1 a wiper motor is also known, the one
  • Gearbox is assigned, in which a driven via a drive wheel output shaft is rotatably mounted.
  • a contact fastened which is designed to short circuit of two arranged in the transmission housing shorting elements to allow for switched off wiper motor displacement of the wiper motor driven by wiper arms in an associated parking position.
  • An object of the invention is therefore to provide a drive unit for a wiper system, which is inexpensive to produce and in particular can dispense with a drive shaft associated with an angular position sensor for controlling a corresponding, electronically commutated drive motor.
  • a drive unit for a wiper system with an electronically commutated drive motor having a drive shaft, and with a transmission having an output shaft driven by the drive shaft.
  • the output shaft of the transmission is associated with at least one angular position sensor for determining a respective angular position of the output shaft.
  • the drive motor is designed in the manner of a brushless DC motor.
  • a brushless DC motor is particularly easy and accurate to control and regulate, so that a particularly precise speed control even at low speeds, as they typically occur in drive units for wiper systems, is possible.
  • the drive shaft of the drive motor and the output shaft of the transmission are arranged at a predetermined angle to each other, in particular at right angles. This makes it possible to realize a compact and space-saving design of the drive unit, whereby the transmission housing can be made compact and small, which saves weight and manufacturing costs. Thus, the goal of a relatively inexpensive drive unit is achieved.
  • Gear is arranged a driven by the drive shaft of the drive motor gear, which is designed in particular as a gear.
  • the at least one angular position sensor is arranged at least partially on the gear wheel.
  • the at least one angular position sensor has a signal transmitter and a signal receiver operatively connected to the signal receiver, wherein the signal transmitter is arranged on the gear wheel.
  • the signal generator is designed as a magnet.
  • a magnet can be easily and inexpensively integrated into the gear and requires no additional power supply, but permanently emits a signal in the form of its magnetic field. This signal is reliable, easy and inexpensive to detect with known signal receivers and sufficiently accurate for a determination of an angular position.
  • the signal generator is designed as an optical signal generator.
  • the transmission has a gear housing, in which the drive shaft of the drive motor and the output shaft of the transmission are arranged at least in sections at the predetermined angle to each other.
  • the gear housing Through the gear housing, the meshing teeth of the drive shaft and the output shaft are protected from contamination.
  • a bearing of the drive shaft or the output shaft can be integrated in such a transmission housing, whereby the maintenance of the predetermined angle between the drive shaft and output shaft is facilitated and a bend, or a deflection of the respective shaft can be reduced.
  • the transmission housing has a cover, wherein in the cover an evaluation and / or a control unit are integrated.
  • the gear housing can be closed at least on one side, whereby the risk of contamination and damage is reduced. Integrating the controller and or transmitter in the lid offers several advantages. On the one hand, a short way and thus ne short signal line between evaluation and control unit can be realized, which protects the signal from interference. On the other hand, a receptacle for the control unit and / or the evaluation can be easily integrated into the lid, especially when the lid is designed as a plastic injection molded part. In addition, the control unit and transmitter are protected by the lid against contamination and damage, which in turn increases the longevity of the drive unit as a whole.
  • the at least one angular position sensor is an absolute angle sensor.
  • the transmission is designed in the manner of a worm gear.
  • Worm gears are particularly suitable for high gear ratios at low speeds and are therefore preferred in the proposed drive unit for a wiper system.
  • the problem is also solved by a method for determining an angular position of a drive shaft of an electronically commutated drive motor of a drive unit for a wiper system, wherein the drive unit has a transmission with an output shaft driven by the drive shaft.
  • a Abtnebswellenwinkellage the output shaft of the transmission is determined in a first step by means of at least one of the output shaft associated angular position sensor, and in a second step, a drive shaft angular position of the drive shaft of the drive motor is determined based on the determined Abtnebswellenwinkellage.
  • An improvement of the proposed method is that based on the drive shaft angle position of the drive shaft, a commutation of the drive motor is controlled.
  • the drive motor can be commutated at the optimum time, which reduces the energy requirement of the drive motor.
  • the signal of the signal receiver can easily be prepared electronically and transmitted to the control unit.
  • the controller can be used to control the electronically commutated drive motor at the determined, respectively optimal times.
  • Fig. 1 is an exploded view of a drive unit according to the invention for a wiper system.
  • the drive unit 100 preferably has an electronically commutated drive motor 10, which is preferably designed as a brushless DC motor 1 1 in the illustrated embodiment and for the invention.
  • This drive motor 10 illustratively has a rotor 20 which is non-rotatably connected to a drive shaft 15 and drives this drive shaft 15.
  • the drive motor 10 also has a housing 25 and at least one bearing 29, wherein the drive shaft 15 of the drive motor 10 or the rotor 20 is preferably mounted rotatably in the housing 25 via the bearing 29.
  • the drive unit 100 further has a gear 50 with an output shaft 60 which can be driven by the drive shaft 15.
  • the drive shaft 15 of the drive motor 10 and the output shaft 60 of the transmission 50 are preferably arranged at a predetermined angle to each other, preferably as shown in the embodiment perpendicular to each other.
  • the output shaft 60 of the transmission 50 is assigned at least one angular position sensor 80, preferably exactly one angular position sensor 80, for determining a respective angular position of the output shaft 60.
  • the angular position sensor 80 is preferably designed as an absolute angle sensor.
  • the transmission 50 preferably has a gear housing 55, in which the drive shaft 15 of the drive motor 10 and the output shaft 60 of the transmission 50 are at least partially arranged at the predetermined angle to each other, wherein in the embodiment, the preferred rectangular arrangement of drive shaft 15 and output shaft 60 shown is.
  • a bearing bush 51 is preferably introduced, in which the output shaft 60 is rotatably mounted, wherein the bearing bush 51 is preferably fixed with a snap ring 53 in the gear housing 55.
  • the angular position sensor 80 is at least partially disposed on the gear 70.
  • the angular position sensor 80 preferably has a signal transmitter 72 and a signal receiver 52 operatively connected to the signal receiver 52, wherein the signal transmitter 72 is arranged on the gear 70.
  • the signal generator 72 is formed as a magnet 73, which is preferably arranged approximately centrally in the middle of the gear 70.
  • the position shown in FIG. 1 serves only to illustrate the possible use of a magnetic signal transmitter 73, but not to determine a specific position on the gear 70, which is preferably centric as described above.
  • the signal generator 72 may be formed, for example, as an optical signal generator 74. The with this signal generator 72 in operative connection standing signal receiver 52 is arranged for example in the transmission housing 55.
  • the transmission housing 55 preferably has a cover 90 into which an evaluation electronics 92 and a control unit 94 are integrated. Alternatively, only the transmitter 92 or only the controller 94 may be integrated into the lid 90. Furthermore, it is possible to arrange the signal receiver 52 in the cover 90 of the transmission housing 55.
  • the drive shaft 15 and the output shaft 60 are connected to each other via a worm gear, wherein the drive shaft 15 is formed by way of example as a worm shaft which engages in the example designed as a gear gear 70 of the output shaft 60.
  • a worm gear is preferred due to a possible speed ratio and current production costs.
  • the electronically commutated drive motor 10 is energized and thus brings the drive shaft 15 to rotate. About trained in the manner of a worm gear 50, the rotation of the drive shaft 15 is transmitted to the output shaft 60.
  • an angular position of the output shaft 15 can be determined by the angular position sensor 80 via the signal generator 72 and the signal receiver 52, which generate a signal for the control unit 94 by the evaluation electronics 92.
  • a drive shaft angle position of the drive shaft 15 of the drive motor 10 can be determined in a second step.
  • a commutation of the drive motor 10 can be controlled by the controller 94.
  • a respective optimal commutation time is programmed for the respective electronically commutated drive motor 10 and a position of the rotor 20 relative to a respective absolute angle on the output shaft 60 is specified.
  • the current position of the absolute angle sensor 80 is determined on the gear 70 and stored and made a reference to the optimal commutation of the drive motor 10.

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Abstract

Bei einer Antriebseinheit (100) für ein Wischersystem, mit einemelektronisch kommutierten Antriebsmotor (10), der eine Antriebswelle (15) aufweist, und mit einem Getriebe (50), das eine von der Antriebswelle (15) antreibbare Abtriebswelle (60) aufweist, ist der Abtriebswelle (60) des Getriebes (50) mindestens ein Winkelpositionssensor (80) zur Bestimmung einer jeweiligen Winkellage der Abtriebswelle (60) zugeordnet.

Description

Beschreibung
Titel
Antriebseinheit für ein Wischersvstem Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Wischersystem, mit einem elektronisch kommutierten Antriebsmotor, der eine Antriebswelle aufweist, und mit einem Getriebe, das eine von der Antriebswelle antreibbare Abtriebswel- le aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Ermittlung einer Winkellage einer Antriebswelle eines elektronisch kommutierten Antriebsmotors einer solchen Antriebseinheit.
Aus dem Stand der Technik sind derartige Antriebseinheiten für Wischersysteme bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2009 047 566 A1 eine Antriebseinheit für einen Scheibenwischer, bei der eine Antriebswelle von einem Elektromotor angetrieben wird und über ein Schneckengetriebe mit einem Abtriebselement verbunden ist, wobei der Elektromotor schwenkbar gelagert ist, so dass ein Abstand zwischen der Achse des Abtriebselements und der Antriebswelle einstellbar ist.
Aus der DE 10 2009 055 396 A1 ist eine Antriebseinheit für ein Wischersystem bekannt, bei der ein Antriebsmotor und ein Schneckengetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Ferner ist aus der DE 10 2009 055 396 A1 ein Sensor zur Erfassung einer rotatorischen Position eines Rotors des Antriebsmotors bekannt, der im gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, um die elektrische Steuerung eines den Antriebsmotor ausbildenden, bürstenlosen Gleichstrommotors zu steuern. Aus der DE 10 2010 064 151 A1 ist ferner ein Wischermotor bekannt, dem ein
Getriebegehäuse zugeordnet ist, in dem eine über ein Antriebsrad antreibbare Abtriebswelle drehbar gelagert ist. Hierbei ist an dem Antriebsrad ein Kontakte- lement befestigt, das zum Kurzschluss von zwei im Getriebegehäuse angeordneten Kurzschlusselementen ausgebildet ist, um bei abgeschaltetem Wischermotor ein Verschieben von durch den Wischermotor angetriebenen Wischerarmen in eine zugeordnete Parkposition zu ermöglichen.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die jeweiligen Antriebseinheiten relativ aufwendig und kostenintensiv sind und daher wenig geeignet zur Erschließung neuer Märkte in den bislang weniger industriell entwickelten Regionen der Welt, den sogenannten„Emerging Markets", sind.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebseinheit für ein Wischersystem bereitzustellen, welche kostengünstig herstellbar ist und insbesondere auf einen einer Antriebswelle zugeordneten Winkelpositionssensor zur Steuerung eines entsprechenden, elektronisch kommutierten Antriebsmotors verzichten kann.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Antriebseinheit für ein Wischersystem, mit einem elektronisch kommutierten Antriebsmotor, der eine Antriebswelle aufweist, und mit einem Getriebe, das eine von der Antriebswelle antreibbare Abtriebswelle aufweist. Dabei ist der Abtriebswelle des Getriebes mindestens ein Winkelpositionssensor zur Bestimmung einer jeweiligen Winkellage der Abtriebswelle zugeordnet.
Dadurch kann ein zusätzlicher Winkelpositionssensor an der Antriebswelle des Antriebsmotors entfallen, was die Kosten für die Antriebseinheit senkt und deren Aufbau erfindungsgemäß vereinfacht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Antriebsmotor nach Art eines bürstenlosen Gleichstrommotors ausgeführt ist.
Ein bürstenloser Gleichstrommotor lässt sich besonders einfach und genau steuern und regeln, so dass eine besonders präzise Drehzahlregelung auch bei kleinen Drehzahlen, wie sie typischerweise bei Antriebseinheiten für Wischersysteme auftreten, möglich ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Antriebswelle des Antriebsmotors und die Abtriebswelle des Getriebes in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind, insbesondere rechtwinklig. Dadurch lässt sich eine kompakte und platzsparende Ausführung der Antriebseinheit realisieren, wodurch auch das Getriebegehäuse kompakt und klein ausgeführt werden kann, was Gewicht und Herstellkosten einspart. Somit wird das Ziel einer vergleichsweise kostengünstigen Antriebseinheit erreicht. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass auf der Abtriebswelle des
Getriebes ein von der Antriebswelle des Antriebsmotors antreibbares Getrieberad angeordnet ist, welches insbesondere als Zahnrad ausgebildet ist.
Dadurch lässt sich eine sichere und zuverlässige Kraftübertragung zwischen An- triebswelle und Abtriebswelle realisieren, was die Dauerhaltbarkeit und Robustheit der Antriebseinheit insgesamt erhöht. Somit wird eine gleichmäßige und stoßfreie Kraft- und Momentenübertragung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle erreicht.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der mindestens eine Winkelpositionssensor zumindest teilweise am Getrieberad angeordnet ist.
Dadurch ist eine einfache Möglichkeit geschaffen, die Drehzahl der Abtriebswelle zu erfassen, da die Abtriebswelle und das Getrieberad drehfest miteinander verbunden sind und sich mit der gleichen Drehzahl drehen. Somit ist kein zusätzliches Bauteil zur Aufnahme des Winkelpositionssensors notwendig.
Gemäß einer Ausführungsform weist der mindestens eine Winkelpositionssensor einen Signalgeber und einen mit dem Signalgeber in Wirkverbindung stehenden Signalempfänger auf, wobei der Signalgeber am Getrieberad angeordnet ist.
Auch wenn prinzipiell eine umgekehrte Anordnung mit Signalempfänger am Getrieberad denkbar ist, so ist beispielsweise aufgrund der wenig aufwendigeren Signalführung einfacher, wenn der Signalempfänger ortsfest ist, beispielsweise auch um eine elektrische Kontaktierung des Signalempfängers zu ermöglichen.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Signalgeber als Magnet ausgebildet ist. Ein derartiger Magnet kann einfach und kostengünstig in das Getrieberad integriert werden und erfordert keine zusätzliche Energieversorgung, sondern gibt permanent ein Signal in Form seines Magnetfelds ab. Dieses Signal ist zuverlässig, einfach und kostengünstig mit bekannten Signalempfängern zu detektieren und für eine Bestimmung einer Winkelposition hinreichend genau.
Alternativ ist eine Ausführungsform vorgesehen, bei der der Signalgeber als optischer Signalgeber ausgebildet ist.
Dieser kann in einfacher Form durch eine Markierung, bevorzugt in weiß oder schwarz, an der Oberfläche des Getrieberads erfolgen, wobei sich die Markierung deutlich von der Farbe eines entsprechenden Grundmaterials des Getrieberades absetzen sollte. Ein solcher Signalgeber kann dann leicht von einem Signalempfänger nach Art einer Photozelle detektiert werden. Eine solche Lösung ist ebenfalls relativ einfach und kostengünstig umzusetzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Getriebe ein Getriebegehäuse aufweist, in dem die Antriebswelle des Antriebsmotors und die Abtriebswelle des Getriebes zumindest abschnittsweise in dem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind.
Durch das Getriebegehäuse sind die in Eingriff stehenden Verzahnungen der Antriebswelle und der Abtriebswelle vor Verschmutzungen geschützt. Zudem kann eine Lagerung der Antriebswelle bzw. der Abtriebswelle in ein solches Getriebegehäuse integriert werden, wodurch die Einhaltung des vorgegebenen Winkels zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle erleichtert wird und eine Biegung, bzw. ein Ausweichen der jeweiligen Welle reduziert werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das Getriebegehäuse einen Deckel aufweist, wobei in dem Deckel eine Auswerteelektronik und/oder ein Steuergerät integriert sind.
Durch den Deckel lässt sich das Getriebegehäuse zumindest einseitig verschließen, wodurch die Gefahr von Verschmutzungen und Beschädigungen reduziert wird. Eine Integration von Steuergerät und oder Auswerteelektronik in den Deckel bietet mehrere Vorteile. Zum einen kann somit ein kurzer Weg und somit ei- ne kurze Signalleitung zwischen Auswerteelektronik und Steuergerät realisiert werden, was das Signal vor Störungen schützt. Zum anderen kann eine Aufnahme für das Steuergerät und/oder die Auswerteelektronik einfach in den Deckel integriert werden, insbesondere wenn der Deckel als Plastik-Spritzgussteil ausgeführt ist. Zusätzlich sind Steuergerät und Auswerteelektronik durch den Deckel gegen Verschmutzung und Beschädigung geschützt, was wiederum die Langlebigkeit der Antriebseinheit insgesamt erhöht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der mindestens eine Winkelpositionssensor ein Absolutwinkelsensor ist.
Dadurch ist kein zusätzlicher Aufwand bei der Bestimmung der Winkellage der Abtriebswelle erforderlich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Getriebe nach Art eines Schneckengetriebes ausgebildet ist.
Schneckengetriebe eignen sich besonders für große Übersetzungsverhältnisse bei kleinen Drehzahlen und sind daher in der vorgeschlagenen Antriebseinheit für ein Wischersystem bevorzugt.
Das Problem wird darüber hinaus gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung einer Winkellage einer Antriebswelle eines elektronisch kommutierten Antriebsmotors einer Antriebseinheit für ein Wischersystem, wobei die Antriebseinheit ein Getriebe mit einer von der Antriebswelle antreibbaren Abtriebswelle aufweist. Hierbei wird in einem ersten Schritt mittels mindestens eines der Abtriebswelle zugeordneten Winkelpositionssensors eine Abtnebswellenwinkellage der Abtriebswelle des Getriebes bestimmt, und in einem zweiten Schritt wird auf Basis der bestimmten Abtnebswellenwinkellage eine Antriebswellenwinkellage der Antriebswelle des Antriebsmotors bestimmt.
Dadurch kann ein zusätzlicher Winkelpositionssensor an der Antriebswelle des Antriebsmotors entfallen, was die Kosten für den Wischerantrieb deutlich senkt.
Eine Verbesserung des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, dass auf Basis der Antriebswellenwinkellage der Antriebswelle eine Kommutierung des Antriebsmotors gesteuert wird. Somit kann der Antriebsmotor jeweils am optimalen Zeitpunkt kommutiert werden, was den Energiebedarf des Antriebsmotors reduziert.
Gemäß einer weiteren Verbesserung ist vorgesehen, dass die Bestimmung der Abtnebswellenwinkellage der Abtriebswelle und/oder der Antriebswellenwinkella- ge der Antriebswelle durch eine zugeordnete Auswerteelektronik erfolgt.
Dadurch lässt sich das Signal des Signalempfängers leicht elektronisch aufbereiten und an das Steuergerät übermitteln.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Kommutierung des Antriebsmotors durch ein zugeordnetes Steuergerät erfolgt.
Über das Steuergerät kann die Ansteuerung des elektronisch kommutierten Antriebsmotors zu den ermittelten, jeweils optimalen Zeitpunkten erfolgen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit für ein Wischersystem.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 100 für ein Wischersystem. Die Antriebseinheit 100 weist bevorzugt einen elektronisch kommutierten Antriebsmotor 10 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel und für die Erfindung bevorzugt als bürstenloser Gleichstrommotor 1 1 ausgeführt ist. Dieser Antriebsmotor 10 weist illustrativ einen Rotor 20 auf, welcher drehfest mit einer Antriebswelle 15 verbunden ist und diese Antriebswelle 15 antreibt. Der Antriebsmotor 10 weist ferner ein Gehäuse 25 sowie mindestens ein Lager 29 auf, wobei die Antriebswelle 15 des Antriebsmotors 10 bzw. der Rotor 20 bevorzugt über das Lager 29 drehbeweglich im Gehäuse 25 gelagert ist. Die Antriebseinheit 100 weist ferner ein Getriebe 50 mit einer von der Antriebswelle 15 antreibbaren Abtriebswelle 60 auf. Die Antriebswelle 15 des Antriebsmotors 10 und die Abtriebswelle 60 des Getriebes 50 sind bevorzugt in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet, bevorzugt wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt rechtwinklig zueinander.
Der Abtriebswelle 60 des Getriebes 50 ist mindestens ein Winkelpositionssensor 80, bevorzugt genau ein Winkelpositionssensor 80, zur Bestimmung einer jeweiligen Winkelposition der Abtriebswelle 60 zugeordnet. Der Winkelpositionssensor 80 ist bevorzugt als Absolutwinkelsensor ausgebildet.
Das Getriebe 50 weist bevorzugt ein Getriebegehäuse 55 auf, in dem die Antriebswelle 15 des Antriebsmotors 10 und die Abtriebswelle 60 des Getriebes 50 zumindest abschnittsweise in dem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind, wobei in dem Ausführungsbeispiel die bevorzugte rechtwinklige Anordnung von Antriebswelle 15 und Abtriebswelle 60 dargestellt ist. In eine Öffnung des Getriebegehäuses 55 ist bevorzugt eine Lagerbuchse 51 eingebracht, in der die Abtriebswelle 60 drehbeweglich gelagert ist, wobei die Lagerbuchse 51 vorzugsweise mit einem Sprengring 53 im Getriebegehäuse 55 fixiert ist.
Auf der Abtriebswelle 60 des Getriebes 50 ist ein von der Antriebswelle 60 des Antriebsmotors 10 antreibbares Getrieberad 70, insbesondere ein Zahnrad, angeordnet. Dabei ist der Winkelpositionssensor 80 zumindest teilweise am Getrieberad 70 angeordnet.
Der Winkelpositionssensor 80 weist bevorzugt einen Signalgeber 72 und einen mit dem Signalgeber 72 in Wirkverbindung stehenden Signalempfänger 52 auf, wobei der Signalgeber 72 am Getrieberad 70 angeordnet ist. Dabei ist der Signalgeber 72 als Magnet 73 ausgebildet, welcher bevorzugt annähernd zentrisch in der Mitte des Getrieberades 70 angeordnet ist. Die in der Fig. 1 dargestellte Position dient lediglich zur Verdeutlichung der möglichen Verwendung eines magnetischen Signalgebers 73, jedoch nicht zur Festlegung einer bestimmten Position am Getrieberad 70, die wie zuvor beschrieben bevorzugt zentrisch ist. Alternativ kann der Signalgeber 72 beispielsweise auch als ein optischer Signalgeber 74 ausgebildet sein. Der mit diesem Signalgeber 72 in Wirkverbindung stehende Signalempfänger 52 ist beispielsweise im Getriebegehäuse 55 angeordnet.
Bevorzugt weist das Getriebegehäuse 55 einen Deckel 90 auf, in den eine Aus- werteelektronik 92 und ein Steuergerät 94 integriert sind. Alternativ kann auch nur die Auswerteelektronik 92 oder nur das Steuergerät 94 in den Deckel 90 integriert sein. Ferner ist es möglich, den Signalempfänger 52 im Deckel 90 des Getriebegehäuses 55 anzuordnen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Antriebswelle 15 und die Abtriebswelle 60 über ein Schneckengetriebe miteinander verbunden, wobei die Antriebswelle 15 beispielhaft als Schneckenwelle ausgebildet ist, welche in das exemplarisch als Zahnrad ausgebildete Getrieberad 70 der Abtriebswelle 60 eingreift. Alternativ sind allerdings auch andere Getriebeformen denkbar, wobei je- doch aufgrund einer möglichen Drehzahlübersetzung und aktueller Herstellungskosten ein Schneckengetriebe bevorzugt ist.
Im Betrieb der Antriebseinheit 100 wird der elektronisch kommutierte Antriebsmotor 10 bestromt und bringt somit die Antriebswelle 15 zum Drehen. Über das nach Art eines Schneckengetriebes ausgebildete Getriebe 50 wird die Drehung der Antriebswelle 15 auf die Abtriebswelle 60 übertragen. Dabei kann in einem ersten Schritt eine Winkellage der Abtriebswelle 15 durch den Winkelpositionssensor 80 über den Signalgeber 72 und den Signalempfänger 52 bestimmt werden, welche durch die Auswerteelektronik 92 ein Signal für das Steuergerät 94 erzeugen. In Abhängigkeit von der Winkellage der Abtriebswelle 60 kann in einem zweiten Schritt eine Antriebswellenwinkellage der Antriebswelle 15 des Antriebsmotors 10 bestimmt werden. Über die derart ermittelte Antriebswellenwinkellage der Antriebswelle 15 kann durch das Steuergerät 94 eine Kommutierung des Antriebsmotors 10 gesteuert werden.
Hierzu wird beispielsweise bei der Produktion der Antriebseinheit 100 im Steuergerät 94 ein jeweils optimaler Kommutierungszeitpunkt für den jeweiligen elektronisch kommutierten Antriebsmotor 10 programmiert und eine Lage des Rotors 20 in Bezug auf einen jeweiligen Absolutwinkel an der Abtriebswelle 60 vorgege- ben. Im Steuergerät 94 wird die aktuelle Position des Absolutwinkelsensors 80 am Getrieberad 70 ermittelt und abgelegt und ein Bezug auf den optimalten Kommutierungszeitpunkt des Antriebsmotors 10 hergestellt. Über das Steuerge- rät 94 sowie die darin implementierte Software berechnet das Steuergerät 94 alle weiteren Kommutierungszeitpunkte basierend auf der Übersetzung am Getriebe 50 zwischen Antriebswelle 15 und Abtriebswelle 60, sowie einer Polpaarzahl des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors 10.

Claims

Ansprüche
1 . Antriebseinheit (100) für ein Wischersystem, mit einem elektronisch kommu- tierten Antriebsmotor (10), der eine Antriebswelle (15) aufweist, und mit einem Getriebe (50), das eine von der Antriebswelle (15) antreibbare Abtriebswelle (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebswelle (60) des Getriebes (50) mindestens ein Winkelpositionssensor (80) zur Bestimmung einer jeweiligen Winkellage der Abtriebswelle (60) zugeordnet ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (10) nach Art eines bürstenlosen Gleichstrommotors (1 1 ) ausge führt ist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (15) des Antriebsmotors (10) und die Abtriebswelle (60) des Getriebes (50) in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind, insbesondere rechtwinklig.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abtriebswelle (60) des Getriebes (50) ein von der Antriebswelle (15) des Antriebsmotors (10) antreibbares Getrieberad (70) angeordnet ist, insbesondere ein Zahnrad.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindes tens eine Winkelpositionssensor (80) zumindest teilweise am Getrieberad (70) angeordnet ist.
6. Antriebseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Winkelpositionssensor (80) einen Signalgeber (72) und einen mit dem Signalgeber (72) in Wirkverbindung stehenden Signalempfänger (52) aufweist, wobei der Signalgeber (72) am Getrieberad (70) angeordnet ist.
7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (72) als Magnet (73) ausgebildet ist.
8. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (72) als optischer Signalgeber (74) ausgebildet ist.
9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (50) ein Getriebegehäuse (55) aufweist, in dem die Antriebswelle (15) des Antriebsmotors (10) und die Abtriebswelle (60) des Ge- triebes (50) zumindest abschnittsweise in dem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind.
10. Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (55) einen Deckel (90) aufweist, wobei in dem Deckel (90) eine Auswerteelektronik (92) und/oder ein Steuergerät (94) integriert ist.
1 1 . Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Winkelpositionssensor (80) ein Absolutwinkelsensor ist.
12. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (50) nach Art eines Schneckengetriebes ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Ermittlung einer Winkellage einer Antriebswelle (15) eines elektronisch kommutierten Antriebsmotors (10) einer Antriebseinheit (100) für ein Wischersystem, wobei die Antriebseinheit (100) ein Getriebe (50) mit einer von der Antriebswelle (15) antreibbaren Abtriebswelle (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt mittels mindestens ei- nes der Abtriebswelle (60) zugeordneten Winkelpositionssensors (80) eine
Abtnebswellenwinkellage der Abtriebswelle (60) des Getriebes (50) bestimmt wird, und in einem zweiten Schritt auf Basis der bestimmten Abtnebswellenwinkellage eine Antriebswellenwinkellage der Antriebswelle (15) des Antriebsmotors (10) bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der Antriebswellenwinkellage der Antriebswelle (15) eine Kommutierung des Antriebsmotors (10) gesteuert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Abtriebswellenwinkellage der Abtriebswelle (60) und/oder der Antnebswellenwinkellage der Antriebswelle (15) durch eine zugeordnete Auswerteelektronik (92) erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierung des Antriebsmotors (10) durch ein zugeordnetes Steuergerät (94) erfolgt.
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