专利名称：接触盘系统和玻璃刮水器电机的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种接触盘系统，包括一个控制器，一个可转动的接触盘和多个接触件，其中所述接触盘具有多条触轨，并且每个接触件均对应一条触轨，其中所述触轨具有导电区和电绝缘区，并且通过所述导电区和电绝缘区对逻辑状态编码。本发明还涉及一种采用一个接触盘系统对玻璃刮水器电机进行控制的方法，所述接触盘系统的多个接触件与一个可转动接触盘的多条触轨相接触，其中所述触轨具有导电区和电绝缘区，并且通过所述导电区和电绝缘区对逻辑状态编码。此外，本发明还涉及一种玻璃刮水器电机。
已有技术公知的上述类型的接触盘系统用于对玻璃刮水器进行控制。这种类型的接触盘系统的一个接触盘通常与玻璃刮水器电机同步转动。接触件在所述接触盘的导电区和绝缘区上滑过。从中可以得知玻璃刮水器的瞬时位置。原则上需采用较复杂的控制过程，也就是说，在控制过程中需要对较大数量的玻璃刮水器位置进行编码，需要在接触盘上布置较大数量的触轨，其中每条触轨至少要与一个接触件相接触。
增加玻璃刮水器状态的数目时，例如不仅将汽车后盖打开而且将后车窗打开时，必须进行编码。后车窗刮水器电机的设计必须保证打开后车窗时，刮水器杆(Wischhebel)必须静止在车窗玻璃外的一个扩展静止位置(EPS)上。该功能例如可通过一种无传动器的可逆后车窗刮水器电机实现。该电机在上部和下部换向位置上采用电子方式变换极性，或者采用双继电器或者采用半导体H电桥。如果要求刮水器杆的位置处在所述扩展静止位置上，该位置一般位于静止位置的下面，则电机在下换向位置上不进行极性变换。同样也可采用具有反向电子装置的摆动机构电机。在这种电机中，上换向位置和扩展静止位置采用机械式传动机构实现。下换向位置或静止位置采用电子方式实现，使电机在静止位置上电子方式变换极性，或者采用双继电器，或者采用半导体H电桥。
为实现以上所述的这种后车窗刮水器功能，必须对6种不同的状态进行编码，并且将编码传输给控制装置中的换向电子装置。以上这些状态涉及的是下面所列的状态—上换向位置—刮水区—静止位置之前的扇区—静止位置或下换向位置—静止位置之后的扇区或位于静止位置和扩展静止位置之间的位置—扩展静止位置。
在许多情况中都要求接触盘所使用的触轨数量要尽可能地少。例如可能出现的情况是，通常作为滑块构成的接触件以及触轨设置在摆动机构电机的换向器(Umsetzgetriebe)的同一侧。在这种情况中，在接触盘上只有两个触轨位置。所以可能的编码数量是有限的。
本发明的优点本发明对以上所述接触盘系统的改进在于，所述接触盘具有n条触轨，其中n≥2，并且通过所述n条触轨以及通过所述导电区和电绝缘区的顺序对N个逻辑状态编码，其中N＞2n。通过本发明可实现在接触盘的触轨数量有限的情况下，提供满足使用要求的编码数量。其实现方式是，接触盘系统的控制器不仅分析当前存在的逻辑状态，这些状态是通过触轨的导电区和电绝缘区产生的，而且还由控制器记录各种状态之间的过渡状态。
所述接触盘优选具有两条触轨。因此该接触盘可使用在其滑块(Schleifer)和触轨位于摆动机构电机换向器同一侧的系统中。
本发明的一种特别有利的方案是，一个具有两条触轨的接触盘按六个逻辑状态进行编码。将两条触轨划分成导电区和电绝缘区，并且例如将导电区作为逻辑0识别，将电绝缘区作为逻辑1识别，通过这种比特组合编码可得到22＝4种状态。借助本发明可实现对六个状态进行编码，并且因此提供用于具有扩展的静止位置的后窗刮水器电机的有利控制装置。
本发明的一种特别实用的方案是，一个第一状态对应一个上换向位置，一个第二状态对应一个刮水区，一个第三状态是静止位置之前的一个状态，一个第四状态是一个静止位置，一个第五状态是静止位置之后的一个状态，并且一个第六状态是一个扩展的静止位置。这些状态对于实现所需的玻璃刮水器功能已经足够了，如在后车窗开启的情况中用于后车窗刮水电机。
非常有利的是，在所述第一状态中，一个第一触轨电导通，而一个第二触轨电绝缘，在所述第二状态中，所述第一触轨和第二触轨电导通，在所述第三状态中，所述第一触轨和第二触轨电绝缘，在所述第四状态中，所述第一触轨电绝缘，而第二触轨电导通，在所述第五状态中，所述第一触轨和第二触轨电导通，并且在所述第六状态中，所述第一触轨电导通，而第二触轨电绝缘，并且所述状态按照其编号顺序先后排列。所述第四状态例如是玻璃刮水器处于静止位置，在该状态下所述接触件与第一触轨的一个电绝缘区以及第二触轨的一个电导通区接触。此时控制器传输的比特组合是1/0。如果这时玻璃刮水器开始从静止位置上朝刮水区方向移动，则控制器将首先传输一个与第三状态对应的比特组合1/1，接着传输比特组合0/0。然而如果这时玻璃刮水器开始从静止位置上继续朝扩展静止位置方向移动，则控制器立即接着比特组合1/0传输比特组合0/0。所以控制器能通过状态之间的过渡传输所需的玻璃刮水器状态信息。
特别有利的是，设置两个接触件用于拾取状态信息，并且设置两个接触件用于电源供电。两个接触件足以从两条触轨上拾取状态信息。两个接触件用于电源供电也是必要的，因为在某些状态中不仅第一触轨是电绝缘的，而且第二触轨也是电绝缘的，造成接触盘的扇区之间完全绝缘。
所述上换向位置优选通过一个机械式摆动机构实现，所述静止位置和扩展静止位置对应于下换向位置，并且在静止位置上的所述下换向位置是通过控制器使电机更换极性实现的。这样可使本发明所述接触盘系统以有利的方式用于具有换向电子装置的摆动机构电机。
尤为有利的是，在刮水器杆位置处在静止状态时，打开汽车的点火开关或者选择了一个玻璃刮水器功能后，将所述接触盘系统激活，使刮水器杆离开静止位置，并根据编码的改变与刮水器电机的电极相应建立连接。在汽车点火开关关闭的状态下，玻璃刮水器通常处在静止位置。如果此时重新打开点火开关，则控制器通常并不知道玻璃刮水器电机的极性。控制器也无法识别玻璃刮水器的运动方向。为此目的，玻璃刮水器将以玻璃刮水器电机的当前极性从静止位置运动出。根据相邻的编码控制器可得到有关电机极性的信息，从而得知所有和后面的工作方式有关的信息。与激活相接，玻璃刮水器又返回静止位置。为了在激活时使刮水器杆摆动的角度尽量保持在较小的程度，接触盘上的静止位置扇区要选择得尽量小。
本发明对以上所述方法的改进在于，所述接触盘具有n条触轨，其中n≥2，并且通过所述n条触轨以及通过所述导电区和电绝缘区顺序对N个逻辑状态编码，其中N＞2n。通过本发明可实现在接触盘的触轨数量有限的情况下，提供满足使用要求的编码数量。其实现方式是，接触盘系统的控制器不仅分析当前存在的逻辑状态，这些状态是通过触轨的导电区和电绝缘区产生的，而且还由控制器记录各种状态之间的过渡状态。
所述方法的一种特别有利的方案是，接触盘具有两条触轨。因此该接触盘可使用在其滑块和触轨位于摆动机构电机换向器同一侧的系统中。
在一个具有两条触轨的接触盘中优选对六个逻辑状态进行编码。将两条触轨划分成导电区和电绝缘区，并且例如将导电区作为逻辑0识别，将电绝缘区作为逻辑1识别，通过这种比特组合可编码22＝4种状态。通过本发明例如可实现对六种状态进行编码，从而提供一种有利的控制器，用于具有扩展静止位置的后车窗刮水器电机。
本发明所述方法的一种特别有利的方案是，一个第一状态对应一个上换向位置，一个第二状态对应一个刮水区，一个第三状态是静止位置之前的一个状态，一个第四状态是一个静止位置，一个第五状态是静止位置之后的一个状态，并且一个第六状态是一个扩展的静止位置。这些状态对于实现所需的玻璃刮水器功能已经足够了，这些功能是后车窗刮水电机所需的，这些电机使用在要开启的后车窗中。
本发明的一种非常实用的方案是，在所述第一状态中，一个第一触轨电导通，而一个第二触轨电绝缘，在所述第二状态中，所述第一触轨和第二触轨电导通，在所述第三状态中，所述第一触轨和第二触轨电绝缘，在所述第四状态中，所述第一触轨电绝缘，而第二触轨电导通，在所述第五状态中，所述第一触轨和第二触轨电导通，并且在所述第六状态中，所述第一触轨电导通，而第二触轨电绝缘，并且所述状态按照其编号顺序先后排列。所述第四状态例如是玻璃刮水器处于静止位置，在该状态下所述接触件与第一触轨的一个电绝缘区以及第二触轨的一个电导通区接触。此时控制器传输的比特组合是1/0。如果这时玻璃刮水器开始从静止位置出来朝刮水区方向移动，则控制器将首先传输一个与第三状态对应的比特组合1/1，接着传输比特组合0/0。然而如果这时玻璃刮水器开始从静止位置继续朝扩展静止位置方向移动，则控制器在传输比特组合1/0之后接着传输比特组合0/0。所以控制器能通过状态之间的过渡传输所需的玻璃刮水器状态信息。
优选设置两个接触件用于拾取状态信息，并且设置两个接触件用于电源供电。两个接触件足以从两条触轨上拾取状态信息。两个接触件用于电源供电也是必要的，因为在某些状态中不仅第一触轨是电绝缘的，而且第二触轨也是电绝缘的，造成接触盘的扇区之间完全绝缘。
所述上换向位置优选通过一个机械式摆动机构实现，所述静止位置和扩展静止位置对应于一些下换向位置，并且在静止位置上的所述下换向位置是通过控制器使电机更换极性实现的。这种电更换极性最好在静止位置或者说在下换向位置上进行。这样可使本发明所述接触盘系统以有利的方式与具有换向电子装置的摆动机构电机相关联地使用。
此外，所述方法特别有利的是，在打开汽车的点火开关或者选择了一个玻璃刮水器功能后，将所述接触盘系统激活，方式是使得离开静止位置，并根据编码的改变与刮水器电机的电极相应建立连接。在汽车点火开关关闭的状态下，玻璃刮水器通常处在静止位置。如果此时又打开点火开关，则控制器通常并不知道玻璃刮水器电机的极性。控制器也无法识别玻璃刮水器的运动方向。为此目的，玻璃刮水器将以玻璃刮水器电机的当前极性从静止位置移动出。控制器根据相邻的编码可得到有关电机极性的信息，从而得知所有和后面的工作方式有关的信息。与激活相接地，玻璃刮水器又返回静止位置。为了在激活时使刮水器杆摆动的角度尽量保持在较小的程度，接触盘上的静止位置扇区要选择得尽量小。
本发明对所述类型的玻璃刮水器装置的改进是配备了一种本发明所述的接触盘系统。因此本发明所述接触盘系统的优点以及本发明所述方法的优点可以体现在玻璃刮水器电机上。
本发明是基于出人意料的认识作出的，即在触轨数量有限的情况下，特别是只有两条触轨的情况下，也可以实现对足够数量的状态进行编码，这些状态本身可实现对具有扩展静止位置的后车窗刮水器电机的控制。本发明可用于具有换向电子装置的摆动机构电机。此外还可对清洗水泵的工作方式施加影响，使其仅在上行刮水时供水。因为在上行刮水时比特组合1/1先于比特组合0/0，而在下行刮水时0/0接在0/1之后(上换向位置)。
附图下面对照附图所示优选实施例对本发明作进一步的说明。
图1表示一个接触盘系统的多个编码状态的示意图；并且图2表示一种本发明所述接触盘。
对实施例的描述图1表示一个接触盘的不同逻辑状态的示意图。各个区域相当于以下不同的刮水器位置
图1中的阴影面积是导电的。与阴影面积相连的空白面积是电绝缘的。例如所述导电面积可与地线接触，所以接触该面积的接触件具有接地信号，它相当于逻辑0。
图2表示本发明所述接触盘10的一个实施例。所述接触盘10有两条触轨12、14。这些触轨被分成导电区和非导电区，其中各区域的标号与图1中的标号一致。
点火开关打开后，刮水器杆如果处在刮水区B，则控制器认为是比特组合0/0。控制器此时无法在静止位置E之后的扇区与刮水区B之间进行识别。在随后的运行中，刮水器例如从刮水区进入静止位置之前的扇区C。因此控制器将获得比特组合1/1。这样对于控制器就是单意的，即刮水器开始时已经处在刮水区B内。如果刮水器处在静止位置之后的扇区E内，则控制器得到比特组合1/0，它相当于静止位置D，随后才得到比特组合1/1。
同样也可实现基于现有的接触盘10的编码在打开点火开关后进行激活。如果刮水器杆在点火开关打开后处在静止位置D，则仅根据将静止位置传输给控制器的比特组合1/0是无法明确刮水器杆朝何方向运动，因为不知道电机的极性。所以打开点火开关后要向电机持续供电，直到离开静止位置扇区D。通过相邻扇区的单意编码，即一方面是静止位置之前的扇区C(1/1)，另一方面是静止位置之后的扇区E(0/0)，控制器可以立即确定刮水器杆在当前的极性下朝何方向运动。该信息被存储起来，电机将重新变换极性，使刮水器杆返回静止位置D。对于该激活而言，静止位置D的范围最好选择得尽量小，使得刮水器杆尽量移动一个小角度。同样也可在打开点火开关后有选择地激活，或者在选择了一个玻璃刮水器功能后才激活。
上换向位置A具有编码0/1。如果该信息被提供给电机，则不会发生电机变换极性。此时接触盘的转动方向保持不变，因为刮水器杆在上换向位置A处经摆动机构实现机械换向。如果离开了上换向位置A，则接触盘在随后的运行中提供比特组合0/0，然后是比特组合1/1，明确地通知控制器，静止位置D从上换向位置A出发开始动作。如果刮水器杆在打开点火开关后处在静止位置之后的扇区E，则向电机供电后达到静止位置D，无需出现用于静止位置之前的扇区C的比特组合1/1。这样也可以单意地确定方向。
按照本发明对以上实施例的描述仅用于说明目的，并没有限制本发明的目的。在本发明框架内可以有各种改变和变化，而不会脱离本发明的范围及其等同方案。
权利要求
1.接触盘系统，包括一个控制器，一个可转动的接触盘(10)和多个接触件，其中所述接触盘(10)具有多条触轨(12，14)，并且每个接触件均对应一条触轨(12，14)，其中所述触轨具有导电区(A1，B1，B2，D2，E1，E2，F1)和电绝缘区(A2，C1，C2，D1，F2)，并且通过所述导电区(A1，B1，B2，D2，E1，E2，F1)和电绝缘区(A2，C1，C2，D1，F2)对逻辑状态编码，其特征是，所述接触盘(10)具有n条触轨(12，14)，其中n≥2，通过所述n条触轨(12，14)以及通过所述导电区(A1，B1，B2，D2，E1，E2，F1)和电绝缘(A2，C1，C2，D1，F2)的顺序对N个逻辑状态编码，其中N＞2n。
2.如权利要求1所述的接触盘系统，其特征是，所述接触盘(10)具有两条触轨(12，14)。
3.如权利要求1或2所述的接触盘系统，其特征是，在一个具有两条触轨(12，14)的接触盘(10)中对六个逻辑状态(A，B，C，D，E，F)进行编码。
4.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，一个第一状态(A)对应一个上换向位置，一个第二状态(B)对应一个刮水区，一个第三状态(C)是静止位置之前的一个状态，一个第四状态(D)是一个静止位置，一个第五状态(E)是静止位置之后的一个状态，一个第六状态(F)是一个扩展的静止位置。
5.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，在所述第一状态(A)中，一个第一触轨(A1)电导通，而一个第二触轨(A2)电绝缘，在所述第二状态(B)中，所述第一触轨(B1)和第二触轨(B2)电导通，在所述第三状态(C)中，所述第一触轨(C1)和第二触轨(C2)电绝缘，在所述第四状态(D)中，所述第一触轨(D1)电绝缘，而第二触轨(D2)电导通，在所述第五状态(E)中，所述第一触轨(E1)和第二触轨(E2)电导通，并且在所述第六状态(F)中，所述第一触轨(F1)电导通，而第二触轨(F2)电绝缘，并且所述状态按照其编号顺序先后排列。
6.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，设置两个接触件用于拾取状态信息，并且设置两个接触件用于电源供电。
7.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，所述上换向位置(A)和下换向位置EPS(F)是通过一个机械式摆动机构实现的，所述静止位置(D)和扩展静止位置(F)对应于所述下换向位置，并且在静止位置(D)上的所述下换向位置是通过控制器使电机更换极性实现的。
8.如以上权利要求中任何一项所述的接触盘系统，其特征是，在刮水器杆位置处在静止状态时，打开汽车的点火开关或者选择了一个玻璃刮水器功能后，将所述接触盘系统激活，方式是使静止位置(D)被离开，并根据编码的改变与刮水器电机的电极相应建立连接。
9.采用一个接触盘系统对玻璃刮水器电机进行控制的方法，在所述接触盘系统中多个接触件与一个可转动接触盘(10)的多条触轨(12，14)相接触，其中所述触轨具有导电区(A1，B1，B2，D2，E1，E2，F1)和电绝缘区(A2，C1，C2，D1，F2)，并且通过所述导电区(A1，B1，B2，D2，E1，E2，F1)和电绝缘区(A2，C1，C2，D1，F2)对逻辑状态编码，本发明的特征是，所述接触盘(10)具有n条触轨(12，14)，其中n≥2，并且通过所述n条触轨(12，14)以及通过所述导电区(A1，B1，B2，D2，E1，E2，F1)和电绝缘区(A2，C1，C2，D1，F2)顺序对N个逻辑状态编码，其中N＞2n。
10.如权利要求9所述的方法，其特征是，所述接触盘(10)具有两条触轨(12，14)。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征是，在具有两条触轨(12，14)的接触盘(10)中对六个逻辑状态(A，B，C，D，E，F)进行编码。
12.如权利要求9至11中任何一项所述的方法，其特征是，一个第一状态(A)对应一个上换向位置，一个第二状态(B)对应一个刮水区，一个第三状态(C)是静止位置之前的一个状态，一个第四状态(D)是一个静止位置，一个第五状态(E)是静止位置之后的一个状态，一个第六状态(F)是一个扩展的静止位置。
13.如权利要求9至12中任何一项所述的方法，其特征是，在所述第一状态(A)中，一个第一触轨(A1)电导通，而一个第二触轨(A2)电绝缘，在所述第二状态(B)中，所述第一触轨(B1)和第二触轨(B2)电导通，在所述第三状态(C)中，所述第一触轨(C1)和第二触轨(C2)电绝缘，在所述第四状态(D)中，所述第一触轨(D1)电绝缘，而第二触轨(D2)电导通，在所述第五状态(E)中，所述第一触轨(E1)和第二触轨(E2)电导通，并且在所述第六状态(F)中，所述第一触轨(F1)电导通，而第二触轨(F2)电绝缘。
14.如权利要求9至13中任何一项所述的方法，其特征是，设置二个接触件用于拾取状态信息，并且设置二个接触件用于电源供电。
15.如权利要求9至14中任何一项所述的方法，其特征是，所述上换向位置(A)是通过一个机械式摆动机构实现的，所述静止位置(D)和扩展静止位置(F)对应于所述下换向位置，并且所述下换向位置(D，F)是通过控制器使电机更换极性实现的。
16.如权利要求9至15中任何一项所述的方法，其特征是，在刮水器杆位置处在静止状态时，打开汽车的点火开关或者选择了一个玻璃刮水器功能后，将所述接触盘系统激活，方式是使静止位置(D)被离开，并根据编码的改变与刮水器电机的电极相应建立连接。
17.具有如权利要求1至8中任何一项所述接触盘系统的玻璃刮水器电机。
全文摘要
本发明涉及一种接触盘系统，包括一个控制器，一个可转动的接触盘(10)和多个接触件，其中所述接触盘(10)具有多条触轨(12，14)，并且每个接触件均对应一条触轨(12，14)，其中所述触轨具有导电区(A
文档编号G01D5/249GK1394177SQ01803293
公开日2003年1月29日 申请日期2001年9月15日 优先权日2000年10月27日
发明者安斯加尔·格拉斯 申请人:罗伯特·博施有限公司