(57)【要約】【課題】モータの過熱保護を行う際の故障判定を、温度検出センサを使用して実施することができるワイパモータおよび制御方法を提供する。【解決手段】本実施形態のワイパモータは、制御部が、前記ワイパモータの温度を検出する第１の温度センサと、前記ワイパモータの温度を検出し、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差を算出する温度差算出部と、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差が第１閾値を超えた状態を判定する判定部と、前記判定部によって、前記温度差が前記第１閾値を超えたときからの経過時間を計測する異常判定タイマと、前記温度差が前記第１閾値を超え、かつ、前記異常判定タイマによって計測された時間が第１の所定の時間を超えたときに前記モータ部の回転を変更するモータ回転状態変更部と、を有する。【選択図】図３
2020066367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部と、
前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、
を備えたワイパモータであって、
前記制御部は、
前記ワイパモータの温度を検出する第１の温度センサと、
前記ワイパモータの温度を検出し、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差を算出する温度差算出部と、
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差が第１閾値を超えた状態を判定する判定部と、
前記判定部によって、前記温度差が前記第１閾値を超えたときからの経過時間を計測する異常判定タイマと、
前記温度差が前記第１閾値を超え、かつ、前記異常判定タイマによって計測された時間が第１の所定の時間を超えたときに前記モータ部の回転を変更するモータ回転状態変更部と、
を有することを特徴とするワイパモータ。
【請求項２】
モータ部と、
前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、
を備えたワイパモータであって、
前記制御部は、
前記ワイパモータの温度を検出する第１の温度センサと、
前記ワイパモータの温度を検出し、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の上限値である第２閾値を超えた状態、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の下限値である第３閾値未満の状態を判定する判定部と、
前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度が、前記第２閾値を超えたときから、又は前記第３閾値未満となったときからの経過時間を計測する異常判定タイマと、
前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第３閾値よりも低い、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第２閾値よりも高い状態であって、前記異常判定タイマによって計測された時間が第２の所定の時間を超えた状態であるときに、前記モータ部の回転を変更するモータ回転状態変更部と、
を有することを特徴とするワイパモータ。
【請求項３】
前記モータ回転状態変更部によって、前記温度を検出した時点の前記モータ部の回転数よりも、前記モータ部の回転数を低くする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパモータ。
【請求項４】
前記モータ回転状態変更部によって、前記モータ部を間欠作動に変更させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパモータ。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差を算出する温度差算出部と、
前記判定部によって、前記温度差が第１閾値以下となったときからの経過時間を計測する復帰判定タイマと、を有し、
前記異常判定タイマによって計測された時間が第２の所定の時間を超えた状態であるときに、
前記判定部は、前記第１の温度センサと第２の温度センサとの温度差が前記第１閾値以下になり、かつ、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの両方が検出した温度が、温度の上限である第２閾値より所定の温度低い温度値である第４閾値以下、かつ、温度の下限値である第３閾値より所定の電圧高い温度値である第５閾値以上となった状態にあることを判定し、
前記復帰判定タイマは、前記判定部によって温度差および温度が当該状態にあると判定してから、経過時間を計測し、
前記モータ回転状態変更部は、前記復帰判定タイマによって計測された時間が第３の所定の時間を超えた状態であるときに、前記モータ部の回転を変更する
ことを特徴とする請求項２から請求項４いずれか一項に記載のワイパモータ。
【請求項６】
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、
前記制御部の制御基板上に配置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５いずれか一項に記載のワイパモータ。
【請求項７】
モータ部と、
前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、
を備えたワイパモータの制御方法であって、
前記制御部は、第１の温度センサと、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、温度差算出部と、判定部と、異常判定タイマと、モータ回転状態変更部と、を有し、
前記第１の温度センサは、前記ワイパモータの温度を検出し、
前記第２の温度センサと、前記ワイパモータの温度を検出し、
前記温度差算出部は、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差を算出し、
前記判定部は、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差が第１閾値を超えた状態を判定し、
前記異常判定タイマは、前記判定部によって、前記温度差が前記第１閾値を超えたときからの経過時間を計測し、
前記モータ回転状態変更部は、前記温度差が前記第１閾値を超え、かつ、前記異常判定タイマによって計測された時間が第１の所定の時間を超えたときに前記モータ部の回転を変更する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
モータ部と、
前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、
を備えたワイパモータの制御方法であって、
前記制御部は、第１の温度センサと、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、判定部と、異常判定タイマと、モータ回転状態変更部と、を有し、
前記第１の温度センサは、前記ワイパモータの温度を検出し、
前記第２の温度センサと、前記ワイパモータの温度を検出し、
前記判定部は、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の上限値である第２閾値を超えた状態、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の下限値である第３閾値未満の状態を判定し、
前記異常判定タイマは、前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度が、前記第２閾値を超えたときから、又は前記第３閾値未満となったときからの経過時間を計測し、
前記モータ回転状態変更部は、前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第３閾値よりも低い、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第２閾値よりも高い状態であって、前記異常判定タイマによって計測された時間が第２の所定の時間を超えた状態であるときに、前記モータ部の回転を変更する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパモータおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御ワイパモータは、１つの温度検出センサを使用し、ある一定以上の温度に達した場合、モータ保護の観点から、熱保護動作をしている（例えば、特許文献１、２を参照）。ここで、熱保護動作とは、高負荷での連続動作において、ワイパモータの発熱量が大きくなったことを検知した場合、発熱量を抑える動作（払拭回数を高から低にする。間欠動作に切り替えるなど）に切り替えてモータを保護する機能を使用する動作をいう。そして、熱保護動作においては、モータの温度が下がった場合は通常払拭動作を再開する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９４５９０号公報
【特許文献２】特許第５１２２８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、回路異常（温度センサ値が正常値範囲内で貼りつき）があった場合、故障判定できず、コントローラの温度上昇でモータが破壊される可能性があった。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、モータの過熱保護を行う際の故障判定を、温度検出センサを使用して実施することができるワイパモータおよび制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、モータ部と、前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、を備えたワイパモータであって、前記制御部は、前記ワイパモータの温度を検出する第１の温度センサと、前記ワイパモータの温度を検出し、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差を算出する温度差算出部と、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差が第１閾値を超えた状態を判定する判定部と、前記判定部によって、前記温度差が前記第１閾値を超えたときからの経過時間を計測する異常判定タイマと、前記温度差が前記第１閾値を超え、かつ、前記異常判定タイマによって計測された時間が第１の所定の時間を超えたときに前記モータ部の回転を変更するモータ回転状態変更部と、を有することを特徴とするワイパモータである。
【０００６】
また、本発明の一態様は、モータ部と、前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、を備えたワイパモータであって、前記制御部は、前記ワイパモータの温度を検出する第１の温度センサと、前記ワイパモータの温度を検出し、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の上限値である第２閾値を超えた状態、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の下限値である第３閾値未満の状態を判定する判定部と、前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度が、前記第２閾値を超えたときから、又は前記第３閾値未満となったときからの経過時間を計測する異常判定タイマと、前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第３閾値よりも低い、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第２閾値よりも高い状態であって、前記異常判定タイマによって計測された時間が第２の所定の時間を超えた状態であるときに、前記モータ部の回転を変更するモータ回転状態変更部と、を有することを特徴とするワイパモータである。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記ワイパモータであって、前記モータ回転状態変更部によって、前記温度を検出した時点の前記モータ部の回転数よりも、前記モータ部の回転数を低くすることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記ワイパモータであって、前記モータ回転状態変更部によって、前記モータ部を間欠作動に変更させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記ワイパモータであって、前記制御部は、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差を算出する温度差算出部と、前記判定部によって、前記温度差が第１閾値以下となったときからの経過時間を計測する復帰判定タイマと、を有し、前記異常判定タイマによって計測された時間が第２の所定の時間を超えた状態であるときに、前記判定部は、前記第１の温度センサと第２の温度センサとの温度差が前記第１閾値以下になり、かつ、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの両方が検出した温度が、温度の上限である第２閾値より所定の温度低い温度値である第４閾値以下、かつ、温度の下限値である第３閾値より所定の電圧高い温度値である第５閾値以上となった状態にあることを判定し、前記復帰判定タイマは、前記判定部によって温度差および温度が当該状態にあると判定してから、経過時間を計測し、前記モータ回転状態変更部は、前記復帰判定タイマによって計測された時間が第３の所定の時間を超えた状態であるときに、前記モータ部の回転を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記ワイパモータであって、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、前記制御部の制御基板上に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、モータ部と、前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、を備えたワイパモータの制御方法であって、前記制御部は、第１の温度センサと、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、温度差算出部と、判定部と、異常判定タイマと、モータ回転状態変更部と、を有し、前記第１の温度センサは、前記ワイパモータの温度を検出し、前記第２の温度センサと、前記ワイパモータの温度を検出し、前記温度差算出部は、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差を算出し、前記判定部は、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの温度差が第１閾値を超えた状態を判定し、前記異常判定タイマは、前記判定部によって、前記温度差が前記第１閾値を超えたときからの経過時間を計測し、前記モータ回転状態変更部は、前記温度差が前記第１閾値を超え、かつ、前記異常判定タイマによって計測された時間が第１の所定の時間を超えたときに前記モータ部の回転を変更することを特徴とする制御方法である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、モータ部と、前記モータ部に結合され、前記モータ部の回転を減速するギヤ部と、前記ギヤ部を収納するギヤハウジングと、前記ギヤハウジングに収容され、前記モータ部の回転を制御する制御部を備えた減速機構部と、を備えたワイパモータの制御方法であって、前記制御部は、第１の温度センサと、前記第１の温度センサに近接して配置された第２の温度センサと、判定部と、異常判定タイマと、モータ回転状態変更部と、を有し、前記第１の温度センサは、前記ワイパモータの温度を検出し、前記第２の温度センサと、前記ワイパモータの温度を検出し、前記判定部は、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の上限値である第２閾値を超えた状態、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度の下限値である第３閾値未満の状態を判定し、前記異常判定タイマは、前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方によって検出された温度が、前記第２閾値を超えたときから、又は前記第３閾値未満となったときからの経過時間を計測し、前記モータ回転状態変更部は、前記判定部によって、前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第３閾値よりも低い、又は前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサの少なくとも一方で検出された温度が、前記第２閾値よりも高い状態であって、前記異常判定タイマによって計測された時間が第２の所定の時間を超えた状態であるときに、前記モータ部の回転を変更することを特徴とする制御方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２つの温度センサの温度、温度差を検出することにより故障判定を実施し、モータの過熱保護を適切に行えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るワイパ装置を示す模式図である。
【図２】図１に示すブラシレスモータ１ａの構成例を示す構成図である。
【図３】本実施形態に係る制御部１２の構成の一例の概略を示すブロック図である。
【図４】（変更条件１）におけるモータ回転状態変更部１２ｃが行う、モータ部の回転を変更する制御について説明するための図である。
【図５】（変更条件２）におけるモータ回転状態変更部１２ｃが行う、モータ部の回転を変更する制御について説明するための図である。
【図６】（変更条件３）におけるモータ回転状態変更部１２ｃが行う、モータ部の回転を変更する制御について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るワイパ装置１０の全体構成を示す模式図である。図１に示すワイパ装置１０は、車体に揺動自在に設けられた運転席側のワイパアーム３ａと助手席側のワイパアーム３ｂとを有している。各ワイパアーム３ａおよび３ｂには、運転席側のワイパブレード４ａと助手席側のワイパブレード４ｂが取り付けられている。ワイパブレード４ａおよび４ｂはワイパアーム３ａおよび３ｂ内に内装された図示していないばね部材等によってフロントガラス３００に押しつけられる形で接触している。車体には２つの出力軸９ａおよび９ｂが設けられており、ワイパアーム３ａおよび３ｂはその基端部で出力軸９ａおよび９ｂにそれぞれ取り付けられている。
【００１６】
ワイパアーム３ａおよび３ｂを揺動運動させるため、ワイパ装置１０には２つのモータ装置１００ａおよび１００ｂが設けられている。ワイパ装置１０は、２つのモータ装置１００ａおよび１００ｂを同期させて正逆転制御することでワイパブレード４ａおよび４ｂが一点鎖線で示す払拭範囲５ａおよび５ｂにおいて揺動運動する。モータ装置１００ａは、ブラシレスモータ（以下、単にモータという場合がある）１ａと減速機構２ａとによって構成されている。モータ装置１００ｂは、ブラシレスモータ１ｂと減速機構２ｂとによって構成されている。ブラシレスモータ１ａは、車両側のコントローラであるＥＣＵ２００と車載ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）４００を介して接続されている。ＥＣＵ２００からブラシレスモータ１ａに対しては、ワイパスイッチのＯＮ／ＯＦＦや、ＬｏおよびＨｉおよびＩＮＴ（間欠作動）などのスイッチ情報やエンジン起動情報、車速情報等が車載ＬＡＮ４００を介して入力される。ブラシレスモータ１ａおよび１ｂ間は通信線５００で接続されている。図１に示すワイパ装置１０では、通信線５００を介して所定の情報を送受信することでブラシレスモータ１ａとブラシレスモータ１ｂが協働してワイパブレード４ａおよび４ｂの動作を制御する。ブラシレスモータ１ａとブラシレスモータ１ｂは一部のプログラムの内容等が異なるが、基本的な構成は同一とすることができる。
【００１７】
次に、図２を参照して図１に示すブラシレスモータ１ａの構成例について説明する。ブラシレスモータ１ａは、インバータ１１と、制御部１２と、ロータ１３と、ステータ１４と、ホールセンサ１５ｕ、１５ｖおよび１５ｗとを備える。
【００１８】
ステータ１４は、図示していないステータコアと、そのステータコアが有する複数のスロットに巻回された巻線１４ｕ、１４ｖおよび１４ｗとを有する。巻線１４ｕ、１４ｖおよび１４ｗは、デルタ結線された三相巻線である。ただし、デルタ結線に限らず、スター結線であってもよい。
【００１９】
ロータ１３は、永久磁石を有し、ステータ１４に対向した状態で回転する。ロータ１３は、ステータ１４の内側に配置されたインナロータ形の構造であってもよいし、ステータ１４の外側に配置されたアウターロータ形の構造であってもよい。ロータ１３およびステータ１４の構造に限定はないが、例えば、Ｎ極およびＳ極からなる永久磁石の極数を４極、ステータ１４のスロット数を６とする４極６スロット構造とすることができる。
【００２０】
ホールセンサ（位置検出部）１５ｕ、１５ｖおよび１５ｗは、ホール素子を用いてロータ１３の回転位置を検出し、検出した結果を出力する。ホールセンサ１５ｕ、１５ｖおよび１５ｗは、それぞれ電気角で１２０°毎ずれた位置を検出する。ホールセンサ１５ｕ、１５ｖおよび１５ｗは、例えば、ホール素子を用いて発生した磁界に比例した大きさのアナログ信号をコンパレータによってハイレベル（Ｈレベル）またはローレベル（Ｌレベル）の信号に変換したデジタル信号を制御部１２に対して出力する。本実施形態では、ホールセンサ１５ｕがＵ相に対応するデジタル信号（位置検出信号Ｈｕ）を出力し、ホールセンサ１５ｖがＶ相に対応するデジタル信号（位置検出信号Ｈｖ）を出力し、ホールセンサ１５ｗがＷ相に対応するデジタル信号（位置検出信号Ｈｗ）を出力する。本実施形態のホールセンサ１５ｕ、１５ｖおよび１５ｗは、ホールセンサ１５ｕ、１５ｖまたは１５ｗの出力信号のレベルが変化する各位置すなわち出力信号にエッジが発生する各位置で直ちにインバータ１１の出力を変化させた場合に電気角で３０°の進角となるようにロータ１３に対して設置されている。
【００２１】
インバータ１１は、複数のスイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２を有し、外部電源６００を直流電源として複数のスイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２を所定の組み合わせでオンまたはオフすることで三相巻線である巻線１４ｕ、１４ｖおよび１４ｗに交流電流を通電する。外部電源６００は、例えば車両に搭載されたバッテリ、キャパシタ等を含む。図２に示す例では、６個のスイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）で構成されている。スイッチング素子１１ｕ１、１１ｖ１および１１ｗ１は、各ドレインが共通に外部電源６００の正極に接続されている。スイッチング素子１１ｕ１のソースは、巻線１４ｕと巻線１４ｗとの接続端子（Ｕ相端子とする）とスイッチング素子１１ｕ２のドレインに接続されている。スイッチング素子１１ｖ１のソースは、巻線１４ｖと巻線１４ｕとの接続端子（Ｖ相端子とする）とスイッチング素子１１ｖ２のドレインに接続されている。スイッチング素子１１ｗ１のソースは、巻線１４ｗと巻線１４ｖとの接続端子（Ｗ相端子とする）とスイッチング素子１１ｗ２のドレインに接続されている。スイッチング素子１１ｕ２、１１ｖ２および１１ｗ２は、各ソースが共通に外部電源６００の負極（例えば接地端子）に接続されている。なお、スイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２のオンまたはオフ動作は制御部１２によって制御される。
【００２２】
制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等を備えたマイクロコンピュータとその周辺回路とを含み、スイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２を制御する。また、制御部１２は、ＥＣＵ２００およびブラシレスモータ１ｂとの間で所定の情報を送受信する。また、制御部１２は、ロータ１３の回転に応じた三相巻線の各相の巻線１４ｕ、１４ｖおよび１４ｗの通電状態の変化を表す通電パターンを低速通電制御用の低速通電パターンまたは高速通電制御用の高速通電パターンに切り替えて複数のスイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２のオンまたはオフの状態を制御する。また、制御部１２は、複数のスイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２をオンまたはオフ状態に制御する際に、ロータ１３の回転速度（モータ速度ともいう）が所定の目標値となるように、ＰＷＭ（パルス幅変調）を用いて一定周期毎のデューティ比（Ｄｕｔｙ出力値ともいう）を所定の制限値（ＤｕｔｙＬｉｍｉｔ値ともいう）で制御する。ここで所定の制限値での制御とは、巻線１４ｕ、１４ｖおよび１４ｗに流れる電流値を設けるための制御であり、制限値はロータ１３の回転速度や外部電源６００の電圧値、周囲温度等によって変化する。この制限値を設定することで、モータ装置１００ａを含むワイパ装置１０を保護している。なお、デューティ比とは、ＰＷＭの１周期におけるオン時間をオン時間とオフ時間の合計値で除した値である。
【００２３】
ここで、ワイパ装置１０の詳細な構成について説明する。ワイパ装置１０は、例えば、乗用自動車等の車両に備えられたフロントガラス３００を払拭するためのものである。ワイパ装置１０は、上述した一対のワイパ（ワイパアーム３ａおよび３ｂと、ワイパブレード４ａおよび４ｂとにより構成されている）と、ブラシレスモータ１ａおよび１ｂ（ワイパモータ）と、ブラシレスモータ１ａおよび１ｂ各々が有する制御部１２およびリンク機構（図１、２においては不図示）と、減速機構２ａおよび２ｂ（減速機構部）と、を含んで構成される。
減速機構２ａ（および２ｂ）においては、ロータ１３から延びるロータシャフトの端部にはウォームが形成される。当該ウォームは、出力軸（ギヤ部）と一体に形成されたウォームホイールと噛みあっている。本実施の形態では、ウォームとウォームホイールとで、減速機構２ａ（および２ｂ）を構成する。ウォームとウォームホイールとが噛みあうことによって、ロータ１３の回転を所定の減速比で減速して出力軸９ａおよび９ｂに伝達することが可能となっている。
また、減速機構２ａ（および２ｂ）は、モータの回転を減速するウォームホイールおよび出力軸（ギヤ部）を収容するギヤハウジングに、モータ部の回転を制御する制御部１２を備えた構成を有する。
【００２４】
本実施の形態に係るワイパ装置では、一対の出力軸９ａおよび９ｂが所定の範囲の回転角で正逆回転されると、この出力軸の回転力がワイパアーム３ａおよび３ｂに伝達され、このワイパアーム３ａおよび３ｂの往復動作に伴ってワイパブレード４ａおよび４ｂがフロントガラス３００上における下反転位置と上反転位置との間で往復動作をする。
【００２５】
すなわち、ワイパ装置１０は、ブラシレスモータ１ａおよび１ｂ（モータ部）と、モータ部に結合され、モータ部の回転を減速する減速機構２ａおよび２ｂ各々が有する出力軸（ギヤ部）と、ギヤ部を収納するギヤハウジングと、ギヤハウジングに収容され、モータ部の回転を制御する制御部１２を備えた減速機構部と、を備えたワイパモータを含んで構成される。
【００２６】
ここで、図３を参照して、ワイパ装置１０における制御部１２の一例について説明する。図３は、本実施形態に係る制御部１２の構成の一例の概略を示すブロック図である。
制御部１２は、モータ位置推定部１２ａと、指令値算出部１２ｂと、モータ回転状態変更部１２ｃと、第１の温度センサ１２ｄと、第２の温度センサ１２ｅと、温度差算出部１２ｆと、判定部１２ｇと、異常判定タイマ１２ｈと、復帰判定タイマ１２ｉと、を含んで構成される。
なお、制御部１２を搭載する制御基板は、図２に示すインバータ１１を搭載している。また、当該制御基板は、モータの回転を減速するウォームホイールおよび出力軸（ギヤ部）を収容するギヤハウジングの内部に配置される。
【００２７】
モータ位置推定部１２ａは、ホールセンサ（位置検出部）１５ｕ、１５ｖおよび１５ｗが出力するデジタル信号である位置検出信号Ｈｕ、位置検出信号Ｈｖ、位置検出信号Ｈｗが入力され、ロータ１３の位置を算出する。モータ位置推定部１２ａは、算出したロータ１３の位置を、モータ回転状態変更部１２ｃに出力する。
【００２８】
指令値算出部１２ｂは、ＥＣＵ２００からブラシレスモータ１ａ（および１ｂ）に入力される情報から、ワイパブレード４ａおよび４ｂに対して、この順番に払拭動作の時間間隔が長くなるＨｉ、Ｌｏ、ＩＮＴ（間欠）の３種類の作動モードのいずれかを設定するという、ロータ１３の回転速度に係る指令信号を抽出する。指令値算出部１２ｂは、抽出したロータ１３の回転速度に係る指令信号を、モータ回転状態変更部１２ｃに出力する。
【００２９】
モータ回転状態変更部１２ｃは、モータ位置推定部１２ａで算出されたロータ１３の位置に応じて変化する電圧の位相を算出すると共に、算出した位相および指令値算出部１２ｂが抽出したロータ１３の回転速度に基づいてデューティ比を決定する。また、モータ回転状態変更部１２ｃは、デューティ比に応じたパルス信号であるＰＷＭ信号を生成して、図２に示すインバータ１１における複数のスイッチング素子１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１および１１ｗ２のゲートに出力するＰＷＭ制御を行う。
また、モータ回転状態変更部１２ｃは、ブラシレスモータ１ａ（および１ｂ）の回転速度（回転）を変更する制御を行うが、これについては、温度差算出部１２ｆと、判定部１２ｇと、異常判定タイマ１２ｈと、復帰判定タイマ１２ｉとの動作を説明した後、詳述する。
【００３０】
第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅは、制御部１２の制御基板上に近接して配置される。第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅは、ブラシレスモータ１ａ（および１ｂ）の温度を検出する。第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅは、検出した温度を、温度差算出部１２ｆおよび判定部１２ｇに対して出力する。なお、第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅは、インバータ１１を構成する素子の近くに実装するのが好ましい。また、可能であれば、第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅを、例えば、巻線１４ｕ、１４ｖおよび１４ｗの近くに実装して、ブラシレスモータ１ａ（および１ｂ）の過熱状態を検出してもよい。
【００３１】
温度差算出部１２ｆは、第１の温度センサ１２ｄが検出した温度と、第２の温度センサ１２ｅが検出した温度と、の温度差（差分である絶対値）を算出する。温度差算出部１２ｆは、算出した温度差を、判定部１２ｇに対して出力する。
【００３２】
判定部１２ｇは、第１の温度センサ１２ｄが検出した温度と、第２の温度センサ１２ｅが検出した温度と、が下記に記載の判定条件を満たすか否かを判定する。
（判定条件１）判定部１２ｇは、第１の温度センサ１２ｄと第２の温度センサ１２ｅとの温度差が第１閾値を超えた状態にあるか否かを判定する。
（判定条件２）判定部１２ｇは、第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅの少なくとも一方が検出した温度が、温度の上限である第２閾値を超えた状態、または、温度の下限値である第３閾値未満となった状態にあるか否かを判定する。
（判定条件３）判定部１２ｇは、上記判定条件２の状態になったと判定した後に、第１の温度センサ１２ｄと第２の温度センサ１２ｅとの温度差が第１閾値以下になり、かつ、第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅの両方が検出した温度が、温度の上限である第２閾値より所定の温度低い温度値（以下、第４閾値という）以下、かつ、温度の下限値である第３閾値より所定の電圧高い温度値（以下、第５閾値という）以上となった状態にあるか否かを判定する。
【００３３】
異常判定タイマ１２ｈおよび復帰判定タイマ１２ｉは、それぞれ、判定部１２ｇが上記（判定条件１）〜（判定条件２）において、「状態にある」と判定されたときからの経過時間、または、判定部１２ｇが、上記（判定条件３）において、「状態にある」と判定されたときからの経過時間を計測する。
具体的には、異常判定タイマ１２ｈは、判定部１２ｇが、上記（判定条件１）〜（判定条件２）において、「状態にある」と判定されたときからの経過時間を計測する。
復帰判定タイマ１２ｉは、判定部１２ｇが、上記（判定条件３）において、「状態にある」と判定されたときからの経過時間を計測する。
【００３４】
モータ回転状態変更部１２ｃは、判定部１２ｇの判定結果と、異常判定タイマ１２ｈまたは復帰判定タイマ１２ｉの計測結果である経過時間に基づいて、モータ部の回転を変更する制御を行う。
ここで、モータ部の回転を変更する制御とは、ロータ１３の回転速度に係る指令信号（この順番に払拭動作の時間間隔が長くなるＨｉ、Ｌｏ、ＩＮＴ（間欠）の３種類の作動モードのいずれかに設定された指令信号）に基づいて作動モードが設定されているモータ部（ブラシレスモータ１ａ、１ｂ）の作動モードを、当該設定された作動モードに応じた回転（回転数）から回転を変更する制御である。
【００３５】
具体的には、モータ回転状態変更部１２ｃは、下記に記載の変更条件に基づいて、モータ部の回転を変更する制御を行う。
（変更条件１）モータ回転状態変更部１２ｃは、判定部１２ｇが、上記（判定条件１）において、「第１の温度センサ１２ｄと第２の温度センサ１２ｅとの温度差が第１閾値を超えた状態にある」と判定し、異常判定タイマ１２ｈが計測した経過時間が、第１の所定時間を超えたときに、モータ部の回転を変更する制御を行う。
（変更条件２）モータ回転状態変更部１２ｃは、判定部１２ｇが、上記（判定条件２）において、「第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅの少なくとも一方が検出した温度が、温度の上限である第２閾値を超えた状態、または、温度の下限値である第３閾値未満となった状態にある」と判定し、異常判定タイマ１２ｈが計測した経過時間が、第２の所定時間を超えたときに、モータ部の回転を変更する制御を行う。なお、変更条件２に、変更条件１が含まれる構成としてもよい。
（変更条件３）モータ回転状態変更部１２ｃは、判定部１２ｇが、上記（判定条件３）において、「上記判定条件２の状態になったと判定した後に、第１の温度センサ１２ｄと第２の温度センサ１２ｅとの温度差が第１閾値以下になり、かつ、第１の温度センサ１２ｄおよび第２の温度センサ１２ｅの両方が検出した温度が、第４閾値以下、かつ、第５閾値以上となった状態にある」と判定し、復帰判定タイマ１２ｉが計測した経過時間が、第３の所定時間を超えたときに、モータ部の回転を変更する制御を行う。
【００３６】
また、具体的には、モータ回転状態変更部１２ｃは、温度差算出部１２ｆが温度差を検出した時点のモータ部（ブラシレスモータ１ａ、１ｂ）の回転数よりも、回転数を低くする、すなわち、モータ部の回転速度を低下させる（払拭動作の時間間隔が長くなる）。
あるいは、モータ回転状態変更部１２ｃは、例えば、Ｈｉ、Ｌｏの２種類の作動モードのいずれかに設定された作動モードをＩＮＴ（間欠）作動に変更する制御を行う。
続いて、図４〜図６を参照して、上述の（変更条件１）〜（変更条件３）におけるモータ回転状態変更部１２ｃが行う、モータ部の回転を変更する制御について説明する。
【００３７】
図４は、（変更条件１）におけるモータ回転状態変更部１２ｃが行う、モータ部の回転を変更する制御について説明するための図である。
図４においては、温度センサ１（第１の温度センサ１２ｄ）および温度センサ２（第２の温度センサ１２ｅ）が検出した温度の時間（Ｔｉｍｅ）変化、異常判定タイマ（異常判定タイマ１２ｈ）の計測時間の時間変化を示している。
また、ワイパ動作として、Ｈｉまたは（ｏｒ）Ｌｏの作動モードからＩＮＴ(間欠)作動に切り替わる時刻を示すために、「温度検出回路異常」で示す信号を便宜的に考え、当該信号がＬ（Ｌｏｗ）レベルからＨ（Ｈｉｇｈ）レベルへ切り替わる時刻において、モータ回転状態変更部１２ｃがモータ部の回転を変更するものとした。
図４においては、時刻ｔ１１において、判定部１２ｇは、第１の温度センサ１２ｄと第２の温度センサ１２ｅとの温度差が第１閾値（３０℃）を超えた状態にあるか否かを判定する。この判定結果は超えているという判定結果である。
異常判定タイマ１２ｈは、判定部１２ｇが（判定条件１）において、「超えた状態にある」と判定されたときからの経過時間を計測する。しかしながら、時刻ｔ１２において、判定部１２ｇが（判定条件１）において、「超えた状態にない」と判定するため、異常判定タイマ１２ｈは、経過時間を０ｍｓ（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ；ミリ秒）にリセットする。
なお、この判定部１２ｇが（判定条件１）において、「超えた状態にない」と判定するのは、図に示すように第１の温度センサ１２ｄの検出温度がばらついており、温度差が第１閾値（３０℃）以下となってしまったのが理由としてあげられる。
時刻ｔ１３において、図に示すように第１の温度センサ１２ｄの検出温度のばらつきがなくなったため、温度差が第１閾値（３０℃）を超え、異常判定タイマ１２ｈは、判定部１２ｇが（判定条件１）において、「超えた状態にある」と判定されたときからの経過時間を再度計測する。
【００３８】
そして、時刻ｔ１４において、異常判定タイマ１２ｈの計測する経過時間が第１の所定時間（１００８ｍｓ）を超えたときに、モータ回転状態変更部１２ｃはモータ部の回転を、ＨｉまたはＬｏ作動からＩＮＴ（間欠）作動へと変更する制御を行う。
なお、図４で示す上限である第２閾値（１６０℃）、下限である第３閾値（−５０℃）は、それぞれ温度センサが検出可能な正常な温度範囲における上限、下限である。
すなわち、温度センサが検出可能な正常な温度値は、第２閾値≧温度値≧第３閾値という正常値範囲で表される。一方、温度センサが検出可能な異常な温度は、第２閾値＜温度、または温度＜第３閾値という異常値範囲で表される。
このように、本実施形態におけるブラシレスモータ１ａおよび１ｂ（ワイパモータ）では、回路異常（温度センサ値が正常値範囲内で貼りつき）があった場合でも、故障判定を可能とし、コントローラ(制御部１２およびインバータ１１)の温度上昇でモータが破壊される可能性を低減できる効果がある。すなわち、２つの温度センサの温度、温度差を検出することにより故障判定を実施し、モータの過熱保護を適切に行えることができる。
【００３９】
図５は、（変更条件２）におけるモータ回転状態変更部１２ｃが行う、モータ部の回転を変更する制御について説明するための図である。
図５においては、温度センサ１（第１の温度センサ１２ｄ）および温度センサ２（第２の温度センサ１２ｅ）が検出した温度の時間（Ｔｉｍｅ）変化、異常判定タイマ（異常判定タイマ１２ｈ）の計測時間の時間変化を示している。
また、ワイパ動作として、Ｈｉまたは（ｏｒ）Ｌｏの作動モードからＩＮＴ(間欠)作動に切り替わる時刻を示すために、「温度検出回路異常」で示す信号を便宜的に考え、当該信号がＬ（Ｌｏｗ）レベルからＨ（Ｈｉｇｈ）レベルへ切り替わる時刻において、モータ回転状態変更部１２ｃがモータ部の回転を変更するものとした。
図５においては、時刻ｔ２１において、第１の温度センサ１２ｄの検出温度が上昇し始め、時刻ｔ２２において、判定部１２ｇは、第１の温度センサ１２ｄの検出温度が上限である第２閾値（１６０℃）を超えた状態にあるか否かを判定する。この判定結果は超えているという判定結果である。
【００４０】
異常判定タイマ１２ｈは、時刻ｔ２２において、判定部１２ｇが（判定条件２）において、「超えた状態にある」と判定されたときからの経過時間を計測する。なお、判定部１２ｇは、時刻ｔ２１とｔ２２との間において、(判定条件１)で示した判定を行ってもよい。
そして、時刻ｔ２３において、異常判定タイマ１２ｈの計測する経過時間が第２の所定時間（１０８ｍｓ）を超えたときに、モータ回転状態変更部１２ｃはモータ部の回転を、ＨｉまたはＬｏ作動からＩＮＴ（間欠）作動へと変更する制御を行う。
【００４１】
図６は、（変更条件３）におけるモータ回転状態変更部１２ｃが行う、モータ部の回転を変更する制御について説明するための図である。
図６においては、温度センサ１（第１の温度センサ１２ｄ）および温度センサ２（第２の温度センサ１２ｅ）が検出した温度の時間（Ｔｉｍｅ）変化、異常判定タイマ（異常判定タイマ１２ｈ）および復帰判定タイマ（復帰判定タイマ１２ｉ）の計測時間の時間変化を示している。
また、ワイパ動作として、Ｈｉまたは（ｏｒ）Ｌｏの作動モードからＩＮＴ(間欠)作動に切り替わる時刻、或いはＩＮＴ(間欠)作動の作動モードからＨｉまたは（ｏｒ）Ｌｏ作動に切り替わる時刻を示すために、「温度検出回路異常」で示す信号を便宜的に考え、当該信号がＬ（Ｌｏｗ）レベルからＨ（Ｈｉｇｈ）レベルへ切り替わる時刻、或いはＨレベルからＬレベルへ切り替わる時刻において、モータ回転状態変更部１２ｃがモータ部の回転を変更するものとした。
図６においては、時刻ｔ３１において、第１の温度センサ１２ｄの検出温度が上昇し始め、時刻ｔ３２において、判定部１２ｇは、第１の温度センサ１２ｄの検出温度が上限である第２閾値（１６０℃）を超えた状態にあるか否かを判定する。この判定結果は超えているという判定結果である。
【００４２】
異常判定タイマ１２ｈは、時刻ｔ３２において、判定部１２ｇが（判定条件２）において、「超えた状態にある」と判定されたときからの経過時間を計測する。
そして、時刻ｔ３３において、異常判定タイマ１２ｈの計測する経過時間が第２の所定時間（１０８ｍｓ）を超えたときに、モータ回転状態変更部１２ｃはモータ部の回転を、ＨｉまたはＬｏ作動からＩＮＴ（間欠）作動へと変更する制御を行う。
以上の動作は、図５に示した（変更条件２）における動作と同一であり、本（変更条件３）における動作は、ＩＮＴ（間欠）作動からＨｉまたはＬｏ作動に切り替わる復帰許可条件を含む動作である。
【００４３】
図６においては、時刻ｔ３３〜ｔ３４の間の時刻において、第１の温度センサ１２ｄの検出温度が下降し始め、時刻ｔ３４において、判定部１２ｇは、第１の温度センサ１２ｄと第２の温度センサ１２ｅとの温度差（温度差算出部１２ｆの算出結果）が第１閾値（３０℃）以下になり、かつ、第１の温度センサ１２ｄ（および第２の温度センサ１２ｅ）の両方が検出した温度が、第４閾値（１４０ｍｓ）以下、かつ、第５閾値（−３０℃）以上となった状態にあるか否かを判定する。この判定結果はかかる状態になっているという判定結果である。
また、復帰判定タイマ１２ｉは、時刻ｔ３４において、判定部１２ｇが（判定条件３）において、「かかる状態にある」と判定されたときからの経過時間を計測する。なお、異常判定タイマ１２ｈは、経過時間を第２の所定時間（１０８ｍｓ）から０ｍｓにリセットする。
そして、時刻ｔ３４において、復帰判定タイマ１２ｉの計測する経過時間が第３の所定時間（１０８ｍｓ）を超えたときに、モータ回転状態変更部１２ｃはモータ部の回転を、ＩＮＴ（間欠）作動からＨｉまたはＬｏ作動へと変更する制御を行う。
なお、図６で示す第４閾値（１４０℃）、図５では不図示の第５閾値（−３０℃）は、それぞれ温度センサが検出可能な正常な温度範囲における上限値である第２閾値（１６０℃）、下限値である第３閾値（−５０℃）から所定の温度値低い、或いは高い温度値である。
すなわち、温度センサが検出可能な正常な温度値は、第２閾値＞第４閾値≧温度値≧第５閾値＞第３閾値という正常値範囲で表される。
このように、本実施形態におけるブラシレスモータ１ａおよび１ｂ（ワイパモータ）では、回路異常（温度センサ値が正常値範囲内で貼りつき）があった場合でも、故障判定を可能とし、コントローラ(制御部１２およびインバータ１１)の温度上昇でモータが破壊される可能性を低減できる効果がある。
【００４４】
以上のように、本発明の実施形態によれば、２つの温度センサの温度、温度差を検出することにより故障判定を実施し、モータの過熱保護を適切に行えることができる。
【００４５】
なお、本発明の実施形態は上記のものに限定されない。例えば、上記実施形態では、ロータ１３およびステータ１４と、インバータ１１および制御部１２を一体的に構成しているが、例えば、制御部１２をその他の構成から分離して構成したり、制御部１２とインバータ１１をその他の構成から分離して構成したりしてもよい。また、上記実施形態は、ワイパ装置１０には２つのモータ装置１００ａおよび１００ｂが設けられている構成としたが、この構成に限定されず、例えば、１つのモータ装置でリンク機構を介しワイパアーム３ａおよび３ｂを揺動運動させる構成としてもよい。また、上記実施形態は、ブラシレスモータ１ａおよび１ｂを、ワイパ装置１０の構成要素としているが、適用分野はワイパ装置に限定されない。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ、１ｂ  ブラシレスモータ
１０  ワイパ装置
１００ａ、１００ｂ  モータ装置
１１  インバータ
１１ｕ１、１１ｕ２、１１ｖ１、１１ｖ２、１１ｗ１、１１ｗ２  スイッチング素子
１２  制御部
１２ａ  モータ位置推定部
１２ｂ  指令値算出部
１２ｃ  モータ回転状態変更部
１２ｄ  第１の温度センサ
１２ｅ  第２の温度センサ
１２ｆ  温度差算出部
１２ｇ  判定部１２ｇ
１２ｈ  異常判定タイマ
１２ｉ  復帰判定タイマ
１３  ロータ
１４  ステータ
１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ  巻線
１５ｕ、１５ｖ、１５ｗ  ホールセンサ
【図１】
2020066367.tif 000003
【図２】
2020066367.tif 000004
【図３】
2020066367.tif 000005
【図４】
2020066367.tif 000006
【図５】
2020066367.tif 000007
【図６】
2020066367.tif 000008