(57)【要約】【課題】車両の乗員に可聴音が聴取されることを抑制しつつ、モータの消費電力を抑制する。【解決手段】ドライバ５６Ｂは、ワイパモータ１８の巻線の一端とバッテリ８０の正極との間を開閉可能なトランジスタＴr1、ワイパモータ１８の巻線の他端とバッテリ８０の正極との間を開閉可能なトランジスタＴr2、ワイパモータ１８の巻線の一端とバッテリ８０の負極との間を開閉可能なトランジスタＴr3、及び、ワイパモータ１８の巻線の他端とバッテリ８０の負極との間を開閉可能なトランジスタＴr4を含んでいる。ワイパＥＣＵ５８及びプリドライバ５６Ａは、ワイパモータ１８をＰＷＭにより駆動するためのＰＷＭ信号をドライバ５６Ｂの各トランジスタに供給すると共に、ＰＷＭ信号の周波数を車両の車室内の音量に応じて制御する。【選択図】図２
2020062910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたモータと、
前記モータの巻線の一端と給電端との間を開閉可能な第１スイッチング素子、前記モータの巻線の他端と前記給電端との間を開閉可能な第２スイッチング素子、前記モータの巻線の一端と接地端との間を開閉可能な第３スイッチング素子、及び、前記モータの巻線の他端と前記接地端との間を開閉可能な第４スイッチング素子を含む駆動部と、
前記モータをＰＷＭにより駆動するためのＰＷＭ信号を前記駆動部の各スイッチング素子に供給すると共に、前記ＰＷＭ信号の周波数を前記車両の車室内の音量に応じて制御する制御部と、
を含む車両用モータ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記車両の車室内の音量が所定値以上の場合に、前記車室内の音量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１記載の車両用モータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記車両の速度を検出する車速検出部によって検出された車速が所定値以上の場合に、前記車速が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１又は請求項２記載の車両用モータ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記車両に搭載された空調装置のオンオフを検出する第１検出部によって前記空調装置のオンが検出された場合に、前記空調装置のオフが検出された場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記車両に搭載された空調装置による風量を検出する第２検出部によって前記風量が所定値以上であることが検出された場合に、前記風量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記車両に搭載されたワイパ装置による払拭速度を設定するワイパスイッチで設定された前記払拭速度が所定値以上の場合に、前記払拭速度が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【請求項７】
前記制御部は、雨量検出部によって検出された雨量が所定値以上の場合に、前記雨量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１〜請求項６の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記車両に搭載されたオーディオ装置のオンオフを検出する第３検出部によって前記オーディオ装置のオンが検出された場合に、前記オーディオ装置のオフが検出された場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１〜請求項７の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記車両に搭載されたオーディオ装置による音量を検出する第４検出部によって前記音量が所定値以上であることが検出された場合に、前記音量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１〜請求項８の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【請求項１０】
前記車両は、エンジンが搭載され、イグニッションスイッチがオンの間、前記エンジンが選択的に駆動される構成であり、
前記制御部は、前記エンジンが駆動されている場合に、前記エンジンの駆動が停止されている場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする請求項１〜請求項９の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【請求項１１】
前記モータはワイパモータである請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の車両用モータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用モータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、４個の電界効果トランジスタによってＨブリッジ回路を形成し、各トランジスタにＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号を供給することで、ワイパモータの回転方向及び回転速度を制御する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２９４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイパモータのような車載モータをＰＷＭで駆動する場合、トランジスタのオンオフに伴ってＰＷＭ信号の周波数でモータ（コイル）が振動する。このため、モータ（コイル）の振動が車両の乗員に可聴音として聴取されて乗員に不快感を与えることを抑制するために、ＰＷＭ信号の周波数は可聴域よりも高周波側（一例としては20[kHz]）に設定されている。
【０００５】
しかしながら、Ｈブリッジ回路で車載モータを駆動する場合は、車載モータを経由しない貫通電流が流れることを防止するために、デッドタイムを設ける必要がある。そして、ＰＷＭ信号の周波数が高くなるに従って、ＰＷＭ信号に占めるデッドタイムの時間割合が高くなることでモータの駆動の効率が低下するので、ＰＷＭ信号の周波数を可聴域よりも高周波側に設定することはモータの消費電力の増大に繋がるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、車両の乗員に可聴音が聴取されることを抑制しつつ、モータの消費電力を抑制することができる車両用モータ装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る車両用モータ装置は、車両に搭載されたモータと、前記モータの巻線の一端と給電端との間を開閉可能な第１スイッチング素子、前記モータの巻線の他端と前記給電端との間を開閉可能な第２スイッチング素子、前記モータの巻線の一端と接地端との間を開閉可能な第３スイッチング素子、及び、前記モータの巻線の他端と前記接地端との間を開閉可能な第４スイッチング素子を含む駆動部と、前記モータをＰＷＭにより駆動するためのＰＷＭ信号を前記駆動部の各スイッチング素子に供給すると共に、前記ＰＷＭ信号の周波数を前記車両の車室内の音量に応じて制御する制御部と、を含んでいる。
【０００８】
本発明の第１の態様は、駆動部の第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子がＨブリッジ回路を形成しており、モータをＰＷＭにより駆動するためのＰＷＭ信号が各スイッチング素子に供給される。ここで、車両の車室内では様々な音が聴取されることに基づき、本発明の第１の態様では、ＰＷＭ信号の周波数を車両の車室内の音量に応じて制御する。
【０００９】
これにより、車両の車室内が、スイッチング素子のオンオフに伴うモータ（巻線）の振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況にある場合に、ＰＷＭ信号に占めるデッドタイムの時間割合が小さくなってモータの駆動の効率が向上するように、ＰＷＭ信号の周波数を制御することが可能になる。従って、本発明の第１の態様によれば、車両の乗員に可聴音が聴取されることを抑制しつつ、モータの消費電力を抑制することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様において、前記制御部は、前記車両の車室内の音量が所定値以上の場合に、前記車室内の音量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００１１】
これにより、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況にある場合に、ＰＷＭ信号の周波数を低くすることで、ＰＷＭ信号に占めるデッドタイムの時間割合を小さくしてモータの駆動の効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、本発明の第１又は第２の態様において、前記制御部は、前記車両の速度を検出する車速検出部によって検出された車速が所定値以上の場合に、前記車速が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００１３】
本発明の第３の態様では、車速検出部によって検出された車速に基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、本発明の第１〜第３の態様の何れかにおいて、前記制御部は、前記車両に搭載された空調装置のオンオフを検出する第１検出部によって前記空調装置のオンが検出された場合に、前記空調装置のオフが検出された場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００１５】
本発明の第４の態様では、車両に搭載された空調装置のオンオフに基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様は、本発明の第１〜第４の態様の何れかにおいて、前記制御部は、前記車両に搭載された空調装置による風量を検出する第２検出部によって前記風量が所定値以上であることが検出された場合に、前記風量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００１７】
本発明の第５の態様では、車両に搭載された空調装置による風量に基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００１８】
本発明の第６の態様は、本発明の第１〜第５の態様の何れかにおいて、前記制御部は、前記車両に搭載されたワイパ装置による払拭速度を設定するワイパスイッチで設定された前記払拭速度が所定値以上の場合に、前記払拭速度が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００１９】
本発明の第６の態様では、車両に搭載されたワイパ装置による払拭速度に基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００２０】
本発明の第７の態様は、本発明の第１〜第６の態様の何れかにおいて、前記制御部は、雨量検出部によって検出された雨量が所定値以上の場合に、前記雨量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００２１】
本発明の第７の態様では、雨量に基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００２２】
本発明の第８の態様は、本発明の第１〜第７の態様の何れかにおいて、前記制御部は、前記車両に搭載されたオーディオ装置のオンオフを検出する第３検出部によって前記オーディオ装置のオンが検出された場合に、前記オーディオ装置のオフが検出された場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００２３】
本発明の第８の態様では、車両に搭載されたオーディオ装置のオンオフに基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００２４】
本発明の第９の態様は、本発明の第１〜第８の態様の何れかにおいて、前記制御部は、前記車両に搭載されたオーディオ装置による音量を検出する第４検出部によって前記音量が所定値以上であることが検出された場合に、前記音量が所定値未満の場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００２５】
本発明の第９の態様では、車両に搭載されたオーディオ装置による音量に基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００２６】
本発明の第１０の態様は、本発明の第１〜第９の態様の何れかにおいて、前記車両は、エンジンが搭載され、イグニッションスイッチがオンの間、前記エンジンが選択的に駆動される構成であり、前記制御部は、前記エンジンが駆動されている場合に、前記エンジンの駆動が停止されている場合よりも前記ＰＷＭ信号の周波数を低くする。
【００２７】
本発明の第１０の態様では、車両に搭載されたエンジンの駆動状況に基づいて、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取されにくい音量状況を間接的に推定している。これにより、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減することができる。
【００２８】
本発明の第１１の態様は、本発明の第１〜第１０の態様の何れかにおいて、前記モータはワイパモータである。
【００２９】
ワイパモータは車両の車室から近い場所に配設されており、スイッチング素子のオンオフに伴うモータの振動が車両の乗員に可聴音として聴取され易いので、本発明に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係るワイパ装置の構成を示す概略図である。
【図２】実施形態に係るワイパ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るワイパ駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図４】小音量時及び大音量時のＰＷＭ信号の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】車速の変化に対するＰＷＭ信号の周波数の切替えの例を示すタイミングチャートである。
【図６】第２実施形態及び第３実施形態に係るワイパ装置の構成を示す概略図である。
【図７】第２実施形態に係るワイパ駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係るワイパ駆動制御処理を示すフローチャートである。
【図９】音量評価値のマップの一例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００３２】
〔第１実施形態〕
図１に示すように、実施形態に係るワイパ装置１００は、例えば乗用車等の車両に備えられたウインドシールドガラス１２を払拭する装置であり、一対のワイパ１４，１６、ワイパモータ１８、リンク機構２０及びワイパ制御装置１０を含んでいる。本実施形態において、ワイパモータ１８はブラシ付きのＤＣモータである。なお、ワイパモータ１８はモータの一例である。
【００３３】
ワイパ１４は、基端部がピボット軸４２に固定されたワイパアーム２４と、ワイパアーム２４の先端部に連結されたワイパブレード２８と、を含んでおり、ワイパ１６は、基端部がピボット軸４４に連結されたワイパアーム２６と、ワイパアーム２６の先端部に固定されたワイパブレード３０と、を含んでいる。ワイパ１４，１６は、ワイパアーム２４，２６がピボット軸４２，４４を中心として回動されると、ワイパブレード２８，３０がウインドシールドガラス１２上を往復移動し、ワイパブレード２８，３０がウインドシールドガラス１２を払拭する。
【００３４】
ワイパモータ１８は、主にウォームギアから成る減速機構５２により減速されて所定の回転角度範囲θ1で正逆回転される出力軸３２を有している。リンク機構２０は、クランクアーム３４、第１リンクロッド３６、一対のピボットレバー３８，４０、一対のピボット軸４２，４４及び第２リンクロッド４６を含んでいる。
【００３５】
クランクアーム３４の一端側はワイパモータ１８の出力軸３２に固定されており、クランクアーム３４の他端側は第１リンクロッド３６の一端側に回動可能に連結されている。また、第１リンクロッド３６の他端側は、ピボットレバー３８の中間部に回動可能に連結されている。第２リンクロッド４６は、一方の端部が、ピボットレバー３８のうちピボット軸４２に固定された端部と反対側の端部に回動可能に連結され、他方の端部が、ピボットレバー４０のうちピボット軸に固定された端部と反対側の端部に回動可能に連結されている。
【００３６】
また、ピボット軸４２，４４は、車体に設けられた図示しないピボットホルダによって回動可能に支持されており、ピボットレバー３８,４０のうちピボット軸４２，４４に固定された側の端部は、ピボット軸４２，４４を介してワイパアーム２４，２６が各々連結されている。
【００３７】
ワイパ装置１００は、ワイパモータ１８の出力軸３２が所定の回転角度範囲θ1で正逆回転され、この出力軸３２の回転力がリンク機構２０を介してワイパアーム２４，２６に伝達され、ワイパアーム２４，２６の往復回動に伴ってワイパブレード２８，３０がウインドシールドガラス１２上における下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間で往復移動する。回転角度範囲θ1は、ワイパ装置１００のリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、一例としてθ1＝１４０°である。
【００３８】
また、下反転位置Ｐ２の下方に格納位置Ｐ３が設けられている。ワイパブレード２８，３０が下反転位置Ｐ２にある状態から、出力軸３２が回転角度θ2だけ回転することにより、ワイパブレード２８,３０は格納位置Ｐ３へ移動する。回転角度θ2は、ワイパ装置１００のリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、一例としてθ2＝１０°である。なお、回転角度θ2＝０°の場合は、下反転位置Ｐ２と格納位置Ｐ３とは一致し、ワイパブレード２８，３０は下反転位置Ｐ２で停止し、格納される。また、回転角度θ2＝０°にする場合は、例えば回転角度θ1＝１５０°に設定することで下反転位置Ｐと格納位置Ｐ3とを一致させてもよい。
【００３９】
一方、ワイパ制御装置１０はワイパモータ１８の回転を制御するためのワイパ制御部２２を含んでおり、ワイパ制御部２２はワイパモータ１８に接続されている。ワイパ制御部２２は、ワイパＥＣＵ(Electronic Control Unit)５８、駆動回路５６及び回転角度センサ５４を含んでいる。
【００４０】
ワイパＥＣＵ５８はＣＰＵ５８Ａ、メモリ５８Ｂ及び不揮発性の記憶部５８Ｃを含んでいる。ワイパＥＣＵ５８は、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度及び回転角度を検知する回転角度センサ５４の検知結果に基づいて、ワイパブレード２８,３０のウインドシールドガラス１２上での位置及び出力軸３２の回転速度を算出し、算出した前記位置に応じて出力軸３２の回転速度が変化するように駆動回路５６を制御する。回転角度センサ５４は、ワイパモータ１８の減速機構５２内に設けられ、出力軸３２に連動して回転するセンサマグネットの磁界（磁力）を電流に変換して検出する。
【００４１】
本実施形態では、ワイパモータ１８の出力軸３２は減速機構５２で減速されるので、出力軸３２の回転速度及び回転角度は、ワイパモータ本体の回転速度及び回転角度と同一ではない。しかしながら、本実施形態では、ワイパモータ本体と減速機構５２は一体不可分に構成されているので、以下、出力軸３２の回転速度及び回転角度を、ワイパモータ１８の回転速度及び回転角度とみなすものとする。なお、駆動回路５６の制御に係るデータは記憶部５８Ｃに予め記憶されている。
【００４２】
また、ワイパ制御部２２のワイパＥＣＵ５８には、車両のエンジンの制御等を行う主ＥＣＵ９２を介してワイパスイッチ５０及び車速センサ５１が接続されている。ワイパスイッチ５０は、車両のバッテリ８０からワイパモータ１８に供給される電力をオン又はオフするスイッチである。ワイパスイッチ５０は、ワイパブレード２８,３０を、低速で動作させる低速作動位置(ＬＯＷ)、高速で動作させる高速作動位置(ＨＩＧＨ)、一定周期で間欠的に動作させる間欠作動位置(ＩＮＴ)、停止位置(ＯＦＦ)に接点を切替可能である。主ＥＣＵ９２はワイパスイッチ５０の接点位置を検知し、検知結果を指令信号として信号入力回路６２(図２)を介してワイパＥＣＵ５８へ出力する。車速センサ５１は車両の速度Ｖを検出し、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖは主ＥＣＵ９２を経由してワイパＥＣＵ５８へ出力される。
【００４３】
ワイパＥＣＵ５８は、指令信号として入力されたワイパスイッチ５０の接点位置が高速作動位置の場合にはワイパモータ１８の出力軸３２を高速で回転させ、指令信号として入力されたワイパスイッチ５０の接点位置が低速作動位置の場合にはワイパモータ１８の出力軸３２を低速で回転させる。また、ワイパＥＣＵ５８は、指令信号として入力されたワイパスイッチ５０の接点位置が間欠作動位置の場合、ワイパブレード２８,３０が上反転位置Ｐ１と下反転位置Ｐ２との間を往復払拭し、かつ下反転位置Ｐ２で所定時間停止するように、ワイパモータ１８を間欠的に回転させる。なお、ワイパスイッチ５０は、レインセンサや車載カメラによる雨量又は雨滴の検出結果に応じてワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度を変更する自動作動位置（ＡＵＴＯ）を有していてもよい。
【００４４】
図２に示すように、ワイパＥＣＵ５８には、ダイオード６８を介してバッテリ８０の電力が供給されると共に、バッテリ８０から供給される電力の電圧は、ダイオード６８とワイパＥＣＵ５８との間に設けられた電圧検出回路６０によって検知され、検知結果はワイパＥＣＵ５８に出力される。
【００４５】
また、ダイオード６８とワイパＥＣＵ５８との間には電解コンデンサＣ１の一端(＋端子)が接続されており、電解コンデンサＣ１の他端(−端子)は接地されている。電解コンデンサＣ１は、ワイパＥＣＵ５８の電源を安定化するためのコンデンサである。電解コンデンサＣ１は、例えば、サージ等の突発的な高電圧を蓄え、接地領域に放電することでワイパＥＣＵ５８を保護する。
【００４６】
また、ワイパＥＣＵ５８には、出力軸３２の回転に応じて変化するセンサマグネット７０の磁界を検知する回転角度センサ５４が接続されている。ワイパＥＣＵ５８は、回転角度センサ５４が出力した信号に基づいて、出力軸３２の回転角度を算出することにより、ワイパブレード２８,３０のウインドシールドガラス１２上での位置を検知する。
【００４７】
更に、ワイパＥＣＵ５８は、記憶部５８Ｃに予め記憶されているワイパブレード２８,３０の位置に応じて規定されたワイパモータ１８の回転速度のデータを参照して、ワイパモータ１８の回転が、特定したワイパブレード２８,３０の位置に応じた回転数になるように駆動回路５６を制御する。
【００４８】
駆動回路５６は、ワイパＥＣＵ５８から入力された制御信号に基づき、当該制御信号が指定する周波数かつデューティ比でドライバ５６ＢのトランジスタをオンオフさせるＰＷＭ信号を生成するプリドライバ５６Ａと、４個のトランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4を含みプリドライバ５６Ａが出力したＰＷＭ信号に従ってトランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4をオンオフ（トランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4にて駆動回路５６を開閉）させてワイパモータ１８のコイルに通電するドライバ５６Ｂと、を含んでいる。
【００４９】
なお、ドライバ５６Ｂは駆動部の一例であり、ワイパＥＣＵ５８及びプリドライバ５６Ａは制御部の一例である。また、トランジスタＴr1は第１スイッチング素子の一例であり、トランジスタＴr2は第２スイッチング素子の一例であり、トランジスタＴr3は第３スイッチング素子の一例であり、トランジスタＴr4は第４スイッチング素子の一例である。
【００５０】
ドライバ５６ＢのトランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4のゲートはプリドライバ５６Ａに各々接続されている。トランジスタＴr1，Ｔr2のドレインはノイズ防止コイル６６を介してバッテリ８０の正極に各々接続されており、トランジスタＴr1のソースはトランジスタＴr3のドレインに、トランジスタＴr2のソースはトランジスタＴr4のドレインに各々接続されている。また、トランジスタＴr3,Ｔr4のソースは接地されている。また、トランジスタＴr1のソース及びトランジスタＴr3のドレインは、ワイパモータ１８の巻線の一端に接続されており、トランジスタＴr2のソース及びトランジスタＴr4のドレインは、ワイパモータ１８の巻線の他端に接続されている。このように、ドライバ５６ＢのトランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4はＨブリッジ回路を形成している。なお、トランジスタＴr1をオンした場合（閉状態にした場合）、バッテリ８０の正極から巻線の一端に電流が流れる。また、トランジスタＴr1をオフした場合（開状態にした場合）、バッテリ８０の正極から巻線の一端に電流は流れない。
【００５１】
プリドライバ５６Ａは、例えばワイパ１４，１６を往路動作させる場合、一例として図４に示すように、トランジスタＴr1を常時オンさせ、トランジスタＴr4を所定のデューティ比で小刻みにオンオフさせ、トランジスタＴr2をトランジスタＴr4がオフのときにオンさせるＰＷＭ信号をドライバ５６Ｂに供給する。但し、仮にトランジスタＴr2，Ｔr4が同時にオンすると、ワイパモータ１８を経由せずにバッテリ８０の正極と負極を短絡する貫通電流が流れ、ワイパ装置１００などの故障の原因になる。このため、上記のＰＷＭ信号は、例として図４に破線で囲んで示すように、貫通電流を防止するためにデッドタイム（トランジスタＴr1をオンとし、トランジスタＴr2，Ｔr4を共にオフとする時間）が設けられている。上記のＰＷＭ信号により、ワイパモータ１８には、例えばワイパ１４，１６を往路動作させる方向のモータ電流が流れる(ワイパモータ１８の出力軸３２を正回転させるようにモータ電流が流れる)。
【００５２】
また、プリドライバ５６Ａは、例えばワイパ１４，１６を復路動作させる場合、トランジスタＴr2を常時オンさせ、トランジスタＴr3を所定のデューティ比で小刻みにオンオフさせ、トランジスタＴr1をトランジスタＴr3がオフのときにオンさせるＰＷＭ信号をドライバ５６Ｂに供給する。但し、仮にトランジスタＴr1，Ｔr3が同時にオンすると、ワイパモータ１８を経由せずにバッテリ８０の正極と負極を短絡する貫通電流が流れ、ワイパ装置１００などの故障の原因になる。このため、上記のＰＷＭ信号にも貫通電流を防止するためにデッドタイム（トランジスタＴr2をオンとし、トランジスタＴr1，Ｔr3を共にオフとする時間）が設けられている。上記のＰＷＭ信号により、ワイパモータ１８には、例えばワイパ１４，１６を復路動作させる方向のモータ電流が流れる(ワイパモータ１８の出力軸３２を正回転させるようにモータ電流が流れる)。
【００５３】
電源であるバッテリ８０と駆動回路５６との間には逆接続保護回路６４及びノイズ防止コイル６６が設けられると共に、駆動回路５６に対して並列に電解コンデンサＣ２が接続されている。ノイズ防止コイル６６は、駆動回路５６のスイッチングによって発生するノイズを抑制する。電解コンデンサＣ２は、駆動回路５６から生じるノイズを緩和すると共に、サージ等の突発的な高電圧を蓄え、接地領域に放電することで駆動回路５６に過大な電流が入力されることを防止する。
【００５４】
逆接続保護回路６４は、バッテリ８０の正極と負極が図２とは逆に接続された場合に、ワイパ制御装置１０の各素子を保護するための回路である。逆接続保護回路６４は、一例として、自身のドレインとゲートを接続した、いわゆるダイオード接続されたＦＥＴ等で構成される。
【００５５】
ワイパ制御装置１０の基板上には、基板の温度を抵抗値として検知するチップサーミスタＲＴが設けられている。チップサーミスタＲＴは一種の分圧回路を構成し、チップサーミスタＲＴが構成する分圧回路の出力端からは、チップサーミスタＲＴの抵抗値に基づいて変化する電圧が出力される。ワイパＥＣＵ５８は、チップサーミスタＲＴが構成する分圧回路の出力端から出力された電圧に基づいてワイパ制御装置１０の基板の温度を算出し、当該温度が所定の閾値温度を超えた場合はワイパ制御装置１０の動作を停止させる。
【００５６】
また、ドライバ５６Ｂに含まれるトランジスタＴr3，Ｔr4のソースとバッテリ８０との間には、ワイパモータ１８のコイルとドライバ５６Ｂとの電流（モータ電流）を検知するための電流検知部８２が設けられている。電流検知部８２は、抵抗値が0.2ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗８２Ａと、ドライバ５６Ｂの電流に応じて変化するシャント抵抗８２Ａの両端の電位差を検知すると共に、検知した電位差の信号を増幅するアンプ８２Ｂとを含む。ワイパＥＣＵ５８は、アンプ８２Ｂが出力した信号からモータ電流の電流値を算出する。
【００５７】
次に第１実施形態の作用として、図３を参照し、第１実施形態に係るワイパ駆動制御処理を説明する。ステップ１００において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパスイッチ５０が低速作動位置(ＬＯＷ)又は高速作動位置(ＨＩＧＨ)又は間欠作動位置(ＩＮＴ)か否かに基づいて、ワイパモータ１８を駆動してワイパ１４，１６によりウインドシールドガラス１２を往復払拭させるか否か判定する。ワイパスイッチ５０が停止位置(ＯＦＦ)の場合は、ステップ１００の判定が否定されてステップ１００の判定を繰り返す。
【００５８】
また、ワイパスイッチ５０が低速作動位置(ＬＯＷ)又は高速作動位置(ＨＩＧＨ)又は間欠作動位置(ＩＮＴ)の場合は、ステップ１００の判定が肯定されてステップ１０２へ移行する。ステップ１０２において、ワイパＥＣＵ５８は、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖが所定の閾値Ｖth以上か否か判定する。ステップ１０２の判定が否定された場合、例えば車両の走行に伴う風切り音などの音量が比較的小さいので、車両の車室内は比較的小音量（車室内の騒音が小さい）と推定できる。このため、ワイパモータ１８を駆動する場合、トランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4のオンオフに伴う振動が車両の乗員に可聴音として聴取され易いと判断できる。
【００５９】
このため、ステップ１０２の判定が否定された場合はステップ１０４へ移行し、ステップ１０４において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として小音量時の周波数を設定する。小音量時の周波数は、トランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4のオンオフに伴う振動が車両の乗員に可聴音として聴取され難い周波数に設定されており（一例を図４（Ａ）に示す）、一例としては20[kHz]とすることができる。これにより、トランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4のオンオフに伴う振動が車両の乗員に可聴音として聴取されることが抑制される。
【００６０】
また、ステップ１０２の判定が肯定された場合は、例えば車両の走行に伴う風切り音などの音量が比較的大きく、車両の車室内は比較的大音量（車室内の騒音が大きい）と推定できる。このため、ワイパモータ１８を駆動する場合にも、トランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4のオンオフに伴う振動は、その振動の周波数が可聴域内であっても、他の音にマスクされて車両の乗員に可聴音として聴取され難いと判断できる。
【００６１】
このため、ステップ１０２の判定が肯定された場合はステップ１０６へ移行し、ステップ１０６において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として大音量時の周波数を設定する。大音量時の周波数は、ＰＷＭ信号に占めるデッドタイムの時間割合が低くなることで、ワイパモータ１８の駆動の効率を向上させて消費電力を抑制することができる周波数に設定されており（一例を図４（Ｂ）に示す）、一例としては10[kHz]とすることができる。例えばＰＷＭ信号の周波数を半分（20[kHz]から10[kHz]）にすると、所定時間におけるデッドタイムの出現頻度が50％になることでワイパモータ１８の駆動の効率が向上するので、ワイパモータ１８の消費電力が抑制される。
【００６２】
ステップ１０４又はステップ１０６の処理を行うとステップ１０８へ移行する。ステップ１０８において、ワイパＥＣＵ５８は、ステップ１０４又はステップ１０６で設定した周波数のＰＷＭ信号によりワイパモータ１８を駆動してワイパ１４，１６によりウインドシールドガラス１２を往復払拭させ、ステップ１００に戻る。
【００６３】
これにより、例として図５に示すように、車両の速度Ｖが所定の閾値Ｖth未満の場合には、ＰＷＭ信号の周波数を小音量時の周波数に設定することで、トランジスタＴr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4のオンオフに伴う振動が車両の乗員に可聴音として聴取されることを抑制することができる。また、車両の速度Ｖが所定の閾値Ｖth以上になった場合には、ＰＷＭ信号の周波数を大音量時の周波数に設定することで、ワイパモータ１８の駆動の効率を向上させて消費電力を抑制することができる。
【００６４】
なお、車両の速度Ｖの閾値Ｖthは、車両の速度Ｖが増加している場合と減少している場合とで相違させてもよい。例えば、エンジンを動力源とする車両において、車両の速度Ｖが増加している場合は、車両の速度Ｖが減少している場合と比較して、エンジンなどが音源となって車室内の音量がより大きくなると推定されるので、閾値Ｖthをより小さい値に設定してもよい（車両の速度Ｖが増加する際の閾値Ｖth＜車両の速度Ｖが減少する際の閾値Ｖth）。
【００６５】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
第２実施形態では、ワイパ装置１００が搭載された車両が、動力源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両とされている。エンジンの駆動／駆動停止は主ＥＣＵ９２によって制御される。エンジンの駆動／駆動停止の状態は、図６に示すエンジン駆動状態検出部８４にて検出され、主ＥＣＵ９２からワイパＥＣＵ５８に通知される。図６では、主ＥＣＵ９２とエンジン駆動状態検出部８４とを別に図示しているが、エンジン駆動状態検出部８４が主ＥＣＵ９２に含まれていてもよい。
【００６７】
次に、図７を参照し、第２実施形態に係るワイパ駆動制御処理を説明する。ステップ１１０において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパスイッチ５０の接点位置に基づいて、ワイパモータ１８を駆動してワイパ１４，１６によりウインドシールドガラス１２を往復払拭させるか否か判定する。ステップ１１０の判定が否定された場合はステップ１１０の判定を繰り返す。
【００６８】
ステップ１１０の判定が肯定された場合はステップ１１２へ移行する。ステップ１１２において、ワイパＥＣＵ５８は、主ＥＣＵ９２（エンジン駆動状態検出部８４）からエンジンの駆動状態を取得し、エンジンが駆動中か否かを判定する。エンジンが駆動を停止している場合は、ステップ１１２の判定が否定されてステップ１１４へ移行し、ステップ１１４において、ワイパＥＣＵ５８は、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖが第１閾値Ｖth1以上か否か判定する。
【００６９】
ステップ１１４の判定が否定された場合はステップ１１６へ移行し、ステップ１１６において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として小音量時の周波数を設定する。また、ステップ１１４の判定が肯定された場合はステップ１１８へ移行し、ステップ１１８において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として大音量時の周波数を設定する。
【００７０】
一方、エンジンが駆動している場合は、ステップ１１２の判定が肯定されてステップ１２０へ移行し、ステップ１２０において、ワイパＥＣＵ５８は、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖが第２閾値Ｖth2以上か否か判定する。なお、第２閾値Ｖth2＜第１閾値Ｖth1である。
【００７１】
ステップ１２０の判定が否定された場合はステップ１２２へ移行し、ステップ１２２において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として小音量時の周波数を設定する。また、ステップ１２０の判定が肯定された場合はステップ１２４へ移行し、ステップ１２４において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として大音量時の周波数を設定する。
【００７２】
ステップ１１６，１１８，１２２，１２４の何れかの処理を行うとステップ１２６へ移行する。ステップ１２６において、ワイパＥＣＵ５８は、ステップ１１６，１１８，１２２，１２４の何れかで設定した周波数のＰＷＭ信号によりワイパモータ１８を駆動してワイパ１４，１６によりウインドシールドガラス１２を往復払拭させ、ステップ１１０に戻る。
【００７３】
ハイブリッド車両の場合、車両が走行中であってもエンジンが駆動を停止することがあり、エンジンが駆動中か否かに応じて車室内の音量が変化する。換言すると、モータ駆動とエンジン駆動とを切り替え可能なハイブリッド車両であ、モータ駆動時とエンジン駆動時とで車室内の音量が変化する。これに対して第２実施形態では、車両の速度Ｖに対する閾値として、エンジンが駆動を停止している（モータ駆動している）場合は第１閾値Ｖth1を、エンジンが駆動している場合は第２閾値Ｖth2を用いて（Ｖth1＞Ｖth2）、ＰＷＭ信号の周波数を切替えている。これにより、モータ駆動とエンジン駆動とを切り替え可能なハイブリッド車両であっても、乗員に可聴音が聴取されることを抑制しつつ、ワイパモータ１８の消費電力を抑制することができる。
【００７４】
〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態を図６を参照して説明する。なお、第３実施形態は第２実施形態と同一の構成であるので、各部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図８に示すように、第３実施形態に係るワイパ駆動制御処理は、ステップ１３０において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパスイッチ５０の接点位置に基づいて、ワイパモータ１８を駆動してワイパ１４，１６によりウインドシールドガラス１２を往復払拭させるか否か判定する。ステップ１３０の判定が否定された場合はステップ１３０の判定を繰り返す。
【００７６】
ステップ１３０の判定が肯定された場合はステップ１３２へ移行する。ステップ１３２において、ワイパＥＣＵ５８は、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖに基づいて、車両の速度に起因する車室内の音量を評価する音量評価値Ｗ1を取得する。具体的には、例として図９（Ａ）に示すように、車両の速度と音量評価値Ｗ1との関係を規定するマップを定めておき、現在の車両の速度Ｖに対応する音量評価値Ｗ1をマップから取得する。なお、図９（Ａ）のマップは一例であり、車両の速度と音量評価値Ｗ1とが比例関係でなくてもよい。
【００７７】
次のステップ１３４において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパスイッチ５０が低速作動位置(ＬＯＷ) 又は間欠作動位置(ＩＮＴ)か高速作動位置(ＨＩＧＨ)に応じて相違するワイパの払拭速度に基づいて、ワイパ１４，１６の払拭速度に起因する車室内の音量を評価する音量評価値Ｗ2を取得する。具体的には、例として図９（Ｂ）に示すように、ワイパ１４，１６の払拭速度と音量評価値Ｗ2との関係を規定するマップを定めておき、ワイパ１４，１６の現在の払拭速度に対応する音量評価値Ｗ2をマップから取得する。
【００７８】
続いて、ステップ１３６において、ワイパＥＣＵ５８は、主ＥＣＵ９２からエンジンの駆動状態を取得し、取得したエンジンの駆動状態に基づいて、エンジンの駆動状態に起因する車室内の音量を評価する音量評価値Ｗ3を取得する。具体的には、例として図９（Ｃ）に示すように、エンジンの駆動状態と音量評価値Ｗ3との関係を規定するマップを定めておき、現在のエンジンの駆動状態に対応する音量評価値Ｗ3をマップから取得する。
【００７９】
ステップ１３８において、ワイパＥＣＵ５８は、音量評価値Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3を加算することで車室内の音量を総合的に評価する音量評価値Ｗを算出する。なお、音量評価値Ｗは音量評価値Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3を単純に加算して算出することに限られるものではなく、音量評価値Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3を加算した値の対数をとった値などであってもよい。ステップ１４０において、ワイパＥＣＵ５８は、ステップ１３８で算出した音量評価値Ｗが閾値Ｗth以上か否か判定する。
【００８０】
ステップ１４０の判定が否定された場合はステップ１４２へ移行し、ステップ１４２において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として小音量時の周波数を設定する。また、ステップ１４０の判定が肯定された場合はステップ１４４へ移行し、ステップ１４４において、ワイパＥＣＵ５８は、ＰＷＭ信号の周波数として大音量時の周波数を設定する。
【００８１】
ステップ１４２又はステップ１４４の処理を行うとステップ１４６へ移行する。ステップ１４６において、ワイパＥＣＵ５８は、ステップ１４２又はステップ１４４で設定した周波数のＰＷＭ信号によりワイパモータ１８を駆動してワイパ１４，１６によりウインドシールドガラス１２を往復払拭させ、ステップ１３０に戻る。
【００８２】
第３実施形態では、車両の速度及びエンジンの駆動状態に加えて、ワイパ１４，１６の払拭速度も考慮して車室内の音量を評価する音量評価値Ｗを求め、閾値Ｗthに対する音量評価値Ｗの大小関係に応じてＰＷＭ信号の周波数を切替えている。これにより、車室内の音量をより正確に評価することができる。
【００８３】
なお、上記では車両の速度、エンジンの駆動状態、ワイパ１４，１６の払拭速度などに基づいて車室内の音量を推定（評価）して、ＰＷＭ信号の周波数を切替える態様を説明したが、これらに限定されるものではない。車室内の音量を間接的に推定（評価）してＰＷＭ信号の周波数を切替える態様としては以下の態様が考えられる。
【００８４】
例えば、図６に示すように車両に搭載されたエアコン等の空調装置のオンオフを検出する第１検出部としての空調スイッチ８５によって空調装置のオンが検出された場合に、空調装置のオフが検出された場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。
【００８５】
また、例えば、図６に示すように車両に搭載されたエアコン等の空調装置による風量を検出する第２検出部としての風量検出部８６によって空調装置による風量が所定値以上であることが検出された場合に、空調装置による風量が所定値未満の場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。
【００８６】
また、例えば、図６に示すように雨量検出部としてのレインセンサ８７によって検出された雨量が所定値以上の場合に、検出された雨量が所定値未満の場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。なお、雨滴検出部としてレインセンサ８７とは別に車載カメラを備えていてもよい。
【００８７】
更に、例えば、図６に示すように車両に搭載されたオーディオ装置のオンオフを検出する第３検出部としてのオーディオスイッチ８８によってオーディオ装置のオンが検出された場合に、前記オーディオ装置がオフが検出された場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。なお、オーディオ装置のオフ状態にはミュート状態も含まれるものとしてもよい。
【００８８】
また、例えば、図６に示すように車両に搭載されたオーディオ装置による音量を検出する第４検出部としてのオーディオ音量検出部８９によってオーディオ装置による音量が所定値以上であることが検出された場合に、オーディオ装置による音量が所定値未満の場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。
【００８９】
また、図６に示すように例えば車両のサイドウインドウやサンルーフの開閉を検出する第５検出部としての開閉検出部９０によってサイドウインドウ及びサンルーフの少なくとも一方が開状態であることが検出された場合に、サイドウインドウ及びサンルーフが閉状態の場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。なお、開閉検出部９０は、例えばパワーウインドウモータ及びサンルーフモータの回転位置を検出するセンサマグネットとホールＩＣとを含んで構成することができる。
【００９０】
更に、例えば、図６に示すように車両が走行中の道路が高速道路か一般道路かを検出する第６検出部としてのＧＰＳ装置９１によって、車両が高速道路を走行中であることが検出された場合に、車両が一般道路を走行中の場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。具体的には、ＧＰＳ装置９１で検出した位置情報と車両に備えられたマップ情報とにより車両が高速道路を走行中であるかを検出する。
【００９１】
上述した各態様は、何れも、車室内の音量を間接的に推定（評価）してＰＷＭ信号の周波数を切替えるものであり、車室内の音量を検出する手段などを別途設ける必要がなくなり、装置の部品点数を削減できる。但し、本発明は上述した各態様に限定されるものではなく、車室内の音量を検出する音量検出手段を設け、音量検出手段によって検出された車室内の音量が所定値以上の場合に、車室内の音量が所定値未満の場合よりもＰＷＭ信号の周波数を低くするようにしてもよい。
【００９２】
また、上記ではモータの一例としてワイパモータ１８を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、サイドウインドウを昇降させるパワーウインドウモータや、ハイブリッド車両や電気自動車で車両の駆動源として用いるモータに適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０…ワイパ制御装置、１４，１６…ワイパ、１８…ワイパモータ、２２…ワイパ制御部、５０…ワイパスイッチ、５１…車速センサ、５６…駆動回路、５６Ｂ…ドライバ、５６Ａ…プリドライバ、５８…ワイパＥＣＵ、５６Ａ…プリドライバ、５６Ｂ…ドライバ、Ｔr1，Ｔr2，Ｔr3，Ｔr4…トランジスタ、９２…主ＥＣＵ、１００…ワイパ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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