(57)【要約】【課題】車両用ワイパ装置において、ブレード負荷の変動に起因する制御の乱れを抑制し、反転位置近傍におけるワイパブレードの払拭挙動を安定させる。【解決手段】ワイパブレードの位置に対応して設定された目標速度tgt spdに基づいて電動モータをＰＷＭduty制御する。電動モータは、払拭動作の減速開始位置以降は、減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に、ブレード位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値（sld sta duty × Ｋsd）にて駆動される。減速係数Ｋsdは、減速開始時におけるワイパブレードの目標速度pek tgt spdと、ワイパブレードの目標速度tgt spdとの比（tgt spd／pek tgt spd）に基づいて、ワイパブレードの位置に対応して設定される。【選択図】図４
2014010616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御方法であって、
前記電動モータは、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値（sld sta duty × Ｋsd）を用いて駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項２】
請求項１記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御を行うことなく、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値のみにて駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項３】
請求項１記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記減速開始位置以降、前記ワイパブレードの速度に基づくフィードバック制御を行うことなく、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による係数制御にて駆動される一方、前記ワイパブレードの速度が前記目標速度に対して所定値以上乖離した場合は、前記係数制御に代えて前記フィードバック制御によって駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項４】
請求項１記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御と、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による制御を併用しつつ駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項５】
請求項４記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記減速開始位置以降、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄ１と、前記フィードバック制御に基づくＰＷＭduty値Ｄ２を用いて算出される出力ＰＷＭ duty値
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｄ２）／ｃ
（但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
にて駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項６】
払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御方法であって、
前記電動モータは、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値（ffc sta duty × Ｋsd）を用いて駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項７】
請求項６記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御を行うことなく、前記フィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値のみにて駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項８】
請求項６記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記減速開始位置以降、前記ワイパブレードの速度に基づくフィードバック制御を行うことなく、前記フィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による係数制御にて駆動される一方、前記ワイパブレードの速度が前記目標速度に対して所定値以上乖離した場合は、前記係数制御に代えて前記フィードバック制御によって駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項９】
請求項６記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御と、前記フィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による制御を併用しつつ駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項１０】
請求項９記載のワイパ制御方法において、
前記電動モータは、前記減速開始位置以降、前記フィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄ１と、前記フィードバック制御に基づくＰＷＭduty値Ｄ２を用いて算出される出力ＰＷＭ duty値
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｄ２）／ｃ
（但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
にて駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載のワイパ制御方法において、
前記減速係数Ｋsdは、減速開始時における前記ワイパブレードの目標速度pek tgt spdと、前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度tgt spdとの比（tgt spd／pek tgt spd）に基づいて設定されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項１２】
払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御方法であって、
前記ワイパ装置は、前記ワイパブレードの１制御サイクル中に、前記電動モータを減速させる減速領域を有し、
前記電動モータは、前記減速領域において、前記払拭面上にて前記ワイパブレードが最高速度となる領域での負荷状態に応じて設定される所定の制御形態にて駆動されることを特徴とするワイパ制御方法。
【請求項１３】
払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御装置であって、
前記ワイパブレードの現在位置を検出するブレード位置検出部と、
前記ワイパブレードの現在の移動速度を検出するブレード速度検出部と、
前記ワイパブレードの現在位置に対応するブレード目標速度tgt spdと、前記ワイパブレードの現在の速度とを比較するブレード速度判定部と、
前記ブレード速度判定部における判定結果に基づいて、前記電動モータの回転数を算出するモータ回転数演算部と、
前記モータ回転数演算部の指示に基づいて前記電動モータの動作を制御する駆動制御指示部と、を有し、
前記モータ回転数演算部は、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記電動モータに対するＰＷＭduty値として、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じた値（sld sta duty × Ｋsd）を用いることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項１４】
請求項１３記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御を行うことなく、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値のみにて駆動されることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項１５】
請求項１３記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記減速開始位置以降、前記フィードバック制御を行うことなく前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による係数制御が行われる一方、前記ワイパブレードの速度が前記目標速度に対して所定値以上乖離した場合は、前記係数制御に代えて前記フィードバック制御が行われることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項１６】
請求項１３記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御と、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による制御を併用しつつ駆動されることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項１７】
請求項１６記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記減速開始位置以降、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄ１と、前記フィードバック制御に基づくＰＷＭduty値Ｄ２を用いて算出される出力ＰＷＭ duty値
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｄ２）／ｃ
（但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
にて駆動されることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項１８】
払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御装置であって、
前記ワイパブレードの現在位置を検出するブレード位置検出部と、
前記ワイパブレードの現在の移動速度を検出するブレード速度検出部と、
前記ワイパブレードの現在位置に対応するブレード目標速度tgt spdと、前記ワイパブレードの現在の速度とを比較するブレード速度判定部と、
前記ブレード速度判定部における判定結果に基づいて、前記電動モータの回転数を算出するモータ回転数演算部と、
前記モータ回転数演算部の指示に基づいて前記電動モータの動作を制御する駆動制御指示部と、を有し、
前記モータ回転数演算部は、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値（ffc sta duty × Ｋsd）を用いることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項１９】
請求項１８記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御を行うことなく、前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値のみにて駆動されることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項２０】
請求項１８記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記減速開始位置以降、前記フィードバック制御を行うことなく前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による係数制御が行われる一方、前記ワイパブレードの速度が前記目標速度に対して所定値以上乖離した場合は、前記係数制御に代えて前記フィードバック制御が行われることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項２１】
請求項１８記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御される一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御と、前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による制御を併用しつつ駆動されることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項２２】
請求項２１記載のワイパ制御装置において、
前記電動モータは、前記モータ回転数演算部によって、前記減速開始位置以降、前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄ１と、前記フィードバック制御に基づくＰＷＭduty値Ｄ２を用いて算出される出力ＰＷＭ duty値
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｄ２）／ｃ
（但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
にて駆動されることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項２３】
請求項１３〜２２の何れか１項に記載のワイパ制御装置において、
前記減速係数Ｋsdは、減速開始時における前記ワイパブレードの目標速度pek tgt spdと、前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度tgt spdとの比（tgt spd／pek tgt spd）に基づいて設定されることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項２４】
払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御装置であって、
前記ワイパ装置は、前記ワイパブレードの１制御サイクル中に、前記電動モータを減速させる減速領域を有し、
前記制御装置は、前記減速領域において、前記払拭面上にて前記ワイパブレードが最高速度となる領域での負荷状態に応じて設定される所定の制御形態にて前記電動モータを駆動することを特徴とするワイパ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される車両用ワイパ装置の制御技術に関し、特に、反転位置近傍における払拭挙動の安定化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等のワイパ装置では、ガラス面上におけるワイパブレードの現在位置を検出し、この検出データに基づいて、ワイパブレードを上下反転位置間にて往復払拭動作させるシステムが広く用いられている。このようなワイパシステムにおける制御形態としては、反転位置からの経過時間やモータ軸の角度情報、モータの回転に伴って出力されるパルスのカウント数など（以下、経過時間等と略記する）を用いてブレード位置を検出し、検出したブレード位置に基づいてワイパモータを制御する方式が知られている。そこでは、例えば、経過時間等とブレードの位置（角度）とが予め関係付けられており、経過時間等に基づいてブレードの現在位置が検出される。そして、検出したブレード位置に基づいて目標速度を設定し、目標速度に従ってモータをフィードバック制御することにより、所定の払拭周期にてワイパブレードを往復動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６４７７６号公報
【特許文献１】特開２０１０−１７３３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ワイパ装置では、復路払拭動作(上反転位置→下反転位置）の際、ワイパブレードがガラス面の上下方向中央付近を過ぎると、ブレード等にかかる重力成分の関係から負荷が急激に小さくなる。負荷が急減すると、目標速度に対し制御時の速度が上回り、ＰＩフィードバック制御を行っている場合、速度を落とすべくモータのＰＷＭ Dutyが下げられる。すると、今度は速度が目標速度を下回ってしまい、また、速度を上げるべくＰＷＭ Dutyが上げられる。そして、この繰り返しにより、図１０の破線囲み部に示すように、ＰＷＭ Dutyやモータ回転数、ピボット軸回転速度（ブレード速度）に乱れが生じ、制御が不安定な状態（カウンター状態）となる可能性がある。その結果、動摩擦状態と静止摩擦状態の境界域にてワイパブレードが止まったり、急に動き出したりする、いわゆるスティックスリップのような挙動を引き起こしてしまうおそれがあった。【０００５】
一方、往路払拭動作（下反転位置→上反転位置）においても、ブレードが上反転位置に近付くと負荷が急激に小さくなり、制御が不安定な状態となる可能性がある。例えば、車両走行中に車両速度が一定値を超えると、ブレード等にかかる重力成分と車両の走行風等による外力成分の関係が逆転する場合がある。このような現象が生じると、前述の復路払拭動作と同じ現象が往路払拭動作でも発生する可能性があり、ワイパブレードの挙動が不安定になるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワイパ制御方法は、払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御方法であって、前記電動モータは、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値（sld sta duty × Ｋsd）を用いて駆動されることを特徴とする。【０００７】
また、本発明の他のワイパ制御方法は、払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御方法であって、前記電動モータは、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値（ffc sta duty × Ｋsd）を用いて駆動されることを特徴とする。【０００８】
これらの発明にあっては、減速開始位置以降、減速開始位置におけるＰＷＭduty値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値に所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値を用いて電動モータを駆動するようにしたので、減速開始位置以降は、所定の値に基づいてブレード速度が制御される。このため、負荷変動の大きい車両においても、負荷の急変によるDutyやモータ回転数の乱れを抑えることができ、スティックスリップのようなブレードの異常挙動が抑制され、払拭挙動を安定させることが可能となる。【０００９】
前記ワイパ制御方法において、前記減速係数Ｋsdを、減速開始時における前記ワイパブレードの目標速度pek tgt spdと、前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度tgt spdとの比（tgt spd／pek tgt spd）に基づいて設定しても良い。【００１０】
また、前記電動モータを前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御する一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御を行うことなく、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値のみにて駆動するようにしても良い。【００１１】
前記電動モータを、前記減速開始位置以降、前記ワイパブレードの速度に基づくフィードバック制御を行うことなく、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による係数制御にて駆動する一方、前記ワイパブレードの速度が前記目標速度に対して所定値以上乖離した場合は、前記係数制御に代えて前記フィードバック制御によって駆動するようにしても良い。【００１２】
前記電動モータを、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御する一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御と、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による制御を併用しつつ駆動するようにしても良い。この場合、前記電動モータを、前記減速開始位置以降、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄ１、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄffと、前記フィードバック制御に基づくＰＷＭduty値Ｄ２（Ｄfb)を用いて算出される出力ＰＷＭ duty値
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｄ２）／ｃ  （但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
あるいは、
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄff＋ｂ×Ｄfb）／ｃ  （但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
にて駆動するようにしても良い。【００１３】
また、本発明の他のワイパ制御方法は、払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御方法であって、前記ワイパ装置は、前記ワイパブレードの１制御サイクル中に、前記電動モータを減速させる減速領域を有し、前記電動モータは、前記減速領域において、前記払拭面上にて前記ワイパブレードが最高速度となる領域での負荷状態に応じて設定される所定の制御形態にて駆動されることを特徴とする。これにより、減速開始位置以降は、最高速度領域での負荷状態に応じたブレード速度制御が行われ、ブレードの払拭挙動を安定させることが可能となる。【００１４】
一方、本発明のワイパ装置の制御装置は、払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御装置であって、前記ワイパブレードの現在位置を検出するブレード位置検出部と、前記ワイパブレードの現在の移動速度を検出するブレード速度検出部と、前記ワイパブレードの現在位置に対応するブレード目標速度tgt spdと前記ワイパブレードの現在の速度とを比較するブレード速度判定部と、前記ブレード速度判定部における判定結果に基づいて、前記電動モータの回転数を算出するモータ回転数演算部と、前記モータ回転数演算部の指示に基づいて前記電動モータの動作を制御する駆動制御指示部と、を有し、前記モータ回転数演算部は、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記電動モータに対するＰＷＭduty値として、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じた値（sld sta duty × Ｋsd）を用いることを特徴とする。【００１５】
また、本発明の他のワイパ制御装置は、払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御装置であって、前記ワイパブレードの現在位置を検出するブレード位置検出部と、前記ワイパブレードの現在の移動速度を検出するブレード速度検出部と、前記ワイパブレードの現在位置に対応するブレード目標速度tgt spdと、前記ワイパブレードの現在の速度とを比較するブレード速度判定部と、前記ブレード速度判定部における判定結果に基づいて、前記電動モータの回転数を算出するモータ回転数演算部と、前記モータ回転数演算部の指示に基づいて前記電動モータの動作を制御する駆動制御指示部と、を有し、前記モータ回転数演算部は、前記ワイパブレードの払拭動作において前記ワイパブレードの速度を低下させ始める減速開始位置以降、前記減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に、前記ワイパブレードの前記払拭面上の位置に対応して設定された所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値（ffc sta duty × Ｋsd）を用いることを特徴とする。【００１６】
これらの発明にあっては、ワイパブレードの現在位置に対応するブレード目標速度tgt spdとワイパブレードの現在の速度とを比較するブレード速度判定部と、ブレード速度判定部における判定結果に基づいて電動モータの回転数を算出するモータ回転数演算部を設け、このモータ回転数演算部にて、減速開始位置以降、ＰＷＭduty値として、減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値を用いて電動モータを駆動するようにしたので、減速開始位置以降は、所定の値に基づいてブレード速度が制御される。このため、負荷変動の大きい車両においても、負荷の急変によるDutyやモータ回転数の乱れを抑えることができ、スティックスリップのようなブレードの異常挙動が抑制され、払拭挙動を安定させることが可能となる。【００１７】
前記ワイパ制御装置において、前記減速係数Ｋsdを、減速開始時における前記ワイパブレードの目標速度pek tgt spdと、前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度tgt spdとの比（tgt spd／pek tgt spd）に基づいて設定しても良い。【００１８】
また、前記電動モータを、前記モータ回転数演算部によって、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御する一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御を行うことなく、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値のみにて駆動するようにしても良い。【００１９】
また、前記電動モータに対し、前記モータ回転数演算部によって、前記減速開始位置以降、前記フィードバック制御を行うことなく前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による係数制御が行う一方、前記ワイパブレードの速度が前記目標速度に対して所定値以上乖離した場合は、前記係数制御に代えて前記フィードバック制御が行うようにしても良い。【００２０】
前記電動モータを、前記モータ回転数演算部によって、前記ワイパブレードの速度に基づいてフィードバック制御する一方、前記減速開始位置以降は、前記フィードバック制御と、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値による制御を併用しつつ駆動ようにしても良い。この場合、前記電動モータを、前記減速開始位置以降、前記減速開始位置におけるＰＷＭduty値（sld sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄ１、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値（ffc sta duty）に前記減速係数Ｋsdを乗じた値Ｄffと、前記フィードバック制御に基づくＰＷＭduty値Ｄ２（Ｄfb)を用いて算出される出力ＰＷＭ duty値
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｄ２）／ｃ  （但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
あるいは、
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄff＋ｂ×Ｄfb）／ｃ  （但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
にて駆動するようにしても良い。【００２１】
また、本発明の他のワイパ制御装置は、払拭面上に配置されたワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータとを備え、前記払拭面上における前記ワイパブレードの位置に対応して設定された前記ワイパブレードの目標速度に基づいて前記電動モータがＰＷＭduty制御されるワイパ装置の制御装置であって、前記ワイパ装置は、前記ワイパブレードの１制御サイクル中に、前記電動モータを減速させる減速領域を有し、前記制御装置は、前記減速領域において、前記払拭面上にて前記ワイパブレードが最高速度となる領域での負荷状態に応じて設定される所定の制御形態にて前記電動モータを駆動することを特徴とする。これにより、減速開始位置以降は、最高速度領域での負荷状態に応じたブレード速度制御が行われ、ブレードの払拭挙動を安定させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のワイパ制御方法によれば、ワイパブレード払拭動作の減速開始位置以降は、減速開始位置におけるＰＷＭduty値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値に所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値を用いて電動モータを駆動するようにしたので、減速開始位置以降、所定の値に基づいてブレード速度が制御され、負荷の急変によるDutyやモータ回転数の乱れを抑えることが可能となる。このため、減速開始位置以降におけるスティックスリップのようなブレードの異常挙動が抑制され、払拭挙動の安定化を図ることが可能となる。【００２３】
本発明のワイパ制御装置によれば、ワイパブレードの現在位置に対応するブレード目標速度とワイパブレードの現在の速度とを比較するブレード速度判定部と、ブレード速度判定部における判定結果に基づいて、電動モータの回転数を算出するモータ回転数演算部を設け、このモータ回転数演算部にて、ワイパブレード払拭動作の減速開始位置以降、減速開始位置におけるＰＷＭduty値、あるいは、減速開始位置より前に設定されたフィードフォワード制御開始位置におけるＰＷＭduty値に所定の減速係数Ｋsdを乗じたＰＷＭduty値を用いて電動モータを駆動するようにしたので、減速開始位置以降、所定の値に基づいてブレード速度が制御され、負荷の急変によるDutyやモータ回転数の乱れを抑えることが可能となる。このため、減速開始位置以降におけるスティックスリップのようなブレードの異常挙動が抑制され、払拭挙動の安定化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１である制御方法・制御装置によって駆動されるワイパシステムの全体構成を示す説明図である。
【図２】図１のワイパシステムにて使用される電動モータの構成を示す説明図である。
【図３】本発明によるワイパ制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明によるワイパ制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明によるワイパシステムにおけるＰＷＭ dutyとブレード速度、モータ回転数の時間変化を示す説明図である。
【図６】復路動作の際に下反転位置近傍に部分的に散水を行った場合のＰＷＭ dutyとブレード速度、モータ回転数の時間変化を示す説明図であり、（ａ）は実施の形態２の制御、（ｂ）は実施の形態１の制御を行った場合をそれぞれ示している。
【図７】実施の形態３の制御形態における制御処理を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態３であるワイパ制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】ＦＦ制御開始位置Ｐや、本発明における現在目標速度tgt spdや減速開始時目標速度pek tgt spdの概念を示す説明図である。
【図１０】従来の制御システムにおけるＰＷＭ dutyとブレード速度、モータ回転数の時間変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の目的は、車両用ワイパ装置において、ブレード負荷の変動に起因する制御の乱れを抑制し、反転位置近傍におけるワイパブレードの払拭挙動を安定させることにある。
(実施の形態１)
図１は本発明の実施の形態１である制御方法・制御装置によって駆動されるワイパシステムの全体構成を示す説明図である。図１のワイパ装置は、運転席側のワイパアーム１ａと助手席側のワイパアーム１ｂとを有している。ワイパアーム１ａ,１ｂは、車体に揺動自在に設けられている。各ワイパアーム１ａ,１ｂには、運転席側のワイパブレード２ａと助手席側のワイパブレード２ｂが取り付けられている。ワイパブレード２ａ,２ｂ（以下、ブレード２ａ,２ｂと略記する)は、ワイパアーム１ａ,１ｂ内に内装された図示しないばね部材等により、フロントガラス３に弾圧的に接触している。車体には、２つのワイパ軸（ピボット軸）４ａ,４ｂが設けられている。ワイパ軸４ａ,４ｂには、ワイパアーム１ａ,１ｂの基端部が取り付けられている。符号における「ａ,ｂ」は、それぞれ運転席側と助手席側に関連する部材や部分等であることを示している。
【００２６】
ワイパアーム１ａ,１ｂを揺動運動させるため、当該システムには、２つ電動モータ６ａ,６ｂ（以下、モータ６ａ,６ｂと略記する）が設けられている。モータ６ａ,６ｂは、モータ本体７と減速機構８とによって構成されている。モータ６ａ,６ｂは、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂによってＰＷＭ duty制御され正逆回転する。モータ６ａを駆動制御するワイパ制御装置１０ａは、車両側のコントローラであるＥＣＵ１１と、車載ＬＡＮ１２を介して接続されている。ＥＣＵ１１からワイパ制御装置１０ａに対しては、ワイパスイッチのＯＮ／ＯＦＦやＬｏ,Ｈｉ,ＩＮＴ（間欠作動）などのスイッチ情報や、エンジン起動情報などがＬＡＮ１２を介して入力される。ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂ同士の間は通信線１３にて接続されている。
【００２７】
図１のワイパシステムでは、ブレード２ａ,２ｂの位置情報に基づいてモータ６ａ,６ｂがフィードバック制御（ＰＩ制御）される。ここでは、ブレード２ａ,２ｂの位置に対応して、両ブレードの目標速度tgt spdが設定されている。目標速度tgt spdは、予めマップ等の形でワイパ制御装置１０ａ,１０ｂ内に格納されている。ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、ブレード２ａ,２ｂの現在位置を検出すると共に、ワイパ軸４ａ,４ｂの回転速度からブレード２ａ,２ｂの移動速度を検出する。制御装置１０ａ,１０ｂは、現在のブレード２ａ,２ｂの速度と、当該位置におけるブレード２ａ,２ｂの目標速度tgt spdとを比較し、目標速度tgt spdと現在速度との差に応じて、適宜、モータ６ａ,６ｂを制御する。
【００２８】
フィードバック制御を行うため、モータ６ａ,６ｂには、センサマグネット３１と、ロータリーエンコーダＩＣ３２が設けられている。図２は、モータ６ａの構成を示す説明図である。なお、モータ６ｂも同様の構成となっている。前述のように、モータ６ａは、モータ本体７と減速機構８とによって構成されている。モータ本体７には、ロータ３３が回転自在に配されている。ロータ３３の回転軸３４には、ウォーム３５が形成されている。ウォーム３５は、減速機構８に配されたウォームホイール３６と噛合している。ウォームホイール３６は、ワイパ軸４ａに取り付けられている。ワイパ軸４ａもしくはウォームホイール３６にはさらにセンサマグネット３１が取り付けられている。モータ６ａの減速機構８側には、図示しない制御基板が設けられている。センサマグネット３１は、この基板に取り付けられたロータリーエンコーダＩＣ３２と対向するように配置されている。
【００２９】
ロータリーエンコーダＩＣ３２は、センサマグネット３１の磁気変化に伴う出力電圧の変化を角度に変換することにより、ワイパ軸４ａの回転角度を検出する。ロータリーエンコーダＩＣ３２の出力電圧値とワイパ軸４ａの回転角度との間には所定の関係があり、この出力電圧値に基づいてブレード２ａの現在位置が検出される。また、ワイパ軸４ａの単位時間当たりの角度変化を検出することにより、ワイパ軸４ａの回転速度が算出され、ブレード２ａの速度が検出される。ワイパ軸４ａの回転角度及び回転速度の算出は、上記のロータリーエンコーダＩＣ３２を使用した方式には限定されず、ホールＩＣを用いたパルス検出による方式でも良い。
【００３０】
ブレード２ａの速度や現在位置などの制御情報は、通信線１３を介してワイパ制御装置１０ａ,１０ｂの間で交換される。ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、双方のブレードの位置関係に基づいて、モータ６ａ,６ｂを同期制御する。すなわち、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、まず、自身の側のブレード位置に基づきモータ６ａ,６ｂを正逆転制御する。同時にワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、両ブレード２ａ,２ｂのブレード位置情報に基づいてモータ６ａ,６ｂを制御し、ブレード同士が干渉したり、角度差が拡大したりしないようにワイパシステムを制御する。これにより、ブレード２ａ,２ｂが下反転位置Ａと上反転位置Ｂとの間、つまり図中一点鎖線で示す払拭範囲５を揺動運動し、フロントガラス３に付着した雨や雪などが払拭される。
【００３１】
一方、図１のワイパシステムにおいても、復路払拭時にブレード２ａ,２ｂがフロントガラス３の上下方向中央付近を過ぎ下半分領域に至ると、負荷が急激に小さくなり、前述のように、ＰＷＭ Dutyや回転数に乱れが生じるおそれがある。そこで、当該ワイパシステムでは、負荷の急変動によって制御が不安定な状態となるのを防止するため、復路払拭時における減速開始位置からDuty算出方法を変更し、外乱によるモータ６ａ,６ｂの出力変動を抑えている。図３は、本発明によるワイパ制御装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。また、図４は、本発明によるワイパ制御方法の処理手順を示すフローチャートであり、図４の処理はワイパ制御装置１０ａ,１０ｂによって実行される。なお、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは同一構成となっているため、図３及び以下の記載では、ワイパ制御装置１０ａについてのみ説明する。
【００３２】
図３に示すように、ワイパ制御装置１０ａには、ＣＰＵ２１と、データ送受信部２２が設けられている。ワイパ制御装置１０ａは、ＬＡＮ１２を介してＥＣＵ１１と接続されている。ワイパ制御装置１０ａには、ＥＣＵ１１から、ワイパスイッチの設定状態（ＯＮ／ＯＦＦやＬｏ,Ｈｉ,ＩＮＴ等の動作モード設定）、エンジン起動信号等の各種車両情報が入力される。ワイパ制御装置１０ａ内にはさらに、ＲＯＭ２３と、ＲＡＭ２４が設けられている。ＲＯＭ２３には、制御プログラムや各種制御情報が格納されている。ＲＡＭ２４には、モータ回転数やブレード現在位置などの制御上のデータが格納される。
【００３３】
ＣＰＵ２１は中央演算処理装置である。本実施形態では、ＥＣＵ１１と接続されたＣＰＵ２１がマスタ側となっており、図示しないワイパ制御装置１０ａのＣＰＵがスレーブ側となっている。ワイパ制御装置１０ａのＣＰＵ２１は、データ送受信部２２と通信線１３を介して、ワイパ制御装置１０ｂのＣＰＵと接続されている。両ＣＰＵは、通信線１３を通じて位置情報や動作指示を互いにやり取りしている。マスタ側のＣＰＵ２１は、ワイパスイッチの状態に従って、ワイパ制御装置１０ｂから送られてきたブレード２ｂの位置情報や、自ら（ブレード２ａ）の位置情報に基づいてモータ６ａの動作を制御する。スレーブ側のＣＰＵは、ワイパ制御装置１０ａからの指示に従って、ワイパ制御装置１０ａから送られてきたブレード２ａの位置情報や、自ら（ブレード２ｂ）の位置情報に基づいてモータ６ｂの動作を制御する。
【００３４】
ＣＰＵ２１には、位置検出部２５と、ブレード速度検出部２６、ブレード速度判定部２７、モータ回転数演算部２８、及び、駆動制御指示部２９が設けられている。位置検出部２５は、ロータリーエンコーダＩＣ３２からのセンサ信号に基づいて、ブレード２ａの現在位置を検出する。ブレード速度検出部２６は、ブレード２ａの現在の移動速度を検出する。ブレード速度判定部２７は、ブレード２ａの現在位置に対応するブレード目標速度tgt spdをＲＯＭ２３から読み込み、これとブレード２ａの現在の速度とを比較する。
【００３５】
モータ回転数演算部２８は、ブレード速度判定部２７における判定結果と、相手側ブレードとの位置関係、ワイパスイッチ情報などに基づいて、モータ６ａの回転数を算出する。駆動制御指示部２９は、モータ回転数演算部２８の指示に基づき、モータ６ａに対し回転方向やDuty等を指示し、ブレード２ａを上下反転位置間で適宜動作させる。モータ回転数演算部２８は、前述の諸条件を考慮してモータ６ａの回転数を決定する。但し、該本発明によるワイパシステムでは、復路時におけるDuty算出方法を減速開始時点から変更し、モータ回転数の暴れ（不規則な変動）を抑えている。なお、減速開始時点は必ずしも復路中央ではない。本実施形態では、減速開始時点（位置）とは、加速が完了してブレード２ａが最高速度となり、それが維持されている領域（最高速度領域）が終了し、モータが減速を開始する時点（位置）を意味している。
【００３６】
本発明によるワイパシステムでは、払拭動作時には次のような処理が行われる。図４に示すように、ここではまずステップＳ１にて、ブレード２ａの現在位置を検出され、ステップＳ２にて、ブレード２ａの現在速度が検出される。なお、ステップＳ１,Ｓ２は順不同である。ステップＳ１,Ｓ２にて、ブレード２ａの現在位置と現在速度を把握した後、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ブレード２ａが復路の減速開始位置Ｘに到達しているか否かが判断される。なお、前述のように、減速開始位置Ｘは、復路行程の必ずしも中央ではない。ブレード２ａが減速開始位置Ｘに到達していない場合には、ステップＳ４に進み、ブレード２ａの現在位置に対応した目標速度tgt spdを取得する。目標速度tgt spdは、前述のようにＲＯＭ２３内に格納されており、ブレード２ａの位置をパラメータとして予め設定されている。Ｓ４の処理により、ブレード２ａの現在位置に対応したブレード速度の目標値が設定される。
【００３７】
目標速度tgt spdを取得した後、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、自身及び相手側のブレード位置などから、ブレードの現在の状況（目標より遅れているか？、進んでいるか？、相手との関係は正常か？等）がモータ回転数演算部２８にて判断される。そして、ステップＳ６に進み、ブレード２ａに対する最適なＰＷＭ duty値（制御duty値）が設定される。制御duty値は、ブレードの現在の状況と、ブレード２ａの現在速度及び目標速度tgt spdに基づいて、設定される。制御duty値の設定処理もまた、モータ回転数演算部２８にて実行される。duty値の設定の後、ステップＳ７に進み、駆動制御指示部２９によって、先の設定値に基づいてＰＷＭ duty値が出力される。この結果、モータ６ａは、両ブレードの位置や速度等に基づいてフィードバック制御され、ルーチンを抜ける。
【００３８】
一方、ステップＳ３にて、ブレード２ａが減速開始位置Ｘに到達している場合には、ステップＳ８に進み、duty設定が変更される。本システムでは、モータ回転数演算部２８により、次式（式（１））に基づいてＰＷＭ dutyが設定される。
出力ＰＷＭ duty（Ｄ１）
＝減速開始時のＰＷＭ duty（sld sta duty) × Ｋsd    （式１）
（Ｋsd＝現在目標速度tgt spd／減速開始時目標速度pek tgt spd）
Ｋsdは、減速開始時からの出力減少分を示す制御係数であり、ブレード２ａの位置に対応して設定される。本システムでは、制御係数Ｋsdは、目標速度の比、すなわち、減速開始位置Ｘにおける目標速度pek tgt spdと、ブレード２ａの位置に対応して設定されたブレード２ａの目標速度tgt spdとの比である。制御係数Ｋsdは、ブレード位置に対応したマップとしてＲＯＭ２３に格納されている。モータ回転数演算部２８は、ブレード位置に基づき、このマップから出力ＰＷＭ dutyを設定する。
【００３９】
ステップＳ８にて出力ＰＷＭ dutyを設定した後、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、駆動制御指示部２９によって、式（１）に基づいて設定されたＰＷＭ duty値が出力される。これにより、減速開始位置Ｘ以降は、ＰＩフィードバック制御を行うことなく、マップ記載の所定値（式（１）による算出値）に基づいてモータ６ａが駆動される。
【００４０】
図５は、当該ワイパシステムにおけるＰＷＭ dutyとブレード速度、モータ回転数の時間変化を示す説明図である。前述のように、減速開始後のdutyは、減速開始時のduty（sld sta duty: slow down start duty)を基準値として、それに減速開始時の目標速度pek tgt spd (peak target speed)に対する現在の目標速度tgt spd (target speed)の比率を掛けた値に設定される（式（１））。その結果、本発明によるシステムでは、出力dutyは、図５に示すように、減速開始位置以降、放物線状の所定のカーブを描いて減少すると共に、そのカーブ自体が減速開始時のduty値（最高速度領域における負荷状態）に応じて適宜上下（duty値が増減）する。すなわち、最高速度領域での負荷が高い場合は、図５の曲線Ｈのようにdutyが設定され、負荷が低い場合には、曲線Ｌのようにdutyが設定される。よって、モータ６ａは、その減速領域において、最高速度領域での負荷状態に応じて設定される所定の制御形態にて駆動されることになる。
【００４１】
本発明によるワイパシステムでは、復路の減速開始位置以降は、モータ駆動用のＰＷＭ duty値が式（１）に基づいて設定される。その結果、図５に示すように、減速開始位置以降は、ブレード速度やモータ回転数は、目標値に追従する形で、特に乱れを生じることなく放物線状に変化し、滑らかな減速カーブを描いて下反転位置に至る。従って、図１０のような、負荷の急変によるDutyやモータ回転数の乱れを抑えることができ、スティックスリップのようなブレードの異常挙動が抑制され、払拭挙動を安定させることが可能となる。
【００４２】
(実施の形態２)
次に、本発明の実施形態２として、減速開始位置Ｘ以降もＰＩフィードバック制御を並行して行う制御形態について説明する。前述のように、実施の形態１の制御形態では、負荷の急激な低下による影響は的確に回避し得る。しかしながら、減速開始位置以降に、ガラス面の状態がＤＲＹからＷＥＴへ急激に変化した場合、速度が過剰（オーバーシュート）になってしまうことも考えられる。そこで、実施の形態２の制御形態では、式（１）に基づく制御を行いつつも、ＰＩフィードバック制御を並行して実施し、負荷変動への対応性を向上させている。
【００４３】
実施形態２の制御は、前述のステップＳ８が次のように変更される形で実施される。すなわち、前述の式（１）に基づいてduty値Ｄ１が算出されると共に、前述のステップＳ４〜Ｓ６のフィードバック制御における制御duty値Ｄ２が算出される。そして、これらの値Ｄ１,Ｄ２と次の式（２）により、ＰＷＭ duty値が設定・出力される。
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｄ２）／ｃ        式（２）
（但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
つまり、ＰＷＭ duty値の決定に際し、規定値のＤ１とフィードバック演算値のＤ２の両方を使用し、これらの重み付けを適宜調整することにより、負荷の急激な低下と、ガラス面の状態変化に的確に対応できるようにしている。
【００４４】
図６は、復路動作の際に下反転位置近傍に部分的に散水を行った場合のＰＷＭ dutyとブレード速度、モータ回転数の時間変化を示す説明図である。図６（ａ）は実施の形態２の制御、図６（ｂ）は実施の形態１の制御を行った場合をそれぞれ示している。なお、（ａ）の制御形態は、式（２）において、Ｄ１とＤ２を同等に取り扱い（ａ＝１,ｂ＝１）、両者を足して２（ｃ＝２）で割った制御形態となっている（５０％減速誘導）。図６（ｂ）に示すように、実施の形態１の制御形態の場合、復路動作の減速開始位置以後にガラス面が突然ＷＥＴな状態になると、フィードバック制御が実施されていないため、ＷＥＴな状況に対応できず、ブレード速度が急上昇してしまう（図６（ｂ）中央「散水」部分）。
【００４５】
これに対し、実施の形態２の制御形態では、ＷＥＴ状態にてブレード速度が上昇するが、ＰＩフィードバック制御により、その状況が的確に把握され制御に反映される。その結果、速度上昇が抑えられ、図６（ａ）のように速度の乱れを小さく留めることが可能となる（図６（ａ）中央「散水」部分）。このように、実施の形態２の制御形態では、規定値Ｄ１による制御とＰＩフィードバック制御を並行して行うことにより、ガラス面状態の急激な変化にも対応しつつ、負荷変動によるDutyやモータ回転数の乱れを小さく抑えることができる。従って、外乱に対する適応性が向上し、ワイパの払拭挙動をより安定させることが可能となる。
【００４６】
(実施の形態３)
さらに、本発明の実施の形態３として、減速開始位置Ｘの手前（例えば、１０°）の位置にフィードフォワード制御（以下、ＦＦ制御と略記する）開始位置Ｐを設定し、ＦＦ制御開始時におけるＰＷＭ duty（ffc sta duty)に基づいて前記duty値Ｄ１を算出する制御形態について説明する。図７は実施の形態３の制御形態における制御処理を示す説明図、図８はその処理手順を示すフローチャートである。なお、ＦＦ制御開始位置Ｐは、前述の最高速度領域内に設定されている。
【００４７】
図７に示すように、実施の形態３のワイパシステムでは、ＰＩフィードバック制御と、外乱を想定したフィードフォワード制御が実施され、図８のような処理手順にて実行される。図８に示すように、この場合も、ステップＳ１１,Ｓ１２にて、ブレード２ａの現在位置と現在速度が検出される。そして、これらを把握した後、ステップＳ１３に進み、ブレード２ａがＦＦ制御開始位置Ｐに到達しているか否かが判断される。ステップＳ１３にて、ブレード２ａがＦＦ制御開始位置Ｐに到達していない場合には、ステップＳ１４〜Ｓ１７に進む。ステップＳ１４〜Ｓ１７では、図４のＳ４〜Ｓ７と同様に、ブレードの現在の状況と、ブレード２ａの現在速度及び目標速度tgt spdに基づいてＰＷＭ duty値が出力される。
【００４８】
一方、ステップＳ１３にて、ブレード２ａがＦＦ制御開始位置Ｐに到達している場合には、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、ＦＦ制御のため、その時点におけるＰＷＭ duty（ffc sta duty)を取得する。ＰＷＭ duty（ffc sta duty)を取得した後、ステップＳ１９にてＦＦ制御開始フラグを立て（ＦＦ制御開始フラグ＝１）、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、ブレード２ａが復路の減速開始位置Ｘに到達しているか否かが判断される。ステップＳ２０にて、ブレード２ａが減速開始位置Ｘに到達していない場合には、ステップＳ１４〜Ｓ１７に進み、フィードバック制御が継続される。これに対し、ステップＳ２０にて、ブレード２ａが減速開始位置Ｘに到達している場合には、ステップＳ２１に進み、ＦＦ制御出力Ｄffが算出される。
【００４９】
ここでは、モータ回転数演算部２８により、次式（式（３））に基づいてＰＷＭ dutyが設定される。
ＦＦ制御出力Ｄff
＝ＦＦ制御開始位置時のＰＷＭ duty（ffc sta duty) × Ｋsd  式（３）
（Ｋsd＝現在目標速度tgt spd／減速開始時目標速度pek tgt spd）
Ｋsdは、前述同様、減速開始時からの出力減少分を示す制御係数である。図９は、ＦＦ制御開始位置Ｐや、本発明における現在目標速度tgt spdや減速開始時目標速度pek tgt spdの概念を示す説明図である。図９に示すように、減速開始時目標速度pek tgt spdは、減速開始位置以降、放物線状の所定のカーブを描いて減少すると共に、そのカーブ自体が減速開始時のduty値に応じて適宜上下（duty値が増減）する。
【００５０】
ステップＳ２１にてＦＦ制御出力Ｄffを算出した後、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、前述のステップＳ１４〜Ｓ１７と同様の手順にて、フィードバック制御における制御duty値Ｄfbが算出される（Ｄfb＝前述のＤ２）。そして、ステップＳ２３に進み、これらの値（Ｄff, Ｄfb）と次の式（４）により、ＰＷＭ duty値が設定・出力される。
出力ＰＷＭ duty＝（ａ×Ｄff＋ｂ×Ｄfb）／ｃ        式（４）
（但し、ｃ＝ａ＋ｂ）
【００５１】
このように、実施の形態３の制御処理では、ＰＷＭ duty値の決定に際し、外乱を想定したＦＦ制御値Ｄff（規定値）とフィードバック演算値のＤfbの両方を使用し、これらの重み付けを適宜調整する。これにより、前述同様、ガラス面状態の急激な変化にも対応しつつ、負荷変動によるDutyやモータ回転数の乱れを小さく抑えることができ、外乱に対する適応性が向上し、ワイパの払拭挙動をより安定させることが可能となる。なお、実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、フィードバック制御を行うことなく（制御duty値Ｄfb不使用：ｂ＝０）、ＦＦ制御出力Ｄffのみによって制御を行うことも可能である。
【００５２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態１では、減速開始位置Ｘ以降は、ＰＩフィードバック制御を行わない制御形態となっているが、実施の形態２で述べたような事象も想定され得る。従って、減速開始位置Ｘ以降もＰＩフィードバックを継続して演算し、現在のブレード速度が目標速度に対して所定値以上乖離した場合（例えば、２０％以上)は、規定値Ｄ１による制御からＰＩフィードバック制御に切り替えても良い。
【００５３】
また、実施の形態２,３におけるａ,ｂの値はあくまでも一例であり、車種や想定される外乱等に応じて、値を適宜変更することが可能である。例えば、ａ＝２,ｂ＝１として、規定値Ｄ１による制御を重視したり、逆に、ａ＝１,ｂ＝２として、フィードバック演算値Ｄ２による制御を重視したりしても良い。また、外乱の状況により、随時Ｄ１とＤ２の重み付けを変更したり、学習により両者を適宜変更したりして行くことも可能である。
【００５４】
さらに、前述の実施の形態では、減速係数Ｋsdとして、現在目標速度tgt spdと減速開始時目標速度pek tgt spdとの比を用いた例を示したが、ブレード位置に対応した目標duty値を予め設定してモータ制御を行うワイパ装置などでは、Ｋsdとして、当該位置の目標duty値と減速開始位置の目標duty値の比（現在目標duty値／減速開始時目標duty値）を用いることも可能である。
【００５５】
加えて、前述の実施形態では、復路時における制御例を示したが、本発明の制御形態は往路時にも適用可能である。前述のように、往路払拭動作においても、復路払拭動作と同じ現象が発生するおそれがある。そこで、往路での不安定現象を防止すべく、往路時においても、復路時と同様に、ワイパシステムの減速開始時点からduty算出方法を変更しても良い。つまり、本発明は、往路と復路からなる１制御サイクル中に設定された各モータ減速領域にて共に実施可能である。従って、本発明によれば、減速開始位置以後は、減速開始位置やＦＦ制御開始位置でのduty値、すなわち、最高速度領域での負荷に応じて設定される所定の制御形態にてモータの速度制御が行うことができる。なお、本発明における１制御サイクルとは、ワイパブレードの１往復払拭動作に関する制御周期である。
【００５６】
また、前述の実施形態では、図１のように、２つのモータにて各ワイパアームを駆動するワイパシステムに本発明を適用した例を示したが、本発明が適用可能なワイパシステムはこれには限定されない。例えば、本発明は、リンク機構を用いて１つの電動モータで２つのワイパアームを動かすワイパシステムにも適用可能である。
【００５７】
さらに、図２には、電動モータにセンサマグネット３１とロータリーエンコーダＩＣ３２を１つずつ備えたものを示したが、電動モータの構成はこれには限定されない。例えば、回転軸にセンサマグネットを設けると共に、センサマグネットの磁極変化をセンシングするため、センサマグネットに臨んでホールＩＣを設けたモータも使用可能である。当該モータは、パルスを検出するパルス仕様であり、モータの回転に伴ってホールＩＣからパルスが出力される。なお、当該モータにおけるホールＩＣの数も限定されない。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ,１ｂ    ワイパアーム         ２ａ,２ｂ    ワイパブレード
３    フロントガラス              ４ａ  ワイパ軸
５    払拭範囲                    ６ａ,６ｂ    電動モータ
７    モータ本体                  ８    減速機構
１０    ワイパ制御装置              １０ａ,１０ｂ    ワイパ制御装置
１１    ＥＣＵ                      １２    車載ＬＡＮ
１３    通信線                      ２１    ＣＰＵ
２２    データ送受信部              ２３    ＲＯＭ
２４    ＲＡＭ                      ２５    ブレード位置検出部
２６    ブレード速度検出部          ２７    ブレード速度判定部
２８    モータ回転数演算部          ２９    駆動制御指示部
３１    センサマグネット            ３２    ロータリーエンコーダＩＣ
３３    ロータ                      ３４    回転軸
３５    ウォーム                    ３６    ウォームホイール
Ａ      下反転位置                  Ｂ      上反転位置
Ｘ      減速開始位置                Ｋsd    減速係数
tgt spd    当該位置におけるブレード目標速度
pek tgt spd    減速開始時のブレード目標速度
ffc sta duty   ＦＦ制御開始位置時のＰＷＭ duty
Ｄff     ＦＦ制御出力(duty値)
Ｄfb     フィードバック制御における制御duty値
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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