(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイパの駆動源となる駆動手段を目標値にて動作させる速度制御により、当該ワイパを払拭動作させるワイパ制御装置において、
前記駆動手段の電源電圧を監視する電圧監視手段と、
前記電源電圧が閾値以下のとき、前記目標値を当該電源電圧に応じた値に設定し、前記電源電圧が前記閾値を超えるとき、前記目標値を一定値に設定する目標値設定手段と
を備えたことを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項２】
前記速度制御は、前記駆動手段の現在値と前記目標値との差分を基に当該駆動手段を制御して、当該駆動手段を目標値に追従させるフィードバック制御である
ことを特徴とする請求項１に記載のワイパ制御装置。
【請求項３】
前記目標値設定手段は、前記電源電圧が前記閾値以下のとき、当該目標値が下限値に到達すると、該目標値を一定値に設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイパ制御装置。
【請求項４】
省電力への切り換えの操作がなされると、前記目標値を一律に下げて、前記駆動手段で消費される電力を抑制する省電力モード切換手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のワイパ制御装置。
【請求項５】
前記省電力モード切換手段にて前記駆動手段を省電力状態で駆動する際、手動操作により前記目標値を調整可能な調整手段を備えた
ことを特徴とする請求項４に記載のワイパ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパを駆動制御するワイパ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周知のように、車両には、車両の窓ガラスに付着した水滴等を繰り返しの反転動作によって払拭するワイパが設けられている（特許文献１等参照）。ワイパは、例えばモータ（反転制御ワイパモータ）を駆動源として、窓ガラスの表面上を摺動しながら反転動作する。モータを駆動制御するワイパ制御装置は、車載バッテリの電圧が設定内で変化（例えば10〜16Ｖ）してもモータが一定回転数（一定速度）で回転するように、ワイパモータを回転制御する。これは、内燃機関車両又は電動車両（ハイブリッド車、ＥＶ車）に関係なく、両方ともで実施される動作である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このモータ制御の場合は、ハイブリッド車やＥＶ車において車載バッテリが低電圧となったときも、ワイパモータの回転数を下げないようにワイパモータが一定回転数に制御されることになる。よって、ワイパモータを一定回転数で制御する方式の場合は、車載バッテリの残量が少なくなっているにもかかわらず、バッテリの電力がワイパモータに多く消費されてしまい、ハイブリッド車では走行継続距離の減少、ＥＶ車では燃費の悪化に繋がる懸念があった。
【０００５】
このように、内燃機関車両の場合であれば、ワイパモータを一定回転数で制御する方式は、モータ回転数が一定であることがワイパの作動フィーリングのよさに繋がり、これが利点となるが、電動車両の場合には、これが走行継続距離の減少や燃費悪化に繋がる。よって、ワイパモータの制御方法も、車両の種類の変化とともにニーズが変化してきた現状がある。
【０００６】
なお、この問題の対策案として、例えば速度制御を実施しないワイパモータを使用することも想定されるが、この場合は車載バッテリの電圧が下げれば回転数が遅くなる反面、車載バッテリの電圧が高いと、回転数が高くなるので、電力を無駄に消費したり、高回転によりワイパが水滴を周囲にまき散らしたりする問題に繋がり、有効な対策案とはならない。
【０００７】
本発明の目的は、ワイパの駆動に必要な電力を削減して省電力化することができるワイパ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明では、ワイパの駆動源となる駆動手段を目標値にて動作させる速度制御により、当該ワイパを払拭動作させるワイパ制御装置において、前記駆動手段の電源電圧を監視する電圧監視手段と、前記電源電圧が閾値以下のとき、前記目標値を当該電源電圧に応じた値に設定し、前記電源電圧が前記閾値を超えるとき、前記目標値を一定値に設定する目標値設定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
本発明の構成によれば、ワイパの駆動手段の電源電圧が閾値以下のとき、電源電圧に応じた目標値にて駆動手段が制御され、電源電圧が閾値を超えるとき、目標値を一定値として駆動手段が制御される。このため、電源電圧が閾値以下のとき、つまり電源電圧が低下傾向にあるとき、駆動手段にて消費される電力が少なく抑えられるので、電源電圧が閾値以下の状況下において、電源電圧を省電力化することが可能となる。また、電源電圧が閾値を超えるとき、つまり電源電圧が高い傾向にあるとき、駆動手段に電力を不必要に供給せずに済む。よって、電源電圧が閾値を超える状況下においても、駆動手段を省電力化することが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記速度制御は、前記駆動手段の現在値と前記目標値との差分を基に当該駆動手段を制御して、当該駆動手段を目標値に追従させるフィードバック制御であることを要旨とする。この構成によれば、駆動手段がフィードバック制御にて目標値を追従するように動作するので、駆動手段を安定動作させることが可能となる。
【００１１】
本発明では、前記目標値設定手段は、前記電源電圧が前記閾値以下のとき、当該目標値が下限値に到達すると、該目標値を一定値に設定することを要旨とする。この構成によれば、電源電圧が閾値以下の状況下で駆動手段が動作する際、目標値が下限値に到達すると、目標値が一定値に切り換えられる。このため、駆動手段に供給される電圧が極端に低くならずに済むので、ワイパにびびり振動等を生じ難くすることが可能となる。
【００１２】
本発明では、省電力への切り換えの操作がなされると、前記目標値を一律に下げて、前記駆動手段で消費される電力を抑制する省電力モード切換手段を備えたことを要旨とする。この構成によれば、ワイパ制御装置の動作状態を省電力モードに切り換えることが可能となるので、駆動手段の更なる省電力化に寄与する。
【００１３】
本発明では、前記省電力モード切換手段にて前記駆動手段を省電力状態で駆動する際、手動操作により前記目標値を調整可能な調整手段を備えたことを要旨とする。この構成によれば、省電力モード下において、手動操作にて目標値を任意に設定することが可能となるので、目標値を最適な値に設定することが可能となる。よって、駆動手段の更なる省電力化に寄与する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ワイパの駆動に必要な電力を削減して省電力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のワイパ制御装置の構成図。
【図２】ワイパモータの目標回転数とバッテリ電圧との関係を示す波形図。
【図３】ワイパモータ省電力機能の動作態様を示すフローチャート。
【図４】目標回転数に下限値を設定した例を示す波形図。
【図５】第２実施形態のワイパ制御装置の構成図。
【図６】（ａ），（ｂ）はエコモード切換装置の構成例を示す模式図。
【図７】ワイパモータ省電力機能の動作態様を示すフローチャート。
【図８】エコモードを起動させたときの動作例を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したワイパ制御装置の第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１７】
図１に示すように、車両１には、窓ガラス２に付着した水滴等を繰り返しの反転動作によって払拭する一対のワイパ３，３が設けられている。ワイパ３，３には、変換機構４を介してワイパモータ５が接続されている。変換機構４は、ワイパモータ５の回転力を、ワイパ３の繰り返しの反転動作に変換する機構部品である。ワイパモータ５は、例えばＤＣモータが使用されている。なお、ワイパモータ５が駆動手段に相当する。
【００１８】
車両１には、ワイパモータ５を駆動制御するワイパ制御装置６が設けられている。ワイパ制御装置６には、ワイパ制御装置６を統括制御するワイパＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と、ワイパＥＣＵ７からの指令を基にワイパモータ５を通電するモータ駆動装置８とが設けられている。ワイパＥＣＵ７には、ワイパ３のオン／オフや動作モードを切り換える際に操作するワイパスイッチ９が接続されている。
【００１９】
車両１には、各種車載品の電源となる車載バッテリ１０が搭載されている。車両１が電動車両（ハイブリッド車、ＥＶ車など）の場合、車載バッテリ１０は、車輪の駆動源となるモータ（図示略）の電源にもなる。もちろん、車載バッテリ１０は、ワイパ制御装置６の電源にもなる。
【００２０】
ワイパモータ５には、ワイパモータ５の回転数を検出する回転数検出センサ１１が設けられている。回転数検出センサ１１は、例えばロータリエンコーダ等が使用され、ワイパＥＣＵ７に接続されている。回転数検出センサ１１は、ワイパモータ５の回転に応じたモータ回転数信号（パルス信号）Ｓplをワイパモータ５に出力する。
【００２１】
ワイパＥＣＵ７には、ワイパモータ５の回転数が目標回転数（目標払拭回数）をとるようにワイパモータ５の回転数を制御するモータ回転数制御部１２が設けられている。モータ回転数制御部１２は、回転数検出センサ１１から出力されるモータ回転数信号Ｓplを基に現在のワイパモータ５の回転数（実回転数）を把握し、この実回転数と目標回転数との差分を基にワイパモータ５を駆動制御して、実回転数を目標回転数に近づける処理を繰り返す、いわゆるフィードバック制御を実施する。これにより、ワイパモータ５が目標回転数に追従するように回転する。なお、目標回転数が目標値に相当し、実回転数が駆動手段の現在値に相当する。
【００２２】
本例のワイパ制御装置６には、車載バッテリ１０の電圧（バッテリ電圧Ｖbatt）を基にワイパモータ５の動作態様を切り換えて、ワイパモータ５にかかる消費電力を低減するワイパモータ省電力機能が設けられている。ワイパモータ省電力機能は、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以下のとき、ワイパモータ５の回転数（払拭回数）をバッテリ電圧Ｖbattに応じた値とし、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるとき、ワイパモータ５の回転数（払拭回数）を一定とする機能である。設定電圧Ｖｋは、バッテリ電圧Ｖbattが同値以下となったとき、車載バッテリ１０の電力消費を抑えるべきと判断する目安の電圧である。なお、バッテリ電圧Ｖbattが電源電圧に相当する。
【００２３】
この場合、ワイパＥＣＵ７には、バッテリ電圧Ｖbattを監視するバッテリ電圧監視部１３が設けられている。バッテリ電圧監視部１３は、バッテリ電圧Ｖbattから延びるハーネス（図示略）から電圧値を取り込んでバッテリ電圧Ｖbattを監視する。バッテリ電圧監視部１３は、例えば車両１のイグニッションスイッチ（図示略）がオンになると、バッテリ電圧Ｖbattの監視を開始する。なお、バッテリ電圧監視部１３が電圧監視手段に相当する。
【００２４】
ワイパＥＣＵ７には、ワイパモータ５の回転数制御に使用する目標回転数を設定する目標回転数設定部１４が設けられている。目標回転数設定部１４は、バッテリ電圧監視部１３で取得したバッテリ電圧Ｖbattに応じて目標回転数を設定する。図２に示すように、本例の目標回転数設定部１４は、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以下のとき、目標回転数をバッテリ電圧Ｖbattに応じた値に設定し、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるとき、目標回転数を一定値に設定する。なお、目標回転数設定部１４が目標値設定手段に相当する。
【００２５】
モータ回転数制御部１２は、目標回転数設定部１４が設定した目標回転数に準じて、ワイパモータ５の回転数をフィードバック制御する。即ち、モータ回転数制御部１２は、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以下のとき、バッテリ電圧Ｖbattに応じて可変する目標回転数を目標にしてワイパモータ５をフィードバック制御し、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるとき、一定値の目標回転数を目標にしてワイパモータ５をフィードバック制御する。
【００２６】
次に、本例のワイパモータ省電力機能の動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３のフローチャートは、イグニッションスイッチがオンの間、繰り返し実行される。
【００２７】
ステップ１０１において、ワイパＥＣＵ７は、ワイパスイッチ９がオン／オフのいずれかを判断する。このとき、ワイパスイッチ９がオンであればステップ１０２に移行し、ワイパスイッチ９がオフであれば処理を終了する。
【００２８】
ステップ１０２において、ワイパＥＣＵ７は、ワイパスイッチ９に応じた動作モードでワイパモータ５を駆動する。このとき、ワイパＥＣＵ７は、ワイパスイッチ９の操作位置に応じて、ワイパ３を連続的に動作させる連続モード、ワイパ３を間欠的に動作させる間欠モード、ワイパ３を所定回数だけ動作させるミストモードなどにより、ワイパ３の払拭動作を開始する。
【００２９】
ステップ１０３において、バッテリ電圧監視部１３は、車載バッテリ１０の電圧監視を行うことにより、バッテリ電圧Ｖbattを検出する。このとき、車載バッテリ１０の残量が低下傾向にあれば、低いバッテリ電圧Ｖbattを検出し、車載バッテリ１０の残量が充分であれば、高いバッテリ電圧Ｖbattを検出する。そして、目標回転数設定部１４は、その時のバッテリ電圧Ｖbattに応じた目標回転数を設定する。このとき、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以下であれば、その時々のバッテリ電圧Ｖbattに応じた目標回転数が設定され、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるのであれば、目標回転数が一定値に設定される。
【００３０】
ステップ１０４において、目標回転数設定部１４は、回転数検出センサ１１から出力されたモータ回転数信号Ｓplを取得する。即ち、目標回転数設定部１４は、現在のワイパモータ５の実回転数を確認する。
【００３１】
ステップ１０５において、モータ回転数制御部１２は、回転数検出センサ１１のモータ回転数信号Ｓplから求まる実回転数と、目標回転数設定部１４により設定された目標回転数とを基に、ワイパモータ５をフィードバック制御して、ワイパモータ５の回転数を目標回転数に近づける。これにより、ワイパ３が最適な駆動速度で繰り返し反転動作する。
【００３２】
以上により、本例においては、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以下のときには、ワイパモータ５におけるフィードバック制御の目標回転数をバッテリ電圧Ｖbattに応じた値に設定するので、バッテリ電圧Ｖbattが低くなってしまっているにもかかわらず、バッテリ電圧Ｖbattがワイパモータ５に多く消費されてしまうことがない。このため、バッテリ電圧Ｖbattの省電力化が可能となり、車両１の走行継続距離確保や燃費向上に効果が高くなる。
【００３３】
また、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるときには、ワイパモータ５におけるフィードバック制御の目標回転数を一定値に設定するので、目標回転数を無駄に上昇させることがない。このため、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるときも、バッテリ電圧Ｖbattの浪費を抑えることが可能となり、バッテリ電圧Ｖbattの省電力化に寄与する。また、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるとき、目標回転数が著しく高くなることもないので、ワイパ３が無駄に高速駆動することもない。よって、ワイパ３が周囲に水滴をまき散らすなどの問題も生じない。
【００３４】
さらに、本例のワイパモータ省電力機能の応用例として、図４に示すように、ワイパモータ５の目標回転数に下限値を設定してもよい。即ち、目標回転数が下限値Ｐminに到達したとき、目標回転数を一定値に設定してもよい。こうすれば、ワイパ３を払拭動作させる際の最低限の駆動力が確保されるので、ワイパ３のびびり振動を抑制することが可能となる。
【００３５】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以下のとき、ワイパモータ５をバッテリ電圧Ｖbattに応じた目標回転数で回転するようにフィードバック制御し、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるとき、ワイパモータ５を一定の目標回転数でフィードバック制御する。よって、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以上のときには、バッテリ電圧Ｖbattの効率よく消費でき、またバッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるときには、バッテリ電圧Ｖbattを無駄に消費せずに済むので、バッテリ電圧Ｖbattを省電力化することができる。
【００３６】
（２）バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるとき、ワイパモータ５のフィードバック制御の目標回転数を一定値とするので、仮にバッテリ電圧Ｖbattが高い値をとる場合であっても、ワイパモータ５に印加される電圧が一定値で抑えられる。このため、ワイパ３が無駄に高速駆動することがないので、ワイパ３が周囲に雨水をまき散らすなどの問題が生じない。
【００３７】
（３）ワイパモータ５の駆動制御としてフィードバック制御を用いたので、ワイパモータ５を最適な速度で安定動作させることができる。
（４）図４に示す応用例として、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋ以下の状況下において、ワイパモータ５の目標回転数に下限値Ｐminを設定可能とした。この場合、バッテリ電圧Ｖbattが大きく低下したとしても、ワイパモータ５に供給される最低限の電圧は確保されるので、ワイパ３にびびり振動を生じ難くすることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５〜図８に従って説明する。なお、第２実施形態は、ワイパ制御装置６にエコモードを設けた点で異なっており、他の基本的な構造は同じである。よって、本例は、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００３９】
図５に示すように、ワイパＥＣＵ７には、ワイパ制御装置６の動作モードをエコモードに切り換える際に操作するエコモード切換装置２０が設けられている。エコモード切換装置２０としては、図６（ａ）に示すような、車内に設けた機械操作式のエコモードスイッチ２１がある。エコモードスイッチ２１は、例えばプッシュ及び回転の両操作が可能なマイクロスイッチからなる。この場合、エコモードスイッチ２１を押し操作することにより、エコモードのオン／オフの切り換えを行い、エコモードスイッチ２１を回転操作することにより、目標回転数を調整する。なお、エコモード切換装置２０が省電力モード切換手段に相当し、エコモードが省電力モードに相当する。
【００４０】
また、エコモード切換装置２０としては、図６（ｂ）に示すような、ナビゲーションシステムのタッチ操作式のディスプレイ２２がある。タッチパネル式のディスプレイ２２の場合、ディスプレイ２２の画面上には、操作アイコンとしてタッチ操作式のエコモードスイッチ２３が表示される。このエコモードスイッチ２３には、エコモードオン／オフ切換スイッチ２４や目標回転数調整スイッチ２５などがある。なお、エコモードスイッチ２１，２３が調整手段に相当する。
【００４１】
図５に示すように、ワイパＥＣＵ７には、バッテリ電圧Ｖbattに応じて設定した目標回転数を、エコモード切換装置２０において行われたるエコモード操作に応じて修正する目標回転数修正部２６が設けられている。目標回転数修正部２６は、目標回転数設定部１４がバッテリ電圧Ｖbattに応じて決めた目標回転数を、エコモード切換装置２０でエコモードオン時に目標回転数の調整量を基に修正する。
【００４２】
さて、本例のワイパモータ省電力機能の場合、図７に示すように、ステップ１０５の次ステップであるステップ１０６において、目標回転数修正部２６は、目標回転数設定部１４が設定した目標回転数を、エコモードスイッチ２１，２３の操作に応じた回転数に修正する。即ち、図８に示すように、目標回転数修正部２６は、目標回転数設定部１４が設定した目標回転数を、エコモードスイッチ２１，２３にて設定された値に全体的に引き下げる。これにより、ワイパモータ５の動作に必要な電力が少なく済み、車載バッテリ１０の省電力化が可能となる。
【００４３】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（４）に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）エコモード切換装置２０を設け、これを操作することにより、ワイパ制御装置６をエコモードに切り換え可能とした。このため、バッテリ電圧Ｖbattの消費を更に抑えることが可能となるので、バッテリ電圧Ｖbattの一層の省電力化に寄与する。
【００４４】
（６）エコモード切換装置２０のエコモードスイッチ２１，２３を操作することにより、エコモードのレベルを切り換え可能とした。よって、エコモードのレベルを自由に調整することが可能となるので、バッテリ電圧Ｖbattの更なる省電力化に寄与する。
【００４５】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・各実施形態において、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるとき、目標回転数は１値に設定されることに限定されない。例えば、バッテリ電圧Ｖbattが設定電圧Ｖｋを超えるときの目標回転数を段階的に設定してもよい。
【００４６】
・第２実施形態において、エコモード切換装置２０は、図６（ａ），（ｂ）に示す構成のものに限定されず、他の構造に適宜変更可能である。
・第２実施形態において、目標回転数の修正は、電圧を一律に下げる方式に限定されず、所定の規則性を以て下げるものでもよい。
【００４７】
・各実施形態において、電源電圧は、バッテリ電圧Ｖbattに限定されない。要は、ワイパモータ５の電源であれば、他の電源に変更可能である。
・各実施形態において、設定電圧Ｖｋは、固定値に限定されず、可変値としてもよい。この場合、ワイパ制御装置６の状態に応じて自動切り換えとしてもよいし、スイッチによる手動切り換えとしてもよい。
【００４８】
・各実施形態において、ワイパ３は、反転動作するものに限定されず、他の動作態様をとるものでもよい。
・各実施形態において、駆動手段は、モータに限定されず、他のアクチュエータを採用可能である。
【００４９】
・各実施形態において、回転数検出センサ１１は、種々のセンサが使用可能である。
・各実施形態において、フィードバック制御は、例えばＰＩＤ制御等の種々の制御を採用可能である。
【００５０】
・各実施形態において、速度制御は、フィードバック制御に限定されず、例えばシーケンス制御でもよい。
・各実施形態において、ワイパ制御装置６は、電動車両に搭載されることに限定されず、内燃機関車両に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
３…ワイパ、５…駆動手段としてのワイパモータ、６…ワイパ制御装置、１３…電圧監視手段としてのバッテリ電圧監視部、１４…目標値設定手段としての目標回転数設定部、２０…省電力モード切換手段としてのエコモード切換装置、２１，２３…調整手段としてのエコモードスイッチ、Ｖbatt…電源電圧としてのバッテリ電圧、Ｖｋ…閾値としての設定電圧、Ｐmin…下限値。
【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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