(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイパモータの出力軸とピボット軸とを連結し、前記出力軸の回転力を前記ピボット軸に伝達するリンク機構と、
基端部が前記ピボット軸に固定され、前記出力軸が回転することで下反転位置と該下反転位置に対して回動方向一方側に設定された上反転位置との間を往復回動するワイパアームと、
前記ワイパアームの先端部に取り付けられ、前記ワイパアームと共に往復回動してウインドシールドガラスを払拭するワイパブレードと、
前記出力軸を正逆回転制御して前記ワイパブレードを往復回動させ、前記ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを検知すると共に、当該雪溜まりを検知したときに前記下反転位置に対して回動方向他方側に設定された押下げ位置に前記ワイパブレードを回動させる制御部と、
を備え、
前記ワイパブレードが連続して前記押下げ位置へ所定回数回動された場合には、前記下反転位置と前記上反転位置との間で前記ワイパブレードを往復回動させるように、前記制御部が前記出力軸を正逆回転制御する車両用ワイパ装置。
【請求項２】
前記ワイパブレードの回動位置を検出する位置検出部と、
外気温度を検出する温度検出部と、
前記ワイパブレードの前記下反転位置における前記ワイパモータの電流値を検出する電流検出部と、
を備え、
外気温度が所定温度以下で且つ前記ワイパモータの電流値が所定値以上であるときに前記制御部が前記雪溜まりを検知する請求項１に記載の車両用ワイパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ワイパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ワイパ装置では、ワイパモータの出力軸を正逆回転制御することで、ワイパブレードを下反転位置と上反転位置との間で往復回動させるものがある（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４００５２５６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、降雪時に車両用ワイパ装置を作動させると、ワイパブレードによって払拭された雪によって反転位置において雪溜まりが発生する。これにより、例えば、ワイパブレードに対して当該雪溜まりが干渉物となり、ワイパブレードの作動に影響を与える場合がある。このため、車両用ワイパ装置では雪溜りによる影響を受け難い構造にすることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、雪溜りによる影響を受け難くすることができる車両用ワイパ装置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】
【０００６】
本発明の車両用ワイパ装置は、ワイパモータの出力軸とピボット軸とを連結し、前記出力軸の回転力を前記ピボット軸に伝達するリンク機構と、基端部が前記ピボット軸に固定され、前記出力軸が回転することで下反転位置と該下反転位置に対して回動方向一方側に設定された上反転位置との間を往復回動するワイパアームと、前記ワイパアームの先端部に取り付けられ、前記ワイパアームと共に往復回動してウインドシールドガラスを払拭するワイパブレードと、前記出力軸を正逆回転制御して前記ワイパブレードを往復回動させ、前記ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを検知すると共に、当該雪溜まりを検知したときに前記下反転位置に対して回動方向他方側に設定された押下げ位置に前記ワイパブレードを回動させる制御部と、を備えている。
【０００７】
上記構成によれば、ワイパアームの基端部がピボット軸に固定されており、ピボット軸はリンク機構を介してワイパモータの出力軸に連結されている。一方、ワイパアームの先端部には、ワイパブレードが取り付けられている。そして、ワイパモータが制御部によって正逆回転制御されて、その出力軸が正逆回転し、ワイパアームがワイパブレードと共に下反転位置と該下反転位置に対して回動方向一方側に設定された上反転位置との間を往復回動する。これにより、ワイパブレードによってウインドシールドガラス上の雪等が払拭される。
【０００８】
ここで、車両用ワイパ装置は、ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを検知する制御部を備えている。そして、制御部が当該雪溜まりを検知したときに、制御部によってワイパブレードが下反転位置よりも回動方向他方側の押下げ位置に回動される。このため、雪溜まりが下反転位置よりも回動方向他方側へ押下げられる。これにより、下反転位置においてワイパブレードが雪溜りに干渉することが抑制される。したがって、ワイパブレードの作動において雪溜まりによる影響を受け難くすることができる。
【０００９】
しかも、ワイパアームの基端部を固定するピボット軸がリンク機構を介してワイパモータの出力軸に連結されている。そして、リンク機構を用いた車両用ワイパ装置では、通常ピボット軸の軸回りの回転トルクが、ワイパブレードの下反転位置と上反転位置との間の中間位置に比べて、ワイパブレードの下反転位置及び上反転位置の方が高くなる特性を有するように設定されている。このため、ピボット軸の回転トルクが高くなる下反転位置において、雪溜まりを下反転位置に対して回動方向他方側へ押下げることができる。これにより、リンク機構を用いたピボット軸の回転トルクの特性を有効に活用して、雪溜まりを下反転位置に対して回動方向他方側へ押下げることができる。
【００１０】
本発明の車両用ワイパ装置は、前記ワイパブレードの回動位置を検出する位置検出部と、外気温度を検出する温度検出部と、前記ワイパブレードの前記下反転位置における前記ワイパモータの電流値を検出する電流検出部と、を備え、外気温度が所定温度以下で且つ前記ワイパモータの電流値が所定値以上であるときに前記制御部が前記雪溜まりを検知する。
【００１１】
上記構成によれば、ワイパブレードの回動位置が位置検出部によって検出され、外気温度が温度検出部によって検出され、ワイパブレードの下反転位置におけるワイパモータの電流値が電流検出部によって検出される。そして、外気温度が所定温度以下であり且つワイパブレードの下反転位置におけるワイパモータの電流値が所定値以上であるときに、制御部が雪溜まりを検知する。これにより、ワイパブレードの下反転位置における雪溜まりを簡易な構成によって検出できる。
【００１２】
本発明の車両用ワイパ装置は、前記ワイパブレードが連続して前記押下げ位置へ所定回数回動された場合には、前記下反転位置と前記上反転位置との間で前記ワイパブレードを往復回動させるように、前記制御部が前記出力軸を正逆回転制御する。
【００１３】
上記構成によれば、下反転位置から押下げ位置へのワイパブレードの連続回動回数を制限することができる。これにより、高負荷状態でワイパモータが使用される回数が制限されるため、例えば、車両用ワイパ装置の耐久性を向上することができると共に、信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る車両用ワイパ装置の全体を示す模式的な概略図である。
【図２】図１に示されるＥＣＵを示すブロック図である。
【図３】図１に示されるワイパブレードの下反転位置におけるＥＣＵの回動制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示されるピボット軸の回転トルクを説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本実施の形態に係る車両用ワイパ装置１０について説明する。図１には、車両用ワイパ装置１０が模式的な概略図で示されている。この図に示されるように、車両用ワイパ装置１０は、ワイパアーム１２と、ワイパアーム１２の先端部に連結されたワイパブレード１４と、を備えている。また、ワイパアーム１２の基端部が、車両に設けられたピボット軸１６に固定されており、ピボット軸１６はリンク機構１８（リンクロッド２０）を介してワイパモータ３０に連結されている。
【００１６】
そして、ワイパモータ３０が駆動することで、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）がピボット軸１６の軸回りに往復回動（図１の矢印Ａ及び矢印Ｂを参照）して、車両のウインドシールドガラスＷＧの払拭面がワイパブレード１４によって往復払拭されるようになっている。具体的には、ワイパモータ３０が駆動する前の状態では、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）が停止位置ＳＰに配置されている。そして、ワイパモータ３０が駆動すると、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）は、回動方向一方側（図１の矢印Ａ方向）に回動されると共に、上反転位置ＵＰにおいて反転される。また、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）が、上反転位置ＵＰから回動方向他方側（図１の矢印Ｂ方向）に回動されると共に、下反転位置ＬＰにおいて反転される。なお、上反転位置ＵＰ及び下反転位置ＬＰのそれぞれの位置から略等距離に設定された位置を中間位置ＣＰという。以下、各構成について説明する。
【００１７】
ワイパモータ３０は、モータ本体３２と、モータ本体３２の駆動力を出力するための出力軸３４と、を有している。この出力軸３４は、モータ本体３２の軸方向（図１の矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向）に対して直交する方向を軸方向として配置されている。また、出力軸３４は、ウォーム減速機などの減速機構を介してモータ本体３２の回転軸に連結されており、モータ本体３２の回転軸の回転が減速機構によって減速されて出力軸３４によって出力されるようになっている。また、出力軸３４の先端部には、クランクアーム３６が固定されており、クランクアーム３６は出力軸３４の径方向外側へ延出されている。そして、ワイパモータ３０の作動時には、クランクアーム３６が出力軸３４の軸回りに１８０°未満の範囲で往復回動するようになっている。
【００１８】
また、ワイパモータ３０は、後述するＥＣＵ４０に電気的に接続されており、ＥＣＵ４０の制御によってワイパモータ３０が駆動制御されるように構成されている。具体的には、ワイパモータ３０の出力軸３４が正逆回転するようにワイパモータ３０がＥＣＵ４０によって駆動制御されて、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）が下反転位置ＬＰと上反転位置ＵＰとの間を往復回動するようになっている。
【００１９】
リンク機構１８は、ワイパモータ３０の駆動力をピボット軸１６へ伝達するための機構とされている。このリンク機構１８は、リンクロッド２０と、一端部がピボット軸１６の基端部に一体回動可能に連結されたレバー２２と、を含んで構成されている。
【００２０】
リンクロッド２０は、略長尺状のパイプ材によって製作されて、モータ本体３２の略軸方向に延在されている。そして、リンクロッド２０の長手方向一端部が、ボールジョイント２４によってクランクアーム３６の他端部に転動可能に駆動連結されており、リンクロッド２０の長手方向他端部がボールジョイント２６によってレバー２２の他端部に転動可能に駆動連結されている。このため、ワイパモータ３０とピボット軸１６とがリンクロッド２０及びレバー２２によって連結されて、ワイパモータ３０の駆動力がピボット軸１６に伝達されるようになっている。これにより、ワイパモータ３０が駆動すると、ピボット軸１６が自身の軸心回りに往復回転されて、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）が下反転位置ＬＰと上反転位置ＵＰとの間を往復回動するようになっている。
【００２１】
また、図２に示されるように、車両用ワイパ装置１０は、ワイパモータ３０の出力軸３４の回転を制御する「制御部」としてのＥＣＵ４０を備えており、ＥＣＵ４０には、位置検出部４２、温度検出部４４、及び電流検出部４６がそれぞれ電気的に接続されている。以下、初めに位置検出部４２、温度検出部４４、及び電流検出部４６について説明し、次いでＥＣＵ４０について説明する。
【００２２】
位置検出部４２は、ワイパモータ３０に設けられた位置検出センサとして構成されている。この位置検出センサは、ワイパモータ３０の減速機構におけるウォームホイールと一体回転されるセンサマグネットと、当該センサマグネットの磁極の変化を検出する磁気センサ（例えば、磁気抵抗素子やホールＩＣ等）、を含んで構成されている。そして、位置検出部４２は、センサマグネットの磁極の変化による信号レベルによって、クランクアーム３６に対応したワイパアーム１２（ワイパブレード１４）の位置を検出して、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）の位置に応じた信号をＥＣＵ４０に出力するようになっている。
【００２３】
温度検出部４４は、温度センサによって構成されて、車体に取り付けられている。そして、温度検出部４４が、外気温度を検出し、検出した信号をＥＣＵ４０へ出力するようになっている。
【００２４】
電流検出部４６は、ワイパモータ３０に設けられ、例えば抵抗等によって構成されている。そして、電流検出部４６は、ワイパモータ３０のアーマチャを構成する巻線に流れる駆動電流を検出して、検出した駆動電流に応じた信号をＥＣＵ４０に出力するようになっている。
【００２５】
ＥＣＵ４０は、位置検出部４２、温度検出部４４、及び電流検出部４６から出力される信号に基づいて、ワイパモータ３０の出力軸３４の回転を制御するようになっている。具体的には、ＥＣＵ４０に接続されたワイパスイッチ（図示省略）が操作されると、ＥＣＵ４０の制御により、ワイパモータ３０の出力軸３４が正転方向に回転される。これにより、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）が、停止位置ＳＰから回動方向一方側へ回動される。そして、ＥＣＵ４０は、位置検出部４２からの出力信号に基づいて、ワイパモータ３０の出力軸３４を正逆回転させて、ワイパブレード１４が上反転位置ＵＰと下反転位置ＬＰとの間を往復回動される。
【００２６】
また、ＥＣＵ４０は、温度検出部４４及び電流検出部４６からの出力信号に基づいて、ワイパブレード１４の下反転位置ＬＰにおいて雪溜まりが生じたことを検知するようになっている。具体的には、温度検出部４４から出力される信号によって外気温度が所定温度以下の寒冷環境にあり、電流検出部４６から出力される信号によってワイパモータ３０の駆動電流が所定値以上（下反転位置ＬＰにおける所定の高負荷状態）である場合には、ワイパブレード１４の下反転位置ＬＰにおいて雪溜まりが生じているとしてＥＣＵ４０が検知するようになっている。
【００２７】
そして、ワイパブレード１４の下反転位置ＬＰにおいて雪溜まりが生じたことをＥＣＵ４０が検知した場合には、ワイパブレード１４がＥＣＵ４０の制御によって以下のように回動するようになっている。すなわち、ワイパブレード１４が、下反転位置ＬＰより回動方向他方側へ回動され、下反転位置ＬＰより回動方向他方側の位置で反転されるようになっている。そして、この反転位置が押下げ位置ＰＰとされており、本実施の形態では、押下げ位置ＰＰが停止位置ＳＰと同じ位置に設定されている。
【００２８】
また、ＥＣＵ４０はメモリ４８（記憶部）を有しており、ワイパブレード１４が下反転位置ＬＰから押下げ位置ＰＰへ連続して回動した回数をメモリ４８に記憶するようになっている。そして、ワイパブレード１４が押下げ位置ＰＰへ連続して所定回数回動された場合には、ワイパアーム１２の押下げ位置ＰＰへの押下げ動作を停止するようになっている。すなわち、ワイパアーム１２が下反転位置ＬＰから回動方向他方側へ回動されないようになっている。
【００２９】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００３０】
上記のように構成された車両用ワイパ装置１０では、ワイパモータ３０がＥＣＵ４０の制御によって正逆回転されるようになっている。また、ワイパモータ３０の出力軸３４は、リンク機構１８を介してピボット軸１６に駆動連結されており、ピボット軸１６にワイパアーム１２の基端部が固定されている。このため、ワイパスイッチが操作されてワイパモータ３０が駆動すると、ワイパモータ３０の出力軸３４が正逆回転して、ワイパアーム１２（ワイパブレード１４）が下反転位置ＬＰと上反転位置ＵＰとの間を往復回動される。これにより、ウインドシールドガラスＷＧの払拭面上の雨滴や雪等がワイパブレード１４によって払拭される。
【００３１】
次に、降雪時に車両用ワイパ装置１０を作動させたときのワイパアーム１２（ワイパブレード１４）の下反転位置ＬＰにおける反転回動動作について、図３に示されるフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
初めに、ステップ１００において、ＥＣＵ４０は、位置検出部４２からの出力信号に基づいて、上反転位置ＵＰから回動方向他方側へ回動されるワイパブレード１４が下反転位置ＬＰに到達したか否かを判定する。ワイパブレード１４が下反転位置ＬＰに到達していない場合には、ワイパブレード１４の回動方向他方側（下反転位置ＬＰ側）への回動を継続するように、ワイパモータ３０の出力軸３４が逆転方向へ回転される。一方、ワイパブレード１４が下反転位置ＬＰに到達したと判定すると、ステップ１０２に移行する。
【００３３】
ステップ１０２では、ＥＣＵ４０が、温度検出部４４からの出力信号に基づいて、外気温度が所定温度以下であるのか否かを判定する。外気温度が所定温度よりも高い場合には、ＥＣＵ４０は、降雪していない（寒冷環境でない）と判断し、ワイパブレード１４を下反転位置ＬＰにおいて反転させて回動方向一方側へ回動させる。一方、外気温度が所定温度以下である（寒冷環境である）とＥＣＵ４０が判定すると、ステップ１０４に移行する。
【００３４】
ステップ１０４では、ＥＣＵ４０が、電流検出部４６の出力信号に基づいて、ワイパモータ３０の駆動電流が所定値以上であるのか否かを判定する。そして、ワイパモータ３０の駆動電流が所定値よりも低い場合には、ＥＣＵ４０は、下反転位置ＬＰにおいて雪溜まりが発生していないと判断し、ワイパブレード１４を下反転位置ＬＰにおいて反転させて回動方向一方側へ回動させる。一方、ワイパモータ３０の駆動電流が所定値以上であるとＥＣＵ４０が判定すると、ステップ１０６に移行する。
【００３５】
ステップ１０６では、メモリ４８に記憶されているワイパブレード１４の押下げ位置ＰＰへの連続回動回数Ｎに基づいて、ワイパブレード１４が連続して押下げ位置ＰＰへ所定回数回動されたか否かをＥＣＵ４０が判定する。
【００３６】
そして、メモリ４８に記憶されている連続回動回数Ｎが所定回数未満の場合には、ＥＣＵ４０は、上反転位置ＵＰから下反転位置ＬＰに向けて払拭しているワイパブレード１４を下反転位置ＬＰからさらに押下げ位置ＰＰへ回動させるようにワイパモータ３０の出力軸３４を逆転方向に回転させると共に、メモリ４８に記憶されている連続回動回数ＮをＮ＋１としてメモリ４８に記憶する。
【００３７】
さらに、位置検出部４２から出力信号に基づいて、ワイパブレード１４が押下げ位置ＰＰに到達したことをＥＣＵ４０が検知すると、ＥＣＵ４０は押下げ位置ＰＰにおいてワイパブレード１４を反転させるようにワイパモータ３０の出力軸３４を正転方向に回転させる。
【００３８】
一方、ステップ１０６において、メモリ４８に記憶されている連続回動回数Ｎが所定回数に達した場合には、ワイパブレード１４が連続して押下げ位置ＰＰへ回動したとしてＥＣＵ４０は、ワイパブレード１４を下反転位置において反転させて回動方向一方側へ回動させる。またこのときには、メモリ４８に記憶されている連続回動回数Ｎをゼロにリセットする。
【００３９】
このように、本実施の形態の車両用ワイパ装置１０によれば、ワイパブレード１４の下反転位置ＬＰにおける雪溜まりをＥＣＵ４０が検知したときに、ＥＣＵ４０の制御によってワイパアーム１２（ワイパブレード１４）が下反転位置ＬＰよりもさらに回動方向他方側に回動される。このため、下反転位置ＬＰにおける雪溜まりがワイパブレード１４によって回動方向他方側に押下げられるため、ワイパブレード１４の払拭作動において雪溜りによる影響を受け難くすることができる。
【００４０】
しかも、リンク機構１８を介してワイパモータ３０の出力軸３４に連結されたピボット軸１６にワイパアーム１２の基端部が固定されている。つまり、ワイパモータ３０の出力軸３４の回転力がリンク機構１８を介してピボット軸１６に伝達されるようになっている。そして、図４に示されるように、リンク機構１８を用いた車両用ワイパ装置１０では、通常、出力軸３４の回転力によって生じるピボット軸１６の軸回りの回転トルクが、中間位置ＣＰから回動方向一方側（上反転位置ＵＰ側）又は中間位置ＣＰから回動方向他方側（下反転位置ＬＰ側）へ向かうに従い高くなる特性を有するように設定されている。なお、図４に示されるグラフでは、横軸がピボット軸１６の回転角度であり、縦軸がピボット軸１６の回転トルクである。
【００４１】
この点について説明する。すなわち、クランクアーム３６の回動では、下反転位置ＬＰ（上反転位置ＵＰ）においてクランクアーム３６が所定角度θ回転するときのモータ本体３２の軸方向におけるリンクロッド２０の移動量Ｌ１（図１参照）が、中間位置ＣＰにおいてクランクアーム３６が所定角度θ回転するときのモータ本体３２の軸方向におけるリンクロッド２０の移動量Ｌ２（図１参照）に比べて、小さくなる。換言すると、下反転位置ＬＰ（上反転位置ＵＰ）及び中間位置ＣＰにおいてクランクアーム３６の回動角度が同じ角度でも、モータ本体３２の軸方向におけるリンクロッド２０の移動量は、下反転位置ＬＰ（上反転位置ＵＰ）に比べて中間位置ＣＰの方が大きくなる。このため、ピボット軸１６の軸回りの回転トルクが、中間位置ＣＰから回動方向一方側（上反転位置ＵＰ側）又は中間位置ＣＰから回動方向他方側（下反転位置ＬＰ側）へ向かうに従い高くなる特性を有している。これを利用して、ピボット軸１６の回転トルクが高くなる下反転位置ＬＰにおいて、雪溜まりをワイパブレード１４によって下反転位置に対して回動方向他方側へ力強く押下げることができる。したがって、リンク機構１８を用いた車両用ワイパ装置１０において、ピボット軸１６の回転トルクの特性を有効に活用して、雪溜まりを下反転位置ＬＰに対して回動方向他方側へ押下げることができる。
【００４２】
また、温度検出部４４によって検出された外気温度及び電流検出部４６によって検出されたワイパモータ３０の駆動電流によって、ＥＣＵ４０が雪溜りを検知するようになっている。これにより、ワイパブレード１４の下反転位置ＬＰにおける雪溜まりを簡易な構成で検出することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、ワイパブレード１４が連続して押下げ位置ＰＰへ所定回数回動された場合には、ＥＣＵ４０は、ワイパブレード１４を下反転位置ＬＰにおいて反転させて回動方向一方側へ回動させる。このため、下反転位置ＬＰから押下げ位置ＰＰへワイパブレード１４が連続して回動される回数を制限することができる。つまり、高負荷状態でワイパモータ３０が使用される回数を制限することができる。その結果、車両用ワイパ装置１０の耐久性を向上することができると共に、信頼性を高くすることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、押下げ位置ＰＰが停止位置ＳＰと一致するように設定されているが、押下げ位置ＰＰを停止位置ＳＰと下反転位置ＬＰとの間の位置に設定してもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、下反転位置ＬＰにおいてＥＣＵ４０が雪溜りを検知したときにワイパブレード１４を下反転位置ＬＰからさらに押下げ位置ＰＰへ回動させるように構成されているが、上反転位置ＵＰにおける雪溜りをＥＣＵ４０が検知して、ワイパブレード１４を上反転位置ＵＰから回動方向一方側へ回動させるように構成してもよい。すなわち、外気温度が所定温度以下であり、上反転位置におけるワイパモータ３０の駆動電流が所定値以上である場合には、ワイパブレード１４を上反転位置ＵＰから回動方向一方側へ回動させるように構成してもよい。これにより、車両のＡピラー（フロントピラー）とワイパブレード１４との間に溜まった雪を掻き出すことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・車両用ワイパ装置、１２・・・ワイパアーム、１４・・・ワイパブレード、１６・・・ピボット軸、１８・・・リンク機構、３０・・・ワイパモータ、３４・・・出力軸、４０・・・ＥＣＵ（制御部）、４２・・・位置検出部、４４・・・温度検出部、４６・・・電流検出部、ＷＧ・・・ウインドシールドガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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