(57)【要約】【課題】ワイパのびびりを正確に検出する。【解決手段】ワイパモータ１６には、モータの回転数を検出する回転数検出センサ２２が設けられ、びびりが発生したときのモータの回転数を検出する。検出された振動成分は、びびりに該当する周波数成分が抽出され、びびり判定部２６に送出される。判定基準選択部２８では、ワイパアーム１４の払拭速度、つまりモータ駆動電圧に応じてワイパアーム１４の反転時のアームの振れが、びびりの判定の妨げとならないように、しきい値メモリ３２からしきい値を選択する。モータ駆動電圧に応じて、判定基選択部２８がしきい値をしきい値メモリ３２から選択することにより、びびり判定部２６が正確にびびりを検出することができる。びびりが検出されると、払拭速度選択部３０が速度パターンメモリ３４からびびりを解消する速度パターンを選択し、制御信号発生部１２へ送出することにより、びびりが解消される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ウィンドウ面にブレードを接触させて往復動作することで、当該車両ウィンドウ面を払拭するワイパと、
前記ワイパを所定の角度範囲で往復動作させる駆動手段と、
前記駆動手段に対して、少なくとも２段階のワイパ動作速度を指示可能な動作速度指示手段と、
前記駆動手段を前記動作速度指示手段の指示に基づいて制御して、前記ワイパを動作させているときに、当該ワイパの動作力とワイパの動作力に対する抵抗力とによって発生する複数種類の振動源に基づく総合的な振動状態を検出する振動状態検出手段と、
前記振動状態検出手段により検出された振動状態から、所定の判定基準に基づいて、特定の振動源により発生するびびり振動の有無を判定するびびり振動判定手段と、
前記駆動手段の動作状態に基づいて、前記所定の判定基準を変更する判定基準変更手段と、
を有するワイパ装置。
【請求項２】
前記びびり振動判定手段が、前記ワイパの位置が所定の位置にあるときに、前記振動状態を表わす検出値と所定のしきい値とを比較して、びびり振動の有無を判定することを特徴とする請求項１記載のワイパ装置。
【請求項３】
前記判定基準変更手段が、前記しきい値を変更することを特徴とする請求項２記載のワイパ装置。
【請求項４】
前記判定基準変更手段が、前記検出値としきい値とを比較するときの前記ワイパの位置を変更することを特徴とする請求項２記載のワイパ装置。
【請求項５】
前記検出値としきい値との比較時期が、前記ワイパの往復移動の初期からの前記振動発生回数が所定の累積値となったときであり、前記判定基準変更手段が、前記累積値の変更であることを特徴とする請求項２記載のワイパ装置。
【請求項６】
前記判定基準変更手段が、しきい値との比較対象から排除する前記検出値の振幅の大きさの変更であることを特徴とする請求項２記載のワイパ装置。
【請求項７】
車両用ウィンドウ面にブレードを接触させて往復動作することで、当該車両ウィンドウ面を払拭するワイパと、
前記ワイパを所定の角度範囲で往復動作させる駆動手段と、
前記駆動手段に対して、少なくとも２段階のワイパ動作速度を指示可能な動作速度指示手段と、
前記駆動手段を前記動作速度指示手段の指示に基づいて制御して、前記ワイパを動作させているときに、当該ワイパの動作力とワイパの動作力に対する抵抗力とによって発生する複数種類の振動源に基づく総合的な振動状態を検出する振動状態検出手段と、
前記振動状態検出手段により検出された振動状態から、所定の判定基準に基づいて、特定の振動源により発生するびびり振動の有無を判定するびびり振動判定手段と、
前記ワイパ動作速度が所定以上に指示されているときに前記振動状態検出手段による振動状態の検出を禁止する禁止手段と、
を有するワイパ装置。
【請求項８】
前記びびり振動判定手段により、びびり振動が判定されたときに、前記ワイパ動作速度を速める増速手段をさらに有する請求項１乃至請求項７の何れか１項記載のワイパ装置。
【請求項９】
前記増速手段が、増速時に徐々に変化させることを特徴とする請求項８項記載のワイパ装置。
【請求項１０】
前記増速手段が、増速時に増速する払拭角を設定することを特徴とする請求項８記載のワイパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ウィンドウガラスを払拭するためのワイパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両用のウィンドウガラス等を払拭するために、ワイパブレードが取り付けられたワイパ装置がある。車両用ワイパ装置は、ワイパブレードがウィンドウガラス面に密着してワイパアームが払拭範囲を同一方向に同一周期で下反転位置から上反転位置まで往復動作することにより、雨滴等を払拭している。
【０００３】
このワイパ装置は、ウィンドウガラス面に付着した油膜等により、ワイパ作動時に小刻みに振動しながら移動するびびり振動が発生する場合があった。このびびり振動は、運転中の視野に入るためきわめて目障りであり、また、振動による音も発生するため耳障りである。この対策として、ワイパの振動系を構成する部材の剛性を向上させることや減衰機構を設ける等の措置がとられているが、確実にびびり振動が解消されるものではないため、必ずしも十分ではない。
【０００４】
そこで、びびり振動を検出して、びびり振動を解消することを目的として、特許文献１及び特許文献２に記載の技術が提案されている。
【０００５】
特許文献１は、ワイパのポジション、加速度、電流信号に基づいてびびり振動を検出し、びびり振動と逆位相の駆動に制御することでびびり振動を解消することを特徴とするワイパ装置について記載されている。
【０００６】
特許文献２は、モータ駆動電流に基づいてびびり振動を検出し、びびり振動と逆位相の信号を合成した駆動信号を用いてびびり振動を解消することを特徴とするワイパ装置について記載されている。
【特許文献１】特表２００３−５１３８５２公報
【特許文献２】特開平１０−１９４０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２では、抽出した振動を全てびびり振動としているため、ワイパアームの反転時のアームの振れをびびり振動と判定することがあった。
【０００８】
また、例えば、２以上のワイパ装置が搭載され、その一方のワイパ装置に対して逆位相の駆動で振動を低減制御すると、他方のワイパ装置にはかえってびびり振動を助長する（増幅）おそれがあった。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、有用なびびり振動対策のデータとして、ワイパのびびり振動を正確かつ、確実に検出することができるワイパ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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、車両用ウィンドウ面にブレードを接触させて往復動作することで、当該車両ウィンドウ面を払拭するワイパと、前記ワイパを所定の角度範囲で往復動作させる駆動手段と、前記駆動手段に対して、少なくとも２段階のワイパ動作速度を指示可能な動作速度指示手段と、前記駆動手段を前記動作速度指示手段の指示に基づいて制御して、前記ワイパを動作させているときに、当該ワイパの動作力とワイパの動作力に対する抵抗力とによって発生する複数種類の振動源に基づく総合的な振動状態を検出する振動状態検出手段と、前記振動状態検出手段により検出された振動状態から、所定の判定基準に基づいて、特定の振動源により発生するびびり振動の有無を判定するびびり振動判定手段と、前記駆動手段の動作状態に基づいて、前記所定の判定基準を変更する判定基準変更手段と、を有している。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、ワイパを動作させる駆動手段の動作状態に応じてびびり振動を判定する判定基準を変更することにより、正確にびびり振動を判定することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記びびり振動判定手段が、前記ワイパの位置が所定の位置にあるときに、前記振動状態を表わす検出値と所定のしきい値とを比較して、びびり振動の有無を判定することを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、びびり振動を定量化することでしきい値の比較という簡便な手段で、びびり振動の有無を判定することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、前記判定基準変更手段が、前記しきい値を変更することを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、しきい値を変更することにより、ワイパの動作状態によって異なるびびり振動の発生状況に対応することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、前記判定基準変更手段が、前記検出値としきい値とを比較するときの前記ワイパの位置を変更することを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、ワイパの動作状態により、びびり振動以外の振動の発生や、その発生時期が異なる。このため、判定基準変更手段ではワイパの位置、つまりワイパがウィンドウガラスを払拭する時間やワイパの払拭角度をワイパ動作状況に応じて変更する。これにより、びびり振動の有無を確実に判定することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、前記検出値としきい値との比較時期が、前記ワイパの往復移動の初期からの前記振動発生回数が所定の累積値となったときであり、前記判定基準変更手段が、前記累積値の変更であることを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、判定基準変更手段がワイパの動作によって変化する振動の回数の累積値を変更することにより、正確にびびり振動を検出することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、前記判定基準変更手段が、しきい値との比較対象から排除する前記検出値の振幅の大きさの変更であることを特徴としている。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、判定基準変更手段がワイパの動作によって変化する振幅の大きさを変更することにより、正確にびびり振動を検出することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、車両用ウィンドウ面にブレードを接触させて往復動作することで、当該車両ウィンドウ面を払拭するワイパと、前記ワイパを所定の角度範囲で往復動作させる駆動手段と、前記駆動手段に対して、少なくとも２段階のワイパ動作速度を指示可能な動作速度指示手段と、前記駆動手段を前記動作速度指示手段の指示に基づいて制御して、前記ワイパを動作させているときに、当該ワイパの動作力とワイパの動作力に対する抵抗力とによって発生する複数種類の振動源に基づく総合的な振動状態を検出する振動状態検出手段と、前記振動状態検出手段により検出された振動状態から、所定の判定基準に基づいて、特定の振動源により発生するびびり振動の有無を判定するびびり振動判定手段と、前記ワイパ動作速度が所定以上に指示されているときに前記振動状態検出手段による振動状態の検出を禁止する禁止手段と、を有している。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、所定以上の速度でワイパが動作しているときには、どのような振動が発生したとしてもびびり振動と判定しないように、振動検出手段の振動の検出を禁止することにより、処理を軽減することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、前記請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の発明において、前記びびり振動判定手段により、びびり振動が判定されたときに、前記ワイパ動作速度を速める増速手段をさらに有している。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、増速手段をさらに有してワイパの動作速度を速めることにより、びびり振動を解消することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、前記請求項８に記載の発明において、前記増速手段が、増速時に徐々に変化させることを特徴としている。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、ワイパの動作速度が徐々に増速されることにより、ユーザの意思に反した動作による不快感や違和感を与えることなく、びびり振動を解消することができる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、前記請求項８に記載の発明において、前記増速手段が、増速時に増速する払拭角を設定することを特徴としている。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、払拭範囲を払拭するのに要する時間を変えることなく、ユーザがびびり振動を意識するウィンドウガラスの中央付近の払拭速度をあげることにより、違和感を与えることなく、びびり振動を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本実施の形態に係るワイパシステムの制御の流れを示す概略説明図である。
【００３１】
図１に示すように、ワイパスイッチ１０は、制御信号発生部１２に接続されている。ワイパスイッチ１０は、ワイパ１３の作動や作動速度等の作動信号を制御信号発生部１２に送出する。
【００３２】
制御信号発生部１２は、前記ワイパ１３の駆動源であるワイパモータ１６のモータドライバ１５に接続されている。制御信号発生部１２では、ワイパスイッチ１０等からの制御信号に基づいて、制御信号をモータドライバ１５へ送出する。
【００３３】
モータドライバ１５は、ワイパモータ１６と、判定基準選択部２８とに接続されている。モータドライバ１５は制御信号発生部１２から送出される制御信号に基づいて、ワイパモータ１６を所定の駆動電圧（例えばデューティ制御）で駆動制御する。また、ワイパモータ１６を駆動制御するための駆動電圧を判定基準選択部２８に送出する。
【００３４】
ワイパモータ１６の回転軸は、機構的に図示しない歯車を介して減速機１８に連結されている。
【００３５】
減速機１８は、出力軸２０を有している。減速機１８は、所定の減速比により、出力軸２０を３６０度の範囲で正転・逆転可能であるが、ワイパ１３が車両ウィンドウを払拭する払拭範囲に応じて回転角度が決定される。
【００３６】
出力軸２０には、ワイパ１３のワイパアーム１４が取り付けられている。
【００３７】
ワイパアーム１４は、出力軸２０の回転に連動して、払拭範囲を下反転位置から上反転位置まで往復動作する。
【００３８】
ここで、前記ワイパモータ１６には、当該ワイパモータ１６の回転数を検出する回転数検出センサ２２が設けられている。回転数検出センサ２２は、フィルタ２４に接続されている。回転数検出センサ２２は、ワイパ１３の払拭動作が開始されるとワイパ１３の振動を検出し、回転数波形信号をフィルタ２４へ送出する。
【００３９】
フィルタ２４は、びびり判定部２６に接続されている。びびり判定部２６には、フィルタ２４を通過した、びびり振動判定波形が入力される。びびり判定部２６では、このびびり振動判定波形に基づいてびびり振動の有無を判定する。びびり振動の有無の判定は、びびりの周波数が通常１０〜３０Ｈｚであるので、この周波数をフィルタ２４によって抽出し、びびり判定部２６へ送出し、後述するしきい値と比較すればよい。
【００４０】
びびり判定部２６は、判定基準選択部２８と払拭速度選択部３０とに接続されている。ここで、フィルタ２４から送出される周波数は、主に、ワイパ１３が払拭範囲の下反転位置もしくは上反転位置に到達して反転するときに発生するアームの振れと、びびりの振動とが含まれる。
【００４１】
判定基準選択部２８は、しきい値メモリ３２に接続されている。ワイパアーム１４の反転時の振れは、ワイパ１３の払拭速度が大きくなるにつれて大きくなる。判定基準選択部２８はしきい値メモリ３２からしきい値を読み出して、びびり判定部２６へ送出する。また、判定基準選択部２８では、モータドライバ１５からのモータ駆動状況情報に基づいてしきい値を補正して、びびり判定部２６へ送出する。びびり判定部２６での判定結果は、払拭速度選択部３０へ送出されるようになっている。
【００４２】
払拭速度選択部３０は、速度制御パターンメモリ３４と制御信号発生部１２とに接続されている。払拭速度選択部３０は、びびり判定部２６における判定結果に応じて、速度制御パターンメモリ３４に記憶されている速度パターンからワイパ1３の払拭速度を選択する。
【００４３】
速度制御パターンメモリ３４には、ワイパアーム１４の払拭速度をＬｏモード又はＨｉモードに切替える速度制御パターンが記憶されている。なお、本実施の形態では、このモード切替時にユーザに違和感なく切替えるように、ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動によりデューティ制御し、徐々（連続的）に速度を変化させるように速度制御パターンが設定されている。
【００４４】
なお、速度制御パターンとして、ワイパ１３の払拭範囲内で速度配分を変えるようにしてもよい。すなわち、ワイパ１３が払拭範囲を下反転位置から上反転位置まで、もしくは上反転位置から下反転位置までの時間、または払拭範囲を１往復するのにかかる時間を変えることなく、びびりが気になる（発生し得る）ウィンドウガラスの中央付近の払拭速度を上げることによりびびりを解消するものである。
【００４５】
払拭速度選択部３０は、速度制御パターンメモリ３４から速度制御パターンを選択すると、制御信号発生部１２に送出する。制御信号発生部１２は、ワイパスイッチ１０からの指示に関わらず速度制御パターンに応じてワイパモータ１６を駆動制御するための制御信号を送出する。
【００４６】
（びびり検出）
図２（Ａ）は、図１のフィルタ２４に入力される特性曲線であり、縦軸をモータ回転数、横軸を時間とした、モータの回転数の変化を表わしている。
【００４７】
この図２（Ａ）の曲線を対象として、びびりの周波数（通常１０〜３０Ｈｚ）を選択的に抽出するフィルタ２４を通すと、図２（Ｂ）に示される如く、縦軸に振動レベル、横軸に時間としたグラフで表される（びびり判定部２６への入力波形）。フィルタ２４を通した振幅は、反転によるワイパの振れと、びびりとを含む振動である。
【００４８】
ここで、判定基準選択部２８がワイパモータ１６の駆動電圧に基づいて、しきい値メモリ３２からしきい値を選択することにより、びびり判定部２６がびびりを判定することが可能となる。
【００４９】
以下、本実施の形態の作用を説明する。
【００５０】
ワイパスイッチ１０からワイパ１３を作動するための作動信号が制御信号発生部１２に送出されると、制御信号発生部１２はワイパモータ１６を駆動制御するための制御信号をモータドライバ１５に送出する。ワイパモータ１６は、モータドライバ１５から送出される制御信号に基づいて減速機１８を回転させ、減速機１８に連動してワイパアーム１４が払拭範囲を移動して払拭する。
【００５１】
ワイパモータ１６には、モータの回転数を検出する回転数検出センサ２２が設けられ、びびりが発生したときのモータの回転数を検出する。
【００５２】
図３に、びびりの検出とびびりの解消の流れを示す。なお、びびりの検出は、ワイパ１３が下反転位置から上反転位置まで１往復するごとに行う。また、２往復毎や、下反転位置から上反転位置、もしくは上反転位置から下反転位置までの移動でびびりを検出するように設定することもできる。
【００５３】
ステップ１００では、ワイパモータ１６に設けられた回転数検出センサ２２で検出したモータの回転数である振動成分を読込み、ステップ１０２へ移行する。
【００５４】
ステップ１０２では、ワイパモータ１６のモータ駆動電圧を読込み、ステップ１０４へ移行する。
【００５５】
ステップ１０４では、ワイパ１３の払拭速度、つまりモータ駆動電圧に応じてワイパアーム１４の反転時のアームの振れが、びびりの判定の妨げとならないように、しきい値をしきい値メモリ３２から選択し、ステップ１０６へ移行する。
【００５６】
ステップ１０６では、ステップ１００で読込んだ振動成分と、ステップ１０４で選択した判定基準とを比較し、振動が判定基準よりも大きいと肯定判定されると、ステップ１０８へ移行し、否定判定、つまり振動が判定基準よりも小さいと判定されると、ステップ１１２へ移行する。
【００５７】
ステップ１０８では、例えば、１回目は払拭速度パターンをＬｏモードからＨｉモードの８０％にデューティ制御し、２回目はＨｉモードの１００％にデューティ制御するといった２段階調整から、３段階以上の調整を含み、段階的に速度を上げ、ステップ１１２へ移行する。
【００５８】
ステップ１１２では、払拭速度パターンに応じて制御信号発生部１２がワイパモータ１６のモータ駆動制御信号を出力してこのルーチンは終了する。
【００５９】
なお本実施の形態では、ワイパモータ１６の回転数を検出するために回転数検出センサ２２を設けたが、回転数検出センサ２２をワイパモータ１６の駆動電流を検出する電流検出センサとしてもよい。モータドライバ１５からワイパモータ１６の駆動電流を検出すると、ワイパアーム１４の振動は、図４（Ａ）に示すように、縦軸をモータ電流、横軸を時間とした、ワイパ１３の駆動時間に応じたモータ電流の変化を表すグラフとなる。駆動電流を検出した場合もモータ回転数を検出した場合と同様に、びびりの周波数（通常１０〜３０Ｈｚ）を選択的に抽出するフィルタ２４を通すことにより、図４（Ｂ）に示される如く、縦軸を振動レベル、横軸を時間とした、反転によるワイパアーム１４の振れと、びびりとを含む振動を検出することができる。これより、判定基準選択部２８がワイパモータ１６の駆動電圧に基づいて、しきい値メモリ３２からしきい値を選択することにより、びびり判定部２６がびびりを判定することが可能となる。
【００６０】
びびり振動を解消するためにワイパ１３の払拭速度を上げるが、びびり振動を解消する場合に用いるような所定の高い電圧の制御信号をモータドライバ１５から判定基準選択部２８へ送出されると、びびり振動の判定を禁止するように、びびり判定部２６へ禁止信号が送出される。これにより、不必要なびびり判定を省くことができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、ワイパモータの駆動状態によって、びびり振動の有無の判定に用いるしきい値を変更するようにしたが（請求項３に対応）、このしきい値は固定とし、ワイパモータの駆動状態によってびびり振動が発生し得るワイパ位置が変動することを利用し、ワイパモータの駆動状態に応じてしきい値と比較する時期（ワイパの動作角度）を変更するようにしてもよい（請求項４に対応）。
【００６２】
また、ワイパの位置に準ずるが、図２（Ｂ）等のような、びびり振動判定曲線における反転時からの振幅の回数の累積値が所定の累積になったときに判定を行う場合は、この所定の累積値を変更すればよい（請求項５に対応）。
【００６３】
さらに、例えば、図２（Ｂ）において、振幅の大きいものは、しきい値との比較対象から排除しているが、この排除する振幅の大きさは、ワイパモータの駆動状態に応じて変更するようにしてもよい（請求項６に対応）。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施の形態に係るワイパシステムの概略説明図である。
【図２】モータの回転数を基に検出したワイパの振動のフィルタを通す前と、フィルタを通した後の波形を示すグラフである。
【図３】本実施の形態に係るびびりを検出し、びびりを解消する流れを示すフローチャートである。
【図４】モータの電流を基に検出したワイパの振動のフィルタを通す前と、フィルタを通した後の波形を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１２  制御信号発生部（動作速度指示手段）
１３  ワイパ
１５  モータドライバ（駆動手段）
１６  ワイパモータ（駆動手段）
２２  回転数検出センサ（振動状態検出手段）
２４  フィルタ（振動状態検出手段）
２６  びびり判定部（びびり判定手段）
２８  判定基準選択部（判定基準変更手段、禁止手段）
３０  払拭速度選択部（増速手段）
３２  しきい値メモリ
３４  速度パターンメモリ（増速手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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