(57)【要約】【課題】ワイパモータ間で通信データの順番を示すデータを含まない通信を行った場合に通信異常が発生してもデータの順番を正しく認識できるようにする。【解決手段】ワイパ装置１は、２つの制御装置４，７でワイパモータ５，８を１つずつ制御する構成を有する。制御装置４，７の間は通信線６によってワイパモータ５，８の位置情報などをやり取りする際に、データ受信を開始してからの時間を検出手段５１で検出すると共に、受信したデータ量をカウント手段５２で計数する。一定時間の間に予め定められたデータ量を受信できなかったときは、判定手段５３がそのデータを無効にする。【選択図】図１
2008030612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワイパモータを持ち、
前記複数のワイパモータにワイパアームをひとつずつ連結させ、
それぞれのワイパモータに一体に設けられて前記ワイパモータを駆動制御する制御装置を互いに通信可能に接続したワイパ装置において、
一方の前記制御装置から他方の前記制御装置に送信され、前記ワイパモータの回転制御に必要な１組のデータのうち、最初のデータを受信してからの経過時間を計測する検出手段と、
前記検出手段で計測する経過時間が予め定められた一定時間に達したときに、その間に他方の前記制御装置が受信したデータ量と、予め定められているデータ量とを比較し、受信したデータ量と予め定められているデータ量とが異なる場合は、受信したデータを無効とし、受信したデータ量と等しい場合には受信したデータを有効とする判定手段と、
前記判定手段で有効と判定されたデータに基づいて前記ワイパモータの駆動制御をする駆動制御手段と、
をそれぞれの制御装置に有することを特徴とするワイパ装置。
【請求項２】
前記判定手段が受信したデータを無効と判定したときに、１回前に受信を成功したデータを使って前記ワイパモータの駆動制御をすることを特徴とする請求項１に記載のワイパ装置。
【請求項３】
前記検出手段で測定する一定時間は、１回に通信される１組のデータの長さより長く、通信サイクルの１周期以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のモータモータを備え、各モータでワイパアームを１本ずつ揺動させるワイパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の前面ガラスなどを払拭するワイパ装置には、運転者席側と助手席側のそれぞれにワイパモータを配置し、ワイパモータにワイパアームを１つずつ取り付け、各ワイパアームを個別にモータ駆動する機電一体型のデュアルモータワイパ装置がある。この種のワイパ装置は、ワイパモータが独立しているので、運転席側と助手席側で払拭パターンを変更することが可能である。また、ワイパモータを独立させることで車体レイアウトの自由度を高めることができる。さらに、モータを正逆動作させることでワイパアームを反転動作させるので、ワイパアームのオーバランを低減させられるというメリットを有する。
ところで、このようにワイパモータが独立に駆動可能なワイパ装置では、２つのワイパブレードが払拭面上で干渉しないように、各ワイパブレードの位置を調節する必要がある。そこで、従来のワイパ装置では、第１のワイパモータと第２のワイパモータを信号線で接続し、第１のワイパモータに電気制御ユニットを設け、第２のワイパモータに回転位置及び相対回転位置を検知するセンサを１つ設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。制御ユニットは、センサが検出した第２のワイパモータの回転軸の位置についての情報を通信線に通じて取得し、第１のワイパモータの回転制御を行う。
【特許文献１】特表２００４−５２１００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、第２のワイパモータから第１のワイパモータに通信されるデータにノイズが重畳した場合には、制御ユニットが第２のワイパモータの回転軸の位置を正しく把握できなくなることがあった。この状態でワイパ装置を運転し続けると、２つのワイパブレードが干渉する可能性がある。
また、制御ユニットが第２のワイパモータの位置を遅延なく把握するためには、２つのワイパモータ間で高速な通信を行う必要があるので、通信されるデータを最小限に止めることが好ましい。例えば、通信データの順番を示すデータを省略して通信速度を高めた場合には、データの一部が欠落したときに、必要なデータ量を確保するために後から送られてくる別のデータの先頭部分を取り込んでしまうことがあった。このような場合には、制御ユニットが実際の回転軸の位置と異なる位置を認識してしまうので、２つのワイパブレードが干渉する原因になり得る。
この発明は、このような事情に鑑みてなされており、ワイパモータ間で通信データの順番を示すデータを含まない通信を行った場合に、データの順番を正しく認識できるようにすることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、複数のワイパモータを持ち、前記複数のワイパモータにワイパアームをひとつずつ連結させ、それぞれのワイパモータに一体に設けられて前記ワイパモータを駆動制御する制御装置を互いに通信可能に接続したワイパ装置において、一方の前記制御装置から他方の前記制御装置に送信され、前記ワイパモータの回転制御に必要な１組のデータのうち、最初のデータを受信してからの経過時間を計測する検出手段と、前記検出手段で計測する経過時間が予め定められた一定時間に達したときに、その間に他方の前記制御装置が受信したデータ量と、予め定められているデータ量とを比較し、受信したデータ量と予め定められているデータ量とが異なる場合は、受信したデータを無効とし、受信したデータ量と等しい場合には受信したデータを有効とする判定手段と、前記判定手段で有効と判定されたデータに基づいて前記ワイパモータの駆動制御をする駆動制御手段と、をそれぞれの制御装置に有することを特徴とするワイパ装置とした。
このワイパ装置では、１回の通信で送受信されるデータ量が予め定まっている場合に、最初のデータを受信してからの経過時間とデータ量で通信エラーを判定し、通信エラーが発生していない場合には、そのデータで制御が行う。通信エラーと判定された場合には、そのデータを無効にし、誤ったデータに基づいて駆動制御が行われることを防止する。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のワイパ装置において、前記判定手段が受信したデータを無効と判定したときに、１回前に受信を成功したデータを使って前記ワイパモータの駆動制御をすることを特徴とする。
このワイパ装置は、通信エラーでデータを無効にした場合には、次にデータを受信するまでの間は、先に受信に成功したデータを使用することで、制御不能な状態が発生することを回避する。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のワイパ装置において、前記検出手段で測定する一定時間は、１回に通信される１組のデータの長さより長く、通信サイクルの１周期以下であることを特徴とする。
このワイパ装置は、通信エラーによってデータの一部が欠落した場合などに、次の周期のデータが取り込まれないようになる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御装置間で通信されるデータに、データの順番を特定する情報を入れる必要がなくなるので、高速な通信が可能になってワイパモータの制御を精度良く行える。また、データ処理量を少なくできるので制御装置の負担を低減できる。通信エラーが発生したときに誤ったデータに基づいてワイパモータが駆動制御されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、ワイパ装置１は、車室内に設けられたスイッチ２に通信線３で接続された第１の制御装置４及び第１のワイパモータ５と、第１の制御装置４に通信線６を介して接続された第２の制御装置７及び第２のワイパモータ８とを有し、各ワイパモータ５，８にワイパアーム９，１０が１つずつ連結されている。
【０００９】
スイッチ２は、運転者の操作を受け付ける入力装置であり、ワイパ装置１をＯＮ−ＯＦＦさせる信号と、ワイパアーム９，１０の動作（間欠作動や、揺動速度）を制御する信号が入力可能になっている。スイッチ２と第１の制御装置４の間の通信は、車内ＬＡＮ、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）を用いたシリアル通信が使用されている。
【００１０】
第１の制御装置４は、スイッチ２からの信号が入力されるＣＰＵ（中央演算装置）２１を有し、第１のモータ５の回転制御に必要な固定データを格納したメモリ２２Ａと、一時的にデータを保管可能なメモリ２２Ｂを有する。さらに、第１のワイパモータ５のドライバ回路２３（駆動制御手段）と、第２の制御装置７と通信をする際に使用する通信回路２４を有する。ここで、ＣＰＵ２１は、後述するデータ受信開始からの時間を計測する検出手段５１と、データ量をカウントするカウント手段５２と、データ受信開始からの時間及びデータ量から判定処理を行う判定手段５３として機能する。
【００１１】
第１のワイパモータ５は、ステータ及びロータを有し、第１の制御装置４から入力される通電パターンに従ってロータを回転させる。第１のワイパモータ５には、ロータの回転角度を検出する回転検出センサ２５と、回転方向を検出する方向検出センサ２６が取り付けられている。これらセンサ２５，２６には、ロータの回転に伴う磁極の変化に対応してパルス信号を出力するホール素子等が用いられている。例えば、回転検出センサ２５に対して方向検出センサ２６を９０°位相がずれた位置に配置すると、回転検出センサ２５のパルス信号の立ち上がり時の方向検出センサ２６の信号レベルから回転方向を特定することができる。
【００１２】
第１のワイパモータ５のロータの回転軸は、ギヤボックス２７に入力されている。ギヤボックス２７は、回転軸の回転数を減速させてからクランクアーム２８に伝達する内部構造を有する。クランクアーム２８の先端は、駆動レバー２９を介してワイパアーム９に連結されている。第１のワイパモータ５の回転運動は、クランクアーム２８及び駆動レバー２９からなるリンク機構を介してワイパアーム９の揺動運動に変換される。ワイパアーム９の先端には、ワイパブレード３０が取り付けられている。ワイパブレード３０には、ガラス面の水滴等を払拭するラバー部材が装着されている。
【００１３】
第２の制御装置７は、第１の制御装置４と同様の構成を有する。すなわち、ＣＰＵ２１と、メモリ２２Ａ及びメモリ２２Ｂと、ドライバ回路２３と、通信回路２４を有する。また、ＣＰＵ２１は、検出手段５１と、カウント手段５２と、判定手段５３として機能する。
【００１４】
第２のワイパモータ８は、第１のワイパモータ５と同じ構成を有し、回転検出センサ２５と方向検出センサ２６でロータの回転角度及び回転方向を検出可能になっている。ロータの回転軸は、ギヤボックス２７を介してクランクアーム２８及び駆動レバー２９からなるリンク機構に連結されており、ワイパアーム１０を揺動運動させることができる。ワイパアーム１０の先端には、ワイパブレード３０が取り付けられている。なお、リンク機構及びワイパアーム１０は、第１のワイパモータ５側のリンク機構及びワイパアーム９と略対称な配置になっている。第１のワイパモータ５側のワイパアーム９は運転席側に配置され、第２のワイパモータ８側のワイパアーム１０は助手席側に配置されている。
【００１５】
第１の制御装置４と第２の制御装置７を繋ぐ通信線６は、第１の制御装置４をマスタとし、第２の制御装置７をスレーブとして２つのワイパモータ５，６を同期制御するための専用の通信線である。通信プロトコルとしては、例えば、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter：調歩同期式シリアル通信）プロトコルがあげられる。図２に示すように、通信されるデータ構成としては、位置情報やワイパのＬｏ／Ｈｉ動作情報などを示すデータが含まれ、それぞれが複数のビットから構成されるデータＤとして構成される。この場合は、１フレームに５つのデータＤ１〜Ｄ５が連続した構成を有している。なお、この実施の形態では、各データＤ１〜Ｄ５におけるＩＤビット（データ順）を省略している。このようにすることで、通信速度を高めると共にＣＰＵ２１の負担を低減している。
【００１６】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
運転者がスイッチ２を操作すると、第１の制御装置４がメモリ２２Ａに記憶されている制御データを参照してワイパアーム９でガラス面を払拭するための位置情報を演算する。位置情報に基づいて第１のワイパモータ５の指令信号を作成し、ドライバ回路２３を介して第１のワイパモータ５を駆動させると共に、通信線６を通して第２の制御装置７に位置情報およびその他動作情報などを送信する。第２の制御装置７は、自己のメモリ２２Ａに記憶されている制御データを参照してワイパアーム１０でガラス面を払拭するための位置情報を演算する。位置情報に基づいて第２のワイパモータ８の指令信号を作成し、ドライバ回路２３を介して第２のワイパモータ８を駆動させる。さらに、通信線６を通して第２の制御装置７から第１の制御装置４に位置情報およびその他動作情報などを送信する。
【００１７】
第１のワイパモータ５は、ドライバ回路２３からの電流供給を受けてロータを回転させる。ロータの回転は、ギヤボックス２７で減速されてからクランクアーム２８に伝達され、クランクアーム２８を回転させる。クランクアーム２８の回転は、駆動レバー２９を介してワイパアーム９に伝達され、ワイパブレード３０でガラス面の運転席側の水滴等を払拭する。ロータの回転に伴ってセンサ２５，２６がそれぞれのタイミングでパルス信号を発生させる。このパルス信号は、ＣＰＵ２１に入力されて第１のワイパモータ５の回転制御に利用される。第１のワイパモータ５を逆回転させると、ワイパアーム９が反転する。第１のワイパモータ５の正転と逆転を交互に実施するとワイパアーム９を揺動しながらガラス面の水滴等を払拭する。なお、助手席側も同様にして第２のワイパモータ８の回転でワイパアーム１０を揺動させ、ガラス面の助手席側の水滴等を払拭する。
【００１８】
ここで、２つの制御装置４，７の間でデータ通信を行う際の処理について図３を参照して説明する。なお、初期状態として、受信データ番号は、「０」に設定されている。また、検出手段５１が計測する経過時間は、通信サイクルの１周期に相当する時間とする。
最初に通信処理を開始し（ステップＳ１０１）、通信回路２４を介してデータを受信したら（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、ＣＰＵ２１の判定手段５３が通信サイクルの１周期分の時間が経過しているか調べる（ステップＳ１０３）。初期状態では、１周期分の時間は経過していないので、検出手段５１がデータ受信開始からの経過時間の計測を開始し、ステップＳ１０６に進んで受信したデータをメモリ２２Ｂに一次保管する。次に、判定手段５３が受信データの数を受信データ番号で調べ、第２のワイパモータ８の位置制御に必要なデータ量（例えば、図２の例では５つ）に達していなければ（ステップＳ１０７でＮｏ）、カウント手段５２が受信データ番号を１つインクリメントし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１に戻る。
【００１９】
ステップＳ１０７で受信データ番号が必要なデータ量に達していれば（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、判定手段５３はメモリ２２Ｂに保管している受信データを有効とする（ステップＳ１０９）。そして、この受信データを用いて第２のワイパモータ８を同期制御する。その後、カウント手段５２が受信データ番号をクリアしてから（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０１に戻る。
これに対して、ステップＳ１０３で１周期分の時間が経過したときには、カウント手段５２が受信データ番号をリセットする（ステップＳ１０４）。受信データ番号は、制御に必要なデータ量に達していなくてもリセットされる。さらに、検出手段５１がタイマの値をリセットする（ステップＳ１０６）。これらの処理は、スイッチ２がＯＦＦになるまで繰り返される。
【００２０】
ここで、このような処理の具体例を図４にあげる。なお、送信データは、第１の制御装置４から第２の制御装置７に向けて出力されるデータである。受信データは、第２の制御装置７が実際に受信したデータである。この場合、第１の制御装置４から第２の制御装置７に向けて送信される１組のデータＤ１〜Ｄ５を１フレームとし、これらデータＤ１〜Ｄ５で第１のワイパモータ５の回転位置およびその他動作情報などが特定されるものとする。１フレームのデータ長さをＬとする。さらに、通信サイクル、つまり１組のデータＤ１〜Ｄ５が間欠的に送信される周期をＴとする。
【００２１】
図４は、送信データＤ１〜Ｄ５に対して、途中で通信エラーが発生して実際に受信されたデータがＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５であった場合が例示されている。第２の制御装置７のＣＰＵ２１は、最初にデータＤ１を受け取り、メモリ２２Ｂに保管すると共に受信データ番号を１にする。次に、データＤ２、データＤ３を連続して受け取る。ここまでは、データを正しく受信しているので、データＤ３の受信データ番号は３になる。しかしながら、データＤ４が欠落しているので、データＤ５を受信したときの受信データ番号が４になる。この場合に必要とされるデータ量は５つなので、データＤ５を受け取った時点では必要なデータ量の要件は充足されない（ステップＳ１０７でＮＯ）。したがって、５つ目のデータの受信を待機する状態が継続される。
【００２２】
しかしながら、次に受信されるデータは、次のフレームの１番目のデータＤ１であり、このデータは通信サイクルの１周期に相当する一定時間Ｔが経過した後に受信されるデータである。したがって、データＤ１を５つ目のデータとする前に、メモリ２２ＢのデータＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５をクリアし、新たに１周期分の時間Ｔのカウントを開始する（ステップＳ１０４及びステップＳ１０５）。つまり、判定手段５３がデータＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５を無効とする。なお、従来のように、一定時間Ｔを判定しない場合には、次のフレームの１番目のデータＤ１が追加されてＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ１の５つのデータを１セットの位置情報として取り扱うことになり、実際の位置情報との間にずれが生じる。
【００２３】
一定時間Ｔの間に５つのデータＤ１〜Ｄ５を受信した場合には、これに基づいて第２のワイパモータ５が同期制御される。これに対して、５つのデータＤ１〜Ｄ５が揃わずにデータが無効にされた場合には、前回受信に成功したデータを採用して第２のワイパモータ８を制御する。このため、メモリ２２Ｂには、受信に成功した１組のデータＤ１〜Ｄ５を常に保管しておき、新しいデータＤ１〜Ｄ５の受信に成功したら、その都度、最新のデータを更新しておく。データが通信される間隔（例えば、通信サイクルに相当する時間Ｔ）は短いので、前回受信したデータを採用してもワイパアーム９，１０が干渉することはない。
なお、ここまでは第１の制御装置４から第２の制御装置７への通信を説明したが、データが送信されない時間帯を利用して第２の制御装置７から第１の制御装置４に位置情報を通信する場合には、第１の制御装置４においても同様の処理を行う。
【００２４】
この実施の形態によれば、２つの制御装置４，７の間で通信しながら２つのワイパモータ５，８の駆動制御をする構成において、通信サイクルの１周期分に相当する時間Ｔが経過するまでの間に必要なデータ量（データ量）を受信できなかった場合にそのデータを無効にするようにしたので、通信エラーが生じたときに誤ったデータに基づいてワイパモータ５，９を駆動させることが防止される。通信エラーになっても１周期が過ぎれば復帰することが可能なのでワイパアーム９，１０が衝突等することはない。通信するデータに順番を特定する情報を入れる必要がなくなるので、高速な通信を実現することができる。データ量を少なくできるので、ＣＰＵ２１の負担も低減できる。
また、データを無効にした場合には、次のデータの受信に成功するまでは前記受信に成功したデータを一時的に使用するようにしたので、制御不能な状態に陥ることはない。
【００２５】
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、検出手段５１で計測する一定の経過時間は、データ長Ｌより長くデータ通信の１周期に相当する時間Ｔ以下の範囲であれば良い。データ長Ｌより長ければ、必要なデータ量のカウントを確実に行える。時期Ｔ以下の値であれば、次の周期のデータを誤って取り込むことがなくなる。
ワイパアーム９，１０及びリンク機構の構成は、実施の形態に限定されない。また、第１の制御装置４及び第１のワイパモータ５を助手席側に配置しても良い。制御装置及びワイパモータ、並びにワイパアームを３つ以上有しても良い。１つの制御装置をマスタとし、残りの２つの制御装置をスレーブとすることで、前記と同様の作用及び効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイパ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】制御装置間で通信されるデータを模式的に示す図である。
【図３】制御装置間で通信されるデータの処理のフローチャートである。
【図４】送信データと、通信エラーが発生したときの受信データの一例を示す模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      ワイパ装置
４      第１の制御装置
５      第１のワイパモータ
６      通信線
７      第２の制御装置
８      第２のワイパモータ
９，１０      ワイパアーム
２３      ドライバ回路（駆動制御手段）
５１      検出手段
５３      判定手段
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５      データ
Ｌ      データ長
Ｔ      一定時間（経過時間、通信サイクルの１周期）
【図１】
2008030612.tif 000003
【図２】
2008030612.tif 000004
【図３】
2008030612.tif 000005
【図４】
2008030612.tif 000006