(57)【要約】【課題】リバーシングワイパ装置における経年変化によるワイパ動作の制御ズレに対応し得るワイパ制御装置及び制御方法を提供する。【解決手段】正逆回転可能なワイパモータは、ワイパブレードの位置に対応して設定された目標速度マップに基づいて制御される。ワイパブレードが実際に往復揺動する時間を示す実周期を算出し、目標周期と実周期とを比較する（Ｓ１）。実周期が目標周期の範囲外となった場合、実周期が目標周期の範囲内に収まるように目標速度マップ７１を自動調整する（Ｓ２〜Ｓ１４）。実周期と目標周期の大小関係により目標速度マップ７１を調整（Ｓ２〜Ｓ４）した後、ブレード反転位置を測定して（Ｓ５）、反転目標位置と比較する（Ｓ６,Ｓ１０）。ブレードが反転目標位置から所定角度以上離れた位置で反転している場合、目標速度を再調整する（Ｓ７〜Ｓ９,Ｓ１１〜Ｓ１３）。【選択図】図６
2013001237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆回転可能な電動モータと、
ガラス面上に配置され、前記電動モータを正逆回転させることにより、前記ガラス面上にて往復揺動するワイパブレードと、
前記ガラス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目標速度に基づいて、前記電動モータの回転速度を制御するモータ駆動指令部と、を有するワイパ制御装置であって、該ワイパ制御装置は、
前記ワイパブレードが前記ガラス面上を実際に往復揺動する時間を示す実周期を算出する実周期算出部と、
前記ワイパブレードが前記ガラス面上にて往復揺動する時間の目標値を所定範囲にて示した目標周期と前記目標速度が格納された記憶手段と、
前記目標周期と前記実周期とを比較する周期比較部と、
前記実周期が前記目標周期の範囲外となった場合、前記実周期が前記目標周期の範囲内に収まるように前記目標速度を調整する制御変更部と、を有することを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のワイパ制御装置において、前記ワイパ制御装置は、前記ワイパブレードの反転位置を測定する反転位置測定部と、
前記反転位置測定部にて測定された前記ワイパブレードの実際の反転位置と、前記ガラス面上にて予め設定された反転目標位置とを比較する反転位置等確認部と、をさらに有し、
前記制御変更部は、前記目標速度を調整した後、前記反転目標位置から所定角度以上離れた位置にて反転している場合、前記目標速度を再調整することを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のワイパ制御装置において、
前記反転位置測定部は、前記ワイパブレードの反転時における初動加速度を算出し、
反転位置等確認部は、前記反転位置測定部にて算出された前記初動加速度と所定の閾値と比較し、
前記制御変更部は、前記目標速度を調整した後、前記ワイパブレードの前記加速度が前記閾値が示す規定範囲外となった場合、前記目標速度を再調整することを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のワイパ制御装置において、前記格納部は、前記ワイパブレードの位置をパラメータとして前記目標速度を規定した目標速度マップを備え、
前記制御変更部は、前記目標速度マップを調整することを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項５】
請求項４の何れか１項に記載のワイパ制御装置において、前記目標速度マップは、
前記ワイパブレードが初動時から所定速度に達するまでの加速領域における前記目標速度を示す加速マップと、
前記ワイパブレードが加速領域後に所定速度にて駆動される定速領域における前記目標速度を示す定速度マップと、
前記ワイパブレードが定速領域後に反転位置に向かって減速される減速領域における前記目標速度を示す減速マップと、を有することを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項６】
正逆回転可能な電動モータと、ガラス面上に配置され、前記電動モータを正逆回転させることにより前記ガラス面上にて往復揺動するワイパブレードと、を有し、前記ガラス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目標速度に基づいて、前記電動モータの回転速度が制御されるワイパ装置の制御方法であって、
前記ワイパブレードが前記ガラス面上を実際に往復揺動する時間を示す実周期を算出し、
前記ワイパブレードが前記ガラス面上にて往復揺動する時間の目標値を所定範囲にて示した目標周期と前記実周期とを比較し、
前記実周期が前記目標周期の範囲外となった場合、前記実周期が前記目標周期の範囲内に収まるように前記目標速度を調整することを特徴とするワイパ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの正逆転によってワイパアームを往復動させるリバーシングワイパ装置の制御技術に関し、特に、モータの経年変化による特性変化に対応してワイパ装置の制御形態を自動的に調整するワイパ制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されるリバーシングワイパ装置では、ワイパアームの位置に対応して目標速度を設定し、この目標速度に基づいて駆動源であるモータをフィードバック制御している。また、ワイパアームの作動方向が切り替わる上下の反転位置では、ワイパアームを所定位置にてスムーズに反転させるため、アームの惰走距離に基づいた反転制御が実施されている。この反転制御では、反転位置付近にアームが到達すると、モータの現在速度から、モータ出力を停止したときのアームの惰走距離が推定され、この推定惰走距離と反転位置までの距離とに基づいて、反転位置の手前でモータの出力を停止する。そして、アームが反転位置に至る直前に、予め規定された逆転出力を開始する。これにより、モータ逆転時における過大電流やノイズを防止しつつ、ワイパアームが所定の反転位置にてタイムラグなく反転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表2004-504202号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなリバーシングワイパ装置では、各種制御定数が初期のモータ特性やモータ負荷に合わせて設定されているため、経年変化によってモータ特性やモータ負荷が変化すると、払拭周期や反転位置が規定の状態からずれてしまう可能性がある、という問題があった。例えば、前述の目標速度によるフィードバック制御では、経年変化によってモータ出力が低下すると、モータが制御に追従できず、制御遅れが生じて所定の払拭周期が維持できないおそれが生じる。この場合、制御遅れを取り戻すべくモータへの供給電流を増大させると、アームの速度や加速度が過大となり、今度は反転位置をオーバーランしてしまうおそれがある。
【０００５】
また、前述の反転制御では、モータ出力が低下しているにもかかわらず初期時と同様の制御を行うと、想定よりも手前でアームが停止し、反転位置にてショートランが生じたり、反転時に停止タイムラグが生じたりするおそれがある。この場合も、ショートランを検知してモータへの供給電流を増大させると、ブレード速度が速くなり過ぎ、払拭周期が短くなったり、次の反転位置をオーバーランしてしまったりするおそれがある。さらに、モータ負荷の変動によっても、同様に払拭周期や反転位置のズレが生じるおそれがあり、このような経年変化によるワイパ動作の変化への対策が求められていた。
【０００６】
本発明の目的は、リバーシングワイパ装置における経年変化によるワイパ動作の制御ズレに対応し得るワイパ制御装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のワイパ制御装置は、正逆回転可能な電動モータと、ガラス面上に配置され、前記電動モータを正逆回転させることにより、前記ガラス面上にて往復揺動するワイパブレードと、前記ガラス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目標速度に基づいて、前記電動モータの回転速度を制御するモータ駆動指令部と、を有するワイパ制御装置であって、該ワイパ制御装置は、前記ワイパブレードが前記ガラス面上を実際に往復揺動する時間を示す実周期を算出する実周期算出部と、前記ワイパブレードが前記ガラス面上にて往復揺動する時間の目標値を所定範囲にて示した目標周期と前記目標速度が格納された記憶手段と、前記目標周期と前記実周期とを比較する周期比較部と、前記実周期が前記目標周期の範囲外となった場合、前記実周期が前記目標周期の範囲内に収まるように前記目標速度を調整する制御変更部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、実際の払拭周期を計測し、それを所定の目標周期と比較する。そして、実周期が目標周期の範囲外となった場合、目標速度を自動調整して周期を調整する。これにより、経年によってモータ特性やモータ負荷が変化し、ワイパ払拭時間に変化が生じても、適宜モータ制御形態を調整してこの変化に対応できる。
【０００９】
前記ワイパ制御装置において、前記ワイパ制御装置に、前記ワイパブレードの反転位置を測定する反転位置測定部と、前記反転位置測定部にて測定された前記ワイパブレードの実際の反転位置と、前記ガラス面上にて予め設定された反転目標位置とを比較する反転位置等確認部と、をさらに設け、前記目標速度を調整した後、前記反転目標位置から所定角度以上離れた位置にて反転している場合、前記制御変更部によって、前記目標速度を再調整するようにしても良い。
【００１０】
また、前記反転位置測定部によって、前記ワイパブレードの反転時における初動加速度を算出すると共に、反転位置等確認部によって、前記反転位置測定部にて算出された前記初動加速度と所定の閾値と比較し、前記目標速度を調整した後、前記ワイパブレードの前記加速度が、前記閾値が示す規定範囲外となった場合、前記制御変更部によって、前記目標速度を再調整するようにしても良い。
【００１１】
さらに、前記格納部に、前記ワイパブレードの位置をパラメータとして前記目標速度を規定した目標速度マップを格納し、前記制御変更部によって、前記目標速度マップを調整するようにしても良い。この場合、前記目標速度マップを、前記ワイパブレードが初動時から所定速度に達するまでの加速領域における前記目標速度を示す加速マップと、前記ワイパブレードが加速領域後に所定速度にて駆動される定速領域における前記目標速度を示す定速度マップと、前記ワイパブレードが定速領域後に反転位置に向かって減速される減速領域における前記目標速度を示す減速マップと、を備えた構成としても良い。
【００１２】
一方、本発明のワイパ制御方法は、正逆回転可能な電動モータと、ガラス面上に配置され、前記電動モータを正逆回転させることにより前記ガラス面上にて往復揺動するワイパブレードと、を有し、前記ガラス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目標速度に基づいて、前記電動モータの回転速度が制御されるワイパ装置の制御方法であって、前記ワイパブレードが前記ガラス面上を実際に往復揺動する時間を示す実周期を算出し、前記ワイパブレードが前記ガラス面上にて往復揺動する時間の目標値を所定範囲にて示した目標周期と前記実周期とを比較し、前記実周期が前記目標周期の範囲外となった場合、前記実周期が前記目標周期の範囲内に収まるように前記目標速度を調整することを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、実際の払拭周期を計測し、それを所定の目標周期と比較する。そして、実周期が目標周期の範囲外となった場合、目標速度を自動調整して周期を調整する。これにより、経年によってモータ特性やモータ負荷が変化し、ワイパ払拭時間に変化が生じても、適宜モータ制御形態を調整してこの変化に対応できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワイパ制御装置によれば、電動モータを正逆回転させることによりガラス面上にて往復揺動するワイパブレードを備え、ガラス面上におけるワイパブレードの位置に対応して設定された目標速度に基づいて、電動モータの回転速度を制御するワイパ制御装置にて、ワイパブレードの実周期を算出する実周期算出部と、記憶手段に格納された目標周期と実周期とを比較する周期比較部と、実周期が目標周期の範囲外となった場合、実周期が目標周期の範囲内に収まるように目標速度を調整する制御変更部と、を設けたので、経年によってモータ特性やモータ負荷が変化し、ワイパ払拭時間に変化が生じても、実周期が目標周期の範囲内に収まるように目標速度を自動調整することができる。このため、モータ特性等に経年変化が生じても、ワイパ払拭動作を所定の形態にて制御でき、ワイパシステムの性能保証年数を拡大することが可能となる。
【００１５】
また、本発明のワイパ制御方法によれば、電動モータを正逆回転させることによりガラス面上にて往復揺動するワイパブレードを備え、ガラス面上におけるワイパブレードの位置に対応して設定された目標速度に基づいて、電動モータの回転速度が制御されるワイパ装置の制御方法にて、ワイパブレードがガラス面上を実際に往復揺動する時間を示す実周期を算出し、この実周期と予め設定された目標周期とを比較し、実周期が目標周期の範囲外となった場合、実周期が目標周期の範囲内に収まるように目標速度を調整するので、経年によってモータ特性やモータ負荷が変化し、ワイパ払拭時間に変化が生じても、実周期が目標周期の範囲内に収まるように目標速度を自動調整することができる。このため、モータ特性等に経年変化が生じても、ワイパ払拭動作を所定の形態にて制御でき、ワイパシステムの性能保証年数を拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例である制御処理が適用されるワイパモータを備えたリバーシングワイパ装置を示す説明図である。
【図２】ＤＲ側のワイパモータの構成を示す断面図である。
【図３】本発明におけるモータ制御系の構成を示す説明図である。
【図４】本発明による経年変化調整系の構成を示すブロック図である。
【図５】ワイパモータの制御形態を示す説明図である。
【図６】本発明による経年変化調整処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である制御処理が適用されるワイパモータを備えたリバーシングワイパ装置を示す説明図である。図１のワイパシステム１１は、自動車のウインドガラス（フロントガラス）１２に付着した雨水等を拭き取って運転者の視界を確保するために設けられている。
【００１８】
ワイパシステム１１には、被動部材として、ウインドガラス１２に弾圧的に接触する運転席側（ＤＲ側）のワイパブレード１３ａと、助手席側（ＡＳ側）のワイパブレード１３ｂが設けられている。ワイパブレード１３ａはワイパアーム１４ａに、ワイパブレード１３ｂはワイパアーム１４ｂにそれぞれ取り付けられている。ワイパアーム１４ａ,１４ｂは、車体の左右両側部に配置されたワイパ軸１５ａ,１５ｂに取り付けられており、ワイパ軸１５ａ,１５ｂの回転に伴い、所定の角度範囲で揺動する。ワイパシステム１１は対向払拭型の装置となっており、ワイパブレード１３ａ,１３ｂは、ウインドガラス１２の左右両側の上反転位置と、中央部の下反転位置との間の払拭範囲で揺動（往復動）する。
【００１９】
ＤＲ側のワイパアーム１４ａを揺動させるため、車体にはワイパモータ２１ａが取り付けられている。ワイパモータ２１ａは、出力軸２２ａが所定の範囲で正逆回転し、出力軸２２ａは、伝達機構を介してワイパ軸１５ａと接続されている。伝達機構は、出力軸２２ａに固定されたクランクアーム２３ａ、クランクアーム２３ａに接続された連結ロッド２４ａ、連結ロッド２４ａに接続されワイパ軸１５ａに固定された駆動レバー２５ａなどの機構部品から構成されている。ワイパモータ２１ａが作動し出力軸２２ａが回転すると、その回転運動が伝達機構を介してワイパ軸１５ａに伝わり、ワイパアーム１４ａとワイパブレード１３ａが揺動する。
【００２０】
ＡＳ側もＤＲ側と同様の構成となっており、車体には、ワイパアーム１４ｂを揺動駆動するためのワイパモータ２１ｂが取り付けられている。ワイパモータ２１ｂもまた、出力軸２２ｂが所定の範囲で正逆回転し、ワイパモータ２１ｂの出力軸２２ｂは、ＤＲ側と同様に、伝達機構を介してワイパ軸１５ｂと接続されている。伝達機構は、出力軸２２ｂに固定されたクランクアーム２３ｂ、クランクアーム２３ｂに接続された連結ロッド２４ｂ、連結ロッド２４ｂに接続されワイパ軸１５ｂに固定された駆動レバー２５ｂなどの機構部品から構成されている。ワイパモータ２１ｂが作動し出力軸２２ｂが回転すると、その回転運動が伝達機構を介してワイパ軸１５ｂに伝わり、ワイパアーム１４ｂとワイパブレード１３ｂが揺動する。
【００２１】
次に、各ワイパモータ２１ａ,２１ｂの構造について説明する。図２は、ＤＲ側のワイパモータ２１ａの構成を示す断面図である。なお、ＤＲ側のワイパモータ２１ａとＡＳ側のワイパモータ２１ｂは基本的に同様の構造となっているため、以下では主にＤＲ側のワイパモータ２１ａについて説明する。
【００２２】
図２に示すように、ワイパモータ２１ａは減速機構付き電動モータとなっており、モータ本体３１と減速機３２とを有している。モータ本体３１は、いわゆるブラシ付き直流モータとなっている。モータ本体３１は、有底筒状に形成されたモータヨーク３３を有している。モータヨーク３３の内部には、アマチュア軸３４ａを備えたアマチュア３４が回転自在に収容されている。アマチュア軸３４ａには、コミュテータ３５が固定されている。コミュテータ３５には、ブラシホルダ３６に保持された一対のブラシ３７（図中では一方のみを示す）が摺接している。ブラシ３７を介してアマチュア３４に駆動電流が供給されると、その駆動電流の向きに応じて、アマチュア軸３４ａが正転または逆転方向に回転する。
【００２３】
減速機３２は、ギヤケース３８を有している。ギヤケース３８は、バスタブ状に形成された金属製のケース本体３８ａと、ケース本体３８ａを閉塞する樹脂製のカバー３８ｂとを備えている。ケース本体３８ａは、モータ本体３１のモータヨーク３３に固定されている。ギヤケース３８の内部には、減速機構４１が収容されている。アマチュア軸３４ａの回転は、この減速機構４１によって所定の回転数にまで減速され、出力軸２２ａから出力される。
【００２４】
減速機構４１は、ウォームギヤ機構となっている。減速機構４１のウォーム４１ａは、ケース本体３８ａの内部に突出するアマチュア軸３４ａの外周面に、アマチュア軸３４ａと一体に形成されている。ウォーム４１ａに噛み合うウォームホイル４１ｂは、ケース本体３８ａの内部に突出する出力軸２２ａの基端部に固定されている。ケース本体３８ａにはボス部３８ｃが設けられており、出力軸２２ａは、このボス部３８ｃに回転自在に支持されている。出力軸２２ａの先端部は、ギヤケース３８の外部に突出し、前述のクランクアーム２３ａに連結されている。
【００２５】
モータ本体３１の動作を制御するため、ワイパモータ２１ａには、制御基板４２が設けられている。制御基板４２は、カバー３８ｂの内側に固定された状態でギヤケース３８の内部に収容されている。制御基板４２は、配線が施された基板４２ａを備えており、基板４２ａ上には、複数の電気部品４２ｂ（図中には一つのみ示す）が搭載されている。電気部品４２ｂとしては、モータ制御装置であるＣＰＵ５１やＲＯＭ５２，ＲＡＭ５３等の制御系の素子と、ＦＥＴ５４等のパワー系の素子等が搭載されている。
【００２６】
図３は、本発明におけるモータ制御系の構成を示す説明図である。図３に示すように、ＣＰＵ５１は、イグニッションスイッチ４３を介してバッテリ４４と接続されており、ワイパスイッチ５５によってワイパアーム１４ａ,１４ｂの動作形態（ＯＦＦ,ＩＮＴ,ＬＯ,ＨＩ）を切り替えられるようになっている。また、アマチュア軸３４ａの回転を検出するため、制御基板４２には一対の回転センサ４６ａ,４６ｂが設けられており、これに対応して、アマチュア軸３４ａには第１のセンサマグネット４５が固定されている。さらに、出力軸２２ａの回転角度を検出するため、制御基板４２には角度センサ４８が設けられており、これに対応して、出力軸２２ａの基端部には第２のセンサマグネット４７が固定されている。ＣＰＵ５１は、回転センサ４６ａ,４６ｂから入力されるパルス信号と、角度センサ４８から入力される角度検出信号に基づいて、モータ本体３１の動作を制御する。
【００２７】
第１のセンサマグネット４５は、多極着磁マグネットとなっており、環状（リング状）に形成されている。第１のセンサマグネット４５の外周には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並ぶように１０極の磁極が着磁されている。第１のセンサマグネット４５は、アマチュア軸３４ａに嵌合固定され、アマチュア軸３４ａと共に回転する。回転センサ４６ａ,４６ｂには、ホール素子センサ（ホールＩＣ）が使用されている。回転センサ４６ａ,４６ｂは、それぞれ互いに所定の間隔を空けて制御基板４２上に固定され、第１のセンサマグネット４５の外周面に対向している。アマチュア軸３４ａが回転すると、回転センサ４６ａ,４６ｂからは、アマチュア軸３４ａの回転速度に応じた周期のパルス信号が出力される。回転センサ４６ａ,４６ｂは、出力されるパルス信号の位相が互いに９０度ずれるように所定の間隔を空けて配置されており、位相のずれ方向は、アマチュア軸３４ａの回転方向に応じて反転する。
【００２８】
回転センサ４６ａ,４６ｂは、ＣＰＵ５１に配線を介して接続されており、回転センサ４６ａ,４６ｂが出力するパルス信号は、ＣＰＵ５１に入力される。回転センサ４６ａ,４６ｂからパルス信号が入力されると、ＣＰＵ５１は、各パルス信号の出現順に基づいてアマチュア軸３４ａの回転方向を認識すると共に、各パルス信号の周期に基づいてアマチュア軸３４ａの回転速度を認識する。そして、これらの認識情報に基づいて、モータ本体３１の動作を制御する。
【００２９】
一方、第２のセンサマグネット４７は円錐台状に形成されており、その外周には、周方向に並ぶ一対の磁極が着磁されている。第２のセンサマグネット４７は、出力軸２２ａと同軸となるように、当該出力軸２２ａの基端部に、制御基板４２に対向して固定されている。出力軸２２ａが回転すると、第２のセンサマグネット４７は出力軸２２ａと共に回転する。角度センサ４８は、第２のセンサマグネット４７の軸方向端面に対向するように制御基板４２上に固定されている。角度センサ４８は、磁気抵抗素子センサ（ＭＲセンサ）となっており、出力軸２２ａが回転すると、角度センサ４８からは出力軸２２ａの基準位置Ｐｓ１からの回転角度ａ１に応じた角度検出信号が出力される。
【００３０】
本実施例では、ワイパアーム１４ａの下反転位置に対応する位置が基準位置Ｐｓ１とされている。基準位置Ｐｓ１から、ワイパアーム１４ａの上反転位置に対応する位置まで出力軸２２ａが回転すると、その回転角度ａ１に比例した角度検出信号が角度センサ４８から出力される。つまり、角度センサ４８は、ワイパアーム１４ａの上下反転位置間にて、出力軸２２ａの回転角度ａ１に比例した角度検出信号を出力する。
【００３１】
角度センサ４８もまたＣＰＵ５１に配線を介して接続されており、ＣＰＵ５１には角度センサ４８からの角度検出信号が入力される。ＣＰＵ５１は、角度センサ４８から角度検出信号が入力されると、この角度検出信号に基づいて、出力軸２２ａの回転角度ａ１、つまり、ワイパアーム１４ａの絶対位置を認識する。ＣＰＵ５１は、この認識情報に基づいて、モータ本体３１の動作を制御する。
【００３２】
なお、ＤＲ側のワイパモータ２１ａの制御基板４２と、ＡＳ側のワイパモータ２１ｂの制御基板４２は、互いに通信線４９ａ,４９ｂによって接続されている。ワイパモータ２１ａの角度センサ４８が出力した角度検出信号は、ワイパモータ２１ｂのＣＰＵ５１にも入力される。また、ワイパモータ２１ｂの角度センサ４８が出力した角度検出信号は、ワイパモータ２１ａのＣＰＵ５１にも入力される。ＤＲ側とＡＳ側のＣＰＵ５１は、それぞれ相手方の角度検出信号を取得して両ワイパアーム１４ａ,１４ｂの位置を認識し、両者が干渉しないようにモータ本体３１を作動させる。
【００３３】
ここで、従来のリバーシングワイパ装置では、前述のように、ワイパモータ２１ａ,２１ｂを、初期のモータ特性やモータ負荷に合わせた制御形態にて駆動しており、モータ特性やモータ負荷の経年変化は特に考慮されていなかった。このため、モータ特性等の経年変化により、払拭周期や反転位置が規定の状態からずれてしまい、払拭周期の変動や、ワイパブレードのオーバーランやショートランが生じるおそれがあった。そこで、本発明のワイパシステム１１では、払拭周期（ワイパアーム１４ａが下反転位置から上反転位置を経て下反転位置に戻るまでの一払拭動作の払拭時間）や反転位置を、モータ特性等が経年変化した場合を想定して設けられた規定の閾値と比較する。そして、払拭周期等が所定条件を満たした場合には、経年変化調整処理を開始して、制御形態を現在のモータ特性等に合わせて調整し、オーバーラン等のワイパ動作のズレを未然に防止する。
【００３４】
図４は、このような制御処理を行うＣＰＵ５１における経年変化調整系の構成を示すブロック図である。図４に示すように、ＣＰＵ５１には、回転センサ４６ａ,４６ｂと角度センサ４８の信号からモータ速度やブレード位置等を算出し、これらのデータに基づいてワイパモータ２１ａをフィードバック制御するモータ駆動指令部６０が設けられている。モータ駆動指令部６０は、ＲＯＭ５２内に格納されている目標速度マップ７１や、反転目標位置、逆転出力定数、ブレーキ開始ポイント等の各種制御条件に従って、ワイパモータ２１ａの駆動制御を行い、ワイパアーム１４ａの位置に応じてアーム速度を制御し、上下反転位置にてワイパモータ２１ａを反転させる。
【００３５】
目標速度マップ７１には、ワイパブレード１３ａの位置に対応して設定されたワイパモータ２１ａの目標速度（ＰＷＭ制御のduty比）が格納されている。ワイパモータ２１ａは、ワイパアーム１４ａ（ワイパブレード１３ａ）の位置、すなわち、出力軸２２ａの回転角度に応じて、目標速度マップ７１を参照しつつ、図５のような制御形態にてＰＷＭ制御される。図５に示すように、ワイパモータ２１ａの制御形態は、反転位置から加速終了ポイントＰ１までは加速領域、加速終了ポイントＰ１からブレーキポイントＰ２までは定速領域、ブレーキポイントＰ２から反転位置までは減速領域となっている。
【００３６】
目標速度マップ７１は、加速マップ７１ａと定速度マップ７１ｂ、減速マップ７１ｃとを備えている。加速マップ７１ａには、反転時におけるワイパブレード１３ａ（ワイパモータ２１ａ）の初動加速度や、その後の加速制御形態が示されている。ブレードの初動加速度は、反転位置にてワイパモータ２１ａを逆転させる際に、反転位置直前の速度に対して設定される逆転出力定数（duty）と関係しており、逆転出力定数が大きくなるほど、初動加速度は大きくなる。また、定速度マップ７１ｂには、定速領域でのワイパモータ２１ａの目標速度が示されている。さらに、減速マップ７１ｃには、ブレーキポイントＰ２以後におけるワイパモータ２１ａの減速制御形態が示されている。各マップには、出力軸２２ａの回転角度（ワイパアーム１４ａの位置）に対応して、例えば、「ワイパアーム１４ａが下反転位置からθ度の位置ではdutyＸ％」のような形で、ワイパモータ２１ａの駆動状態が設定されている。
【００３７】
ＣＰＵ５１は、モータ駆動指令部６０に加えて、払拭周期算出部６１、経年変化調整処理開始判定部６２（以下、処理開始判定部６２と略記する）及び払拭周期比較部６３を備えている。払拭周期算出部６１は、回転センサ４６ａ,４６ｂと角度センサ４８からの信号に基づいて、ワイパアーム１４ａの実際の払拭周期（実払拭周期）を算出する。処理開始判定部６２は、払拭周期算出部６１にて算出した実払拭周期と、払拭周期に対して設定された上下の判定閾値（払拭周期調整上限値，払拭周期調整下限値：ＲＯＭ５２内に格納）とを比較して、経年変化調整処理の要否を判定する。払拭周期比較部６３は、払拭周期算出部６１にて算出した実払拭周期と、ＲＯＭ５２内に格納されている制御上の目標周期とを比較する。
【００３８】
ＣＰＵ５１にはさらに、反転位置測定部６４と反転位置等確認部６５が設けられている。反転位置測定部６４は、回転センサ４６ａ,４６ｂと角度センサ４８からの信号に基づいて、ワイパアーム１４ａの上下反転位置を検出する。また、反転位置測定部６４は、併せて、反転時におけるワイパブレード１３ａの初動加速度を算出し、初動加速度に対して設定された上下の判定閾値（初動加速度上限値，初動加速度下限値：ＲＯＭ５２内に格納）とを比較する。反転位置等確認部６５は、反転位置測定部６４における反転位置の測定結果や初動加速度の算出結果から、ワイパブレード１３ａのオーバーラン・ショートランの検出や、初動加速度と閾値（初動加速度上限値・下限値）との比較を行う。
【００３９】
加えて、ＣＰＵ５１には、払拭周期比較部６３や反転位置等確認部６５での結果に基づき、ワイパモータ２１ａ（ワイパアーム１４ａ）の制御形態を変更する制御変更部６６が設けられている。制御変更部６６は、払拭周期比較部６３での実払拭周期と目標周期との比較に基づき、定速度マップ７１ｂを調整して払拭周期を変更する。また、制御変更部６６は、反転位置測定部６４における測定結果（反転位置，反転初動加速度）に基づき、定速度マップ７１ｂや減速マップ７１ｃ、逆転出力定数を適宜調整し、経年変化によるワイパ動作の変化に対応する。
【００４０】
このような装置構成と処理系を備えたワイパシステム１１では、次のようにしてワイパモータ２１ａ,２１ｂが駆動制御される。図６は、そのフローチャートである。まず、イグニッションスイッチ４３がオンされると、制御基板４２上のＣＰＵ５１等に電源が供給される。このときＣＰＵ５１は、ワイパアーム１４ａが下反転位置にあるときには、角度センサ４８からの角度検出信号に基づいて、ワイパアーム１４ａが下反転位置つまり基準位置Ｐｓ１にあると認識する。この状態でワイパスイッチ５５がオンされると、ＣＰＵ５１は、ワイパアーム１４ａを上反転位置に向けて移動させるようにモータ本体３１を作動させる。モータ本体３１が作動すると、ＣＰＵ５１は、回転センサ４６ａ,４６ｂからのパルス信号に基づいてアマチュア軸３４ａの回転速度を認識し、認識した回転速度に基づいて、目標速度マップ７１を参照しつつ、モータ本体３１をＰＷＭ制御する。
【００４１】
ワイパアーム１４ａが上反転位置にまで達すると、ＣＰＵ５１は、角度センサ４８からの角度検出信号に基づいてワイパアーム１４ａが上反転位置に達したことを認識する。上反転位置への到達を認識したＣＰＵ５１は、モータ本体３１の作動方向を反転させ、ワイパアーム１４ａを上反転位置から下反転位置に向けて移動させる。そして、ワイパアーム１４ａが下反転位置に達すると、ＣＰＵ５１は、角度センサ４８からの角度検出信号によりワイパアーム１４ａが下反転位置に達したことを認識し、モータ本体３１の動作方向を再度反転させる。以下、同様の行程を繰り返すことにより、ワイパアーム１４ａが所定の角度範囲で揺動払拭動作を行う。
【００４２】
一方、モータ出力中は、払拭周期算出部６１によって、ワイパアーム１４ａの払拭周期が算出されている。システム作動中は、ここで算出した実払拭周期と前述の払拭周期調整上限値及び下限値とが、払拭周期比較部６３にて常時比較されており、処理開始判定部６２では、この比較結果に基づいて経年変化調整処理の要否を判定する（ステップＳ１）。その際、実払拭周期が払拭周期調整下限値以上か、払拭周期調整上限値以下の場合は、払拭周期に特に問題はなく、経年変化も認められないと判断してルーチンを抜ける。一方、実払拭周期が払拭周期調整下限値未満、あるいは、払拭周期調整上限値を超えている場合は、払拭周期が遅すぎるか早すぎる状態であり、経年変化のおそれあり、と判断してステップＳ２以下の経年変化調整処理に進む。なお、Ｓ２における調整処理開始条件の具備、不備は、１回の判定結果によって決定すると、ノイズや特異データの存在により制御精度の低下を招来するおそれがあるため、条件具備という結果が複数回得られた場合など、判定結果の累積や頻度、連続等によって結果をフィルタリングしても良い。
【００４３】
経年変化調整処理では、払拭周期や反転位置をＣＰＵ５１内にて計測し、（Ａ）払拭周期が規定範囲を超えた状態が一定期間継続した場合、目標速度マップ７１を自動調整して周期を調整する。次に、（Ｂ）周期調整後、反転位置を確認し、調整後の実際のブレード反転位置が反転目標位置から所定角度以上離れている場合、目標速度マップ７１を再調整したり、反転前後のモータ速度の変化からブレードの初動加速度を考慮し、ブレーキ開始条件や逆転出力定数等を自動調整したりする。そして、（Ａ）,（Ｂ）の処理を払拭周期が規定範囲内になるまで繰り返すことにより、経年変化によるワイパ動作の変化を調整する。
【００４４】
そこで、経年変化調整処理に入ると、ステップＳ２では、払拭周期比較部６３にて、改めて実払拭周期と目標周期とが比較される。Ｓ２にて目標周期が実払拭周期を超えている場合は、ワイパ速度が遅いと判断し、ステップＳ３に進み、定速度マップ７１ｂを調整してアーム速度をアップさせ、実払拭周期を短くする。これに対し、Ｓ２にて目標周期が実払拭周期以下の場合は、ワイパ速度が速いと判断し、ステップＳ４に進み、定速度マップ７１ｂを調整してアーム速度をダウンさせ、実払拭周期を長くする。ステップＳ３,Ｓ４における定速度マップ７１ｂの調整は、固定した所定値（duty：ｘ％）の変更であっても、目標周期と実払拭周期との差異に応じた変更（差異がｙms→ｚ％）であっても良い。なお、以下のマップ調整や定数調整もこれと同様である。
【００４５】
ステップＳ２〜Ｓ４の処理により、実払拭周期と目標周期に基づいてアーム速度を調整した後、ステップＳ５に進み、反転位置測定部６４によって反転位置の測定が行われる。Ｓ５では、回転センサ４６ａ,４６ｂと角度センサ４８からの信号に基づいて、ワイパアーム１４ａの上下反転位置を検出する。また、Ｓ５では、ワイパブレード１３ａの初動加速度（ブレード加速度）の検出も行われる。ステップＳ５にて反転位置やブレード加速度の検出を行った後、ステップＳ６に進み、反転位置等確認部６５によって、反転位置の確認や初動加速度と閾値との比較が行われる。
【００４６】
ステップＳ６に進むと、反転位置等確認部６５によって、反転位置の確認等を行ってワイパブレード１３ａのオーバーラン発生を検出すると共に、初動加速度と閾値（初動加速度上限値・下限値）との比較を行う。ステップＳ６では、ワイパブレード１３ａにオーバーランが発生しているか（測定された実際の反転位置が反転目標位置を所定角度以上超えているか）、あるいは、ブレード加速度が、閾値が示す規定範囲外となっていないか（初動加速度上限値を超えているかどうか）が判断される。この際、ブレード加速度についても検討を行うのは、初動加速度が大きい過ぎると払拭周期が短くなる可能性が高く、オーバーランも生じ易くなるためである。
【００４７】
そして、Ｓ６の条件の少なくとも何れか一方が満たされている場合、すなわち、オーバーランが生じているか、ブレード加速度が上限値を超えている場合は、アームの速度や加速度が過大と判断し、ステップＳ７〜Ｓ９に進む。ステップＳ７〜Ｓ９の処理は制御変更部６６によって行われ、まずＳ７では、定速度マップ７１ｂを調整して定速度領域でのアーム速度をダウンさせる。次に、ステップＳ８では、減速マップ７１ｃをダウン（duty値を低下）させたり、ブレーキポイントＰ２を早く設定したりする。さらに、ステップＳ９では、逆転出力定数を調整して（低下させて）ブレード加速度を低下させる。このようなステップＳ７〜Ｓ９の処理により、アーム速度（モータ速度）が低下し、オーバーランが抑えられる。その後、ステップＳ１４にて、実周期が再計測され、再びステップＳ２に戻り、実払拭周期と目標周期とを比較しステップＳ３以下の処理が繰り返される。
【００４８】
これに対し、ステップＳ６にて前述の条件が共に満たされていない場合、すなわち、オーバーランは生じておらず、ブレード加速度も上限値を超えていない場合は、ステップＳ１０に進む。このステップＳ１０では、ステップＳ６とは逆に、ワイパブレード１３ａにショートランが発生しているか（測定された実際の反転位置が反転目標位置より所定角度以上手前か）、あるいは、ブレード加速度が、閾値が示す規定範囲外となっていないか（初動加速度下限値未満となっているかどうか）が判断される。そして、Ｓ１０の条件が共に満たされていない場合は、Ｓ２〜Ｓ４の周期調整が効を奏し、ブレードの反転位置も加速度も許容範囲内に収まっていると判断し、ルーチンを抜ける。
【００４９】
一方、ステップＳ１０にて条件が共に満たされていない場合、すなわち、ショートランが生じているか、ブレード加速度が初動加速度下限値未満となっている場合は、アームの速度や加速度が過小と判断して、ステップＳ１１〜Ｓ１３に進む。ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理もまた制御変更部６６によって行われ、まずＳ１１では、定速度マップ７１ｂを調整して定速度領域でのアーム速度をアップさせる。次に、ステップＳ１２では、減速マップ７１ｃをアップ（duty値を上昇）させたり、ブレーキポイントＰ２を遅く設定したりする。さらに、ステップＳ１３では、逆転出力定数を調整して（増加させて）ブレード加速度を増加させる。このようなステップＳ１１〜Ｓ１３の処理により、アーム速度（モータ速度）が増加し、ショートランが抑えられる。
【００５０】
ステップＳ１１〜Ｓ１３を行った後、ステップＳ７〜Ｓ９の場合と同様に、ステップＳ１４を経て再びステップＳ２に戻り、実払拭周期と目標周期とを比較し、ステップＳ３以下の処理が繰り返される。そして、ステップＳ１０の条件を満たし、ブレードの反転位置や加速度が許容範囲内となるまで、ステップＳ２〜Ｓ１３の調整処理が繰り返される。なお、ステップＳ７〜Ｓ９やステップＳ１１〜Ｓ１３の処理はそれぞれ順不同であり、各処理において何れのステップを先に実行しても良い。
【００５１】
このように、本発明にあっては、払拭周期や反転位置を計測して目標速度マップ７１を自動調整して周期を調整するので、経年によってモータ特性やモータ負荷が変化し、ワイパ払拭時間や反転位置に変化が生じても、適宜モータ制御形態を調整してこの変化に対応することができる。このため、モータ特性等に経年変化が生じても、運転者にその変化を感じさせることなく、精度良くワイパ払拭動作の制御を行うことができ、初期時と同様の払拭動作を維持することが可能となる。従って、ワイパシステムの性能保証年数を拡大することができ、製品寿命を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、目標速度マップ７１の調整後に、反転位置の確認を行うことにより、調整後の制御形態をチェックし、調整自体を自動修正するので、さらに精度の高いワイパ制御が実施可能となる。さらに、モータ特性の変化に適宜対応できるため、初期時におけるモータ特性のバラツキにも対応可能であり、モータ特性のバラツキに対する許容範囲を大きく取ることができ、モータの歩留まりが改善され、システムコストの低減が図られる。
【００５３】
本発明は前記実施例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、前述の実施例では、運転席側と助手席側それぞれにモータを配した対向払拭型のワイパシステムに本発明を適用した例について説明したが、１個のモータを駆動源とし、リンク機構によって運転席側と助手席側のワイパアームを連動させる平行払拭型のリバーシングワイパ装置などにも本発明は適用可能である。また、本実施例では、ワイパアームの絶対位置検出に、磁界の変化を電気抵抗の変化として検出する非接触式の磁気センサ（ＭＲセンサ）を用いているが、基準位置にて信号を出力するセンサ（ホールＩＣなど）と回転センサ４６ａ,４６ｂの組み合わせによってワイパアームの位置検出を行っても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１１    ワイパシステム
１２    ウインドガラス
１３ａ,１３ｂ    ワイパブレード
１４ａ,１４ｂ    ワイパアーム
１５ａ,１５ｂ    ワイパ軸
２１ａ,２１ｂ    ワイパモータ
２２ａ,２２ｂ    出力軸
２３ａ,２３ｂ    クランクアーム
２４ａ,２４ｂ    連結ロッド
２５ａ,２５ｂ    駆動レバー
３１    モータ本体
３２    減速機
３３    モータヨーク
３４    アマチュア
３４ａ  アマチュア軸
３５    コミュテータ
３６    ブラシホルダ
３７    ブラシ
３８    ギヤケース
３８ａ  ケース本体
３８ｂ  カバー
３８ｃ  ボス部
４１    減速機構
４１ａ  ウォーム
４１ｂ  ウォームホイル
４２    制御基板
４２ａ  基板
４２ｂ  電気部品
４３    イグニッションスイッチ
４４    バッテリ
４５    第１のセンサマグネット
４６ａ,４６ｂ    回転センサ
４７    第２のセンサマグネット
４８    角度センサ
４９ａ,４９ｂ    通信線
５１    ＣＰＵ
５２    ＲＯＭ（記憶手段）
５３    ＲＡＭ
５４    ＦＥＴ
５５    ワイパスイッチ
６０    モータ駆動指令部
６１    払拭周期算出部
６２    経年変化調整処理開始判定部
６３    払拭周期比較部
６４    反転位置測定部
６５    反転位置等確認部
６６    制御変更部
７１    目標速度マップ
７１ａ  加速マップ
７１ｂ  定速度マップ
７１ｃ  減速マップ
Ｐ１    加速終了ポイント
Ｐ２    ブレーキポイント
【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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