(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイパブレードを上下反転位置の間で往復運動させるためのワイパモータと、
前記ワイパモータを駆動する駆動回路と、
ワイパモータの回転に連動してワイパブレードが反転位置の所定の手前位置に達したことを検出する位置検出手段と、
ワイパモータの回転に応じたパルスを発生するパルス発生手段と、
前記反転手前位置からのパルス数が所定数に達したとき、前記駆動回路にワイパモータの逆転を指令する指令手段と
を備え、
前記位置検出手段には、ワイパブレードの前記反転位置外の許容限界を示す許容限界位置が設定され、
前記指令手段は、前記パルス数が所定数に達する前にワイパブレードが前記許容限界位置に達したことが前記位置検出手段によって検出されたとき、ワイパモータの逆転を指令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に記載のワイパ制御装置において、
前記パルス数が所定数に達する前にワイパブレードが前記許容限界位置に達したことが前記位置検出手段によって検出されたとき、前記ワイパブレードを前記許容限界位置内で反転させるように前記反転手前位置からの所定パルス数を補正するパルス補正手段を備えたことを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のワイパ制御装置において、
ワイパブレードの払拭時の負荷を検出するワイパ負荷検出手段と、前記ワイパ負荷検出手段による検出値に応じて前記反転手前位置からの所定パルス数を増減して補正する負荷補正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４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイパ制御装置において、
前記指令手段は、前記反転手前位置からのパルス数が所定数に達するまでの間、該パルス数に応じて前記駆動回路をＰＷＭ制御してワイパモータを漸次、低速回転駆動させることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のワイパ制御装置において、
前記指令手段によるＰＷＭ制御に際し、前記反転手前位置からのパルス数に応じてデューティ比を減らし、同パルス数が所定数に達した時にデューティ比を０とすることを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のワイパ制御装置において、
前記ワイパモータは、モータ本体と、該モータ本体の回転に連動する減速ギヤを介して減速出力する減速機構とを有し、
前記位置検出手段は、前記減速機構に設けられ、前記減速ギヤの回転から前記手前位置および／または前記許容限界位置を検出し、
前記パルス発生手段は、前記モータ本体の回転軸に設けられたことを特徴とするワイパ制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のワイパ制御装置において、
前記位置検出手段は、ワイパモータの回転に連動する回転体に固定される可動接点と、前記可動接点と摺接する固定接点とを備え、
前記可動接点と固定接点とは複数の接触点で接触して電気的に導通し、前記複数の接触点は常に複数の接触点のうち１つの接触点のみを変化させるよう設定されることを特徴とするワイパ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイパブレードの払拭動作を適正に制御するためのワイパ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、駆動モータの回転方向を反転制御することでワイパブレードを往復払拭運動させる車両用ワイパ装置が特許第２７９８７３３号公報にて開示されている。この装置では、ワイパブレードの上下反転位置よりも手前に反転手前位置を設定し、反転手前位置及び反転位置を検出するためのカムスイッチをワイパモータ内に具備している。そして、同装置では、ワイパブレードの反転手前位置を検出したときにＰＷＭ制御を開始することでモータ回転を減速させる。その後、反転位置に到達したことを検出して駆動モータの回転を逆転させている。従って、反転位置での逆起電力を抑え、ワイパブレードの安定した払拭動作を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報の装置では、払拭動作におけるワイパブレードの上下反転位置がカムスイッチによる機械的固定によって設定されるため、例えば、装置自体の剛性が異なるワイパ装置やボディー剛性の異なる車種に適用した場合において、払拭範囲の設定ズレが生じる。つまり、車種の変更により払拭時の負荷及びボディ剛性が前適用車種とは異なるため、所定の払拭範囲（払拭角度）が正しく確保できず、ワイパブレードが所定の反転位置を越えてしまう、いわゆるオーバーランが発生する虞がある。この場合、カムスイッチ等の変更が必要であり、同じモータを異なる車種に適用することができない。また、同じ車種であっても剛性にバラツキがある場合には対応できない。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ワイパブレードの払拭範囲を容易に調整できるワイパ制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、ワイパブレードを上下反転位置の間で往復運動させるためのワイパモータと、前記ワイパモータを駆動する駆動回路と、ワイパモータの回転に連動してワイパブレードが反転位置の所定の手前位置に達したことを検出する位置検出手段と、ワイパモータの回転に応じたパルスを発生するパルス発生手段と、前記反転手前位置からのパルス数が所定数に達したとき、前記駆動回路にワイパモータの逆転を指令する指令手段とを備え、前記位置検出手段には、ワイパブレードの前記反転位置外の許容限界を示す許容限界位置が設定され、前記指令手段は、前記パルス数が所定数に達する前にワイパブレードが前記許容限界位置に達したことが前記位置検出手段によって検出されたとき、ワイパモータの逆転を指令するようにした。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記パルス数が所定数に達する前にワイパブレードが前記許容限界位置に達したことが前記位置検出手段により検出されたとき、前記ワイパブレードを前記許容限界位置内で反転させるように前記反転手前位置からの所定パルス数を補正するパルス補正手段を備えた。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、ワイパブレードの払拭時の負荷を検出するワイパ負荷検出手段と、前記ワイパ負荷検出手段による検出値に応じて前記反転手前位置からの所定パルス数を増減して補正する負荷補正手段とを備えた。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記指令手段は、前記反転手前位置からのパルス数が所定数に達するまでの間、該パルス数に応じて前記駆動回路をＰＷＭ制御してワイパモータを漸次、低速回転駆動させるようにした。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記指令手段によるＰＷＭ制御に際し、前記反転手前位置からのパルス数に応じてデューティ比を減らし、同パルス数が所定数に達した時にデューティ比を０とするようにした。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記ワイパモータは、モータ本体と、該モータ本体の回転に連動する減速ギヤを介して減速出力する減速機構とを有し、前記位置検出手段は、前記減速機構に設けられ、前記減速ギヤの回転から前記手前位置および／または前記許容限界位置を検出し、前記パルス発生手段は、前記モータ本体の回転軸に設けられる。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記位置検出手段は、ワイパモータの回転に連動する回転体に固定される可動接点と、前記可動接点と摺接する固定接点とを備え、前記可動接点と固定接点とは複数の接触点で接触して電気的に導通し、前記複数の接触点は常に複数の接触点のうち１つの接触点のみを変化させるよう設定される。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、位置検出手段によってワイパブレードが上および／または下反転位置の所定の手前位置に達したことが検出される。その後、ワイパモータの回転に対応したパルス発生手段からのパルス数が所定数に達したとき、指令手段によってワイパモータが逆転される。従って、反転手前位置からの所定パルス数を調整するだけで、ワイパブレードの払拭範囲が調整される。例えば、異なる車種に本ワイパ装置を適用した場合、その際の調整が容易となる。また、組み付け誤差による払拭範囲のズレが容易に調整される。
【００１４】
また、ワイパブレードの払拭範囲が極力広く設定されたために負荷変動で上下反転位置外の許容限界位置に達してしまってもワイパモータを直ちに逆転させることでワイパブレードのオーバーランが防止される。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、パルス数が所定数に達する前にワイパブレードが許容限界位置に達したと検出されたときは払拭範囲が広い状態であるので、反転手前位置からの所定パルス数が補正されて払拭範囲が狭められ、許容限界位置内の範囲で反転する。これにより、ワイパブレードが再びオーバーランすることが防止される。従って、初期設定値として予め設定する払拭範囲を広くすることができ、たまたまワイパブレードの払拭範囲がズレたとしても、ワイパブレードが許容限界位置を越えてオーバーランすることなく、払拭範囲のズレが解消される。
【００１６】
従来技術では、ガラス面の散水量（ウエット状態）、走行風の抵抗等によって払拭時の負荷が変動したときには、十分な減速ができず所定の反転位置で反転できない場合があった。これに対して、請求項３に記載の発明によれば、ワイパブレードの払拭時の負荷要素を検出して、その検出結果から得られる負荷に応じて、払拭範囲を決定する所定パルス数が変更され、払拭範囲が調整される。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、反転手前位置を検出し、反転手前位置からのパルス数が所定数に達するまでの間、ＰＷＭ制御によりワイパモータが漸次低速となって回転駆動される。つまり、ワイパブレードは十分減速された後に反転される。その結果、ワイパブレードの反転時に発生する騒音が抑制される。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、前記ＰＷＭ制御に際し、反転手前位置からのパルス数に応じてデューティ比が減らされ、同パルス数が所定数に達した時にデューティ比が０とされる。従って、ワイパブレードの反転時に発生する騒音が確実に抑制される。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、パルス発生手段を、モータ本体の回転軸に設けることにより、減速前の回転にてパルスを発生させることができ、制御のための分解能を多くすることができる。しかも、ワイパブレードの位置は、モータ本体の回転が減速された減速ギヤから検出するため、慣性や振動が小さく精度の高い位置検出ができる。
【００２０】
位置検出手段を構成する可動接点と固定接点との複数の接触点のうち２つ以上を同時に切り替わるように構成した場合、組み付け精度や両接点部材の製造寸法精度により僅かでもズレが生じるとその接点タイミングがズレてしまう。つまり、別の信号が生成されることとなり、信号を処理する際に誤動作を起こす虞があった。こうした不具合に対し、請求項７に記載の発明によれば、複数の接点は常に複数の接点のうちいずれか１つの接点のみを変化させるように設定される。このため、複数の接点を同時に切り替わらせようとして接点タイミングがずれてしまうことはない。よって、このような位置検出手段を採用することで誤動作がきわめて少ない信号処理が実施される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
図１には、車両のフロントガラスの雨滴を拭い取るためのワイパ制御装置を示す。
【００２２】
図１に示すように、ワイパブレード１を保持するワイパアーム２はピボット軸を介してレバー３に連結され、そのレバー３はリンクロッド４を介してワイパモータ５のクランクアーム６に連結される。ワイパモータ５は、正逆回転可能に構成され、同モータ５の正逆回転により出力軸７を中心にクランクアーム６が正逆方向に略１８０°往復回動する。このクランクアーム６の回動によりリンクロッド４、レバー３を介してワイパアーム２が往復運動し、ワイパブレード１によってフロントガラスの所定の払拭範囲が払拭される。ワイパブレード１の払拭動作はワイパモータ５の回転と比べて遅いため、減速機構としてのウォームギヤによりモータ回転が減速されている。ワイパモータ５の正逆回転動作は、ＥＣＵ２０により制御される。
【００２３】
ここで、ワイパモータ５の構成を図２を用いて詳述する。ワイパモータ５の回転軸１２にはウォーム１３が設けられ、同ウォーム１３は、カバー１４内に収容されたギヤホイール１５に噛合している。従って、回転軸１２が回転すると、その回転がウォーム１３及びギヤホイール１５を介して、例えば１／６０の速度伝達比で出力軸７に減速して伝達されるようになる。
【００２４】
また、回転軸１２には、マグネットリング１６が固定され、同マグネットリング１６の外周には、Ｎ、Ｓ極が交互に着磁されている。マグネットリング１６に対向する位置に磁気抵抗素子からなる回転センサ１７が配設され、回転センサ１７の出力信号によりワイパモータ５の回転軸１２の回転速度などが検出される。本実施の形態では、ワイパモータ５の回転軸１２が１回転すると、回転センサ１７から１２個のパルス信号が出力される。
【００２５】
次に、ワイパブレード１の位置を検出するための位置検出センサ１８の構成及びその出力信号について図３を用いて説明する。
本実施の形態における位置検出センサ１８は、３つの固定接点ＳＣＭ１，ＳＣＭ２，ＳＣＭ３と、可動接点としての導通プレート１９を備えている。
【００２６】
詳しくは、ワイパモータ５のカバー１４に、接点ＳＣＭ１，ＳＣＭ２，ＳＣＭ３とアース接点Ｇが設けられている。各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３，Ｇはカバー１４の内側に突出した状態で固定され、該接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３，Ｇが前記ギヤホイール１５の一方の面に固定された導電プレート１９と摺接するようになっている。導電プレート１９はその一部に切り欠き部１９ａが形成されている。従って、ワイパモータ５の回転に伴いギヤホイール１５が回転すると、各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３と導電プレート１９との接触状態が変化する。つまり、各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３が導電プレート１９の切り欠き部１９ａに位置するときは、各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３と導電プレート１９とは非接触状態となる。
【００２７】
アース接点Ｇはボディアースされて、同アース接点Ｇと導電プレート１９とは常に導通状態となるため、導電プレート１９はグランドレベル（０Ｖ）に保持される。また、各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３には所定電位（例えば、５Ｖ）が供給されるようになっている。このため、接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３と導電プレート１９とが非接触状態となると接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３の電位は所定電位（５Ｖ）になり、接触状態となるとその電位はグランドレベルになる。つまり、位置検出センサ１８の各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３からの信号レベルを検出することによりクランクアーム位置に対応したワイパブレード位置が検出される。なお、クランクアーム位置とワイパブレード位置との関係は後述する。
【００２８】
本実施の形態では、ギヤホイール１５が回転体に相当し、位置検出センサ１８が位置検出手段に相当する。また、マグネットリング１６と回転センサ１７とがパルス発生手段に相当する。
【００２９】
ＥＣＵ２０は、図３に示すように中央処理装置（ＣＰＵ）２１と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ)２２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２３と、インタフェース回路（Ｉ／Ｆ）２４，２５と、駆動回路２６とを備えている。ＣＰＵ２１は、予め設定された制御プログラムに従ってモータ制御処理を実行する。ＲＯＭ２２はＣＰＵ２１で演算処理を実行するために必要な制御プログラムや初期データを予め記憶している。ＲＡＭ２３はＣＰＵ２１の演算結果等を一時記憶する。
【００３０】
ＣＰＵ２１はＩ／Ｆ回路２４を介して位置検出センサ１８の各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３，Ｇと接続され、各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３の電位レベルを検出する。ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｆ２５を介してワイパスイッチ２７と接続され、ワイパスイッチ２７の操作位置を検出することでワイパブレード１の払拭動作速度を判定する。ワイパスイッチ２７の操作位置として、HI位置、LO位置、INT位置、PARK位置がある。つまり、ワイパスイッチ２７がHI位置に操作されるとワイパブレード１の払拭動作が高速で連続して行われ、LO位置に操作されると払拭動作が低速で連続して行われる。また、INT位置に操作されると払拭動作が間欠に実施され、PARK位置に操作されると払拭動作が終了されて格納処理が実施される。
【００３１】
さらに、ＣＰＵ２１は既述した回転センサ１７と接続され、同ＣＰＵ２１には回転センサ１７からワイパモータ５、さらに詳しくはモータ本体の回転軸１２に固定されたマグネットリング１６の回転に伴うパルス信号が入力される。また、本実施の形態では、ＣＰＵ２１は、車速センサ２８及び雨滴センサ２９と接続され、負荷要素である車両速度及びフロントガラスのウエット状態が検出される。
【００３２】
駆動回路２６は４個のＭＯＳＦＥＴ３１，３２，３３，３４を有しており、ＣＰＵ２１がこれらＭＯＳＦＥＴ３１〜３４を制御することによりワイパモータ５に流れる電流の向きを変更して同モータ５を正逆回転させる。具体的には、ＣＰＵ２１は、ＦＥＴ３１，ＦＥＴ３４をオンに、ＦＥＴ３２，ＦＥＴ３３をオフに制御してワイパモータ５を正転させ、ＦＥＴ３１，ＦＥＴ３４をオフに、ＦＥＴ３２，ＦＥＴ３３をオンに制御してワイパモータ５を逆転させる。また、ＣＰＵ２１はパルス幅変調（ＰＷＭ）機能を有しており、所定デューティのパルス幅変調信号を駆動回路２６に出力することでワイパモータ５に供給する駆動電流を制御する。これにより、ワイパモータ５の回転速度が調整される。なお、本実施の形態におけるＰＷＭ制御はＣＰＵ２１の内蔵クロックに基づいて実施される。また、本ワイパ制御装置は、ワイパモータ５のブラシ両端をショートさせて回転を停止させる、いわゆる発電ブレーキ機能を有している。
【００３３】
なお、ワイパスイッチ２７、車速センサ２８、雨滴センサ２９がワイパ負荷検出手段に相当する。また、ＣＰＵ２１が指令手段、パルス補正手段及び負荷補正手段に相当する。
【００３４】
次に、本ワイパ制御装置の基本動作を図４を用いて説明する。
図４は、クランクアーム位置とワイパブレード位置を対比させて示す概略図であり、ワイパモータ５の正転時には、クランクアーム６が図のＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅの順に移動し、ワイパブレード１が格納位置から上反転位置まで移動する。また、ワイパモータ５の逆転時には、クランクアーム６がＥ→Ｄ→Ｃ→Ｂの順に移動し、ワイパブレード１が上反転位置から下反転位置まで移動する。なお、上反転位置の手前に上反転手前位置があり、下反転位置の手前に下反転手前位置がある。
【００３５】
詳述すると、クランクアーム６がＡ点からＢ点に移動するとき、ワイパブレード１が格納位置から下反転位置まで移動し、続いて、Ｂ点からＤ点まで移動するときは、下反転位置から上反転手前位置へ移動する。さらにＤ点からＥ点に移動するときは、ワイパブレード１が上反転手前位置から上反転位置へ移動する。
【００３６】
また、ワイパブレード１が上反転位置に達した後は、上記動作とは逆に、クランクアーム６がＥ点からＣ点に移動するとき、ワイパブレード１が上反転位置から下反転手前位置へ移動し、Ｃ点からＢ点に移動するときは、下反転手前位置から下反転位置へ移動する。以後、ワイパモータ５の正逆回転に伴いワイパブレード１が下反転位置と上反転位置との間で往復運動をする。この上反転位置と下反転位置の間がワイパブレード１の払拭範囲となる。なお、ワイパ制御が終了されるときには、クランクアーム６がＢ点からＡ点に戻り、それに伴いワイパブレード１が下反転位置からさらに下方の格納位置に戻される。
【００３７】
また、クランクアーム６がＡ点を越えて図の反時計回り方向に回転したとき、或いは、クランクアーム６がＥ点を越えて時計回り方向に回転したとき、ワイパブレード１は、格納位置と上反転位置の間の領域外に移動することになる。本実施の形態では、格納位置と上反転位置の間の領域外を本来侵入してはならない領域とした不可侵領域として設定している。
【００３８】
なお一般には、ワイパ制御の開始時にクランクアーム６がＡ点からＢ点に移動し、ワイパブレード１が格納位置から下反転位置に相当するライズアップ位置まで移動することをライズアップ動作といい、ワイパ制御の終了時にクランクアーム６がＢ点からＡ点に移動し、ワイパブレード１が下反転位置から格納位置に戻ることをハイドダウン動作という。
【００３９】
次に、既述のようにワイパブレード１が移動するとき、その移動が位置検出センサ１８によって検出される様子を図５を用いて説明する。
即ち、ワイパブレード１が格納位置にあるとき、図５（ａ）に示すように、接点ＳＣＭ１，ＳＣＭ２が導通、接点ＳＣＭ３が非導通状態にある。つまり、接点ＳＣＭ１，ＳＣＭ２から出力される信号レベルはグランドレベルであり、接点ＳＣＭ３から出力される信号レベルは５Ｖである。従って、導電プレート１９と接触している接点ＳＣＭ１，ＳＣＭ２の信号を「０」とし、接触していない接点ＳＣＭ３の信号を「１」として示すと、位置検出センサ１８の出力は（００１）となる。
【００４０】
ワイパブレード１が格納位置からライズアップ位置に移動するとき導通プレート１９が図５の時計回り方向に回転し、図５（ｂ）に示すように、それまで導通状態にあったＳＣＭ１が非導通状態になる。従って、位置検出センサ１８の出力は（１０１）となる。そして、ワイパブレード１がライズアップ位置に達すると、図５（ｃ）に示すように、接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３がいずれも非導通状態になり、位置検出センサ１８の出力は（１１１）になる。
【００４１】
その後、ワイパブレード１がライズアップ位置から上反転手前位置まで移動する際に、図５（ｄ）に示すように接点ＳＣＭ１が導通状態となり、図５（ｅ）に示すように接点ＳＣＭ３が導通状態となる。従って、位置検出センサ１８の出力は、（１１１）→（０１１）→（０１０）に変化する。そして、上反転手前位置に達すると、図５（ｆ）に示すように、それまで導通状態にあった接点ＳＣＭ１だけが非導通状態に切り替わり、位置検出センサ１８の出力は（０１０）から（１１０）となる。さらに、この上反転手前位置の信号（１１０）が検出されると、後述する制御にて所定のパルス数をカウントしてそのカウント値を得ることでモータ５を反転駆動させてワイパブレード１が上反転動作を行う。
【００４２】
また、ワイパブレード１が上反転位置で反転された後に下反転手前位置まで移行する際に、導通プレート１９が図５の反時計回り方向に回転し、位置検出センサ１８の出力は、（１１０）から（０１０）に変化する。そして、ワイパブレード１が下反転手前位置に達すると、それまで導通状態にあった接点ＳＣＭ３だけが非導通状態に切り替わり、位置検出センサ１８の出力が、（０１０）から（０１１）となる。さらに、この上反転手前位置の信号（０１１）が検出されると、後述する制御にて所定のパルス数をカウントしてそのカウント値を得ることでモータ５を反転駆動させてワイパブレード１が下反転動作を行う。
【００４３】
このように、ＣＰＵ２１がモータ本体の回転を減速したギヤホイール１５に設けられた位置検出センサ１８からの出力信号を検出することでワイパブレード位置を正確に検知することができ、その検出結果に基づいて、払拭動作を正確に制御することが可能となる。なお、本実施の形態では、既述のようにワイパブレード１が移動するとき、その際の各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３の接触状態は常に１つの接点のみを変化させるように導電プレート１９の形状及び各接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３の配置が決められている。
【００４４】
また、本実施形態では、図５（ｇ）に示すように上反転手前位置からモータ正転方向（図５中、導電プレート１９の時計回り方向）の所定角度の位置に位置検出センサ１８の出力が（１００）となる部位が設定され、この位置はワイパブレード１が本来侵入してはならない領域（例えば、ワイパブレード１が車両のピラーなどに干渉してしまう虞のある位置）として信号を発し、通常はこの領域に至る前に上反転動作が行われるように制御されている。また、同様に格納位置からモータ逆転方向（図５中、導電プレート１９の反時計回り方向）の所定角度の位置に位置検出センサ１８の出力が（０００）となる部位が設定され、不可侵領域への侵入を警告する信号を発し、通常はこの領域に至る前に下反転動作が行われるように制御されている。これら不可侵領域は、ワイパブレード１のオーバーランを禁止するために設けられた領域であり、上下反転位置側に設定しなくても、走行風の影響が大きい上反転位置側にのみ設けてもよい。この不可侵領域が許容限界位置に相当する。
【００４５】
次に、ＣＰＵ２１により実行されるワイパ制御処理を図６を用いて説明する。本ワイパ制御処理は、運転者によってワイパスッチ２７がオンに操作されたとき、その際に発生する割込により開始される。
【００４６】
先ず、図６のステップ１００においてＣＰＵ２１は、ワイパスイッチ２７からの検出信号に応じてスイッチ２７の操作位置を判定して、初期パルス数を設定する。具体的には、ワイパスイッチ２７がHI位置に操作されているとき、ステップ１０１に移行してHI用パルス数を設定し、LO或いはINT位置に操作されているとき、ステップ１０２に移行してLO用パルス数を設定する。ここで、ワイパスイッチ２７がHI位置に操作されたときは、LO位置に操作された時よりも小さいパルス数を初期パルス数として設定する。
【００４７】
その後、ＣＰＵ２１は、ステップ１０３において、モータ５の回転を目標回転速度にすべく駆動回路２６に駆動信号を出力する。そして、ステップ１０４において、ＣＰＵ２１は車速及びフロントガラスのウエット状態に基づいて、ステップ１０１又は１０２で設定した初期パルス数に対して補正を行い、上反転位置又は下反転位置付近で実施される減速制御のための目標パルス数を設定する。具体的には、例えば、高車速であるほど目標パルス数を小さくする。また、例えば、フロントガラスがセミドライ状態のときにガラス面の抵抗が最も大きくなるため、目標パルス数を大きくする。因みに、降雨量が多いときは、ガラス面の抵抗が低下するため目標パルス数を小さくする。
【００４８】
次いで、ＣＰＵ２１はステップ１０５において、ワイパブレード１が上反転側又は下反転側の反転手前位置に到達したか否かを判定する。反転手前位置を検出したとき、ＣＰＵ２１はステップ１０６に移行して減速制御を実施する。具体的には、ＣＰＵ２１は回転センサ１７から入力されるパルス数をカウントする。そして、ＣＰＵ２１はパルスカウント値に応じた所定デューティのパルス幅変調信号を駆動回路２６に出力する。引き続き、ステップ１０７においてＣＰＵ２１は、パルスカウント値を前記ステップ１０４で設定した目標パルス数と比較して、目標パルス数未満であればステップ１０８に移行する。このとき、ＣＰＵ２１は、現在のワイパブレード１が不可侵領域に達しているか否かを判定する。不可侵領域に達していなければ、ＣＰＵ２１はステップ１０６に移行してパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を継続する。
【００４９】
つまり、ステップ１０６〜１０８の処理を繰り返すことで、ＣＰＵ２１は、ワイパブレード１が反転手前位置に到達した後のパルスカウント値に応じてワイパモータ５の駆動電流を制御する。これによりモータ回転の減速制御が実施される。
【００５０】
そして、ＣＰＵ２１はステップ１０７において、パルスカウント値が所定値となったことを判定したときにステップ１１０に移行し、ワイパモータ５の回転方向を逆転すべく、駆動回路２６に制御信号を出力する。
【００５１】
一方、ステップ１０８において、ワイパブレード１が不可侵領域に達していると判定された場合、ＣＰＵ２１はステップ１１１に移行して発電ブレーキを実施する。つまり、ワイパモータ５のブラシ両端をショートさせてモータ５の回転を停止させる。そして、ステップ１１２において、ＣＰＵ２１はその時のパルスカウント値に基づいて目標パルス数を補正する。例えば、パルスカウント値から１減算した値を目標パルス数として設定する。その後、ＣＰＵ２１はテップ１１０に移行して、ワイパモータ５の回転を逆転させステップ１０４に戻る。
【００５２】
なお、運転者によりワイパスイッチ２７の操作位置が変更されたときは、図６のステップ１１０の処理の終了後において、再度ステップ１００から処理が実施される。つまり、スイッチ２７の操作位置に応じたHI用又はLO用の初期パルス数が再設定される。
【００５３】
ここで、本ワイパ制御装置の動作を図７を用いて説明する。なお、図７は、図４にて説明したように、クランクアーム６がＥ点のときワイパブレード１が反転し、クランクアーム６がＢ点のときワイパブレード１が反転するように目標パルスが設定された場合の動作を示している。
【００５４】
ワイパスイッチ２７が操作されワイパブレード１が格納位置から上反転手前位置に達する際に、位置検出センサ１８の出力は、格納位置の状態（００１）から（１０１）→（１１１）→（０１１）→（０１０）の順に変化する。そして、ワイパブレード１が格納位置から上反転手前位置（クランクアーム６がＤ点位置）に達すると、位置検出センサ１８の出力がそれまでの（０１０）から（１１０）に変化する。この変化により上反転時の減速制御が実施される。具体的には、上反転手前位置からのパルス数に応じて、パルス幅変調信号のデューティ比が減らされワイパモータ５の駆動電流が減少される。そして、パルスカウント値が目標パルス数となるとき、つまり、クランクアーム６がＥ点の時にデューティ比が０となることでワイパモータ５の回転速度が０となる。次いで、モータ５の駆動電流の向きが変更されモータ５の回転が逆転される。
【００５５】
ワイパモータ５の回転が逆転された後は、ワイパブレード１を上反転位置から下反転位置まで下降させる処理が実施される。
具体的には、下反転手前位置を検出するまで、即ち、クランクアームがＥ点からＣ点位置に移動するまでワイパモータ５の回転速度が目標回転速度となるように制御される。このとき、位置検出センサ１８の出力は、（１１０）から（０１０）に変化する。そして、ワイパブレード１が下反転手前位置（クランクアームのＣ点位置）に達すると、位置検出センサ１８の出力が、それまでの（０１０）から（０１１）に変化する。この変化により、下反転時の減速制御が実施される。つまり、クランクアーム６がＣ点からＢ点に移動するときのパルスカウント値に応じてモータ５の回転速度が減速制御される。そして、パルスカウント値が目標パルス数と一致するＢ点でモータ５の回転速度が０となり、モータ５の回転が逆転される。
【００５６】
以後、ワイパモータ５の回転が制御されてワイパブレード１によって下反転位置と上反転位置との間の払拭範囲が払拭される。
また、負荷変動が生じてワイパブレード１が不可侵領域に移動したとしても、次回の払拭時には目標パルス数が補正され、その目標パルス数により減速制御が実施される。つまり、ワイパブレード１が不可侵領域に達する前に反転動作が行われるよう目標パルス数が補正され、この領域に達する前にワイパモータ５の回転速度が０となるように減速制御される。従って、ワイパブレード１のオーバーランが防止される。
【００５７】
そして、運転者によりワイパスイッチ２７がPARK位置に操作されたとき、ワイパブレード１が下反転位置で停止された後、ワイパブレード１を格納位置に格納させるためにモータ５の回転が制御される。つまり、クランクアーム６をＢ点からＡ点に移動させるべくパルス幅変調信号が駆動回路２６に出力され、図７に示すような回転速度となるようにワイパモータ５の駆動電流が調整される。これにより、ワイパブレード１が格納位置に格納される。このように、格納制御を実施することで格納時のショック音を低減させることができる。
【００５８】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）異なる車種に適用したり、取付位置のずれにより払拭範囲がずれたとしても、パルス数の初期設定を変更するだけで、ワイパブレード１の払拭範囲を容易に調整できる。従って、反転手前位置から不可侵領域の間の任意の位置でワイパブレード１の反転が可能となる。つまり、車種毎に導電プレート１９の形状や固定接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３の配置を変更することなく、払拭範囲の調整ができる。その結果、同じワイパモータ５を異なる車種に適用することが可能となる。また、ワイパブレード１は、ガラス面積に応じたより広い範囲を払拭できる。
【００５９】
（２）ワイパブレード１が不可侵領域に移動したとき、発電ブレーキを実施することで直ちにワイパモータ５の回転が逆転される。従って、ワイパブレード１のオーバーランを確実に防止できる。
【００６０】
（３）ワイパブレード１が不可侵領域に移動したとき、払拭範囲が広い状態にあるので、目標パルス数が補正される。つまり、払拭範囲が狭められる。従って、通常の払拭範囲を広く設定することができ、万一、オーバーランしそうになっても払拭範囲が自己補正され、不可侵領域の手前の位置でワイパブレード１を反転できる。その結果、設定ズレやガラス面の状態を精密に考慮することなく、的確な払拭範囲を実現できる。
【００６１】
（４）従来技術では、ワイパ作動時の環境、例えばガラス面のウエット状態、走行風の抵抗等によって負荷が変化したときには払拭範囲がずれることがある。具体的には、高速走行すると風圧の影響を受けてワイパブレード１がオーバーランしそうになったり、セミドライ状態となりガラス面の抵抗が増加して払拭範囲が狭くなくことがある。これに対し、本実施形態では、ガラス面のウエット状態や走行風の抵抗によって目標パルス数を補正することで、ワイパブレード１の払拭範囲を調整できる。また、作動時の状態、つまり、ワイパスイッチ２７の操作位置に応じて目標パルス数が設定されるので、ワイパブレード１の払拭動作速度が変化したとしても払拭範囲を調整できる。
【００６２】
（５）反転手前位置からのパルス数が目標パルス数に達するまでの間、ＰＷＭ制御によりワイパモータ５の駆動電流が制御され、ワイパモータ５の回転が減速制御される。本実施の形態では、ＰＷＭ制御に際し、反転手前位置からのパルス数に応じてデューティ比を減らし、反転位置でデューティ比を０としている。従って、ワイパブレード１は十分減速された後に反転される。これにより、ワイパブレード１の反転時に発生する騒音を抑制できる。
【００６３】
（６）マグネットリング１６、モータ本体の回転軸１２に設けることにより、減速前の回転にてパルスを発生させることができ、制御のための分解能を多くすることができる。しかも、ワイパブレード１の位置は、モータ本体の回転が減速されたギヤホール１５の回転位置から検出するため、慣性や振動が小さく精度の高い位置検出ができる。
【００６４】
（７）本実施の形態では、位置検出センサ１８における接触状態の変化は、３個の接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３のうちいずれか１個の接点のみを変化させるように設定される。このため、複数の接点ＳＣＭ１〜ＳＣＭ３を同時に切り替わらせようとして接点タイミングがずれてしまうことはない。このような位置検出センサ１８によりワイパブレード位置を検出することでワイパモータ制御時の誤動作を防止できる。
【００６５】
尚、上記各実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
○上記実施の形態では、上反転時及び下反転時において、ＰＷＭ制御を実施する構成であったが、これを省略して具体化してもよい。つまり、反転手前位置からのパルスカウント値が目標パルス数と一致するとき、発電ブレーキを作動してワイパモータ５の回転を停止させる。その後、図６のステップ１１０の処理にてモータ５の駆動電流の向きを逆転させる。この場合も、目標パルス数を変更することでワイパブレード１の払拭範囲を調整できる。
【００６６】
○ワイパモータ５の始動時は突入電流が大きくなるので、ＰＷＭ制御を実施する構成としてもよい。このようにすれば、ワイパモータ５の始動時に瞬間的に流れる大電流を防止することができる。
【００６７】
○ワイパ負荷検出手段としてワイパモータ５と駆動回路２６との間に電流検出回路を設け、その電流検出値に基づいてワイパモータ５にかかる負荷を検出する。そして、モータ５の負荷に応じて目標パルス数を補正する構成としてもよい。このようにしても、ワイパブレード１の払拭範囲を的確に調整できる。
【００６８】
また、ワイパモータ５を流れる駆動電流は、モータ回転に伴って変動する。つまり、ワイパモータ５の回転に応じて変動周期は変化する。従って、上記実施の形態における回転センサ１７に代えてワイパモータ５の駆動電流を検出する電流検出回路をパルス発生手段として用い、同駆動電流の周期的な変化によりモータ５の回転に応じたパルスを発生する。このようにしても、払拭範囲を容易に調整できる。
【００６９】
○ワイパブレード１を反転させるための目標パルス数を上反転時と下反転前時とで異なる値を設定してもよい。上反転時と下反転時で騒音が異なるとき、騒音が大きい方の目標パルス数を大きく設定し、騒音が小さい方の目標パルス数を小さく設定する。例えば、下反転側に比べ、上反転側の目標パルス数を大きく設定する。この場合、騒音が比較的大きくなる上反転側においてワイパブレード１が十分に減速された後に反転されるので騒音を低減でき、実用上好ましいものとなる。
【００７０】
また、ワイパブレード１が不可侵領域に達したときの目標パルス数の補正（図６のステップ１１２）を上反転時と下反転時とで別々に実施してもよい。この場合、上反転時と下反転時の位置ズレを個別に調整できる。つまり、払拭範囲の調整を適正に実施できる。
【００７１】
○上記実施形態では、車速センサ２８及び雨滴センサ２９を備え、各センサ２８，２９の検出値により払拭範囲を補正するものであったが、これら補正の一方もしくは両方を省略して具体化してもよい。また、ワイパスイッチ２７の操作位置に基づく払拭範囲の補正も省略してもよい。
【００７２】
○図１に示すワイパ制御装置のクランクアーム６、リンクロッド４、レバー３等を廃止して、ワイパモータ５の出力軸７にワイパアーム２を直接付ける構成のワイパ制御装置に具体化してもよい。このようにしても上記実施の形態の（１）〜（７）と同じ効果が得られる。
【００７３】
○上記実施の形態では、ワイパブレード１が格納位置に格納される構成であったが、この機能を省略したワイパ制御装置に具体化してもよい。この構成でも、上記実施の形態の（１）〜（７）と同じ効果が得られる。
【００７４】
○目標パルス数を設定するための初期パルス数はＲＯＭ２２で記憶する構成としてもよいし、ＥＥＰＲＯＭ等の書換可能なメモリに記憶する構成としてもよい。特に、書換可能なメモリに記憶する構成とすれば、払拭範囲の調整が容易となり実用上好ましいものとなる。
【００７５】
○ワイパブレード１が不可侵領域に移動したとき、その際のパルスカウント値をＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭに記憶する構成とし、その記憶したパルスカウント値を、次回ワイパスイッチ２７がオンに操作されたときの目標パルス数に反映させるようにしてもよい。この場合、ワイパブレード１が頻繁に不可侵領域に移動することを防止できる。
【００７６】
○上記実施の形態のワイパ制御装置は、バス、トラック、乗用車などの車両に広く適用することができる。また、上記実施の形態では、フロントワイパに適用するものであったがリアワイパに適用してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ワイパブレードの払拭範囲を容易に調整することができる。従って、異なる車種に適用したとしても、その際の調整が容易となる。また、組み付け誤差による払拭範囲のズレを容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態のワイパ制御装置の概略構成図。
【図２】  本実施の形態のワイパモータの一部断面図。
【図３】  ワイパ制御装置の回路構成図。
【図４】  ワイパブレードの払拭範囲を説明するための図。
【図５】  各接点と導電プレートとの接触状態を説明するための図。
【図６】  ワイパ制御装置の作用を説明するためのフローチャート。
【図７】  ワイパモータ制御を説明するための図。
【符号の説明】
１…ワイパブレード、５…ワイパモータ、１５…回転体としてのギヤホイール、１６…パルス発生手段を構成するマグネットリング、１７…パルス発生手段を構成する回転センサ、１８…位置検出手段としての位置検出センサ、１９…可動接点としての導電プレート、２１…ＣＰＵ、２６…駆動回路、２７…ワイパ負荷検出手段としてのワイパスイッチ、２８…ワイパ負荷検出手段としての車速センサ、２９…ワイパ負荷検出手段としての雨滴センサ、ＳＣＭ１，ＳＣＭ２，ＳＣＭ３…固定接点。
【図１】
0004005256.tif 000002
【図２】
0004005256.tif 000003
【図３】
0004005256.tif 000004
【図４】
0004005256.tif 000005
【図５】
0004005256.tif 000006
【図６】
0004005256.tif 000007
【図７】
0004005256.tif 000008