CN111095783B - 雨刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够防止马达的减磁的雨刷装置。因此，在占空比已达到事先决定的上限值的情况下，当马达的旋转速度低于目标旋转速度时，升压控制部(87)对应于目标旋转速度而使马达的伴随通电的进角与通电角变化。过温度保护部(81)监视马达的负荷状态，在检测到高负荷状态的情况下，进行使马达的旋转速度下降的第一保护控制。当由温度传感器(45)所得的检测温度超过第一阈值、且正在进行第一保护控制时，在接收到来自雨刷开关(70)的操作信号的情况下，减磁保护部通过禁止升压控制部(87)的运作来进行将马达的进角与通电角固定化的第二保护控制。

Description

雨刷装置

技术领域

本发明涉及一种对擦拭附着在挡风玻璃的附着物的雨刷构件进行摇摆驱动的雨刷装置。

背景技术

先前，在汽车等车辆装载有用于擦拭附着在挡风玻璃的雨水或灰尘等的雨刷装置。雨刷装置包括在挡风玻璃上进行摇摆运动的雨刷构件、及用于使所述雨刷构件进行摇摆运动的马达。若操作者对设置在车室内的雨刷开关进行开启操作，则马达进行旋转驱动，对应于此，雨刷构件在挡风玻璃上进行往返的擦拭动作来擦拭附着物。

作为此种雨刷装置的技术，例如已知有专利文献1中记载的雨刷装置。当擦拭模式为高速模式时，所述雨刷装置在进角及通电角比低速模式时大的通电时机对电枢线圈供给电流。由此，可进行使旋转磁场比低速模式时减弱的弱磁控制，可使转子的旋转速度及扭矩上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-195389号公报

发明内容

发明所要解决的问题

通常，已知磁铁因温度或外部磁场等而产生减磁。所谓减磁，是指磁铁的磁力下降，且不会恢复的现象。例如，若进行如专利文献1中所示那样的弱磁控制，则因弱磁而导致与转子的磁场相反方向的外部磁场被施加至转子的磁铁。因此，尤其若在转子的磁铁为高温时进行弱磁控制，则因其大小而担忧产生减磁。若产生减磁，则马达的特性劣化，导致扭矩不足或电流值的增加等。

本发明的目的在于提供一种可防止马达的减磁的雨刷装置。

解决问题的技术手段

本发明的雨刷装置是对应于通过雨刷开关的操作所指示的目标旋转速度来控制占空比，利用马达来使雨刷构件进行擦拭动作的雨刷装置，其包括：温度传感器，检测所述马达的温度；升压控制部，在所述占空比已达到事先决定的上限值的情况下，当所述马达的旋转速度低于所述目标旋转速度时，对应于所述目标旋转速度使所述马达的伴随通电的进角与通电角变化；第一保护部，监视所述马达的负荷状态，在检测到高负荷状态的情况下，进行使所述马达的旋转速度下降的第一保护控制；以及第二保护部，当由所述温度传感器所得的检测温度超过第一阈值、且正在进行所述第一保护控制时，将接收到来自所述雨刷开关的操作信号作为第一条件，在已满足所述第一条件的情况下，通过禁止所述升压控制部的运作来进行将所述马达的进角与通电角固定化的第二保护控制。

在本发明的另一实施例中，所述第二保护部将由所述温度传感器所得的检测温度超过了比所述第一阈值高的第二阈值作为第二条件，在已满足所述第一条件或所述第二条件的情况下，进行所述第二保护控制。

在本发明的另一实施例中，当正在进行所述第二保护控制时，在由所述温度传感器所得的检测温度低于比所述第一阈值低的第三阈值的情况下，所述第二保护部解除所述第二保护控制。

在本发明的另一实施例中，当正在进行所述第二保护控制时，在所述第一保护控制已被解除的情况下，所述第二保护部解除所述第二保护控制。

另外，本发明的雨刷装置是对应于通过雨刷开关的操作所指示的目标旋转速度来控制占空比，且利用马达来对雨刷构件进行摇摆驱动的雨刷装置，其包括：温度传感器，检测所述马达的温度；升压控制部，在所述占空比已达到事先决定的上限值的情况下，当所述马达的旋转速度低于所述目标旋转速度时，对应于所述目标旋转速度而使所述马达的伴随通电的进角与通电角变化；负荷状态监视部，监视所述马达的负荷状态；保护部，在由所述温度传感器所得的检测温度超过第一阈值、且由所述负荷状态监视部检测到高负荷状态的情况下，通过禁止所述升压控制部的运作来将所述马达的进角与通电角固定化。

在本发明的另一实施例中，所述保护部在由所述温度传感器所得的检测温度超过了比所述第一阈值高的第二阈值的情况下，也通过禁止所述升压控制部的运作来将所述马达的进角与通电角固定化。

发明的效果

根据本发明，当马达的温度超过第一阈值、且伴随高负荷状态正在进行使马达的旋转速度下降的保护控制时，在接收到来自雨刷开关的操作信号的情况下，可禁止使马达的伴随通电的进角与通电角变化的升压控制。

由此，可防止转子的磁铁的减磁。另外，由此可防止产生扭矩不足或电流值的增加等的事态。进而，也不需要用于扩大对于减磁的裕度的马达结构的变更等。

附图说明

图1是表示装载有雨刷装置的车辆的一部分的构成例的概要图。

图2是表示图1的雨刷装置所包含的马达的构成例的外观图。

图3是表示图2的马达的内部结构例的底面图。

图4是表示图2及图3中的控制基板的构成例的框图。

图5是表示使用图4的控制基板的马达的驱动序列的一例的图。

图6是表示伴随图5的驱动序列的峰值电流的变化的一例的图。

图7是表示图4中的热保护模式判定部的详细的运作例的流程图。

图8是表示图4中的能量模式判定部的详细的运作例的流程图。

图9是表示图4中的过温度保护部的详细的运作例的流程图。

图10是表示图4中的减磁保护部的详细的运作例的流程图。

图11是表示图4中的升压控制部的详细的运作例的流程图。

图12是表示来自图3中的旋转轴传感器的霍尔信号(hall signal)及来自输出轴传感器的传感器信号的一例的时序图。

图13是表示使用成为图4的比较例的控制基板的马达的驱动序列的一例的图。

图14是图13的补充图，且为示意性地表示马达的驱动波形的一例的图。

图15是表示伴随图13的驱动序列的峰值电流的变化的一例的图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。

《雨刷装置的概略构成》

图1是表示装载有雨刷装置的车辆的一部分的构成例的概要图，图2是表示图1的雨刷装置所包含的马达的构成例的外观图。图3是表示图2的马达的内部结构例的底面图，表示从图2的马达所包括的齿轮壳卸下了齿轮罩的状态。如图1所示，在汽车等车辆10设置作为挡风玻璃的前玻璃11，并以接近所述前玻璃11的方式装载雨刷装置12。雨刷装置12通过对车室内的雨刷开关70(未图示)进行开启操作来运行，擦拭附着在前玻璃11的附着物。

雨刷装置12包括：马达20；动力传达机构14，将马达20的摇摆运动传达至各枢轴13a、13b；以及一对雨刷构件15a、15b，基端侧分别固定在各枢轴13a、13b，前端侧通过各枢轴13a、13b的摇摆运动而在前玻璃11上进行往返的擦拭动作。马达20例如为无刷马达。各雨刷构件15a、15b分别对应于驾驶席侧及副驾驶席侧来设置，包括雨刷臂16a、雨刷臂16b，及安装在各雨刷臂16a、16b的雨刷片17a、雨刷片17b。

马达20使雨刷构件15a、雨刷构件15b进行往返的擦拭动作。即，若马达20进行旋转，则马达20的摇摆运动经由动力传达机构14而传达至各枢轴13a、13b，各枢轴13a、13b进行摇摆运动。如此，马达20的驱动力传达至各雨刷构件15a、15b，各雨刷片17a、17b擦拭附着在前玻璃11的各擦拭范围11a、11b内的附着物。

在图2及图3中，马达20包括马达本体部30与减速机构部40。马达本体部30包括通过对钢板进行压制加工等而形成为有底筒状的磁轭31，在所述磁轭31的内部固定有形成为环状的定子32。U相、V相、W相(三相)的线圈(后述的图4的32a、32b、32c)以星形接线(starconnection)的卷法卷绕在定子32。

如图3所示，转子33经由规定的间隙(气隙)而旋转自如地设置在定子32的内侧。此处，转子33变成埋设有多极的永磁铁的内置式永磁(Interior Permanent Magnet，IPM)结构。在实施方式中，将沿着转子33的圆周方向以60°间隔配置有极性交替地不同的永磁铁的六极结构(参照图4)作为例子，但也可以是四极结构或八极结构等。另外，转子33并不限定于IPM结构，也可以是在转子的外周表面粘附有多个永磁铁的表面式永磁(SurfacePermanent Magnet，SPM)结构。

旋转轴33b贯穿转子33的旋转中心而得到固定。旋转轴33b的基端侧(图3中的上侧)由设置在磁轭31的底部的轴承(未图示)旋转自如地支撑，旋转轴33b的前端侧(图3中的下侧)延伸至形成减速机构部40的齿轮壳41的内部为止。旋转轴33b的朝齿轮壳41内的延伸部分，即旋转轴33b的位于齿轮壳41内的前端侧及大致中央部分由设置在齿轮壳41的一对轴承(未图示)分别旋转自如地支撑。

在旋转轴33b的前端侧，一体地设置形成减速机构50的蜗杆51。另外，在旋转轴33b的蜗杆51与转子33之间且偏向蜗杆51的部分，一体地设置形成为环状的旋转轴用磁铁34。旋转轴用磁铁34设置在旋转轴33b的朝齿轮壳41内的延伸部分，包括沿着旋转轴33b的圆周方向配置的多极的永磁铁。旋转轴用磁铁34的永磁铁例如以与所述转子33的永磁铁相同的极数构成，在此例中，变成沿着旋转轴33b的圆周方向以60°间隔配置的六极结构。

旋转轴用磁铁34除为了检测旋转轴33b的旋转速度而使用以外，为了经由旋转轴33b来检测转子33的相对于定子32的旋转位置而使用。因此，旋转轴用磁铁34的永磁铁以相对于旋转轴33b的旋转位置的转子33的永磁铁的极性、与旋转轴用磁铁34的永磁铁的极性依次一致的方式安装。通过如所述那样使极性相互一致，当检测转子33的旋转位置时，不需要用于修正极性的相位偏离等的修正控制，进而可避免马达20的控制的复杂化。

另外，旋转轴用磁铁34的永磁铁的极数未必需要与转子33的永磁铁的极数相同，也可以是整数倍。即，旋转轴用磁铁34只要是如在转子33的永磁铁的极性变化的旋转轴33b的各旋转位置上，旋转轴用磁铁34的永磁铁的极性也变化的构成即可。若将旋转轴用磁铁34的永磁铁的极数设为转子33的永磁铁的极数的两倍以上，则可将转子33的相对于定子32的旋转位置进一步细分化来获得，因此存在可进行更精细的转子33的控制的情况。

如图2及图3所示，减速机构部40包括铝制的齿轮壳41、及堵塞齿轮壳41的开口部41a(图3中的跟前侧)的塑料制的齿轮罩42。磁轭31经由未图示的紧固构件(固定螺丝等)而固定在齿轮壳41。由此，将马达本体部30与减速机构部40一体化，而使设置在旋转轴33b的蜗杆51与旋转轴用磁铁34配置在齿轮壳41内。

蜗轮52(未详细图示)旋转自如地设置在齿轮壳41的内部。蜗轮52例如通过聚甲醛(Polyoxymethylene，POM)(聚缩醛)塑料等树脂材料而形成为圆盘状，在其外周部分形成齿轮齿52a(未详细图示)。蜗轮52的齿轮齿52a与蜗杆51咬合，蜗轮52与蜗杆51一同构成减速机构50。

输出轴52b的基端侧固定在蜗轮52的旋转中心，输出轴52b经由轴承(未图示)而旋转自如地支撑在齿轮壳41的轴套部41b。输出轴52b的前端侧朝齿轮壳41的外部延伸，如图1所示，动力传达机构14固定在所述输出轴52b的前端部分。由此，旋转轴33b的旋转速度经由蜗杆51及蜗轮52(减速机构50)而得到减速，通过所述减速而高扭矩化的输出经由输出轴52b而输出至动力传达机构14。

如图3所示，药片状的输出轴用磁铁53经由蜗轮52而设置在输出轴52b的朝齿轮壳41内的延伸部分。输出轴用磁铁53以与输出轴52b一体地旋转的方式安装。输出轴用磁铁53的沿着其圆周方向的大致180°的范围被磁化成S极，其另外大致180°的范围被磁化成N极。所述输出轴用磁铁53为了检测输出轴52b的相对于齿轮壳41的旋转位置而使用。

齿轮壳41的开口部41a为了在齿轮壳41的内部收容蜗轮52等构成零件而形成，如图2所示，所述开口部41a由齿轮罩42堵塞。在齿轮壳41与齿轮罩42之间设置密封构件(未图示)，由此防止雨水等从齿轮壳41与齿轮罩42之间浸入减速机构部40的内部。如图2及图3所示，在齿轮罩42的内侧安装控制基板60。所述控制基板60经由与设置在齿轮罩42的连接器连接部(未图示)连接的车辆10侧的外部连接器(未图示)，而与外部电源100及雨刷开关70(参照图4)电性连接。

如图3所示，在控制基板60安装三个旋转轴传感器65a、65b、65c，及输出轴传感器66。三个旋转轴传感器65a、65b、65c分别对应于三相(U相、V相、W相)来设置，包含霍尔集成电路(Integrated Circuit，IC)。霍尔IC生成逻辑电平对应于极性的变化(从N极朝S极的变化或从S极朝N极的变化)而变迁的霍尔信号(脉冲信号)。输出轴传感器66例如包括包含磁阻元件的磁阻(Magnetic Resistance，MR)传感器。MR传感器生成对应于磁场的大小的输出电压。

各旋转轴传感器65a～65c安装在与旋转轴用磁铁34相向的位置。具体而言，各旋转轴传感器65a～65c以与旋转轴用磁铁34的外周面(侧面)相向的方式，分别等间隔地排列而安装在控制基板60。由此，各旋转轴传感器65a～65c伴随旋转轴用磁铁34的旋转，以规定的相位差依次生成霍尔信号。另外，在说明书中，将各旋转轴传感器65a～65c总称为旋转轴传感器65。输出轴传感器66在控制基板60上，安装在与输出轴用磁铁53相向的位置。由此，各输出轴传感器66生成电压值对应于输出轴用磁铁53的旋转而连续地变化的传感器信号。

如图3所示，在马达20设置检测马达20的温度的温度传感器45。温度传感器45例如为热敏电阻元件，此处，设置在转子33的附近。控制基板60可经由温度传感器45来检测马达20(特别是转子33)的温度。

《控制基板的详细情况》

图4是表示图2及图3中的控制基板的构成例的框图。图12是表示来自图3中的旋转轴传感器的霍尔信号及来自输出轴传感器的传感器信号的一例的时序图。在图4中，在控制基板60，除安装所述旋转轴传感器65及输出轴传感器66以外，也安装控制部71、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号生成部72、以及三相逆变器电路73。控制部71及PWM信号生成部72例如包括由包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)等的微型计算机所进行的程序处理。但是，当然也可以设置专用的硬件来代替所述程序处理、或使专用的硬件承担所述程序处理的一部分。

三相逆变器电路73虽然省略图示，但例如包括：包含场效应晶体管(Field EffectTransistor，FET)等的三相(U相、V相、W相)的高端开关元件与低端开关元件、及对所述六个开关元件进行切换控制的驱动电路。三相的高端开关元件分别结合在外部电源100(例如电池电源)的正极与三相的输出端子(Vu、Vv、Vw)之间，三相的低端开关元件分别结合在外部电源的负极与三相的输出端子(Vu、Vv、Vw)之间。

控制部71包括：进角及通电角设定部75、旋转速度检测部76、目标旋转速度指令部77、雨刷位置检测部78、减磁保护部79、能量模式判定部80、过温度保护部81、热保护模式判定部82、以及电压值检测部83。电压值检测部83检测外部电源100的电压值。旋转速度检测部76对来自旋转轴传感器65的霍尔信号进行计数，由此检测马达20的旋转速度，并对PWM信号生成部72通知所述检测到的旋转速度。雨刷位置检测部78根据来自输出轴传感器66的传感器信号，检测雨刷(例如图1的雨刷片17a、雨刷片17b)的位置。

具体而言，如图12所示，从各旋转轴传感器65a、65b、65c，对应于转子33的旋转位置，分别输出电角度相差120°的霍尔信号。在转子33为六极结构的情况下，在转子33旋转一次的期间内(即360°的机械角度之中)，包含三个周期部分的360°的电角度的周期。旋转速度检测部76对此种各霍尔信号的脉冲数进行计数，由此可检测马达20的旋转速度。

另一方面，从输出轴传感器66输出表示输出轴52b的旋转位置(进而，雨刷的位置)的传感器信号。在此例中，在0秒～1秒的期间内对输出轴52b进行正转驱动，雨刷片17a、雨刷片17b在输出轴52b朝正转方向旋转了规定的角度(＜360°)的阶段达到上反转位置。另一方面，在1秒～2秒的期间内对输出轴52b进行倒转驱动，雨刷片17a、雨刷片17b在输出轴52b朝倒转方向旋转了规定的角度的阶段回到下反转位置。即，雨刷片17a、雨刷片17b在2秒内在前玻璃11上往返一次。

输出轴传感器(此处为MR传感器)66的电阻值对应于伴随输出轴用磁铁53的旋转而变化的磁场的大小而变化。由此，输出轴传感器66在规定的电压范围(例如，0mV～500mV)内输出大致直线状地变化的传感器信号。另外，输出轴传感器66以在成为各雨刷片17a、17b的反转位置的1秒的时间点输出最大电压的方式设置。雨刷位置检测部78可根据此种传感器信号，检测雨刷片17a、雨刷片17b的位置。另外，伴随此种运作，各霍尔信号及传感器信号以反转位置(1秒的时机)为边界变成左右对称。

回到图4，目标旋转速度指令部77对应于设置在车辆10的车室内的雨刷开关70的操作信号、及雨刷位置检测部78的检测结果，对PWM信号生成部72适宜指示马达20的目标旋转速度。雨刷开关70的操作信号是操作者用于指示例如高速擦拭模式、或低速擦拭模式、或间歇擦拭模式等的信号，换言之，雨刷开关70的操作信号是用于指示马达20的目标旋转速度的信号。

目标旋转速度指令部77例如包括在各擦拭模式中，规定雨刷的位置与马达20的目标旋转速度的对应关系的速度图。在所述速度图中，例如规定有如下的内容：从雨刷的下反转位置朝向中间部分逐渐地提高目标旋转速度，在中间部分维持规定的目标旋转速度后，朝向雨刷的上反转位置逐渐地降低目标旋转速度。高速擦拭模式的所述目标旋转速度与低速擦拭模式的所述目标旋转速度相比，相对地变快。目标旋转速度指令部77根据所述速度图，对PWM信号生成部72依次指示目标旋转速度。

进角及通电角设定部75例如对应于来自目标旋转速度指令部77的目标旋转速度、或来自PWM信号生成部72的占空比等，对PWM信号生成部72指示进角及通电角。减磁保护部79、能量模式判定部80、过温度保护部81及热保护模式判定部82承担马达的各种保护。它们的详细情况将后述。

PWM信号生成部72包括比例-积分(Proportional Integral，PI)控制部85或进角及通电角控制部86。PI控制部85将来自旋转速度检测部76的旋转速度、与来自目标旋转速度指令部77的目标旋转速度的误差作为输入而进行PI控制(比例-积分控制)，并决定用于使所述误差接近零的PWM信号的占空比。另外，PWM信号生成部72根据来自旋转轴传感器65(霍尔IC65a～霍尔IC65c)的霍尔信号，决定三相(U相、V相、W相)的通电时机。此时，进角及通电角控制部86根据来自进角及通电角设定部75的指示，控制所述通电时机的进角及通电角。

此处，进角及通电角控制部86包括升压控制部87。升压控制部87在来自PI控制部85的占空比已达到事先决定的上限值的情况下，当马达20的旋转速度低于目标旋转速度时，对应于目标旋转速度使马达20的伴随通电的进角与通电角变化。具体而言，升压控制部87随着目标旋转速度变快而使进角与通电角变大，利用弱磁控制来使马达的旋转速度上升。另外，此处，PWM信号生成部72根据霍尔信号来决定通电时机，但也可以是检测感应电压来决定通电时机的方式(所谓的无传感器方式)。

《马达的驱动方法(比较例)》

图13是表示使用成为图4的比较例的控制基板的马达的驱动序列的一例的图。图14是图13的补充图，且为示意性地表示马达的驱动波形的一例的图。图15是表示伴随图13的驱动序列的峰值电流的变化的一例的图。在成为比较例的控制基板中，不设置图4中的减磁保护部79。在图13中，例如，时刻t1～时刻t2的期间是雨刷片17a、雨刷片17b从下反转位置朝向上反转位置的期间，时刻t2～时刻t3的期间是雨刷片17a、雨刷片17b从上反转位置回到下反转位置的期间。

在时刻t1之后，目标旋转速度指令部77逐渐地提高目标旋转速度。另外，进角及通电角设定部75将进角103设定成30°，将通电角102设定成120°。PWM信号生成部72对应于目标旋转速度的上升而提高占空比91，并将设定有所述占空比的PWM信号在设定有所述进角及通电角的通电时机输出至三相的输出端子(Vu、Vv、Vw)。其后，若目标旋转速度达到规定的速度(或者，若占空比达到规定的值)，则进角及通电角设定部75将进角103变更成20°，将通电角102变更成150°(时刻ts1)。

在图14中表示进角为0°、通电角为120°时的各相(U相、V相、W相)的通电时机，及以此为基准变更了进角及通电角时的通电时机。在进角为0°的情况下，PWM信号生成部72对应于各相的霍尔信号(此处仅图示U相)的一方的边缘，在通电角120°处进行高端开关元件的通电，对应于霍尔信号的另一方的边缘，在通电角120°处进行低端开关元件的通电。因此，在高端开关元件的通电期间与低端开关元件的通电期间之间，设置电角度60°的无通电期间。

另外，在各通电期间内，PWM信号生成部72利用设定有规定的占空比的PWM信号来驱动各相。占空比表示PWM周期Tpwm中的对应的开关元件的开启期间Ton的比率，若提高占空比，则开启期间Ton延长。若使用此种通电时机，则各相的通电时机与对应相的感应电压(此处仅图示U相)同步。

此处，为了提高马达效率，需要在各相中使感应电压与驱动电流同步，但在实际的运作中，根据通电时机来施加驱动电压。因此，驱动电流的相位对应于马达20的电感成分与电阻成分的比率等，相对于通电时机延迟。因此，在图13中的时刻t1之后不久，以将进角θa设定成30°，将通电角θw设定成120°等的状态开始马达20的旋转。而且，在时刻tc处，将进角θa变更成20°，将通电角θw变更成150°等，由此补偿驱动电流的相位延迟，并使波形形状更接近正弦波，由此提高马达效率。

在图13的时刻ts1～时刻ts2的期间内，通过目标旋转速度指令部77来将目标旋转速度保持成大致固定，PWM信号生成部72对应于马达20的负荷状态来适宜控制占空比91。在时刻ts2～时刻t2的期间内，通过目标旋转速度指令部77来指示逐渐下降的目标旋转速度，对应于此，PWM信号生成部72逐渐地降低占空比91。另外，为了保护马达20，事先对占空比91设定上限值90。在此例中，在目标旋转速度低的情况下，设定稍低的上限值，在目标旋转速度高的情况下，设定稍高的上限值(此处为大致100％)。即，防止如尽管目标旋转速度低，但占空比过度变高的事态(进而，如大电流流动的事态)。

关于时刻t2～时刻t3的期间，也与时刻t1～时刻t2的期间大致相同。但是，在此例中，与时刻t1～时刻t2的期间不同，产生占空比91达到上限值90(大致100％)的期间104。在所述期间104中，例如产生如下的状况：车辆10的速度高，因伴随风压的高负荷状态，而不使雨刷片17a、雨刷片17b以规定的目标旋转速度回到下反转位置。换言之，产生如无法充分地获得达到目标旋转速度(或维持目标旋转速度)所需要的扭矩(即，驱动电流)的状况。

如此，在占空比91已达到上限值90的情况下，当马达20的旋转速度低于目标旋转速度时，如图13所示，图4的升压控制部87进行对应于目标旋转速度(具体而言，例如目标旋转速度与旋转速度的误差)使进角及通电角变大的升压控制。在此例中，进角103从20°的状态朝向60°变大，通电角102从150°的状态朝向165°变大。即，在图14中，升压控制部87使进角的增量与通电角的增幅/>均变大。

在所述升压控制中，利用弱磁控制来提高扭矩，加快旋转速度。具体而言，通过使进角变大而生成弱磁(与转子33的励磁方向相反的方向的励磁)，其结果，通过降低感应电压，而谋求驱动电流(即扭矩)的进一步的增加、或旋转速度的进一步的上升。此时，尤其若使用IPM结构的转子33，则也可以通过弱磁来产生扭矩(电抗扭矩)。

但是，若进行此种升压控制(弱磁控制)，则如图15的期间105所示，峰值电流增大，伴随于此，从定子32生成大的磁场。尤其，若在转子33的磁铁为高温时，从定子32施加大的外部磁场(弱磁)，则有可能在磁铁产生减磁。磁铁例如为钕磁铁等。若产生减磁，则马达20的特性劣化，导致扭矩不足、或用于获得必要的扭矩的电流值的增加(进而，马达效率的下降)等。

《马达的驱动方法(实施方式)》

图5是表示使用图4的控制基板的马达的驱动序列的一例的图。图5中所示的驱动序列与图13中所示的驱动序列不同，在期间94中，禁止升压控制，将马达20的进角93与通电角92分别固定成20°与150°。概略而言，图4中所示的能量模式判定部80作为监视马达20的负荷状态的负荷状态监视部发挥功能，检测高负荷状态。所谓高负荷状态，例如为相对于由旋转速度检测部76所检测到的马达20的旋转速度，来自PWM信号生成部72的占空比大(即驱动电流大)的状态，如在图13中所述，例如为如风压大的状态。

减磁保护部(第二保护部)79在由温度传感器45所得的检测温度超过第一阈值(例如65℃)、且由能量模式判定部80检测到高负荷状态的情况下，通过禁止升压控制部87的运作来将进角93与通电角92固定化。另外，减磁保护部79在由温度传感器45所得的检测温度超过了第二阈值(例如95℃)的情况下，也禁止升压控制部87的运作。

图6是表示伴随图5的驱动序列的峰值电流的变化的一例的图。通过使用图5的驱动序列来禁止升压控制，因此如图6的期间95所示，与图15的期间105的情况不同，可抑制峰值电流的增大。其结果，不会产生从定子32对转子33施加大的外部磁场的事态，可防止转子33的磁铁的减磁。另外，由此可防止产生扭矩不足或电流值的增加等的事态。进而，也不需要用于扩大对于减磁的裕度的马达结构的变更等。

此处，通常以相对于与占空比成比例的驱动电压，旋转速度与扭矩平衡的方式驱动马达20。作为占空比达到上限值的状况，例如可想到扭矩(即驱动电流)不那么大，但旋转速度非常快的状况(A)，及旋转速度比较慢，但扭矩(即驱动电流)非常大的状况(B)。

在前者的状况(A)中，驱动电流不那么大，就驱动电流的观点而言，对于减磁存在某种程度的裕度，但若温度变得过大，则就驱动电流的观点而言，对于减磁的裕度也下降。因此，减磁保护部79在转子33的温度超过了第二阈值(95℃)的情况下，禁止升压控制。另一方面，在后者的状况下，由于驱动电流非常大，因此即便在温度比第二阈值(95℃)低某种程度的情况下，对于减磁的裕度也下降。因此，在检测到高负荷状态的情况(即，检测到驱动电流可变得非常大的状况的情况)下，当温度超过了第一阈值(65℃)时，减磁保护部79禁止升压控制。

如此，通过使用超过了第二阈值(95℃)的情况，及超过第一阈值(65℃)、且为高负荷状态的情况这两种条件，与仅使用任一种条件的情况相比，可更适当地谋求对于减磁的保护。另外，若禁止升压控制，则可能变成雨刷的擦拭速度比目标慢的状态，但马达20的保护比其更优先，雨刷的擦拭速度被限制成可谋求马达20的保护的最快的擦拭速度。例如，在操作者具有如想要加快雨刷的擦拭速度的意图的情况下，雨刷装置一边反映操作者的意图，一边以可谋求保护的最快的擦拭速度进行擦拭动作。

《马达保护的详细情况》

图7是表示图4中的热保护模式判定部的详细的运作例的流程图。热保护模式判定部82反复执行所述流程。另外，此处，作为初始状态，热保护模式判定部82将热保护模式设定成无效状态。在图7中，热保护模式判定部82首先判定由温度传感器45所得的检测温度是否超过了启动温度(第二阈值(例如95℃))(步骤S101)。在超过了启动温度的情况下，热保护模式判定部82判定热保护模式是否为有效状态(步骤S102)，在不是有效状态的情况下，使热保护模式有效化(步骤S103)。

另一方面，在步骤S101中，在由温度传感器45所得的检测温度未满启动温度的情况下，热保护模式判定部82判定由温度传感器45所得的检测温度是否低于解除温度(例如93℃)(步骤S104)。在低于解除温度的情况下，热保护模式判定部82判定热保护模式是否为无效状态(步骤S105)，在不是无效状态的情况下，使热保护模式无效化(步骤S106)。另外，在步骤S104中，在由温度传感器45所得的检测温度不低于解除温度的情况(例如，94℃等的情况)下，热保护模式判定部82就那样维持目前为止的热保护模式的有效状态/无效状态。其结果，例如在检测温度一旦超过了95℃的情况下，维持热保护模式的有效状态直至低于93℃为止。

图8是表示图4中的能量模式判定部的详细的运作例的流程图。能量模式判定部80反复执行所述流程。另外，此处，作为初始状态，能量模式判定部80将能量模式设定成无效状态。在图8中，能量模式判定部80首先获取来自PWM信号生成部72的占空比、来自旋转速度检测部76的旋转速度、以及来自电压值检测部83的电压值(步骤S201)。

其次，能量模式判定部80算出占空点(DP)、马达旋转速度点(RP)、及电压点(VP)(步骤S202)。占空点(DP)是与已获取的占空比的大小成比例的值，通过使所述占空比乘以规定的系数来算出。马达旋转速度点(RP)是与已获取的旋转速度成比例的值，通过使所述旋转速度乘以规定的系数来算出。电压点(VP)是与已获取的电压值成比例的值，通过使所述电压值乘以规定的系数来算出。

继而，能量模式判定部80算出负荷点(LP)(步骤S203)。负荷点(LP)例如通过“占空点(DP)－马达旋转速度点(RP)+电压点(VP)”来算出。例如，占空点(DP)或电压点(VP)变得越大(即，占空比或外部电源100的电压值越上升)，负荷点(LP)变得越大，另外，马达旋转速度点(RP)变得越小(即，旋转速度变得越低)，负荷点(LP)变得越大。

继而，能量模式判定部80判定负荷点(LP)是否超过了启动阈值(步骤S204)。在超过了启动阈值的情况下，能量模式判定部80判定能量模式是否为有效状态(步骤S205)，在不是有效状态的情况下，使能量模式有效化(步骤S206)。此处，所谓能量模式的有效状态，是指高负荷状态。

另一方面，在步骤S204中，在负荷点(LP)未满启动阈值的情况下，能量模式判定部80判定负荷点(LP)是否低于解除阈值(＜启动阈值)(步骤S207)。在低于解除阈值的情况下，能量模式判定部80判定能量模式是否为无效状态(步骤S208)，在不是无效状态的情况下，使能量模式无效化(步骤S209)。另外，在步骤S207中，在负荷点(LP)不低于解除阈值的情况下，能量模式判定部80就那样维持目前为止的能量模式的有效状态/无效状态。其结果，例如在负荷点(LP)一旦超过了启动阈值的情况下，维持热能量模式的有效状态直至低于解除阈值为止。

图9是表示图4中的过温度保护部的详细的运作例的流程图。在图9中，过温度保护部81首先判定热保护模式是否为有效状态(步骤S301)。在热保护模式为有效状态的情况下，过温度保护部81对目标旋转速度指令部77发出降低擦拭模式的指示(步骤S302)。对应于此，目标旋转速度指令部77例如在通过雨刷开关70的操作而指示了高速擦拭模式的情况下，变更成低速擦拭模式的速度图，在指示了低速擦拭模式的情况下，变更成间歇擦拭模式的速度图。如此，过温度保护部81在马达20的温度超过图7中所述的启动温度(第二阈值(95℃))的情况下，通过降低马达20的擦拭模式来冷却马达20。

另一方面，在步骤S301中，在热保护模式为无效状态的情况下，过温度保护部(第一保护部)81判定能量模式是否为有效状态(步骤S303)。在能量模式为有效状态的情况下，过温度保护部81对目标旋转速度指令部77发出阶段性地降低马达20的旋转速度的指示(步骤S304)。对应于此，目标旋转速度指令部77例如为了使当前的目标旋转速度下降至其一半的速度，花费时间阶段性地降低目标旋转速度。目标旋转速度指令部77也包括此种能量模式用的速度图。

如此，过温度保护部(第一保护部)81在能量模式为有效状态的情况(即，检测到高负荷状态的情况)下，进行使马达20的旋转速度下降的保护控制(第一保护控制)。此时，与热保护模式的情况不同，过温度保护部81花费时间阶段性地降低马达20的旋转速度，由此不使操作者明确地产生速度下降的认识，并防止马达20的温度上升。即，由于高负荷状态是容易达到热保护模式的状况，因此过温度保护部81在其之前，通过能量模式来谋求预防。

图10是表示图4中的减磁保护部的详细的运作例的流程图。此处，作为初始状态，减磁保护部(第二保护部)79将升压控制设定成许可状态。在图10中，减磁保护部79首先判定热保护模式是否为有效状态(步骤S401)。在热保护模式为有效状态的情况下，减磁保护部79判定升压控制是否为禁止状态(步骤S402)，若不是禁止状态，则将升压控制设定成禁止状态(步骤S403)。

另一方面，在步骤S401中，在热保护模式为无效状态的情况下，减磁保护部79判定能量模式是否为有效状态(步骤S404)。在能量模式为无效状态的情况下，减磁保护部79判定升压控制是否为许可状态(步骤S407)，若不是许可状态，则将升压控制设定成许可状态(步骤S408)。另一方面，在能量模式为有效状态的情况下，减磁保护部79判定由温度传感器45所得的检测温度是否超过了启动温度(第一阈值)(例如65℃)(步骤S405)。

在步骤S405中，在超过了启动温度的情况下，减磁保护部79判定是否接收到雨刷开关70的操作信号(详细而言，加速的操作信号)(步骤S406)。减磁保护部79在接收到操作信号的情况下，将升压控制设定成禁止状态(步骤S402、步骤S403)，在不接收操作信号的情况下，将升压控制设定成许可状态(步骤S407、步骤S408)。

另一方面，在步骤S405中，在由温度传感器45所得的检测温度低于启动温度(第一阈值(65℃))的情况下，减磁保护部79判定所述温度是否进一步低于解除温度(第三阈值(例如55℃))(步骤S409)。在低于解除温度的情况下，减磁保护部79将升压控制设定成许可状态(步骤S407、步骤S408)，在不低于解除温度的情况下，就那样维持当前的升压控制的状态。

如此，在热保护模式为有效状态的情况，即，由温度传感器45所得的检测温度超过了图7的启动温度(第二阈值(95℃))的情况(第二条件)下，将升压控制设定成禁止状态(步骤S401～步骤S403)。或者，在能量模式为有效状态的情况、且由温度传感器所得的检测温度超过了启动温度(第一阈值(65℃))的情况下，当接收到来自雨刷开关70的操作信号时(第一条件)，将升压控制设定成禁止状态(步骤S404～步骤S406、步骤S402、步骤S403)。此处，所谓能量模式为有效状态的情况，如图8及图9所示，是指检测到高负荷状态，正在进行使马达的旋转速度下降的保护控制(第一保护控制)的情况。

另一方面，在能量模式变成无效状态的情况、或由温度传感器所得的检测温度低于解除温度(第三阈值(55℃))的情况下，将已被设定成禁止状态的升压控制变更成许可状态(步骤S404、步骤S405、步骤S407～步骤S409)。例如，超过启动温度(第一阈值)(65℃)而已被设定成禁止状态的升压控制在低于解除温度(第三阈值)(55℃)之前被维持成禁止状态。通过此种迟滞控制，例如可避免升压控制从禁止状态变更成许可状态后，立即恢复成禁止状态这样不稳定的状况。

图11是表示图4中的升压控制部的详细的运作例的流程图。升压控制部87判定来自PI控制部85的占空比是否已达到事先决定的上限值(步骤S501)。在已达到上限值的情况下，升压控制部87判定是否已通过减磁保护部79来将升压控制设定成禁止状态(步骤S502)。在已将升压控制设定成禁止状态的情况下，如图5所示，升压控制部87决定将进角及通电角固定化的通电时机(步骤S503)。另一方面，在已将升压控制设定成许可状态的情况下，如图13所示，升压控制部87决定对应于目标旋转速度(具体而言，例如目标旋转速度与旋转速度的误差)使进角及通电角变化的通电时机(步骤S504)。

如上所述，概略而言，在由温度传感器45所得的检测温度超过启动温度(第一阈值(65℃))、且由负荷状态监视部检测到高负荷状态的情况下，减磁保护部79禁止升压控制部87的运作。此时，在实施方式中，如图8及图10所示，利用能量模式判定部80作为负荷状态监视部。若利用能量模式判定部80，则如图9所示，在能量模式为有效状态的情况(即，检测到高负荷状态的情况)下，使马达的旋转速度下降的保护控制(第一保护控制)起作用，因此难以进行升压控制，实质上也对减磁进行保护。

但是，在此状态下，在从操作者接收到加速的操作信号的情况下产生问题。在此情况下，操作者例如有时也为了确保前方的视野而发出加速的指示，因此雨刷装置需要使操作者的指示优先于能量模式，进行加速的控制。于是，由于在高负荷状态下进行加速的控制，因此若维持不变，则产生升压控制，而产生减磁的问题。

因此，在图10的例子中，如步骤S406所示，减磁保护部79将接收到来自雨刷开关70的操作信号作为条件，将升压控制设定成禁止状态。由此，伴随能量模式而减速至例如通常的一半左右的马达的旋转速度对应于来自操作者的指示，不利用升压控制而上升至可上升的最快的旋转速度为止。另外，通过如所述那样并用利用能量模式的保护控制来进行减磁保护，可更有效率地进行减磁保护。即，基本上通过能量模式，除过温度保护以外，可进行减磁保护，可通过减磁保护部79来弥补此保护被强制解除的状况(即，产生了来自操作者的加速的指示的状况)下的减磁保护。因此，即便在使用钕磁铁等具有伴随温度上升而减磁的性质的磁铁作为永磁铁或旋转轴用磁铁34的情况下，也可以抑制各磁铁的减磁，并防止马达20的性能的恶化。

本发明并不限定于所述各实施方式，当然可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如，在所述实施方式中，表示了将马达20用于擦拭模式为串联型的雨刷装置12的驱动源，但本发明并不限定于此，也可以用于相向擦拭型等其他擦拭模式的雨刷装置的驱动源。

另外，在所述各实施方式中，表示了将马达20应用于设置在车辆10的前方侧的雨刷装置12，但本发明并不限定于此，也可以应用于设置在车辆10的后方侧、铁路车辆及飞机等的雨刷装置。进而，此处，如图8所示，负荷状态监视部根据占空比与马达20的旋转速度的关系，检测高负荷状态，但也可以是通过直接检测驱动电流来检测高负荷状态的方式。

此外，所述各实施方式中的各构成元件的材质、形状、尺寸、数量、设置部位等只要是可达成本发明，则任意，并不限定于所述各实施方式。

产业上的可利用性

雨刷装置可用于对擦拭设置在汽车等的挡风玻璃来使驾驶者等的视野变得良好的雨刷构件进行摇摆驱动。

Claims (4)

1.一种雨刷装置，其是对应于通过雨刷开关的操作所指示的目标旋转速度来控制占空比，且利用马达来使雨刷构件进行擦拭动作的雨刷装置，其包括：

温度传感器，检测所述马达的温度；

升压控制部，在所述占空比已达到事先决定的上限值的情况下，当所述马达的旋转速度低于所述目标旋转速度时，对应于所述目标旋转速度使所述马达的伴随通电的进角与通电角变化；

第一保护部，监视所述马达的负荷状态，在检测到高负荷状态的情况下，进行使所述马达的旋转速度下降的第一保护控制；以及

第二保护部，当由所述温度传感器所得的检测温度超过第一阈值、且正在进行所述第一保护控制时，将接收到来自所述雨刷开关的使所述目标旋转速度上升的操作信号作为第一条件，在已满足所述第一条件的情况下，通过禁止所述升压控制部的运作来进行将所述马达的进角与通电角固定化的第二保护控制。

2.根据权利要求1所述的雨刷装置，其中所述第二保护部将由所述温度传感器所得的检测温度超过了比所述第一阈值高的第二阈值作为第二条件，在已满足所述第一条件或所述第二条件的情况下，进行所述第二保护控制。

3.根据权利要求1所述的雨刷装置，其中当正在进行所述第二保护控制时，在由所述温度传感器所得的检测温度低于比所述第一阈值低的第三阈值的情况下，所述第二保护部解除所述第二保护控制。

4.根据权利要求1所述的雨刷装置，其中当正在进行所述第二保护控制时，在所述第一保护控制已被解除的情况下，所述第二保护部解除所述第二保护控制。