DE112018000657T5

DE112018000657T5 - Wischervorrichtung

Info

Publication number: DE112018000657T5
Application number: DE112018000657.3T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tanoue; Takahiro Sumiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-10-24
Also published as: CN110234546A; WO2018143259A1; US11014538B2; JP6859728B2; CN110234546B; JP2018122788A; US20200198585A1

Abstract

In einem Fall, in dem eine Anweisung zum Ändern einer Wischgeschwindigkeit, die anhand eines Sollgeschwindigkeitskennfelds bestimmt wird, zu einer Zeit während der Steuerung einer Drehgeschwindigkeit eines Wischermotors eingegeben wird, die auf einem Sollgeschwindigkeitskennfeld basiert, ändert ein Mikrocomputer allmählich die Drehgeschwindigkeit des Wischermotors von einer Drehgeschwindigkeit, die anhand eines Sollgeschwindigkeitskennfelds bestimmt ist, auf eine Drehgeschwindigkeit, die durch ein Sollgeschwindigkeitskennfeld bestimmt ist. Weiterhin schaltet in einem Fall, in dem ein Wischerschalter betätigt wird, während die Wischerblätter innerhalb einer Schaltunterbindungsregion sich befinden, der Mikrocomputer ein Sollgeschwindigkeitskennfeld um, das von einer Zeit verwendet wird, zu der die Wischerblätter Umkehrungspositionen erreichen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wischervorrichtung.
Stand der Technik
Eine Wischervorrichtung, die Wischerblätter zum Wischen zwischen einer oberen Umkehrungsposition und einer unteren Umkehrungsposition auf einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs betätigt, ist derart aufgebaut, dass die Geschwindigkeit des Wischbetriebs der Wischerblätter geändert werden kann. Der Wischbetrieb der Wischervorrichtung wird auf der Grundlage eines Sollgeschwindigkeitskennfelds gesteuert, das vorab Sollgeschwindigkeiten für Positionen der Wischerblätter auf der Windschutzscheibe einstellt. In einem Fall, in dem die Geschwindigkeit des Wischbetriebs (die Wischgeschwindigkeit) zu ändern ist, wird die Wischgeschwindigkeit unter Verwendung eines Sollgeschwindigkeitskennfelds geändert, in dem sich die Sollgeschwindigkeiten von dem Sollgeschwindigkeitskennfeld unterscheiden, die zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt verwendet wird. Ein Sollgeschwindigkeitskennfeld ist in 7 gezeigt. Beispielsweise sind die Positionen der Wischerblätter auf der horizontalen Achse durch den Drehwinkel des Wischermotors oder durch die Zeit definiert, und die Sollgeschwindigkeit ist auf der vertikalen Achse definiert. In 7 zeigt P1 die oberen Umkehrungspositionen der Wischbereiche und zeigt P2 die unteren Umkehrungspositionen der Wischbereiche.
Die Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung (JP-A) Nr. 2011-28998 (Patentdokument 1) offenbart eine Erfindung einer Wischersteuerungsvorrichtung, die in einem Fall, in dem die Wischerblätter, die zwischen Umkehrungspositionen gestoppt worden sind, erneut zu starten sind, den Wischermotor mit einer „gleichförmigen Startgeschwindigkeit“, die langsamer als die Standardmotorgeschwindigkeit ist, die während des üblichen Wischbetriebs verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Jedoch wird die Steuerung bei der „gleichförmigen Startgeschwindigkeit“, die in Patentdokument 1 angeführt ist, auf Fälle angewendet, in denen die Wischerblätter, die in der Mitte zwischen den Umkehrungspositionen gestoppt worden sind, erneut gestartet werden. Fälle, in denen beispielsweise eine Anweisung zum Ändern der Wischgeschwindigkeit während des Wischbetriebs von einer niedrigen Geschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit gegeben wird, werden nicht darauf begrenzt. Wenn, wie es in 7 gezeigt ist, ein Wischerschalter zu dem Zeitpunkt t01 geschaltet wird und die Wischgeschwindigkeit allmählich, so wie bei einer „gleichförmigen Startgeschwindigkeit“, von einer Sollgeschwindigkeit, die durch ein Sollgeschwindigkeitskennfeld 152 für niedrige Geschwindigkeiten gezeigt ist, auf eine Sollgeschwindigkeit, die durch ein Sollgeschwindigkeitskennfeld 190 für hohe Geschwindigkeiten gezeigt ist, geändert wird, gibt es Bedenken, dass in Abhängigkeit von der Zeit, zu der der Wischerschalter bedient wird, die Wischerblätter die oberen Umkehrungspositionen P1 erreichen werden, bevor die tatsächliche Wischgeschwindigkeit die Nach-Schalten-Sollgeschwindigkeit erreicht.
Als Ergebnis gibt es nicht nur Bedenken, dass die Wischerblätter über die oberen Umkehrungspositionen P1 hinweglaufen werden, sondern gibt es ebenfalls Bedenken, dass der Anwender den Eindruck haben wird, dass bei dem Betrieb der Wischervorrichtung etwas nicht korrekt läuft.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend beschriebene gemacht, und eine Aufgabe davon besteht darin, eine Wischervorrichtung anzugeben, die gleichförmig die Wischgeschwindigkeit der Wischerblätter ändern kann.
Lösung des Problems
Zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe weist eine Wischervorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung auf: einen Wischermotor, der Wischerblätter zum Hin- und Herwischen durch Drehung einer Ausgangswelle betreibt, und einen Steuerungsabschnitt, der eine Drehung des Wischermotors entsprechend einem Befehlssignal steuert, und der in einem Fall, in dem das Befehlssignal in einem Zustand geändert wird, in dem die Wischerblätter, die sich im Verlauf eines Hin- und Herwischbetriebs befinden, in einer Schaltunterbindungsregion positioniert sind, der vor Umkehrungspositionen der Hin- und Herwischbetriebe ist, die Drehung des Wischermotors entsprechend einem Vor-Änderungsbefehlssignal steuert, bis die Wischerblätter die Umkehrungspositionen erreichen, und der zu einer Zeit, zu der die Wischerblätter sich an den Umkehrungspositionen umkehren, die Drehung des Wischermotors auf der Grundlage des Nach-Änderungsbefehlssignal steuert.
Entsprechend dieser Wischervorrichtung wird in einem Fall, in dem die Wischerblätter innerhalb der Schaltunterbindungsregion sind, die vor den Umkehrungspositionen liegt, ein Ändern der Wischgeschwindigkeit nicht ausgeführt, selbst wenn der Wischerschalter betätigt wird, und die Wischgeschwindigkeit wird von der Zeit an geändert, zu der die Wischerblätter die Umkehrungspositionen erreichen. Daher kann die Wischgeschwindigkeit der Wischerblätter gleichförmig geändert werden.
Entsprechend einer Wischervorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung führt in einem Fall, in dem das Befehlssignal in einem Zustand geändert wird, in dem die Wischerblätter, die sich in dem Verlauf des Hin- und Herwischbetriebs befinden, in einer Region außerhalb der Schaltunterbindungsregion positioniert sind, der Steuerungsabschnitt eine Steuerung aus, die allmählich eine Drehgeschwindigkeit von einer Drehgeschwindigkeit, die dem Vor-Änderungs-Befehlssignal entspricht, auf eine Drehgeschwindigkeit allmählich ändert, die dem Nach-Änderungs-Befehlssignal entspricht.
Entsprechend dieser Wischervorrichtung kann die Wischgeschwindigkeit der Wischerblätter gleichförmig durch allmähliches Ändern der Wischgeschwindigkeit innerhalb einer vorbestimmten Schaltzeit geändert werden.
Bei einer Wischervorrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltung nach der zweiten Ausgestaltung ist eine Zeit, während der die Drehgeschwindigkeit allmählich geändert wird, oder eine Rate einer Änderung der Drehgeschwindigkeit, mit der die Drehgeschwindigkeit allmählich geändert wird, vorab bestimmt.
Entsprechend dieser Wischervorrichtung wird die Zeit, während der die Drehgeschwindigkeit allmählich geändert wird oder die Rate der Änderung der Drehgeschwindigkeit, bei der die Drehgeschwindigkeit allmählich geändert wird, vorab bestimmt. Die Wischgeschwindigkeit der Wischerblätter kann gleichförmig entsprechend der bestimmten Zeit oder der bestimmten Änderungsrate geändert werden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Wischervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 zeigt ein Blockschaltbild, dass ein Beispiel für einen Überblick des Aufbaus der Wischervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
3 zeigt eine erläuternde Darstellung, die ein Beispiel eines Falls einer Änderung von einer Sollgeschwindigkeit, die durch ein Sollgeschwindigkeitskennfeld während eines Niedriggeschwindigkeitswischens bestimmt ist, auf eine Sollgeschwindigkeit, die durch ein Sollgeschwindigkeitskennfeld während eines Hochgeschwindigkeitswischens bestimmt ist, bei der Wischervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Wischgeschwindigkeitsänderungsverarbeitung der Wischervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Überblick über ein Beispiel des Aufbaus einer Wischersteuerungsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6A zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das ein Beispiel für ein Muster des Leitens von Strom zu einer Spule in einer Hochdrehmoment-Drehungssteuerung veranschaulicht.
6B zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das ein Beispiel für ein Muster des Leitens von Strom zu der Spule in einer Hochdrehungssteuerung veranschaulicht.
7 zeigt eine erläuternde Darstellung, die ein Beispiel für einen Fall veranschaulicht, in dem ein Wischerschalter geschaltet wird, und eine Wischgeschwindigkeit allmählich von einer Sollgeschwindigkeit, die durch ein Sollgeschwindigkeitskennfeld für niedrige Geschwindigkeiten gezeigt ist, auf eine Sollgeschwindigkeit geändert wird, die durch ein Sollgeschwindigkeitskennfeld für hohe Geschwindigkeiten gezeigt ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Erstes Ausführungsbeispiel
1 zeigt eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Wischervorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Wischervorrichtung 10 dient zum Wischen einer Windschutzscheibe 12, die an einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Personenkraftwagen oder dergleichen vorgesehen ist. Die Wischervorrichtung 10 weist ein Paar Wischer 14, 16, einen Wischermotor 18, einen Verbindungsmechanismus 20 und eine Wischersteuerungsschaltung 22 auf, die dem Kern der Wischervorrichtung 10 entspricht.
Die Wischer 14, 16 sind jeweils durch Wischerarme 24, 26 und Wischerblätter 28, 30 aufgebaut. Die proximalen Endabschnitte der Wischerarme 24, 26 sind jeweils an Schwenkwellen 42, 44 befestigt, die später beschrieben sind. Die Wischerblätter 28, 30 sind jeweils an den distalen Endabschnitten der Wischerarme 24, 26 befestigt.
An den Wischern 24, 26 bewegen sich die Wischerblätter 28, 30 auf der Windschutzscheibe 12 in Zusammenhang mit der Drehung der Wischerarme 24, 26 hin und her, und die Wischerblätter 28, 30 wischen die Windschutzscheibe 12. Weiterhin sind untere Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens, untere Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens und Speicherpositionen P4 an dem unteren Abschnitt der Windschutzscheibe 12 vorgesehen.
Der Wischermotor 18 weist eine Ausgangswelle 32 auf, die über einen Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 52, der hauptsächlich durch ein Schneckengetriebe aufgebaut ist, vorwärts und rückwärts drehen kann. Der Verbindungsmechanismus 22 weist einen Kurbelarm 34, eine erste Verbindungsstange 36, ein Paar von Schwenkhebeln 38, 40, das Paar der Schwenkwellen 42, 44 und eine zweite Verbindungsstange 46 auf.
Eine Endseite des Kurbelarms 34 ist an der Ausgangswelle 32 befestigt. Die andere Endseite des Kurbelarms 34 ist drehbar mit einer Endseite der ersten Verbindungsstange 36 verbunden. Weiterhin ist die andere Endseite der ersten Verbindungsstange 36 drehbar mit einer Stelle, die nahe an dem Ende ist, das sich von dem Ende mit der Schwenkwelle 42 unterscheidet, des Schwenkhebels 38 verbunden. Die beiden Enden der zweiten Verbindungsstange 46 sind drehbar jeweils mit dem Ende, das sich von dem Ende mit der Schwenkwelle 42 unterscheidet, des Schwenkhebels 38 und dem Ende, das diesem Ende des Schwenkhebels 38 entspricht, des Schwenkhebels 40 verbunden.
Die Schwenkwellen 42, 44 sind drehbar durch nicht veranschaulichte Schwenkhalter gestützt, die an dem Fahrzeugkörper vorgesehen sind. Die Wischerarme 24, 26 sind jeweils über die Schwenkwellen 42, 44 an den Enden, die die Schwenkwellen 42, 44 aufweisen, der Schwenkhebel 38, 40 befestigt.
An der Wischervorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Ausgangswelle 32 vorwärts und rückwärts gedreht wird, die Drehkraft dieser Ausgangswelle 32 über den Verbindungsmechanismus 20 auf die Schwenkarme 24, 26 übertragen, und in Begleitung mit der Hin- und Herdrehung der Schwenkarme 24, 26 bewegen sich die Schwenkarme 28, 30 auf der Windschutzscheibe 12 hin und her. Wenn beispielsweise die Ausgangswelle 32 in einem Bereich eines Drehwinkes θ_A vorwärts und rückwärts gedreht wird, bewegen sich die Wischerblätter zwischen den unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens und der oberen Umkehrungsposition P1 hin und her. Wenn die Ausgangswelle 32 in dem Bereich des Drehwinkels θ_B vorwärts und rückwärts gedreht wird, bewegen sich die Wischerblätter zwischen der unteren Umkehrungsposition P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens und den oberen Umkehrungspositionen P1 hin und her. Wenn weiterhin die Ausgangswelle 32 in dem Bereich des Drehwinkels θ_C vorwärts und rückwärts gedreht wird, bewegen sich die Wischerblätter zwischen den Speicherpositionen P4 und den oberen Umkehrungspositionen P1 hin und her. Ein Fall, in dem die Ausgangswelle 32 in dem Bereich des Drehwinkels θ_A vorwärts und rückwärts gedreht wird, ist ein Fall, in dem ein später beschriebener Wischerschalter 50 sich in der Hochgeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition befindet. Weiterhin ist ein Fall, in dem die Ausgangswelle 32 in dem Bereich des Drehwinkels θ_B vorwärts und rückwärts gedreht wird, ein Fall, in dem der später beschriebene Wischerschalter 50 sich in einer Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition oder einer Intermittierend-Betriebsartauswahlposition befindet.
In der Wischervorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in einem Fall, in dem die Wischerblätter 28, 30 an den Speicherpositionen P4 positioniert sind, der Kurbelarm 34 und die erste Verbindungsstange 36 eine lineare Struktur.
Die Wischersteuerungsschaltung 22 zur Steuerung der Drehung des Wischermotors 18 ist mit dem Wischermotor 18 verbunden. Die Wischersteuerungsschaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist derart aufgebaut, dass sie einen Mikrocomputer 58, der anhand des durch den absoluten Winkelsensor 54 erfassten Drehwinkels der Ausgangswelle 32 eine Antriebsschaltung 56 derart steuert, dass die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 32 sich entsprechend den Positionen der Wischerblätter 28, 30 auf der Windschutzscheibe 12 ändert, und einen Speicher 60 aufweist, der Daten speichert, die zur Steuerung der Antriebsschaltung 56 verwendet werden. Der Wischerschalter 50 ist mit dem Mikrocomputer 58 verbunden.
Der Speicher 60 speichert Sollgeschwindigkeitskennfelder, die Drehgeschwindigkeiten des Wischermotors 18 entsprechend den Positionen der Wischerblätter 28, 30 vorgeben. Sollgeschwindigkeitskennfelder 90, 92 gemäß 3 sind Beispiele für die Sollgeschwindigkeitskennfelder gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie es in 3 gezeigt ist, folgen die Sollgeschwindigkeitskennfelder Kurven nach, die konvex aufwärts gerichtet sind, so dass die Drehgeschwindigkeit des Wischermotors 18 bei einer Startposition θ₀ (den oberen Umkehrungspositionen P1), einer Sollwischposition θ₁ (den unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens) und einer Sollwischposition θ₂ (den unteren Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens) auf null eingestellt ist, und so dass die Drehgeschwindigkeit des Wischermotors 18 zwischen den oberen Umkehrungspositionen P1 und den unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens maximal wird. Die horizontale Achse in 3 ist die Zeit. Daher benötigt es in dem Sollgeschwindigkeitskennfeld 92, in dem die Wischgeschwindigkeit langsam ist, Zeit, damit die Wischerblätter 28, 30 eine der Umkehrungspositionen erreichen, im Vergleich zu dem Sollgeschwindigkeitskennfeld 90, in dem die Wischgeschwindigkeit schnell ist.
Weiterhin können die Sollgeschwindigkeitskennfelder 90, 92 bei der Steuerung der Drehung des Wischermotors verwendet werden, wobei die horizontale Achse der Sollgeschwindigkeitskennfelder in 3 der Drehwinkel der Ausgangswelle 32 des Wischermotors 18 ist. Mit derartigen Sollgeschwindigkeitskennfeldern wird die Tatsache, dass der Drehwinkel der Ausgangswelle 32 den Positionen der Wischerblätter 28, 30 entspricht, berücksichtigt, und können die Positionen der Wischerblätter 28, 30 durch den Drehwinkel der Ausgangswelle 32 vorgegeben werden.
Wenn der Wischerschalter 50 eingeschaltet wird, steuert der Mikrocomputer 58 die Antriebsschaltung 56 entsprechend den in dem Speicher 60 gespeicherten Sollgeschwindigkeitskennfeldern und dem Drehwinkel der Ausgangswelle 32 des Wischermotors 18, der durch den absoluten Winkelsensor 54 erfasst wird.
Der absolute Winkelsensor 54 ist innerhalb des Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 52 des Wischermotors 18 vorgesehen, und ist ein Sensor, der den Drehwinkel der Ausgangswelle 32 erfasst. Als ein Beispiel ist der absolute Winkelsensor ein MR-Sensor, der ein einen magnetoresistiven Effekt nutzendes Element verwendet, um das Magnetfeld eines (nicht veranschaulichten) Sensormagneten zu erfassen, der an dem Ende der Ausgangswelle 32 vorgesehen ist. Der absolute Winkelsensor 54 gibt durch Serienkommunikation ein Signal aus, das Änderungen in dem Magnetfeld des Sensormagneten aufgrund der Drehung der Ausgangswelle 32 entspricht, und der Mikrocomputer 58 berechnet den Drehwinkel der Ausgangswelle 32 anhand des aus dem absoluten Winkelsensor 54 eingegebenen Signals.
Der Mikrocomputer 58 greift auf die Sollgeschwindigkeitskennfelder zu, die in dem Speicher 60 gespeichert sind und deren horizontale Achse der Drehwinkel der Ausgangswelle 32 ist, und extrahiert die Drehgeschwindigkeit, die dem berechneten Drehwinkel der Ausgangswelle 32 entspricht, in einem Sollgeschwindigkeitskennfeld, und steuert die Antriebsschaltung 56 derart, dass der Drehwinkel der Ausgangswelle 32 des Wischermotors 18 die aus dem Sollgeschwindigkeitskennfeld extrahierte Drehgeschwindigkeit wird.
Die Antriebsschaltung 56 erzeugt durch PWM (Pulsweitenmodulation) eine Spannung, die an den Wischermotor 18 anzulegen ist. Die Antriebsschaltung 56 weist eine H-Brückenschaltung auf, die FETs (Feldeffekttransistoren) als die Schaltelemente verwendet. Die Antriebsschaltung 56 gibt eine Spannung mit einem vorbestimmten Tastgrad aufgrund der Steuerung des Mikrocomputers 58 aus.
Da der Wischermotor 18 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 52 aufweist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind die Drehgeschwindigkeit und der Drehwinkel der Ausgangswelle 32 nicht dieselben wie die Drehgeschwindigkeit und der Drehwinkel des Wischermotorhauptkörpers. Da jedoch gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Wischermotorhauptkörper und der Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 52 integral und untrennbar aufgebaut sind, werden nachstehend die Drehgeschwindigkeit und der Drehwinkel der Ausgangswelle 32 derart betrachtet, dass sie dieselben wie die Drehgeschwindigkeit und der Drehwinkel des Wischermotors 18 sind.
Der Wischerschalter 50 ist ein Schalter, der elektrische Leistung ein oder ausschaltet, die aus der Batterie des Fahrzeugs dem Wischermotor 18 zugeführt wird.
Der Wischerschalter 50 kann auf eine Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition des Drehens der Wischerblätter 28, 30 bei einer niedrigen Geschwindigkeit, eine Hochgeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition des Drehens der Wischerblätter 28, 30 bei einer hohen Geschwindigkeit, einer Intermittierend-Betriebsartauswahlposition des Drehens der Wischerblätter 28, 30 intermittierend bei einer konstanten Periode und einer Speicherungs- (Stopp-) Betriebsartauswahlposition geschaltet werden. Weiterhin gibt der Wischerschalter 50 Signale entsprechend den Auswahlpositionen der jeweiligen Modi zu dem Mikrocomputer 58 aus.
Wenn die Signale, die aus dem Wischerschalter 50 entsprechend den Auswahlpositionen der jeweiligen Modi ausgegeben werden, in die Wischersteuerungsschaltung 32 eingegeben werden, führt die Wischersteuerungsschaltung 22 entsprechend den Sollgeschwindigkeitskennfeldern die in dem Speicher 60 gespeichert sind, eine Steuerung aus, die dem Ausgangssignal aus dem Wischerschalter 50 entspricht.
2 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für einen Überblick über den Aufbau der Wischervorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Weiterhin ist der in 2 gezeigte Wischermotor 18 als ein Beispiel ein Gleichstrom-Bürstenmotor.
Die in 2 gezeigte Wischervorrichtung 10 weist die Antriebsschaltung 56, die eine Spannung erzeugt, die an den Anschlüssen der Spule des Wischermotors 18 angelegt wird, und den Mikrocomputer 58 der Wischersteuerungsschaltung 22 auf, die das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente steuert, die die Antriebsschaltung 56 aufbauen. Die elektrische Leistung einer Batterie 80 wird über eine Diode 66 dem Mikrocomputer 58 zugeführt, und die Spannung der zugeführten elektrischen Leistung wird durch eine Spannungserfassungsschaltung 62 erfasst, die zwischen der Diode 66 und dem Mikrocomputer 58 vorgesehen ist, und die Ergebnisse des Abtastens werden zu dem Mikrocomputer 58 ausgegeben. Weiterhin ist ein Elektrolytkondensator C1, von dem ein Ende zwischen der Diode 66 und dem Mikrocomputer 58 angeschlossen ist und das andere Ende (-) geerdet ist, vorgesehen. Der Elektrolytkondensator C1 ist ein Kondensator zum Stabilisieren der Leistungsversorgung des Mikrocomputers 58. Der Elektrolytkondensator C1 schützt den Mikrocomputer 58, indem beispielsweise eine plötzliche hohe Spannung wie eine Stoßspannung oder dergleichen gespeichert wird und diese zu einer Masseregion entladen wird.
Ein Befehlssignal zum Anweisen der Drehzahl des Wischermotors 18 wird von dem Wischerschalter 50 über eine Signaleingangsschaltung 64 in den Mikrocomputer 58 eingegeben. In einem Fall, in dem das aus dem Wischerschalter 50 ausgegebene Befehlssignal ein analoges Signal ist, wird dieses Signal an der Signaleingangsschaltung 64 digitalisiert und dann in den Mikrocomputer 58 eingegeben.
Weiterhin ist der absolute Winkelsensor 54, der das elektrische Feld eines Sensormagneten 70 erfasst, das entsprechend der Drehung der Ausgangswelle 32 variiert, mit dem Mikrocomputer 58 verbunden. Aufgrund des Berechnens des Drehwinkels der Ausgangswelle 32 auf der Grundlage des aus dem absoluten Winkelsensor 54 ausgegebenen Signals durch den Mikrocomputer 58 spezifiziert der Mikrocomputer 58 die Positionen der Wischerblätter 28, 30 auf der Windschutzscheibe 12. Weiterhin berechnet der Mikrocomputer 58 die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 32 anhand der Änderung in dem Drehwinkel der Ausgangswelle 32 pro Zeiteinheit.
Weiterhin greift der Mikrocomputer 58 auf die Sollgeschwindigkeitskennfelder zu, die in dem Speicher 60 gespeichert sind und die die Drehgeschwindigkeit des Wischermotors 18 entsprechend den Positionen der Wischerblätter 28, 30 vorgeben, und steuert die Antriebsschaltung 56 derart, dass die Drehung des Wischermotors 18 eine Drehgeschwindigkeit entsprechend den spezifizierten Positionen der Wischerblätter 28, 30 wird. In einem Fall, in dem eine Abweichung zwischen der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 32, die anhand des durch den absoluten Winkelsensor 54 erfassten Drehwinkels berechnet wird, und der Drehgeschwindigkeit auftritt, die den Positionen der Wischerblätter 28, 30 entspricht, wird diese Abweichung beseitigt und wird die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 32 gesteuert.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Antriebsschaltung 56 eine H-Brückenschaltung 56A auf, die Transistoren Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, die N-Typ-FETs sind, als die Schaltelemente verwendet. Die Drains des Transistor Tr1 und des Transistors Tr2 sind jeweils mit der Batterie 80 über eine Störungsverhinderungsspule 76 verbunden, und die Sources sind mit jeweils den Drains des Transistors Tr3 und des Transistors Tr4 verbunden. Weiterhin sind die Sources des Transistor Tr3 und des Transistors Tr4 geerdet.
Die Source des Transistors Tr1 und der Drain des Transistors Tr3 sind mit einem Ende der Spule des Wischermotors 18 verbunden. Die Source des Transistors Tr2 und der Drain des Transistors Tr4 sind mit dem anderen Ende der Spule des Wischermotors 18 verbunden.
Durch Eingabe eines hochpegeligen Signal in die jeweiligen Gates des Transistors Tr1 und des Transistors Tr4 werden der Transistor Tr1 und der Transistor Tr4 eingeschaltet, und fließt ein CW-Strom 72, der die Wischerblätter 28, 30 im Uhrzeigersinn, wie beispielsweise von der Fahrgastzellenseite aus gesehen, betreibt, zu dem Wischermotor 18. Weiterhin kann, wenn einer der Transistoren Tr1 und Tr4 ein-gesteuert wird und der andere in kleinen Inkrementen durch eine PWM-Steuerung ein/aus-gesteuert wird, die Spannung des CCW-Stroms 72 moduliert werden.
Weiterhin werden, wenn ein hochpegeliges Signal in die jeweiligen Gates des Transistors Tr2 und des Transistors Tr3 eingegeben wird, der Transistor Tr2 und der Transistor Tr3 eingeschaltet, und fließt ein CCW-Strom 74, der die Wischerblätter 28, 30 gegen den Uhrzeigersinn wie beispielsweise aus der Fahrgastzellenseite gesehen betreibt, zu dem Wischermotor 18. Weiterhin kann, wenn einer der Transistoren Tr2 und Tr3 ein-gesteuert wird und der andere in kleinen Inkrementen durch ein PWM-Steuerung ein/aus-gesteuert wird, die Spannung des CCW-Stroms 74 moduliert werden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind eine Anschlussvertauschungs-Schutzschaltung 68 und die Störungsverhinderungsspule 76 zwischen der Batterie 80, die die Leistungsquelle ist, und der Antriebsschaltung 56 vorgesehen, und ist der Elektrolytkondensator C2 parallel zu der Antriebsschaltung 56 vorgesehen. Die Störungsverhinderungsspule 76 ist ein Element zur Steuerung einer Störung, die durch Schalten der Antriebsschaltung 56 erzeugt wird.
Der Elektrolytkondensator C2 mildert eine Störung, die aus der Antriebsschaltung 56 erzeugt wird, und ist ein Element zur Verhinderung der Eingabe eines übermäßigen Stroms in diese Hochspannungsantriebsschaltung 56, in dem eine plötzliche hohe Spannung wie ein Spannungsstoß oder dergleichen gespeichert wird und diese zu einer Masseregion entladen wird.
Die Anschlussvertauschungs-Schutzschaltung 68 ist eine Schaltung zum Schützen der Elemente, die die Wischersteuerungsschaltung 22 aufbauen, in einem Fall, in dem die positive Elektrode und die negative Elektrode der Batterie 80 entgegengesetzt zu dem in 2 gezeigten Fall angeschlossen werden. Die Anschlussvertauschungs-Schutzschaltung 68 ist beispielsweise durch einen sogenannten als Diode verschalteten FET, bei dem dessen eigener Drain und Gate verbunden sind, oder dergleichen aufgebaut.
Nachstehend sind der Betrieb und Wirkungen der Wischervorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. 3 zeigt ein Beispiel für einen Fall des Änderns einer Sollgeschwindigkeit, die durch das Sollgeschwindigkeitskennfeld 92 bestimmt ist, das einem Niedriggeschwindigkeitswischen entspricht, auf eine Sollgeschwindigkeit, die durch das Sollgeschwindigkeitskennfeld 90 bestimmt ist, die dem Hochgeschwindigkeitswischen entspricht, bei der Wischervorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die horizontale Achse in 3 gibt die Zeit an. P1 und P2 auf der horizontalen Achse von 3 zeigen Zeiten in Fällen, in denen die Wischerblätter 28, 30 die oberen Umkehrungspositionen P1 und die unteren Umkehrungspositionen P2 bei dem Hochgeschwindigkeitswischen erreichen. Dementsprechend ist P1 (P2) des Sollgeschwindigkeitskennfelds 92, das dem Niedriggeschwindigkeitswischen entspricht, eine Zeit, die zeitlich später als P1 (P2) des Sollgeschwindigkeitskennfelds 90 ist, das dem Hochgeschwindigkeitswischen entspricht.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist ein Fall des Änderns einer Sollgeschwindigkeit, die durch das Sollgeschwindigkeitskennfeld 92 bestimmt ist, auf eine Sollgeschwindigkeit, die durch das Sollgeschwindigkeitskennfeld 90 bestimmt ist, ein Fall, in dem zu dem Zeitpunkt t1 der Wischerschalter 50 von der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition auf die Hochgeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition geschaltet wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nähert sich in dem Intervall von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 die Sollgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit, die durch das Sollgeschwindigkeitskennfeld 92 bestimmt ist, allmählich der Sollgeschwindigkeit an, die durch das Sollgeschwindigkeitskennfeld 90 bestimmt ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel variiert die Sollgeschwindigkeit, die die Wischgeschwindigkeit ist, linear, wie es in 3 gezeigt ist, und ist die Änderungsrate der Sollgeschwindigkeit konstant. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem die Sollgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt t1 (die Sollgeschwindigkeit vor dem Schalten) in 3 S ₁ ist, die Sollgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt t2 (die Nach-Schalten-Sollgeschwindigkeit) S₂ ist und die zum Schalten der Wischgeschwindigkeit erforderliche Zeit t2-t1 = T₁ ist, die Änderungsrate α in der Sollgeschwindigkeit durch die nachfolgende Gleichung (1) berechnet. Die Schaltzeit T₁ wird konkret durch Berechnungen beim Entwerfen und Testen von tatsächlichen Vorrichtungen bestimmt, so dass das Schalten der Wischgeschwindigkeit gleichförmig ausgeführt wird. $α = (S_{2} - S_{1}) {/T}_{1}$
Die Änderungsrate α kann ein Wert sein, der vorab bestimmt ist. Wenn der Wischerschalter 50 betätigt wird, wird die Wischgeschwindigkeit allmählich entsprechend der Änderungsrate α geändert, und wenn die Nach-Änderungs-Sollgeschwindigkeit nach Änderung erreicht worden ist, endet die Verarbeitung der Änderung der Geschwindigkeit. In einem derartigen Fall variiert die Schaltzeit T₁ entsprechend der Differenz in den Sollgeschwindigkeiten vor und nach dem Ändern. Weiterhin kann, anders als in einer linearen Form wie gemäß 3, die Änderungsrate α derart variiert werden, dass die Form einer Kurve gezeigt wird, die sich entsprechend der Zeit oder Position ändert.
In einem Fall, in dem der Zeitpunkt T₁ zu dem der Wischerschalter 50 von der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition auf die Hochgeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition geschaltet wird, nahe an dem Zeitpunkt ist, zu dem die Wischerblätter 28, 30 an den oberen Umkehrungspositionen P1 (oder den unteren Umkehrungspositionen P2 beim Hochgeschwindigkeitswischen) ankommen, gibt es Bedenken, dass die Wischerblätter die oberen Umkehrungspositionen P1 (oder die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens) erreichen, bevor die tatsächliche Wischgeschwindigkeit die Nach-Schalten-Sollgeschwindigkeit erreicht.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie es in 3 gezeigt ist, ein Bereich einer vorbestimmten Zeit, die den Zeitpunkt aufweist, zu dem die Wischerblätter 28, 30 die oberen Umkehrungspositionen P1 (oder die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens) erreichen, oder ein Bereich vorbestimmter Positionen der Wischerblätter 28, 30 als eine Schaltunterbindungsregion 96 eingestellt. In einem Fall, in dem der vorbestimmte Zeitpunkt t1 innerhalb der Schaltunterbindungsregion 96 ist, wird das Ändern der Wischgeschwindigkeit von dem Zeitpunkt t1 nicht ausgeführt, und bis zum Erreichen der oberen Umkehrungspositionen P1 (oder der unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens) werden die Wischerblätter 28, 30 betrieben, um unter Verwendung des Vor-Schalten-Sollgeschwindigkeitskennfelds 92 als die Befehlswerte betrieben. Dann, wenn die Wischerblätter 28, 30 die oberen Umkehrungspositionen P1 (oder die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens) erreichen, wird die Steuerung auf die Steuerung der Wischgeschwindigkeit umgeschaltet, die das Sollgeschwindigkeitskennfeld 90, das das Nach-Schalten-Sollgeschwindigkeitskennfeld ist, für die Befehlswerte verwendet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in einem Fall, in dem der Wischerschalter 50 während des Wischbetriebs betätigt wird, während die Wischerblätter 28, 30 zwischen den oberen Umkehrungspositionen P1 und den unteren Umkehrungspositionen P2 beim Hochgeschwindigkeitswischen (oder den unteren Umkehrungspositionen P3 beim Niedriggeschwindigkeitswischen) sind, die Sollgeschwindigkeit entsprechend der Änderungsrate α der Sollgeschwindigkeit, wie sie durch die vorstehende Gleichung (1) ausgedrückt ist, allmählich geändert, und wird die tatsächliche Wischgeschwindigkeit entsprechend dieser Änderung in der Sollgeschwindigkeit geändert. Jedoch erreichen in einem Fall, in dem der Zeitpunkt (Timing), zu dem der Wischerschalter 50 betätigt wird, wenn die Wischerblätter 28, 30 nahe an den oberen Umkehrungspositionen P1 (den unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens oder die unteren Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens) gelangt sind, bei der allmählichen Änderung der Wischgeschwindigkeit entsprechend der Änderungsrate α, bevor die Wischgeschwindigkeit die Nach-Schalten-Sollgeschwindigkeit erreicht, die Wischerblätter 28, 30 die Umgebungen der oberen Umkehrungspositionen P1 (der unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens oder die unteren Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens). Als Ergebnis gibt es an den oberen Umkehrungspositionen P1 (den unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens oder den unteren Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens) Fälle, in denen die Wischerblätter 28, 30 sich überlappen, und gibt es Fälle, in denen der Anwender den Eindruck gewinnt, dass bei dem Betrieb der Wischervorrichtung 10 etwas nicht stimmt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, in einem Fall, in dem der Zeitpunkt, zu dem der Wischerschalter betätigt wird, innerhalb der Schaltunterbindungsregion 96 ist, zu der Zeit, zu der die Wischerblätter 28, 30 die oberen Umkehrungspositionen P1 (die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens oder die unteren Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens) erreichen, durch Schalten des Sollgeschwindigkeitskennfelds, das bei der Steuerung verwendet wird, eine Unordnung im Wischbetrieb, das eine Änderung der Wischgeschwindigkeit in den Umgebungen der oberen Umkehrungspositionen P1 (der unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens oder der unteren Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens) begleitet, verhindert.
Der Bereich der Schaltunterbindungsregion 96 variiert entsprechend den Spezifikationen der Wischervorrichtung 10. Jedoch beginnt als ein Beispiel die Schaltunterbindungsregion 96 von einer Zeit, die eine Zeitgröße ist, die der Schaltzeit T₁ entspricht, oder die mehr als die Zeitgröße ist, bevor die Wischerblätter 28, 30 die oberen Umkehrungspositionen P1 (die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens oder die unteren Umkehrungspositionen P3 während des Niedriggeschwindigkeitswischens) erreichen.
Es sei bemerkt, dass obwohl die horizontale Achse in 3 die Zeit ist, die horizontale Achse Positionen der Wischerblätter 28, 30 zeigen können, die auf dem Drehwinkel der Ausgangswelle 32 des Wischermotors 18 beruhen, die durch den absoluten Winkelsensor 54 erfasst werden. In einem derartigen Fall beginnt die Schaltunterbindungsregion 96 von den Positionen der Wischerblätter 28, 29, die bei der Zeitgröße, die der Schaltzeit T₁ entspricht, sind, oder die mehr als die Zeitgröße sind, bevor die Wischerblätter die oberen Umkehrungspositionen P1 (die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens) erreichen.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Wischgeschwindigkeitsänderungsverarbeitung der Wischervorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In Schritt 400 wird eine Drehungssteuerung ausgeführt, die auf einem Befehlssignal beruht, das der Position des Wischerschalters 50 entspricht.
In Schritt 402 wird beurteilt, ob der Wischerschalter 50 betätigt worden ist und eine Änderung in dem Befehlssignal aufgetreten ist. In dem Fall einer negativen Beurteilung wird die Verarbeitung von Schritt 400 fortgesetzt. In dem Fall einer positiven Beurteilung wird in Schritt 404 beurteilt, ob der Zeitpunkt, zu dem der Wischerschalter 50 betätigt worden ist, oder die Positionen der Wischerblätter 28, 30 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Wischerschalter 50 betätigt worden ist, außerhalb der Schaltunterbindungsregion 96 sind oder nicht.
In dem Falle einer positiven Beurteilung in Schritt 404 wird die Wischgeschwindigkeit in Schritt 406 geändert. In Schritt 408 wird beurteilt, ob die tatsächliche Wischgeschwindigkeit der Wischerblätter 28, 30 die Nach-Änderungs-Wischgeschwindigkeit erreicht hat oder nicht. In dem Falle einer negativen Beurteilung wird die Änderung der Wischgeschwindigkeit in Schritt 406 fortgesetzt. In dem Falle einer positiven Beurteilung kehrt die Verarbeitung zurück.
In dem Falle einer negativen Beurteilung in Schritt 404 wird in Schritt 410 beurteilt, ob die Wischerblätter 28, 30 die oberen Umkehrungspositionen P1 oder die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens erreicht haben oder nicht. In dem Fall einer negativen Beurteilung in Schritt 410 wird der Wischbetrieb zu der Vor-Änderungs-Wischgeschwindigkeit fortgesetzt, bis die Wischerblätter 28, 30 die oberen Umkehrungspositionen P1 oder die unteren Umkehrungspositionen P2 während des Hochgeschwindigkeitswischens erreichen. In dem Falle einer positiven Beurteilung in Schritt 410 wird die Wischgeschwindigkeit in Schritt 412 an den Umkehrungspositionen geändert und kehrt die Verarbeitung zurück.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Fall, in dem der Zeitpunkt, zu dem der Wischerschalter betätigt ist, nahe an den Umkehrungspositionen ist, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wischerblätter 28, 30 die Umkehrungspositionen erreichen, eine Steuerung ausgeführt, die die Wischgeschwindigkeit auf der Grundlage der Betätigung des Wischerschalters 50 ändert. Aufgrund dieser Steuerung kann ein Pendeln des Wischbetriebs der Wischerblätter in den Umgebungen der Umkehrungspositionen unterdrückt werden, und kann die Wischgeschwindigkeit der Wischerblätter gleichförmig geändert werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in dem Punkt, dass ein Wischermotor 118 ein bürstenloser Gleichstrommotor ist. Jedoch sind die anderen Strukturen dieselben wie diejenigen gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel, weshalb eine ausführliche Beschreibung davon entfällt.
5 zeigt ein Blockschaltbild, das den Überblick über ein Beispiel für den Aufbau einer Wischersteuerungsschaltung 122 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die in 5 gezeigte Wischersteuerungsschaltung 122 weist eine Antriebsschaltung 126, die eine an den Anschlüssen der Spulen des Wischermotors 118 anzulegende Spannung erzeugt, und einen Mikrocomputer 124 auf, der das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente steuert, die die Antriebsschaltung 126 aufbauen.
Der Mikrocomputer 124 greift auf Sollgeschwindigkeitskennfelder zu, die in einem Speicher 160 gespeichert sind und Drehgeschwindigkeiten des Wischermotors 118 entsprechend den Positionen der Wischerblätter 28, 30 vorgeben, und steuert die Antriebsschaltung 126 derart, dass die Drehung des Wischermotors 118 eine Drehgeschwindigkeit entsprechend den spezifizierten Positionen der Wischerblätter 28, 30 wird. In einem Fall, in dem eine Abweichung zwischen der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 32, die anhand des durch den absoluten Winkelsensor 54 erfassten Drehwinkels berechnet wird, und der den Positionen der Wischerblätter 28, 30 entsprechenden Drehgeschwindigkeit auftritt, wird diese Abweichung beseitigt und wird die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 32 gesteuert.
Ein Rotor 172 des Wischermotors 118 ist durch drei Permanentmagneten mit jeweils S-Pol und N-Pol aufgebaut. Das Magnetfeld des Rotors 172 wird durch einen Hall-Sensor 170 erfasst. Der Hall-Sensor 170 kann das Magnetfeld eines Sensormagneten, der separat von dem Rotor 172 vorgesehen ist, entsprechend den Polaritäten der Permanentmagneten des Rotors 172 erfassen. Der Hall-Sensor 170 erfasst das Magnetfeld 172 oder den Sensormagneten als ein Magnetfeld, das die Position des Rotors 172 ausdrückt.
Der Hall-Sensor 170 ist ein Sensor, der die Position des Rotors 172 durch Erfassung des durch den Rotor 172 oder den Sensormagneten geformten Magnetfeldes erfasst. Der Hall-Sensor 170 weist drei Hall-Elemente auf, die den jeweiligen Phasen von U, V und W entsprechen. Der Hall-Sensor 170 gibt Änderungen in dem Magnetfeld, die durch die Drehung des Rotors 172 erzeugt werden, als ein Signal der Änderungen in einer Spannung aus, die eine Sinuswelle annähert.
Das Signal, dass der Hall-Sensor 170 ausgibt, wird in den Mikrocomputer 124 eingegeben, der die Steuerungsschaltung ist. Der Mikrocomputer 124 ist eine integrierte Schaltung, und die elektrische Leistung, die aus der Batterie 50, die die Leistungsquelle ist, zugeführt wird, wird durch eine Bereitschaftsschaltung 150 gesteuert.
Das analoge Wellenformsignal, das aus dem Hall-Sensor 170 in den Mikrocomputer 124 eingegeben wird, wird in einen Hall-Sensor-Flankenerfassungsabschnitt 156 eingegeben, der innerhalb des Mikrocomputers 124 ist und der eine Schaltung wie einen Vergleicher aufweist, der analoge Signale in digitale Signale umwandelt. An dem Hall-Sensor-Flankenerfassungsabschnitt 156 wird die eingegebene analoge Wellenform in eine digitale Wellenform umgewandelt, und die Flankenabschnitte werden anhand der digitalen Wellenform erfasst.
Informationen bezüglich der digitalen Wellenform und der Flanken werden in einem Motorpositionsschätzabschnitt 154 eingegeben, und die Position des Rotors 172 wird berechnet. Information bzgl. der berechneten Position des Rotors 172 wird in einen Elektrizitätsleistungssteuerungsabschnitt 185 eingegeben.
Weiterhin wird ein Signal zum Anweisen der Drehgeschwindigkeit des Wischermotors 118 (des Rotors 172) aus dem Wischerschalter 50 in einen Befehlswertberechnungsabschnitt 152 des Mikrocomputers 124 eingegeben. Der Befehlswertberechnungsabschnitt 152 extrahiert aus dem aus dem Wischerschalter 50 eingegebenen Signal den Befehl in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit des Wischermotors 118 und gibt den Befehl in den Speisungssteuerungsabschnitt 158 ein.
Der Speisungssteuerungsabschnitt 158 berechnet die Phasen der Spannung, die sich entsprechend der Position des Rotors 172 ändern, die durch den Motorpositionsschätzabschnitt 154 berechnet wird, und bestimmt auf der Grundlage der berechneten Phasen und der durch den Wischerschalter 50 angewiesenen Drehgeschwindigkeit des Rotors 172 den Antriebstastgrad. Weiterhin erzeugt der Speisungssteuerungsabschnitt 158 ein PWM-Signal, das ein Impulssignal entsprechend dem Antriebstastgrad ist, und führt eine PWM-Steuerung aus, die das PWM-Signal zu der Antriebsschaltung 126 ausgibt.
Die Antriebsschaltung 126 ist durch einen dreiphasigen (U-Phase, V-Phase, W-Phase) Wechselrichter aufgebaut. Wie es in 5 gezeigt ist, weist die Antriebsschaltung 126 drei N-Kanal-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) 174U, 174V, 174W (die nachstehend als „FETs 174U, 174V, 174W“ bezeichnet sind), die jeweils als oberstufige Schaltelemente dienen, und drei N-Kanal-Feldeffekttransistoren 176U, 176V, 176W (die nachstehend als „FETs 176U, 176V, 176W“ bezeichnet sind), die jeweils als unterstufige Schaltelemente dienen. Es sei bemerkt, dass in Fällen, in denen es keinen Bedarf zum individuellen Unterscheiden zwischen den jeweiligen FETs 174U, 174V, 174W und den FETs 176U, 176V, 176W gibt, diese gemeinsam als „FETs 174“ und „FETs 176“ bezeichnet sind, und wenn es einen Bedarf gibt, diese individuell zu unterscheiden, werden diese durch Anhängen des Buchstabens „U“, „V“, „W“ daran bezeichnet.
Von den FETs 174 und den FETs 176 sind die Source des FET 174U und der Drain des FET 176U mit dem Anschluss einer Spule 140U verbunden, und sind die Source des FET 174V und der Drain des FET 176V mit dem Anschluss einer Spule 140V verbunden und sind die Source des FET 174W und der Drain des FET 176W mit dem Anschluss einer Spule 140W verbunden.
Die Gates des FET 174 und des FET 176 sind mit dem Speisungssteuerungsabschnitt 158 verbunden, und das PWM-Signal wird eingegeben. Wenn ein H-Pegel-PWM-Signal in die Gates der FETs 174 und der FETs 176 eingegeben wird, werden die FETs 174 und die FETs 176 eingeschaltet, und fließt ein Strom von den Drains zu den Sources. Weiterhin werden, wenn ein L-Pegel-PWM-Signal in die Gates eingegeben wird, die FETs 174 und die FETs 176 ausgeschaltet, und gelangen in Zustände, in denen kein Strom von den Drains zu den Sources davon fließt.
Weiterhin sind die Batterie 80, eine Störungsverhinderungsspule 82, die Glättungskondensatoren 84A, 84B und dergleichen an der Wischersteuerungsschaltung 122 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut. Die Batterie 80, die Störungsverhinderungsspule 82 und die Glättungskondensatoren 84A, 84B bilden im Wesentlichen eine Gleichstromleistungsquelle. Es sei bemerkt, dass, obwohl in 5 nicht veranschaulicht, ein Spannungssensor, der die Spannung der Batterie 80 erfasst, ein Stromsensor, der einen Motorstrom erfasst, der der Strom der Spule 140 des Wischermotors 118 ist, ein Thermistor zu Erfassung der Temperatur des Substrats, auf der die Wischersteuerungsschaltung 122 angeordnet ist, und dergleichen angeordnet sind.
6A zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das ein Beispiel für ein Muster eines Speisens der Spulen 140U, 140V, 140W in einer Hochdrehmoment-Drehungssteuerung veranschaulicht. In 6A zeigen Speisungen 102U, 102V, 102W und Speisungen 104U, 104V, 104W, die durch Rechtecke gezeigt sind, die Zeitsteuerungen des Speisens der Spulen 140U, 140V, 140W. In 6A und 6B sind die Speisungen 102U, 102V, 102W und die Speisungen 104U, 104V, 104W zur Vereinfachung durch Rechtecke gezeigt, jedoch wird bei den tatsächlichen Speisungen eine Spannung, die in Form von Impulsen durch PWM moduliert wird, an die Spulen 140U, 140V, 140W angelegt. Es sei bemerkt, dass die Einheitszeit in 6A und B (beispielsweise das Intervall von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1) die Zeit ist, über die der Rotor 127 sich um einen elektrischen Winkel von 60° dreht. Weiterhin sind die Zeitsteuerungen der Speisungen in 6A Zeitsteuerungen, die den Positionen der Magnetpole des Rotors 172 entsprechen, die durch den Hall-Sensor 170 erfasst werden.
Von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1 sind der FET 174W und der FET 176V ein, und wird Strom von der Spule 140 W zu der Spule 140V geleitet. Von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 sind der FET 174U und der FET 176V ein, und wird Strom von der Spule 140U zu der Spule 140V geleitet. Von dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t3 sind der FET 174U und der FET 176W ein, und wird Strom von der Spule 140U zu der Spule 140W geleitet. Von dem Zeitpunkt t3 bis zu dem Zeitpunkt t4 sind der FET 174V und der FET 176W ein, und wird Strom von der Spule 140V zu der Spule 140W geleitet. Von dem Zeitpunkt t4 bis zu dem Zeitpunkt t5 sind der FET 174V und der FET 176U ein, und wird Strom von der Spule 140V zu der Spule 140U geleitet. Von dem Zeitpunkt t5 bis zu dem Zeitpunkt t6 sind der FET 174W und der FET 176U ein, und wird Strom von der Spule 140W zu der Spule 140U geleitet. Von dem Zeitpunkt t6 bis zu dem Zeitpunkt t7 sind der FET 174W und der FET 176V ein, und wird Strom von der Spule 140W zu der Spule 140V geleitet. Von dem Zeitpunkt t7 bis zu dem Zeitpunkt t8 sind der FET 174U und der FET 176V ein, und wird Strom von der Spule 140U zu der Spule 140V geleitet.
6B zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das ein Beispiel für ein Muster von Leiten von Strom zu den Spulen 140U, 140V, 140W in einer Hochdrehungssteuerung veranschaulicht. In 6B werden Speisungen 106U, 106V, 106W, 108U, 108V, 108W zu Zeitsteuerungen ausgeführt, zu denen die Speisungszeitsteuerungen jeweils um tα gegenüber den Speisungen 102U, 102V, 102W, 104U, 104V, 104W gemäß 6A früher sind (vorgeschoben sind). Da tα entsprechend den Spezifikationen und dergleichen des Wischermotors differiert, wird tα konkret durch Simulationen beim Entwurf und beim Testen durch Verwendung tatsächlicher Vorrichtungen bestimmt.
Im Allgemeinen ist es bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor in einem Fall, in dem die Ausgangswelle mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, effektiv, den elektrischen Winkel der Zeitsteuerung des Leitens von Strom zu den jeweiligen Phasen U, V, W vorzuschieben. Weiterhin wird bei Steuerung des Motorstroms, während das Drehmoment der Ausgangswelle gewährleistet wird, Strom zu den jeweiligen Phasen U, V, W zu Zeitsteuerungen zugeführt, die den Positionen der Magnetpole des Rotors 172 entsprechen, die durch den Hall-Sensor 170 erfasst werden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden in einem Fall, in dem die Ausgangswelle 32 des Wischermotors 118 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, wie es in 6B gezeigt ist, die Speisungszeitsteuerungen vorgeschoben. Bei Steuerung des Motorstroms, während das Drehmoment der Ausgangswelle gewährleistet wird, wird, wie es in 6A gezeigt ist, Strom zu den jeweiligen Phasen U, V, W zu Zeitsteuerungen geleitet, die den durch den Hall-Sensor 170 erfassten Positionen der Magnetpole des Rotors 172 entsprechen. Es sei bemerkt, dass in einem Fall, in dem Strom zu den jeweiligen Phasen U, V, W zu Zeitsteuerungen geleitet wird, die gegenüber den in 6A gezeigten Speisungszeitsteuerungen verzögert sind, es Fälle gibt, in denen das Drehmoment der Ausgangswelle 32 des Wischermotors 118 sich weiter verbessert. Jedoch gibt es in einem Fall, in dem der Motorstrom ansteigt und weiter der Verzögerungswinkel der Speisungszeitsteuerung übermäßig groß ist, Bedenken, dass der Wischermotor 118 nicht in der Lage sein wird, die Drehung der Ausgangswelle 32 beizubehalten, und dass ein Synchronitätsverlust auftreten wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in einem Fall, in dem der Wischerschalter 50 auf der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition ist, die Niedrigdrehungssteuerung ausgeführt, und in einem Fall, in dem der Wischerschalter 50 auf der Hochgeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition ist, eine Hochdrehungssteuerung ausgeführt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird in der Niedrigdrehungssteuerung, selbst wenn das Drehmoment der Ausgangswelle 32 des Wischermotors 18 groß gemacht wird, der Motorstrom stärker als in der Hochdrehungssteuerung unterdrückt. Zu der Zeit, zu der die Wischervorrichtung 10 startet, wird in der Mehrheit der Fälle der Wischerschalter 50 von der Speicherungs- (Stopp-) Betriebsartauswahlposition zu der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition geschaltet. Jedoch gibt es Fälle, in denen unmittelbar nach dem Start der Wischervorrichtung 10 ein Hindernis wie angesammelter Schnee oder dergleichen auf der Windschutzscheibe 12 vorhanden ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zur Entfernung eines derartigen Hindernisses durch Wischen die Niedrigdrehungssteuerung ausgeführt, die das Drehmoment der Ausgangswelle 32 des Wischermotors in der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart vergrößert, bei der eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie unmittelbar nach dem Starten ausgewählt wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in einem Fall, in dem der Wischerschalter 50 von der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition auf die Hochgeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition geschaltet wird, der Tastgrad der Spannung, die an die Spule des Wischermotors 118 angelegt wird, allmählich erhöht, und wird die Speisungszeitsteuerung allmählich vorgeschoben, und wird die Steuerung von der Niedrigdrehungssteuerung auf die Hochdrehungssteuerung geschaltet.
Weiterhin wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Fall, in dem der Wischerschalter 50 von der Hochgeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition auf die Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart-Auswahlposition geschaltet wird, der Tastgrad der Spannung, die an die Spule des Wischermotors 118 angelegt wird, allmählich verringert, und wird die Speisungszeitsteuerung allmählich verzögert, und wird die Steuerung von der Hochdrehungssteuerung auf die Niedrigdrehungssteuerung geschaltet.
Weiterhin wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, in einem Fall, in dem der Zeitpunkt, zu dem der Wischerschalter betätigt wird, nahe an den Umkehrungspositionen ist, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wischerblätter 28, 30 die Umkehrungspositionen erreichen, eine Steuerung ausgeführt, um auf eine Wischgeschwindigkeit zu ändern, die auf die Betätigung des Wischerschalters 50 basiert. Aufgrund dieser Steuerung kann ein Pendeln des Wischbetriebs der Wischerblätter in den Umgebungen der Umkehrungspositionen unterdrückt werden, und kann die Wischgeschwindigkeit der Wischerblätter gleichförmig geändert werden.
Die Offenbarung der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-017774 ist in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
Alle Veröffentlichungen, Patentanmeldungen und technische Standards, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, sind durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung zu demselben Ausmaß einbezogen, als wenn derartige individuelle Publikationen, Patentanmeldungen oder technische Standards spezifisch und individuell als durch Bezugnahme einbezogen angegeben sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017017774 [0081]

Claims

Wischervorrichtung mit einem Wischermotor (18), der Wischerblätter (28, 30) zum Hin- und Herwischen durch Drehung einer Ausgangswelle (32) betreibt, und einem Steuerungsabschnitt (174), der eine Drehung des Wischermotors (18) entsprechend einem Befehlssignal steuert, und der in einem Fall, in dem das Befehlssignal in einem Zustand geändert wird, in dem die Wischerblätter (28, 30), die sich im Verlauf eines Hin- und Herwischbetriebs befinden, in einer Schaltunterbindungsregion positioniert sind, der vor Umkehrungspositionen der Hin- und Herwischbetriebe ist, die Drehung des Wischermotors (18) entsprechend einem Vor-Änderungsbefehlssignal steuert, bis die Wischerblätter (28, 30) die Umkehrungspositionen erreichen, und der zu einer Zeit, zu der die Wischerblätter (28, 30) sich an den Umkehrungspositionen umkehren, die Drehung des Wischermotors (18) auf der Grundlage des Nach-Änderungsbefehlssignal steuert.
Wischervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem das Befehlssignal in einem Zustand geändert wird, in dem die Wischerblätter (28, 30), die sich in dem Verlauf des Hin- und Herwischbetriebs befinden, in einer Region außerhalb der Schaltunterbindungsregion positioniert sind, der Steuerungsabschnitt (124) eine Steuerung ausführt, die allmählich eine Drehgeschwindigkeit von einer Drehgeschwindigkeit, die dem Vor-Änderungs-Befehlssignal entspricht, auf eine Drehgeschwindigkeit allmählich ändert, die dem Nach-Änderungs-Befehlssignal entspricht.
Wischervorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Zeit, während der die Drehgeschwindigkeit allmählich geändert wird, oder eine Rate einer Änderung der Drehgeschwindigkeit, mit der die Drehgeschwindigkeit allmählich geändert wird, vorab bestimmt ist.
Wischervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Schaltunterbindungsregion derart eingestellt ist, dass sie an Positionen der Wischerblätter (28, 30) startet, die einer Zeitgröße entsprechen, die einer Schaltzeit entspricht, die benötigt wird, um die Drehgeschwindigkeit allmählich zu ändern, oder die länger als diese Zeitgröße sind, vor einer Zeit, zu der die Wischblätter (28, 30) die Umkehrungspositionen erreichen.
Wischervorrichtung nach Anspruch 4, mit einem Drehwinkelerfassungsabschnitt (54), der einen Drehwinkel der Ausgangswelle (32) erfasst, wobei der Steuerungsabschnitt (124) auf der Grundlage des durch den Drehwinkelerfassungsabschnitt (54) erfassten Drehwinkels Positionen der Wischerblätter (28, 30) und eine Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle (32) berechnet, und auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle (32) und einer vorbestimmten Änderungsrate der Drehgeschwindigkeit die Schaltzeit berechnet, und auf der Grundlage der Positionen der Wischerblätter (28, 30) und der Schaltzeit beurteilt, ob die Wischerblätter (28, 30) in der Schaltunterbindungsregion positioniert sind oder nicht.