JP2002264773A

JP2002264773A - 対向払拭型ワイパ装置の制御方法

Info

Publication number: JP2002264773A
Application number: JP2001063204A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Amagasa; 俊之天笠; Katsuhiko Kawabata; 克彦川端; Toru Furusawa; 透古沢; Tamotsu Iwasaki; 保岩崎
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】対向払拭型ワイパ装置において、払拭動作中
に電源供給が停止した場合であっても、再起動後に混乱
なく通常動作に復帰させる。【解決手段】別個のモータにて左右のワイパブレード
２ａ，２ｂを駆動させ、ワイパ制御装置により、モータ
ユニットから出力される絶対位置信号と相対位置信号に
基づいてワイパブレードの動作制御を行う。ワイパ制御
装置の電源投入時に絶対位置信号が未入力の場合には、
正常作動時に下側に位置するワイパブレードを、他方の
ワイパブレードに先行させて下反転位置に移動させる
（図７（ｂ））。先行駆動されたワイパブレードの絶対
位置信号が入力後、他方のワイパブレードを下反転位置
に移動させる（図７（ｃ））。両ワイパブレードの位置
情報がリセットされ（図７（ｄ））正確な位置情報が取
得される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ワイパ装置
の制御技術に関し、特に、対向払拭型のワイパ装置に適
用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フロントガラスの大型化に伴う払拭面積
増大や横方向の視界向上のため、フロントガラスの左右
両端側にワイパアームの回転中心を配し、フロントガラ
スの両サイドから中央に向かってワイパブレード（以
下、適宜ブレードと略記する）が作動するいわゆる対向
払拭型のワイパ装置が採用されてきている。

【０００３】この種の対向払拭型のワイパ装置として
は、従来より、車両中央部に１個のワイパ駆動用のモー
タを配置し、リンク機構を介して左右のワイパブレード
を対向作動させる構成のものが知られている。しかしな
がら、ブレードを１個のモータで駆動しようとすると、
ほぼ車両の全幅に等しい駆動機構を要し、機構が大がか
りとなり、かつその重量も大きくなるという問題があ
る。そこで、左右のブレードをそれぞれ別個にモータ駆
動し、装置の小型化、軽量化を図る方式が検討され、実
用化が図られている。

【０００４】ところが、左右のブレードを別個のモータ
にて駆動すると、モータ特性の違いや負荷変動によるモ
ータ速度の変化により両ブレードの動きが同期しなくな
るおそれがある。かかる非同期状態が生じると、左右の
ブレードの動きがバラバラとなり、ブレード同士が干渉
してしまうという問題が生じる。そこで、このような問
題を解決すべく、特開平１１−３０１４０９号公報に
は、他方のブレードの位置角度を見ながらモータを個別
に制御してブレードをスムーズに駆動させる方式が提案
されている。

【０００５】この場合、モータ側からは、その回転に伴
って相対位置信号が出力されると共に、ブレードが下反
転位置に至ると絶対位置信号が出力される。これらの信
号はＣＰＵを備えたワイパ制御装置に入力され、このワ
イパ制御装置では、絶対位置信号が入力された後に取得
した相対位置信号のパルス数をカウントすることで、両
ブレードの現在の位置角度を検出している。また、左右
のブレード間には、予め目標角度差が設定されており、
検出した位置角度から算出された両ブレードの位置角度
差と目標角度差が比較される。そして、両者の差が小さ
くなるように左右のモータが個別に制御され、両ブレー
ドが当接することなく払拭動作を行うようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなワイパ装置では、払拭動作中にイグニッションスイ
ッチ（以下、ＩＧスイッチと略記する）が切られた場合
など、バッテリーからワイパ制御装置への電源供給が断
たれると、ブレードが払拭途中で停止すると共に、ブレ
ード位置に関する位置情報も消失してしまう場合があ
る。このため、かかる状態で電源を投入して再起動する
と、正確な位置情報に基づかずに払拭動作を行おうとす
るため、ワイパ動作がうまく制御されずブレード同士が
衝突してしまうおそれがあるなどの問題があった。

【０００７】また、特に何らかの原因により、電源再投
入前にブレード位置が入れ替わってしまった場合には、
再起動後に「入れ替わり」の情報を持たずにブレードが
駆動されるため、ブレード同士の衝突が生じ易い。さら
に、この場合には、ワイパ制御装置は「入れ替わり」の
認識がないため、ブレードが作動しない理由が把握でき
ず、衝突後もモータを駆動させ続けるおそれがある。か
かる状態が繰り返し続けられると、モータや駆動機構に
負荷がかかりシステム故障の原因ともなるという問題も
あった。

【０００８】本発明の目的は、対向払拭型ワイパ装置に
おいて、払拭動作中に電源供給が停止した場合であって
も、再起動後に混乱なく通常動作に復帰させることにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の対向払拭型ワイ
パ装置の制御方法は、それぞれ別個のモータによって駆
動される左右のワイパブレードと、前記ワイパブレード
が所定の位置に存在するとき出力される絶対位置信号と
前記モータの回転に伴って出力される相対位置信号に基
づいて前記ワイパブレードの動作を制御するワイパ制御
装置とを有してなる対向払拭型ワイパ装置の制御方法で
あって、前記ワイパ制御装置に電源が投入された際に前
記ワイパ制御装置が前記絶対位置信号を取得していない
場合には、前記ワイパ制御装置が前記両ワイパブレード
に係る前記絶対値信号を取得するまで、前記両ワイパブ
レードを片方ずつ駆動させることを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、払拭動作中にワイパ制御
装置への電源供給が断たれブレードの位置情報を消失し
てしまっても、再起動時に再び正確な位置情報を取得す
ることができる。従って、ブレード同士の衝突などを起
こすことなく、ワイパ装置を通常の制御形態に復帰でき
る。

【００１１】また、前記制御方法において、先行して駆
動された前記ワイパブレードに係る前記絶対位置信号が
前記ワイパ制御装置に入力される以前に前記相対位置信
号の入力が停止した場合には、前記先行駆動されたワイ
パブレードを駆動開始時の位置まで戻すと共に他方側の
前記ワイパブレードを駆動させ、前記他方側のワイパブ
レードに係る前記絶対位置信号が入力された場合には、
前記駆動開始位置に戻されたワイパブレードを再び駆動
させるようにしても良い。これにより、払拭動作中にワ
イパ制御装置への電源供給が断たれブレードの位置情報
を消失し、さらに、ブレード位置が入れ替わってしまっ
た場合であっても、無理な動作を行うことなく、再起動
時に再び正確な位置情報を取得することができる。

【００１２】さらに、前記制御方法において、前記両ワ
イパブレードに係る前記絶対値信号を取得した後は、前
記ワイパブレードの動作を、上反転位置と下反転位置と
の間で対向的に往復払拭動作を行う通常の動作形態に変
更しても良い。これにより、入れ替わり状態を維持しつ
つブレードを支障なく駆動できると共に、絶対値信号取
得後は速やかに通常の制御形態に復帰させることが可能
となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、対向払拭型ワイパ
装置における駆動系ならびに制御系の概略を示す説明図
である。

【００１４】図１において、符号１は本発明によるワイ
パ制御方法を適用したワイパ装置である。当該ワイパ装
置１は、ＤＲ側とＡＳ側を対向配置しＤＲ側ワイパブレ
ード２ａとＡＳ側ワイパーブレード２ｂ（以下、ブレー
ド２ａ,２ｂと略記する）を下反転位置において上下に
重合させたいわゆる対向払拭型の構成となっている。こ
のワイパ装置１では、ＤＲ側とＡＳ側にそれぞれＤＲ側
モータ３ａとＡＳ側モータ３ｂ（以下、モータ３ａ,３
ｂと略す）が別個に設けられている。

【００１５】モータ３ａ,３ｂはモータユニット１２
ａ，１２ｂに収容されており、ユニット内に設けられた
センサにより相対位置信号や絶対位置信号が出力され
る。すなわち、モータユニット１２ａ，１２ｂからは、
モータの回転に伴って発生するパルス信号からなる相対
位置信号と、ブレード２ａ，２ｂが下反転位置に来たと
きに発せられる絶対位置信号が出力されている。これら
の信号は、ワイパ駆動制御装置１０に送出され、それに
基づき各ブレード２ａ,２ｂの位置情報（位置角度）が
算出され、モータ３ａ，３ｂが各々別個に制御されるよ
うになっている。なお、符号における「ａ,ｂ」は、そ
れぞれＤＲ側とＡＳ側に関連する部材や部分であること
を示している。

【００１６】ブレード２ａ,２ｂには、図示しないブレ
ードラバー部材が取り付けられている。そして、このブ
レードラバー部材を車両のフロントガラス上に密着させ
て移動させることにより、図１に２点鎖線にて示した払
拭領域４ａ,４ｂに存在する水滴等が払拭される。ま
た、ブレード２ａ,２ｂは駆動系３２ａ，３２ｂによっ
て駆動される。駆動系３２ａ，３２ｂは、駆動源として
のモータ３ａ，３ｂと、クランクアーム９ａ,９ｂ、連
結ロッド８ａ,８ｂ、駆動レバー７ａ,７ｂおよびワイパ
アーム６ａ，６ｂからなるリンク機構から構成されてい
る。

【００１７】ブレード２ａ,２ｂは、ワイパ軸５ａ,５ｂ
の先端に固定されるワイパアーム６ａ,６ｂに支持され
ており、左右に揺動運動を行うようになっている。ま
た、ワイパ軸５ａ,５ｂの他端には駆動レバー７ａ,７ｂ
が配設されている。さらに、駆動レバー７ａ,７ｂの端
部には連結ロッド８ａ,８ｂが取り付けられている。こ
の連結ロッド８ａ,８ｂの他端側は、モータ３ａ,３ｂに
よって回転されるクランクアーム９ａ,９ｂの先端部に
接続されている。モータ３ａ,３ｂが回転すると、クラ
ンクアーム９ａ,９ｂが回転し、この動きが連結ロッド
８ａ,８ｂを介して駆動レバー７ａ,７ｂへと伝達され
る。そして、モータ３ａ,３ｂの回転運動がワイパアー
ム６ａ,６ｂの揺動運動に変換される。すなわち、ブレ
ード２ａ，２ｂが駆動系３２ａ，３２ｂによって駆動さ
れる。

【００１８】図２は、駆動系３２ａ，３２ｂにおけるリ
ンク機構の構成を示す説明図である。また、図３はブレ
ードの動作特性を示す説明図であり、横軸はクランクア
ーム回転角度、縦軸はワイパアームの角速度を示してい
る。なお、図２，３ではＤＲ側を例に採って説明してい
るが、ＡＳ側も同様の構成となっている。

【００１９】図２に示すように、ワイパ装置１では、モ
ータ３ａによって駆動されるクランクアーム９ａがＡ→
Ｂ→Ｃと１８０度回転移動することにより、連結ロッド
８ａがＡ’→Ｂ’→Ｃ’と移動する。これに伴い、駆動
レバー７ａもワイパ軸５ａを中心に揺動し、ワイパアー
ム６ａが格納位置Ｚから上反転位置Ｘまで移動し、ブレ
ード２ａの往路動作が行われる。一方、当該ワイパ装置
１では、ワイパアーム６ａの揺動運動は、モータ３ａの
正逆転によって行われる。図２のようなリンク構成で
は、クランクアーム９ａを３６０度回転させて揺動運動
を得ることも可能であるが、ここではモータ３ａの逆転
により、クランクアーム９ａをＣ→Ｂ→Ｅと回転移動さ
せ復路動作を行わせている。

【００２０】払拭動作を継続させる場合には、復路動作
にてクランクアーム９ａをＥ点にて停止させ、そこを下
反転位置Ｙとする。そして、クランクアーム９ａはＥ点
から再び往路方向（正転方向）に駆動され、下反転位置
Ｙから往路動作が開始される。これらの反転動作は、モ
ータ３ａを電気的に逆転制御することによって行われ
る。また、ワイパスイッチがＯＦＦされ払拭動作を停止
させる場合には、復路においてクランクアーム９ａをＥ
点で停止させずＡ点まで駆動する。これにより、ワイパ
アーム６ａおよびブレード２ａは格納位置Ｚまで駆動さ
れ停止状態となる。

【００２１】このようなリンク機構により駆動されるブ
レード２ａは、図３に示すように、その角速度はＡ点か
らＣ点まで略正弦曲線を描いて変化する。なお、図中１
８０度以降の点線は、クランクアーム９ａを逆転させず
に１回転させた場合の角速度変化を示している。図３か
らわかるように、ブレード２ａの角速度は、Ｂ点を過ぎ
た後徐々に低下し、リンク上の死点に当たるＣ点に至り
ゼロとなる。すなわち、ブレード２ａは上反転位置Ｘに
向かって制動がかかり、上反転位置Ｘではリンクが伸び
きり停止状態となった後モータ３ａが逆転され、復路の
払拭動作が行われる。従って、上反転位置Ｘでは、機械
的な停止作用が働き反転動作が行われることになる。

【００２２】これに対し下反転位置Ｙでは、図３からわ
かるように、対応するＥ点においては角速度はゼロには
なっていない。当該ワイパ装置１では、このＥ点にてモ
ータ３ａを電気的に反転させて往路払拭動作へと切り換
えており、クランクアーム９ａはＥ点にて急激な制動を
受ける。従って、ブレード２ａやワイパアーム６ａ、ク
ランクアーム９ａ等の慣性が作用し、ブレード２ａをス
ムーズに反転させることが上反転位置Ｘよりも難しくな
るが、本実施の形態では、モータ３ａはそれを緩和する
ように逆転制御される。

【００２３】モータ３ａ,３ｂは、それぞれ別個に設け
られた駆動回路によって駆動される。この駆動回路はワ
イパ駆動制御装置１０内に格納されており、ＣＰＵ１１
により制御される。ワイパ駆動制御装置１０は、ＣＰＵ
１１を中心として、図示しないＩ／Ｏインターフェース
や、タイマ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等がバスラインを介して互
いに接続されたマイクロコンピュータと、その周辺回路
とから構成される。そして、各モータユニット１２ａ,
１２ｂからの信号を処理し、各モータ３ａ，３ｂに対し
モータ駆動出力信号を送出してその動作を制御する。

【００２４】図４は、モータユニット１２ａの構成を示
す説明図である。なお、モータユニット１２ａはＤＲ側
の装置であるが、その内部の部材、部品等の符号には添
字「ａ」を付さずに示す。また、モータユニット１２ｂ
も図４と同様の構成となっていることは言うまでもな
い。

【００２５】モータユニット１２ａは、モータ３ａとギ
アボックス１３とから構成され、モータ３ａのモータ軸
１４の回転がギアボックス１３内にて減速され、出力軸
１５に出力される。モータ軸１４は、有底筒状のヨーク
１６に回動自在に軸承され、コイルが巻装されたアーマ
チュアコア１７およびコンミテータ１８が取り付けられ
ている。ヨーク１６の内面には複数の永久磁石１９が固
定されている。また、コンミテータ１８には、給電用の
ブラシ２０が摺接している。

【００２６】ヨーク１６の開口側端縁部には、ギアボッ
クス１３のケースフレーム２１が取り付けられている。
モータ軸１４の先端部は、ヨーク１６から突出してケー
スフレーム２１内に収納される。モータ軸１４の先端部
には、ウォーム２２が形成されており、このウォーム２
２には、ケースフレーム２１に回動自在に支持されたウ
ォーム歯車２３が噛合している。このウォーム歯車２３
には、その同軸上に小径の第１ギア２４が一体的に設け
られている。第１ギア２４には、大径の第２ギア２５が
噛合されている。第２ギア２５には、ケースフレーム２
１に回動自在に軸承される出力軸１５が一体に取り付け
られている。なお、図示されないが、モータ軸１４には
前記ウォーム２２に隣接してそのねじ方向とは逆向きの
もう１つのウォームが形成されており、ウォーム歯車２
３、第１ギア２４と同様の減速部材により第２ギア２５
に動力伝達されるようになっている。

【００２７】モータ３ａの駆動力は、ウォーム２２、ウ
ォーム歯車２３、第１ギア２４、第２ギア２５を経て減
速された状態で出力軸１５に出力される。出力軸１５に
は、クランクアーム９ａが取り付けられている。そし
て、モータ３ａの回転により出力軸１５を介してクラン
クアーム９ａが駆動され、前述のようにワイパアーム６
ａが作動する。

【００２８】また、モータ軸１４には、多極着磁マグネ
ット２６（以下、マグネット２６と略記する）が取り付
けられている。これに対しケースフレーム２１内には、
マグネット２６の外周部と対向するように相対位置検出
用ホールＩＣ２７（以下、ホールＩＣ２７と略記する）
が設けられている。図５は、マグネット２６とホールＩ
Ｃ２７の関係およびホールＩＣ２７の出力信号（モータ
パルス）を示す説明図である。

【００２９】ホールＩＣ２７は、図５に示すように、モ
ータ軸１４の中心に対して９０度の角度差を持った位置
に２個（２７Ａ，２７Ｂ）設けられている。当該モータ
３ａでは、マグネット２６は６極に着磁されており、モ
ータ軸１４が１回転すると各ホールＩＣ２７からは６周
期分のパルス出力が得られるようになっている。また、
ホールＩＣ２７Ａ，２７Ｂからは、図５の右側に示すよ
うに、その位相が１／４周期ずれたパルス信号が出力さ
れる。従って、ホールＩＣ２７Ａ，２７Ｂからのパルス
の出現タイミングを検出することにより、モータ軸１４
の回転方向が判別でき、これによりワイパ動作の往路／
復路の判別を行うことができる。

【００３０】さらに、ホールＩＣ２７Ａ，２７Ｂの何れ
か一方のパルス出力の周期からモータ軸１４の回転速度
を検出することができる。モータ軸１４の回転数とブレ
ード２ａの速度との間には、減速比およびリンク動作比
に基づく相関関係が存在しており、モータパルス周期か
らブレード２ａの速度を知ることができる。当該ワイパ
装置１では、ブレード２ａ，２ｂの位置角度（パルス
数）ごとの目標速度を示す速度マップとして、モータパ
ルスの周期マップがＲＯＭに格納されており、これに基
づきブレード速度制御が行われる。

【００３１】一方、第２ギア２５の底面には、絶対位置
検出用マグネット２８（以下、マグネット２８と略記す
る）が取り付けられている。また、ケースフレーム２１
にはプリント基板２９が取り付けられ、その上には、絶
対位置検出用マグネット２８と対向するように絶対位置
検出用ホールＩＣ３０（以下、ホールＩＣ３０と略記す
る）が配設されている。マグネット２８は、第２ギア２
５の底面上に３個設けられており、ブレード２ａが上反
転位置Ｘ、下反転位置Ｙ、格納位置Ｚの各位置に来たと
き、ホールＩＣ３０と対向するようになっている。第２
ギア２５は、前述のようにクランクアーム９ａが取り付
けられ、ブレード２ａを往復動させるため１８０度回転
する。そして、第２ギア２５が回転し、ブレード２ａが
各位置に来るとホールＩＣ３０とマグネット２８が対向
し、パルス信号が出力される。

【００３２】そして、ホールＩＣ２７，３０からのパル
ス出力は、ワイパ駆動制御装置１０に送られ、ＣＰＵ１
１はホールＩＣ３０からのパルス出力を絶対位置信号と
して用いてブレード２ａの位置を認識する。また、ホー
ルＩＣ２７からのパルス信号は、ブレード２ａの相対位
置信号として用いられ、絶対位置信号が得られた後のパ
ルス数をカウントすることにより、ＣＰＵ１１はブレー
ド２ａの現在位置を認識する。

【００３３】すなわち、モータ軸１４の回転数と出力軸
１５の回転数は、減速比に基づく一定関係にあることか
ら、ホールＩＣ２７からのパルス数によって出力軸１５
の回転角度を算出することができる。一方、出力軸１５
の回転角度とブレード２ａの移動角度は、図２に示した
リンク機構に基づき一定の相関関係を有している。従っ
て、ホールＩＣ２７からのパルス数を積算することでブ
レード２ａの移動角度を知ることができる。そこで、ワ
イパ駆動制御装置１０は、ホールＩＣ３０からの各位置
を示す絶対位置信号と、ホールＩＣ２７からのパルス数
の組み合わせによって、ブレード２ａの現在位置を検出
する。

【００３４】このようにしてワイパ駆動制御装置１０は
ブレード２ａ，２ｂの現在位置を認識すると共に、その
データに基づいてモータ３ａ，３ｂを制御する。この場
合、ＣＰＵ１１では、相対位置信号のパルス累積数をそ
のまま位置角度として取り扱い、パルス数に基づいて以
下の処理を行っている。但し、パルス数とブレード２
ａ,２ｂの位置角度θａ,θｂ（deg）との関係を予めマ
ップ等によってＲＯＭに格納しておき、角度（deg）に
よって以下の処理を行っても良い。

【００３５】ＣＰＵ１１では、まず第１に、ブレード２
ａ,２ｂの現在の位置角度（パルス積算数）から、ＤＲ
側,ＡＳ側のそれぞれの立場で見た両ブレード２ａ,２ｂ
間の実際の角度差を算出する。この場合、ＤＲ側,ＡＳ
側のそれぞれの立場で見た実測角度差とは、例えばＤＲ
側では、ＤＲ側ブレード２ａの位置角度を基準としてＡ
Ｓ側ブレード２ｂの位置角度との差を求めることによっ
て得られる角度差（パルス数差）の絶対値である。つま
り、例えばＤＲ側が「１０」パルスの位置角度にあると
きＡＳ側が「４」パルスの位置角度である場合、ＤＲ側
の位置角度からＡＳ側の位置角度を減じて「６」（１０
−４）となる。一方、これをＡＳ側から見ると、ＡＳ側
ブレード２ｂの位置角度を基準として、ＡＳ側の位置角
度からＤＲ側の位置角度を減じて「６」（４−１０＝−
６の絶対値）となる。

【００３６】次に、ＣＰＵ１１は、現在の位置角度にお
ける両ブレード２ａ,２ｂ間の位置角度差の目標値であ
る目標角度差と先に求めた実測角度差とを比較して、現
時点における実測角度差と目標角度差との差を示す角度
差情報を算出する。ここで、比較対象となる目標角度差
は、ＲＯＭに予め格納されたＤＲ側目標角度差マップ３
１ａとＡＳ側目標角度差マップ３１ｂからそれぞれ読み
出される。図６にこれらの構成を示す。図６（ａ）はＤ
Ｒ側の位置角度を基準とした目標角度差を示すＤＲ側目
標角度差マップ３１ａであり、図６（ｂ）はＡＳ側の位
置角度を基準とした目標角度差を示すＡＳ側目標角度差
マップ３１ｂである。

【００３７】図６（ａ）のＤＲ側目標角度差マップ３１
ａを見ると、例えばＤＲ側の位置角度が「１０」パルス
であるときＡＳ側の位置角度目標は「４」パルスであ
り、両者の間の目標角度差は「６」であることがわか
る。従って、例えば「ＤＲ＝１０,ＡＳ＝７」で実測角
度差「３」との位置情報が得られている場合は、目標角
度差に対して「３」（６−３）というＤＲ側角度差情報
を算出する。これは、先行するＤＲ側から見てＡＳ側が
目標位置角度よりも「３」パルス分進んでいる（近付い
ている）状態を表している。

【００３８】これに対し図６（ｂ）のＡＳ側目標角度差
マップ３１ｂでは、前記の例の場合（「ＤＲ＝１０,Ａ
Ｓ＝７」）、ＡＳ側の位置角度が「７」パルスのときＤ
Ｒ側の位置角度目標は「３２」パルスであり、両者の間
の目標角度差は「２５」となる。これに対して、先の例
では実測角度差は「３」（７−１０）であり、目標角度
差に対して「２２」（２５−３））というＡＳ側角度差
情報を算出する。これは、追従するＡＳ側から見てＤＲ
側が目標位置角度よりも「２２」パルス分遅れている
（近付いている）状態を表している。

【００３９】また、当該ワイパ装置１では、上反転位置
Ｘを境に先行側と追従側が逆転する。すなわち、復路に
おいてはＡＳ側がＤＲ側に先行することになる。モータ
３ａ，３ｂでは、下反転位置の絶対位置信号出力後に相
対位置信号のパルス累積数が「１６０」となったとき上
反転位置Ｘとなるように設定されている。そして、復路
では相対位置信号入力ごとにパルス数を「１６０」から
減算して位置角度を算出する。各目標角度差マップ３１
ａ,３１ｂでは、目標角度差が絶対値で示されており、
先行と追従の違いはあるが、復路においても当該マップ
にてブレード２ａ，２ｂの位置制御ができるようになっ
ている。なお、図６のマップはあくまでも一例であり、
マップ形態やその中の数値が図６のものに限定されない
ことは言うまでもない。

【００４０】このように、ワイパ駆動制御装置１０で
は、ＤＲ側とＡＳ側のそれぞれに相手方との対応を有す
るマップを個々に持たせ、移動速度の異なるブレード２
ａ,２ｂを自らの位置角度のみならず他方の位置角度を
も勘案して制御する。そして、何れか一方の側にモータ
３ａまたは３ｂからのパルスが入力されると両モータ３
ａ,３ｂの制御が開始される。

【００４１】一方、ＣＰＵ１１ではさらに、得られた角
度差情報に基づいて各モータ３ａ,３ｂの出力を算出、
決定する。ここでは、先の角度差情報により、目標角度
差と実測角度差との間の差が小さくなるような各モータ
３ａ,３ｂの出力をそれぞれ算出し、それをモータ駆動
出力としてモータユニット１２ａ，１２ｂに送出する。

【００４２】すなわち、ＣＰＵ１１では、先の例によれ
ば、ＤＲ側角度差情報として「３」という値を取得し、
これに基づいて以後のＤＲ側モータ３ａの出力を算出す
る。この場合、取得した角度差情報からＡＳ側が目標値
よりも「３」パルス分近付いていることが認識され、こ
の認識に従い、位置角度差を広げて目標値に近付けるべ
くＤＲ側について現在よりも高い出力（回転数）が算出
される。そして、この出力を実現するようにＤＲ側のモ
ータユニット１２ａに制御信号が送出される。

【００４３】また、ＡＳ側については、先の例によれ
ば、ＡＳ側角度差情報として「２２」という値を取得
し、これに基づいて以後のＡＳ側モータ３ｂの出力を算
出する。この場合、取得した角度差情報からＤＲ側が目
標値よりも「２２」パルス分近付いていることが認識さ
れ、この認識に従い、位置角度差を広げて目標値に近付
けるべくＡＳ側について現在よりも低い出力（回転数）
が算出される。そして、この出力を実現するようにＡＳ
側のモータユニット１２ｂに制御信号が送出される。

【００４４】なお、図６によれば、ＤＲ側とＡＳ側は４
パルス目までは同時に駆動され、その後、５パルス目以
降ではＤＲ側はそのまま駆動されるが、ＡＳ側はＤＲ側
が３２パルスとなるまで４パルスの状態で待機する。つ
まり、ＤＲ側を３２パルスの位置角度まで先行させ、ブ
レード２ａ，２ｂ間に３２パルス分（約３２度）の距離
を持たせる。従って、前述の例（「ＤＲ＝１０,ＡＳ＝
７」）では、ＤＲ側に対してＡＳ側が進みすぎているこ
とになり、ＡＳ側はパルス７の位置角度にて停止し、Ｄ
Ｒ側の進行を待つことになる。

【００４５】次に、ＤＲ側が３２パルスの位置角度に至
ると、ＡＳ側は２７パルスの位置角度まで駆動される。
つまり、ＤＲ側が５〜３１パルスの間停止状態にあった
ＡＳ側は、ＤＲ側が３２パルスとなるとき再始動し、一
気に２７パルスの位置角度まで移動し両者の間の位置角
度差は「５」とされる。その後、ＤＲ側が３７パルスま
ではＡＳ側は２７パルスの位置にとどまり、ＤＲ側が３
８パルスとなると１パルス分進行して２８パルスの位置
に移動する。

【００４６】さらに、図６（ｂ）からわかるように、Ｄ
Ｒ側が４４パルスの位置に至るとＡＳ側は１パルス進ん
で２９パルスの位置へ移動し、ＤＲ側が５０パルスとな
ると３０パルスの位置に移動する。つまり、ＤＲ側のパ
ルスが「３９→４３」あるいは「４５→４９」と積算さ
れる間、ＡＳ側はそれぞれ「２８」、「２９」パルスの
位置で保持される。

【００４７】このように、ワイパ駆動制御装置１０は、
ブレード２ａ,２ｂ間の実測角度差が目標角度差に近付
くように各モータ３ａ,３ｂを独自に制御する。すなわ
ち、両ブレード２ａ,２ｂの位置角度差が目標よりも小
さくなったとき（近付いたとき）は、前述の例のように
先行側の出力を上げ、追従側の出力を下げて目標位置角
度との差を縮めるようにする。また、位置角度差が目標
よりも大きくなったとき（離れたとき）は、先行側の出
力を下げ、追従側の出力を上げ目標位置角度との差を縮
める。このため、外力負荷変動等によりブレード２ａ,
２ｂの位置角度差に変動が生じても、その変動に対して
逐次両方のモータ３ａ,３ｂの出力を可変できるため目
標角度差マップに示された目標位置角度差に速やかに収
束される。従って、ブレード２ａ,２ｂの位置角度差の
バラツキを抑えることが可能となる。

【００４８】また、ワイパ駆動制御装置１０では、目標
角度差による制御に加えてブレード２ａ,２ｂのフィー
ドバック速度制御も行っている。この速度制御は、ホー
ルＩＣ２７Ａ，２７Ｂの何れか一方のパルス出力の周期
を用い、予め定めた速度目標値に基づいてモータ３ａ，
３ｂをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御すること
により行われる。本実施の形態では、ホールＩＣ２７Ａ
からのパルス信号によりブレード２ａの速度を検出し、
前述のようにこれを周期マップと比較することにより、
ブレード２ａ，２ｂが位置角度に応じた目標速度となる
ように制御している。

【００４９】なお、当該ワイパ装置１では、このブレー
ド速度制御ならびに前述の位置角度角度制御について、
いわゆるＰＩＤ制御を採用している。このＰＩＤ制御で
は、モータパルス周期と目標周期の差に対して、Ｐ項
（比例項）、Ｉ項（積分項）、Ｄ項（微分項）を設け、
それぞれに所定のゲイン係数を乗じてモータのdutyを設
定している。これにより、周期差に基づく比例制御単独
の場合に比して、目標値近傍における残留偏差を減じる
と共に（Ｉ項）、周期変化の傾向から追従応答性を判断
して制御を行うので（Ｄ項）、制御性の向上を図ること
ができる。このため、例えば、風圧や積雪等によりブレ
ード速度が変化した場合でも、目標速度を維持すべくモ
ータ３ａ,３ｂに適宜指令が発せられ、ブレード速度は
負荷変動によらず略一定に保たれる。

【００５０】そして、先行側のブレードをＰＩＤ速度制
御すると共に、追従側のブレードに対して、ＰＩＤ速度
制御に加えて、前述の目標角度差マップ３１ａ，３１ｂ
に基づいてＰＩＤ角度差制御を行うことで、より精度の
高い動作制御が可能となる。すなわち、ＰＩＤ制御によ
るブレード速度の安定化に伴い、より正確な角度差制御
を行うことができると共に、角度制御自身もＰＩＤ制御
による高精度の制御形態が実現される。

【００５１】ところで、前述のように、払拭動作中にワ
イパ制御装置１０への電源供給が突然断たれると、ブレ
ードが払拭途中で停止すると共に、ブレード位置に関す
る位置情報も消失する場合がある。この場合、ＩＧスイ
ッチが切られてもワイパ制御装置１０には電源供給を持
続させたり、ＲＡＭ内の位置情報を不揮発性として維持
するなどの対応も考えられるが、何れもバッテリの消耗
やコスト等の面で好ましくない。そこで、本発明におい
ては、再起動時には、絶対位置信号を用いて一旦ブレー
ド位置を確認し、起動時にブレードが下反転位置にいな
い場合には、下反転位置への収束動作を行わせてブレー
ド同士の衝突等のトラブルを回避するようにしている。

【００５２】図７,８は、本発明を適用した対向払拭型
ワイパ装置における再起動時のワイパ動作を示す説明図
であり、図７は通常作動状態からの復帰動作を示し、図
８はブレードの上下関係が入れ替わった状態からの復帰
状態を示している。ここではまず通常作動状態からの復
帰動作について説明する。

【００５３】そこで、払拭動作中にＩＧスイッチが切ら
れ、図７（ａ）のようにブレード２ａ,２ｂが払拭面中
央部にて停止したとする。この状態（ワイパスイッチは
ＯＮ）でＩＧスイッチを再投入すると、従来の制御方式
ではブレード位置を消失して、ブレード２ａ,２の制御
が無秩序に行われるおそれがある。これに対し本発明の
制御方法では、ワイパ制御装置１０はまず、電源再投入
に際し絶対位置信号が入力されているか否かを判定し、
両ブレードの現在状態を確認する。すなわち、何れかの
ブレードの絶対位置信号が入力されていない場合には、
そのブレードが払拭途上にて停止していることを意味し
ており、ワイパ制御装置１０は初めにそれをチェックす
る。そして、絶対位置信号が入っていない場合には、と
もかく両ブレードを一旦下反転位置に戻して位置角度デ
ータのリセットを行う。

【００５４】つまり、図７（ｂ）に示すように、正常作
動時に下側に位置しているＡＳ側ブレード２ｂを、ＤＲ
側ブレード２ａに先行させて下反転位置に向けて移動さ
せる。ブレード２ｂが下反転位置まで移動すると、ワイ
パ制御装置１０にはモータ３ｂ側のホールＩＣ３０から
絶対位置信号が入力される。ワイパ制御装置１０はこれ
を確認した後、上側に位置する他方側のブレード２ａ
（ＤＲ側）を下反転位置に移動させる（図７（ｃ））。
なお、ブレード２ｂが当初から下反転位置におり、ＡＳ
側の絶対位置信号が得られていた場合には、図７（ｂ）
の動作は省略される。

【００５５】ブレード２ａが下反転位置に到達すると、
モータ３ａ側のホールＩＣ３０からの絶対位置信号が得
られる。両ブレード２ａ,２ｂに係る絶対位置信号が得
られ、それらが下反転位置に戻っていることが確認され
ると、ワイパ制御装置１０は位置情報をリセットする。
これにより、ワイパ制御装置１０は、両ブレード２ａ,
２ｂの位置を再び正確に把握することができ、その後は
位置角度に基づき前述の動作制御が実行され、通常の往
路払拭動作が行われる。

【００５６】一方、ブレード位置が入れ替わってしま
い、図８（ａ）のようになった場合には、ブレード２ｂ
を先行作動させるとブレード２ａに衝突する。従来の制
御方式では、この場合も依然としてブレード２ｂを駆動
し続け、駆動系に無理な負担がかかるおそれがある。そ
こで、本発明の制御方法では、ホールＩＣ２７からの相
対位置信号を用いてブレード２ｂの動作をモニタし、ブ
レード同士が衝突した場合には、ブレード２ｂを一旦待
避させて事態の収束を図っている。

【００５７】すなわち、この場合も一旦はブレード２ｂ
をブレード２ａに先行させて下反転位置に向けて移動さ
せるが（図８（ｂ））、移動中にホールＩＣ２７からの
相対位置信号が停止したときには、ブレード２ａの移動
をそこで中止する。つまり、ワイパ制御装置１０は、装
置位置信号が入力されなくなったときには、ブレード同
士が干渉してモータが停止状態となったと判断して、そ
れ以上の無理な動作を回避する（図８（ｃ））。

【００５８】このように動作を中止したブレード２ｂは
その後、図８（ｄ）に示すように、当初の駆動開始位置
まで戻される。そして、ブレード２ｂが駆動開始位置ま
で戻されると、次に、ブレード２ａが下反転位置に向け
て駆動される（図８（ｅ））。ブレード２ａが下反転位
置に移動すると、ワイパ制御装置１０にはモータ３ａ側
のホールＩＣ３０から絶対位置信号が入力される。ワイ
パ制御装置１０はこれを確認した後、ブレード２ａの位
置情報をリセットし、さらに数パルス分駆動してブレー
ド２ｂが下反転位置に来たときにブレード同士が衝突し
ない位置まで格納位置側に引き下げる。

【００５９】ブレード２ａが下反転位置より下位にて停
止した後、駆動開始位置に戻されたブレード２ｂを下反
転位置に向けて再び駆動させる（図８（ｆ））。ブレー
ド２ｂが下反転位置に到達すると、モータ３ｂ側のホー
ルＩＣ３０からの絶対位置信号が得られる。ブレード２
ｂに係る絶対位置信号が得られ、ブレード２ｂが下反転
位置に戻っていることが確認されると、ワイパ制御装置
１０はブレード２ｂの位置情報をリセットする（図８
（ｇ））。これにより、ワイパ制御装置１０は、両ブレ
ード２ａ,２ｂの位置を再び正確に把握することができ
る。

【００６０】このようにして下反転位置にブレード２
ａ,２ｂが戻されるが、この場合、ブレードの上下関係
は通常の場合と逆になっている。ワイパ制御装置１０
は、両ブレード２ａ,２ｂの位置角度を既に把握してい
るため、ここではワイパ制御装置１０は、ブレード入れ
替わり状態を認識してブレードの動作制御を行う。すな
わち、次の往路動作においては、前述のマップ３１ａ,
３１ｂにおけるＤＲ側とＡＳ側を取り替えて、両ブレー
ド２ａ,２ｂが衝突しないように、入れ替わり状態を保
ちつつ上反転位置まで動作させる（図８（ｈ））。そし
て、その後は位置角度に基づき前述の動作制御が実行さ
れ、通常の復路払拭動作が行われる（図８（ｉ）〜
（ｋ））。

【００６１】なお、ワイパスイッチがＯＦＦされブレー
ド２ａ，２ｂが格納位置Ｚに戻った後に電源が切られた
場合、前回の信号を保持していない限り、次回電源投入
時には、ワイパ制御装置１０に下反転位置を示す絶対位
置信号は残っておらず、また、入力もされない。このた
め、前述の制御方法では、一見すると通常始動時にも図
７，８の制御が行われてようにも思われる。しかしなが
ら、当該ワイパ装置１では、格納位置Ｚにおいても絶対
位置信号が出力されるように、第２ギア２５の底面に
は、格納位置検出用のマグネット（図示せず）が取り付
けられている。従って、通常動作時においては、ワイパ
制御装置１０には、電源投入時に格納位置信号が入力さ
れる。これにより、ＩＧスイッチＯＮ時においても前述
のようなブレード制御を行うことなく格納位置にて待機
し、ワイパスイッチＯＮに伴い通常制御が行われる。

【００６２】また、払拭動作中に電源が切られ、その後
ワイパスイッチもＯＦＦされた場合には、ＩＧスイッチ
ＯＮ時には、ワイパスイッチＯＦＦ状態にて、ブレード
が払拭途中で止まったままとなる。そして、その状態か
らワイパスイッチをＯＮにしてブレードを格納しようと
したとき、図７，８のような動作制御が行われる。

【００６３】このように、本発明のワイパ装置制御方法
では、払拭動作中にワイパ制御装置１０への電源供給が
断たれブレード位置情報が消失しても、再起動時にブレ
ード同士の衝突などを起こすことなく、再び正確な位置
情報を取得して通常の制御形態に復帰できる。また、ブ
レード位置が入れ替わった場合であっても、無理な動作
を行うことなく、再び通常の制御形態に復帰できる。こ
のため、モータや駆動機構への負担を軽減でき、システ
ム故障を未然に防止できる。

【００６４】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。例えば、図８の制御形態の
場合、ブレード２ａを下反転位置より下位に引き下げて
停止させているが、下反転位置の下にこのようなスペー
スがない場合には、ブレード２ａを下反転位置にて停止
した後、ブレード２ｂを下反転位置より手前にて停止さ
せても良い。図９は、その場合のブレード２ａ,２ｂの
停止位置を示す説明図であり、図８（ｇ）に代えてこの
状態が実施される。この場合、ブレード２ｂ側では絶対
位置信号は入力されないが、図９の位置に来たときにそ
の位置にて位置情報がリセットされる。

【００６５】また、本実施の形態においては、絶対位置
検出用のマグネット２８を３個用いているが、必要に応
じて増減させることもできる。例えば、第２ギア２５の
下反転位置Ｙに対応する部分のみにマグネット２８を設
けて、ここを基準として、上反転位置Ｘと格納位置Ｚを
パルスの向きと数とで検出するようにしても良い。

【００６６】

【発明の効果】本発明のワイパ装置制御方法によれば、
ワイパ制御装置の電源投入時に絶対位置信号が未入力の
場合には、両ブレードに係る絶対値信号を取得するまで
両ブレードを片方ずつ駆動させるので、払拭動作中にワ
イパ制御装置への電源供給が断たれブレードの位置情報
を消失してしまっても、再起動時に再び正確な位置情報
を取得することができる。従って、ブレード同士の衝突
などを起こすことなく、ワイパ装置を通常の制御形態に
復帰できる。

【００６７】また、前記制御形態において、先行駆動し
たブレードの絶対位置信号が入力される以前に相対位置
信号の入力が停止した場合には、先行駆動ブレードを駆
動開始時の位置まで戻す一方で他方のブレードを駆動さ
せ、他方のブレードの絶対位置信号入力後に、駆動開始
位置に戻されたブレードを再駆動させるので、払拭動作
中にワイパ制御装置への電源供給が断たれブレードの位
置情報を消失し、さらに、ブレード位置が入れ替わって
しまった場合であっても、無理な動作を行うことなく、
再起動時に再び正確な位置情報を取得することができ
る。

【００６８】さらに、前記制御方法において、両ブレー
ドの絶対値信号を取得した後は、ブレード動作を通常の
形態に戻すことにより、入れ替わり状態を維持しつつブ
レードを支障なく駆動できると共に、絶対値信号取得後
は速やかに通常の制御形態に復帰させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】対向払拭型ワイパ装置における駆動系ならびに
制御系の概略を示す説明図である。

【図２】図１のワイパ装置における駆動系のリンク機構
の構成を示す説明図である。

【図３】ワイパブレードの動作特性を示す説明図であ
る。

【図４】モータユニットの構成を示す説明図である。

【図５】マグネットとホールＩＣの関係およびホールＩ
Ｃからの出力信号を示す説明図である。

【図６】（ａ）はＤＲ側の位置角度を基準とした目標角
度差を示すＤＲ側目標角度差マップであり、（ｂ）はＡ
Ｓ側の位置角度を基準とした目標角度差を示すＡＳ側目
標角度差マップである。

【図７】本発明を適用した対向払拭型ワイパ装置におけ
る再起動時のワイパ動作を示す説明図であり、通常作動
状態からの復帰動作を示している。

【図８】本発明を適用した対向払拭型ワイパ装置におけ
る再起動時のワイパ動作を示す説明図であり、ブレード
の上下関係が入れ替わった状態からの復帰状態を示して
いる。

【図９】図８の制御形態の変形例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ワイパ装置２ａＤＲ側ワイパブレード２ｂＡＳ側ワイパーブレード３ａＤＲ側モータ３ｂＡＳ側モータ４ａ，４ｂ払拭領域５ａ，５ｂワイパ軸６ａ，６ｂワイパアーム７ａ，７ｂ駆動レバー８ａ，８ｂ連結ロッド９ａ，９ｂクランクアーム１０ワイパ駆動制御装置１１ＣＰＵ１２ａ，１２ｂモータユニット１３ギアボックス１４モータ軸１５出力軸１６ヨーク１７アーマチュアコア１８コンミテータ１９永久磁石２０ブラシ２１ケースフレーム２２ウォーム２３ウォーム歯車２４第１ギア２５第２ギア２６多極着磁マグネット２７（２７Ａ，２７Ｂ）相対位置検出用ホールＩＣ２８絶対位置検出用マグネット２９プリント基板３０絶対位置検出用ホールＩＣ３１ａＤＲ側目標角度差マップ３１ｂＡＳ側目標角度差マップ３２ａ，３２ｂ駆動系Ｘ上反転位置Ｙ下反転位置Ｚ格納位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古沢透群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内 (72)発明者岩崎保群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内Ｆターム(参考） 3D025 AA01 AC01 AC02 AD02 AE02 AG01 AG21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ別個のモータによって駆動され
る左右のワイパブレードと、前記ワイパブレードが所定
の位置に存在するとき出力される絶対位置信号と前記モ
ータの回転に伴って出力される相対位置信号に基づいて
前記ワイパブレードの動作を制御するワイパ制御装置と
を有してなる対向払拭型ワイパ装置の制御方法であっ
て、前記ワイパ制御装置に電源が投入された際に前記ワイパ
制御装置が前記絶対位置信号を取得していない場合に
は、前記ワイパ制御装置が前記両ワイパブレードに係る
前記絶対値信号を取得するまで、前記両ワイパブレード
を片方ずつ駆動させることを特徴とする対向払拭型ワイ
パ装置の制御方法。
【請求項２】請求項１記載の対向払拭型ワイパ装置の
制御方法において、先行して駆動された前記ワイパブレ
ードに係る前記絶対位置信号が前記ワイパ制御装置に入
力される以前に前記相対位置信号の入力が停止した場合
には、前記先行駆動されたワイパブレードを駆動開始時
の位置まで戻すと共に他方側の前記ワイパブレードを駆
動させ、前記他方側のワイパブレードに係る前記絶対位
置信号が入力された場合には、前記駆動開始位置に戻さ
れたワイパブレードを再び駆動させることを特徴とする
対向払拭型ワイパ装置の制御方法。
【請求項３】請求項１または２記載の対向払拭型ワイ
パ装置の制御方法において、前記両ワイパブレードに係
る前記絶対値信号を取得した後は、前記ワイパブレード
の動作を、上反転位置と下反転位置との間で対向的に往
復払拭動作を行う通常の動作形態に変更することを特徴
とする対向払拭型ワイパ装置の制御方法。