JP2002264774A

JP2002264774A - 対向払拭型ワイパ装置の制御方法

Info

Publication number: JP2002264774A
Application number: JP2001060294A
Authority: JP
Inventors: Toru Furusawa; 透古沢; Katsuhiko Kawabata; 克彦川端; Tamotsu Iwasaki; 保岩崎; Takashi Hoshino; 孝星野
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
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、モータパル
スの周期データを早期に取得し、ブレード速度の制御性
向上を図る。【解決手段】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を有する対向払拭型ワイパ装置
において、モータの回転に伴って連続的に出力される複
数のパルス信号の周期を平均化して求めた周期データＴ
ｄに基づいてワイパブレードの速度制御を行う。周期デ
ータＴｄは、パルスＰ₁〜Ｐ₆の立ち上がりを起点とする
１周期（Ｔ₁，Ｔ₃，Ｔ₅）と、パルスＰ₁〜Ｐ₆の立ち下
がりを起点とする１周期（Ｔ₂，Ｔ₄，Ｔ₆）とを、半周
期ずつ重畳させつつ連続的に積算して算出する。これに
より、周期データＴｄを従来に比して短期間で取得する
ことができ、より安定した速度制御が可能となる。

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。そこでは、予め左右のブレード間の目標角
度差が設定され、他方のブレードの位置角度を参照しつ
つ目標角度差と実測角度差と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る。

【０００５】ところで、このような対向払拭型のワイパ
装置では、モータ軸の回転に伴ってパルス信号を出力さ
せ、それを積算することにより左右のブレードの位置角
度を検出している。そこでは、多極着磁（例えば６極）
されたマグネットをモータ軸に取り付けると共に、マグ
ネットに対向してホールＩＣを配設し、モータ軸の回転
に伴う磁界の変化を検出してパルス信号（モータパル
ス）を出力させている。

【０００６】また、パルス信号の処理に際し、その周期
を計測することによりモータ軸の回転速度が検出でき
る。すなわち、モータ軸の回転は所定の減速比にて出力
され、その出力により機械的なリンク機構を介してブレ
ードが駆動されるため、モータ軸回転速度がわかれば、
それに基づきブレードの移動速度も算出できる。そし
て、ブレード移動速度を常時算出してモニタすることに
より、払拭速度の低下等の変化に対応して、モータを適
宜フィードバック制御することが可能となる。

【０００７】ここで、前述のブレード移動速度は、複数
のパルスの周期を平均化して周期データとし、そのデー
タに基づいて算出される。つまり、パルスの立ち上がり
から立ち上がりまでの１周期、若しくは、立ち下がりか
ら立ち下がりまでの１周期にてパルスの１周期データ
（１周期に要する時間）を取得すると共に、これを複数
パルスに亘って平均化して周期データを得ている。これ
は、１パルスのみの周期により移動速度を算出すると、
ノイズ等の外乱の影響を受け易く、安定的なモータ制御
を行いにくいからである。そして、周期データ算出の際
には、通常、モータ軸１回転分のパルスの平均値を用い
ており、前述の例では、６周期分のパルスの平均値を求
めて周期データとしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の周期データ算出方式では、パルス信号が６周
期分得られないと周期データが作成できない。このた
め、停止からの始動時においては、周期データを得るま
での間、１周期ごとの生データによってモータ制御を行
わなければならない。従って、６周期経過し、平均値が
得られるようになるまでの間は速度のバラツキが出易
く、正確な速度情報が得られないため目標速度への収束
が悪くなるなどの問題があった。

【０００９】特に、下反転位置では、運転者側（以下、
ＤＲ側と略記する）のブレードと助手席側（以下、ＡＳ
側と略記する）のブレードとの間隔がかなり接近してい
る。このため、１回ごとの払拭時間も短い中で、払拭開
始直後から両ブレードが干渉することなく速度制御を行
い払拭動作を支障なく行わせるには、生データではな
く、なるべく早く平均化された周期データを得ることが
求められる。

【００１０】本発明の目的は、対向払拭型ワイパ装置に
おいて、モータパルスの周期データを早期に取得し、ブ
レード速度の制御性向上を図ることにある。

【００１１】

【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を有し、前記モータの回
転に伴って連続的に出力される複数のパルス信号の周期
を平均化して求めた周期データに基づいて前記ワイパブ
レードの速度制御を行う対向払拭型ワイパ装置の制御方
法であって、前記周期データは、前記パルス信号の立ち
上がりを起点とする１周期と、前記パルス信号の立ち下
がりを起点とする１周期とを、半周期ずつ重畳させつつ
連続的に積算して算出されることを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、パルス信号の立ち上がり
と立ち下がりを利用し、１周期分のデータを半周期ずつ
重畳させて得るようにしたので、周期データを従来に比
して短期間で取得することができる。従って、正確なブ
レード速度をより早く算出することができ、ブレードの
速度変化をいち早く検出してフィードバックすることに
より、目標速度への収束性が向上すると共に、速度変化
にも素早く対応でき、安定した払拭動作が可能となる。

【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１個設けられており、ブレード２ａが下反
転位置Ｙ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が下反転位置Ｙ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からの下反転
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、たとえば、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、従来の対向払拭型のワイパ装置
では、前述のように、ホールＩＣ２７Ａからの信号を、
例えば、「立ち上がり→立ち下がり→立ち上がり」を１
周期とする場合には、図７のようにそれが６回入力され
た時点から平均値を算出して周期データＴｄ’を作成し
ている。すなわち、まず、第１パルスＰ₁の立ち上がり
Ｕ₁と、第２パルスＰ₂の立ち上がりＵ₂との間で、１周
期データとして第１周期Ｔ₁’が取得される。次に、第
２パルスＰ₂の立ち上がりＵ₁と第３パルスの立ち上がり
Ｕ₃との間で、第２周期Ｔ₂’が取得される。そして、以
後、第７パルスＰ₇の立ち上がりＵ₇までの間で第３周期
Ｔ₃’〜第６周期Ｔ₆’が取得され、各１周期データ
Ｔ₁’〜Ｔ₆’を積算して平均値を求めることにより初回
の周期データＴｄ’が算出される（Ｔｄ’＝（Ｔ₁’＋
Ｔ₂’＋Ｔ₃’＋Ｔ₄’＋Ｔ₅’＋Ｔ₆’）／６）。

【００５２】このため、平均値を用いた速度制御に至る
には、どうしても６周期分の時間を待たなければなら
ず、制御上のネックとなっていた。そこで、本発明にお
いては、パルス信号の立ち上がりと立ち下がりの両エッ
ジを用い、両エッジを起点とする１周期を半周期ずつ重
ねて取得し、６周期分のデータ取得に要する時間の短縮
を図っている。

【００５３】図８は、本発明を適用した対向払拭型ワイ
パ装置における周期データ算出方式を示す説明図であ
る。なお、これらの処理はワイパ処理装置１０にて実行
され、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭに格納されている１周期デ
ータを適宜呼び出して積算すると共に６データごとにそ
れらを平均化して周期データＴｄを算出する。

【００５４】図８に示すように、ここではまず、第１パ
ルスＰ₁の立ち上がりＵ₁と、第２パルスＰ₂の立ち上が
りＵ₂との間で、１周期データとして第１周期Ｔ₁が取得
される。次に、本発明においては、第１パルスＰ₁の立
ち下がりＤ₁と、第２パルスＰ ₂の立ち下がりＤ₂との間
で、第２周期Ｔ₂が取得される。つまり、Ｔ₁とＴ₂は、
パルス信号の半周期分だけ重なり合った状態で取得され
ることになる。従来、この第２周期は、図７に示すよう
に、第２パルスＰ₂の立ち上がりＵ₁と第３パルスの立ち
上がりＵ₃との間で取得されており（図７のＴ₂’）、こ
の段階で既に半周期早く第２周期のデータが得られるこ
とになる。

【００５５】このようにして第２周期Ｔ₂を取得した
後、今度は、第２パルスＰ₂の立ち上がりＵ₁と、第３パ
ルスの立ち上がりＵ₃との間で、第３周期Ｔ₃が取得され
る。そして、パルス信号の立ち上がりを起点とする１周
期（Ｔ₁，Ｔ₃，Ｔ₅）と、パルス信号の立ち下がりを起
点とする１周期（Ｔ₂，Ｔ₄，Ｔ₆）とを、半周期ずつ重
畳させつつ連続的に取得して６周期分の１周期データを
得、それを平均化して周期データＴｄを算出する（Ｔｄ
＝（Ｔ₁＋Ｔ₂＋Ｔ₃＋Ｔ₄＋Ｔ₅＋Ｔ₆）／６）。従って、
図８に示すように、第６周期Ｔ₆はパルス信号が３周期
半出力された段階で得られ、従来、文字通り６周期を要
していた６周期分の周期データＴｄを３周期半にて取得
することが可能となる。

【００５６】このように、本発明のワイパ装置制御方法
では、周期データＴｄを従来に比して短期間で取得する
ことができるので、正確なブレード速度をより早く算出
することが可能となる。従って、ブレードの速度変化を
いち早く検出してフィードバックすることにより、目標
速度への収束性が向上すると共に、速度変化にも素早く
対応でき、安定した払拭動作が可能となる。特に、下反
転位置からの始動時においては、従来よりも早く周期デ
ータが得られるため、生データ使用期間を短縮でき、よ
り信頼性の高いブレードの速度制御が可能となる。

【００５７】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。たとえば、前述の実施の形
態では、多極着磁マグネット２６として６極着磁のもの
を用いたが、着磁極数はこれには限定されない。また、
周期データを得るための１周期データの積算数も６個に
は限定されない。但し、積算数が少なすぎるとデータの
精度が低下する一方、これを多くすると周期データを得
るまでの時間が長くなるため、多極着磁マグネット２６
の着磁極数と同程度が好ましい。

【００５８】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を下反転位置Ｙ検出用に１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の上反転位置Ｘと格納位置Ｚに対応
する部分にもマグネット２８を設けて、計３カ所の絶対
位置検出を行うようにしても良い。

【００５９】

【発明の効果】本発明のワイパ装置制御方法によれば、
モータパルス周期の平均値である周期データを、パルス
信号の立ち上がりと立ち下がりをそれぞれ起点とする１
周期を積算して算出するので、周期データを従来に比し
て短期間で取得することが可能となる。従って、正確な
ブレード速度をより早く算出でき、ブレードの速度変化
をいち早く検出してフィードバックすることが可能とな
る。このため、ブレードの速度制御における目標速度へ
の収束性が向上すると共に、速度変化にも素早く対応で
き、安定した払拭動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】対向払拭型ワイパ装置の構成およびその制御系
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ワイパ駆動機構の構
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】対向払拭型ワイパ装置における従来の周期デー
タ算出方式を示す説明図である。

【図８】本発明を適用した対向払拭型ワイパ装置におけ
る周期データ算出方式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Ｐ₁〜Ｐ₆ パルスＵ₁〜Ｕ₆ パルスの立ち上がりＤ₁〜Ｄ₆ パルスの立ち下がりＴ₁〜Ｔ₆，Ｔ₁’〜Ｔ₆’ パルス周期Ｔｄ，Ｔｄ’ 周期データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者星野孝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 AD02 AE02 AG03

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を有し、前記モータの回転に伴
って連続的に出力される複数のパルス信号の周期を平均
化して求めた周期データに基づいて前記ワイパブレード
の速度制御を行う対向払拭型ワイパ装置の制御方法であ
って、前記周期データは、前記パルス信号の立ち上がりを起点
とする１周期と、前記パルス信号の立ち下がりを起点と
する１周期とを、半周期ずつ重畳させつつ連続的に積算
して算出されることを特徴とする対向払拭型ワイパ装置
の制御方法。