JP2002264776A

JP2002264776A - ワイパ装置の制御方法

Info

Publication number: JP2002264776A
Application number: JP2001071567A
Authority: JP
Inventors: Toru Furusawa; 透古沢; Katsuhiko Kawabata; 克彦川端; Tamotsu Iwasaki; 保岩崎; Toshiyuki Amagasa; 俊之天笠
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
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、反転位置に
おけるブレードのオーバーランを抑制する。【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、上反転位置と下反転位置Ｙ
との間で対向的に往復払拭動作させる。ワイパブレード
が下反転位置Ｙ近傍に設定されたリミット補正領域Ｑに
存在するときは、モータの出力を予め設定したリミット
値Ｖ以下に規制する。ブレード間の角度差が開くなどに
より下反転位置Ｙ近傍でモータ出力が上げられても、出
力はリミット値Ｖ以下に抑えられる。従って、下反転位
置Ｙが近いにもかかわらずモータ出力がＵＰしてブレー
ドが増速され、下反転位置Ｙをオーバーランしてしまう
のを抑えることができる。

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】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。そして、左右のブレー
ドは、この目標角度差制御に従って個別の駆動系によっ
て駆動され、上反転位置と下反転位置との間で往復払拭
動作を行うと共に、装置停止時には下反転位置下方の格
納位置にて停止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな対向払拭型のワイパ装置では、ワイパアームやブレ
ード等の慣性の影響により、上下反転位置にてブレード
を所定の反転位置に停止させにくく、反転位置を超えて
オーバーランする場合があるという問題があった。この
場合、駆動系に揺動リンク機構を用いたものでは、上反
転位置は上死点位置となり機構的に制動がかかる状態と
なるため、比較的オーバーランを抑制し易い。ところ
が、格納位置に至る途中で反転動作を行う下反転位置で
は、下死点以前の位置にてブレードを停止させなければ
ならず、モータを反転制御してもオーバーランし易いと
いう問題があった。

【０００７】一方、前述のような目標角度差による動作
制御では、負荷変動等により、両ブレードの角度差が開
くと、目標角度差を維持すべく追従側ブレードのモータ
出力を上げ、先行側に追い付こうとする。一方、上下反
転位置の近傍では、反転に備えてブレード速度を減速さ
せるべくモータ制御が行われている。従って、反転位置
近傍で角度差が開くと、ブレードが停止に向かっている
にもかかわらずモータ出力が上げられ、反転位置で止ま
りきれず所定位置をオーバーランしてしまうという問題
があった。

【０００８】本発明の目的は、対向払拭型ワイパ装置に
おいて、反転位置におけるブレードのオーバーランを抑
制することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のワイパ装置の制
御方法は、モータによって駆動されるワイパブレードを
有し、前記モータ正逆転動作により前記ワイパブレード
が上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作を行う
ワイパ装置の制御方法であって、前記モータは、前記ワ
イパブレードが前記反転位置近傍の所定範囲に存在する
ときは、その出力が予め設定した閾値以下に規制される
ことを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、ブレード間の角度差が開
くなどのモータ出力が上げられる要因が発生しても、反
転位置近傍の所定範囲内では出力が所定値以下に抑えら
れる。このため、反転位置が近いにもかかわらずモータ
出力がＵＰし、ブレードが無用に増速されることがな
い。従って、反転位置でのオーバーランを抑制し、ブレ
ード動作制御の精度向上を図ることができる。

【００１１】また、本発明のワイパ装置の制御方法は、
モータによって駆動されるワイパブレードを有し、前記
モータ正逆転動作により前記ワイパブレードが上反転位
置と下反転位置との間で往復払拭動作を行うワイパ装置
の制御方法であって、前記モータは、前記反転位置の近
傍に前記ワイパブレードの払拭速度に応じて設定される
制動開始位置にてその出力が規制されることを特徴とす
る。

【００１２】本発明によれば、ブレード速度による制動
距離の違いを考慮してブレードの制動制御を行うことが
でき、速度にかかわらずブレードを反転位置にて効果的
に停止させることができる。従って、反転位置でのオー
バーランを抑制し、ブレード動作制御の精度向上を図る
ことができる。

【００１３】この場合、前記制動開始位置を、前記ワイ
パブレードの現在の払拭速度に対し、その速度から制動
制御を行ったときに、前記ワイパブレードが前記反転位
置を超えることなく停止可能な位置に設定しても良く、
これにより、より正確にブレードを反転位置にて停止さ
せることが可能となる。

【００１４】また、前記ワイパ装置の制御方法におい
て、前記モータの出力が規制される反転位置を、前記ワ
イパブレードの復路動作における下反転位置としても良
い。これにより、機構的に制動がかけにくい下反転位置
においても、ブレードのオーバーランを効果的に抑制す
ることが可能となる。

【００１５】さらに、前記ワイパ装置の制御方法におい
て、前記ワイパブレードが、それぞれ別個のモータによ
って駆動され、下反転位置で上下に重合する対向払拭型
のものであり、前記閾値が、先行するワイパブレードが
反転位置に達したときの各ワイパブレードの角度差によ
って設定されるようにしても良い。

【００１６】

【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。

【００１７】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、運転者側（以下、ＤＲ側と略記する）と助手席
側（以下、ＡＳ側と略記する）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,３ｂと略す）が別個に設けられている。

【００１８】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。

【００１９】ブレード２ａ,２ｂには、ブレードラバー
部材３３（図９参照、以下、ラバー部材３３と略記す
る）が取り付けられている。そして、このラバー部材３
３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,４
ｂに存在する水滴等が払拭される。また、ブレード２
ａ,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,８
ｂ、駆動レバー７ａ,７ｂおよびワイパアーム６ａ，６
ｂからなるリンク機構から構成されている。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、後述するように、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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】さらに、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。

【００５３】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。

【００５４】このように、モータ３ａ，３ｂは、ＰＩＤ
制御によりホールＩＣ２７Ａからのパルス信号と周期マ
ップに基づいて出力が設定され駆動されるが、停止状態
からの始動時にはパルス信号がないため、周期マップの
数値により起動される。そして、始動と同時に入力され
るパルス信号と目標速度（周期マップ）との比較によ
り、それ以後の速度制御が行われる。ところが、この際
のモータdutyの算出処理には遅れがあり、また、ガラス
面の負荷やリンク機構の初動負荷などにより、始動時の
立ち上がり速度が遅くなりがちである。さらに、ＰＩＤ
制御の各係数が必ずしも起動時に最適な値とはなってお
らず、目標速度により算出されるdutyが求められるもの
より小さくなる場合がある。この場合、図７に示すよう
に、実際のブレード速度は立ち上がりが鈍くなり、目標
速度にはすぐには収束しない。このため、ブレード動作
の出足が遅く、運転者に違和感を与える場合もあった。

【００５５】そこで、本実施の形態のワイパ装置では、
停止状態から駆動開始する場合には、イニシャルとし
て、モータdutyを所定補正時間だけ一定の高出力値と
し、出だしのもたつき感の軽減を図っている。図８は、
本実施の形態における始動時のブレード速度を示す説明
図である。当該ワイパ装置１では、所定時間（例えば、
０.３ms）に至るまでは、実際の入力パルス信号にかか
わらず、ブレード速度が目標速度とほぼ近似する値とな
るような補正duty値にてモータを駆動する。

【００５６】この際、各位置角度におけるモータの補正
duty値および補正実施時間は、目標速度と対応して作成
された補正値マップから算出する。そして、マップから
算出した値を最低限度値として設定し、補正時間の間は
この最低限度値をdutyの下限値としてモータの出力制御
を行う。これにより、図８のように、ブレード速度が目
標速度とほぼ一致して推移し、図７の場合と異なり出足
良くブレードが始動する。

【００５７】一方、目標速度に基づくブレード速度制御
を行う中で、ブレード２ａ，２ｂを連続動作させる場
合、上反転位置と下反転位置にてブレードを急反転させ
ると、図９に示すように、ラバー部材３３の向きが急激
に変化する。このため、ラバー部材３３の縁がフロント
ガラス面をたたき、不快な反転音が発生するという問題
があった。

【００５８】そこで、本実施の形態では、反転時の動作
を緩やかにしてラバー部材３３の急反転を防止し、ラバ
ー部材３３の反転音の低減を図っている。図１０は、本
実施の形態における反転位置での目標速度（ＤＲ側）お
よび反転時のラバー部材３３の動作を示す説明図であ
る。当該ワイパ装置１では、図１０に示すように、上下
反転位置近傍（例えば、前後１０パルス）に、目標速度
の変化率を小さく設定した加減速区間Ｐを設け、ソフト
スタート並びにソフトストップ化を図っている。

【００５９】この場合、反転位置近傍の加減速区間Ｐ
は、目標速度の変化が図９に比して大幅に小さくなって
おり、ブレード２ａ，２ｂは反転位置にて緩やかに始動
し、また、緩やかに停止する。従って、図１０に示され
ているように、ラバー部材３３は反転位置を境に緩やか
に向きを変え、反転時にその縁部分がフロントガラス面
に強く当接するのを避けることができる。これにより、
ラバー部材３３による反転時の異音発生が低減され、運
転者の不快感の軽減が図られる。

【００６０】ところで、従来の対向払拭型のワイパ装置
では、前述のように反転位置、特に下反転位置にてブレ
ードのオーバーランが生じ易かった。すなわち、前述し
たように、下反転位置ではブレード２ａ，２ｂの角速度
がゼロになる前にモータは強制的に反転させられるた
め、ブレードの慣性力によって所定反転位置を超えてし
まい易い。また、例えば図１１に実線で示すように、下
反転位置にて角度差が開くとモータ出力が急上昇し、オ
ーバーランの原因ともなっていた。そこで、本発明にお
いては、次のような２つの制御方式を用いてブレードの
オーバーランを防止している。

【００６１】すなわち、まず第１に、下反転位置近傍に
てモータ３ａ，３ｂの出力に規制をかけ、両ブレード間
の角度差が開いた場合でも追従側のモータ出力を抑制し
オーバーランを防止する。また、第２に、ブレード速度
に応じて、当該速度でオーバーランしない制動開始位置
を定めた制動マップを作成し、それに基づき下反転位置
が近付いたところで制動開始位置を判断しブレーキをか
け、オーバーランを防止している。

【００６２】そこで、まず第１の制御方式について説明
する。図１２は、本発明を適用した対向払拭型ワイパ装
置におけるブレード位置とモータ出力との関係を示す説
明図である。図１２に示すように、本実施の形態では、
下反転位置の直前１０パルスの区間にリミット補正領域
Ｑが設定されており、この区間内では、モータ３ａ，３
ｂの出力はリミット値（閾値）Ｖに規制される。

【００６３】この場合、リミット値Ｖは先行側ブレード
におけるモータの出力値が適用され、追従側ブレードが
遅れた場合でも、リミット補正領域Ｑでは、このリミッ
ト値Ｖが上限とされる。例えば、先行するＡＳ側ブレー
ド２ｂが下反転位置まで到達したものの、追従するＤＲ
側ブレード２ａが目標角度差以上に離れて動作中の場
合、従来の制御形態によれば、図１２の点線のように出
力がＵＰする。これに対し本発明による制御形態では、
リミット補正領域Ｑ内はリミット値Ｖが作用するため、
図１２に点線で示したＶまでしか出力は上昇しない。

【００６４】その後、ブレード２ａは出力値Ｖにて駆動
され、既に停止しているＡＳ側ブレード２ｂに近付く。
すると両者の角度差は目標角度差以内に縮まり、図中に
一点鎖線にて示した「反転位置付近で角度差が開かなか
った場合」のモータ出力曲線と同様にモータ出力が落と
される。そして、ブレード２ａは下反転位置を超えるこ
となく停止し、次の動作に移る。

【００６５】このように、本発明の制御形態によれば、
下反転位置近傍のリミット補正領域Ｑ内ではモータ出力
がリミット値Ｖ以下に抑えられる。このため、下反転位
置が近いにもかかわらずモータ出力がＵＰし、ブレード
が無用に増速されることがない。従って、ブレードが下
反転位置を行き過ぎてオーバーランしてしまうのを抑え
ることができ、ブレード動作制御の精度を向上させるこ
とが可能となる。

【００６６】次に、前述の第２の制御方式について説明
する。図１３は本発明を適用した対向払拭型ワイパ装置
における制動開始位置Ｗを示す説明図、図１４は制動マ
ップの構成を示す説明図である。本発明による制御方法
では、従来のように一律にモータに制動をかけるのでは
なく、ブレード速度に応じてブレーキをかける位置が変
化する。すなわち、ワイパ駆動制御装置１０は、ホール
ＩＣ２７Ａからのパルス信号によりブレード２ａ，２ｂ
の速度を検出しつつ、当該速度ではどの時点から制動を
行えば下反転位置をオーバーランせずに停止できるか常
に判断している。

【００６７】この場合、ブレード速度と制動開始位置Ｗ
との関係は、図１４（ａ）のような制動マップ３４とし
てＲＯＭに格納されている。この制動マップ３４では、
ブレード速度と、下反転位置から制動開始位置までの位
置角度（パルス数）が示されている。つまり、ブレード
速度による制動距離の違いを予めデータ化したものがこ
の制動マップ３４である。制動マップ３４によれば、例
えば、現在のブレード速度が５パルス／msの場合には、
下反転位置から１０パルスの位置にてモータをロック状
態とすれば、オーバーランせずに下反転位置にて停止で
きることになる。なお、制動マップ３４は、図１４
（ａ）のような表形式ではなく図１４（ｂ）のような線
図形式としても良い。また、ブレード速度としてパルス
の周波数を用いても良い。

【００６８】従って、ワイパ駆動制御装置１０は、復路
動作に入ると、ブレード速度を検出すると共に、その速
度ではどこでブレーキをかけるべきかを制動マップ３４
に基づき常に算出しておく。この制動開始位置Ｗはブレ
ード速度に応じて変化するため、ワイパ駆動制御装置１
０は、その変化に応じてその位置の認識を更新する。そ
して、現在認識している制動開始位置Ｗの位置にブレー
ドが来ると、それまでの目標速度に基づくＰＩＤ通常制
御を停止し、モータ３ａ，３ｂを強制的に停止させる。
これにより、ブレード２ａ，２ｂは、下反転位置を超え
ることなく停止する。従って、ブレードが下反転位置を
行き過ぎてオーバーランしてしまうのを抑えることがで
き、ブレード動作制御の精度を向上させることが可能と
なる。

【００６９】なお、特許第２７９８７３号公報には、反
転位置近傍にてモータを減速して反転時の逆起電力を抑
制する構成が記載されているが、モータ減速位置は固定
点となっている。すなわち、本発明のようにブレード速
度と停止距離との関係を念頭に置いてブレーキ位置を適
宜変更する制御形態とは異なる構成となっている。

【００７０】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、前述の実施の形態
では、本発明による２つの制御方式を復路動作の下反転
位置での停止に適用した例を示したが、往路動作の上反
転位置での停止に本方式を適用しても差し支えない。ま
た、リミット補正領域Ｑの範囲は設計条件によって適宜
設定すべきものであり、前述の範囲には限定されない。
さらに、制動マップ３４もあくまでも一例であり、本発
明による制御形態が前記マップに限定されないのは言う
までもない。

【００７１】なお、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。

【００７２】

【発明の効果】本発明のワイパ装置制御方法によれば、
ブレードがリミット補正領域に存在するときは、モータ
出力をリミット値以下に規制するので、モータ出力をＵ
Ｐさせる要因が生じても、リミット補正領域では出力が
リミット値以下に抑えられる。このため、反転位置が近
いにもかかわらずモータ出力がＵＰし、ブレードが無用
に増速されるのを防止できる。従って、反転位置でのブ
レードのオーバーランを抑制し、ブレード動作制御の精
度向上を図ることができる。

【００７３】また、本発明のワイパ装置制御方法によれ
ば、反転位置の近傍にブレードの払拭速度に応じて制動
開始位置を設定し、この制動開始位置からモータ出力を
規制するので、ブレード速度による制動距離の違いを考
慮してブレードの制動制御を行うことができる。従っ
て、速度にかかわらずブレードを反転位置にて効果的に
停止させることができ、反転位置でのオーバーランを抑
制し、ブレード動作制御の精度を向上を図ることができ
る。

【００７４】この場合、制動開始位置として、ブレード
の現在速度に対し、その速度から制動制御を行ったとき
に、ブレードが反転位置を超えることなく停止可能な位
置を設定することにより、より正確にブレードを反転位
置にて停止させることが可能となる。

【００７５】一方、本発明のワイパ装置制御方法におけ
るモータの出力規制を実施する反転位置を、ブレード復
路動作の下反転位置とすることにより、機構的に制動が
かけにくい下反転位置においても、ブレードのオーバー
ランを効果的に抑制す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】従来のワイパ装置における始動時のブレード速
度を示す説明図である。

【図８】本実施の形態における始動時のブレード速度を
示す説明図である。

【図９】従来のワイパ装置における反転位置での目標速
度および反転時のブレードラバー部材の動作を示す説明
図である。

【図１０】本実施の形態における反転位置での目標速度
および反転時のブレードラバー部材の動作を示す説明図
である。

【図１１】従来のワイパ装置におけるブレード位置とモ
ータ出力との関係を示す説明図である。

【図１２】本発明を適用した対向払拭型ワイパ装置にお
けるブレード位置とモータ出力との関係を示す説明図で
ある。

【図１３】本発明を適用した対向払拭型ワイパ装置にお
ける制動開始位置Ｗを示す説明図である。

【図１４】制動マップの構成を示す説明図であり、
（ａ）は表形式のマップ、（ｂ）は線図形式のマップの
例である。

【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３３ブレードラバー部材３４制動マップＸ上反転位置Ｙ下反転位置Ｚ格納位置Ｐ加減速区間Ｑリミット補正領域Ｖリミット値（閾値）Ｗ制動開始位置

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者天笠俊之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 AE79 AG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータによって駆動されるワイパブレー
ドを有し、前記モータ正逆転動作により前記ワイパブレ
ードが上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作を
行うワイパ装置の制御方法であって、前記モータは、前記ワイパブレードが前記反転位置近傍
の所定範囲に存在するときは、その出力が予め設定した
閾値以下に規制されることを特徴とするワイパ装置の制
御方法。
【請求項２】モータによって駆動されるワイパブレー
ドを有し、前記モータ正逆転動作により前記ワイパブレ
ードが上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作を
行うワイパ装置の制御方法であって、前記モータは、前記反転位置の近傍に前記ワイパブレー
ドの払拭速度に応じて設定される制動開始位置にてその
出力が規制されることを特徴とするワイパ装置の制御方
法。
【請求項３】請求項２記載のワイパ装置の制御方法に
おいて、前記制動開始位置は、前記ワイパブレードの現
在の払拭速度に対し、その速度から制動制御を行ったと
きに、前記ワイパブレードが前記反転位置を超えること
なく停止可能な位置に設定されることを特徴とするワイ
パ装置の制御方法。
【請求項４】請求項１〜３の何れか１項に記載のワイ
パ装置の制御方法において、前記モータの出力が規制さ
れる反転位置は、前記ワイパブレードの復路動作におけ
る下反転位置であることを特徴とするワイパ装置の制御
方法。
【請求項５】請求項１〜４の何れか１項に記載のワイ
パ装置の制御方法において、前記ワイパブレードはそれ
ぞれ別個のモータによって駆動され、下反転位置で上下
に重合する対向払拭型のものであり、前記閾値は、先行
するワイパブレードが反転位置に達したときの各ワイパ
ブレードの角度差によって設定されることを特徴とする
ワイパ装置の制御方法。