JP2003040087A - ウィンドシールドワイパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワイパモータの負荷が変動しても違和感を生じ
にくいウィンドシールドワイパ装置を提供する。 【解決手段】ワイパモータ１は電圧印加により駆動して
ワイパブレードを往復動作させる。モータ制御回路２は
電流検出器３を用いて下反転動作から上反転動作までの
間における下反転動作から所定時間が経過した時のモー
タ通電電流値と、上反転動作から下反転動作までの間に
おける上反転動作から所定時間が経過した時のモータ通
電電流値とからモータ負荷を検出してモータ負荷に基づ
いてワイパブレードの往動時と復動時で異なる電圧をワ
イパモータに印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウィンドシールド
ワイパ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワイパの払拭時間は、ワイパモー
タへの負荷が増えるとモータ回転数が低下し払拭時間が
長くなり、逆にモータへの負荷が減るとモータ回転数が
増加し払拭時間が短くなっていた。

【０００３】このため、例えば高速道路での高速運転等
で車両前方からの走行風が大きくなった場合において
は、（ｉ）下反転から上反転までは走行風によりワイパ
ブレードが追い風を受け、モータへの負荷が軽くなり、
モータ回転数が増加して払拭時間が短くなる。（ｉｉ）
上反転から下反転までは走行風によりワイパブレードが
向かい風を受け、モータ負荷が重くなり、モータ回転数
が減少して払拭時間が長くなる。よって、ワイパ１往復
において払拭時間が変化し運転者に違和感を与えるとい
う問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景の下になされたものであり、その目的は、ワイパモー
タの負荷が変動しても違和感を生じにくいウィンドシー
ルドワイパ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、モータ負荷検出手段によるモータ負荷に基づい
てモータ印加電圧調整手段においてワイパブレードの往
動時と復動時で異なる電圧がワイパモータに印加され
る。このようにして負荷変動による払拭時間の変化を抑
えることができる。その結果、ワイパモータの負荷が変
動しても違和感を生じにくいものとなる。

【０００６】ここで、請求項２に記載のように、モータ
負荷検出手段は、モータ通電電流からモータ負荷を検出
するものであり、特に、請求項３に記載のように、ワイ
パブレードの往動開始から所定時間が経過した時のモー
タ通電電流値と、復動開始から所定時間が経過した時の
モータ通電電流値と、からモータ負荷を検出したり、請
求項４に記載のように、下反転動作から上反転動作まで
の間における下反転動作から所定時間が経過した時のモ
ータ通電電流値と、上反転動作から下反転動作までの間
における上反転動作から所定時間が経過した時のモータ
通電電流値と、からモータ負荷を検出することができ
る。

【０００７】あるいは、請求項５に記載のように、モー
タ負荷検出手段は、ワイパブレードの往動時の所要時間
と復動時の所要時間からモータ負荷を検出するものであ
ったり、請求項６に記載のように、下反転位置から上反
転位置までの所要時間と、上反転位置から下反転位置ま
での所要時間と、からモータ負荷を検出することができ
る。

【０００８】また、請求項７に記載のように、モータ負
荷検出手段は、車速からモータ負荷を検出するものであ
ってもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。

【００１０】図１に、本実施形態におけるウィンドシー
ルドワイパ装置での回路構成の概略を示す。電源とグラ
ンド間においてワイパモータ１が配置されている。電源
としてバッテリを用いている。ワイパモータ１として、
フロントガラス払拭用ＤＣモータを用いている。ワイパ
モータ１の駆動系としてのモータ制御回路２は、ワイパ
スイッチからの信号を入力する。ワイパスイッチはワイ
パ動作を切り替える信号を出力する。モータ制御回路２
は、ワイパスイッチからの信号を入力してワイパモータ
１の印加電圧を調整して低速から高速の払拭速度を制御
する。つまり、モータ制御回路２はワイパスイッチから
の信号入力によりワイパモータ印加電圧（払拭速度）を
切り替える。電流検出器３はワイパモータ１に流れる電
流を検出する。

【００１１】図２には本実施形態において用いているリ
ンクモーション機構を示す。このリンクモーション機構
は平行運動型リンクモーション機構を採用している。つ
まり、ワイパモータ１が駆動すると、モータのクランク
アームに連結されているリンクロッド１０がピストン運
動し、セグメントアーム１１がピボット軸１２を中心に
して扇型に作動する。さらに、セグメントアーム１１に
はリンクロッド１３が取り付けられ、同リンクロッド１
３は左側セグメントアーム１４に連結され、左側セグメ
ントアーム１４も右側セグメントアーム１１と平行に扇
型に作動する。左右の両ピボット軸１２，１５が同じ方
向に回転してワイパアーム１６，１７は左右とも連動し
て平行に作動する。その結果、ワイパブレード１８，１
９がフロントガラスの表面上を往復動作する。

【００１２】ガラス払拭動作は、ワイパブレード１８，
１９を下反転位置Ｐｒｅｔ１から上反転位置Ｐｒｅｔ２
まで、および、上反転位置Ｐｒｅｔ２から下反転位置Ｐ
ｒｅｔ１まで往復させることにより、雨粒などを取り除
く動作である。

【００１３】ワイパモータ１には位置検出プレートが設
けられ、同プレートを用いて下反転位置Ｐｒｅｔ１と上
反転位置Ｐｒｅｔ２を検出することができるようになっ
ている。

【００１４】通常動作において、図１のモータ制御回路
２はワイパスイッチからの入力信号の有無を確認する。
そして、ワイパスイッチからの入力信号に応じたワイパ
モータ印加電圧をワイパモータ１に印加する。一方、ワ
イパモータ１は制御回路２による印加電圧に応じた速度
にてガラス面払拭動作を行う。この時、ワイパモータ１
に流れる電流が電流検出器３にて検出される。

【００１５】図３には、通常動作時のモータ電流波形を
示す。また、図４には走行風が加わった時のモータ電流
波形を示す。図３，４において、横軸に時間をとり、縦
軸にモータ電流をとっている。

【００１６】ワイパモータ電流は、下反転位置及び上反
転位置にて小さくなり、各反転位置へ移行中に大きくな
る特性を持っている。この特性があることを踏まえて、
図３において、下反転位置にて小さくなった電流から上
反転位置にて小さくなった電流までの時間Ｔ１は下反転
から上反転までのワイパ上昇時間である。また、上反転
にて小さくなった電流から下反転位置にて小さくなった
電流までの時間Ｔ２は、上反転から下反転までのワイパ
下降時間である。通常は、このワイパ上昇時間Ｔ１と下
降時間Ｔ２のズレはほとんど感じられない程度である。

【００１７】一方、図４の走行風負荷印加時には、車両
前方からの走行風によりワイパ上昇時には追い風を受
け、通常より軽い負荷トルクにてモータが動作する。そ
のため、下反転から上反転移行時の電流上昇も抑えら
れ、上昇時間Ｔ１も通常時より短くなる。しかし、ワイ
パ下降時には向かい風を受けるので、通常より重い負荷
トルクにてモータ１が動作することになる。そのため、
上反転から下反転移行時の電流上昇値が大きくなり、下
降時間Ｔ２も通常より長くなる。

【００１８】このように、高速走行時や強風時などに走
行風負荷が大きくなると、Ｔ１とＴ２の差が大きくなり
違和感を感じるようになる。つまり、図３に示すように
通常動作時は、ほぼ下反転〜上反転時間Ｔ１＝上反転〜
下反転時間Ｔ２となり、電流波形もほぼ等しい。ところ
が、図４に示すように、走行風等の負荷が加わった場合
は、Ｔ１＜Ｔ２となり電流波形も異なってくる。

【００１９】そこで、本実施形態では以下のようにして
いる。図１の電流検出器３は電流波形をモニターし、モ
ータ制御回路２にてモータ１への印加電圧を演算処理す
る。図５は、モータ制御回路２での処理内容を示すフロ
ーチャートである。図６には、モータ電流とモータ印加
電圧の変化を示す。

【００２０】図５において、モータ制御回路２はステッ
プ１００で下反転位置において初期モータ電圧Ｖ１を印
加する（図６のｔ２１のタイミング）。つまり、ワイパ
スイッチ信号の入力に応じた初期モータ印加電圧にてモ
ータ駆動する。

【００２１】そして、ワイパブレード１８，１９は下反
転位置から上反転位置へ上昇する。ワイパブレード上昇
に伴いモータ電流が上昇する。図５において、モータ制
御回路２はステップ１０１で下反転動作から上反転動作
までの間における下反転位置（下反転動作）から所定時
間Ｔａが経過すると（図６のｔ２２のタイミング）、そ
の時のモータ電流値ｉ１を読み込む。即ち、ワイパブレ
ード１８，１９の往動開始から所定時間Ｔａが経過した
時のモータ通電電流値ｉ１を求める。

【００２２】さらに、図６においてｔ２３のタイミング
にて上反転位置を通過する。即ち、ワイパ上反転位置へ
到達すると、上反転位置から下反転位置へ下降する。こ
のワイパ下降に伴いモータ電流が上昇する。

【００２３】そして、図５において、モータ制御回路２
はステップ１０２で上反転動作から下反転動作までの間
における上反転位置（上反転動作）から所定時間Ｔａが
経過すると（図６のｔ２４のタイミング）、その時のモ
ータ電流値ｉ２を読み込む。即ち、復動開始から所定時
間Ｔａが経過した時のモータ通電電流値ｉ２を求める。
このようにして求めた電流値ｉ１，ｉ２を比較して、ｉ
１に比べｉ２が非常に大きいと、図５のステップ１０３
においてモータ印加電圧をそれまでのＶ１よりも所定量
ΔＶだけ高いＶ２にする（図６参照）。このモータ印加
電圧Ｖ２とした状態は下反転位置（図６のｔ２５のタイ
ミング）まで継続する。即ち、モータ通電電流値ｉ１，
ｉ２からモータ負荷を検出してモータ負荷状況に応じて
ワイパブレード１８，１９の往動時と復動時で異なる電
圧をワイパモータ１に印加する。

【００２４】その結果、図６のｔ２４以降に破線で示す
ようにモータ印加電圧調整を行わなかった場合にはワイ
パ下降時間が上昇時間に比べ非常に大きくなっていたも
のが、図６で実線で示すように、大きなモータ電流によ
りモータ回転速度が増加して払拭時間が短くなる。つま
り、ｉ１とｉ２の値から払拭時間ズレを演算してズレ大
と判断した場合、上反転から下反転までの期間について
モータ印加電圧をＶ１からＶ２に増加してモータ速度を
上げ、ワイパ下降時間を上昇時間に合わせるようにす
る。この動作により、ワイパ上昇・下降時間ズレが小さ
くなり違和感がなくなる。

【００２５】あるいは、ｉ１に比べｉ２が非常に小さい
と、ステップ１０３において下反転から上反転までの期
間についてモータ印加電圧をそれまでのＶ１よりも低い
Ｖ３にする。その結果、モータ回転速度が低下して払拭
時間が長くなる。

【００２６】このような処理を行うことにより、下反転
〜上反転と上反転〜下反転（１往復）のワイパ払拭速度
変化を抑えることができる。なお、この制御を数回にわ
たり多段に実施することも可能である（今回のブレード
往復動作の際のモータ印加電圧値で次回も制御するとと
もに電流判定による負荷の検出も行う）。但し、この場
合、負荷が大きくなるとモータ電流も大きくなりモータ
印加電圧を増加することに伴いモータ電流もまた大きく
なるので、このことを考慮して電流判定を行う必要があ
る（考慮した電流判定値を設定する必要がある）。

【００２７】以上のごとく、ワイパモータ１への印加電
圧を可変できる構成とし、ワイパモータ作動において、
下反転〜上反転、上反転〜下反転のモータ電流をモニタ
ーして、負荷変動による払拭時間の変化（ワイパブレー
ド上昇時と下降時の払拭時間ズレ）を抑えることができ
ることとなる。本例では、電流検出器３とモータ制御回
路２にてワイパモータ１の負荷を検出するモータ負荷検
出手段を構成し、また、モータ制御回路２にてモータ負
荷に基づいてワイパブレード１８，１９の往動時と復動
時で異なる電圧をワイパモータ１に印加するモータ印加
電圧調整手段を構成している。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００２８】図５に代わる本実施形態のフローチャート
を図７に示すとともに、図６に代わる本実施形態におけ
るタイミングチャートを図８に示す。図７のステップ２
００で初期モータ電圧を印加する（図８のｔ３１のタイ
ミング）。そして、図７のステップ２０１で下反転位置
から上反転位置までの所要時間Ａ（図８参照）を測定す
るとともに、ステップ２０２で上反転位置から下反転位
置までの所要時間Ｂ（図８参照）を測定する。さらに、
ステップ２０３で時間Ａ，Ｂを比較してＡとＢが大きく
ズレていると、ステップ２０４でモータ印加電圧を変更
する（図８のｔ３４のタイミング）。

【００２９】その結果、図８のｔ３４以降に破線で示す
ようにモータ印加電圧調整を行わなかった場合にはワイ
パ下降時間が上昇時間に比べ非常に大きくなっていたも
のが、図８で実線で示すように、上反転から下反転まで
の期間についてワイパ印加電圧を増加してモータ速度を
上げ、ワイパ下降時間を上昇時間に合わせることができ
る。その結果、ワイパ上昇・下降時間ズレが小さくなり
違和感がなくなる。

【００３０】このように、ワイパモータ１には通常、ワ
イパブレードが下反転位置にて停止するように位置検出
プレートが搭載されており、この位置検出プレートを利
用して上昇・下降時間を検出して比較・判定し、ワイパ
印加電圧を調整する。つまり、下反転〜上反転、上反転
〜下反転までの払拭時間（検出プレートでの時間測定）
を利用しモータ負荷状態を検出してモータ印加電圧を下
反転〜上反転、上反転〜下反転時に可変することにより
払拭速度変化を抑えることができる。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００３１】図５に代わる本実施形態のフローチャート
を図９に示すとともに、図６に代わる本実施形態におけ
るタイミングチャートを図１０に示す。図９のステップ
３００で、ＥＣＵ等からのデータにより車速情報を読み
込む（車速信号を入力する）。そして、ステップ３０１
で車速に応じてワイパモータ印加電圧を調整する。つま
り、図１０においてｔ５０のタイミングの後に車速が大
きくなった場合で説明すると、ｔ５０の前においては下
反転〜上反転、上反転〜下反転時のモータ印加電圧はＶ
１であるが、ｔ５０の後においては上反転〜下反転時の
モータ印加電圧をΔＶだけ上昇させてＶ２とする。その
結果、図１０のｔ５１以降に破線で示すモータ印加電圧
調整を行わなかった場合に比べ図１０で実線で示すよう
にワイパ下降時間を上昇時間に合わせることができる。

【００３２】このように、走行風は車速が大きくなると
強くなるため、車速情報により上昇時モータ印加電圧と
下降時モータ印加電圧を調整して上昇・下降時間を調整
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるウィンドシールドワ
イパ装置での回路構成の概略図。

【図２】リンクモーション機構を示す図。

【図３】通常動作時のモータ電流波形を示す図。

【図４】走行風が加わった時のモータ電流波形を示す
図。

【図５】第１の実施の形態における作用を説明するため
のフローチャート。

【図６】第１の実施の形態における作用を説明するため
のタイムチャート。

【図７】第２の実施の形態におけるフローチャート。

【図８】第２の実施の形態におけるタイムチャート。

【図９】第３の実施の形態におけるフローチャート。

【図１０】第３の実施の形態におけるタイムチャート。

【符号の説明】

１…ワイパモータ、２…モータ制御回路、３…電流検出
器。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧印加により駆動してワイパブレード
   （１８，１９）を往復動作させるワイパモータ（１）
   と、 前記ワイパモータ（１）の負荷を検出するモータ負荷検
   出手段（２，３）と、 前記モータ負荷検出手段（２，３）によるモータ負荷に
   基づいて前記ワイパブレード（１８，１９）の往動時と
   復動時で異なる電圧を前記ワイパモータ（１）に印加す
   るモータ印加電圧調整手段（２）と、を備えたことを特
   徴とするウィンドシールドワイパ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のウィンドシールドワイ
   パ装置において、 前記モータ負荷検出手段（２，３）は、モータ通電電流
   からモータ負荷を検出するものであることを特徴とする
   ウィンドシールドワイパ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のウィンドシールドワイ
   パ装置において、 前記モータ負荷検出手段（２，３）は、前記ワイパブレ
   ード（１８，１９）の往動開始から所定時間（Ｔａ）が
   経過した時のモータ通電電流値（ｉ１）と、復動開始か
   ら所定時間（Ｔａ）が経過した時のモータ通電電流値
   （ｉ２）と、からモータ負荷を検出するものであること
   を特徴とするウィンドシールドワイパ装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のウィンドシールドワイ
   パ装置において、 前記モータ負荷検出手段（２，３）は、下反転動作から
   上反転動作までの間における下反転動作から所定時間
   （Ｔａ）が経過した時のモータ通電電流値（ｉ１）と、
   上反転動作から下反転動作までの間における上反転動作
   から所定時間（Ｔａ）が経過した時のモータ通電電流値
   （ｉ２）と、からモータ負荷を検出するものであること
   を特徴とするウィンドシールドワイパ装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のウィンドシールドワイ
   パ装置において、 前記モータ負荷検出手段（２）は、ワイパブレード（１
   ８，１９）の往動時の所要時間（Ａ）と復動時の所要時
   間（Ｂ）からモータ負荷を検出するものであることを特
   徴とするウィンドシールドワイパ装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のウィンドシールドワイ
   パ装置において、 前記モータ負荷検出手段（２）は、下反転位置から上反
   転位置までの所要時間（Ａ）と、上反転位置から下反転
   位置までの所要時間（Ｂ）と、からモータ負荷を検出す
   るものであることを特徴とするウィンドシールドワイパ
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のウィンドシールドワイ
   パ装置において、 前記モータ負荷検出手段（２）は、車速からモータ負荷
   を検出するものであることを特徴とするウィンドシール
   ドワイパ装置。