JP2003040088A - ウィンドシールドワイパ装置 - Google Patents

ウィンドシールドワイパ装置

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JP2003040088A
JP2003040088A JP2001233108A JP2001233108A JP2003040088A JP 2003040088 A JP2003040088 A JP 2003040088A JP 2001233108 A JP2001233108 A JP 2001233108A JP 2001233108 A JP2001233108 A JP 2001233108A JP 2003040088 A JP2003040088 A JP 2003040088A
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JP
Japan
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motor
power element
backup
wiper
signal
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Akira Ando
昭 安藤
Taketoshi Sato
武利 佐藤
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ワイパモータの通電経路にパワー素子を配した
回路構成とした場合において安定した動作を行わせるこ
とができるウィンドシールドワイパ装置を提供する。 【解決手段】電源とワイパモータ1とメインパワー素子
2を含む直列回路において、メインパワー素子2に対し
バックアップパワー素子4が並列に接続されている。バ
ックアップ駆動回路5は、モータ制御回路3へのワイパ
スイッチ信号とは別のバックアップ信号を入力する。モ
ータ制御回路3とバックアップ駆動回路5はメインパワ
ー素子2をオンさせてワイパモータ1を駆動するととも
に、バックアップパワー素子4をオンさせてワイパモー
タ1を駆動する。

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】ワイパモータ制御装置としては、リレー
にて負荷であるモータを駆動する方法が一般的である
が、このリレーを半導体パワー素子に置き換えることも
容易に考えられる。つまり、図2に示すように、電源と
ワイパモータ100とパワー素子101とを直列接続す
るとともに、モータ制御回路102においてワイパスイ
ッチからの信号(オフ・駆動信号)を入力してパワー素
子101をオンしワイパモータ100を駆動する。
【0003】この場合、負荷駆動用パワー素子101か
らの熱を逃がす放熱器が必要である。また、モータ制御
回路102やワイパスイッチからの信号配線に異常が発
生した時には、負荷電流を流すことができずに動作を停
止していた。しかし、ワイパモータ制御装置の場合、動
作停止は降雨・降雪時にワイパ払拭動作停止となり、視
界不良につながり、車両運転不可能になってしまう、と
いう固有の問題がある。
【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
タの通電経路にパワー素子を配した回路構成とした場合
において安定した動作を行わせることができるウィンド
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、第1のモータ駆動用パワー素子に対し第2のモ
ータ駆動用パワー素子が並列に接続され、モータ制御手
段により、第1のモータ駆動用パワー素子と第2のモー
タ駆動用パワー素子が同時にオンされてワイパモータが
駆動する。よって、モータ駆動用パワー素子が1個の場
合に比べ、第1のモータ駆動用パワー素子と第2のモー
タ駆動用パワー素子における温度上昇が抑えられる。
【0006】ここで、請求項2に記載のように、モータ
制御手段は、通常のモータ負荷時には第1のモータ駆動
用パワー素子のみをオンさせてワイパモータを駆動し、
モータの負荷が大きい時には第1のモータ駆動用パワー
素子と第2のモータ駆動用パワー素子を同時にオンさせ
てワイパモータを駆動するようにし、特に、請求項3に
記載のように、ワイパモータに流れる電流または払拭動
作時間あるいはパワー素子の温度に基づいてモータの負
荷を検出するとよい。
【0007】請求項4に記載の発明によれば、メインパ
ワー素子に対しバックアップパワー素子が並列に接続さ
れ、モータ制御回路によりメインパワー素子がオンされ
てワイパモータが駆動する。また、バックアップ駆動回
路によりバックアップパワー素子がオンされてワイパモ
ータが駆動する。このようにパワー素子およびそれを駆
動するための回路を2系統用いることにより、そのうち
の1系統が故障した場合にも残りの1系統によってワイ
パモータを駆動することができる。
【0008】ここで、請求項5に記載のように、バック
アップ駆動回路は、モータ制御回路へのワイパスイッチ
信号とは別のバックアップ信号を入力し、当該バックア
ップ信号に基づいてバックアップパワー素子をオンさせ
るようにし、特に、請求項6に記載のように、バックア
ップ信号は高速払拭動作を行わせる際に出されるものと
するとよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。図1に、本実施の形態
におけるウィンドシールドワイパ装置での回路構成を示
す。
【0010】電源とグランド間においてワイパモータ1
とメインパワー素子2が直列に接続されている。電源に
はバッテリを用いている。ワイパモータ1はフロントガ
ラス払拭用DCモータである。メインパワー素子2とし
てMOSFETを用いている。また、メインパワー素子
2に対し並列にバックアップパワー素子4が接続されて
いる。バックアップパワー素子4としてMOSFETを
用いている。このように、負荷駆動用パワー素子はメイ
ンとバックアップの2つにて構成している。
【0011】一方、メインパワー素子(MOSFET)
2のゲート端子にはモータ制御回路3とバックアップ駆
動回路5が接続されている。同様に、バックアップパワ
ー素子(MOSFET)4のゲート端子にもモータ制御
回路3とバックアップ駆動回路5が接続されている。
【0012】モータ制御回路3は、ワイパ動作を切り替
えるワイパスイッチ信号を入力する。詳しくは、ワイパ
スイッチからの停止・間欠・低速〜高速等の駆動信号が
ボデーECU(図示略)に送られ、ボデーECUからモ
ータ制御回路3に対し周波数変換或いはデューティ変換
された信号が送られる。モータ制御回路3はこの信号を
入力してパワー素子2をオン/オフ動作させてモータ1
に対する印加電圧をPWM制御やリニア制御等にて調整
する。つまり、パワー素子2をオン/オフ動作させてそ
のオン・オフ時間の比率によりワイパモータ1への印加
電圧を調整する。この印加電圧調整にて、停止及び低速
から高速の払拭速度を制御することができる。
【0013】一方、バックアップ駆動回路5はワイパス
イッチから直接又はボデーECUを通してバックアップ
信号を入力する。このバックアップ信号は前述のモータ
制御回路3へのワイパスイッチ信号とは別のハイ駆動信
号(高速払拭信号)である。モータ制御回路3へのワイ
パスイッチ信号とバックアップ駆動回路5へのバックア
ップ信号とはそれぞれ専用の信号線を用いて送られる。
バックアップ駆動回路5は、モータ印加電圧調整機能は
なく、パワー素子をオン/オフさせる機能のみであり、
回路構成を単純化したものである。バックアップ駆動回
路5はモータ制御回路3とは独立に動作する。それ故、
このバックアップ駆動回路5は、モータ制御回路3が異
常な時でもバックアップ信号によりメイン及びバックア
ップパワー素子2,4を駆動することができる。即ち、
バックアップ駆動回路5は、バックアップ信号によりモ
ータ制御回路3によらずパワー素子2,4をフルオンさ
せ、ワイパモータ1に電源電圧を印加することができ
る。
【0014】さらに本実施形態においてはワイパモータ
1の負荷を検出する機器が設けられている。具体的に
は、ワイパモータ1の通電電流を計測する機器、また
は、ワイパブレードによるフロントガラスの1往復の払
拭動作時間を測定する機器、あるいは、パワー素子2,
4の温度を検出する機器が設けられている。
【0015】次に、作用について説明する。ワイパスイ
ッチからの停止・間欠・低速〜高速等の駆動信号はボデ
ーECUにより周波数変換或いはデューティ変換された
信号としてモータ制御回路3に入力される。モータ制御
回路3はこの入力信号を受け、所定のモータ印加電圧に
なるように負荷駆動用パワー素子2をPWM制御やリニ
ア制御する。ワイパモータ1は所定の印加電圧により停
止・間欠・低速〜高速にて作動する。これにより、ガラ
ス面の払拭動作が行われる。
【0016】しかし、この構成の場合(パワー素子2と
モータ制御回路3のみでモータ制御を行った場合)、ワ
イパモータ駆動を行う上で下記の不具合が生じる。
(i)ワイパモータ駆動はガラス面状態により負荷トル
クが大きく変わる。例えば、降雪時などは降雨時より大
きな負荷トルクが発生しモータ電流も大きくなってしま
う。モータ電流が大きくなるとパワー素子2の発熱も大
きくなる。このような場合を想定すると放熱器は大きな
ものになる。(ii)ワイパスイッチからの入力信号は
ボデーECU(他の制御装置)を通して入力されるた
め、ボディECUの異常時や信号線断線時などではワイ
パ動作不能になる。ワイパ動作不能はフロントガラス面
払拭不能となり視界不良につながり車両運転不能になっ
てしまう。
【0017】これに対し本実施形態においては以下のよ
うになる。ワイパスイッチからの停止・間欠・低速〜高
速等の駆動信号はボデーECUにより周波数変換或いは
デューティ変換された信号としてモータ制御回路3に入
力される。モータ制御回路3はこの入力信号に基づき、
所定のモータ印加電圧になるようにメインパワー素子2
をオンさせてワイパモータ1を駆動・制御する。
【0018】一方、バックアップ信号は高速駆動信号
(高速払拭信号)であり、ワイパスイッチから直接又は
ボデーECUを通しバックアップ駆動回路5に入力され
る。バックアップ駆動回路5はモータ制御回路3とは独
立に動作して、バックアップ信号入力に基づきバックア
ップパワー素子4をフルオンさせる(あるいは両パワー
素子2,4をフルオンさせる)。その結果、通常動作で
の高速払拭時には、メイン及びバックアップパワー素子
2,4が並列駆動することになる。この並列駆動するこ
とにより、1個駆動の場合と比べ発熱が少なく、放熱性
能がよくなり、放熱器の小型化が可能となる。
【0019】また、ワイパモータ電流や払拭動作時間や
パワー素子2,4の温度からワイパモータ1の負荷(ト
ルク)が大きい時においては、モータ制御回路3とバッ
クアップ駆動回路5の少なくともいずれかはメインパワ
ー素子2とバックアップパワー素子4を同時にオンさせ
てワイパモータ1を駆動する。このとき、メインパワー
素子2とバックアップパワー素子4での並列動作となる
ので、負荷(トルク)が大きい時の発熱が抑えられ、そ
の結果、放熱器も小さいものを使用することができる。
【0020】このように、電源とワイパモータ1と第1
のモータ駆動用パワー素子2を含む直列回路と、第1の
モータ駆動用パワー素子2に対し並列に接続した第2の
モータ駆動用パワー素子4と、第1のモータ駆動用パワ
ー素子2と第2のモータ駆動用パワー素子4を同時にオ
ンさせてワイパモータ1を駆動するモータ制御手段3,
5と、を備えた。よって、モータ駆動用パワー素子が1
個の場合に比べ、第1のモータ駆動用パワー素子2と第
2のモータ駆動用パワー素子4における温度上昇が抑え
られる。即ち、メインパワー素子2とバックアップパワ
ー素子4の2つのパワー素子を使用して、通常動作時の
温度上昇特性・放熱特性を向上させることができる。そ
の結果、ワイパモータ1の通電経路にパワー素子2を配
した回路構成とした場合において安定した動作を行わせ
ることができることとなる。特に、モータ制御手段3,
5は、通常のモータ負荷時には第1のモータ駆動用パワ
ー素子2のみをオンさせてワイパモータ1を駆動し、モ
ータ1の負荷が大きい時には第1のモータ駆動用パワー
素子2と第2のモータ駆動用パワー素子4を同時にオン
させてワイパモータ1を駆動する。ここで、ワイパモー
タ1に流れる電流または払拭動作時間あるいはパワー素
子の温度に基づいて、モータ1の負荷を検出するように
している。
【0021】一方、異常時動作、特に、信号線異常時に
おいては、ワイパスイッチからの駆動信号線断線やボデ
ーECU等の故障により信号線に異常がある場合、バッ
クアップ信号線を利用して高速払拭動作のみは確実に行
わせることができる。
【0022】また、モータ制御回路3の異常時には、バ
ックアップ信号と、独立したバックアップ駆動回路5に
より、高速払拭動作のみは確実に行わせることができ
る。さらに、メインパワー素子2の故障時には、バック
アップ信号と、独立したバックアップ駆動回路5と、バ
ックアップパワー素子4とにより、高速払拭動作のみは
確実に行わせることができる。
【0023】このように、電源とワイパモータ1とメイ
ンパワー素子2を含む直列回路と、メインパワー素子2
に対し並列に接続したバックアップパワー素子4と、メ
インパワー素子2をオンさせてワイパモータ1を駆動す
るモータ制御回路3と、バックアップパワー素子4をオ
ンさせてワイパモータ1を駆動するバックアップ駆動回
路5と、を備えた。よって、パワー素子およびそれを駆
動するための回路を2系統用いることにより、そのうち
の1系統が故障した場合にも残りの1系統によってワイ
パモータ1を駆動することができる。つまり、モータ制
御回路3や同回路3へのワイパスイッチ信号線が異常な
場合及びどちらかのパワー素子2,4が異常な場合で
も、バックアップ駆動回路5を用いてワイパモータ1に
通電することができる。その結果、万が一の異常時にも
ワイパモータ1を駆動することができる。このようにし
て、ワイパモータ1の通電経路にパワー素子2を配した
回路構成とした場合において安定した動作を行わせるこ
とができることとなる。特に、バックアップ駆動回路5
は、モータ制御回路3へのワイパスイッチ信号とは別の
バックアップ信号を入力し、当該バックアップ信号に基
づいてバックアップパワー素子4をオンさせる。このバ
ックアップ信号は高速払拭動作を行わせる際に出され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態におけるウィンドシールドワイパ装
置での回路構成図。
【図2】従来のウィンドシールドワイパ装置での回路構
成図。
【符号の説明】
1…ワイパモータ、2…メインパワー素子(MOSFE
T)、3…モータ制御回路、4…バックアップパワー素
子(MOSFET)、5…バックアップ駆動回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源とワイパモータ(1)と第1のモー
    タ駆動用パワー素子(2)を含む直列回路と、 前記第1のモータ駆動用パワー素子(2)に対し並列に
    接続した第2のモータ駆動用パワー素子(4)と、 前記第1のモータ駆動用パワー素子(2)と第2のモー
    タ駆動用パワー素子(4)を同時にオンさせてワイパモ
    ータ(1)を駆動するモータ制御手段(3,5)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、 前記モータ制御手段(3,5)は、通常のモータ負荷時
    には前記第1のモータ駆動用パワー素子(2)のみをオ
    ンさせてワイパモータ(1)を駆動し、モータ(1)の
    負荷が大きい時には前記第1のモータ駆動用パワー素子
    (2)と第2のモータ駆動用パワー素子(4)を同時に
    オンさせてワイパモータ(1)を駆動するようにしたこ
    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、 ワイパモータ(1)に流れる電流または払拭動作時間あ
    るいはパワー素子(2,4)の温度に基づいて、前記モ
    ータ(1)の負荷を検出するようにしたことを特徴とす
    るウィンドシールドワイパ装置。
  4. 【請求項4】 電源とワイパモータ(1)とメインパワ
    ー素子(2)を含む直列回路と、 前記メインパワー素子(2)に対し並列に接続したバッ
    クアップパワー素子(4)と、 前記メインパワー素子(2)をオンさせてワイパモータ
    (1)を駆動するモータ制御回路(3)と、 前記バックアップパワー素子(4)をオンさせてワイパ
    モータ(1)を駆動するバックアップ駆動回路(5)
    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。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のウィンドシールドワイ
    パ装置において、 前記バックアップ駆動回路(5)は、前記モータ制御回
    路(3)へのワイパスイッチ信号とは別のバックアップ
    信号を入力し、当該バックアップ信号に基づいてバック
    アップパワー素子(4)をオンさせ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5に記載のウィンドシールドワイ
    パ装置において、 前記バックアップ信号は高速払拭動作を行わせる際に出
    され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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083888A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Honda Elesys Co Ltd モータ駆動回路
JP2010036658A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Tokai Rika Co Ltd ワイパー制御装置

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