JP2005324660A - ワイパ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源の電圧が低下したときでも、ワイパの速度を安定化できるワイパ制御装置を提供する。
【解決手段】ワイパ制御装置のコントローラは、ワイパの１回の払拭動作ごとに速度維持処理を行なう。速度維持処理では、ワイパの速度に依存する値として、ワイパの１回の払拭動作の時間である払拭動作時間が取得される（ステップＳ１）。この払拭動作時間と所定の基準時間との比較により（ステップＳ２）、ワイパの速度が設計速度よりも遅くなったと判断されたときは、ワイパを駆動するワイパモータに与える電圧が上昇するように制御される（ステップＳ３）。これにより、ワイパの速度が遅くなったときでも、その速度が設計速度を維持する方向に調整される。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両のワイパの駆動を制御するワイパ制御装置に関する。

自動車などの車両のワイパにおいては、高速駆動モード（ＨＩ）及び低速駆動モード（ＬＯ）等の、それぞれ固有のワイパの速度が設定された複数の駆動モードが存在している。ワイパの駆動に際しては、運転者のワイパスイッチの操作によりいずれかの駆動モードが選択され、その選択された駆動モードに応じた設計上の速度でワイパが駆動される。例えば、高速駆動モードが選択されたときは比較的高速にワイパが駆動され、低速駆動モードが選択されたときは比較的低速にワイパが駆動される。

なお、本発明に関連する技術を開示する先行技術文献として、下記の文献がある。

特開平７−９９４７号公報

ところで、ワイパは、雨天時などにおいて運転者の視界を確保するためのものである。このためワイパは、駆動モードに応じた設計上の速度で安定して駆動されることが好ましい。

しかしながら、ワイパを駆動するワイパモータに与えられる駆動電圧値の変化などを要因とし、ワイパの速度は設計上の速度から変化するおそれがある。例えば、ワイパモータへの駆動電圧値は、電源となるバッテリの劣化に伴って低下する。このように駆動電圧値が低下すると、ワイパの速度は設計上の速度よりも低下するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ワイパの速度を安定化できるワイパ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、車両のワイパの駆動を制御するワイパ制御装置であって、前記ワイパを駆動するワイパ駆動手段と、前記ワイパ駆動手段に与える駆動電圧値を変更する変更手段と、前記変更手段による前記駆動電圧値の変更の目標値を設定する設定手段と、前記ワイパの速度に依存する速度依存値を取得する取得手段と、を備え、前記設定手段は、前記速度依存値に基づいて前記目標値を設定する。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載のワイパ制御装置において、前記設定手段は、所定の基準値と前記速度依存値とを比較し、その比較結果に応じて前記目標値を設定する。

また、請求項３の発明は、請求項２に記載のワイパ制御装置において、前記設定手段は、前記速度依存値が示す速度が前記基準値が示す速度より小のとき、前記目標値を上昇させる。

また、請求項４の発明は、請求項２または３に記載のワイパ制御装置において、前記設定手段は、前記速度依存値が示す速度が前記基準値が示す速度より大のとき、前記目標値を下降させる。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のワイパ制御装置において、前記速度依存値は、前記ワイパの払拭動作の所定回数あたりの時間を含む。

請求項１ないし５の発明によれば、ワイパの速度に依存する速度依存値に応じて目標値が設定されることから、ワイパの速度が設計上の速度から変化したとき、その速度が調整される。その結果、ワイパの速度を安定化できる。

また、特に請求項２の発明によれば、基準値と速度依存値とを比較するため、実際のワイパの速度が基準値が示す速度と相違するか否かを容易に判断できる。

また、特に請求項３の発明によれば、実際のワイパの速度が基準値が示す速度よりも遅いときに目標値を上昇させるため、ワイパの速度を基準値が示す速度に近づけることができる。

また、特に請求項４の発明によれば、実際のワイパの速度が基準値が示す速度よりも速いときに目標値を下降させるため、ワイパの速度を基準値が示す速度に近づけることができる。

また、特に請求項５の発明によれば、速度依存値を容易に取得できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

＜１．構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置の構成を示すブロック図である。このワイパ制御装置１０は、自動車（一般には車両）においてその制御系統のひとつとして採用されるものであり、例えばフロントワイパとして構成されるワイパ９の駆動、すなわち、ワイパ９によるフロントガラス面に対する払拭動作を制御する。

図に示すように、ワイパ制御装置１０は、集積回路で構成され制御系統の本体部として機能するコントローラ１、ワイパ９の駆動力を発生するワイパモータ２、及び、ワイパ９に関しての運転者からの操作を受け付けるワイパスイッチ３を備えている。

ワイパスイッチ３は、互いに異なる駆動態様が設定された複数の駆動モード、及び、「停止」のうちからひとつを選択可能に構成される。本実施の形態においては、ワイパ９の駆動のために３つの駆動モード、すなわち、「高速駆動モード（ＨＩ）」、「低速駆動モード（ＬＯ）」及び「間欠駆動モード（ＩＮＴ）」が存在している。

高速駆動モード及び低速駆動モードは、間欠時間（あるひとつの払拭動作の完了から次の払拭動作の開始までの時間）を伴わない連続駆動を行なう駆動モードである。高速駆動モードと低速駆動モードとでは、ワイパ９の速度（フロントガラス面上の移動速度）が互いに異なって設定されており、高速駆動モードの方が低速駆動モードよりも高速にワイパ９が駆動される。また、間欠駆動モードは、間欠時間を伴う間欠駆動を行なう駆動モードである。間欠駆動モードにおけるワイパ９の速度は、低速駆動モードと同一の速度に設定されている。なお以下、各駆動モードに設定されたワイパ９の設計上の速度を「設計速度」という。

ワイパスイッチ３による選択結果は、信号としてコントローラ１に入力される。コントローラ１は、この選択結果を示す信号に応答して、選択された駆動モードに応じてワイパ９が駆動するようにワイパ制御装置１０の各部を制御する。

ワイパモータ２はシャフト２１を備え、このシャフト２１を介してワイパ９に駆動力を伝達する。ワイパモータ２は、バッテリ等の電源８から供給される電力を、シャフト２１を回転するための駆動源としている。通常、電源８の電圧値は規定された電圧値（以下、「規定電圧値」という。）に安定するが、バッテリの自然劣化等により規定電圧値よりも低下することもある。

また、ワイパ制御装置１０は、電源８からワイパモータ２への電力供給に係る回路として、電圧変更部４、メインスイッチ５及びオートストップスイッチ６を備えている。

電圧変更部４は、電源８の電圧値をワイパモータ２に与えるための電圧値に変換する。以下、電圧変更部４からワイパモータ２に実際に与えられる電圧値を「駆動電圧値」という。

この駆動電圧値は、コントローラ１からの信号に基づいて変更される。コントローラ１からは、電圧変更部４が出力すべき駆動電圧値の目標値（以下、「目標電圧値」という。）が、信号として電圧変更部４に入力される。電圧変更部４は、駆動電圧値がこの目標電圧値となるように、自身が備える可変抵抗の抵抗値等を変更する。このような処理により駆動電圧値が変更され、電源８の電圧値が規定電圧値に安定しているときは、目標電圧値と駆動電圧値とは一致される。

また、この駆動電圧値は、ワイパ９の速度を規定する。したがって、駆動モードに応じた設計速度でワイパ９を駆動させるために、コントローラ１は目標電圧値を駆動モードに応じて設定する。本実施の形態では、通常、高速駆動モードにおいては比較的高い所定の電圧値Ｖ１が目標電圧値として設定され、低速駆動モード及び間欠駆動モードにおいては比較的低い所定の電圧値Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）が目標電圧値として設定される。つまり、駆動電圧値がＶ１となるときワイパ９の速度は高速駆動モードにおける設計速度となり、駆動電圧値がＶ２となるときワイパ９の速度は低速駆動モードにおける設計速度となる。

メインスイッチ５は、電源８からワイパモータ２への電力供給経路を開閉するスイッチであり、コントローラ１からの信号に基づいてオン／オフが切替えられる。高速駆動モード及び低速駆動モードにおいてはメインスイッチ５は常時オンとされる一方、間欠駆動モードにおいては所定の期間周期でメインスイッチ５のオン／オフが切り替えられる。これにより、間欠駆動モードにおいてワイパ９が間欠駆動される。

オートストップスイッチ６は、メインスイッチ５と同様に、電源８からワイパモータ２への電力供給経路を開閉するスイッチであるが、コントローラ１からの信号とは無関係に、ワイパモータ２のシャフト２１の回転位相に基づいてオン／オフが切替えられる。

このオートストップスイッチ６は、ワイパ９を所定の停止位置に停止させるように機能する。具体的には、オートストップスイッチ６は、シャフト２１の回転位相に基づいてその時点におけるワイパ９の位置を検出し、ワイパ９が所定の停止位置以外のときオンとなり、ワイパ９が所定の停止位置のときオフとなる。

したがって、ワイパ９が所定の停止位置以外のときにメインスイッチ５がオフとなったとしても、ワイパ９が所定の停止位置となるまではオートストップスイッチ６によりワイパモータ２に電力が供給され、これにより、ワイパ９が所定の停止位置に停止される。このオートストップスイッチ６のオン／オフの情報は、コントローラ１に入力される。

＜２．基本動作＞
次に、ワイパ制御装置１０の動作を説明する。まず、電源８の電圧値が規定電圧値に安定している場合の基本的な動作について説明する。図２は、電源８の電圧値が規定電圧値に安定している場合の、高速駆動モードにおけるワイパ制御装置１０の動作の例を示すタイミングチャートである。

図に示すように、時点Ｔ１において、ワイパスイッチ３により高速駆動モードが選択されると、これに応答してコントローラ１からの信号により、メインスイッチ５がオンとされ、さらに、目標電圧値がＶ１に設定されて電圧変更部４に入力される。これにより、ワイパモータ２の駆動、すなわち、ワイパ９の比較的高速な駆動が開始される。

また、ワイパ９の駆動が開始されたことに伴い、ワイパ９の位置に応じてオートストップスイッチ６のオン／オフが切替えられる。上述したようにオートストップスイッチ６は、ワイパ９が所定の停止位置以外のときオンとなり、ワイパ９が所定の停止位置のときオフとなる。したがって、オートストップスイッチ６の時間的に隣接する２つのオフ相互間の時間は、ワイパ９が所定の停止位置から移動し、ワイパ９が所定の停止位置に再び戻るまでの時間、すなわち、ワイパ９の払拭動作の１回分の時間を示す。以下、このワイパ９の払拭動作の１回あたりの時間を「払拭動作時間」という。

払拭動作時間は、その時点における実際のワイパ９の速度に依存する値である。図２の例では電源８の電圧値は規定電圧値に安定していることから、駆動電圧値はＶ１に維持され、ワイパ９は高速駆動モードにおける設計速度で安定して駆動される。したがって、払拭動作時間は所定の時間ＣＴ１で安定することとなる。この時間ＣＴ１は、高速駆動モードの設計速度に基づいて導出可能な値であり、以下「第１基準時間」という。

このような状態で、時点Ｔ２において、ワイパスイッチ３により「停止」が選択されると、これに応答してコントローラ１からの信号によりメインスイッチ５がオフとされる。一方で、オートストップスイッチ６は、ワイパ９が所定の停止位置となるまでオンとなり、ワイパモータ２の駆動が維持される。そして、時点Ｔ３においてワイパ９が所定の停止位置となるとワイパモータ２の駆動が停止されることとなる。

図３は、電源８の電圧値が規定電圧値に安定している場合の、低速駆動モードにおけるワイパ制御装置１０の動作の例を示すタイミングチャートである。低速駆動モードにおける動作は、払拭動作時間が高速駆動モードと相違するが、その他は高速駆動モードとほぼ同様である。

すなわち、時点Ｔ１１にてワイパスイッチ３により低速駆動モードが選択されると、これに応答してコントローラ１からの信号により、メインスイッチ５がオンとされ、さらに、目標電圧値がＶ２に設定されて電圧変更部４に入力される。これにより、ワイパ９の比較的低速な駆動が開始される。そして、時点Ｔ１２にてワイパスイッチ３により「停止」が選択されると、コントローラ１からの信号によりメインスイッチ５がオフとされる。一方で、オートストップスイッチ６によりワイパモータ２の駆動は維持され、時点Ｔ１３においてワイパ９が所定の停止位置となるとワイパモータ２の駆動が停止される。

図３の例においても電源８の電圧値は規定電圧値に安定していることから、駆動電圧値はＶ２に維持され、ワイパ９は低速駆動モードにおける設計速度で安定して駆動される。したがって、払拭動作時間は所定の時間ＣＴ２で安定することとなる。この時間ＣＴ２も、低速駆動モードの設計速度に基づいて導出可能な値であり、以下「第２基準時間」という。

＜３．速度維持処理＞
以上は、電源８の電圧値が規定電圧値に安定している場合のワイパ制御装置１０の動作であるが、バッテリの自然劣化等により電源８の電圧値が低下すると、駆動電圧値が目標電圧値とならず、そのままの制御ではワイパ９の速度が設計速度を維持できなくなる。このため、ワイパ制御装置１０では、電源８の電圧値が変化した場合でも設計速度を維持できるように、速度維持処理がコントローラ１によりなされるようになっている。この速度維持処理は、ワイパ９の１回の払拭動作ごと、より具体的には、オートストップスイッチ６がオフとなった時点でなされる。

速度維持処理では、現時点における実際のワイパ９の速度に依存する値である払拭動作時間に応じて目標電圧値が調整されるというクローズドループ制御（フィードバック制御）がなされる。

図４は、速度維持処理の流れを示すフローチャートである。まず、直近の払拭動作時間が取得される（ステップＳ１）。前述したように、コントローラ１には、オートストップスイッチ６のオン／オフの情報が入力される。また、速度維持処理はオートストップスイッチ６がオフとなった時点でなされる処理である。このため、払拭動作時間は、前回のオートストップスイッチ６がオフとなった時点（＝前回の速度維持処理の時点）から現時点までの時間として取得される。この計時は、コントローラ１が備える計時回路によってなされる。

次に、取得された払拭動作時間が、基準時間（高速駆動モードでは第１基準時間ＣＴ１、低速駆動モードでは第２基準時間ＣＴ２）と比較される（ステップＳ２）。この基準時間は、コントローラ１が備える記憶手段に予め記憶されている。そして、その比較結果に応じて目標電圧値が調整設定される。

すなわち、払拭動作時間が基準時間よりも大であるとき（すなわち、実際のワイパ９の速度が設計速度よりも遅いとき）は、ワイパ９の駆動を速くするように、目標電圧値がその時点において設定されている値よりも上昇して設定される（ステップＳ３）。

また逆に、払拭動作時間が基準時間よりも小であるとき（すなわち、実際のワイパ９の速度が設計速度よりも速いとき）は、ワイパ９の駆動を遅くするように、目標電圧値がその時点において設定されている値よりも下降して設定される（ステップＳ４）。

また、払拭動作時間と基準時間とが一致したときは、目標電圧値は、その時点において設定されている値のまま変更されずに維持される。なお、ノイズや演算誤差等を考慮し、払拭動作時間と基準時間とが厳密に一致せずとも、ほぼ一致したときに一致したとみなしてよい。

以上のような速度維持処理をワイパ９の１回の払拭動作ごとに行なうことにより、電源８の電圧値が変化した場合でも設計速度を維持できることとなる。図５は、電源８の電圧値が低下した場合における高速駆動モードにおけるワイパ制御装置１０の動作の例を示すタイミングチャートである。以下、図５に示す例を参照して、電源８の電圧値が変化した場合における動作について具体的に説明する。

時点Ｔ２１において、ワイパスイッチ３により高速駆動モードが選択されると、図２の場合と同様にして、目標電圧値がＶ１に設定されてワイパ９の駆動が開始される。そして、オートストップスイッチ６が次にオフとなる時点Ｔ２２において速度維持処理がなされる。

時点Ｔ２２において取得される払拭動作時間は、第１基準時間ＣＴ１よりも大である。このため、速度維持処理では、目標電圧値がその時点において設定されている値であるＶ１よりも高く設定される。この目標電圧値の変更量は、払拭動作時間と第１基準時間ＣＴ１との差分に応じて求めてもよく、所定の値としてもよい。なお、速度維持処理はほぼ瞬時になされるため、ワイパ９の次回の払拭動作の開始が遅延するといったことはない。

そして、新たな目標電圧値が設定された状態で次の払拭動作がなされ、時点Ｔ２３においてオートストップスイッチ６がオフとなると再び速度維持処理がなされる。図５の例では、この時点Ｔ２３において取得される払拭動作時間も第１基準時間ＣＴ１よりも大である。このため、この速度維持処理でも目標電圧値が上昇して設定される。

その後、新たな目標電圧値が設定された状態で払拭動作がなされ、時点Ｔ２４においてオートストップスイッチ６がオフとなると再び速度維持処理がなされる。図５の例では、時点Ｔ２４において取得される払拭動作時間は第１基準時間ＣＴ１よりも小である。このため、この速度維持処理では目標電圧値が下降して設定される。そして、このような速度維持処理の繰り返しにより、最終的に、払拭動作時間と第１基準時間ＣＴ１とが一致される（時点Ｔ２５以降）。

このような速度維持処理は、低速駆動モードにおいても同様になされ、低速駆動モードにおいては、払拭動作時間と第２基準時間ＣＴ２とが一致されることとなる。

以上説明したように、本実施の形態のワイパ制御装置１０では、現時点におけるワイパの速度に依存する払拭動作時間と、駆動モードに対応する設計速度に基づく所定の基準値としての基準時間とが比較され、その比較結果に応じて目標電圧値が設定される。より具体的には、払拭動作時間が基準時間より大のとき（速度依存値が示す速度が基準値が示す設計速度より小のとき）目標電圧値が上昇され、払拭動作時間が基準時間より小のとき（速度依存値が示す速度が基準値が示す設計速度より大のとき）目標電圧値が下降される。このため、電源８の電圧値の低下などによりワイパ９の速度が設計速度から変化したときであっても、適宜、その速度が設計速度を維持する方向に調整される。その結果、ワイパ９の速度を安定化できることとなる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

例えば、上記実施の形態のワイパ制御装置はフロントワイパを制御するものとして説明を行なったが、これに限定されず、リアワイパ、ヘッドライト用のワイパ、及び、サイドミラー用のワイパ等を制御するワイパ制御装置であっても本発明に係る技術を適用することが可能である。

また、上記実施の形態では、現時点におけるワイパの速度に依存する速度依存値として払拭動作時間を用いていたが、例えば、電源８の電圧値そのものを速度依存値として用いてもよい。このとき、速度依存値の比較対象とする所定の基準値としては、規定電圧値を用いることができる。

また、上記実施の形態では、ワイパ９の払拭動作の１回あたりの時間としての払拭動作時間を速度依存値としていたが、ワイパ９の払拭動作の２以上の所定回数あたりの時間（あるいは、その平均）を速度依存値としてもよい。

また、上記実施の形態では、高速駆動モード及び低速駆動モードにおいて速度維持処理がなされると説明したが、もちろん、間欠駆動モードにおいて速度維持処理を行なってもよい。

ワイパ制御装置の構成を示すブロック図である。 高速駆動モードにおけるワイパ制御装置の動作の例を示す図である。 低速駆動モードにおけるワイパ制御装置の動作の例を示す図である。 速度維持処理の流れを示す図である。 高速駆動モードにおけるワイパ制御装置の動作の例を示す図である。

符号の説明

１ コントローラ
１０ ワイパ制御装置
２ ワイパモータ
２１ シャフト
３ ワイパスイッチ
４ 電圧変更部
６ オートストップスイッチ
８ 電源

Claims (5)

1. 車両のワイパの駆動を制御するワイパ制御装置であって、
   前記ワイパを駆動するワイパ駆動手段と、
   前記ワイパ駆動手段に与える駆動電圧値を変更する変更手段と、
   前記変更手段による前記駆動電圧値の変更の目標値を設定する設定手段と、
   前記ワイパの速度に依存する速度依存値を取得する取得手段と、
   を備え、
   前記設定手段は、前記速度依存値に基づいて前記目標値を設定することを特徴とするワイパ制御装置。
2. 請求項１に記載のワイパ制御装置において、
   前記設定手段は、所定の基準値と前記速度依存値とを比較し、その比較結果に応じて前記目標値を設定することを特徴とするワイパ制御装置。
3. 請求項２に記載のワイパ制御装置において、
   前記設定手段は、前記速度依存値が示す速度が前記基準値が示す速度より小のとき、前記目標値を上昇させることを特徴とするワイパ制御装置。
4. 請求項２または３に記載のワイパ制御装置において、
   前記設定手段は、前記速度依存値が示す速度が前記基準値が示す速度より大のとき、前記目標値を下降させることを特徴とするワイパ制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のワイパ制御装置において、
   前記速度依存値は、前記ワイパの払拭動作の所定回数あたりの時間を含むことを特徴とするワイパ制御装置。
   

Images