JP2008114695A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電電圧による他の制御装置への悪影響の回避と、ワイパ駆動制御回路を構成する電子部品をサージ電圧から保護することができる。
【解決手段】ワイパモータ１からのサージ電圧は、第２のリレー８のＢ接点、Ｃ接点を経由して、第３リレー６のスイッチ部６（Ｓ）のコモン接点６ｂに至る。しかしながら、第３リール６のスイッチ部６（Ｓ）ではメーク接点６ａへの通電を遮断しているため、第１リレー７へはサージ電圧は印加されない。従って、第１リレー７を経由して接続されている他のワイパ駆動制御回路を構成するリレー回路１０、反転回路１１、保持回路１２、禁止回路１３、さらに給電ライン１７へはサージ電圧は印加されず、回路を構成するトランジスタＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３に、コレクタ−エミッタ間の耐電圧が高い高価なトランジスタを用いる必要がなくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイパモータに設けられたパターンスイッチを利用してワイパスイッチがオフされたときにワイパアームを所定の停止位置に自動停止させる機能を備えたモータ制御装置に関するものである。

車両用ワイパを回転させるためのワイパ制御装置には、通常、ワイパスイッチをオフしたときにワイパアームが所定の停止位置になく払拭動作位置にある場合に、ワイパモータへの給電を維持して所定の停止位置まで動作させて自動で停止する装置（定位置停止装置）が設けられている。この定位置停止装置には、ワイパアームの停止位置及び払拭動作位置に対応して位置検出すると共にワイパモータに給電するパターンスイッチが内蔵されている。

ワイパモータを作動させたまま車両を駐車し、ワイパスイッチをオフしてワイパを停止させることなくいきなりイグニッションスイッチをオフした場合には、ワイパモータはそれまで回転していた回転子の慣性回転によって巻線中で発電され、その発電電圧がパターンスイッチを介して電源供給ラインに印加されることとなる。イグニッションスイッチがオフされると、ワイパモータと同じ電源供給ラインに接続された他の車両制御装置にワイパモータの発電電圧が印加され、誤動作することを防止するモータ制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−２９９４８２公報

しかしながら、従来のモータ制御装置では、ワイパスイッチをオフしてワイパを停止させることなくいきなりイグニッションスイッチをオフした場合に発生するサージ電圧に関して考慮されておらず、ワイパ駆動制御回路を構成する電子部品に当該サージ電圧が印加されるおそれがある。

本発明は上記事実を考慮し、発電電圧による他の制御装置への悪影響の回避と、ワイパ駆動制御回路を構成する電子部品をサージ電圧から保護することができるモータ制御装置を提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、クレーム対応図である図１を参照すると、ワイパアームを往復駆動するためのワイパモータ（１）と、前記ワイパモータ（１）とバッテリ（９）との間に配線された給電ライン上に接続され、イグニッションスイッチ（１６）がオンのときにワイパスイッチによる作動指令に基づいて前記ワイパモータ（１）の回転を駆動制御するワイパ駆動制御回路（１００）と、前記ワイパモータ（１）に設けられると共に前記ワイパアームの停止位置と動作位置とに対応して接点が切り替わるパターンスイッチによって、前記ワイパスイッチがオフされたときに前記ワイパアームが前記動作位置から前記停止位置に達するまで前記ワイパモータ（１）へ給電ラインからの給電を維持する定位置停止装置（１０２）と、前記ワイパモータ（１）と前記ワイパ駆動制御回路（１００）との間の配線、かつ前記ワイパモータ（１）と前記定位置停止装置（１０２）との間の配線に設けられ、前記イグニッションスイッチ（１６）がオンされることにより前記ワイパモータ（１）と前記ワイパ駆動制御回路（１００）との間を接続すると共に、前記イグニッションスイッチ（１６）がオフされることにより前記ワイパモータ（１）と前記ワイパ駆動制御回路（１００）との間を切断するスイッチング手段（１０４）と、を含んで構成されている。

ワイパモータ（１）とワイパ駆動制御回路（１００）との間にスイッチング手段（１０４）を設けることにより、ワイパ作動時にイグニッションスイッチ（１６）がオフされることで発生するサージ電圧がワイパ駆動制御回路（１００）に印加されることを防止すると共に、ワイパモータ（１）の発電電圧が車両制御装置（１５）に印加されることを防止する。サージ電圧がワイパ駆動制御回路（１００）に印加されることが防止できるため、ワイパ駆動制御回路（１００）は、耐電圧の低い安価な半導体素子を用いて回路を構成することができる。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、クレーム対応図である図１を参照すると、前記スイッチ手段（１０４）が、前記ワイパモータ（１）と前記ワイパ駆動制御回路（１００）との間の配線、かつ前記ワイパモータ（１）と前記定位置停止装置（１０２）との間の配線が共通となっている配線上に設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、スイッチ手段（１０４）１つでサージ電圧と発電電圧とを防止することができる。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、クレーム対応図である図１を参照すると、前記スイッチ手段（１０４）が、前記ワイパモータ（１）と前記ワイパ駆動制御回路（１００）との間の配線、かつ前記ワイパモータ（１）と前記定位置停止装置（１０２）との間の配線のそれぞれに設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、それぞれスイッチ手段（１０４）を設けることにより、故障の際に特定がしやすくなる。

なお、本発明のスイッチング手段は、イグニッションスイッチのオン／オフに応じてオン／オフする半導体スイッチ素子またはリレースイッチとすることができる。

図２は、本実施の形態に係るモータ制御装置を示す回路図である。このモータ制御装置は、ワイパモータ１と、パターンスイッチ５と、第１のリレー７と、第２のリレー８と、第３のリレー６と、リレー駆動回路１０と、反転回路１１と、保持回路１２と、禁止回路１３と、ワイパスイッチ１４と、イグニッションスイッチ（以下、単に「ＩＧスイッチ」という）１６と、給電ライン１７とを備えている。

ワイパモータ１は、電気的中性軸の付近に配設された低速用ブラシ２及び共通ブラシ４の他に、高速用ブラシ３を備える直流モータである。ワイパモータ１の低速用ブラシ２は第２のリレー８の常時閉接点（Ｂ接点）に接続され、高速用ブラシ３は、第２のリレー８の常時開接点（Ａ接点）に接続されている。

給電ライン１７は、ＩＧスイッチ１６を介して、バッテリ９に接続されている。この給電ライン１７により他の車両制御装置１５に電源が供給される。また、給電ライン１７には、ダイオードＤ７を経由して第１のリレー７や反転回路１１等、ワイパモータ１の回転を駆動制御するための各回路が接続されている。さらに給電ライン１７は、接続ライン１８によってバッテリ９とパターンスイッチ５とを接続する。

第１のリレー７は、ワイパモータ１とバッテリ９との接続を断続する。図示されるように第１のリレー７の常時開接点（Ａ接点）は、ＩＧスイッチ１６を介してバッテリ９に接続される給電ライン１７に接続され、常時閉接点（Ｂ接点）は、接続ライン１９によりパターンスイッチ５の共通接点５Ｃに接続されている。

第２のリレー８は、高速用ブラシ３または低速用ブラシ２を選択する。上述したように第２のリレー８の常時開接点（Ａ接点）は、ワイパモータ１の高速用ブラシ３に接続され、第２のリレー８の常時閉接点（Ｂ接点）は、ワイパモータ１の低速用ブラシ２に接続されている。第２のリレー８の共通接点（Ｃ接点）は、後述する第３のリレー６のスイッチ部６（Ｓ）を介して第１のリレー７の共通接点（Ｃ接点）に接続される。

第３のリレー６は、コイル部６（Ｃ）とスイッチ部６（Ｓ）とで構成される。コイル部６（Ｃ）はＩＧスイッチ１６とダイオードＤ７との間に設けられ、スイッチ部６（Ｓ）は、上述したように第２のリレー８と第１のリレー７との間に設けられている。スイッチ部６（Ｓ）のメーク接点６ａは、第１のリレー７の共通接点（Ｃ接点）に接続され、コモン接点６ｂは、第２のリレー８の共通接点（Ｃ接点）に接続されている。

パターンスイッチ５は、ワイパモータ１の減速された出力軸の回転位置により接点が切り替えられる。具体的には、図示しないワイパアームが払拭動作を行う動作位置では、共通接点５Ｃが駆動接点（ＲＵＮ）５Ａに接触し、ワイパアームが視野の妨げとならない自動停止位置では、共通接点５Ｃが停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂと接触する。パターンスイッチ５の駆動接点（ＲＵＮ）５Ａは接続ライン１８に接続され、停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂはワイパモータ１の共通ブラシ４に接続され接地されている。

なお、パターンスイッチ５は、ワイパモータ１とバッテリ９との接続を断続する第１のリレー７がオフ状態の場合でも、パターンスイッチ５が停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂに切り替えられるまで、ワイパモータ１の駆動が続けられるように駆動接点（ＲＵＮ）５Ａを経由してワイパモータ１に電流を供給する。

ワイパスイッチ１４は、低速作動を指示するスイッチＳＷ１及び高速作動を支持するスイッチＳＷ２の２つのスイッチを備えている。２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２の一方の端子は、バッテリ９のマイナス端子に接続された接地ライン２０に接続され、他方の端子は、反転回路１１及び第２のリレー８のコイルＲＬ２に接続されている。また、２つの操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２の他方の端子間には、ダイオードＤ２が接続され、スイッチＳＷ１又はスイッチＳＷ２が閉ざされた作動位置とされた場合でも、反転回路１１にローレベルの信号を与えるように構成されている。スイッチＳＷ２が閉ざされると、スイッチＳＷ２の接点を直接経由して第２のリレー８のコイルＲＬ２が励磁されて高速ブラシ３が選択される。

反転回路１１は、リレー駆動回路１０に信号を与える回路である。具体的には、トランジスタＴＲ３と抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３とから構成され、ワイパスイッチ１４のＳＷ１、ＳＷ２のいずれか一方が閉じられると、トランジスタＴＲ３がオン状態となり、リレー駆動回路１０にハイレベル（＋Ｂ）の信号を与える。

リレー駆動回路１０は、第１のリレー７を励磁する回路である。具体的には、第１の
リレー７のコイルＲＬ１を励磁するトランジスタＴＲ１及び保護抵抗Ｒ５と、チャタリングを防止するＣＲ回路Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１と、ノイズを防止するＣＲ回路Ｒ４、Ｃ３とから構成されている。リレー駆動回路１０では、反転回路１１からのハイレベル（＋Ｂ）の信号が与えられたときに、トランジスタＴＲ１がオン状態となり、第１のリレー７のコイルＲＬ１を励磁する。

保持回路１２は、一定の条件のもとに、ワイパスイッチ１４の操作に拘らず、リレー駆動回路１０に信号を与えて第１のリレー７の励磁を保持する回路である。保持回路１２は、第１のリレー７のＣ接点とリレー駆動回路１０とを接続する抵抗Ｒ３及びダイオードＤ１と、ダイオードＤ１のアノードを接地ライン２０に落とすことができるように接続されたトランジスタＴＲ２と、トランジスタＴＲ２のベースとパターンスイッチ５の共通接点５Ｃとを接続するＣＲ回路Ｒ６、Ｒ７、とから構成されている。保持回路１２では、第１のリレー７のＣ接点にバッテリ９からの電源電圧（＋Ｂ）が供給されているとき、すなわち、ワイパモータ１の高速又は低速ブラシ２、３にハイレベルの電圧が供給されているときには、抵抗Ｒ３及びダイオードＤ１を経由してリレー駆動回路１０のトランジスタＴＲ１のベースに電圧を与え、第１のリレー７の励磁を自己保持する。一方、パターンスイッチ５の共通接点５Ｃの電圧、すなわち、接続ライン１９の電圧が電源電圧（＋Ｂ）にされると、トランジスタＴＲ２をオンにして自己保持を解放する。

禁止回路１３は、一定の条件のもとに、反転回路１１の作動を禁止する回路である。禁止回路１３は反転回路１１の抵抗Ｒ１１に並列に接続されたトランジスタＴＲ４と、そのトランジスタＴＲ４のベースに接続され、タイマを構成するコンデンサＣ４及び抵抗Ｒ８と、コンデンサＣ４の充放電回路を構成する抵抗Ｒ９、Ｒ１０及びダイオードＤ５から構成されている。コンデンサＣ４のマイナス端子はパターンスイッチ５の共通接点５Ｃに接続されている。

禁止回路１３のコンデンサＣ４は、常時は抵抗Ｒ８、Ｒ９等を通じて放電されており、トランジスタＴＲ４のベース電圧は電源電圧（＋Ｂ）となっている。このため、常時は、トランジスタＴＲ４はオフ状態となり、禁止回路１３は反転回路１１に何ら影響を与えない。しかし、パターンスイッチ５の共通接点５Ｃの接触が駆動接点５Ａから停止接点５Ｂに切り替わると、共通接点５Ｃの電圧が電源電圧（＋Ｂ）から接地電圧（０Ｖ）に切り替わり、コンデンサＣ４のマイナス端子の電圧が電源電圧（＋Ｂ）から急激に接地電圧（０Ｖ）に落とされる。このため、コンデンサＣ４が抵抗Ｒ８、トランジスタＴＲ４、抵抗Ｒ１２を経由して充電されるまでの間、トランジスタＴＲ４にベース電流が流れて、トランジスタＴＲ４はその間オン状態にされる。トランジスタＴＲ４がオン状態の間は、反転回路１１のトランジスタＴＲ３のベース・エミッタ間の電圧は同電位とされるので、トランジスタＴＲ３はオンとなることができない。このため、パターンスイッチ５の接点が駆動接点５Ａから停止接点５Ｂに切り替わった直後、コンデンサＣ４が充電されるまでの所定時間の間は、ワイパスイッチ１４のいずれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２が閉じられても、反転回路１１は作動することができず、リレー駆動回路１０にハイレベルの信号を与えることができないので、第１のリレー７の励磁が禁止される。

以下、本実施の形態の作用を説明する。

上述のような回路構成に基づき、本実施の形態のモータ制御装置の作動について説明する。

なお、ワイパスイッチ１４は、いずれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２を操作しても基本的な作動は同じであるので、ここではスイッチＳＷ１を操作するものとして説明する。

ＩＧスイッチ１６をオンすると、電流が供給されて第３のリレー６のコイル部６（Ｃ）のコイルＲＬ３が励磁される。コイルＲＬ３の励磁に伴い、第３のリレー６のスイッチ部６（Ｓ）の接点がブレーク接点６ｃからメーク接点６ａに切り替えられる。この状態でワイパスイッチ１４をオンすると、反転回路１１からハイレベルの信号がリレー駆動回路１０に与えられ、このリレー駆動回路１０により第１のリレー７のコイルＲＬ１が励磁されて第１のリレー７の接点がＡ接点に切り替えられる。これにより、バッテリ９から、第１のリレー７のＡ接点、Ｃ接点、第３のリレー６のスイッチ部６（Ｓ）のメーク接点６ａ、コモン接点６ｂ、第２のリレー８のＣ接点、Ｂ接点を経由して、ワイパモータ１に電源が供給される。

ＩＧスイッチ１６がオン状態でワイパスイッチ１４がオフされたときには、パターンスイッチ５の駆動接点（ＲＵＮ）５Ａ、共通接点５Ｃ、第１のリレー７のＢ接点、Ｃ接点、第３のリレー６のスイッチ部６（Ｓ）のメーク接点、コモン接点６ｂ、第２のリレー８のＣ接点、Ｂ接点を介してバッテリ９からワイパモータ１に電源が供給されるため、パターンスイッチ５が停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂに切り替えられるまでは、ワイパモータ１の回転は維持される。

また、ワイパスイッチ１４の状況に拘わらず、ＩＧスイッチ１６がオフされたときには、給電ライン１７からワイパモータ１への給電が絶たれる。

したがって、ワイパ動作中にＩＧスイッチ１６がオフされた場合には、給電ライン１７からの給電が絶たれた状態となり、ワイパモータ１はサージ電圧と、慣性回転により発電作動する発電電圧とを発生する。

ワイパモータ１からのサージ電圧は、第２のリレー８のＢ接点、Ｃ接点を経由して、第３リレー６のスイッチ部６（Ｓ）のコモン接点６ｂに至る。しかしながら、第３リール６のスイッチ部６（Ｓ）ではメーク接点６ａへの通電を遮断しているため、第１リレー７へはサージ電圧は印加されない。従って、第１リレー７を経由して接続されている他のワイパ駆動制御回路を構成するリレー回路１０、反転回路１１、保持回路１２、禁止回路１３、さらに給電ライン１７へはサージ電圧は印加されず、回路を構成するトランジスタＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３に、コレクタ−エミッタ間の耐電圧が高い高価なトランジスタを用いる必要がなくなる。

また、ワイパモータ１の発電電圧は上述のサージ電圧と同様に、第２のリレー８のＢ接点、Ｃ接点を経由して、第３リレー６のスイッチ部６（Ｓ）のコモン接点６ｂに至る。第３リール６のスイッチ部６（Ｓ）ではメーク接点６ａへの通電を遮断しているため、第１のリレー７へはワイパモータ１の発電電圧は印加されない。従って、第１のリレー７から接続ライン１９を経由してパターンスイッチ５、さらに接続ライン１８から給電ライン１７へはワイパモータ１の発電電圧は印加されない。そのため、給電ライン１７に接続されている他の車両制御装置１５には、発電電圧が印加されず、誤動作されてしまうことを防止することができる。

なお、本実施の形態では、パターンスイッチ５は接続ライン１８を経由して電源が供給される接続となっているが、接続ライン１８を設けずに、第１のリレー７の常時開接点（Ａ接点）のように給電ライン１７から接続される構成としてもよい。

さらに、本実施の形態において、第１のリレー７と第２のリレー８とを接続するスイッチング手段は、本実施の形態で示されるようにリレー（第３のリレー６）を用いて構成してもよいし、半導体素子を用いて構成してもよい。

なお、上述において、ＩＧスイッチ１６のオン状態とは、より具体的には、図示しないイグニッションキーがＡＣＣポジション（アクセサリーポジション）、ＩＧ１ポジション（イグニッション第１ポジション）、ＩＧ２ポジション（イグニッション第２ポジション）の何れかにある状態をいう。

本実施の形態に係るモータ制御装置のクレーム対応図である。 本実施の形態に係るモータ制御装置の回路図である。

符号の説明

１ ワイパモータ
５ パターンスイッチ
６ 第３のリレー（スイッチング手段）
９ バッテリ
１６ イグニッションスイッチ（ＩＧ ＳＷ）
１７ 給電ライン
１００ ワイパ駆動制御回路
１０２ 定位置停止装置
１０４ スイッチング手段

Claims (3)

1. ワイパアームを往復駆動するためのワイパモータと、
   前記ワイパモータとバッテリとの間に配線された給電ライン上に接続され、イグニッションスイッチがオンのときにワイパスイッチによる作動指令に基づいて前記ワイパモータの回転を駆動制御するワイパ駆動制御回路と、
   前記ワイパモータに設けられると共に前記ワイパアームの停止位置と動作位置とに対応して接点が切り替わるパターンスイッチによって、前記ワイパスイッチがオフされたときに前記ワイパアームが前記動作位置から前記停止位置に達するまで前記ワイパモータへ給電ラインからの給電を維持する定位置停止装置と、
   前記ワイパモータと前記ワイパ駆動制御回路との間の配線、かつ前記ワイパモータと前記定位置停止装置との間の配線に設けられ、前記イグニッションスイッチがオンされることにより前記ワイパモータと前記ワイパ駆動制御回路との間を接続すると共に、前記イグニッションスイッチがオフされることにより前記ワイパモータと前記ワイパ駆動制御回路との間を切断するスイッチング手段と、
   を含むモータ制御装置。
2. 前記スイッチ手段が、前記ワイパモータと前記ワイパ駆動制御回路との間の配線、かつ前記ワイパモータと前記定位置停止装置との間の配線が共通となっている配線上に設けられている請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記スイッチ手段が、前記ワイパモータと前記ワイパ駆動制御回路との間の配線、かつ前記ワイパモータと前記定位置停止装置との間の配線のそれぞれに設けられている請求項１記載のモータ制御装置。

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