JP2008290676A - ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイパブレードの往復移動により払拭される接触面の状態を精度良く検出することができるワイパ装置を提供する。
【解決手段】ワイパブレード１６を往復移動させた状態で、当該ワイパブレード１６の移動方向が反転する反転位置からの所定範囲を除く予め定められた範囲でのモータの負荷の変動状態を示す変動パターンを検出し、検出した変動パターンに基づいて接触面の状態を特定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイパ装置に係り、特に、ワイパブレードを往復移動させてワイパブレードが接触する接触面に付着した雨滴を払拭するワイパ装置に関する。

従来、自動車等の車両には、降雨時にフロントガラスに付着した雨滴によって視界が低下することを抑制するため、ワイパ装置が備えられている。このワイパ装置は、ワイパブレードを往復移動させることにより、フロントガラスに付着した雨滴を払拭する。運転者は、雨量に応じてワイパ装置の動作切替スイッチを切り換えることにより、ワイパブレードの動作速度及びインターバルを制御している。

ところで、降雨時に走行する車両のフロントガラスに当たる雨滴の量は、雨量の影響ばかりでなく、車両の走行速度によっても変化する。このため、走行速度が頻繁に変化する市街地走行などにおいて視界の最適状態を維持するには、運転者が動作切替スイッチの切り換え操作を頻繁に行わねばならず、操作が煩雑であるという問題点があった。

この問題点を解決するための技術として、特許文献１には、フロントガラスに付着した雨滴の量に応じてワイパブレードを往復移動させるモータの負荷が変化することを利用して、ワイパブレードが１往復する往復時間からモータの負荷を検出し、検出したモータの負荷からフロントガラスに付着した雨滴の量を求め、雨滴の量に応じてワイパブレードの動作速度及びインターバルを制御する技術が開示されている。
特開平７−１３７６０６号公報

ところで、この種のワイパ装置には、ワイパーブレードを往復移動させる機構としてリンク機構を用いているものがある。

しかしながら、このようなリンク機構を用いたワイパ装置では、リンク機構によってモータの回転駆動による出力軸の回転駆動をロッドの往復移動に変換するため、ワイパーブレードの移動方向が反転する反転位置付近でワイパブレードに掛かる負荷に対するモータの負荷の変動が小さくなる。

このため、特許文献１に開示された技術を用いて、ワイパーブレードの往復時間からフロントガラスの状態を検出しようとした場合、モータの負荷状態が平均化されてしまい、フロントガラスの状態を精度良く検出できない場合がある、という問題点があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、ワイパブレードの往復移動により払拭される接触面の状態を精度良く検出することができるワイパ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、出力軸を回転駆動させるモータと、出力軸の回転駆動をロッドの往復移動に変換するリンク機構と、前記ロッドの往復移動に連動して往復移動することにより接触面を払拭するワイパブレードと、前記ワイパブレードを往復移動させた状態で、当該ワイパブレードの移動方向が反転する反転位置からの所定範囲を除く予め定められた範囲での前記モータの負荷の変動状態を示す変動パターンを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された変動パターンに基づいて前記接触面の状態を特定する特定手段と、を備えている。

請求項１記載の発明によれば、モータにより回転駆動される出力軸の回転駆動がリンク機構によりロッドの往復移動に変換され、ロッドの往復移動に連動してワイパブレードが往復移動することにより接触面が払拭される。

そして、本発明では、検出手段によって、ワイパブレードを往復移動させた状態で、当該ワイパブレードの移動方向が反転する反転位置からの所定範囲を除く予め定められた範囲でのモータの負荷の変動状態を示す変動パターンが検出され、特定手段により、検出手段により検出された変動パターンに基づいて接触面の状態が特定される。

このように請求項１記載の発明によれば、ワイパブレードの反転位置からの所定範囲を除く予め定められた範囲でのモータの負荷の変動状態を示す変動パターンを検出し、検出した変動パターンに基づいて接触面の状態を特定しているので、ワイパブレードの往復移動により払拭される接触面の状態を精度良く検出することができる。

なお、本発明の予め定められた範囲は、請求項２記載の発明のように、前記往復移動において前記ワイパブレードの移動速度が最も速い位置を含む範囲であることが好ましい。

このように請求項２記載の発明によれば、ワイパブレードの移動速度が最も速い位置はワイパブレードに対する負荷の変動によるモータも負荷の変動も大きいため、当該位置を含むように範囲を定めることにより、接触面の状態をより精度良く検出することができる。

また、本発明は、請求項３記載の発明のように、前記検出手段が、前記ワイパブレードが前記予め定められた範囲を移動する際に前記モータへ供給される電流の電流値の変動状態又は前記モータの回転速度の変動状態を検出することにより、前記モータの負荷の変動状態を示す変動パターンを検出し、前記特定手段が、前記検出手段により検出された変動パターンにより示される前記モータへ供給される電流の電流値又は前記モータの回転速度の平均値に基づいて前記接触面の濡れ状態を前記接触面の状態として特定してもよい。

このように請求項３記載の発明によれば、モータへ供給される電流の電流値又はモータの回転速度の変動状態を検出することにより、モータの負荷の変動状態を検出することができる。

また、本発明は、請求項４記載の発明のように、前記特定手段により特定された前記接触面の濡れ状態に応じて、前記ワイパブレードの移動速度、及び前記ワイパブレードが間欠的に往復移動する場合の当該ワイパブレードを往復移動させる間隔の少なくとも一方を変化させるように前記モータの回転駆動を制御する制御手段をさらに備えてもよい。

このように請求項４記載の発明によれば、接触面の濡れ状態に応じて、ワイパブレードの移動速度、及びワイパブレードが間欠的に往復移動する場合の当該ワイパブレードを往復移動させる間隔の少なくとも一方を変化させることにより、視界を適切な状態に維持することができる。

また、本発明は、請求項５記載の発明のように、前記制御手段が、前記特定手段により特定された前記接触面の状態が乾燥状態である場合、前記ワイパブレードの往復移動を停止させるように前記モータを制御してもよい。

このように請求項５記載の発明によれば、接触面の状態が乾燥状態である場合、ワイパブレードの無駄な動作を無くすことができるため、消費電力を抑えることができる。

また、本発明は、請求項６記載の発明のように、前記検出手段が、前記変動パターンを前記ワイパブレードを往復移動させた場合の往路及び復路の各々別に検出し、前記特定手段が、前記検出手段により検出された往路及び復路の変動パターンに基づいて前記接触面に対する風速を前記接触面の状態として特定してもよい。

このように請求項６記載の発明によれば、別途センサを設けることなく接触面に対する風速を特定することができる。

また、本発明は、請求項７記載の発明のように、前記特定手段が、前記往路及び復路の各変動パターンにより示される負荷の変動状態の平均値を比較することにより前記風速を特定してもよい。

このように請求項７記載の発明によれば、往路及び復路の負荷の変動状態の平均値を比較することにより、接触面に対する風速を特定することができる。

さらに、本発明は、請求項８記載の発明のように、前記検出手段により検出された変動パターンを最も新しく検出されたものから順に所定数以上一時的に記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された変動パターンを前記記憶手段に記憶された当該変動パターンから前記所定数だけ遡った変動パターンと比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて前記モータに対する負荷の突発的な変動を検知する検知手段と、をさらに備えてもよい。

このように請求項８記載の発明によれば、モータの負荷の突発的な変動を検知することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、本発明を、車両に搭載され、ワイパブレードを往復移動させることによりフロントガラスに付着した雨滴を払拭するワイパ装置に適用した場合について説明する。

［第１の実施の形態］

図１には、本実施の形態に係るワイパ装置１０の概略構成が示されている。

同図に示されるようにワイパ装置１０は、不図示の回転軸を回転駆動させて不図示のギヤ等を介して出力軸１１を回転駆動させるモータ１２と、出力軸１１の回転駆動を後述する２つのリンクロッド３４Ａ、３４Ｂの往復移動に変換するリンク機構１４と、リンクロッド３４Ａ、３４Ｂの往復移動に連動して往復移動することによりフロントガラスを払拭する２つのワイパブレード１６Ａ、１６Ｂと、を備えている。なお、以下、ワイパブレード１６Ａ、１６Ｂを特に区別しない場合はワイパブレード１６と記載する。

ワイパブレード１６Ａ、１６Ｂは、各々ピボットホルダ２０Ａ、２０Ｂに回転可能に保持されたピボット２２Ａ、２２Ｂに各々連結されており、ピボットホルダ２０Ａ、２０Ｂは、保持部材２４によって連結されて保持されている。なお、以下、ピボットホルダ２０Ａ、２０Ｂを特に区別しない場合はピボットホルダ２０と記載し、ピポット２２Ａ、２２Ｂを特に区別しない場合はピポット２０と記載する。

本実施の形態に係るリンク機構１４は、２つのワイパブレード１６Ａ、１６Ｂを同時に同一方向に平行移動させるために平行運動型リンク機構とされている。

リンク機構１４は、出力軸１１に一端が連結されて当該出力軸１１と一体に回転するクランクアーム３０と、クランクアーム３０の他端に一端が回転可能に各々連結され、他端が接続部材３２を介して各々ピボット２２Ａ、２２Ｂに連結された２つのリンクロッド３４Ａ、３４Ｂと、を備えている。なお、以下、リンクロッド３４Ａ、３４Ｂを特に区別しない場合はリンクロッド３４と記載する。

図２（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、クランクアーム３０は、出力軸１１の回転と一体に回転する。リンクロッド３４Ａ、３４Ｂの他端は、クランクアーム３０の回転に伴い往復移動し、クランクアーム３０が１回転すると１回往復移動する。ピボット２２Ａ、２２Ｂは、リンクロッド３４Ａ、３４Ｂの往復移動によって各々回転軸２６を中心として往復回動する。ワイパブレード１６Ａ、１６Ｂは、ピボット２２Ａ、２２Ｂの往復回動に連動して、往復移動する。

なお、本実施の形態に係るリンク機構１４では、クランクアーム３０が水平になる回転角度でクランクアーム３０とリンクロッド３４Ａ、３４Ｂが直線状になるため、リンクロッド３４Ａ、３４Ｂの移動方向が反転する反転位置となる。

ワイパーブレード１６は、図２（Ａ）に示されるように、クランクアーム３０が出力軸１１に対して左側で水平になる回転角度が下側の反転位置（以下、「下反転位置」という。）となり、図２（Ｃ）に示されるように、クランクアーム３０が出力軸１１に対して右側で水平になる回転角度が上側の反転位置（以下、「上反転位置」という。）となる。なお、本実施の形態では、図２（Ａ）に示されるように、クランクアーム３０が出力軸１１に対して左側で水平になる回転角度を規準（θ＝０°）として、クランクアーム３０の回転角度θを示す。

図３には、本実施の形態に係るワイパ装置１０の動作を制御する制御系の構成が示されている。

同図に示されるようにワイパ装置１０は、ワイパーブレード１６を往復移動させた場合のモータ１２に対する負荷の変動状態を示す変動パターンを検出し、検出結果に基づいてモータ１２の回転速度を制御するための駆動制御信号を出力するマイクロ・コンピュータ（以下「マイコン」という。）５０を備えている。

本実施の形態に係るワイパ装置１０は、ワイパーブレード１６をハイ、ロー、間欠の３段階の動作モードで動作させることが可能とされている。マイコン５０には、ワイパ装置１０の動作を制御する不図示の動作切替スイッチからワイパの動作モードの切り替えを指示する指示信号が入力する。

マイコン５０は、指示信号が入力すると、当該指示信号で指示された動作モードに応じてモータ１２の駆動を制御する駆動制御信号をモータ１２へ出力する。

モータ１２は、マイコン５０から入力された駆動制御信号に応じた回転速度で駆動してワイパーブレード１６を往復移動させる。また、モータ１２には、ロータリエンコーダ１２Ａが設けられている。ロータリエンコーダ１２Ａは、モータ１２の回転速度に応じた周期のパルス信号をマイコン５０へ出力する。

さらに、上述した出力軸１１には、クランクアーム３０の回転角度θを検出するため、図示しないエンコーダ１１Ａが設けられている。エンコーダ１１Ａは、クランクアーム３０の回転角度θが所定角度（例えば、θ＝０）となるとパルス信号をマイコン５０へ出力する。

マイコン５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭを含んで構成されており、後述する状態特定プログラム（図８も参照。）を含む各種プログラムや各種パラメータが当該ＲＯＭに予め記憶されたものとされている。

ところで、ワイパ装置１０では、フロントガラスに雨滴が付着した場合、雨滴が付着していない場合と比較してワイパーブレード１６を往復させる際のモータ１２の負荷が小さくなるため、モータ１２の回転速度が速くなる。

図４には、フロントガラスに雨滴が付着したウェット状態（Ｗｅｔ状態）の場合と雨滴が付着していないドライ状態（Ｄｒｙ状態）の場合においてワイパーブレード１６を往復移動させた際のモータ１２の回転速度の変化率の一例が示されている。なお、図４では、ハイ、及びローの動作モードでワイパーブレード１６をそれぞれ往復移動させた際の往路（ワイパーブレード１６を下反転位置から上反転位置へ移動させるオープン経路）と復路（ワイパーブレード１６を上反転位置から下反転位置へ移動させるクローズ経路）での変化率を示している。また、横軸は、図５に示すように、ワイパーブレード１６が往復移動することにより払拭される払拭エリアを下反転位置側から上反転位置側へ順に９等分したときの払拭エリアの一端、他端及び分割領域の境界点に対して下反転位置側から「１」〜「１０」の数値を昇順に対応させて、ワイパーブレード１６の動作範囲内での払拭位置を示している。

本実施の形態に係るマイコン５０は、ワイパーブレード１６を往復移動させた場合のモータ１２に対する負荷の変動状態を示す変動パターンを検出する。そして、マイコン５０は、検出した変動パターンに基づいてフロントガラスの状態を特定し、特定したフロントガラスの状態に応じた制御駆動制御信号を出力するものとされている。なお、本実施の形態では、上記変動パターンとして、ロータリエンコーダ１２Ａから入力されたパルス信号に基づいてワイパーブレード１６を往復移動させた場合の往路及び復路でのモータ１２の回転速度の変動状態を示す変動パターンを検出する。

一方、図６には、本実施の形態に係るマイコン５０の機能的な構成を示す機能ブロック図が示されている。

マイコン５０は、ロータリエンコーダ１２Ａから入力されたパルス信号に基づいてワイパーブレード１６を往復移動させた場合のモータ１２の回転速度の変動状態を示す変動パターンを検出する変動パターン検出部５２と、変動パターン検出部５２により検出された変動パターンに基づいてフロントガラスの状態を特定する状態特定部５４と、状態特定部５４により特定された要因に応じてモータ１２の駆動を制御する駆動制御信号を出力するモータ駆動制御部５６と、を備えている。

ところで、図４に示したように、払拭エリアにおいてワイパーブレード１６の移動方向が反転する反転位置（下反転位置及び上反転位置）の近傍では、変化率が相対的に低くなっている。

これは、反転位置の近傍では、図２（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、クランクアーム３０とリンクロッド３４Ａ、３４Ｂが直線状に並んでクランクアーム３０の回転方向とリンクロッド３４Ａ、３４Ｂの移動方向との角度差が大きくなり、フロントガラスの状態に応じたリンクロッド３４Ａ、３４Ｂの抵抗力の変化がリンクロッド３４Ａを介してモータ１２に伝わり難くなるためである。

図７には、払拭エリアのうち、モータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンの検出を行なう検出エリアを変化させた場合の変化率の平均値が示されている。

同図に示すように、検出エリアを払拭エリア全領域（「１」〜「１０」）とした場合よりも、「５」〜「６」に対応するエリア、あるいは「４」〜「７」に対応するエリアとした場合の方が変化率の平均値が大きくなる。

このため、本実施の形態に係る変動パターン検出部５２は、エンコーダ１１Ａからパルス信号が入力した後にロータリエンコーダ１２Ａから入力されるパルス信号のパルスをカウントしてクランクアーム３０の回転角度を求めることにより、ワイパブレード１６の回転角度を特定する。そして、変動パターン検出部５２は、払拭エリアのうちワイパブレード１６の移動方向が反転する反転位置からの所定範囲（例えば、払拭位置「１」〜「２」及び「９」〜「１０」に対応するエリア）を除く予め定められた範囲でのモータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンを検出するものとしている。なお、本実施の形態では、例えば、払拭位置「４」〜「７」のエリアを予め定められた範囲とする。

ところで、本実施の形態に係るワイパ装置１０では、図６に示した各機能を状態特定プログラムを実行することによりソフトウェアによって実施している。

次に、図８を参照して、本実施の形態に係る状態特定プログラムを実行する際のワイパ装置１０の作用を詳細に説明する。なお、当該状態特定プログラムはハイ、又はロー、又は間欠の動作モードでの動作指示する指示信号が入力するとマイコン５０により実行される。

同図のステップ１００では、エンコーダ１１Ａからパルス信号が入力した後にロータリエンコーダ１２Ａから入力されるパルス信号のパルスをカウントすることにより、ワイパブレード１６の位置を特定し、上述した予め定められた範囲でのモータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンを検出する。

次のステップ１０２では、上記ステップ１００において検出された変動パターンにより示される予め定められた範囲でのモータ１２の回転速度の平均値を算出する。

次のステップ１０４では、上記ステップ１０２において算出された平均値を、例えば、ドライ状態と判定される閾値と比較することにより、フロントガラスがウェット状態であるか、又はドライ状態であるかを判別する。なお、ウェット状態と判定した場合は、平均値と前記閾値の差を求めることにより、雨量を判別するようにしてもよい。

次のステップ１０６では、上記ステップ１０４において判別された判別結果に基づいてモータ１２の動作速度を制御する。例えば、フロントガラスがウェット状態であるものと判別した場合、モータ１２の回転速度を維持してワイパーブレード１６を往復動作させる。一方、雨量が減少したものと判別した場合、モータ１２の回転速度を低下させてワイパーブレード１６の動作速度を低下させたり、あるいはワイパーブレード１６を往復動作させるインターバルを長くする。また、フロントガラスの状態がドライ状態（乾燥状態）である場合、ワイパブレード１６の往復移動を停止させるようにモータ１２を制御する。

次のステップ１０８では、ワイパ装置１０の動作を制御する不図示の動作切替スイッチがオフされたか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ１００へ移行する一方、肯定判定となった場合は本状態特定プログラムを終了する。

以上のように本実施の形態によれば、ワイパーブレード１６の反転位置からの所定範囲を除く予め定められた範囲でのモータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンを検出し、検出した変動パターンに基づいて接触面の状態を特定しているので、ワイパブレード１６の往復移動により払拭される接触面の状態を精度良く検出することができる。

なお、本実施の形態では、払拭エリアのうちワイパーブレード１６の反転位置からの所定範囲を除く予め定められた範囲でのモータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンを検出する場合について説明したが、より好ましくは、予め定められた範囲はワイパブレード１６の移動速度が最も速い位置を含む範囲であることが好ましい。

図９には、ワイパーブレード１６を往復移動させた状態における、クランクアーム３０の回転角度θと、ピボット２２Ａ、２２Ｂが往復回動する際の回転軸２６に対する角度、及び角速度との関係が示されている。

同図に示すように、クランクアーム３０の回転角度θが９０°及び２７０°の場合にピボット２２Ａ、２２Ｂの角速度が最も速くなり、ワイパブレード１６の移動速度が最も速くなる。

このようにワイパブレード１６の移動速度が最も速い位置は、クランクアーム３０の回転方向とリンクロッド３４Ａ、３４Ｂの移動方向との角度差が小さく、フロントガラスの状態に応じたリンクロッド３４Ａ、３４Ｂの抵抗力の変化がリンクロッド３４Ａを介してモータ１２に伝わりやすい。

そこで、払拭エリアのうち回転角度θが図９の斜線で囲まれた角度範囲に対応するエリアを変動パターンの検出エリアとしてもよい。

図１０には、払拭エリアのうち図９の斜線で囲まれた角度範囲に対応する検出エリアが斜線で囲まれた範囲として示されている。このようなワイパブレード１６の移動速度が最も速い位置を含むように検出エリアを定めることにより、フロントガラスの状態をより精度良く検出することができる。

［第２の実施の形態］

第２の実施の形態では、ワイパーブレード１６を往復移動させた場合の往路及び復路で変動パターンを各々別に検出し、検出した往路及び復路の変動パターンに基づいてフロントガラスに対する風速を特定する形態例について説明する。

第２の実施の形態に係るワイパ装置１０の構成、及びワイパ装置１０の動作を制御する制御系の構成は、上記第１の実施の形態（図１及び図３参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。

ところで、図１１に示されるように、フロントガラスに対する風が当たっている場合、ワイパ装置１０では、フロントガラスに当たる風によってワイパーブレード１６が往復動作する際の往路でモータ１２の負荷が減少し、復路でモータ１２の負荷が増加するため、往路と復路でモータ１２の負荷に差が生じる場合がある。

図１２には、フロントガラスに対する風速と、ローで動作させた場合のワイパーブレード１６の往路及び復路でのモータ１２の回転速度並びに、往路と復路でのモータ１２の回転速度の差が示されている。

同図に示すように、ワイパーブレード１６が往復動作する際の往路と復路でのモータ１２の回転速度の差はフロントガラスに対する風速が大きくなるほど大きくなり、風速の２乗に比例する。

また、図１３に示されるように、風の影響を受けやすいエリアも異なっている。

図１４には、風速が３０ｍ／ｓの場合において検出エリアを変化させた場合の変化率の平均値が示されている。

そこで、本実施の形態に係るマイコン５０は、払拭位置「４」〜「７」の範囲でのモータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンを検出して、ワイパーブレード１６を往復移動させた場合の往路及び復路での回転速度の差を求めることによりフロントガラスに対する風速を特定するものとされている。

図１５には、第２の実施の形態に係るマイコン５０の機能的な構成を示す機能ブロック図が示されている。なお、同図における図６と同一の部分には図６と同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施の形態に係る変動パターン検出部５２Ａは、エンコーダ１１Ａからパルス信号が入力した後にロータリエンコーダ１２Ａから入力されるパルス信号のパルスをカウントしてクランクアーム３０の回転角度を求めることにより、ワイパーブレード１６の回転角度を特定する。そして、変動パターン検出部５２Ａは、ワイパーブレード１６を往復移動させた場合の往路及び復路において上述した払拭位置「４」〜「７」の範囲でのモータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンを検出する。

また、本実施の形態に係る状態特定部５４Ａは、変動パターン検出部５２により検出された往路及び復路の変動パターンに基づいて往路及び復路でのモータ１２の回転速度の差を求めてフロントガラスに対する風速を特定する。

図１６には、第２の実施の形態に係る状態特定プログラムの処理の流れが示されている。なお、同図における図８と同一の処理には図８と同一の符号を付して、その説明を省略する。

同図のステップ２００では、エンコーダ１１Ａからパルス信号が入力した後にロータリエンコーダ１２Ａから入力されるパルス信号のパルスをカウントすることにより、ワイパブレード１６の位置を特定し、ワイパーブレード１６が往復移動する往路及び復路における上述した払拭位置「４」〜「７」の範囲でのモータ１２の負荷の変動状態を示す変動パターンを検出する。

次のステップ２０２では、上記ステップ２００において検出された往路及び復路における変動パターンにより示される払拭位置「４」〜「７」の範囲でのモータ１２の回転速度の平均値を各々算出する。

次のステップ２０４では、上記ステップ２０２において算出された往路及び復路におけるモータ１２の回転速度の平均値の差を求め、当該差に基づいてフロントガラスに対する風速を導出する。

なお、図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、動作モードがロー状態とハイ状態とにおいてワイパーブレード１６が往復動作する際の往路と復路でのモータ１２の回転速度の差は異なる。

また、図１８に示されるように、モータ１２も動作モードがロー状態とハイ状態とでは、同じ負荷が発生しても回転速度の変化が異なる。

そこで、本実施の形態では、図１９（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、動作モードがロー状態とハイ状態において、それぞれ複数の風速での回転速度の差を実験的に求めて、実験的に求まった回転速度の差を近似する関数を動作モード毎に求めてマイコン５０のＲＯＭに予め記憶させておき、ＲＯＭに予め記憶された動作モードに応じた関数を用いて回転速度の差から風速を導出するものとする。なお、動作モード毎に回転速度と風速とを関連付けてテーブルとしてマイコン５０のＲＯＭに予め記憶させておき、当該テーブルを用いて回転速度の差から風速を導出してもよい。

次のステップ２０６では、上記ステップ２０４において導出された風速に基づいてモータ１２の動作速度を制御する。例えば、フロントガラスに対する風速が速くなると、ワイパブレード１６が往復動作する際の往路と復路の動作速度に差が生じて運転者に違和感を感じる場合がある。そこで、ワイパブレード１６の往路と復路の動作速度の差を小さくするように往路動作時と復路動作時でモータ１２に異なる電圧を印加するように制御してもよい。

以上のように本実施の形態によれば、別途センサを設けることなくフロントガラスに対する風速を特定することができる。

［第３の実施の形態］

本第３の実施の形態では、フロントガラスに対して突風が吹いたことなどによる突発的なモータ１２の負荷の変動を特定する形態例について説明する。

第３の実施の形態に係るワイパ装置１０の構成、及びワイパ装置１０の動作を制御する制御系の構成は、上記第１の実施の形態（図１及び図３参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。

図２０には、本実施の形態に係るマイコン５０の機能的な構成を示す機能ブロック図が示されている。なお、同図における図５と同一の部分には図５と同一の符号を付して、その説明を省略する。

同図に示されるように、マイコン５０は、変動パターン検出部５２により検出された変動パターンを最も新しく検出されたものから順に所定数一時的に記憶する変動パターン一時記憶部６０と、変動パターン検出部５２により検出された変動パターンを変動パターン一時記憶部６０に記憶された当該変動パターンから前記所定数だけ遡った変動パターンと比較するパターン比較部６２と、パターン比較部６２による比較結果に基づいて前記モータに対する負荷の突発的な変動を検知する突発的変化要因検知部６４と、を備えている。

図２１には、第３の実施の形態に係る状態特定プログラムの処理の流れが示されている。なお、同図における図８と同一の処理には図８と同一の符号を付して、その説明を省略する。

ステップ３０２では、変動パターン一時記憶部６０に検出された変動パターンから所定数遡った変動パターンが記憶されているか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３０４へ移行する一方、否定判定となった場合はステップ３０８へ移行する。

ステップ３０４では、検出された変動パターンにより示される回転速度の変動状態の平均値を、変動パターン一時記憶部６０に記憶された当該変動パターンから所定数遡った変動パターンにより示される回転速度の変動状態の平均値と比較する。

ステップ３０６では、上記ステップ３０４の比較結果、所定値以上の差がある場合は、突発的なモータ１２の負荷の変動があるものと検知して、モータ１２の回転速度をそのままの状態で維持する制御を行う。

ステップ３０８では、検出された変動パターンを変動パターン一時記憶部６０にさせる。

これにより、フロントガラスに対して突風などが吹いたことによってモータ１２の負荷が突発的に変動したことよりワイパーブレード１６の動作速度が変化することを抑制することができる。

以上のように本実施の形態によれば、モータ１２の負荷が突発的に変動したことを検知することができる。

なお、上記各実施の形態では、ワイパーブレード１６が往復移動する際のモータ１２の回転速度の変動を検出することにより、モータ１２の負荷の変動を検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ワイパーブレード１６が往復移動する際にモータ１２へ供給される電流の電流値を検出することにより、モータ１２の負荷の変動を検出するものとしてもよい。

また、上記各実施の形態では、変動パターンにより示される回転速度の変動状態の平均値を比較する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、回転速度のピーク値を比較するものとしてもよい、また、ワイパーブレード１６が往復移動する各払拭位置毎に比較を行なって差を求めるものとしてもよい。

また、上記第１の実施の形態では、フロントガラスの状態の特定し、上記第２の実施の形態では、フロントガラスに対する風速を特定し、上記第３の実施の形態では、風によるモータ１２の負荷が突発的な変化の検知する場合について個別に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各特定や検知をそれぞれ順次行なうようにしてもよい。この場合、各実施の形態の状態特定プログラムの各処理を１つのプログラムにまとめて実行するようにすればよい。

その他、上記各実施の形態で説明したワイパ装置１０及びマイコン５０の構成（図１、図２、図３、図６、図１５、及び図２０参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、上記各実施の形態で説明した状態特定プログラム（図８、図１６及び図２１参照。）の処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、速度制御するワイパ装置の場合には、モータの回転速度の変動から負荷変動を検出できないので、モータ電流やＤｕｔｙで負荷変動を検出することが好ましい

また、上記各実施形態で説明したワイパ装置１０は、車両に搭載され、ワイパーブレード１６を往復移動させることによりフロントガラスに付着した雨滴を払拭するものであったが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、車両に搭載されたものに限定されるものでなく、また、払拭対象はフロントガラスに限定されるものでなく、さらに、払拭するものも雨滴に限定されるものでない。

実施の形態に係るワイパ装置の構成を示す構成図である。 実施の形態に係るワイパ装置を動作させた場合の構成図である。 実施の形態に係るワイパ装置を制御する系御系の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るフロントガラスがウェット状態の場合とドライ状態の場合におけるモータの回転速度の変化率の一例を示すグラフである。 実施の形態に係るフロントガラスのワイパ装置により払拭される払拭エリア及び各払拭位置を示す概略図である。 第１の実施の形態に係るマイコンの機能構成を示す機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係る検出エリアを変化させた場合の変化率の変化の一例を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る状態特定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係るクランクアームの回転角度θとピボットが往復回動する際の回転軸に対する角度及び角速度との関係の一例を示すグラフである。 第１の実施の形態に係るフロントガラスのワイパ装置により払拭される払拭エリア及び検出エリアを示す概略図である。 第２の実施の形態に係るフロントガラスに対する風の流れを示す概略図である。 第２の実施の形態に係るフロントガラスに対する風速と往路及び復路でのモータ１２の回転速度、並びに往路と復路でのモータの回転速度の差との関係の一例を示すグラフである。 第２の実施の形態に係るフロントガラス上の風の流れを示す概略図である。 第２の実施の形態に係る検出エリアを変化させた場合の変化率の変化の一例を示すグラフである。 第２の実施の形態に係るマイコンの機能構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施の形態に係る状態特定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る動作モードがロー状態とハイ状態とにおける往路と復路でのモータの回転速度の差の一例を示すグラフである。 第２の実施の形態に係るモータの特性を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る動作モードがロー状態とハイ状態とにおける風速と回転速度の差との関係を示すグラフである。 第３の実施の形態に係るマイコンの機能構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施の形態に係る状態特定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０…ワイパ装置、１１…出力軸、１１Ａ…エンコーダ、１２…モータ、１２Ａ…ロータリエンコーダ、１４…リンク機構、１６…ワイパーブレード、２０…ピボットホルダ、２２…ピボット、２４…保持部材、２６…回転軸、３０…クランクアーム、３２…接続部材、３４…リンクロッド、５０…マイコン、５２，５２Ａ…変動パターン検出部（検出手段）、５４，５４Ａ…状態特定部（特定手段）、５６…モータ駆動制御部（制御手段）、６０…変動パターン一時記憶部（記憶手段）、６２…パターン比較部（比較手段）、６４…突発的変化要因検知部（検知手段）

Claims (8)

1. 出力軸を回転駆動させるモータと、
   出力軸の回転駆動をロッドの往復移動に変換するリンク機構と、
   前記ロッドの往復移動に連動して往復移動することにより接触面を払拭するワイパブレードと、
   前記ワイパブレードを往復移動させた状態で、当該ワイパブレードの移動方向が反転する反転位置からの所定範囲を除く予め定められた範囲での前記モータの負荷の変動状態を示す変動パターンを検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された変動パターンに基づいて前記接触面の状態を特定する特定手段と、
   を備えたワイパ装置。
2. 前記予め定められた範囲は、前記往復移動において前記ワイパブレードの移動速度が最も速い位置を含む範囲である
   請求項１記載のワイパ装置。
3. 前記検出手段は、前記ワイパブレードが前記予め定められた範囲を移動する際に前記モータへ供給される電流の電流値の変動状態又は前記モータの回転速度の変動状態を検出することにより、前記モータの負荷の変動状態を示す変動パターンを検出し、
   前記特定手段は、前記検出手段により検出された変動パターンにより示される前記モータへ供給される電流の電流値又は前記モータの回転速度の平均値に基づいて前記接触面の濡れ状態を前記接触面の状態として特定する
   請求項１又は請求項２記載のワイパ装置。
4. 前記特定手段により特定された前記接触面の濡れ状態に応じて、前記ワイパブレードの移動速度、及び前記ワイパブレードが間欠的に往復移動する場合の当該ワイパブレードを往復移動させる間隔の少なくとも一方を変化させるように前記モータの回転駆動を制御する制御手段をさらに備えた請求項３記載のワイパ装置。
5. 前記制御手段は、前記特定手段により特定された前記接触面の状態が乾燥状態である場合、前記ワイパブレードの往復移動を停止させるように前記モータを制御する
   請求項４記載のワイパ装置。
6. 前記検出手段は、前記変動パターンを前記ワイパブレードを往復移動させた場合の往路及び復路の各々別に検出し、
   前記特定手段は、前記検出手段により検出された往路及び復路の変動パターンに基づいて前記接触面に対する風速を前記接触面の状態として特定する
   請求項１又は請求項２記載のワイパ装置。
7. 前記特定手段は、前記往路及び復路の各変動パターンにより示される負荷の変動状態の平均値を比較することにより前記風速を特定する
   請求項６記載のワイパ装置。
8. 前記検出手段により検出された変動パターンを最も新しく検出されたものから順に所定数以上一時的に記憶する記憶手段と、
   前記検出手段により検出された変動パターンを前記記憶手段に記憶された当該変動パターンから前記所定数だけ遡った変動パターンと比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて前記モータに対する負荷の突発的な変動を検知する検知手段と、
   をさらに備えた請求項１〜請求項７の何れか１項記載のワイパ装置。

Images