JP2009113555A - ワイパ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作スイッチのオン操作時において絶対位置検出手段の検出値にばらつきが生じるのを無くし、ワイパ装置の初期動作に要する時間を一定にする。
【解決手段】制御部５１に、ワイパスイッチ４４のオフ操作後に、絶対位置信号を検出するまでワイパモータ１３を復動作させるとともに、ワイパモータ１３を逆方向に回転させて新たな絶対位置信号を検出するまで往動作させ、その後、ワイパモータ１３を停止させる停止位置補正部５９を設けた。これにより、第２ホールセンサ４０のヒステリシス領域を避けた位置でウォームホイール３５を停止させることができ、制御部５１の起動時における第２ホールセンサ４０の検出値にばらつきが無くなって、ワイパ装置の初期動作に要する時間を一定にすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータを正逆方向に回転させることによりワイパアームをウィンドシールド上の所定範囲で往復動作させるワイパ制御装置に関する。

従来、自動車等の車両には、ウィンドシールドに付着した雨や雪、前車の飛沫等の付着物を払拭して運転者の視界を確保するためにワイパ装置が設けられている。ワイパ装置としては、車室内等に設けられる操作スイッチにより一方向に回転されるモータと、モータの回転運動を揺動運動に変換するリンク機構と、リンク機構により揺動されるワイパアームと、ワイパアームの先端側に設けられるワイパブレードとを備えたものが一般的に用いられている。そして、操作スイッチをオン操作することによりモータが一方向へ回転し、このモータの回転がリンク機構およびワイパアームを介してワイパブレードに伝達されて、ワイパブレードがウィンドシールド上の所定範囲を揺動するようになっている。

このワイパ装置は、モータの一方向への回転によりワイパアームを揺動させるため、リンク機構の可動スペースが広くなる傾向にあり、したがって、エンジンルーム内等におけるワイパ装置の装着スペースの狭小化には限界がある。そこで、ワイパ装置の装着スペースの狭小化に対応すべく、リンク機構の可動スペースを狭くすることができるワイパ装置の開発がなされている。

装着スペースの狭小化に対応し得るワイパ装置としては、例えば、特許文献１に記載されたワイパ装置が知られており、この特許文献１に記載されたワイパ装置は、モータを正逆方向に回転させることにより、ワイパアームを揺動するようにしている。つまり、モータを一方向に回転させてリンク機構により揺動させるのではなく、所定の角度範囲で正転および逆転を繰り返すようモータを制御して揺動させるようにしており、したがって、リンク機構の可動スペースを、例えば半分以下に縮小させることが可能となり、ワイパ装置の装着スペースの狭小化に対応することができる。

このような所謂リバーシングワイパ装置は、モータの回転状態（相対位置）とワイパアームの位置状態（絶対位置）とを、それぞれ相対位置検出センサおよび絶対位置検出センサにより検出し、当該各検出センサの検出値に基づいて、制御装置がワイパアームの往復動作制御と停止制御とを行うようにしている。各検出センサとしては、複数の極性（Ｎ極，Ｓ極・・・）を有する永久磁石と、この永久磁石に近接して対向配置されたホールセンサとを組み合わせたものを用いており、ホールセンサからは極性変化に応じて電圧信号（Ｌｏｗ信号およびＨｉｇｈ信号よりなる矩形パルス）が出力されるようになっている。

相対位置検出センサは、ワイパアームの揺動角度を検出してモータを正逆方向に回転させるために用いられ、モータを構成する回転軸の軸方向所定箇所に装着されて周方向に多極（例えば６極）を有する多極マグネットと、当該多極マグネットの極性変化を検出する一対のホールセンサとで構成される。制御装置は、各ホールセンサから異なるタイミングで出力される矩形パルスを順次カウントしていくことによりワイパアームの揺動角度を算出し、この算出したカウント値に基づいてモータを正逆方向に回転させるようにしている。

また、絶対位置検出センサは、ワイパアームの停止位置等を検出するために用いられ、ワイパアームを動作させる出力軸を備えたウォームホイールに装着されて周方向に２極を有するリングマグネットと、当該リングマグネットの極性変化を検出する一のホールセンサとで構成される。制御装置は、このホールセンサからの出力を検出することにより、ワイパアームを所定位置で停止させたり往復動作開始位置（原点位置）に移動させたりし、また、相対位置検出センサによるカウント値をリセットしてワイパアームの揺動角度を補正するようにしている。
国際公開第２００７／０５２５０３号パンフレット

ところで、ホールセンサにはその特性上ヒステリシスがある。つまり、一方向からの極性変化検出位置としてのスイッチングポイント（動作点）と他方向からの極性変化検出位置としてのスイッチングポイント（復帰点）とにずれが生じるようになっている。図１３はホールセンサのヒステリシスを説明する説明図であり、縦軸はホールセンサがＳ極を検出した場合のＬｏｗ信号（０）と、Ｎ極を検出した場合のＨｉｇｈ信号（１）の出力を示し、横軸はワイパアームの絶対位置、つまり、絶対位置検出センサを備えたウォームホイールの回転位置を示している。

図１３に示すように、ウォームホイールをある位置（図中左側）から矢印に示すように往動作させ、ホールセンサがＳ極からＮ極を検出するとその動作点はＰ１となる。一方、これとは逆にウォームホイールをある位置（図中右側）から矢印に示すように復動作させ、ホールセンサがＮ極からＳ極を検出するとその復帰点はＰ２となる。

このように、ホールセンサの動作点Ｐ１と復帰点Ｐ２との間にはヒステリシス（図中破線の領域）があり、上述した特許文献１に記載された技術によれば、操作スイッチをオフ操作してモータを復動作させ、ワイパアームを所定位置に停止させた場合に、その停止位置がヒステリシスの領域内となる場合がある。この場合には、イグニッションスイッチをオフ操作する等して制御装置をスリープ状態（非通電状態）にした後、イグニッションスイッチをオン操作する等して制御装置をウェイクアップ状態（通電状態）にした際に、制御装置のウェイクアップ時におけるホールセンサの極性の検出が、Ｎ極とすべき場合であるにも関わらずＳ極となる場合があり、極性の検出にばらつきが生じるという問題がある。

極性の検出にばらつきが生じた場合には、ワイパアームを原点位置（相対位置検出センサによるカウント開始位置）に位置させるために行う初期動作が、Ｓ極検出の場合とＮ極検出の場合とで異なりその動作時間に差が生じる。その結果、操作スイッチをオン操作する度に往復動作開始までの時間が異なる場合があり、操作者に違和感を与え易いという問題が生じ得る。

本発明の目的は、操作スイッチのオン操作時において絶対位置検出手段の検出値にばらつきが生じるのを無くし、ワイパ装置の初期動作に要する時間を一定にすることができるワイパ制御装置を提供することにある。

本発明のワイパ制御装置は、モータを正逆方向に回転させることによりワイパアームをウィンドシールド上の所定範囲で往復動作させるワイパ制御装置であって、前記モータをオン操作またはオフ操作する操作スイッチと、前記モータの回転状態を検出して相対位置信号を出力する相対位置検出手段と、前記ワイパアームの位置状態を検出して絶対位置信号を出力する絶対位置検出手段と、前記操作スイッチ、前記相対位置検出手段および前記絶対位置検出手段のそれぞれが接続され、前記操作スイッチのオン操作時に、前記各位置信号に応じて前記ワイパアームを往復動作させ、前記操作スイッチのオフ操作時に、前記各位置信号に応じて前記ワイパアームを所定位置で停止させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操作スイッチのオフ操作後に、前記絶対位置信号を検出するまで前記モータを復動作させ、前記絶対位置信号を検出したら、前記モータを逆方向に回転させて新たな前記絶対位置信号を検出するまで往動作させ、新たな前記絶対位置信号を検出したら、前記モータを停止させる制御を行う停止位置補正部を有することを特徴とする。

本発明のワイパ制御装置は、前記停止位置補正部は、前記モータを往動作させて新たな前記絶対位置信号を検出した後に、前記相対位置信号の検出値が所定の条件を満たすまで往動作を継続させ、その後、前記モータを停止させる停止動作遅延部を有することを特徴とする。

本発明によれば、制御手段に、操作スイッチのオフ操作後に、絶対位置信号を検出するまでモータを復動作させるとともに、モータを逆方向に回転させて新たな絶対位置信号を検出するまで往動作させ、その後、モータを停止させる停止位置補正部を設けるので、絶対位置検出手段のヒステリシス領域を避けた位置でワイパアームを停止させることができる。したがって、制御装置のウェイクアップ時における絶対位置検出手段の検出値にばらつきが無くなり、ワイパ装置の初期動作に要する時間を一定にすることができる。

本発明によれば、停止位置補正部に、モータを往動作させて新たな絶対位置信号を検出した後に、相対位置信号の検出値が所定の条件を満たすまで往動作を継続させ、その後、モータを停止させる停止動作遅延部を設けるので、相対位置信号の検出値が所定の条件を満たすまでの間、操作スイッチのオフ操作後におけるモータの往動作時間を長くすることができる。したがって、絶対位置検出手段のヒステリシス領域からより遠ざけた位置でワイパアームを停止させることができ、絶対位置検出手段の検出値のばらつきをより確実に無くすことができる。

以下、本発明におけるワイパ制御装置の一実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図１は車両に搭載されたワイパ装置を説明する説明図を、図２は図１のワイパ装置におけるワイパモータを説明する説明図を、図３は本発明に係るワイパ制御装置を示すブロック図をそれぞれ表している。

図１に示すように、車両１０には、ウィンドシールドとしてのフロントガラス１１に付着した雨や雪、前車の飛沫等の付着物を払拭して、運転者の視界を確保するためにワイパ装置１２が搭載されている。このワイパ装置１２は、図示しない車室内等に設けられるワイパスイッチ（操作スイッチ）を操作することにより回転駆動されるワイパモータ（モータ）１３と、車両１０に回動自在に設けられる一対のワイパ軸１４と、各ワイパ軸１４に基端側が固定され、先端側がフロントガラス１１上を揺動運動する一対のワイパアーム１５と、ワイパモータ１３の回転運動を各ワイパアーム１５に伝達する動力伝達機構１６とを有している。

各ワイパアーム１５の先端側には、それぞれワイパブレード１７が設けられており、各ワイパブレード１７は、各ワイパアーム１５の内側に設けられたスプリング（図示せず）によってフロントガラス１１に対して弾圧的に接触するようになっている。そして、各ワイパブレード１７は、ワイパモータ１３を正逆方向に回転させることにより、フロントガラス１１上の図中二点鎖線で示す各所定範囲１８を、各ワイパアーム１５の往復動作に従い払拭動作するようになっている。

図２に示すように、ワイパモータ１３は、モータ部２０とこれに接続されるギヤ部３０とを有している。モータ部２０は、磁性材料よりなる鋼板をプレス加工することにより有底筒状に形成されたヨーク２１を備え、このヨーク２１の内側には一対の永久磁石２２が装着されている。各永久磁石２２の内側には、所定の隙間を介してアーマチュア２３が回動自在に設けられており、このアーマチュア２３にはコイル２４が巻装されている。

アーマチュア２３の回転中心にはアーマチュア軸２５が固定されており、このアーマチュア軸２５の一端側（図中左側）は、ラジアル軸受２６を介してヨーク２１の底部に回動自在に支持されている。また、アーマチュア軸２５の他端側（図中右側）は、図示しないもう一つのラジアル軸受に支持されてギヤ部３０のケース３１内に延出されている。

アーマチュア軸２５の他端側にはウォーム２７が一体に形成されており、このウォーム２７はウォームホイール３５の歯部３５ａに噛み合わされている。ここで、ウォーム２７およびウォームホイール３５は減速機構を構成しており、この減速機構は、アーマチュア軸２５の回転を減速して高トルク化するとともに、高トルク化された回転をウォームホイール３５から動力伝達機構１６に向けて出力するようになっている。

アーマチュア軸２５のアーマチュア２３に近接する位置には、整流子２８が一体に設けられており、この整流子２８は導電性を有する複数の整流子片２８ａをモールド成形することにより形成されている。各整流子片２８ａにはコイル２４の端部が電気的に接続されており、整流子２８を介してコイル２４に駆動電流を供給することでアーマチュア２３には電磁力が発生し、これによりアーマチュア軸２５が正方向または逆方向に回転するようになっている。

また、アーマチュア軸２５のウォーム２７と整流子２８との間には、多極マグネット２９が装着されており、この多極マグネット２９は、周方向に等間隔でＮ極，Ｓ極・・・と交互に着磁（例えば６極）することにより形成されている。

ギヤ部３０は有底状のケース３１を備え、このケース３１は、溶融したアルミ材料等を鋳造成形することにより形成されている。ケース３１のヨーク２１側には、プラスチック等の合成樹脂材料よりなるブラシホルダ３２が装着されており、このブラシホルダ３２には一対のブラシ３３が径方向に移動自在に設けられている。各ブラシ３３は、整流子２８に駆動電流を供給するために、各スプリング３４の弾性力により整流子２８に摺接するようになっている。

ケース３１には、ウォームホイール３５が回転自在に設けられており、このウォームホイール３５の歯部３５ａにはアーマチュア軸２５のウォーム２７が噛み合わされて、ウォーム２７の回転が伝達されるようになっている。ウォームホイール３５の回転中心には出力軸３６が一体に設けられており、この出力軸３６の一端側は、ケース３１の図示しないボスを介して外部に延出されて動力伝達機構１６（図１参照）に連結されている。

ウォームホイール３５における出力軸３６の周囲には、リングマグネット３７が装着されており、このリングマグネット３７は周方向に２極（Ｎ極およびＳ極）を有するよう着磁して形成されている。なお、Ｓ極に着磁された部分は周方向に向けて略３／４を占めており、残りの略１／４はＮ極に着磁されている。

ケース３１には、当該ケース３１の開口部分を閉塞するカバー（図示せず）が装着され、このカバーの内側のウォームホイール３５と対向する位置には、回路基板３８（図中二点鎖線）が装着されている。回路基板３８には、トランジスタや抵抗等の複数の電子部品（図示せず）が装着されるとともに、多極マグネット２９と対向する位置およびリングマグネット３７と対向する位置には、それぞれ一対の第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂおよび第２ホールセンサ４０が設けられている。ここで、本発明における相対位置検出手段は、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂと多極マグネット２９とから構成され、絶対位置検出手段は、第２ホールセンサ４０とリングマグネット３７とから構成されている。

回路基板３８に装着された各電子部品は、配線４１を介して制御装置（コントローラ）５０に電気的に接続されている。制御装置５０には、配線４２ａ，４２ｂを介して車載バッテリ等の電源４３およびワイパスイッチ４４が電気的に接続されており、制御装置５０は、ワイパスイッチ４４のオン操作に伴い電源４３からワイパモータ１３に駆動電流を供給し、また、アーマチュア軸２５の回転状態やウォームホイール３５の回転位置、つまり、ワイパアーム１５の位置状態を、各ホールセンサ３９ａ，３９ｂおよび４０により検出するようになっている。ここで、本発明におけるワイパ制御装置は、ワイパスイッチ４４と制御装置５０とから構成されている。

図３に示すように、制御装置５０の内部には、制御手段としての制御部５１が設けられており、この制御部５１には、演算処理部５２，相対位置検出部５３および絶対位置検出部５４が設けられるとともに、ワイパスイッチ４４，各ホールセンサ３９ａ，３９ｂおよび４０が電気的に接続されている。

相対位置検出部５３には、一対の第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂが電気的に接続され、この相対位置検出部５３は、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂから出力される多極マグネット２９の極性変化に応じた相対位置信号（矩形パルス）を受けて、その相対位置信号を演算処理部５２に出力するようになっている。また、絶対位置検出部５４には、第２ホールセンサ４０が電気的に接続され、この絶対位置検出部５４は、第２ホールセンサ４０から出力されるリングマグネット３７の極性変化に応じた絶対位置信号（矩形パルス）を受けて、その絶対位置信号を演算処理部５２に出力するようになっている。

演算処理部５２は、図示しないレギュレータを介して、電源４３から供給される駆動電流により作動するようになっている。演算処理部５２は、相対位置検出部５３および絶対位置検出部５４からの相対位置信号および絶対位置信号を受けて、各位置信号に応じてワイパモータ１３を回転する駆動信号を所定の演算処理により求めるようになっている。そして、演算処理部５２により求めた駆動信号は、その下流側に電気的に接続されたプリドライバ５６を介してブリッジ回路５７に入力され、ブリッジ回路５７は、入力された駆動信号に応じて電源４３からの駆動電流を調整してワイパモータ１３に供給するようになっている。

なお、図中符号５８は分圧回路を示しており、当該分圧回路５８は、電源４３から供給されるバッテリ電圧を分圧するようになっている。分圧されたバッテリ電圧はＡ／Ｄ変換部５５によりアナログ値からデジタル値へと変換され、演算処理部５２を構成する図示しないバッテリ電圧監視部に入力される事で、バッテリ電圧の低下を監視するようにしている。

演算処理部５２には、ワイパスイッチ４４のオフ操作後に、ワイパモータ１３を所定方向に回転（復動作）することにより、ワイパアーム１５を移動させてワイパブレード１７を車両１０の所定位置に停止させる停止位置補正部５９を有している。この停止位置補正部５９は、第２ホールセンサ４０からの絶対位置信号に基づいてワイパブレード１７の停止位置を補正制御し、その制御内容は、第２ホールセンサ４０のヒステリシスを考慮したものとなっている。

また、停止位置補正部５９には停止動作遅延部５９ａが設けられ、この停止動作遅延部５９ａは、ワイパスイッチ４４のオフ操作後に、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂからの相対位置信号が、所定の条件を満たすまでワイパモータ１３の停止動作（復動作）を継続させるようになっている。つまり、ワイパブレード１７の車両１０に対する停止動作を遅らせるようワイパモータ１３を回転するようになっている。

次に、以上のように構成した制御装置５０の動作について、図４〜図１２を用いて詳細に説明する。図４は本発明に係るワイパ制御装置の動作内容を示すメインフローチャートを表している。

図４に示すように、ステップＳ１において図示しないイグニッションスイッチをオン操作する等して制御装置５０が起動（ウェイクアップ）すると、続くステップＳ２においてＥＥＰＲＯＭ等（図示せず）の初期化処理（イニシャライズ）を実行する。次いで、ワイパモータ１３の停止処理（ステップＳ３）を経てステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ワイパスイッチ４４の操作状態を検出し、ワイパスイッチ４４がオフ操作状態のままであると判定（ｎｏ）した場合には、ステップＳ３に戻ってステップＳ３およびステップＳ４の動作を繰り返して実行し、ワイパスイッチ４４がオン操作されてステップＳ４でｙｅｓと判定するとステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、第２ホールセンサ４０からの絶対位置信号を入力し、当該第２ホールセンサ４０からの絶対位置信号がＨｉｇｈ信号（Ｎ極）またはＬｏｗ信号（Ｓ極）の何れであるかを判定する。つまり、ステップＳ５ではワイパブレード１７の停止位置における第２ホールセンサ４０によるリングマグネット３７の極性を検出する。ステップＳ５において、第２ホールセンサ４０の検出がＮ極（Ｈｉｇｈ信号）であると判定（ｙｅｓ）した場合にはステップＳ６に進み、ステップＳ５において、第２ホールセンサ４０の検出がＳ極（Ｌｏｗ信号）であると判定（ｎｏ）した場合にはステップＳ７に進む。

ステップＳ６では、ワイパブレード１７の格納位置（停止位置）が、ワイパブレード１７の往復払拭動作時における基準位置となる原点位置よりも上側にあるとして、後述する第１初期動作（図５参照）を実行し、その後ステップＳ８に進む。一方、ステップＳ７では、ワイパブレード１７の格納位置が上記原点位置よりも下側にあるとして、後述する第２初期動作（図８参照）を実行し、その後ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、原点位置を基準としてワイパブレード１７を往復払拭動作させるとともに、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂからのＨｉｇｈ信号（Ｎ極）およびＬｏｗ信号（Ｓ極）を図示しないカウンタ部でカウント（加減算）する。そして、当該カウント値が所定値に達したらワイパブレード１７が所定位置（上下反転位置）に到達したとしてワイパモータ１３の回転方向を切り替える。このようにステップＳ８では、原点位置を基準（カウント値０）として、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂからの相対位置信号に基づいてワイパブレード１７の動作位置を検出し、当該ワイパブレード１７の動作位置に応じてワイパモータ１３の回転を制御するようになっている。

なお、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂからの相対位置信号にずれが生じ、ワイパブレード１７の動作位置がずれた場合には、所定のタイミングで上記ずれを無くすための補正制御（図示せず）が実行される。つまり、この補正制御は、例えば、所定時間ｔ毎に第２ホールセンサ４０の絶対位置信号に基づく原点位置の検出を行い、当該原点位置の検出時に相対位置信号のカウント値をリセットすることにより実行される。

ステップＳ９では、ワイパスイッチ４４のオフ操作がなされたか否か、つまり、ワイパブレード１７を格納位置に格納する指示があったか否かを判定する。ステップＳ９でワイパスイッチ４４のオフ操作が無いと判定（ｎｏ）した場合には、ステップＳ８に戻りワイパブレード１７の往復払拭動作を継続して行うようワイパモータ１３の回転を継続させる。一方、ステップＳ９でワイパスイッチ４４のオフ操作があると判定（ｙｅｓ）した場合には、ステップＳ１０に進み、別に定義された本発明の特徴部分である格納動作サブルーチン（図１１参照）を実行する。そして、格納動作サブルーチンを実行した後、ステップＳ１１に進んでワイパブレード１７による往復払拭動作が停止される。

次に、図４のステップＳ６における第１初期動作の処理内容（サブルーチン）について図面を用いて説明する。図５は第１初期動作の処理内容を示すサブフローチャートを、図６は図５のサブフローチャートによるワイパブレードの動作（一方側）を説明する動作説明図を、図７（ａ），（ｂ）は図５のサブフローチャートによるウォームホイールの動作を説明する説明図をそれぞれ表している。

図５に示すように、ステップＳ２０において「格納位置＞原点位置」である場合の第１初期動作が開始されてステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、図６に示すようにワイパブレード１７を格納領域内の格納位置１（PP1）から原点位置（OP）に移動させるようワイパモータ１３を復動作させ、ワイパブレード１７を図６中矢印（１）に示す方向に移動させる。このとき、ウォームホイール３５は図７（ａ）に示すように動作する。つまり、アーマチュア軸２５が図中矢印方向に回転し、これに伴いウォームホイール３５が図中矢印（１）方向（時計方向）に回転する。すると、リングマグネット３７のＳ極とＮ極との境界Ｅが、第２ホールセンサ４０（原点位置（OP））に近接していく。

ステップＳ２２では、第２ホールセンサ４０からのＬｏｗ信号（Ｓ極）を検出し、Ｌｏｗ信号が未だ検出されないと判定（ｎｏ）した場合には、その上流側のステップＳ２１に戻り、図６および図７に示す矢印（１）方向への動作を継続させる。一方、ステップＳ２２で第２ホールセンサ４０からのＬｏｗ信号を検出したと判定（ｙｅｓ）した場合には、ワイパブレード１７が原点位置（OP）に到達（境界Eが原点位置（OP）に到達）したとしてステップＳ２３に進み、ワイパモータ１３の復動作を停止させる。その後、図５に示す第１初期動作を終了（ステップＳ２４）して図４のステップＳ８に進む。

第１初期動作を終えた後のステップＳ８では、図７（ｂ）の矢印に示すようにアーマチュア軸２５を逆方向に回転させてウォームホイール３５を図中矢印（２）方向（反時計方向）に回転させる。これにより、図６中矢印（２）に示すようにワイパブレード１７が格納領域からフロントガラス１１上の払拭領域に出て行く。その後、図６および図７に示すように、ワイパブレード１７を上反転位置（URP）側へ移動させる往動作とワイパブレード１７を下反転位置（LRP）側へ移動させる復動作とを繰り返すようワイパモータ１３が回転され、これによりフロントガラス１１の往復払拭動作が行われる。ここで、第１初期動作に要する時間を計測したところ約０．１２ｓｅｃであり、違和感無く極短時間で往復払拭動作に移行できることが確認できた。

次に、図４のステップＳ７における第２初期動作の処理内容（サブルーチン）について図面を用いて説明する。図８は第２初期動作の処理内容を示すサブフローチャートを、図９は図８のサブフローチャートによるワイパブレードの動作（一方側）を説明する動作説明図を、図１０（ａ）〜（ｄ）は図８のサブフローチャートによるウォームホイールの動作を説明する説明図をそれぞれ表している。

図８に示すように、ステップＳ３０において「格納位置＜原点位置」である場合の第２初期動作が開始されてステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、図９に示すようにワイパブレード１７を格納領域内の格納位置２（PP2）から最下端となる下限位置（LLP）に移動させるようワイパモータ１３を復動作させ、ワイパブレード１７を図９中矢印（１）に示す方向に移動させる。すると、動力伝達機構１６が図示しないブラケット等に当接して物理的に移動不可能となる下限位置（LLP）に近接していく。このとき、ウォームホイール３５は図１０（ａ）に示すように動作する。つまり、アーマチュア軸２５が図中矢印に示す方向に回転し、これに伴いウォームホイール３５が図中矢印（１）方向（時計方向）に回転する。

ステップＳ３２では、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂからの相対位置信号が途絶えたことを検出、つまり、ワイパブレード１７が下限位置（LLP）に到達してワイパモータ１３が非回転状態（ロック状態）となったか否かを検出する。未だロック状態が検出されないと判定（ｎｏ）した場合には、その上流側のステップＳ３１に戻り、図９および図１０に示す矢印（１）方向への動作を継続させる。一方、ステップＳ３２でロック状態を検出したと判定（ｙｅｓ）した場合には、ワイパブレード１７が下限位置（LLP）に到達したとしてステップＳ３３に進み、ワイパモータ１３の復動作を停止させる。

続くステップＳ３４では、ワイパモータ１３を逆方向に回転させて、図９に示すようにワイパブレード１７を格納領域内の下限位置（LLP）から払拭領域の方向に２０°進角させた位置（20AP）に移動させるようワイパモータ１３を往動作させ、ワイパブレード１７を図９中矢印（２）に示す方向に移動させる。このとき、ウォームホイール３５は図１０（ｂ）に示すように動作する。つまり、アーマチュア軸２５が図中矢印方向に回転し、これに伴いウォームホイール３５が図中矢印（２）方向（反時計方向）に回転する。すると、リングマグネット３７の境界Ｅが、第２ホールセンサ４０に近接していき、やがて原点位置（OP）を越えていく。

ステップＳ３５では、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂからの相対位置信号に基づき、ワイパモータ１３が下限位置（LLP）から２０°進角位置（20AP）に到達したか否かを判定し、未だ２０°進角位置（20AP）に到達していないと判定（ｎｏ）した場合には、その上流側のステップＳ３４に戻り、図９および図１０に示す矢印（２）方向への動作を継続させる。一方、ステップＳ３５で２０°進角位置（20AP）に到達したと判定（ｙｅｓ）した場合にはステップＳ３６に進み、ワイパモータ１３の往動作を停止させる。

続くステップＳ３７では、再びワイパモータ１３を逆方向に回転させて、図９に示すようにワイパブレード１７を格納領域内の２０°進角位置（20AP）から原点位置（OP）に移動させるようワイパモータ１３を復動作させ、ワイパブレード１７を図９中矢印（３）に示す方向に移動させる。このとき、ウォームホイール３５は図１０（ｃ）に示すように動作する。つまり、アーマチュア軸２５が図中矢印方向に回転し、これに伴いウォームホイール３５が図中矢印（３）方向（時計方向）に回転する。すると、リングマグネット３７の境界Ｅが、第２ホールセンサ４０に近接していく。

ステップＳ３８では、第２ホールセンサ４０からのＬｏｗ信号（Ｓ極）を検出し、Ｌｏｗ信号が未だ検出されないと判定（ｎｏ）した場合には、その上流側のステップＳ３７に戻り、図９および図１０に示す矢印（３）方向への動作を継続させる。一方、ステップＳ３８で第２ホールセンサ４０からのＬｏｗ信号を検出したと判定（ｙｅｓ）した場合には、ワイパブレード１７が原点位置（OP）に到達（境界Ｅが原点位置（OP）に到達）したとしてステップＳ３９に進み、ワイパモータ１３の復動作を停止させる。その後、図８に示す第２初期動作を終了（ステップＳ４０）して図４のステップＳ８に進む。

第２初期動作を終えた後のステップＳ８では、図１０（ｄ）の矢印に示すようにアーマチュア軸２５を逆方向に回転させてウォームホイール３５を図中矢印（４）方向（反時計方向）に回転させる。これにより、図９中矢印（４）に示すようにワイパブレード１７が格納領域からフロントガラス１１上の払拭領域に出て行く。その後、図９および図１０に示すように、ワイパブレード１７を上反転位置（URP）側へ移動させる往動作とワイパブレード１７を下反転位置（LRP）側へ移動させる復動作とを繰り返すようワイパモータ１３が回転され、これによりフロントガラス１１の往復払拭動作が行われる。ここで、第２初期動作に要する時間を計測したところ、第１初期動作に要する時間よりも長い約２．６０ｓｅｃであった。

このように、第１初期動作（図５参照）および第２初期動作（図８参照）においては、原点位置（OP）を検出する際に、それぞれウォームホイール３５を時計方向に回転させてリングマグネット３７の境界Ｅを第２ホールセンサ４０に近接させ、これにより、第２ホールセンサ４０からのＬｏｗ信号を検出して原点位置（OP）を検出するようにしている。これは、第２ホールセンサ４０のヒステリシスの影響によって原点位置（OP）の検出に誤差が生じないようにするために実行されるものである。このようにすることで、ワイパ装置１２の初期動作時における原点位置（OP）を常に一定の位置にすることができ、ひいては、ワイパブレード１７によって常に一定の払拭範囲を払拭させることが可能となる。

ここで、図７および図１０に示す符号（ULP）は、ワイパブレード１７の上限位置を示しており、この上限位置（ULP）にワイパブレード１７が到達した場合においても、動力伝達機構１６がブラケット等に当接してワイパモータ１３が非回転状態（ロック状態）となる。これにより、ワイパブレード１７がオーバーランして車両１０のピラー（図示せず）に衝突することを回避できるようにしている。

次に、図４のステップＳ１０における格納動作の処理内容（サブルーチン）について図面を用いて説明する。図１１は格納動作の処理内容を示すサブフローチャートを、図１２はホールセンサの矩形パルスの変化を示すタイムチャートをそれぞれ表している。

図１１に示す格納動作サブルーチンは、図４のステップＳ９においてｙｅｓと判定した後、つまり、ワイパスイッチ４４がオン操作状態からオフ操作された後に実行されるものであり、停止位置補正部５９（図３参照）の処理内容を示している。

図１１に示すように、ステップＳ５０において格納動作が開始されてステップＳ５１に進み、ステップＳ５１ではワイパモータ１３を復動作させる。このとき、ワイパモータ１３はワイパブレード１７による往復払拭動作を終えた後であり、第２ホールセンサ４０はリングマグネット３７のＮ極に対向している（図１２中左側）。したがって、第２ホールセンサ４０からは図１２に示すようにＨｉｇｈ信号が出力された状態にあり、ステップＳ５１でワイパモータ１３の復動作を継続して行うことで、その後、図１２の左向き矢印に示すようにＬｏｗ信号の検出ポイントＰＬに近付いていく。

続くステップＳ５２では、第２ホールセンサ４０の絶対位置信号がＬｏｗ信号（Ｓ極）となったか否かを検出する。そして、未だ第２ホールセンサ４０からの絶対位置信号がＨｉｇｈ信号（Ｎ極）であると判定（ｎｏ）した場合には、その上流側のステップＳ５１に進み、ワイパモータ１３の復動作を継続して行う。一方、第２ホールセンサ４０からの絶対位置信号がＬｏｗ信号であると判定（ｙｅｓ）した場合には、ステップＳ５３に進み、ワイパモータ１３の復動作を停止する。すると、図１２に示すように第２ホールセンサ４０がＳ極と対向し、当該第２ホールセンサ４０のヒステリシス領域を避けた停止位置Ａにおいて、ウォームホイール３５が停止する。

ステップＳ５４では、ワイパモータ１３を逆方向に回転させて往動作させる。すると、図１２の右向き矢印に示すようにＨｉｇｈ信号の検出ポイントＰＨに近付いていく。続くステップＳ５５では、ワイパモータ１３を往動作させた後に、第２ホールセンサ４０からの絶対位置信号がＨｉｇｈ信号（Ｎ極）となったか否かを検出し、未だＨｉｇｈ信号ではないと判定（ｎｏ）した場合には、その上流側のステップＳ５４に進み、ワイパモータ１３の往動作を継続して行う。一方、第２ホールセンサ４０からの絶対位置信号がＨｉｇｈ信号であると判定（ｙｅｓ）した場合には、ステップＳ５６に進み、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂの相対位置信号が所定の条件を満たしたか否かを判定する。ここで、ステップＳ５６において実行される処理は、停止動作遅延部５９ａ（図３参照）の処理内容を示しており、ステップＳ５６の処理を実行することでワイパモータ１３の往動作を長く（ワイパモータ１３の停止を遅延）できるようにしている。

ステップＳ５６では、ワイパモータ１３を往動作して新たな絶対位置信号を検出、つまり、検出ポイントＰＨでのＨｉｇｈ信号を検出した後、各第１ホールセンサ３９ａ，３９ｂの相対位置信号が、図１２に示すようにそれぞれ２回変化したことを検出して、これを条件としてｙｅｓの判定をするようになっている。つまり、第１ホールセンサ３９ａの立ち上がりポイントＰＡ１および、その後の立ち下がりポイントＰＡ２を検出するとともに、第１ホールセンサ３９ｂの立ち上がりポイントＰＢ１および、その後の立ち下がりポイントＰＢ２を検出してｙｅｓと判定する。そして、ステップＳ５６でｙｅｓと判定した場合にはステップＳ５７に進み、ステップＳ５６における相対位置信号の条件を満たしていないと判定（ｎｏ）した場合には、ｙｅｓと判定されるまでその上流側のステップＳ５４に戻ってワイパモータ１３の往動作を継続する。

ステップＳ５７ではワイパモータ１３の往動作を停止し、これにより、図１２に示すように第２ホールセンサ４０がＮ極と対向し、当該第２ホールセンサ４０のヒステリシス領域を避けた停止位置Ｂでウォームホイール３５が停止する。その後、ステップＳ５８に進み、図１１に示す格納動作を終了して図４のステップＳ１１に進む。

以上詳述したように、本実施の形態に係るワイパ制御装置によれば、制御部５１に、ワイパスイッチ４４のオフ操作後に、絶対位置信号（検出ポイントＰＬ）を検出するまでワイパモータ１３を復動作させるとともに、ワイパモータ１３を逆方向に回転させて新たな絶対位置信号（検出ポイントＰＨ）を検出するまで往動作させ、その後、ワイパモータ１３を停止させる停止位置補正部５９を設けたので、第２ホールセンサ４０のヒステリシス領域を避けた位置でウォームホイール３５（ワイパアーム１５）を停止させることができる。したがって、制御部５１の起動時における第２ホールセンサ４０の検出値にばらつきが無くなり、ワイパ装置１２の初期動作に要する時間を一定にすることができる。

ここで、上述した従前の技術においては、制御装置の起動時に、第１初期動作（約０．１２ｓｅｃ）を実行したり第２初期動作（約２．６０ｓｅｃ）を実行したりする場合があるため、操作者に違和感を与える虞があった。本発明においては、制御部５１の起動時には第１初期動作のみを実行するので、操作者に違和感を与えること無く、速やかにワイパ装置１２を払拭動作させることができる。なお、本実施の形態においては、第２初期動作を実行可能に構成しているが、これは、制御部５１が非通電状態となって停止した状態（スリープ状態）で、積雪等によりワイパアーム１５に比較的大きな外力が加わり、ワイパアーム１５の格納位置（停止位置）にずれが生じた場合に対応するためであり、本実施の形態においては、第２初期動作は殆ど実行されることが無い。

また、本実施の形態に係るワイパ制御装置によれば、停止位置補正部５９に、ワイパモータ１３を往動作させて新たな絶対位置信号（検出ポイントＰＨ）を検出した後に、相対位置信号の検出値が所定の条件（２パルス検出）を満たすまで往動作を継続させ、その後、ワイパモータ１３を停止させる停止動作遅延部５９ａを設けたので、相対位置信号の検出値が所定の条件を満たすまでの間、ワイパスイッチ４４のオフ操作後におけるワイパモータ１３の往動作時間を長くすることができる。したがって、第２ホールセンサ４０のヒステリシス領域からより遠ざけた停止位置Ｂでウォームホイール３５（ワイパアーム１５）を停止させることができ、第２ホールセンサ４０の検出値のばらつきをより確実に無くすことができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、停止位置補正部５９に停止動作遅延部５９ａを設け、図１１のステップＳ５６に示す処理を実行させ、停止位置Ｂでウォームホイール３５を停止するようにしたものを示したが、本発明はこれに限らず、停止動作遅延部５９ａを省略することもできる。この場合、図１２の二点鎖線で示す停止位置Ｃでウォームホイール３５を停止させることができ、ひいては、ワイパブレード１７の格納領域を狭めることが可能となってワイパ装置１２の狭小化に有効である。

また、上記実施の形態においては、絶対位置検出手段として、第２ホールセンサ４０とリングマグネット３７とから構成したものを示したが、本発明はこれに限らず、ヒステリシスを特性上有する他の形式の検出手段（センサ）に用いて有効である。

さらに、上記実施の形態においては、ワイパ制御装置を、車両１０のフロントガラス１１を払拭するワイパ装置１２の制御に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、ウィンシールドとしてのリヤガラスを払拭するワイパ装置の制御にも適用することができる。

車両に搭載されたワイパ装置を説明する説明図である。 図１のワイパ装置におけるワイパモータを説明する説明図である。 本発明に係るワイパ制御装置を示すブロック図である。 本発明に係るワイパ制御装置の動作内容を示すメインフローチャートである。 第１初期動作の処理内容を示すサブフローチャートである。 図５のサブフローチャートによるワイパブレードの動作（一方側）を説明する動作説明図である。 （ａ），（ｂ）は、図５のサブフローチャートによるウォームホイールの動作を説明する説明図である。 第２初期動作の処理内容を示すサブフローチャートである。 図８のサブフローチャートによるワイパブレードの動作（一方側）を説明する動作説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図８のサブフローチャートによるウォームホイールの動作を説明する説明図である。 格納動作の処理内容を示すサブフローチャートである。 ホールセンサの矩形パルスの変化を示すタイムチャートである。 ホールセンサのヒステリシスを説明する説明図である。

符号の説明

１０ 車両
１１ フロントガラス（ウィンドシールド）
１２ ワイパ装置
１３ ワイパモータ（モータ）
１４ ワイパ軸
１５ ワイパアーム
１６ 動力伝達機構
１７ ワイパブレード
１８ 所定範囲
２０ モータ部
２１ ヨーク
２２ 永久磁石
２３ アーマチュア
２４ コイル
２５ アーマチュア軸
２６ ラジアル軸受
２７ ウォーム
２８ 整流子
２８ａ 整流子片
２９ 多極マグネット（相対位置検出手段）
３０ ギヤ部
３１ ケース
３２ ブラシホルダ
３３ ブラシ
３４ スプリング
３５ ウォームホイール
３５ａ 歯部
３６ 出力軸
３７ リングマグネット（絶対位置検出手段）
３８ 回路基板
３９ａ，３９ｂ 第１ホールセンサ（相対位置検出手段）
４０ 第２ホールセンサ（絶対位置検出手段）
４１ 配線
４２ａ，４２ｂ 配線
４３ 電源
４４ ワイパスイッチ（操作スイッチ，ワイパ制御装置）
５０ 制御装置（ワイパ制御装置）
５１ 制御部（制御手段）
５２ 演算処理部
５３ 相対位置検出部
５４ 絶対位置検出部
５５ Ａ／Ｄ変換部
５６ プリドライバ
５７ ブリッジ回路
５８ 分圧回路
５９ 停止位置補正部
５９ａ 停止動作遅延部

Claims (2)

1. モータを正逆方向に回転させることによりワイパアームをウィンドシールド上の所定範囲で往復動作させるワイパ制御装置であって、
   前記モータをオン操作またはオフ操作する操作スイッチと、
   前記モータの回転状態を検出して相対位置信号を出力する相対位置検出手段と、
   前記ワイパアームの位置状態を検出して絶対位置信号を出力する絶対位置検出手段と、
   前記操作スイッチ、前記相対位置検出手段および前記絶対位置検出手段のそれぞれが接続され、前記操作スイッチのオン操作時に、前記各位置信号に応じて前記ワイパアームを往復動作させ、前記操作スイッチのオフ操作時に、前記各位置信号に応じて前記ワイパアームを所定位置で停止させる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記操作スイッチのオフ操作後に、前記絶対位置信号を検出するまで前記モータを復動作させ、前記絶対位置信号を検出したら、前記モータを逆方向に回転させて新たな前記絶対位置信号を検出するまで往動作させ、新たな前記絶対位置信号を検出したら、前記モータを停止させる制御を行う停止位置補正部を有することを特徴とするワイパ制御装置。
2. 請求項１記載のワイパ制御装置において、前記停止位置補正部は、前記モータを往動作させて新たな前記絶対位置信号を検出した後に、前記相対位置信号の検出値が所定の条件を満たすまで往動作を継続させ、その後、前記モータを停止させる停止動作遅延部を有することを特徴とするワイパ制御装置。

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