JP2009149209A - ワイパ装置及びワイパ用モータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電動モータの起動時に発生する電磁的な雑音を抑制することができる、ワイパ装置及びワイパ用モータ駆動方法の提供を目的とする。
【解決手段】ワイパブレードを動作させる２つの電動モータＲ，Ｌを備えるワイパ装置であって、電動モータＲ，Ｌの起動時に発生する電磁的な雑音のピーク値が互いに重ならないように電動モータＲ，Ｌの起動タイミングをそれぞれ異ならせるため、モータ駆動部１２から出力された駆動信号を所定の時間遅延させることにより電動モータＬの起動タイミングを遅らせる遅延部１３を備えることを特徴とする、ワイパ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイパブレードを動作させる複数の電動モータを備えるワイパ装置及びワイパブレードを動作させる複数の電動モータを駆動するためのワイパ用モータ駆動方法に関する。

従来技術として、第１反転位置と第２反転位置の間で往復払拭動作を行う複数のワイパブレードを備えたワイパ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このワイパ装置は、前記複数のワイパブレードを少なくとも第１反転位置または第２反転位置においてそれぞれの反転時期が異なるように駆動することにより、各ワイパブレードの反転音の発生時期を異ならせて、反転に伴ってワイパ装置から発生する騒音レベルの低減を図るものである。
特開２００６−１１７１４９号公報

ところで、ワイパブレードを動作させる電動モータに流れる動作電流の中でその起動時に流れる起動電流が最大となるため、電流の流れに伴い発生する電磁的な雑音のレベルもその起動時に最大となる。したがって、複数の電動モータが同時に起動すると、同じタイミングで発生した電磁的な雑音が合成され、雑音レベルが大きくなりすぎてしまう。

この点、上述の特許文献１には、一方のワイパブレードが先行して回動を開始し、所定の回動角度まで回動すると、他方のワイパブレードも回動を開始する点が開示されているものの、機械的な動作による発生音を低減することが課題とされており、モータの起動時に発生する電磁的な雑音を抑制する点についての示唆はされていない。

そこで、本発明は、電動モータの起動時に発生する電磁的な雑音のレベルを抑制することができる、ワイパ装置及びワイパ用モータ駆動方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るワイパ装置は、
ワイパブレードを動作させる複数の電動モータを備えるワイパ装置であって、
前記複数の電動モータの起動時に発生する電磁的な雑音のピーク値が互いに重ならないように前記複数の電動モータの起動タイミングをそれぞれ異ならせる起動タイミング変更手段を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るワイパ装置において、前記起動タイミング変更手段は、前記複数の電動モータのうち一の電動モータのみの起動タイミングを変更すると好適である。

また、本発明に係るワイパ装置において、前記起動タイミング変更手段によって起動タイミングが変更された電動モータの回転速度を変更する回転速度変更手段を備えると好適である。

また、上記目的を達成するため、本発明に係るワイパ用モータ駆動方法は、
ワイパブレードを駆動する複数の電動モータを制御するためのワイパ制御方法であって、
前記複数の電動モータの起動時に発生する電磁的な雑音のピーク値が互いに重ならないように前記複数の電動モータのそれぞれを起動することを特徴とする。

また、本発明に係るワイパ用モータ駆動方法において、前記複数の電動モータのうち一の電動モータのみを遅延させて起動すると好適である。

また、本発明に係るワイパ用モータ駆動方法において、起動が他の電動モータより遅い電動モータの回転速度を上げると好適である。

本発明によれば、電動モータの起動時に発生する電磁的な雑音のレベルを抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の一実施形態であるワイパ装置１００の構成図である。ワイパ装置１００は、車両のウィンドウガラスを往復払拭するワイパブレードを動作させる第１の電動モータ（以下、「電動モータＲ」という）及び第２の電動モータ（以下、「電動モータＬ」という）と、電動モータＲ，Ｌを制御するコントローラ１０とを備えるものである。ワイパ装置１００は、電動モータＲ，Ｌを制御することによって、電動モータＲによって動作するワイパブレードと電動モータＬによって動作するワイパブレードとを同期して払拭動作させる。２つのワイパブレードを同期動作させるによって、見映えが向上する。

図２は、電動モータＲ，Ｌが駆動するワイパブレードの動作例を示した図である。図２は、車両後方視図である。ワイパブレードの動作は、図２（ａ）（ｂ）に示す動作例に限られるものではない。電動モータＲ，Ｌは、車両の観音開きタイプのドアに備えられている。右側ドアＲ１に搭載された電動モータＲは右側リヤウィンドウＲｗを払拭する第１のワイパブレード（以下、「ワイパブレードＲ２」という）を揺動させ、左側ドアＬ１に搭載された電動モータＬは左側リヤウィンドウＬｗを払拭する第２のワイパブレード（以下、「ワイパブレードＬ２」という）を揺動させる。ワイパブレードＲ２は、起動位置Ｒａと反転位置Ｒｂの間の払拭領域Ｓ_Ｒを往復して払拭し、ワイパブレードＬ２は、起動位置Ｌａと反転位置Ｌｂの間の払拭領域Ｓ_Ｌを往復して払拭する。起動位置ＲａのときのワイパアームＲ３と反転位置ＲｂのときのワイパアームＲ３との間の揺動角αと起動位置ＬａのときのワイパアームＬ３と反転位置ＬｂのときのワイパアームＬ３との間の揺動角βとは、略同一である。すなわち、払拭面積Ｓ_Ｒと払拭面積Ｓ_Ｌとは、略同一である。

図１において、電動モータＲ，Ｌとそれらを制御するコントローラ１０の電源電圧は、例えば、バッテリやオルタネータ等の電源装置（不図示）の電源電圧ＶＢである。この電源装置から電動モータＲ，Ｌ及びコントローラ１０に電力が供給される。電動モータＲの通電経路は、電源電圧ＶＢの電源線４０及びグランドに接続されるグランド線４１である。電動モータＬの通電経路は、電源電圧ＶＢの電源線４２及びグランドに接続されるグランド線４３である。

コントローラ１０は、マイクロコンピュータ等の演算装置と、演算装置からの制御信号に従って電動モータＲ，Ｌを駆動する駆動装置とを備える、電子制御装置である。コントローラ１０は、演算装置として制御部１１と、駆動装置としてモータ駆動部１２及び遅延部１３とを備える。モータ駆動部１２は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを備え、制御部１１からの制御信号に従って、電動モータＲ，Ｌを駆動するための駆動信号を出力する。遅延部１３は、バッファやタイマーやＣＲ回路などの遅延回路を備える。遅延部１３は、自身に入力された信号を所定時間遅延させて出力するものである。

制御部１１は、ユーザや他の電子機器からの指令信号に従って、電動モータＲ，Ｌを制御する。制御部１１は、電動モータＲ，Ｌを制御するための制御信号（例えば、パルス信号）を出力する。モータ駆動部１２は、制御部１１からの制御信号に従って、電動モータＲ，Ｌを回転駆動するための駆動信号（例えば、パルス信号）を出力する。モータ駆動部１２から出力される駆動信号は、電動モータＲを回転駆動するための駆動信号Ｄ_Ｒとして出力される一方で、遅延部１３を介して電動モータＬを回転駆動するための駆動信号Ｄ_Ｌとして出力される。すなわち、遅延部１３を設けることによって、一つ駆動信号から、位相の異なる２つの駆動信号Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｌが生成される。電動モータＲは駆動信号Ｄ_Ｒに従って回転し、電動モータＬは駆動信号Ｄ_Ｌに従って回転する。

図３は、ワイパブレードを間欠動作させるときに発生する電動モータの雑音レベルを示した図である。雑音レベルの単位は、デシベルである。図３（ａ）は遅延部１３がない場合を示し、図３（ｂ）は遅延部１３がある場合を示す。

ワイパブレードＲ２が起動位置Ｒａから反転位置Ｒｂを経由して起動位置Ｒａに戻ってくるまでの一回の往復払拭動作の間に発生する電動モータＲの動作電流による電磁的な雑音のレベルの変化は、図３（ａ）では時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間に現れており、図３（ｂ）では時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間に現れている。同様に、ワイパブレードＬ２が起動位置Ｌａから反転位置Ｌｂを経由して起動位置Ｌａに戻ってくるまでの一回の往復払拭動作の間に発生する電動モータＬの動作電流による電磁的な雑音のレベルの変化は、図３（ａ）では時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までの間に現れており、図３（ｂ）では時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間に現れている。

回転が停止状態の電動モータに通電を開始することによって電動モータは起動し、その起動時に流れる動作電流（いわゆる、突入電流）は、定常回転時に流れる電流より一時的に大きくなる。すなわち、起動時のピーク電流値が最大となる。

したがって、図３（ａ）に示されるように、遅延部１３がなければ、電動モータＲと電動モータＬの起動タイミングは同時になるため、互いの雑音が合成され、そのピーク値は一つの電動モータが起動した時のピーク値に比べ大きくなる。しかしながら、図３（ｂ）に示されるように、遅延部１３を設けることによって、電動モータＬの起動タイミングを遅らせることができる。すなわち、時刻ｔ１で電動モータＲが起動し、時刻ｔ１から遅延部１３によって定まる遅延時間の経過後の時刻ｔ２で電動モータＬが起動する。この遅延時間を数十ｍｓ（例えば、３０ｍｓ）に設定することによって、起動時の雑音レベルを抑制しつつ、数十ｍｓ程度であればユーザが認識できない程度の遅延であるため、ワイパブレードの同期動作を行うことによる見栄えが劣ることを防止することができる。

したがって、上述の実施例によれば、電動モータＲ，Ｌの起動時に発生する電磁的な雑音のレベルを抑制することができる。雑音レベルを抑えることによって、車載の電子機器への当該電動モータの雑音による影響（例えば、ラジオへの雑音の混入）を抑えることができる。

図４は、本発明の一実施形態であるワイパ装置２００の構成図である。図４の構成において、図１の構成と同様の構成については、説明を省略する。

コントローラ２０は、マイクロコンピュータ等の演算装置と、演算装置からの制御信号に従って電動モータＲ，Ｌを駆動する駆動装置とを備える、電子制御装置である。コントローラ２０は、演算装置として制御部２１と、駆動装置としてモータ駆動部２５，２６とを備える。モータ駆動部２５，２６は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを備え、制御部１１からの制御信号に従って、電動モータを駆動するための駆動信号を出力する。制御部２１は、電動モータＲ，Ｌの起動タイミングや回転速度を可変制御する手段として、タイマーを備える。

制御部２１は、ユーザや他の電子機器からの指令信号に従って、電動モータＲ，Ｌを制御する。制御部２１は、電動モータＲ，Ｌを制御するための制御信号（例えば、パルス信号）を出力する。モータ駆動部２５は、制御部２１からの第１の制御信号に従って、電動モータＲを駆動するための駆動信号Ｄ_Ｒを出力する。一方、モータ駆動部２６は、制御部２１からの第２の制御信号に従って、電動モータＬを駆動するための駆動信号Ｄ_Ｌを出力する。

制御部２１は、位相の異なる２つの駆動信号Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｌが出力されるように、第１の制御信号と第２の制御信号の出力タイミングをタイマーによって変化させる。図３（ｂ）に示されるように、起動時の雑音レベルを抑えるためには、制御部２１は、第１の制御信号の出力時点から所定の遅延時間経過時に第２の制御信号を出力すればよい。

また、制御部２１は、タイマーの機能に基づき制御信号を可変することによって、電動モータの回転数を変更することができる。制御部２１は、例えば、パルス信号である制御信号のデューティ比を変化させることによって、電動モータＲ，Ｌの回転速度を制御する。モータ駆動部２５，２６は、制御信号のデューティ比に従って、電動モータＲ，Ｌを駆動する。電動モータの回転速度を上げるためには、例えば、デューティ比を大きくすればよい。電動モータＲ，Ｌのそれぞれは、デューティ比に応じた電動モータの回転数を調整する変速機構を備える。変速機構として、例えば、電動モータの回転数を変速させる変速ギヤが挙げられる。したがって、その遅延させた時間分だけ起動タイミングを遅らせた電動モータの回転数を上げることによって、電動モータの回転が停止する通電終了時点（ワイパブレードが起動位置Ｒａ，Ｌａに戻ってきた時点）を電動モータＲとＬで一致させることもできる。

図５は、電動モータＲ，Ｌの駆動方法を示すフローチャート例である。制御部２１は、電動モータＲの起動タイミングで第１の制御信号の出力を開始することにより電動モータＲを起動する（ステップ１０）。電動モータＲの起動後、タイマーに従って所定の遅延時間経過時に第２の制御信号の出力を開始することにより電動モータＬを起動する（ステップ２０，３０）。そして、制御部２１は、遅延時間分だけ電動モータＬの回転数を増加させる（ステップ４０）。電動モータＬの回転数の増加によって、遅延させた電動モータＬの通電終了タイミングを電動モータＲと完全に一致させることができるので、起動時の雑音レベルを抑制しつつ、ワイパブレードＲ２、Ｌ２がそれらの起動位置に戻ってくる時が一致するので、図１のワイパ装置１００に比べて、ワイパブレードの同期動作を行うことによる見栄えが劣ることの防止効果がさらに上がる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、図１において、電動モータＬの起動タイミングを変更する手段として、図１では遅延部１３を例示したが、電源線４２やグランド線４３に抵抗成分や容量成分を追加してもよい。これにより、電流が制限され、電動モータＬの起動タイミングを電動モータＲより遅らせることができる。

また、例えば、上述の実施形態は、観音開きタイプのドアのウィンドウガラスを払拭する形態であったが、フロントガラスやリヤガラスやサンルーフなどの車両用窓を払拭する場合にも本発明は適用可能である。

本発明の一実施形態であるワイパ装置１００の構成図である。 電動モータＲ，Ｌが駆動するワイパブレードの動作例を示した図である。 ワイパブレードを間欠動作させるときに発生する電動モータの雑音レベルを示した図である。 本発明の一実施形態であるワイパ装置２００の構成図である。 電動モータＲ，Ｌの駆動方法を示すフローチャート例である。

符号の説明

１０，２０ コントローラ
１１，２１ 制御部
１２，２５，２６ モータ駆動部
１３ 遅延部
Ｒ，Ｌ 電動モータ
Ｌａ，Ｒａ 起動位置
Ｌｂ，Ｒｂ 反転位置

Claims (6)

1. ワイパブレードを動作させる複数の電動モータを備えるワイパ装置であって、
   前記複数の電動モータの起動時に発生する電磁的な雑音のピーク値が互いに重ならないように前記複数の電動モータの起動タイミングをそれぞれ異ならせる起動タイミング変更手段を備えることを特徴とする、ワイパ装置。
2. 前記起動タイミング変更手段は、前記複数の電動モータのうち一の電動モータのみの起動タイミングを変更する、請求項１に記載のワイパ装置。
3. 前記起動タイミング変更手段によって起動タイミングが変更された電動モータの回転速度を変更する回転速度変更手段を備える、請求項１又は２に記載のワイパ装置。
4. ワイパブレードを動作させる複数の電動モータを駆動するためのワイパ用モータ駆動方法であって、
   前記複数の電動モータの起動時に発生する電磁的な雑音のピーク値が互いに重ならないように前記複数の電動モータのそれぞれを起動することを特徴とする、ワイパ用モータ駆動方法。
5. 前記複数の電動モータのうち一の電動モータのみを遅延させて起動する、請求項４に記載のワイパ用モータ駆動方法。
6. 起動が他の電動モータより遅い電動モータの回転速度を上げる、請求項４又は５に記載のワイパ用モータ駆動方法。

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