JP2011218997A - ワイパ制御装置及びワイパ装置制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】間欠停止時や格納時に、ワイパアームが所定の停止位置から動かないように保持し、間欠停止時等におけるワイパブレードの違和感のある動作を防止する。
【解決手段】間欠停止時や格納時など、ワイパアームを目標停止位置に停止させるべく電動モータが停止状態にあるとき、目標停止位置とワイパアームの現在位置との間隔を相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、電動モータを制御してワイパアームを目標停止位置に保持する。この停止位置保持制御では、ワイパアームが位置保持許容範囲内に位置しているか否かを判定し、位置保持許容範囲外の場合、ワイパアームが相対位置信号１パルス分だけ離れるごとに、モータ出力を段階的に増加させる。その後、一定時間経過後も相対位置信号に変化がない場合は、出力をさらに増加させる。一方、ワイパアームが相対位置信号１パルス分だけ近付くごとに、モータ出力は段階的に減少させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータを正逆回転させてワイパアームを駆動するリバーシングワイパシステムにおけるワイパ動作の制御技術に関し、特に、間欠停止時や格納時におけるワイパアームの停止位置制御に関する。

近年、自動車用のワイパ装置として、モータを正逆回転させてワイパアームを駆動する、いわゆるリバーシングワイパシステムが多く使用されている。リバーシングワイパシステムでは、マイコン搭載のコントローラによってモータの動作を制御しており、上下反転位置や停止位置を任意の位置に設定することが可能である。

一方、ワイパ装置を間欠駆動させた場合や、ワイパスイッチがＯＦＦされワイパブレードを格納する場合には、ワイパアームを所定の停止位置や格納位置に停止させる必要がある。その際、ワイパブレードに取り付けられている払拭用のリップは、ゴム等の弾性変形可能な素材にて形成されているが、長時間一定の状態が継続すると、変形状態が長く持続したり、完全にそのままになってしまったりするおそれがある。そこで、リバーシングワイパシステムでは、ワイパブレードのリップが一方向に変形してしまわないように、ワイパ停止に際し、コントローラは、モータを正転方向に若干駆動し、ワイパアームを往路側に少しだけ作動させた位置（リップ折り返し位置）にて停止状態とする。

ところが、ワイパ装置は、間欠停止位置や、格納位置から少し動いたリップ折り返し位置は、リンク機構が死点位置を超えた状態となっているため、ワイパアームが外力によって動き易い状態、すなわち、モータが回され易い状態となっている。ワイパアームが外力によって動き易いと、走行時の風圧などにより、ブレードが動かされてしまうおそれがある（格納位置を持たない、格納位置＝間欠停止位置（下反転位置）のワイパ装置では、このような問題は生じない）。そこで、風圧による押し上げを防止するため、リバーシングワイパシステムでは、モータの±ブラシ間を閉ループとし、モータを制動状態としている。また、間欠停止時や格納時の目標停止位置から、ワイパアームが往路側に規定値以上離れた場合には、モータを復路側に駆動させ、ワイパアームを目標停止位置に戻す処理も実施されている。

特開２００４−１３０８７６号公報

しかしながら、閉ループによるモータ制動は、制動力が低いため、外力で動かされ易く、例えば、高速走行時の間欠停止の場合、ワイパブレードが走行風圧によって動かされてしまう可能性があった。その場合、前述のように、ワイパブレードは、ある程度動かされた段階でモータが駆動され、再び所定の停止位置まで戻されるが、一旦動かされてから戻す、という動作となるため、運転者等のユーザに違和感を与える可能性があった。

また、ワイパブレードを間欠停止位置や格納位置に戻す際、格納位置付近に雪溜りなどがあると、モータとしては目標の停止位置まで動いたとしても、ブレードがその位置まで到達しない、という現象も起こり得る。この状態は、ブレードが押し上げられ、ワイパアームやワイパブレード、リンク機構のたわみ等により、ブレードが停止位置から外れている状態と同様の形であり、コントローラは、モータを駆動させて、停止位置を維持しようとする。このため、モータに対し連続通電が行われ、長時間の連続通電時には出力を停止させる安全機能はあるものの、モータの劣化や故障の一因となるという問題があった。

さらに、条件によっては、ブレードの戻しと、押し上げが繰り返し発生するチャタリング現象が生じる場合がある。チャタリング時は、先の押し上げに対する停止位置維持動作と異なり、モータは連続通電状態とならないため、連続通電時の安全機能が働かない。このため、チャタリングが延々と続いてしまうおそれがあり、モータの劣化や故障が生じ易くなるという問題があり、その対策が求められていた。

本発明の目的は、間欠停止時や格納時に、ワイパアームが所定の停止位置から動かないように保持し、間欠停止時等におけるワイパブレードの違和感のある動作を防止することにある。

本発明のワイパ制御装置は、所定の反転位置間を往復動するワイパアームと、前記ワイパアームを駆動する電動モータとを備え、前記ワイパアームが所定の位置に存在するときに出力される絶対位置信号と、前記電動モータの回転に伴って出力される相対位置信号とに基づいて、前記ワイパアームの動作を制御するワイパ装置の駆動制御を行うワイパ制御装置であって、前記ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく前記電動モータが停止状態にあるとき、前記目標停止位置と前記ワイパアームの現在位置との間隔を前記相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、前記電動モータを制御して前記ワイパアームを前記目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行うワイパアーム位置保持制御部を有することを特徴とする。

本発明のワイパ制御装置にあっては、電動モータによって駆動されるワイパ装置において、例えば、間欠停止時や格納時など、ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく電動モータが停止状態にあるとき、ワイパ制御装置に設けたワイパアーム位置保持制御部により、目標停止位置とワイパアームの現在位置との間隔を相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、電動モータを制御してワイパアームを目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行い、間欠停止時や、リップ折り返し位置での格納時に、ワイパアームが風圧などによって動かされてしまうのを防止する。また、ワイパアームが、高速走行中などに大きな風圧を受けても、一旦大きく動かされてから戻す、という制御形態ではなく、目標停止位置近傍での細かな位置保持制御が実施され、ユーザに違和感を与えるような動作も抑えられる。

前記ワイパ制御装置において、前記ワイパアーム位置保持制御部に、前記相対位置信号をカウントするパルスカウント部と、前記パルスカウント部にてカウントされた前記相対位置信号のパルス数に基づいて、前記ワイパアームの現在位置を把握し、該ワイパアームが、前記目標停止位置に対して予め設定された位置保持許容範囲内に位置しているか否かを判定する停止位置判定部と、前記停止位置判定部にて、前記ワイパアームが前記位置保持許容範囲外に位置していると判断された場合、前記ワイパアームを前記位置保持許容範囲内に戻すべく前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行う出力制御部と、を設けても良い。

また、前記ワイパアーム位置保持制御部に、前記相対位置信号をカウントするパルスカウント部と、前記ワイパ装置が搭載される車両の速度を検出する車速検出部と、前記車速検出部にて検出された前記車両の速度と所定の閾値とを比較する車速判定部と、前記車速判定部にて、前記車両の速度が前記閾値を超えていると判断された場合、前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行う出力制御部と、を設けても良い。

前記出力制御部によって、前記ワイパアームが、前記目標停止位置から前記相対位置信号１パルス分だけ離れるごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に増加させても良い。また、前記出力制御部によって、前記電動モータに対する出力を変化させた後、一定時間が経過しても前記相対位置信号に変化がない場合、前記電動モータに対する出力を増加させても良い。さらに、前記出力制御部によって、前記ワイパアームが、前記目標停止位置に前記相対位置信号１パルス分だけ近付くごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に減少させても良い。

前記出力制御部によって、前記電動モータに対する出力の最大値を、前記ワイパ装置が搭載された車両が所定上限速度にて走行中に受ける風圧によって前記ワイパアームが押し上げられない値とし、該最大値の出力を行っても前記ワイパアームが前記目標停止位置から離れる場合、異常負荷と判断して前記電動モータを停止させても良い。これにより、ワイパ停止時に、雪溜りなどによってワイパブレードの押上げが生じた場合などにおける、モータへの連続通電が抑えられ、モータの劣化や故障を防止できる。

加えて、前記ワイパアーム位置保持制御部に、前記停止位置保持制御が前回行われたときの前記電動モータに対する出力開始時点から、今回の停止位置保持制御における前記電動モータに対する出力開始時点までの時間を計時し、その時間が一定時間を超えたときチャタリング発生と判断するチャタリング検出部を設けても良い。この場合、前記ワイパアーム位置保持制御部に、さらに、前記チャタリング検出部にてチャタリング発生が検出された場合、それが一定時間を超えて継続しているか否かを検出するチャタリング継続判定部を設け、前記出力制御部によって、前記チャタリング継続判定部にて、チャタリングが一定時間を超えて継続していると判断された場合、前記電動モータを停止させても良い。これにより、ワイパ停止時に、雪溜りなどによってワイパブレードの押上げが生じた場合などにおける、連続チャタリング動作が抑えられ、モータの劣化や故障を防止できる。

一方、本発明のワイパ装置制御方法は、所定の反転位置間を往復動するワイパアームと、前記ワイパアームを駆動する電動モータとを備え、前記ワイパアームが所定の位置に存在するときに出力される絶対位置信号と、前記電動モータの回転に伴って出力される相対位置信号とに基づいて、前記ワイパアームの動作を制御するワイパ装置制御方法であって、前記ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく前記電動モータが停止状態にあるとき、前記目標停止位置と前記ワイパアームの現在位置との間隔を前記相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、前記電動モータを制御して前記ワイパアームを前記目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行うことを特徴とする。

本発明のワイパ装置制御方法にあっては、電動モータによって駆動されるワイパ装置において、例えば、間欠停止時や格納時など、ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく電動モータが停止状態にあるとき、目標停止位置とワイパアームの現在位置との間隔を相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、電動モータを制御してワイパアームを目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行い、間欠停止時や、リップ折り返し位置での格納時に、ワイパアームが風圧などによって動かされてしまうのを防止する。また、ワイパアームが、高速走行中などに大きな風圧を受けても、一旦大きく動かされてから戻す、という制御形態ではなく、目標停止位置近傍での細かな位置保持制御が実施され、ユーザに違和感を与えるような動作も抑えられる。

前記ワイパ装置制御方法において、前記相対位置信号のパルス数に基づいて、前記ワイパアームの現在位置を把握し、該ワイパアームが、前記目標停止位置に対して予め設定された位置保持許容範囲内に位置しているか否かを判定し、前記ワイパアームが前記位置保持許容範囲外に位置していると判断された場合、前記ワイパアームを前記位置保持許容範囲内に戻すべく前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行うようにしても良い。

前記ワイパ装置制御方法において、前記ワイパ装置が搭載される車両の速度と所定の閾値とを比較し、前記車両の速度が前記閾値を超えていると判断された場合、前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行うようにしても良い。

また、前記ワイパアームが、前記目標停止位置から前記相対位置信号１パルス分だけ離れるごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に増加させても良い。前記電動モータに対する出力を変化させた後、一定時間が経過しても前記相対位置信号に変化がない場合、前記電動モータに対する出力を増加させても良い。前記ワイパアームが、前記目標停止位置に前記相対位置信号１パルス分だけ近付くごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に減少させても良い。

さらに、前記電動モータに対する出力の最大値を、前記ワイパ装置が搭載された車両が所定上限速度にて走行中に受ける風圧によって前記ワイパアームが押し上げられない値とし、該最大値の出力を行っても前記ワイパアームが前記目標停止位置から離れる場合、異常負荷と判断して前記電動モータを停止させても良い。これにより、ワイパ停止時に、雪溜りなどによってワイパブレードの押上げが生じた場合などにおける、モータへの連続通電が抑えられ、モータの劣化や故障を防止できる。

加えて、前記停止位置保持制御が前回行われたときの前記電動モータに対する出力開始時点から、今回の停止位置保持制御における前記電動モータに対する出力開始時点までの時間を計時し、その時間が一定時間を超えたときチャタリング発生と判断しても良い。この場合、前記チャタリング検出部にてチャタリング発生が検出された場合、それが一定時間を超えて継続しているか否かを検出し、前記出力制御部は、チャタリングが一定時間を超えて継続していると判断された場合、前記電動モータを停止させても良い。これにより、ワイパ停止時に、雪溜りなどによってワイパブレードの押上げが生じた場合などにおける、連続チャタリング動作が抑えられ、モータの劣化や故障を防止できる。

本発明のワイパ制御装置は、電動モータによってワイパアームを駆動するワイパ装置において、例えば、間欠停止時や格納時など、ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく電動モータが停止状態にあるとき、ワイパ制御装置に設けたワイパアーム位置保持制御部にて、目標停止位置とワイパアームの現在位置との間隔を電動モータの回転に伴って出力される相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、電動モータを制御してワイパアームを目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行うので、間欠停止時や、リップ折り返し位置での格納時に、ワイパアームが風圧などによって動かされてしまうのを防止することが可能となる。

本発明のワイパ制御方法は、電動モータによってワイパアームを駆動するワイパ装置において、例えば、間欠停止時や格納時など、ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく電動モータが停止状態にあるとき、目標停止位置とワイパアームの現在位置との間隔を電動モータの回転に伴って出力される相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、電動モータを制御してワイパアームを目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行うので、間欠停止時や、リップ折り返し位置での格納時に、ワイパアームが風圧などによって動かされてしまうのを防止することが可能となる。

本発明が適用されるリバーシングワイパシステムの構成を示すブロック図である。 本発明のワイパ制御方法が実行されるコントローラの制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１である停止位置保持制御の処理手順を示すフローチャートである。 停止位置保持制御時のワイパアーム位置とＤｕｔｙ出力との関係を示すイメージ図である。 本発明の実施例２であるワイパ制御方法が実行されるコントローラの制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２の停止位置保持制御の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の一変形例におけるコントローラの制御系の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されるリバーシングワイパシステムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、ワイパ装置１は、運転席側と助手席側のワイパアーム２ａ,２ｂを備えており、ワイパアーム２ａ,２ｂは、リンク機構３にて接続されている。各ワイパアーム２ａ,２ｂには、ガラス面を払拭するためのワイパブレード４ａ,４ｂが取り付けられている。リンク機構３はモータユニット５に接続されており、ワイパ装置１は、モータユニット５によって駆動される。

モータユニット５は、電動モータ６（以下、モータ６略記する）とギアボックス７とから構成されている。モータ６側には、ワイパアーム２ａ,２ｂの相対位置を検出するセンサが、ギアボックス７側には、ワイパアーム２ａ,２ｂの絶対位置（例えば、下反転位置）を検出するセンサがそれぞれ設けられている。相対位置検出用のセンサからは、モータの回転に伴ってパルス信号（相対位置信号）が発せられる。また、絶対位置検出用のセンサからは、ワイパアーム２ａ,２ｂが下反転位置に来たときに単発信号（絶対位置信号）が発せられる。

モータユニット５はコントローラ（ワイパ制御装置）８に接続されており、モータ６は、コントローラ８によって制御される。コントローラ８には、制御プログラムがインストールされたＣＰＵ１１と、制御用の各種データが格納されたＲＯＭ１２が設けられている。コントローラ８は、各センサから出力される信号に基づき、ワイパアーム２ａ,２ｂの位置情報（現在位置）を算出する。そして、ＲＯＭ１２内の制御データを参照しつつ、ＣＰＵ１１内の制御プログラムに従って、払拭動作時の反転位置や格納位置などを制御する。

また、コントローラ８は、相対位置検出用センサからのパルス信号の入力周期から、モータ６の速度を算出する。算出されたモータ速度は、コントローラ８のＲＯＭ１２内に予め記憶させてある基準モータ速度（目標速度ＭＡＰ値）と比較される。モータ６の目標速度である基準モータ速度は、ワイパアーム２ａ,２ｂの位置と対応して設定されている。コントローラ８は、現在のアーム位置に基づいて、現在のモータ速度をその位置における基準モータ速度に合わせるべく、モータ速度を制御する。この際、コントローラ８は、例えば、ＰＩＤ方式によるＤｕｔｙ制御により、モータ６への給電電圧を変化させてモータ速度を制御する。

一方、ワイパ装置１では、間欠動作を行う場合、下反転位置にて所定時間ワイパ動作を停止させる。また、ワイパスイッチがＯＦＦされた場合には、下反転位置よりも下方に設定された格納位置にワイパアーム２ａ,２ｂを移動させ停止させる。これらの停止位置は、絶対位置検出用のセンサからの単発信号と、相対位置検出用のセンサからのパルス信号によって把握され、コントローラ８は、ワイパアーム２ａ,２ｂが所定の目標停止位置に保持されるように監視しており、ワイパアーム２ａ,２ｂが所定の位置保持許容範囲外に移動した場合は、アームを範囲内に戻すべく、モータ６を適宜制御する。

図２は、本発明のワイパ制御方法が実行されるコントローラ８の制御系の構成を示すブロック図である。ワイパアーム２ａ,２ｂの停止位置保持制御は、図２のような制御系によって実行される。図２に示すように、ワイパアーム位置保持制御部であるＣＰＵ１１内には、パルスカウント部１３と、停止位置判定部１４、経過時間判定部１５、出力制御部１６及びタイマ１７が設けられている。パルスカウント部１３は、相対位置検出用センサからのパルス信号を受信し、その入力パルス数をカウントする。停止位置判定部１４は、パルスカウント部１３でのカウントパルス数に基づいて、ワイパアーム２ａ,２ｂの現在位置を把握し、位置保持許容範囲内にアームが位置しているか否かを判定する。経過時間判定部１５は、ワイパアーム２ａ,２ｂが位置保持許容範囲から外れ、モータ６を制御駆動した場合、タイマ１７を用いて、モータ駆動開始（位置保持制御開始）からの経過時間を計時する。

出力制御部１６は、停止位置判定部１４や経過時間判定部１５における判定結果に基づいて、ワイパアーム２ａ,２ｂを位置保持許容範囲内に戻すべく、モータ６を適宜制御する。すなわち、ワイパアーム２ａ,２ｂが、目標停止位置（間欠停止、格納）から往路側に、規定値以上離れた場合（例えば、２パルス以上）、モータ６を復路側に駆動して目標停止位置に戻す。その際、最初は小さなＤｕｔｙ（例えば、１０％）にてモータ６を駆動し、さらに離れた場合には、Ｄｕｔｙを１段階増加させる（例えば、＋５％：１０％→１５％）。また、モータを駆動した後、ワイパアーム２ａ,２ｂが、離れないが、近づかない場合は、Ｄｕｔｙ増加後一定時間以上経過した場合（例えば、２０ｍｓ）、さらにＤｕｔｙを１段階増加させる（例えば、＋５％：１５％→２０％）。一方、Ｄｕｔｙ増により、ワイパアーム２ａ,２ｂが、目標停止位置に近付いた場合（例えば、−１パルス）は、Ｄｕｔｙを１段階引き下げる（例えば、２０％→１５％）。そして、ワイパアーム２ａ,２ｂが、目標停止位置に来たところで、モータ６の駆動を停止させる（Ｄｕｔｙ＝０）。

図３は、本発明によるこのような停止位置保持制御の処理手順を示すフローチャートである。図３の処理は、図２に示した制御系にて実行され、ここではまず、ステップＳ１にて、位置保持制御がＯＮ状態か否かが確認される。ＯＦＦの場合には、ステップＳ２にてワイパスイッチの切り替えの有無が判断され、切り替えがない場合にはそのままルーチンを抜け、切り替えがあった場合は、ステップＳ３に進んで、位置保持制御をＯＮさせる。

位置保持制御がＯＮの場合には、ステップＳ４に進み、停止位置判定部１４によって、ワイパアーム２ａ,２ｂが位置保持許容範囲内にあるかどうかが判断される。ワイパアーム２ａ,２ｂが位置保持許容範囲内にある場合には、位置保持制御は特に必要ないため、ステップＳ５に進み、出力制御部１６は、停止位置判定部１４による判断（位置保持許容範囲内）に基づき、モータ動作を停止させ（Ｄｕｔｙ＝０）、ルーチンを抜ける。これに対して、ワイパアーム２ａ,２ｂが位置保持許容範囲外の場合は、ステップＳ６に進み、前回の制御処理時に比して、ワイパアーム２ａ,２ｂが目標停止位置に近付いているかどうかが判断される。ステップＳ６の判断も停止位置判定部１４にて行われ、停止位置判定部１４は、カウントパルス数を用いて、前回と今回のアーム位置を比較する。

ステップＳ６にて、ワイパアーム２ａ,２ｂが目標停止位置に近付いていない場合には、ステップＳ７に進み、今度は、ワイパアーム２ａ,２ｂが、前回の制御処理時に比して、目標停止位置から離れたかどうかが判断される。Ｓ７にて、前回よりも離れている、と判断された場合には、走行風等の何らかの原因により、ワイパアーム２ａ,２ｂが押し上げられていると判断し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、Ｄｕｔｙが上限値（例えば、４０％）以上になっているか否かが判断される。ステップＳ８にて、Ｄｕｔｙが上限値に至っていない場合は、ワイパアーム２ａ,２ｂが押し上げられており、Ｄｕｔｙを増加させる余地もあるため、ステップＳ９に進み、Ｄｕｔｙを１段階引き上げ（例えば、＋５％）、ルーチンを抜ける。これに対し、Ｄｕｔｙが上限値以上となっている場合には、ステップＳ１０にてＤｕｔｙを上限値に設定してルーチンを抜ける。

Ｓ７にて、前回よりも目標停止位置から離れていない、と判断された場合には、Ｓ６→Ｓ７の処理から、ワイパアーム２ａ,２ｂが膠着状態にあると判断し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、位置保持制御がＯＮとなり、Ｄｕｔｙが変更されてから一定時間（例えば、１秒）が経過したか否かが確認される。一定時間の経過は、タイマ１７を用いて、経過時間判定部１５によって判断される。Ｓ１１にて、Ｄｕｔｙ変更後、まだ一定時間が経過していない場合は、Ｓ８以下の処理が実行され、上限値までＤｕｔｙが引き上げられる。

なお、Ｄｕｔｙの上限値として、所定の上限速度（例えば、２５０ｋｍ／ｈ）にて高速走行している場合の風圧で押し上げられないレベル＋α（連続通電でもモータの劣化や故障が生じない値）とし、このＤｕｔｙを出力しても、依然としてワイパアーム２ａ,２ｂが目標停止位置から離れる場合には、「異常負荷」と判定し、Ｄｕｔｙ出力を停止させても良い。これにより、高速走行時の風圧やワイパ停止時の雪溜まり等によるブレード押上げに対し、連続通電を避けつつ、停止位置を保持することができ、モータの劣化や故障の一因となる連続通電を防止することが可能となる。

これに対し、Ｓ１１にて、Ｄｕｔｙ変更後、一定時間が経過している場合は、ステップＳ１２に進み、出力制御部１６にて、位置保持制御におけるＤｕｔｙ出力が初めてか否かが確認される。Ｓ１２にて、位置保持出力が初回の場合はステップＳ１３に進み、出力制御部１６は、位置保持出力のＤｕｔｙ初期値（例えば、１０％）を出力してルーチンを抜ける。また、Ｓ１２にて、位置保持出力が初回ではない場合は、ステップＳ１４に進み、現在のＤｕｔｙが維持され、ルーチンを抜ける。すなわち、ワイパアーム２ａ,２ｂの位置に変化がない場合は、一定時間が経過するまで、同じＤｕｔｙ値が維持される。

一方、ステップＳ６にて、ワイパアーム２ａ,２ｂが目標停止位置に近付いている場合には、位置保持制御による効果が出ていると判断し、ステップＳ１５に進み、Ｄｕｔｙが下限値（例えば、１０％）以下になっているか否かが判断される。ステップＳ１５にて、Ｄｕｔｙが下限値に至っていない場合は、ワイパアーム２ａ,２ｂが目標停止位置に近付きつつあり、Ｄｕｔｙを減少させる余地もあるため、ステップＳ１６に進み、Ｄｕｔｙを１段階引き下げ、ルーチンを抜ける。これに対し、Ｄｕｔｙが下限値以下となっている場合には、ステップＳ１７にて下限値のＤｕｔｙを確保し、位置保持動作を維持してルーチンを抜ける。

図３に示した停止位置保持制御では、例えば、図４に示すように、走行風によって、間欠停止時にワイパアーム２ａ,２ｂが押し上げられ、位置保持許容範囲を超えると（図４：Ａ）、Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３と進み、まず、Ｄｕｔｙ初期値（１０％）が出力される。その後、ワイパアーム２ａ,２ｂがさらに押し上げられると、Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９と進み、Ｄｕｔｙ値が１５％に増加される（図４：Ｂ）。その状態で、ワイパアーム２ａ,２ｂの動きが止まると、Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１４と進み、Ｄｕｔｙ値が一定に保たれる（図４：Ｃ）。そして、ワイパアーム２ａ,２ｂが目標停止位置側に戻ると、Ｓ４→Ｓ６→Ｓ１５→Ｓ１６と進み、Ｄｕｔｙ値が引き下げられ（図４：Ｄ）、位置保持許容範囲内にワイパアーム２ａ,２ｂが入ると、Ｓ４→Ｓ５と進んでモータ６が停止される（図４：Ｅ）。

このように、本発明のワイパ制御処理では、ワイパアーム２ａ,２ｂが、目標停止位置から規定値以上離れた場合、モータ６のＤｕｔｙ出力を段階的に引き上げ、その際のアームの挙動に応じてきめ細かなＤｕｔｙ調整を行う。このため、間欠停止時や、リップ折り返し位置での格納時に、ワイパアームが風圧などによって動かされるのを抑えることができる。また、ワイパアーム２ａ,２ｂが、高速走行中などに大きな風圧を受けても、一旦大きく動かされてから戻す、という制御形態ではなく、相対位置検出用センサからのパルス信号に基づいた細かな位置保持制御が実施されるため、ユーザに違和感を与えるような動作も抑えられる。

なお、モータロック等の装置停止条件が成立している場合は、図３のような停止位置保持制御は中止される。また、装置停止条件成立により停止位置保持制御を中止した場合は、各停止条件が解除されたとき、ワイパアーム２ａ,２ｂが間欠停止位置や格納位置に戻ってしまうことがないように、目標停止位置は、停止位置保持制御が中止されたときのアーム位置とする。これは、停止保持位置を間欠停止位置や格納位置に固定してしまうと、停止位置保持制御が中止された状態で、ワイパが外力により動かされ、間欠停止位置等から離れた状態で停止位置保持制御の中止が解除されると、停止保持位置（間欠停止位置又は格納位置）から離れているという判断がなされ、その位置にアームを戻そうとしてしまうためである。

次に、本発明の実施例２として、ワイパブレードの戻しと、押し上げが繰り返し発生するチャタリング現象の防止を図った制御処理について説明する。図５は、本発明の実施例２であるワイパ制御方法が実行されるコントローラの制御系の構成を示すブロック図、図６は、実施例２の停止位置保持制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、以下の実施例では、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図６の処理は、図５に示した制御系にて実行される。図５のコントローラ２１は、図２のコントローラ８に加えて、ＣＰＵ１１に、チャタリング検出部２２と、チャタリング継続判定部２３が設けられている。チャタリング現象は、停止位置保持のためのＤｕｔｙ出力の開始・停止が頻繁に繰り返される状態であり、通常の停止位置保持制御の場合に比して、出力開始動作間の時間的間隔が短い、という特徴がある。そこで、チャタリング検出部２２は、停止位置保持の制御処理が前回行われたときの出力開始時点から、今回の出力開始時点までの時間を計時し、それが一定時間以内であるか否かによってチャタリング発生の有無を判断する。チャタリング継続判定部２３は、チャタリング検出部２２にて、チャタリング発生が検出された場合、それが一定時間を超えて継続しているか否かを判断する。

図６におけるステップＳ２０の「停止位置保持制御」は、図３におけるステップＳ１〜Ｓ１７の処理と同様である。図６の処理では、Ｓ２０（Ｓ１〜Ｓ１７）の停止位置保持制御の後、まず、チャタリング検出部２２によって、チャタリング発生の有無を判定し（Ｓ２１）、次に、チャタリング継続判定部２３によって、連続チャタリングの有無を判定する（Ｓ２４）。

ステップＳ２１では、停止位置保持の制御処理が前回行われたときの出力開始時点から、今回の出力開始時点までの時間が計時され、それが一定時間以内であるか否かが判断される。そして、前回の出力開始と今回の出力開始との時間的間隔が、所定の閾値（例えば、５０ｍｓ）を超えている場合は、出力Ｄｕｔｙの大小に関わらず、ステップＳ２２に進んで、チャタリング発生と判断する。これに対し、前回の出力開始と今回の出力開始との間隔が閾値以内の場合には、ステップＳ２３に進んで、チャタリング無し、と判断する。チャタリング無しの場合は、ステップＳ２６に進み、停止位置保持制御を継続すべく、出力制御部１６は、位置保持制御をＯＮ状態にて維持する。

ステップＳ２２にて、チャタリング発生と判断された場合は、タイマ１７をスタートさせた後、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、タイマ１７を参照し、チャタリングの連続状態が判断される。すなわち、Ｓ２２にて「チャタリング発生」と判断されタイマ１７がスタートしてから、チャタリング発生中の現在に至るまでの時間が計時され、チャタリング判定が途切れることなく、一定時間経過したか否かが判断される。

ステップＳ２４にて、チャタリング連続状態が所定の閾値（例えば、１秒）を超えていると判断された場合は、ステップＳ２５に進み、出力制御部１６は、位置保持制御をＯＦＦ状態とする（Ｄｕｔｙ＝０）。これにより、連続通電時の安全機能が働かないチャタリング状態が延々と続いてしまうことがなくなり、モータの劣化や故障を未然に防止することが可能となる。一方、ステップＳ２４にて、チャタリング継続時間が一定時間以内の場合は、連続的なチャタリングは発生していない、と判断され、ステップＳ２６に進んで位置保持制御をＯＮ状態にて維持する。

本発明は前記実施例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、前述の実施例１では、ワイパアーム２ａ,２ｂが、目標停止位置から規定値以上離れた場合（位置保持許容範囲外に動いた場合）、モータ６に対しＤｕｔｙ出力を行って停止位置保持動作を開始しているが（図３：Ｓ４）、停止位置保持動作開始の判断を車速によって行っても良い。すなわち、図７に示すように、ＣＰＵ１１内に、車速検出部２４と車速判定部２５をさらに設け、車速検出部にて検出された車速を、車速判定部にて所定の閾値（例えば、２００ｋｍ／ｈ以上）と比較し、車速が閾値を超えた場合に、停止位置保持動作を行うべく、Ｄｕｔｙ出力を開始するようにしても良い。なお、車速が閾値以下の場合（低速時）は、停止位置の保持制御は行わない。

１ ワイパ装置
２ａ,２ｂ ワイパアーム
３ リンク機構
４ａ,４ｂ ワイパブレード
５ モータユニット
６ 電動モータ
７ ギアボックス
８ コントローラ
１１ ＣＰＵ（ワイパアーム位置保持制御部）
１２ ＲＯＭ
１３ パルスカウント部
１４ 停止位置判定部
１５ 経過時間判定部
１６ 出力制御部
１７ タイマ
２１ コントローラ
２２ チャタリング検出部
２３ チャタリング継続判定部
２４ 車速検出部
２５ 車速判定部

Claims (18)

1. 所定の反転位置間を往復動するワイパアームと、前記ワイパアームを駆動する電動モータとを備え、前記ワイパアームが所定の位置に存在するときに出力される絶対位置信号と、前記電動モータの回転に伴って出力される相対位置信号とに基づいて、前記ワイパアームの動作を制御するワイパ装置の駆動制御を行うワイパ制御装置であって、
   前記ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく前記電動モータが停止状態にあるとき、前記目標停止位置と前記ワイパアームの現在位置との間隔を前記相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、前記電動モータを制御して前記ワイパアームを前記目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行うワイパアーム位置保持制御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、前記ワイパアーム位置保持制御部は、
   前記相対位置信号をカウントするパルスカウント部と、
   前記パルスカウント部にてカウントされた前記相対位置信号のパルス数に基づいて、前記ワイパアームの現在位置を把握し、該ワイパアームが、前記目標停止位置に対して予め設定された位置保持許容範囲内に位置しているか否かを判定する停止位置判定部と、
   前記停止位置判定部にて、前記ワイパアームが前記位置保持許容範囲外に位置していると判断された場合、前記ワイパアームを前記位置保持許容範囲内に戻すべく前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行う出力制御部と、を有することを特徴とするワイパ制御装置。
3. 請求項１記載のワイパ制御装置において、前記ワイパアーム位置保持制御部は、
   前記相対位置信号をカウントするパルスカウント部と、
   前記ワイパ装置が搭載される車両の速度を検出する車速検出部と、
   前記車速検出部にて検出された前記車両の速度と所定の閾値とを比較する車速判定部と、
   前記車速判定部にて、前記車両の速度が前記閾値を超えていると判断された場合、前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行う出力制御部と、を有することを特徴とするワイパ制御装置。
4. 請求項２又は３記載のワイパ制御装置において、前記出力制御部は、
   前記ワイパアームが、前記目標停止位置から前記相対位置信号１パルス分だけ離れるごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に増加させることを特徴とするワイパ制御装置。
5. 請求項２〜４の何れか１項に記載のワイパ制御装置において、前記出力制御部は、前記電動モータに対する出力を変化させた後、一定時間が経過しても前記相対位置信号に変化がない場合、前記電動モータに対する出力を増加させることを特徴とするワイパ制御装置。
6. 請求項２〜５の何れか１項に記載のワイパ制御装置において、前記出力制御部は、前記ワイパアームが、前記目標停止位置に前記相対位置信号１パルス分だけ近付くごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に減少させることを特徴とするワイパ制御装置。
7. 請求項２〜６の何れか１項に記載のワイパ制御装置において、前記出力制御部は、前記電動モータに対する出力の最大値を、前記ワイパ装置が搭載された車両が所定上限速度にて走行中に受ける風圧によって前記ワイパアームが押し上げられない値とし、該最大値の出力を行っても前記ワイパアームが前記目標停止位置から離れる場合、異常負荷と判断して前記電動モータを停止させることを特徴とするワイパ制御装置。
8. 請求項２〜７の何れか１項に記載のワイパ制御装置において、前記ワイパアーム位置保持制御部は、
   前記停止位置保持制御が前回行われたときの前記電動モータに対する出力開始時点から、今回の停止位置保持制御における前記電動モータに対する出力開始時点までの時間を計時し、その時間が一定時間を超えたときチャタリング発生と判断するチャタリング検出部を有することを特徴とするワイパ制御装置。
9. 請求項８記載のワイパ制御装置において、前記ワイパアーム位置保持制御部はさらに、
   前記チャタリング検出部にてチャタリング発生が検出された場合、それが一定時間を超えて継続しているか否かを検出するチャタリング継続判定部と有し、
   前記出力制御部は、前記チャタリング継続判定部にて、チャタリングが一定時間を超えて継続していると判断された場合、前記電動モータを停止させることを特徴とするワイパ制御装置。
10. 所定の反転位置間を往復動するワイパアームと、前記ワイパアームを駆動する電動モータとを備え、前記ワイパアームが所定の位置に存在するときに出力される絶対位置信号と、前記電動モータの回転に伴って出力される相対位置信号とに基づいて、前記ワイパアームの動作を制御するワイパ装置制御方法であって、
    前記ワイパアームを所定の目標停止位置に停止させるべく前記電動モータが停止状態にあるとき、前記目標停止位置と前記ワイパアームの現在位置との間隔を前記相対位置信号を用いて認識し、該認識に基づいて、前記電動モータを制御して前記ワイパアームを前記目標停止位置に保持する停止位置保持制御を行うことを特徴とするワイパ装置制御方法。
11. 請求項１０記載のワイパ装置制御方法において、
    前記相対位置信号のパルス数に基づいて、前記ワイパアームの現在位置を把握し、該ワイパアームが、前記目標停止位置に対して予め設定された位置保持許容範囲内に位置しているか否かを判定し、
    前記ワイパアームが前記位置保持許容範囲外に位置していると判断された場合、前記ワイパアームを前記位置保持許容範囲内に戻すべく前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行うことを特徴とするワイパ装置制御方法。
12. 請求項１０記載のワイパ装置制御方法において、
    前記ワイパ装置が搭載される車両の速度と所定の閾値とを比較し、
    前記車両の速度が前記閾値を超えていると判断された場合、前記電動モータを駆動すると共に、前記目標停止位置からの離間状態に応じて、前記電動モータに対する出力を制御して前記停止位置保持制御を行うことを特徴とするワイパ装置制御方法。
13. 請求項１１又は１２記載のワイパ装置制御方法において、
    前記ワイパアームが、前記目標停止位置から前記相対位置信号１パルス分だけ離れるごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に増加させることを特徴とするワイパ装置制御方法。
14. 請求項１１〜１３の何れか１項に記載のワイパ装置制御方法において、
    前記電動モータに対する出力を変化させた後、一定時間が経過しても前記相対位置信号に変化がない場合、前記電動モータに対する出力を増加させることを特徴とするワイパ装置制御方法。
15. 請求項１１〜１４の何れか１項に記載のワイパ装置制御方法において、
    前記ワイパアームが、前記目標停止位置に前記相対位置信号１パルス分だけ近付くごとに、前記電動モータに対する出力を段階的に減少させることを特徴とするワイパ装置制御方法。
16. 請求項１１〜１５の何れか１項に記載のワイパ装置制御方法において、
    前記電動モータに対する出力の最大値を、前記ワイパ装置が搭載された車両が所定上限速度にて走行中に受ける風圧によって前記ワイパアームが押し上げられない値とし、該最大値の出力を行っても前記ワイパアームが前記目標停止位置から離れる場合、異常負荷と判断して前記電動モータを停止させることを特徴とするワイパ装置制御方法。
17. 請求項１１〜１６の何れか１項に記載のワイパ装置制御方法において、
    前記停止位置保持制御が前回行われたときの前記電動モータに対する出力開始時点から、今回の停止位置保持制御における前記電動モータに対する出力開始時点までの時間を計時し、その時間が一定時間を超えたときチャタリング発生と判断することを特徴とするワイパ装置制御方法。
18. 請求項１７記載のワイパ装置制御方法において、
    前記チャタリング検出部にてチャタリング発生が検出された場合、それが一定時間を超えて継続しているか否かを検出し、
    前記出力制御部は、チャタリングが一定時間を超えて継続していると判断された場合、前記電動モータを停止させることを特徴とするワイパ装置制御方法。

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