JP2015085759A

JP2015085759A - Wiper device

Info

Publication number: JP2015085759A
Application number: JP2013224647A
Authority: JP
Inventors: 雄太岩崎; Yuta Iwasaki; 拓司配島; Takuji Haijima; 皓哉小笠原; Koya Ogasawara
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2015-05-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit chatter vibration of a wiper blade during wiping by controlling rotation of a wiper motor.SOLUTION: Rotating angles of output shafts 36, 38 are sensed by rotation sensors 42, 44, respectively. A microcomputer 62 varies a component of a predetermined frequency range by using filters from a signal related to the rotating angles of the output shafts 36, 38 sensed by the respective rotation sensors 42, 44, and adds the signal processed by the filters to each of signals of command values of rotating speed of wiper motors 18, 20. Based on the signals of the command values obtained by the addition processing, drive circuits 46, 48 control voltage applied to each of the wiper motors 18, 20.

Description

本発明は、ワイパ装置に関する。 The present invention relates to a wiper device.

ワイパ装置は、車両のフロントガラス等に設けられ、フロントガラスの雨滴及び汚れを払拭する。かかるワイパ装置では、ガラス表面の汚れ等による摩擦係数の変化、ワイパモータの電源であるバッテリの電圧の変動及びワイパブレードの劣化等によって、払拭中のワイパブレードが細かく振動する、いわゆるびびり振動が発生する場合がある。 The wiper device is provided on a windshield or the like of a vehicle, and wipes raindrops and dirt on the windshield. In such a wiper device, a so-called chatter vibration occurs in which the wiper blade being wiped vibrates finely due to a change in the coefficient of friction due to dirt on the glass surface, a change in the voltage of the battery that is the power source of the wiper motor, and a deterioration of the wiper blade. There is a case.

特許文献１に記載には、加速度センサによって検出したびびり振動の大きさに応じてワイパモータの回転速度を速めてびびり振動を抑制する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for suppressing chatter vibration by increasing the rotational speed of a wiper motor according to the magnitude of chatter vibration detected by an acceleration sensor.

特開平０８−２９０７５６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-290756

しかしながら、上記特許文献１に記載のワイパ装置は、ワイパモータの回転速度を速めてワイパブレードの払拭速度を上げると、ワイパブレードの動きがぎこちなく不自然になるという問題があった。また、ワイパブレードの払拭速度を上げた場合、ワイパブレードが反転すべき位置をオーバーランして車体と接触するという問題があった。 However, the wiper device described in Patent Document 1 has a problem that when the wiper blade wiping speed is increased by increasing the rotation speed of the wiper motor, the movement of the wiper blade becomes awkward and unnatural. Further, when the wiping speed of the wiper blade is increased, there is a problem that the wiper blade overruns the position to be reversed and comes into contact with the vehicle body.

特許文献１に記載の技術以外に、ワイパ装置のリンク機構、及びワイパアーム等の機械的な構成要素を調整することにより、払拭時でのワイパブレードのびびり振動を抑制することも行われている。しかしながら、製品ごとに機械的な構成要素を調整するのは煩雑である上に、機械的な構成要素を調整した結果、ワイパアームの回動が円滑でなくなる等の別個の障害が発生しやすいという問題があった。 In addition to the technique described in Patent Document 1, chatter vibration of the wiper blade during wiping is also suppressed by adjusting mechanical components such as a link mechanism of the wiper device and a wiper arm. However, it is troublesome to adjust the mechanical components for each product, and the problem that separate faults such as the rotation of the wiper arm becoming smooth as a result of adjusting the mechanical components is likely to occur. was there.

また、加速度センサ等によってワイパブレードのびびり振動を検知した場合に、ワイパモータに供給する電力の制御に係るＰＷＭ（Pulse Width Modulation）の信号にびびり振動とは逆位相の成分を加えることにより、びびり振動を打ち消す技術もある。しかしながら、かかる技術は、びびり振動が発生してから逆位相の成分を算出するので、制御装置の演算負荷が大きくなるという問題があった。 Also, when chatter vibration of the wiper blade is detected by an acceleration sensor, etc., chatter vibration is added by adding a component in the opposite phase to the chatter vibration to the PWM (Pulse Width Modulation) signal related to the control of the power supplied to the wiper motor. There is also a technology to counteract this. However, this technique has a problem in that the calculation load of the control device increases because the anti-phase component is calculated after chatter vibration occurs.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、払拭時のワイパブレードのびびり振動をワイパモータの回転の制御で抑制するワイパ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a wiper device that suppresses chatter vibration of a wiper blade during wiping by controlling rotation of a wiper motor.

前記課題を解決するために、請求項１に記載のワイパ装置は、ワイパワームの一端が連結された出力軸を有し、該出力軸を回転させることによって前記ワイパアームの他端に設けられたワイパブレードを窓ガラス上で往復回動させるワイパモータと、前記出力軸の回転角度を検知して前記出力軸の回転角度に応じた信号を出力する回転角検知手段と、前記回転角検知手段から出力された信号から、所定の周波数域の成分を可変するフィルタと、前記フィルタで処理した信号を前記ワイパモータの回転速度の指令値を示す信号に加算する加算処理手段と、前記加算処理手段で加算して得られた信号に基づいて前記ワイパモータに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problem, the wiper device according to claim 1 has an output shaft to which one end of a wiper is connected, and a wiper blade provided at the other end of the wiper arm by rotating the output shaft. A wiper motor that reciprocates on the window glass, a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the output shaft and outputs a signal corresponding to the rotation angle of the output shaft, and the rotation angle detection unit A filter for varying a component in a predetermined frequency range from the signal, an addition processing means for adding the signal processed by the filter to a signal indicating a command value for the rotational speed of the wiper motor, and addition by the addition processing means. Voltage control means for controlling a voltage applied to the wiper motor based on the received signal.

このワイパ装置によれば、フィルタによって、ワイパモータの出力軸の回転角度に応じた信号から払拭時のワイパブレードのびびり振動発生の要因となる周波数域の成分を可変する。びびり振動発生の要因となる周波数域の成分を可変した信号をワイパモータの回転速度の指令値の信号に加算することにより、払拭時のワイパブレードのびびり振動をワイパモータの回転の制御で抑制することができる。 According to this wiper device, the frequency range component that causes chatter vibration of the wiper blade at the time of wiping is varied from the signal corresponding to the rotation angle of the output shaft of the wiper motor by the filter. By adding a signal with a variable frequency component that causes chatter vibrations to the wiper motor rotation speed command value signal, chatter vibrations of the wiper blade during wiping can be suppressed by controlling the rotation of the wiper motor. it can.

請求項２に記載のワイパ装置は、請求項１に記載のワイパ装置において、前記回転角検知手段から出力された信号から、前記所定の周波数域とは異なる所定の周波数域の成分を可変するもう１つのフィルタと、前記もう１つのフィルタで処理した信号を前記加算処理部で加算して得られた信号に加算するもう１つの加算処理手段と、をさらに備え、前記電圧制御手段は、前記もう１つの加算処理手段で加算して得られた信号に基づいて前記ワイパモータに印加する電圧を制御する。 A wiper device according to a second aspect is the wiper device according to the first aspect, wherein a component in a predetermined frequency region different from the predetermined frequency region is varied from the signal output from the rotation angle detecting means. One filter and another addition processing means for adding the signal processed by the other filter to the signal obtained by adding the signal by the addition processing section, the voltage control means, The voltage applied to the wiper motor is controlled based on the signal obtained by the addition by one addition processing means.

このワイパ装置によれば、請求項１に記載のフィルタで可変しきれない成分や、動きが悪くなる要因となる成分をもう１つのフィルタで可変することにより、払拭時のワイパブレードのびびり振動をワイパモータの回転の制御で抑制することができる。 According to this wiper device, the vibration of the wiper blade at the time of wiping can be reduced by changing the component that cannot be changed by the filter according to claim 1 or the component that causes the movement to be worse by using another filter. It can be suppressed by controlling the rotation of the wiper motor.

請求項３に記載のワイパ装置は、請求項２に記載のワイパ装置において、前記フィルタ及び前記もう１つのフィルタの各々の特性は、前記電圧制御手段に周波数が不規則に変化する試験信号を入力し、前記電圧制御手段が前記試験信号に基づいて制御した電圧によって前記ワイパモータが回転した時の前記出力軸、前記ワイパアーム及び前記ワイパブレードの各々の回転角度、並びに前記出力軸のトルクに基づいて決定される。 The wiper device according to claim 3 is the wiper device according to claim 2, wherein a characteristic of each of the filter and the other filter is inputted to the voltage control means a test signal whose frequency changes irregularly. The voltage control means is determined based on the rotation angle of each of the output shaft, the wiper arm and the wiper blade when the wiper motor is rotated by the voltage controlled based on the test signal, and the torque of the output shaft. Is done.

このワイパ装置によれば、試験信号を入力された時のワイパモータ、ワイパアーム及びワイパブレードの各々の挙動を基に、運動方程式のパラメータを決定する。パラメータに基づいて決定した運動方程式に基づいてワイパ装置のモデリングを行うことにより、各フィルタの特性を決定することができる。 According to this wiper device, the parameters of the equation of motion are determined based on the behaviors of the wiper motor, the wiper arm, and the wiper blade when the test signal is input. The characteristics of each filter can be determined by modeling the wiper device based on the equation of motion determined based on the parameters.

請求項４に記載のワイパ装置は、請求項３に記載のワイパ装置において、前記試験信号は、２値信号又はスィープ信号である。 A wiper device according to a fourth aspect is the wiper device according to the third aspect, wherein the test signal is a binary signal or a sweep signal.

請求項４に記載のワイパ装置によれば、試験信号として、周波数が不規則に変化する２値信号又はスィープ信号を用いて、各フィルタの特性を決定することができる。 According to the wiper device of the fourth aspect, the characteristics of each filter can be determined using a binary signal or a sweep signal whose frequency changes irregularly as a test signal.

本発明の実施の形態に係るワイパ装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the wiper apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るワイパ装置におけるモデリングの一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of modeling in the wiper apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るワイパ装置におけるモデリングに基づいた運動方程式の導出の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of derivation | leading-out of the equation of motion based on modeling in the wiper apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるワイパ装置に係る運動方程式のパラメータを決定するための実機データ測定の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the actual machine data measurement for determining the parameter of the equation of motion which concerns on the wiper apparatus in embodiment of this invention. （Ａ）は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおける負荷Ｔ_Ｂとブレード角度θ_Ｂとの周波数応答のシミュレーション結果の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおけるワイパブレードの動きのシミュレーション結果の一例を示すグラフである。(A) is a graph showing an example of a simulation result of the frequency response of the load T _B and the blade angle theta _B in the model of the wiper apparatus according to an embodiment of the present invention, (B), the embodiment of the present invention 10 is a graph showing an example of a simulation result of the movement of the wiper blade in the model of the wiper device according to the embodiment. （Ａ）は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおいて、共振を抑制した場合の負荷Ｔ_Ｂとブレード角度θ_Ｂとの周波数応答のシミュレーション結果の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおいて、共振を抑制した場合のワイパブレードの動きのシミュレーション結果の一例を示すグラフである。(A), in the model of the wiper apparatus according to an embodiment of the present invention, is a graph showing an example of a simulation result of the frequency response of the load T _B and the blade angle theta _B in the case of suppressing the resonance, (B ) Is a graph showing an example of a simulation result of the movement of the wiper blade when resonance is suppressed in the model of the wiper device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態で、背反９４の抑制に用いられるハイパスフィルタの特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the characteristic of the high-pass filter used for embodiment of the present invention for suppression of anti-back 94. 本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおけるフィルタの特性の決定のための構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the structure for the determination of the characteristic of the filter in the model of the wiper apparatus which concerns on embodiment of this invention. （Ａ）は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおいて、共振及び背反を抑制した場合の負荷Ｔ_Ｂとブレード角度θ_Ｂとの周波数応答のシミュレーション結果の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおいて、共振及び背反を抑制した場合のワイパブレードの動きのシミュレーション結果の一例を示すグラフである。(A), in the model of the wiper apparatus according to an embodiment of the present invention, is a graph showing an example of a simulation result of the frequency response of the load T _B and the blade angle theta _B in the case of suppressing resonance and contradictory, (B) is a graph which shows an example of the simulation result of the motion of a wiper blade at the time of suppressing resonance and contradiction in the model of the wiper device concerning an embodiment of the invention.

図１は、本実施の形態に係るワイパ装置１０の構成を示す概略図である。ワイパ装置１０は、一例として、車両のフロントガラス１２の下部の左に左ワイパ装置１４、車両のフロントガラス１２の下部の右に右ワイパ装置１６を各々備えた対向払拭型のワイパ装置である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wiper device 10 according to the present embodiment. The wiper device 10 is, for example, a counter-wiping type wiper device provided with a left wiper device 14 on the left of the lower portion of the vehicle windshield 12 and a right wiper device 16 on the right of the lower portion of the vehicle windshield 12.

左ワイパ装置１４及び右ワイパ装置１６は、ワイパモータ１８，２０、減速機構２２，２４、ワイパアーム２６，２８及びワイパブレード３０，３２を各々備えている。左ワイパ装置１４及び右ワイパ装置１６は、ワイパモータ１８，２０の正逆回転が減速機構２２，２４で各々減速され、減速機構２２，２４によって減速された正逆回転で出力軸３６，３８が各々回転する。さらに、出力軸３６，３８の正逆回転の回転力がワイパアーム２６，２８に各々作用することによりワイパアーム２６，２８がフロントガラス１２上を往復回動する。かかるワイパアーム２６，２８の回動により、ワイパアーム２６，２８の先端に各々設けられたワイパブレード３０，３２がフロントガラス１２表面の下反転位置Ｐ１から上反転位置Ｐ２の間を払拭する。なお、減速機構２２，２４は、例えばウォームギア等で構成され、ワイパモータ１８，２０の回転を、ワイパブレード３０，３２によるフロントガラス１２表面の払拭に適した回転速度に各々減速し、当該回転速度で出力軸３６，３８を各々回転させる。 The left wiper device 14 and the right wiper device 16 include wiper motors 18 and 20, speed reduction mechanisms 22 and 24, wiper arms 26 and 28, and wiper blades 30 and 32, respectively. In the left wiper device 14 and the right wiper device 16, the forward and reverse rotations of the wiper motors 18 and 20 are respectively decelerated by the speed reduction mechanisms 22 and 24, and the output shafts 36 and 38 are respectively rotated by the forward and reverse rotations decelerated by the speed reduction mechanisms 22 and 24. Rotate. Further, the rotational forces of the forward and reverse rotations of the output shafts 36 and 38 act on the wiper arms 26 and 28, respectively, so that the wiper arms 26 and 28 reciprocate on the windshield 12. With the rotation of the wiper arms 26 and 28, the wiper blades 30 and 32 respectively provided at the tips of the wiper arms 26 and 28 wipe between the lower inversion position P1 and the upper inversion position P2 on the surface of the windshield 12. The speed reduction mechanisms 22 and 24 are constituted by, for example, worm gears and the like, respectively, to reduce the rotation of the wiper motors 18 and 20 to rotation speeds suitable for wiping the surface of the windshield 12 by the wiper blades 30 and 32, respectively. The output shafts 36 and 38 are rotated.

ワイパモータ１８，２０には、ワイパモータ１８，２０の回転を制御するためのワイパ制御回路６０が接続されている。本実施の形態に係るワイパ制御回路６０は、マイクロコンピュータ６２とメモリ６４とを含む。 A wiper control circuit 60 for controlling the rotation of the wiper motors 18 and 20 is connected to the wiper motors 18 and 20. The wiper control circuit 60 according to the present embodiment includes a microcomputer 62 and a memory 64.

マイクロコンピュータ６２には、ワイパモータ１８の出力軸３６及びワイパモータ２０の出力軸３８の回転速度及び回転角度を各々検知する回転センサ４２，４４並びにワイパモータ１８，２０に流れる電流を各々検知する電流センサ５６，５８が接続されている。マイクロコンピュータ６２は、回転センサ４２，４４及び電流センサ５６，５８からの信号に基づいて、フロントガラス１２上でのワイパブレード３０，３２の位置を各々算出する。また、マイクロコンピュータ６２は、算出した位置に応じて出力軸３６，３８の回転速度が変化するように駆動回路４６，４８を各々制御する。なお、回転センサ４２，４４は、ワイパモータ１８，２０の減速機構２２，２４内に各々設けられ、出力軸３６，３８に連動して回転する励磁コイル又はマグネットの磁界（磁力）を電流に変換して検出する。 The microcomputer 62 includes rotation sensors 42 and 44 that respectively detect the rotation speed and rotation angle of the output shaft 36 of the wiper motor 18 and the output shaft 38 of the wiper motor 20, and current sensors 56 that detect currents flowing through the wiper motors 18 and 20, respectively. 58 is connected. The microcomputer 62 calculates the positions of the wiper blades 30 and 32 on the windshield 12 based on signals from the rotation sensors 42 and 44 and the current sensors 56 and 58, respectively. The microcomputer 62 controls the drive circuits 46 and 48 so that the rotation speeds of the output shafts 36 and 38 change according to the calculated position. The rotation sensors 42 and 44 are provided in the speed reduction mechanisms 22 and 24 of the wiper motors 18 and 20, respectively, and convert the magnetic field (magnetic force) of the exciting coil or magnet that rotates in conjunction with the output shafts 36 and 38 into current. To detect.

また、ワイパ制御回路６０には、駆動回路４６，４８の制御に用いるデータ及びプログラムを記憶したメモリ６４があり、マイクロコンピュータ６２には、ワイパスイッチ６６が接続されている。 The wiper control circuit 60 includes a memory 64 that stores data and programs used for controlling the drive circuits 46 and 48, and a wiper switch 66 is connected to the microcomputer 62.

駆動回路４６，４８は、ワイパモータ１８，２０を各々作動させるための電圧（電流）をＰＷＭ制御によって生成してワイパモータ１８，２０に各々供給する。ワイパモータ１８，２０がブラシレスＤＣモータであれば、駆動回路４６，４８は、スイッチング素子にＭＯＳＦＥＴを使用したインバータ回路を含み、マイクロコンピュータ６２の制御によって、所定のデューティ比の電圧を出力する。 The drive circuits 46 and 48 generate voltages (currents) for operating the wiper motors 18 and 20 by PWM control and supply them to the wiper motors 18 and 20, respectively. If the wiper motors 18 and 20 are brushless DC motors, the drive circuits 46 and 48 include inverter circuits using MOSFETs as switching elements, and output a voltage with a predetermined duty ratio under the control of the microcomputer 62.

本実施の形態に係るワイパモータ１８，２０は、上述のように、ウォームギアで構成された減速機構２２，２４を各々有しているので、出力軸３６，３８の回転速度及び回転角度は、ワイパモータ１８，２０本体の回転速度及び回転角度と同一ではない。しかしながら、本実施の形態では、ワイパモータ１８，２０と減速機構２２，２４は各々一体不可分に構成されているので、以下、出力軸３６，３８の回転速度及び回転角度を、ワイパモータ１８，２０の各々の回転速度及び回転角度とみなす。また、以下、出力軸３６，３８の回転角度を「モータ角度」と呼称する。 As described above, the wiper motors 18 and 20 according to the present embodiment have the speed reduction mechanisms 22 and 24 each composed of a worm gear. Therefore, the rotation speed and rotation angle of the output shafts 36 and 38 are determined by the wiper motor 18. , 20 is not the same as the rotation speed and rotation angle of the main body. However, in the present embodiment, since the wiper motors 18 and 20 and the speed reduction mechanisms 22 and 24 are inseparably configured, hereinafter, the rotational speeds and rotational angles of the output shafts 36 and 38 are set to the respective wiper motors 18 and 20. The rotation speed and rotation angle are considered. Hereinafter, the rotation angle of the output shafts 36 and 38 is referred to as “motor angle”.

ワイパスイッチ６６は、車両のバッテリからワイパモータ１８，２０に供給される電力をオン又はオフするスイッチである。ワイパスイッチ６６は、ワイパブレード３０，３２を、低速で回動させる低速作動モード選択位置、高速で回動させる高速作動モード選択位置、一定周期で間欠的に回動させる間欠作動モード選択位置、停止モード選択位置に切替可能である。また、各モードの選択位置に応じてワイパモータ１８，２０を回転させるための指令信号をマイクロコンピュータ６２に出力する。 The wiper switch 66 is a switch for turning on or off the power supplied from the battery of the vehicle to the wiper motors 18 and 20. The wiper switch 66 includes a low speed operation mode selection position for rotating the wiper blades 30 and 32 at a low speed, a high speed operation mode selection position for rotating the wiper blades 30 and 32 at a high speed, an intermittent operation mode selection position for intermittent rotation at a constant period, and a stop. The mode selection position can be switched. Further, a command signal for rotating the wiper motors 18 and 20 according to the selected position of each mode is output to the microcomputer 62.

ワイパスイッチ６６から各モードの選択位置に応じて出力された信号がワイパ制御回路６０に入力されると、ワイパ制御回路６０がワイパスイッチ６６からの出力信号に対応する制御をメモリ６４に記憶されたデータ及びプログラムを用いて行う。具体的には、ワイパ制御回路６０のマイクロコンピュータ６２は、ワイパスイッチ６６からの指令信号並びにメモリ６４に記憶されているデータ及びプログラムに基づいて出力軸３６，３８の回転速度を算出する。さらにマイクロコンピュータ６２は、算出した回転速度で出力軸３６，３８が回転するように駆動回路４６，４８を制御する。 When a signal output from the wiper switch 66 according to the selected position of each mode is input to the wiper control circuit 60, the wiper control circuit 60 stores the control corresponding to the output signal from the wiper switch 66 in the memory 64. Use data and programs. Specifically, the microcomputer 62 of the wiper control circuit 60 calculates the rotational speeds of the output shafts 36 and 38 based on the command signal from the wiper switch 66 and the data and program stored in the memory 64. Further, the microcomputer 62 controls the drive circuits 46 and 48 so that the output shafts 36 and 38 rotate at the calculated rotation speed.

図２は、本実施の形態に係るワイパ装置１０におけるモデリングの一例を示す概念図である。図２では、右ワイパ装置１６は、ワイパモータ２０、減速機構２４、ワイパアーム２８及びワイパブレード３２で主に構成されているとしてモデルを単純化している。図２に示したモデルでは、ワイパモータ２０の回転に係るモータトルクＴ_Ｍが出力軸３８を介してワイパアーム２８とワイパブレード３２に作用すると共に、ワイパブレードには風圧又はフロントガラス表面の摩擦等の負荷（外力）Ｔ_Ｂが作用する。ワイパモータ２０、減速機構２４、ワイパアーム２８及びワイパブレード３２は、一体化された剛体ではないので、モータトルクＴ_Ｍと負荷Ｔ_Ｂとが作用すると、各部の剛性、粘性及び慣性により、ワイパアーム２８の位置及びワイパブレード３２の位置が影響を受ける。図２では、ワイパモータ２０、減速機構２４、ワイパアーム２８及びワイパブレード３２における慣性、粘性及び剛性、並びにワイパモータ２０の出力軸３８の回転角度、ワイパブレード３２の回動角度及びワイパブレードの回動角度の各々をパラメータとしている。 FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of modeling in the wiper apparatus 10 according to the present embodiment. In FIG. 2, the right wiper device 16 is simplified by assuming that the right wiper device 16 mainly includes a wiper motor 20, a speed reduction mechanism 24, a wiper arm 28, and a wiper blade 32. In the model shown in FIG. 2, with acts on the wiper arm 28 and wiper blade 32 motor torque T _M via the output shaft 38 in accordance with rotation of the wiper motor 20, the wiper blade load such as friction of the wind pressure or the windshield surface (external force) _{T B} acts. The wiper motor 20, the deceleration mechanism 24, wiper arm 28 and wiper blade 32 is not a unified rigid, when the motor torque T _M and the load T _B acts, each part of the rigid, due to the viscosity and inertia, the position of the wiper arm 28 And the position of the wiper blade 32 is affected. In FIG. 2, the inertia, viscosity and rigidity of the wiper motor 20, the speed reduction mechanism 24, the wiper arm 28 and the wiper blade 32, the rotation angle of the output shaft 38 of the wiper motor 20, the rotation angle of the wiper blade 32 and the rotation angle of the wiper blade are shown. Each is a parameter.

なお、図２において右ワイパ装置１６を例示したが、左ワイパ装置１４のモデリングも右ワイパ装置１６と同様なので、詳細な説明は省力すると共に、以下、右ワイパ装置１６に係る構成に基づいてモデリング等の説明をする。 Although the right wiper device 16 is illustrated in FIG. 2, the modeling of the left wiper device 14 is the same as that of the right wiper device 16, and therefore detailed description is saved and modeling is based on the configuration related to the right wiper device 16 hereinafter. Etc. will be explained.

本実施の形態で設定されるパラメータは、図２に示した通りである。例えば、ワイパモータ２０と減速機構２４との慣性であるモータ＆ギアの慣性Ｊ_１、並びにワイパモータ２０及び減速機構２４とワイパアーム２８と間の粘性及び剛性であるモータ＆ギアとアーム間の粘性Ｃ_１及びモータ＆ギアとアーム間の剛性Ｋ_１が設定される。 The parameters set in the present embodiment are as shown in FIG. For example, the motor & gear inertia J ₁ that is the inertia between the wiper motor 20 and the speed reduction mechanism 24, and the viscosity and rigidity between the wiper motor 20 and the speed reduction mechanism 24 and the wiper arm 28 that are the viscosity and rigidity between the motor & gear and the arm C ₁ and stiffness K ₁ between the motor and gear and the arm is set.

また、ワイパアーム２８の慣性であるアームの慣性Ｊ_２、ワイパアーム２８とワイパブレード３２との間の粘性であるアームとブレード間の粘性Ｃ_２及びワイパアーム２８とワイパブレード３２との間の剛性であるアームとブレード間の剛性Ｋ_２が設定される。 Further, the arm inertia J ₂ which is the inertia of the wiper arm 28, the arm-blade viscosity C ₂ between the wiper arm 28 and the wiper blade 32, and the arm between the wiper arm 28 and the wiper blade 32 is rigid. stiffness K ₂ between the blades is set to.

また、ワイパブレード３２の慣性であるブレードの慣性Ｊ_３、ワイパブレード３２とフロントガラス１２との間の粘性であるブレード＆ガラス間の粘性Ｃ_３及びワイパブレード３２の剛性であるブレードの剛性Ｋ_３が設定される。さらには、出力軸３８の回転角度であるモータ角度θ_Ｍ、ワイパアーム２８が図２の下反転位置Ｐ１から回動した角度であるアーム角度θ_Ａ及びワイパブレード３２が下反転位置から回動した角度であるブレード角度θ_Ｂもパラメータとして設定される。なお、モータ角度θ_Ｍは、回転センサ４２，４４によって検知される実測値である。 Further, the blade inertia J ₃ which is the inertia of the wiper blade 32, the blade-glass viscosity C ₃ which is the viscosity between the wiper blade 32 and the windshield 12, and the blade stiffness K ₃ which is the rigidity of the wiper blade 32. Is set. Furthermore, the motor angle θ _M that is the rotation angle of the output shaft 38, the arm angle θ _A that is the angle at which the wiper arm 28 is rotated from the lower inversion position P1 in FIG. 2, and the angle at which the wiper blade 32 is rotated from the lower inversion position. it is also set as a parameter the blade angle theta _B is. The motor angle θ _M is an actual measurement value detected by the rotation sensors 42 and 44.

図２に示した各々のパラメータを用いると、ワイパ装置１０における各部の運動は、図３に示したように、下記の式（１）〜（３）で表現できる。図３は、本実施の形態に係るワイパ装置１０におけるモデリングに基づいた運動方程式の導出の一例を示す図である。
Ｔ_Ｍ＝Ｊ_１α_Ｍ＋Ｃ_１ω_Ｍ＋Ｋ_１θ_Ｍ・・・（１）
Ｃ_１（ω_Ｍ−ω_Ａ）＋Ｋ_１（θ_Ｍ−θ_Ａ）＝Ｊ_２α_Ａ＋Ｃ_２ω_Ａ＋Ｋ_２θ_Ａ
・・・（２）
Ｔ_Ｂ＋Ｃ_２（ω_Ａ−ω_Ｂ）＋Ｋ_２（θ_Ａ−θ_Ｂ）＝Ｊ_３α_Ｂ＋Ｃ_３ω_Ｂ＋Ｋ_３θ_Ｂ
・・・（３） If each parameter shown in FIG. 2 is used, the motion of each part in the wiper apparatus 10 can be expressed by the following equations (1) to (3) as shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of derivation of the equation of motion based on modeling in the wiper apparatus 10 according to the present embodiment.
T _M = J ₁ α _M + C ₁ ω _M + K ₁ θ _M (1)
_{_{_{C 1 (ω M -ω A)}}} + K 1 (θ M -θ A) = J 2 α A + C 2 ω A + K 2 θ A
... (2)
_{_{_{T B + C 2 (ω A}}} -ω B) + K 2 (θ A -θ B) = J 3 α B + C 3 ω B + K 3 θ B
... (3)

上記の式（１）〜（３）におけるω_Ｍは、モータ角度θ_Ｍの角速度であり、α_Ｍは、モータ角度θ_Ｍの角加速度である。また、ω_Ａは、アーム角度θ_Ａの角速度であり、α_Ａは、アーム角度θ_Ａの角加速度である。さらに、ω_Ｂは、ブレード角度θ_Ｂの角速度であり、α_Ｂは、ブレード角度θ_Ｂの角加速度である。なお、本実施の形態では、減速機構２４にワイパアーム２８が直結されたワイパ装置１０に基づいてモデリングを行っている。減速機構２４とワイパアーム２８との間にリンク機構を別途有するワイパ装置のモデリングでは、上記の式（１）〜（３）に加えて、リンク機構に係る運動方程式を追加する。 In the above formulas (1) to (3), ω _M is an angular velocity of the motor angle θ _M , and α _M is an angular acceleration of the motor angle θ _M. Further, ω _A is an angular velocity of the arm angle θ _A , and α _A is an angular acceleration of the arm angle θ _A. Further, ω _B is an angular velocity of the blade angle θ _B , and α _B is an angular acceleration of the blade angle θ _B. In the present embodiment, modeling is performed based on the wiper device 10 in which the wiper arm 28 is directly connected to the speed reduction mechanism 24. In modeling of a wiper device that additionally has a link mechanism between the speed reduction mechanism 24 and the wiper arm 28, an equation of motion related to the link mechanism is added in addition to the above formulas (1) to (3).

図４は、本実施の形態におけるワイパ装置１０に係る運動方程式のパラメータを決定するための実機データ測定の一例を示す概略図である。図４では、例えば、ワイパブレード３２をフロントガラス１２上の所定の位置から−５°〜５°の範囲で回動させるための指令値を試験信号としてマイクロコンピュータ６２内のＰＩ制御部７０に入力する。図４に示した入力値は、一例として、周波数が５ＨＺ〜５０Ｈｚの範囲で不規則に変化させた２値信号である。本実施の形態では、図４に示した２値信号の他に、周波数が不規則に変化するスィープ信号を試験信号に用いてもよい。なお、フロントガラス１２上の所定の位置は、ワイパブレード３２が例えば−５°〜５°の範囲で回動可能なところであればよい。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of actual machine data measurement for determining parameters of the equation of motion related to the wiper apparatus 10 according to the present embodiment. In FIG. 4, for example, a command value for rotating the wiper blade 32 within a range of −5 ° to 5 ° from a predetermined position on the windshield 12 is input to the PI control unit 70 in the microcomputer 62 as a test signal. To do. The input value shown in FIG. 4 is, for example, a binary signal that is irregularly changed in a frequency range of 5 Hz to 50 Hz. In the present embodiment, in addition to the binary signal shown in FIG. 4, a sweep signal whose frequency changes irregularly may be used as the test signal. In addition, the predetermined position on the windshield 12 should just be a place which the wiper blade 32 can rotate in the range of -5 degrees-5 degrees, for example.

ＰＩ制御部７０は、ワイパモータ２０のアーマチャに印加する電圧をいわゆるＰＩ制御によって算出する。ＰＩ制御部７０は、指令値で算出される電圧と後述する出力値で算出される電圧との偏差の比例関係に基づいてワイパモータ２０に印加する電圧を算出する偏差比例部７０Ａを含む。また、ＰＩ制御部７０は、上記の比例関係のみでは残留偏差が生じる場合に、かかる残留偏差を偏差積分によって解消する偏差積分部７０Ｂを含む。 The PI control unit 70 calculates a voltage to be applied to the armature of the wiper motor 20 by so-called PI control. The PI control unit 70 includes a deviation proportional unit 70A that calculates a voltage to be applied to the wiper motor 20 based on a proportional relationship of a deviation between a voltage calculated with the command value and a voltage calculated with an output value described later. Further, the PI control unit 70 includes a deviation integration unit 70B that eliminates the residual deviation by deviation integration when the residual deviation is generated only by the proportional relationship.

ワイパモータ２０のアーマチャにはＰＩ制御部７０によって算出された電圧が印加され、前述の指令値に基づいて回転を始める。ワイパモータ２０の出力軸３８の回転角度は、回転センサ４４により、モータ角度θ_Ｍとして検知される。回転しているワイパモータ２０の電流は、電流センサ５８によって検知され、検知された電流の値に所定のトルク定数７２を乗算することによりワイパモータ２０の出力軸３８のトルクが算出される。 The voltage calculated by the PI control unit 70 is applied to the armature of the wiper motor 20, and rotation starts based on the command value. Rotation angle of the output shaft 38 of the wiper motor 20, the rotation sensor 44 is detected as the motor angle theta _M. The current of the rotating wiper motor 20 is detected by the current sensor 58, and the torque of the output shaft 38 of the wiper motor 20 is calculated by multiplying the detected current value by a predetermined torque constant 72.

また、ワイパモータ２０の回転力及びトルクは右ワイパ装置１６に作用し、ワイパブレード３２をフロントガラス１２上の所定の位置から回動させる。本実施の形態では、一例として、フロントガラス１２上を回動するワイパアーム２８及びワイパブレード３２の動きを光学的なセンサで捕捉する。光学的なセンサは、ワイパアーム２８及びワイパブレード３２の各々がフロントガラス１２上を回動した際の出力軸３８を中心とした角度を、アーム角度θ_Ａ及びブレード角度θ_Ｂとして各々検知する。また、回転センサ４４によって検知されたモータ角度θ_Ｍは、出力値としてＰＩ制御部７０に入力され、上述のＰＩ制御が行われる。 Further, the rotational force and torque of the wiper motor 20 act on the right wiper device 16 to rotate the wiper blade 32 from a predetermined position on the windshield 12. In the present embodiment, as an example, the movements of the wiper arm 28 and the wiper blade 32 that rotate on the windshield 12 are captured by an optical sensor. The optical sensor detects the angles around the output shaft 38 when the wiper arm 28 and the wiper blade 32 are rotated on the windshield 12 as an arm angle θ _A and a blade angle θ _B , respectively. The motor angle θ _M detected by the rotation sensor 44 is input as an output value to the PI control unit 70, and the above-described PI control is performed.

図４に示したデータ測定により、モータトルクＴ_Ｍ、モータ角度θ_Ｍ、アーム角度θ_Ａ及びブレード角度θ_Ｂが測定される。さらに、モータ角度θ_Ｍ、アーム角度θ_Ａ及びブレード角度θ_Ｂの各々に基づいて、モータ角速度ω_Ｍ及びモータ角加速度α_Ｍ、アーム角速度ω_Ａ及びアーム角加速度α_Ａ、並びにブレード角速度ω_Ｂ及びブレード角加速度α_Ｂを、各々算出する。 With the data measurement shown in FIG. 4, the motor torque T _M , the motor angle θ _M , the arm angle θ _A, and the blade angle θ _B are measured. Further, based on the motor angle θ _M , the arm angle θ _A and the blade angle θ _B , the motor angular velocity ω _M and the motor angular acceleration α _M , the arm angular velocity ω _A and the arm angular acceleration α _A , and the blade angular velocity ω _B and Each of the blade angular accelerations α _B is calculated.

以上の実機データ測定に基づいて各パラメータを決定することにより、本実施の形態に係るワイパ装置１０のモデリングを行う。図５（Ａ）は、本実施の形態に係るワイパ装置１０のモデリングによる負荷Ｔ_Ｂとブレード角度θ_Ｂとの周波数応答のシミュレーション結果である。図５（Ａ）は、上述のモデリングによって決定したワイパ装置１０のモデルに負荷Ｔ_Ｂを加えた場合の、負荷Ｔ_Ｂに対するブレード角度θ_Ｂの応答の変化を、ワイパブレード３２が往復回動する頻度である周波数毎にプロットしたグラフである。 The wiper device 10 according to the present embodiment is modeled by determining each parameter based on the actual machine data measurement described above. Figure 5 (A) is a simulation result of the frequency response of the load T _B and the blade angle theta _B by modeling of the wiper apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 5 (A), the case of adding the model to the load T _B of the wiper device 10 as determined by the above-described modeling of the change in the response of the blade angle theta _B to the load T _B, the wiper blade 32 is reciprocally rotated It is the graph plotted for every frequency which is frequency.

図５（Ｂ）は、本実施の形態に係るワイパ装置１０のモデリングによるワイパブレード３２の動きのシミュレーション結果であり、一例として、横軸に時間、縦軸に出力軸３８の回転速度を設定している。 FIG. 5B is a simulation result of the movement of the wiper blade 32 by modeling of the wiper device 10 according to the present embodiment. As an example, time is set on the horizontal axis and the rotation speed of the output shaft 38 is set on the vertical axis. ing.

図５（Ａ）では、高域の周波数において、共振９０が顕著なピークとなって現れている。かかる共振９０が生じている場合には、ワイパブレード３２の動きは図５（Ｂ）に示したように、出力軸３８の回転速度が小刻みに変化する、いわゆるびびり振動が発生している。 In FIG. 5A, the resonance 90 appears as a remarkable peak at a high frequency. When the resonance 90 is generated, the movement of the wiper blade 32 causes so-called chatter vibration in which the rotation speed of the output shaft 38 changes in small increments, as shown in FIG.

図５（Ａ）に示した共振９０を抑制することで、理論上は図５（Ｂ）に示したびびり振動も抑制される。図６（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置のモデルにおいて、共振９０を抑制した場合の負荷Ｔ_Ｂとブレード角度θ_Ｂとの周波数応答のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。図６（Ａ）では、図４においてＰＩ制御部７０にフィードバックされるブレード角度θ_Ｂ等の情報に、共振９０を抑制し得るローパスフィルタ等のフィルタを適用した場合のシミュレーション結果を示している。フィルタを適用した結果、図５（Ａ）に見られた共振９０は共振抑制９２されている。しかしながら、低周波域で信号が増幅される背反９４が発生している。 By suppressing the resonance 90 shown in FIG. 5A, theoretically the chatter vibration shown in FIG. 5B is also suppressed. 6 (A) is in the model of the wiper apparatus according to an embodiment of the present invention, is a graph showing an example of a simulation result of the frequency response of the load T _B and the blade angle theta _B in the case of suppressing resonance 90 . In FIG. 6 (A), the blade angle theta _B information such as to be fed back to the PI control unit 70 in FIG. 4 shows the simulation results of applying a filter such as a low-pass filter capable of suppressing the resonance 90. As a result of applying the filter, the resonance 90 seen in FIG. However, there is a contradiction 94 in which the signal is amplified in the low frequency range.

図６（Ｂ）は、本実施の形態に係るワイパ装置１０のモデルにおいて、共振９０を抑制した場合のワイパブレード３２の動きのシミュレーション結果の一例を示すグラフである。図６（Ｂ）に示した背反９４により、出力軸３８の回転速度は断続的に変化し、ワイパブレード３２のフロントガラス１２上での回動が不安定となる。 FIG. 6B is a graph showing an example of a simulation result of the movement of the wiper blade 32 when the resonance 90 is suppressed in the model of the wiper apparatus 10 according to the present embodiment. 6B, the rotational speed of the output shaft 38 is intermittently changed, and the rotation of the wiper blade 32 on the windshield 12 becomes unstable.

本実施の形態では、共振９０を抑制する例えばローパスフィルタと共に、背反９４を抑制する、例えば図７に示したようなハイパスフィルタ等をワイパモータ２０のＰＷＭ制御にフィードバックされる信号に適用することにより、共振９０及び背反９４を抑制する。図７は、本実施の形態で、背反９４の抑制に用いられるハイパスフィルタの特性の一例を示すグラフである。 In the present embodiment, by applying, for example, a high-pass filter as shown in FIG. 7 together with a low-pass filter that suppresses the resonance 90 to a signal fed back to the PWM control of the wiper motor 20, for example, as shown in FIG. Resonance 90 and anti-back 94 are suppressed. FIG. 7 is a graph showing an example of the characteristics of the high-pass filter used for suppressing the contradiction 94 in the present embodiment.

図８は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置１０のモデルにおけるフィルタの特性の決定のための構成の一例を示す概略図である。図８の構成は、図４に示した構成と一部で一致するが、振動低減制御部７６及び背反抑制制御部７８を有する点が図４の場合と相違する。なお、図８の動作系８６において、右ワイパ装置１６の動作に伴って、所定の逆起電圧定数７４に基づく逆起電圧がワイパモータ２０には発生するが、かかる逆起電圧は、各フィルタの特性の決定には直接影響しない。 FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration for determining filter characteristics in the model of the wiper apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 8 partially matches the configuration shown in FIG. 4, but is different from the case of FIG. 4 in that it has a vibration reduction control unit 76 and a contradiction suppression control unit 78. In the operation system 86 of FIG. 8, a counter electromotive voltage based on a predetermined counter electromotive voltage constant 74 is generated in the wiper motor 20 with the operation of the right wiper device 16, and the counter electromotive voltage is generated by each filter. Does not directly affect the determination of characteristics.

図８に示した背反抑制制御部７８は、モータ角度θ_Ｍの信号から所定の周波数域を可変して背反抑制をする第２フィルタ７８Ａを含む。第２のフィルタ７８Ａは、一例としてハイパスフィルタである。また、背反抑制制御部７８は、第２フィルタ７８Ａの処理結果のゲインを調整して、ＰＩ制御部７０から出力された指令の信号に加算する第２ゲイン調整部７８Ｂを有している。 Contradictory suppression control unit 78 shown in FIG. 8 includes a second filter 78A to a variable to contradictory suppressing a predetermined frequency band from the signal of the motor angle theta _M. The second filter 78A is a high-pass filter as an example. The anti-sway control unit 78 includes a second gain adjustment unit 78B that adjusts the gain of the processing result of the second filter 78A and adds the gain to the command signal output from the PI control unit 70.

図８に示した振動低減制御部７６は、モータ角加速度α_Ｍの信号から第２フィルタ７８Ａとは異なる周波数域の成分を可変して共振抑制９２をする第１フィルタ７６Ａを含む。第１のフィルタ７６Ａは、一例としてローパスフィルタである。また、振動低減制御部７６は、第１フィルタ７６Ａの処理結果のゲインを調整して、第２ゲイン調整部７８Ｂによってゲイン調整された第２フィルタ７８Ａの処理結果が加算された指令の信号に加算する第１ゲイン調整部７６Ｂを有している。 Vibration damping control unit 76 shown in FIG. 8, includes a first filter 76A of the resonance suppression 92 by varying the components of different frequency ranges and the second filter 78A from the signal of the motor angular acceleration alpha _M. The first filter 76A is a low-pass filter as an example. Further, the vibration reduction control unit 76 adjusts the gain of the processing result of the first filter 76A, and adds the processing result of the second filter 78A whose gain has been adjusted by the second gain adjustment unit 78B to the command signal added. A first gain adjusting unit 76B.

本実施の形態では、図８に示した構成のモデルにおいて、共振９０及び背反９４が抑制されるように、振動低減制御部７６の第１フィルタ７６Ａ及び背反抑制制御部７８の第２フィルタ７８Ａの各々の特性を変化させる。なお、図８では、ＰＩ制御部７０から出力された指令の信号に、背反抑制制御部７８からの信号を振動低減制御部７６からの信号よりも先に加算しているが、振動低減制御部７６からの信号を背反抑制制御部７８からの信号よりも先に加算してもよい。 In the present embodiment, in the model having the configuration shown in FIG. 8, the first filter 76 </ b> A of the vibration reduction control unit 76 and the second filter 78 </ b> A of the anti-slip control unit 78 are controlled so that the resonance 90 and the anti-slip 94 are suppressed. Each characteristic is changed. In FIG. 8, the signal from the anti-reverse control unit 78 is added to the command signal output from the PI control unit 70 before the signal from the vibration reduction control unit 76. The signal from 76 may be added before the signal from the anti-reverse control unit 78.

図９（Ａ）は、本実施の形態に係るワイパ装置１０のモデルにおいて、共振９０及び背反９４を抑制した場合の負荷Ｔ_Ｂとブレード角度θ_Ｂとの周波数応答のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。また、図９（Ｂ）は、本実施の形態に係るワイパ装置１０のモデルにおいて、共振９０及び背反９４を抑制した場合のワイパブレード３２の動きのシミュレーション結果の一例を示すグラフである。図９（Ａ）において共振抑制９２及び背反抑制９６がなされ、その結果、図９（Ｂ）に示したように、ワイパブレード３２の動きが円滑になっている。本実施の形態では、図８に示したモデル上で共振９０及び背反９４が抑制された場合の第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａの各々の特性を実機に反映させる。 9 (A) is in the model of the wiper apparatus 10 of the present embodiment, a graph showing an example of a simulation result of the frequency response of the load T _B and the blade angle theta _B in the case of suppressing resonance 90 and contradiction 94 It is. FIG. 9B is a graph showing an example of a simulation result of the movement of the wiper blade 32 when the resonance 90 and the anti-back 94 are suppressed in the model of the wiper apparatus 10 according to the present embodiment. 9A, the resonance suppression 92 and the anti-reverse suppression 96 are performed. As a result, the movement of the wiper blade 32 is smooth as shown in FIG. 9B. In the present embodiment, the characteristics of the first filter 76A and the second filter 78A when the resonance 90 and the anti-back 94 are suppressed on the model shown in FIG. 8 are reflected in the actual machine.

なお、図８に示したモデルは、上述のように、指令値として周波数が不規則に変化する試験信号を実機に入力してワイパモータを回転させた時の出力軸３８、ワイパアーム２８及びワイパブレード３２の各々の回転角度、並びにモータトルクＴ_Ｍに基づいて決定されている。また、第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａは図８に示したモデルに基づいて各々の特性が決定されている。したがって、第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａの各々の特性は、試験信号を実機に入力してワイパモータを回転させた時の出力軸３８、ワイパアーム２８及びワイパブレード３２の各々の回転角度、並びにモータトルクＴ_Ｍに基づいて決定されているとみなすことができる。 In the model shown in FIG. 8, as described above, the output shaft 38, the wiper arm 28, and the wiper blade 32 when the wiper motor is rotated by inputting a test signal whose frequency varies irregularly as a command value to the actual machine. each rotation angle of, and are determined based on the motor torque T _M. The characteristics of the first filter 76A and the second filter 78A are determined based on the model shown in FIG. Therefore, the characteristics of each of the first filter 76A and the second filter 78A are as follows. The rotation angle of each of the output shaft 38, the wiper arm 28 and the wiper blade 32 when the wiper motor is rotated by inputting a test signal to the actual machine, and the motor it can be regarded as being determined based on the torque T _M.

実機においても、図８のように、振動低減制御部７６及び背反抑制制御部７８を設け、図９（Ａ）に示したように共振抑制９２及び背反抑制９６が適切に行われた場合の第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａの特性を、振動低減制御部７６及び背反抑制制御部７８に各々組み込む。 Also in the actual machine, as shown in FIG. 8, the vibration reduction control unit 76 and the anti-reverse control unit 78 are provided, and the resonance suppression 92 and anti-anti-reduction 96 are appropriately performed as shown in FIG. The characteristics of the first filter 76A and the second filter 78A are incorporated in the vibration reduction control unit 76 and the anti-sway control unit 78, respectively.

なお、図８に示したモデルでは、振動低減制御部７６にはモータ角加速度α_Ｍの信号が、背反抑制制御部７８にはモータ角度θ_Ｍの信号が、各々入力されているが、本実施の形態では、これらに限定されるわけではない。本実施の形態では、モータトルクＴ_Ｍと負荷Ｔ_Ｂとに影響されるものであって、かつ回転センサ４２，４４等のワイパ装置１０の実機に備え付けのセンサの検知結果に基づく信号であれば、第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａを作用させる対象としてよい。 In the model shown in FIG. 8, the motor angular acceleration α _M signal is input to the vibration reduction control unit 76, and the motor angle θ _M signal is input to the anti-sway control unit 78. However, the present invention is not limited to these. In this embodiment, if the motor be those the torque T _M is influenced by the load T _B, and the actual machine to signal based on a detection result of the built-in sensor of the rotation sensor 44 such as a wiper device 10 of the The first filter 76A and the second filter 78A may be used as targets.

たとえば、モータ角度θ_Ｍの信号を振動低減制御部７６に入力して第１フィルタ７６Ａの特性を変化させ、モータ角加速度α_Ｍの信号を背反抑制制御部７８に入力して第２フィルタ７８Ａの各々の特性を変化させて、各フィルタの特性を最適化してもよい。かかる場合では、実機においても、モータ角度θ_Ｍの信号を振動低減制御部７６に入力すると共にモータ角加速度α_Ｍの信号を背反抑制制御部７８に入力する。そして、最適化した第１フィルタ７６Ａをモータ角度θ_Ｍの信号に作用させると共に最適化した第２フィルタ７８Ａをモータ角加速度α_Ｍの信号に作用させる。 For example, a signal of the motor angle θ _M is input to the vibration reduction control unit 76 to change the characteristics of the first filter 76A, and a signal of the motor angular acceleration α _M is input to the anti-reverse control unit 78 to The characteristics of each filter may be optimized by changing each characteristic. In such a case, also in the actual machine, the signal of the motor angle θ _M is input to the vibration reduction control unit 76 and the signal of the motor angular acceleration α _M is input to the anti-reverse control unit 78. Then, the action of the second filter 78A optimized with the action of the first filter 76A optimized for signal of the motor angle theta _M to the motor angular acceleration alpha _M signals.

また、モータ角速度ω_Ｍの信号を、モータ角度θ_Ｍの信号及びモータ角加速度α_Ｍの信号に代えて、振動低減制御部７６及び背反抑制制御部７８の少なくともいずれか１つに入力して、第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａの特性を最適化してもよい。 In addition, the motor angular velocity ω _M signal is input to at least one of the vibration reduction control unit 76 and the anti-reverse control unit 78 instead of the motor angle θ _M signal and the motor angular acceleration α _M signal, The characteristics of the first filter 76A and the second filter 78A may be optimized.

上述のように、本実施の形態では、共振９０を抑制する振動低減制御部７６及び第１フィルタ７６Ａ、並びに背反９４を抑制する背反抑制制御部７８及び第２フィルタ７８Ａを備える構成とした。しかしながら、負荷Ｔ_Ｂとブレード角度θ_Ｂとの周波数応答において、共振９０又は背反９４以外にもワイパブレード３０，３２の挙動を乱す現象が生じた場合には、別途、異なるフィルタを適用することにより、ワイパブレード３０，３２の挙動を改善してもよい。また、振動低減制御部７６の第１フィルタ７６Ａによる共振９０の抑制により、背反９４が発生しない場合には、振動低減制御部７６のみで処理を行い、背反抑制制御部７８による処理を行わなくてもよい。 As described above, the present embodiment is configured to include the vibration reduction control unit 76 and the first filter 76A that suppress the resonance 90, and the anti-slip control unit 78 and the second filter 78A that suppress the anti-slip 94. However, the frequency response of the load T _B and the blade angle theta _B, when the phenomenon disturbing the behavior of the wiper blades 30, 32 in addition to the resonance 90 or contradictory 94 occurs, separately, by applying different filters The behavior of the wiper blades 30 and 32 may be improved. Further, when the anti-reverse 94 does not occur due to the suppression of the resonance 90 by the first filter 76A of the vibration reduction control unit 76, the process is performed only by the vibration reduction control unit 76 and the process by the anti-reversion control unit 78 is not performed Also good.

本実施の形態では、原則として実機を図８に示した構成とし、上述のモデリングによって最適化した第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａを振動低減制御部７６及び背反抑制制御部７８に各々組み込む。さらに、実機の動作時において、最適化した第１フィルタ７６Ａ及び第２フィルタ７８Ａを回転センサ４２，４４等のセンサから制御回路８４にフィードバックされる信号に常時適用する。これらのフィルタを常時適用した結果をＰＷＭ制御に反映することにより、ワイパブレード３０，３２びびり振動の発生そのものの抑止が可能となり、払拭時のワイパブレードのびびり振動をワイパモータの回転の制御で抑制することができる。 In this embodiment, in principle, the actual machine has the configuration shown in FIG. 8, and the first filter 76A and the second filter 78A optimized by the above-described modeling are incorporated in the vibration reduction control unit 76 and the anti-reverse control unit 78, respectively. Furthermore, the optimized first filter 76A and second filter 78A are always applied to signals fed back to the control circuit 84 from sensors such as the rotation sensors 42 and 44 during the operation of the actual machine. Reflecting the results of constant application of these filters in the PWM control makes it possible to suppress the vibration of the wiper blades 30 and 32 itself, and suppress the chatter vibration of the wiper blade during wiping by controlling the rotation of the wiper motor. be able to.

１０・・・ワイパ装置、１２・・・フロントガラス、１４・・・左ワイパ装置、１６・・・右ワイパ装置、１８，２０・・・ワイパモータ、２２，２４・・・減速機構、２６，２８・・・ワイパアーム、３０，３２・・・ワイパブレード、３６，３８・・・出力軸、４２，４４・・・回転センサ、４６，４８・・・駆動回路、５６，５８・・・電流センサ、６０・・・ワイパ制御回路、６２・・・マイクロコンピュータ、６４・・・メモリ、６６・・・ワイパスイッチ、７０・・・ＰＩ制御部、７０Ａ・・・偏差比例部、７０Ｂ・・・偏差積分部、７２・・・トルク定数、７４・・・逆起電圧定数、７６・・・振動低減制御部、７６Ａ・・・第１フィルタ、７６Ｂ・・・第１ゲイン調整部、７８・・・背反抑制制御部、７８Ａ・・・第２フィルタ、７８Ｂ・・・第２ゲイン調整部、８４・・・制御回路、８６・・・動作系、９０・・・共振、９２・・・共振抑制、９４・・・背反、９６・・・背反抑制、Ｃ_１・・・モータ＆ギアとアーム間の粘性、Ｃ_２・・・アームとブレード間の粘性、Ｃ_３・・・ブレード＆ガラス間の粘性、Ｊ_１・・・モータ＆ギアの慣性、Ｊ_２・・・アームの慣性、Ｊ_３・・・ブレードの慣性、Ｋ_１・・・モータ＆ギアとアーム間の剛性、Ｋ_２・・・アームとブレード間の剛性、Ｋ_３・・・ブレードの剛性、Ｐ１・・・下反転位置、Ｐ２・・・上反転位置、Ｔ_Ｂ・・・負荷、Ｔ_Ｍ・・・モータトルク、α_Ａ・・・アーム角加速度、α_Ｂ・・・ブレード角加速度、α_Ｍ・・・モータ角加速度、θ_Ａ・・・アーム角度、θ_Ｂ・・・ブレード角度、θ_Ｍ・・・モータ角度、ω_Ａ・・・アーム角速度、ω_Ｂ・・・ブレード角速度、ω_Ｍ・・・モータ角速度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wiper apparatus, 12 ... Windshield, 14 ... Left wiper apparatus, 16 ... Right wiper apparatus, 18, 20 ... Wiper motor, 22, 24 ... Deceleration mechanism, 26, 28 ... Wiper arm, 30, 32 ... Wiper blade, 36, 38 ... Output shaft, 42, 44 ... Rotation sensor, 46, 48 ... Drive circuit, 56, 58 ... Current sensor, 60 ... Wiper control circuit, 62 ... Microcomputer, 64 ... Memory, 66 ... Wiper switch, 70 ... PI control unit, 70A ... Deviation proportional unit, 70B ... Deviation integration 72, torque constant, 74, counter electromotive voltage constant, 76, vibration reduction control unit, 76A, first filter, 76B, first gain adjustment unit, 78, reverse Suppression control unit, 78A ... second , 78B ... second gain adjustment unit, 84 ... control circuit, 86 ... operation system, 90 ... resonance, 92 ... resonance suppression, 94 ... reverse, 96 ... reverse _{suppression, C} 1 ... motor & gear and viscosity between the _{arms, C} 2 ... viscosity between the arms and the _{blade, C} 3 viscosity between ... blades and _glass, the inertia of _J 1 ... motor & gear , J ₂ ... Inertia of arm, J ₃ ... Inertia of blade, K ₁ ... Rigidity between motor & gear and arm, K ₂ ... Rigidity between arm and blade, K ₃ ... Blade rigidity, P1 ... lower inversion position, P2 ... upper inversion position, T _B ... load, T _M ... motor torque, α _A ... arm angular acceleration, α _B ... blade Angular acceleration, α _M: Motor angular acceleration, θ _A: Arm angle, θ _B: Blade angle, θ _M ... Motor angle, ω _A: Arm angular velocity, ω _B: Blade angular velocity, ω _M: Motor angular velocity

Claims

A wiper motor having an output shaft connected to one end of a wiper worm, and reciprocally rotating a wiper blade provided at the other end of the wiper arm on the window glass by rotating the output shaft;
Rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the output shaft and outputting a signal corresponding to the rotation angle of the output shaft;
A filter that varies a component in a predetermined frequency range from a signal output from the rotation angle detection means;
Addition processing means for adding the signal processed by the filter to a signal indicating a command value of the rotational speed of the wiper motor;
Voltage control means for controlling the voltage applied to the wiper motor based on the signal obtained by addition by the addition processing means;
Wiper device with

Another filter that varies a component in a predetermined frequency range different from the predetermined frequency range from the signal output from the rotation angle detection means;
Another addition processing means for adding the signal processed by the other filter to the signal obtained by adding by the addition processing unit;
Further comprising
2. The wiper device according to claim 1, wherein the voltage control unit controls a voltage to be applied to the wiper motor based on a signal obtained by addition by the another addition processing unit.

A characteristic of each of the filter and the other filter is that a test signal whose frequency changes irregularly is input to the voltage control means, and the wiper motor is controlled by a voltage controlled by the voltage control means based on the test signal. The wiper device according to claim 2, wherein the wiper device is determined based on a rotation angle of each of the output shaft, the wiper arm and the wiper blade when rotated, and a torque of the output shaft.

The wiper device according to claim 3, wherein the test signal is a binary signal or a sweep signal.