JP2015140041A

JP2015140041A - ワイパ装置

Info

Publication number: JP2015140041A
Application number: JP2014012483A
Authority: JP
Inventors: 貴史夏目; Takashi Natsume
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-08-03
Also published as: DE102015201028A1; US9994196B2; US20150210250A1

Abstract

【課題】簡素な構成でワイパブレードの停止位置を変更できるフルコンシールドタイプのワイパ装置を提供する。【解決手段】ワイパＥＣＵ５８は、ワイパブレード２８，３０が車両のエンジンフード後端７０で隠蔽される下反転位置Ｐ２でワイパブレード２８，３０を停止又は反転させるようにワイパモータをθ１の範囲で正回転及び逆回転させる。車両ＥＣＵ６０は、ＧＰＳセンサ６２が検出したＧＰＳ信号又は外気温センサが検知した外気温から車両が寒冷な環境にあると判定された場合には、ワイパブレード２８，３０を、下反転位置Ｐ２よりも上方であって、ワイパブレード２８，３０がエンジンフード後端７０から露出する位置である下反転位置Ｐ３で停止又は反転させるようにワイパモータ１８をθ１よりも縮小されたθ３の範囲で正回転及び逆回転させるように、ワイパＥＣＵ５８を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイパ装置に関する。

近年は、意匠上の要求及び車両の空力抵抗の低減のために、停止時にワイパブレード及びワイパアームが、エンジンフードの後端で隠蔽されるフルコンシールドタイプのワイパ装置が採用されている。しかしながら、フルコンシールドタイプのワイパ装置は、ワイパブレード及びワイパアームが、エンジンフードの後端で隠蔽されるために、ワイパアームを折り曲げるロックバックによって、ワイパブレードをウィンドシールドガラスから分離することが難しい。その結果、冬季に、ワイパブレードとウィンドシールドガラスとの凍結を防止することが困難であるという問題があった。

特許文献１には、ナビゲーション装置を介して、車両が存在している地域の気象情報等を取得し、ワイパブレードの凍結のおそれがある場合には、ワイパブレードの停止位置をエンジンフード後端で隠蔽されない位置に変更するワイパ制御装置が開示されている。

特開２００７−１５３０８４号公報

特許文献１に開示されているワイパ制御装置は、ワイパブレードの停止位置をエンジンフード後端で隠蔽されない位置に変更することにより、上述のロックバックが可能となり、ワイパブレードとウィンドシールドガラスとの凍結を防止できる。

しかしながら、上記特許文献１に記載のワイパ制御装置は、常に同一方向に回転するワイパモータの回転力を、ワイパモータとワイパアームとの間に設けられたリンク機構によって、ワイパアームの往復動作に変換している。したがって、下反転位置でもあるワイパブレードの停止位置を変更するには、リンク機構が複雑になるという問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、簡素な構成でワイパブレードの停止位置を変更できるフルコンシールドタイプのワイパ装置を提供することを目的とする。

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、ワイパアームを介して連結されたワイパブレードをウィンドシールドガラスの表面で往復動作させるワイパモータと、車両の現在位置を示す位置情報及び車両外部の外気温を示す外気温情報の一方を取得する取得部と、前記ワイパブレードが前記車両のエンジンフード後端で隠蔽される第１下位置で前記ワイパブレードを停止又は反転させると共に、前記取得部が取得した位置情報及び外気温情報の一方から前記車両が寒冷な環境にあると判定された場合には、前記ワイパブレードを、前記第１下位置よりも上方であって前記ワイパブレードが前記エンジンフード後端から露出する第２下位置で停止又は反転させるように制御する制御部と、を備えている。

このワイパ装置によれば、車両が寒冷な環境にあると判定された場合に、ワイパモータが正回転又は逆回転する範囲である回転角を通常の場合よりも縮小することにより、簡素な構成でワイパブレードの停止位置を変更できる。

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、前記制御部は、前記取得部が外気温情報を取得した場合には、前記外気温情報が示す外気温が所定の閾値未満の場合に、前記車両が寒冷な環境にあると判定する。

このワイパ装置によれば、車両が寒冷な環境にある場合に、ワイパブレードの停止位置を変更できる。

請求項３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、前記制御部は、前記取得部が位置情報を取得した場合には、前記位置情報に基づいて車両の位置を算出すると共に、該算出した位置に基づいて前記車両が寒冷な環境にあるか否かを判定する。

請求項４に記載のワイパ装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ装置において、前記ワイパアームは、前記ワイパアームを前記ウィンドシールドガラスから見て車両の外側方向に曲げることにより前記ワイパブレードを前記ウィンドシールドガラスから分離させることが可能なヒンジ部を備え、前記第２下位置に前記ワイパブレードが停止した場合に、該ヒンジ部が前記エンジンフード後端から露出する位置に前記ヒンジ部を設けている。

このワイパ装置によれば、簡素な構成でワイパブレードの停止位置をロックバックが可能な位置に変更できる。

請求項５に記載のワイパ装置は、請求項１〜４のいずれか1項に記載のワイパ装置において、前記取得部は、外気温を検出する外気温センサ及びＧＰＳ情報から位置を検出するＧＰＳ位置センサの一方である。

このワイパ装置によれば、外気温又はＧＰＳを用いた測位による位置情報に基づいて、車両が寒冷な環境にあると判定することができる。

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。本発明の実施の形態に係るワイパ装置における通常時のワイブレードの払拭範囲を示す概略図である。本発明の実施の形態に係るワイパ装置における寒冷時のワイブレードの払拭範囲を示す概略図である。図１に示されるウィンドシールドガラス及びエンジンフードの図３の４−４線に沿った拡大断面図であり、（Ａ）はワイパアームをロックバックしていない状態、（Ｂ）はワイパアームをロックバックした状態を各々示している。本発明の実施の形態に係るワイパ装置における下反転位置の変更に係る処理の一例を示すフローチャートである。

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、例えば、乗用自動車等の車両に備えられたウィンドシールドガラス１２を払拭するためのものであり、一対のワイパ１４、１６と、ワイパモータ１８と、リンク機構２０と、ワイパ制御回路２２とを備えている。

ワイパ１４、１６は、それぞれワイパアーム２４、２６とワイパブレード２８、３０とにより構成されている。ワイパアーム２４、２６の基端部は、後述するピボット軸４２、４４に各々固定されており、ワイパブレード２８、３０は、ワイパアーム２４、２６の先端部に各々固定されている。

ワイパ１４、１６は、ワイパアーム２４、２６の回動に伴ってワイパブレード２８、３０がウィンドシールドガラス１２上を往復回動し、ワイパブレード２８、３０がウィンドシールドガラス１２を払拭する。また、ワイパアーム２４，２６には、ワイパアーム２４，２６をウィンドシールドガラス１２から見て車両の外側方向に折り曲げるロックバックを可能にするヒンジ部７６，７８が各々設けられている。

ワイパモータ１８は、主にウォームギアで構成された減速機構５２を介して、正逆回転可能な出力軸３２を有し、リンク機構２０は、クランクアーム３４と、第１リンクロッド３６と、一対のピボットレバー３８、４０と、一対のピボット軸４２、４４と、第２リンクロッド４６とを備えている。

クランクアーム３４の一端側は、出力軸３２に固定されており、クランクアーム３４の他端側は、第１リンクロッド３６の一端側に回動可能に連結されている。また、第１リンクロッド３６の他端側は、ピボットレバー３８のピボット軸４２を有する端とは異なる端寄りの箇所に回動可能に連結されており、ピボットレバー３８のピボット軸４２を有する端とは異なる端及びピボットレバー４０におけるピボットレバー３８の当該端に対応する端には、第２リンクロッド４６の両端がそれぞれ回動可能に連結されている。

また、ピボット軸４２、４４は、車体に設けられた図示しないピボットホルダによって回動可能に支持されており、ピボットレバー３８、４０におけるピボット軸４２、４４を有する端は、ピボット軸４２、４４を介してワイパアーム２４、２６が各々固定されている。

本実施の形態に係るワイパ装置１０では、出力軸３２が回動範囲θ１で正逆回転されると、この出力軸３２の回転力がリンク機構２０を介してワイパアーム２４、２６に伝達され、このワイパアーム２４、２６の往復回動に伴ってワイパブレード２８、３０がウィンドシールドガラス１２上における下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間で往復回動をする。θ１の値は、ワイパ装置のリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、本実施の形態では、一例として１４０°とする。

本実施の形態に係るワイパ装置１０では、図１に示されるように、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に位置された場合には、クランクアーム３４と第１リンクロッド３６とが直線状をなす構成とされている。

下反転位置Ｐ３は、下反転位置Ｐ２の上方に設けられている。ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２にある状態から、出力軸３２がθ２回転することにより、ワイパブレード２８、３０は下反転位置Ｐ３に移動する。θ２の値は、ワイパ装置のリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、本実施の形態では、一例として１０°とする。また、本実施の形態では、出力軸３２がθ１よりも縮小されたθ３の範囲で正逆回転が可能で、ワイパブレード２８，３０を、下反転位置Ｐ３と上反転位置Ｐ１との間で往復動作させると共に、下反転位置Ｐ３で停止させることが可能になる。

ワイパモータ１８には、ワイパモータ１８の回転を制御するためのワイパ制御回路２２が接続されている。本実施の形態に係るワイパ制御回路２２は、例えば、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度及び回転角を検知するセンサ５４、ワイパモータ１８を作動させるための電流をＰＷＭ制御によって生成してワイパモータ１８に供給する駆動回路５６を有している。

ワイパモータ１８がブラシレスＤＣモータであれば、駆動回路５６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、後述するワイパＥＣＵ（Electronic Control Unit）５８の制御によって、所定のデューティ比の電圧を生成する。

本実施の形態に係るワイパモータ１８は、前述のように減速機構５２を有しているので、出力軸３２の回転速度及び回転角は、ワイパモーター本体の回転速度及び回転角と同一ではない。しかしながら、本実施の形態では、ワイパモータ本体と減速機構５２は一体不可分に構成されているので、以下、出力軸３２の回転速度及び回転角を、ワイパモータ１８の回転速度及び回転角とみなすものとする。

センサ５４は、ワイパモータ１８の減速機構５２内に設けられ、出力軸３２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。

ワイパ制御回路２２は、センサ５４が検出した出力軸３２の回転角からワイパブレード２８，３０のウィンドシールドガラス１２上での位置を算出可能で当該位置に応じて出力軸３２の回転速度が変化するように駆動回路５６を制御するワイパＥＣＵ５８を有する。また、ワイパ制御回路２２のワイパＥＣＵ５８には、車両ＥＣＵ６０を介してワイパスイッチ５０が接続されている。ワイパＥＣＵ５８は、ワイパスイッチ５０がオンになった場合に、ワイパスイッチ５０が出力した信号に応じて出力軸３２の回転速度を算出し、算出した回転速度で出力軸３２が回転するように駆動回路５６を制御する。

ワイパスイッチ５０は、車両のバッテリからワイパモータ１８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５０は、ワイパブレード２８、３０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、格納（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た信号を車両ＥＣＵ６０経由でワイパＥＣＵ５８に出力する。

ワイパスイッチ５０から各モードの選択位置に応じて出力された信号が車両ＥＣＵ６０を介してワイパ制御回路２２に入力されると、ワイパ制御回路２２内のワイパＥＣＵ５８がワイパスイッチ５０からの出力信号に対応する制御を行う。

車両ＥＣＵ６０は、ワイパ装置１０の他に、車両のエンジン、アクティブサスペンション、エアバッグ等の乗員保護装置及び空調等の制御を統括する装置であり、ワイパＥＣＵ５８とは、一例として、プロトコルにＬＩＮ（Local Interconnect Network）を用いた通信で接続されている。また、システムの冗長性を確保するために、ＬＩＮ以外の通信でワイパＥＣＵ５８と車両ＥＣＵ６０とを接続してもよい。

また、車両ＥＣＵ６０には、衛星からのＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信して自車両のＧＰＳ位置情報を検出するＧＰＳセンサ６２と、自車両の外気温を検知して外気温に応じた信号を出力する外気温センサ６４とが接続されている。本実施の形態では、車両ＥＣＵ６０は、ＧＰＳセンサ６２が検出したＧＰＳ位置情報から自車両の現在位置を算出する。車両ＥＣＵ６０は、算出した現在位置が寒冷地の場合には、ワイパモータ１８の出力軸３２をθ２回転させて、下反転位置Ｐ２で停止しているワイパブレード２８，３０を下反転位置Ｐ３に移動させるようにワイパＥＣＵ５８に指令する。

また、車両ＥＣＵ６０は、外気温センサ６４が検知した自車両の外気温が所定の閾値未満の場合には、出力軸３２をθ２回転させて、下反転位置Ｐ２で停止しているワイパブレード２８，３０を下反転位置Ｐ３に移動させるようにワイパＥＣＵ５８に指令する。所定の閾値は、一例として４℃である。

本実施の形態では、寒冷地又は外気温が低い場合には、ワイパブレード２８，３０をエンジンフード後端７０で隠蔽されない位置である下反転位置Ｐ３に移動させることにより、ワイパアーム２４，２６を車両の外側方向に折り曲げるロックバックを可能とする。

図２は、本実施の形態に係るワイパ装置１０における通常時のワイブレード２８，３０の払拭範囲を示す概略図である。図２では、ワイパモータ１８の出力軸３２をθ１の範囲で正逆回転させることにより、ワイパブレード２８，３０を下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間である通常時払拭範囲８０を払拭させる。

図３は、本実施の形態に係るワイパ装置１０における寒冷時のワイブレード２８，３０の払拭範囲を示す概略図である。前述のように、車両ＥＣＵ６０が、自車両が寒冷地に存在する、又は外気温が所定の閾値未満になった場合には、本実施の形態に係るワイパ装置１０は、ワイパブレード２８，３０を下反転位置Ｐ３で停止させる。図３では、ワイパモータ１８の出力軸３２をθ３の範囲で正逆回転させることにより、ワイパブレード２８，３０を下反転位置Ｐ３と上反転位置Ｐ１との間である寒冷時払拭範囲８２を払拭させる。

図４は、図１に示されるウィンドシールドガラス１２及びエンジンフード７２の図３の４−４線に沿った拡大断面図であり、（Ａ）はワイパアーム２４をロックバックしていない状態、（Ｂ）はワイパアーム２４をロックバックした状態を各々示している。ワイパアーム２４，２６は、ピボット軸４２，４４の近くに、ロックバックを可能にするヒンジ部７６，７８を各々備えている。

図４（Ａ）では、ワイパブレード２８は、図３に示したように、エンジンフード後端７０で隠蔽されない下反転位置Ｐ３で停止している。本実施の形態では、ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ３で停止している場合には、ヒンジ部７６もエンジンフード後端７０で隠蔽されない位置にある。

図４（Ｂ）は、ワイパアーム２４がヒンジ部７６で折り曲げられ、ロックバックの状態になった場合を示している。図４（Ａ）に示したように、ヒンジ部７６はエンジンフード後端７０で隠蔽されない位置にあるので、図４（Ｂ）に示したようにワイパアーム２４を折り曲げても、ワイパアーム２４はエンジンフード後端７０とは干渉しない。

前述のように、本実施の形態に係るワイパ装置１０は、自車両が寒冷地にある場合又は外気温が所定の閾値未満の場合に、ワイパブレード２８，３０を、下反転位置Ｐ３から上反転位置Ｐ１の間を払拭するように動作させる。したがって、ワイパブレード２８，３０をロックバックさせた状態でワイパ装置１０を作動させても、ワイパアーム２４，２６がエンジンフード後端７０と干渉しないので、エンジンフード後端７０及びワイパアーム２４，２６が損傷することを防止できる。

図５は、本実施の形態に係るワイパ装置１０における下反転位置の変更に係る処理の一例を示すフローチャートである。ステップ５００では、外気温センサ６４が検知した自車両の外気温が所定の閾値未満であるか、又はＧＰＳセンサ６２が検出した自車両のＧＰＳ位置情報に基づいて自車両の位置が寒冷地であるか否かを判定する。

ステップ５００で肯定判定の場合には、ステップ５０２でワイパブレード２８，３０の停止位置を下反転位置Ｐ２から冬使用位置である下反転位置Ｐ３に変更し、ワイパブレード２８，３０を下反転位置Ｐ３に移動させて、処理をリターンする。なお、ワイパブレード２８，３０が実際に下反転位置Ｐ２から下反転位置Ｐ３に移動したか否かは、センサ５４からの信号に基づいて算出したワイパブレード２８，３０のウィンドシールドガラス１２上での位置によって判断する。

ステップ５００で否定判定の場合には、ワイパブレード２８，３０の停止位置を変更せずに処理をリターンする。なお、ステップ５００でのＧＰＳセンサ６２が検出した自車両のＧＰＳ位置情報に基づいて自車両の位置が寒冷地であるか否かを判定は、一例として以下のようにする。

車両ＥＣＵ６０の記憶装置に寒冷地に該当する地点の緯度経度等の情報を予め記憶しておき、ＧＰＳ信号に基づいて算出した車両の位置が記憶装置に記憶された寒冷地に該当する場合に、車両が寒冷地にあると判定する。

ＧＰＳ信号と寒冷地に該当する地点を記録した地図情報とに基づき車両の位置を検出するナビゲーション装置を備えているのであれば、ＧＰＳ信号に基づいて算出した車両の位置が地図情報に記憶された寒冷地に該当する場合に、車両が寒冷地にあると判定する。

また、ナビゲーション装置に通信機能がある場合には、情報サーバ等からワイパブレードが凍結するような寒冷地の情報を取得し、ＧＰＳ信号に基づいて算出した車両の位置が取得した情報における寒冷地に該当するか否かによって判定してもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係るワイパ装置１０は、ワイパブレード２８，３０がエンジンフード後端７０で隠蔽される下反転位置Ｐ２にワイパブレード２８，３０を通常は停止させる。しかしながら、ワイパ装置１０は、自車両が存在する地点が寒冷な環境でワイパブレード２８，３０の凍結のおそれがある場合には、下反転位置Ｐ３にワイパブレード２８，３０を停止させることが可能である。かかる下反転位置Ｐ３では、ワイパブレード２８，３０及びワイパアーム２４，２６のヒンジ部７６，７８が各々エンジンフード後端７０によって隠蔽されない。

ワイパ装置１０のワイパモータ１８は、出力軸３２を所定の範囲で正逆回転することによって、ワイパブレード２８，３０を往復動作させる。本実施の形態に係るワイパ装置１０では、出力軸３２が正逆回転する範囲を変更することで、ワイパブレード２８，３０の反転位置及び停止させる位置を変更できる。

具体的には、ワイパブレード２８，３０の下反転位置かつ停止位置が、ワイパブレード２８，３０及びワヒンジ部７６，７８が各々エンジンフード後端７０によって隠蔽されない位置となるように、出力軸３２が正逆回転する範囲を制御する。本実施の形態では、出力軸３２が正逆回転する範囲を通常のθ１よりも狭いθ３とすることで、ワイパブレード２８，３０が下反転位置Ｐ３で反転する共に、下反転位置Ｐ３で停止させるようにしている。その結果、簡素な構成でワイパブレードの停止位置を変更できるフルコンシールドタイプのワイパ装置を提供することができる。

１０…ワイパ装置、１２…ウィンドシールドガラス、１４…ワイパ、１８…ワイパモータ、２０…リンク機構、２２…ワイパ制御回路、２４，２６…ワイパアーム、２８，３０…ワイパブレード、３２…出力軸、３４…クランクアーム、３６…リンクロッド、３８…ピボットレバー、４０…ピボットレバー、４２，４４…ピボット軸、４６…リンクロッド、５０…ワイパスイッチ、５２…減速機構、５４…センサ、５６…駆動回路、６２…ＧＰＳセンサ、６４…外気温センサ、７０…エンジンフード後端、７２…エンジンフード、７６，７８…ヒンジ部、８０…通常時払拭範囲、８２…寒冷時払拭範囲、５８…ワイパＥＣＵ、６０…車両ＥＣＵ、Ｐ１…上反転位置、Ｐ２…下反転位置、Ｐ３…下反転位置

Claims

ワイパアームを介して連結されたワイパブレードをウィンドシールドガラスの表面で往復動作させるワイパモータと、
車両の現在位置を示す位置情報及び車両外部の外気温を示す外気温情報の一方を取得する取得部と、
前記ワイパブレードが前記車両のエンジンフード後端で隠蔽される第１下位置で前記ワイパブレードを停止又は反転させると共に、前記取得部が取得した位置情報及び外気温情報の一方から前記車両が寒冷な環境にあると判定された場合には、前記ワイパブレードを、前記第１下位置よりも上方であって前記ワイパブレードが前記エンジンフード後端から露出する第２下位置で停止又は反転させるように制御する制御部と、
を備えたワイパ装置。
前記制御部は、前記取得部が外気温情報を取得した場合には、前記外気温情報が示す外気温が所定の閾値未満の場合に、前記車両が寒冷な環境にあると判定する請求項１に記載のワイパ装置。
前記制御部は、前記取得部が位置情報を取得した場合には、前記位置情報に基づいて車両の位置を算出すると共に、該算出した位置に基づいて前記車両が寒冷な環境にあるか否かを判定する請求項１に記載のワイパ装置。
前記ワイパアームは、前記ワイパアームを前記ウィンドシールドガラスから見て車両の外側方向に曲げることにより前記ワイパブレードを前記ウィンドシールドガラスから分離させることが可能なヒンジ部を備え、前記第２下位置に前記ワイパブレードが停止した場合に、該ヒンジ部が前記エンジンフード後端から露出する位置に前記ヒンジ部を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ装置。
前記取得部は、外気温を検出する外気温センサ及びＧＰＳ情報から位置を検出するＧＰＳ位置センサの一方である請求項１〜４のいずれか1項に記載のワイパ装置。