JP2015205574A - ワイパ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サージによる過電圧を検知して過電圧解消の処理をすることにより、素子の損傷を回避する。【解決手段】マイクロコンピュータ５８は、ワイパモータが停止している状態で電圧検出回路６０が検出した電圧が過電圧検出値を超えた場合に、ワイパブレード２８，３０が払拭動作を開始しない大きさの電力がワイパモータ１８に供給される周期で駆動回路５６を構成するトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４をオンオフ制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイパ制御装置に関する。

ウィンドシールドガラスをワイパブレードで払拭するワイパ装置は、車両のバッテリから電力の供給を受けて回転するワイパモータにより、ワイパアームの先端に取り付けられたワイパブレードを動作させている。しかしながら、バッテリから供給される電力には、突発的に電圧が高くなるサージが発生する場合がある。サージは、ワイパ装置の回路を構成するコンデンサ及び集積回路等の素子の耐圧を超える電圧になることがあり、かかる場合には、回路を構成する素子が破損するおそれがある。

サージが発生した場合でも、モータが回転していれば、サージによる過電圧は回転するモータによって費やされ、回路を構成する素子が破損するリスクは少なくなる。しかしながら、ワイパモータは、ワイパブレードが反転する位置で一時的に回転を停止するので、サージをモータの回転で費やすことができない場合があり、回路を構成する素子が高電圧によって損傷するおそれがあった。

特許文献１には、回路を構成するコンデンサの一端にソースを、当該コンデンサの他端にドレインを各々接続したＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜型電界効果トランジスタ）を設け、当該ＭＯＳＦＥＴを略１ｍ秒オン状態にすることで、当該コンデンサを放電させる技術が開示されている。

特表２０００−５０１２８０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術は、コンデンサの放電が不十分な場合にサージがさらに発生した場合に、コンデンサ等の素子を損傷するおそれがあるという問題点があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、サージによる過電圧を検知して過電圧解消の処理をすることにより、素子の損傷を回避するワイパ制御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記載のワイパ制御装置は、複数のスイッチング素子を備え、前記複数のスイッチング素子のオンオフによってバッテリから供給される直流電力を変調して、回転によりワイパブレードを払拭動作させるワイパモータに供給する電力供給部と、前記バッテリから供給される直流電力の電圧を検出する検出部と、速度指令に応じた回転速度で前記ワイパモータが回転する大きさの電力が前記ワイパモータに供給される周期で前記複数のスイッチング素子をオンオフ制御し、かつ前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により閾値以上の電圧が検出された場合には、前記ワイパブレードが払拭動作を開始しない大きさの電力が前記ワイパモータに供給される周期で前記複数のスイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、を含んでいる。

このワイパ制御装置によれば、検出部が過電圧を検知した場合に、停止しているワイパモータに通電することにより、過電圧を解消している。その結果、サージによる過電圧を検知して過電圧解消の処理をすることにより、素子の損傷を回避することができる。

請求項２記載のワイパ制御装置は、請求項１記載のワイパ制御装置において、前記ワイパブレードが払拭動作を開始しない大きさの電力が前記ワイパモータに供給される周期は、前記ワイパモータが回転を開始しない大きさの電力が供給される周期である。

このワイパ制御装置によれば、ワイパモータが回転しないデューティ比の電力をワイパモータに通電することにより、過電圧を解消して素子の損傷を回避することができる。

請求項３記載のワイパ制御装置は、請求項１又は２記載のワイパ制御装置において、前記制御部は、前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により閾値以上の電圧が検出された場合には、前記電力供給部が前記ワイパモータに電力を供給したことにより前記検出部が検知した電圧が前記閾値より低い通常値未満となった状態が所定時間維持された場合に前記電力供給部から前記ワイパモータへの電力の供給を停止させる。

このワイパ制御装置によれば、ワイパモータへの通電により、電圧が低下してから所定時間が経過した場合に、ワイパモータへの通電を停止している。その結果、サージによる過電圧の有無を検知して過電圧解消の処理をすることにより、素子の損傷を回避することができる。

請求項４記載のワイパ制御装置は、請求項３記載のワイパ制御装置において、前記制御部は、前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により前記閾値以上の電圧が検出された場合には、前記ワイパモータへ供給する電力の極性を所定の間隔で交互に切り替えるように前記電力供給部を制御する。

このワイパ制御装置によれば、ワイパモータに供給する電力の極性を交互に切り替えることにより、ワイパモータを回転させずに過電圧を解消する処理をすることができる。

請求項５記載のワイパ制御装置は、請求項３又は４記載のワイパ制御装置において、前記制御部は、前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により前記閾値以上の電圧が検出された場合には、前記スイッチング素子を前記ワイパモータが回転を開始しない大きさの電力が供給される周期よりも短い間隔でオンオフさせて生成した電力を前記ワイパモータに供給させる。

このワイパ装置によれば、スイッチング素子をワイパモータが回転しない電力の周期よりも短い間隔でオンオフさせて変調した電力をワイパモータに供給することにより、ワイパモータを回転させずに過電圧を解消する処理をすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るワイパ制御装置を含むワイパ装置の構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ制御装置の構成の一例の概略を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ制御装置のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータに印加される電圧の変化、サージ発生に対応したトランジスタの動作状況の一例を示した概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ制御装置のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータに印加される電圧の変化、サージ発生に対応したトランジスタの動作状況の変形例を示した概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るワイパ制御装置での過電圧に対する処理の一例を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るワイパ制御装置のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータに印加される電圧の変化、サージ発生に対応したトランジスタの動作状況の一例を示した概略図である。 本発明の第２の実施の形態に係るワイパ制御装置のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータに印加される電圧の変化、サージ発生に対応したトランジスタの動作状況の変形例を示した概略図である。 本発明の第２の実施の形態に係るワイパ制御装置での過電圧に対する処理の一例を示したフローチャートである。

［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０を含むワイパ装置１００の構成を示す概略図である。ワイパ装置１００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、ワイパ制御装置１０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の動作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上を往復動作し、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。

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を有している。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の一端側に動作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動作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の両端がそれぞれ動作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動作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制御装置１０を含むワイパ装置１００では、出力軸３２が所定の範囲の回転角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の往復動作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との間で往復動作をする。θ１の値は、ワイパ制御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°である。

本実施の形態に係るワイパ制御装置１０を含むワイパ装置１００では、図１に示されるように、ワイパブレード２８，３０が格納位置Ｐ３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。

格納位置Ｐ３は、下反転位置Ｐ２の下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は格納位置Ｐ３に動作する。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。

なお、θ２が「０」の場合は、下反転位置Ｐ２と格納位置Ｐ３は一致し、ワイパブレード２８，３０は、下反転位置Ｐ２で停止し、格納される。

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装置１０が接続されている。本実施の形態に係るワイパ制御装置１０は、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回転角度センサ５４の検知結果に基づいてワイパモータ１８の回転速度を制御する。回転角度センサ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センサマグネットの磁界（磁力）を電流に変換して検出する。

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。

ワイパ制御装置１０は、回転角度センサ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ワイパモータ１８の回転速度を制御する。

また、ワイパ制御装置１０には、電源である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ワイパスイッチ５０が接続されている。ワイパスイッチ５０は、ワイパブレード２８，３０を、低速で動作させる低速作動モード選択位置、高速で動作させる高速作動モード選択位置、一定周期で間欠的に動作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回転速度の指令の信号をワイパ制御装置１０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ワイパ制御装置１０に入力されると、ワイパ制御装置１０がワイパスイッチ５０からの出力信号に対応する制御を用いて行う。

図２は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０の構成の一例の概略を示すブロック図である。また、図２示したワイパモータ１８は、一例として、ブラシ付きＤＣモータである。

図２に示したワイパ制御装置１０は、ワイパモータ１８の巻線の端子に印加する電圧を生成する駆動回路５６と、駆動回路５６を構成するスイッチング素子のオン及びオフを制御するマイクロコンピュータ５８とを含んでいる。マイクロコンピュータ５８には、ダイオード６８を介してバッテリ８０の電力が供給されると共に、供給される電力の電圧は、ダイオード６８とマイクロコンピュータ５８との間に設けられた電圧検出回路６０によって検知され、検知結果はマイクロコンピュータ５８に出力される。また、ダイオード６８とマイクロコンピュータ５８との間に一端が接続され、他端（−）が接地された電解コンデンサＣ１が設けられている。電解コンデンサＣ１は、マイクロコンピュータ５８の電源を安定化するためのコンデンサである。電解コンデンサＣ１は、例えば、サージ等の突発的な高電圧を蓄え、接地領域にバイパスすることにより、マイクロコンピュータ５８を保護する。

マイクロコンピュータ５８には信号入力回路６２を介してワイパスイッチ５０からワイパモータ１８の回転速度を指示するための信号が入力される。ワイパスイッチ５０から出力された信号はアナログ信号なので、当該信号は信号入力回路６２においてデジタル化されてマイクロコンピュータ５８に入力される。

また、マイクロコンピュータ５８には、出力軸３２の回転に応じて変化するセンサマグネット７０の磁界を検知する回転角度センサ５４が接続されている。マイクロコンピュータ５８は、回転角度センサ５４が出力した信号に基づいて、出力軸の回転角度を算出することにより、ワイパブレード２８，３０のウィンドシールドガラス１２上での位置を特定する。

さらに、マイクロコンピュータ５８は、メモリ４８に記憶されているワイパブレード２８，３０の位置に応じて規定されたワイパモータ１８の回転速度のデータを参照して、ワイパモータ１８の回転が、特定したワイパブレード２８，３０の位置に応じた回転数になるように駆動回路５６を制御する。

駆動回路５６は、図２に示すように、スイッチング素子にＮ型のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であるトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４を用いている。トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２は、ドレインがノイズ防止コイル６６を介してバッテリ８０に各々接続されており、ソースがトランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４のドレインに各々接続されている。また、トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４のソースは接地されている。

また、トランジスタＴｒ１のソース及びトランジスタＴｒ３のドレインは、ワイパモータ１８の巻線の一端に接続されており、トランジスタＴｒ２のソース及びトランジスタＴｒ４のドレインは、ワイパモータ１８の巻線の他端に接続されている。

トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４の各々のゲートにハイレベル信号が入力されることにより、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４がオンになり、ワイパモータ１８には例えばワイパブレード２８，３０を車室側から見て時計回りに動作させるＣＷ電流７２が流れる。さらに、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４の一方をオン制御しているとき、他方をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、小刻みにオンオフ制御することにより、ＣＷ電流７２の電圧を変調できる。

また、トランジスタＴｒ２及びトランジスタＴｒ３の各々のゲートにハイレベル信号が入力されることにより、トランジスタＴｒ２及びトランジスタＴｒ３がオンになり、ワイパモータ１８には例えばワイパブレード２８，３０を車室側から見て反時計回りに動作させるＣＣＷ電流７４が流れる。さらに、トランジスタＴｒ２及びトランジスタＴｒ３の一方をオン制御しているとき、他方をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、小刻みにオンオフ制御することにより、ＣＣＷ電流７４の電圧を変調できる。

本実施の形態では、電源であるバッテリ８０と駆動回路５６との間には逆接続保護回路６４及びノイズ防止コイル６６が設けられると共に、駆動回路５６に対して並列になるように電解コンデンサＣ２が設けられている。ノイズ防止コイル６６は、駆動回路５６のスイッチングによって発生するノイズを抑制するための素子である。

電解コンデンサＣ２は、駆動回路５６から生じるノイズを緩和すると共に、サージ等の突発的な高電圧を蓄え、接地領域にバイパスすることにより、当該高電圧の駆動回路５６に過大な電流が入力されるのを防止するための素子である。

逆接続保護回路６４は、バッテリ８０の正極と負極が図２に示した場合とは逆に接続された場合に、ワイパ制御装置１０を構成する素子を保護するための回路である。逆接続保護回路６４は、一例として、自身のドレインとゲートを接続した、いわゆるダイオード接続されたＦＥＴ等で構成される。

以下、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０の作用及び効果について説明する。本実施の形態に係るワイパ制御装置１０は、ワイパブレードが上反転位置Ｐ１又は下反転位置Ｐ２で一時的に停止している場合等のワイパモータ１８の一時的な停止時に発生したサージによる過電圧を解消するための制御を行う。

図３は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータ５８に印加される電圧Ｖｓの変化、サージ発生に対応したトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４の動作状況の一例を示した概略図である。図３に示したように、サージ波形は、鋭い三角波状で、突発的に電圧が上昇した後、急激に電圧が下降する。図３に示したサージ波形では、急激な電圧の変化が複数回繰り返されている。

サージ発生に伴って、ダイオード６８を介してマイクロコンピュータ５８に印加される電圧Ｖｓも上昇する。仮に、何らの保護の制御を行わない場合では、電圧Ｖｓは、破線で示した非制御時電圧８２のようになり、場合によってはマイクロコンピュータ５８等の素子が耐えられる素子耐圧を超え、素子を損傷するおそれが生じる。

本実施の形態では、図２に示した電圧検出回路６０により、電圧Ｖｓの変化を検知している。電圧検出回路６０が検知した電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ以上かつ過電圧検出値Ｖａを超えた場合には、駆動回路５６のトランジスタＴｒ１，ＴＲ４をオンにしてワイパモータ１８にＣＷ電流７２を通電して、過電圧を解消する。

図３では、時間ｔ１にサージが発生して、電圧Ｖｓが上がり始めている。電圧検出回路６０は、時間ｔ２で電圧Ｖｓが過電圧検出値Ｖａを超えたことを検知し、マイクロコンピュータ５８は、時間ｔ２からトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにすることにより、ワイパモータ１８の巻線の端子に通電してサージによる電圧Ｖｓの上昇を抑制する。

電圧検出回路６０は、電圧Ｖｓの変化を検知する。マイクロコンピュータ５８は、検知された電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満となった時間ｔ３以降、電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満の状態が所定の時間Ｔ継続している場合には、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオフにしてワイパモータ１８への通電を停止する。図３では、時間ｔ４において所定の時間Ｔに達したことにより、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオフになっている。

トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４が、時間ｔ２から時間ｔ４までの周期でオンになることで、ワイパモータ１８には当該オンに基づいたデューティ比の電圧が印加されるが、当該デューティ比による電圧はワイパモータ１８を回転させない程度の電圧である。本実施の形態では、電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満となった状態が所定の時間Ｔ継続するまでトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオン状態にさせることにより、ワイパモータ１８が停止した状態で、サージ由来の電圧の上昇を解消することができる。

所定の時間Ｔは、発生するサージの電圧値、ワイパモータ１８の定格等によって最適値が異なるので、モデリングによるシミュレーション及び実機による実験を通じて、ワイパモータ１８が回転しない状態であると共に、過電圧を解消できる時間として決定する。所定の時間Ｔは、一例として、５〜１０ｍ秒である。

図３では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにしたことにより、電圧Ｖｓは、図３において実線で示した制御時電圧８４のようになり、電圧Ｖｓがサージによって素子耐圧を超えるおそれを回避できる。そして、時間ｔ５において、サージによる電圧上昇が終わったことを電圧検出回路６０が検知した場合には、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにする制御も終了する。

図４は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータ５８に印加される電圧Ｖｓの変化、サージ発生に対応したトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４の動作状況の変形例を示した概略図である。図４に示した変形例では、トランジスタＴｒ４をＰＷＭ制御により時間ｔ２から時間ｔ４までの周期よりも短い周期で小刻みにオンオフさせている点が、図３の場合と相違するが、その他については図３の場合と同様である。

図４では、時間ｔ１にサージが発生して、電圧Ｖｓが上がり始めている。電圧検出回路６０は、時間ｔ２で電圧Ｖｓが過電圧検出値Ｖａを超えたことを検知し、マイクロコンピュータ５８は、時間ｔ２から時間ｔ４においてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにすることにより、サージによる電圧Ｖｓの上昇を解消する。トランジスタＴｒ１は、時間ｔ２から時間ｔ４までオンになる。トランジスタＴｒ４は、図４に示したように小刻みにオンオフが繰り返される。

本実施の形態では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにすることにより、ワイパモータ１８が回転しない程度の電圧をワイパモータの巻線の端子に印加する。しかしながら、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ４がオン状態を継続すると、ワイパモータ１８が意図せずして回転するおそれがある。図４に示した変形例では、トランジスタＴｒ４を小刻みにオンオフさせることにより、ワイパモータ１８の巻線の端子に印加する電圧を図３の場合よりも抑制し、ワイパモータ１８を回転させずにサージに伴う過電圧を解消する。

なお、図３，４ではトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにしたが、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３をオンにして、ワイパモータ１８の巻線の端子にＣＣＷ電流７４を通電するようにしてもよい。ＣＣＷ電流７４をワイパモータの巻線の端子に通電する場合も、トランジスタＴｒ２又はトランジスタＴｒ３のどちらかを小刻みにオンオフすることにより、ワイパモータ１８が動くおそれを低減させることができる。

図５は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０での過電圧に対する処理の一例を示したフローチャートである。ステップ５００では、電圧Ｖｓが過電圧検出値Ｖａを超えたか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ５０２で、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにすることにより、ワイパモータ１８にＣＷ電流７２を通電する。

ステップ５０２で、トランジスタＴｒ４がオン状態を継続すると、図３に示した場合になり、トランジスタＴｒ４が小刻みにオンオフを繰り返すと、図４に示した変形例の場合となる。

ステップ５０４では、電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満になり、かつ電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満の状態が所定の時間Ｔ継続されたか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ５０６でワイパモータ１８への通電をオフにして処理を終了する。また、ステップ５０４で否定判定の場合には、手順をステップ５０２に戻して、ワイパモータ１８への通電を継続する。

以上説明したように、本実施の形態では、電圧検出回路６０によって過電圧を検知した場合に、駆動回路５６を構成するスイッチング素子を暫時オンにして、ワイパモータ１８に通電することにより、過電圧を解消すると共に、当該過電圧が解消したか否かを電圧検出回路６０によって検出している。その結果、本実施の形態によれば、サージによる過電圧の有無を検知して過電圧解消の処理をすることにより、素子の損傷を回避することができる。

ワイパモータ１８の巻線の端子に通電することで、駆動回路５６と並列に接続した電解コンデンサＣ２、及びダイオード６８とマイクロコンピュータ５８との間の電流を接地領域に流す電解コンデンサＣ１の耐圧を特に高くする必要もなくなる。その結果、サージによる素子の損傷を回避できるワイパ制御装置を低コストで製造できる。

［第２の実施の形態］
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るワイパ制御装置１０の構成は、基本的には、図２で示した第１の実施の形態と同様なので、詳細な説明は省略する。

図６は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータ５８に印加される電圧Ｖｓの変化、サージ発生に対応したトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４の動作状況の一例を示した概略図である。

図６では、時間ｔ２に電圧Ｖｓが過電圧検出値Ｖａを超えた場合に、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４を通電時間Ｔａでオンにした後、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオフにすると共にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３を通電時間Ｔａでオンにする。以後、電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満になった状態が所定の時間Ｔ継続されるまで、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４とトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３とを通電時間Ｔａの間隔で交互にオンオフさせる。その結果、ワイパモータ１８の巻線の端子には、通電時間Ｔａの間隔でＣＷ電流７２とＣＣＷ電流７４とが通電される。

通電時間Ｔａは、例えば２ｍ秒程度であれば、ワイパモータ１８は回転しない。また、ワイパモータ１８の巻線の端子には、通電時間Ｔａの間隔で通電される電流の極性が入れ替わるので、ワイパモータ１８が不用意に回転するおそれは、第１の実施の形態よりもさらに少なくなる。そして、時間ｔ５において、サージによる電圧上昇が終わったことを電圧検出回路６０が検知した場合には、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４及びトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３をオンにする制御も終了する。

図７は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０のサージ発生時における、サージ波形、マイクロコンピュータ５８に印加される電圧Ｖｓの変化、サージ発生に対応したトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４の動作状況の変形例を示した概略図である。図７に示した変形例では、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をＰＷＭ制御により時間ｔ２から時間ｔ４までの周期よりも短い周期で小刻みにオンオフさせている点が、図６の場合と相違するが、その他については図６の場合と同様である。

図７では、時間ｔ１にサージが発生して、電圧Ｖｓが上がり始めている。電圧検出回路６０は、時間ｔ２で電圧Ｖｓが過電圧検出値Ｖａを超えたことを検知し、マイクロコンピュータ５８は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４を通電時間Ｔａでオンにすることにより、サージによる電圧ＶＳの上昇を抑制する。

マイクロコンピュータ５８は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４を通電時間Ｔａでオンにした後、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオフにすると共にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３を通電時間Ｔａでオンにする。以後、電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満になった状態が所定の時間Ｔ継続されるまで、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４とトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３とを通電時間Ｔａの間隔で交互にオンオフさせる。

図７では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は通電時間Ｔａにおいてオン状態が継続されるが、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４は通電時間Ｔａにおいてオンオフが小刻みに切り替えられる。

図７に示した変形例では、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４を小刻みにオンオフすることにより、通電時間Ｔａを図６の場合よりも長くしても、ワイパモータ１８は回転しない。図７に示した変形例では、通電時間Ｔａは、一例として１０ｍ秒である。

図７に示した変形例では、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４を小刻みにオンオフさせることにより、ワイパモータ１８の巻線の端子に印加する電圧を図６の場合よりも抑制し、ワイパモータ１８を回転させずにサージに伴う過電圧を解消する。なお、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４に代えて、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３を通電時間Ｔａにおいて小刻みにオンオフさせてもよい。

図８は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０での過電圧に対する処理の一例を示したフローチャートである。ステップ８００では、電圧Ｖｓが過電圧検出値Ｖａを超えたか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８０２で、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４をオンにすることにより、ワイパモータ１８にＣＷ電流７２を通電する。

ステップ８０２で、トランジスタＴｒ４がオン状態を継続すると、図６に示した場合になり、トランジスタＴｒ４が小刻みにオンオフを繰り返すと、図７に示した変形例の場合となる。

ステップ８０４では、電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満になり、かつ電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満の状態が所定の時間Ｔ継続されたか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８０６でワイパモータ１８への通電をオフにして処理を終了する。また、ステップ８０４で否定判定の場合には、ステップ８０８で通電時間Ｔａが経過したか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８１０で、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３をオンにすることにより、ワイパモータ１８にＣＣＷ電流７４を通電する。ステップ８０８で否定判定の場合には、手順をステップ８０２に戻す。

ステップ８１０で、トランジスタＴｒ３がオン状態を継続すると、図６に示した場合になり、トランジスタＴｒ３が小刻みにオンオフを繰り返すと、図７に示した変形例の場合となる。

ステップ８１２では、電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満になり、かつ電圧Ｖｓが正常検出値Ｖｂ未満の状態が所定の時間Ｔ継続されたか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ８０６でワイパモータ１８への通電をオフにして処理を終了する。また、ステップ８１２で否定判定の場合には、ステップ８１４で通電時間Ｔａが経過したか否かを判定し肯定判定の場合には、手順をステップ８０２に戻す。ステップ８１４で否定判定の場合には、手順をステップ８１０に戻す。

以上説明したように、本実施の形態では、電圧検出回路６０によって過電圧を検知した場合に、駆動回路５６を構成するスイッチング素子をオンオフすることにより、所定の時間間隔でワイパモータ１８の巻線の端子に通電する電流の極性を変更している。かかる制御により、ワイパモータ１８を回転させずにサージによる過電圧をワイパモータ１８で解消させることが可能になり、素子の損傷を回避することができる。

１０…ワイパ制御装置、１２…ウィンドシールドガラス、１４，１６…ワイパ、１８…ワイパモータ、２０…リンク機構、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、３８，４０…ピボットレバー、４２，４４…ピボット軸、４６…リンクロッド、４８…メモリ、５０…ワイパスイッチ、５２…減速機構、５４…回転角度センサ、５６…駆動回路、５８…マイクロコンピュータ、６０…電圧検出回路、６２…信号入力回路、６４…逆接続保護回路、６６…ノイズ防止コイル、６８…ダイオード、７０…センサマグネット、７２…ＣＷ電流、７４…ＣＣＷ電流、８０…バッテリ、８２…非制御時電圧、８４…制御時電圧、１００…ワイパ装置、Ｃ１，Ｃ２…電解コンデンサ、Ｐ１…上反転位置、Ｐ２…下反転位置、Ｐ３…格納位置、Ｔ…所定の時間、Ｔａ…通電時間、Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４…トランジスタ、Ｖａ…過電圧検出値、Ｖｂ…正常検出値、Ｖｓ…電圧、θ１…回転角

Claims (5)

1. 複数のスイッチング素子を備え、前記複数のスイッチング素子のオンオフによってバッテリから供給される直流電力を変調して、回転によりワイパブレードを払拭動作させるワイパモータに供給する電力供給部と、
   前記バッテリから供給される直流電力の電圧を検出する検出部と、
   速度指令に応じた回転速度で前記ワイパモータが回転する大きさの電力が前記ワイパモータに供給される周期で前記複数のスイッチング素子をオンオフ制御し、かつ前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により閾値以上の電圧が検出された場合には、前記ワイパブレードが払拭動作を開始しない大きさの電力が前記ワイパモータに供給される周期で前記複数のスイッチング素子をオンオフ制御する制御部と、
   を含むワイパ制御装置。
2. 前記ワイパブレードが払拭動作を開始しない大きさの電力が前記ワイパモータに供給される周期は、前記ワイパモータが回転を開始しない大きさの電力が供給される周期である請求項１に記載のワイパ制御装置。
3. 前記制御部は、前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により閾値以上の電圧が検出された場合には、前記電力供給部が前記ワイパモータに電力を供給したことにより前記検出部が検知した電圧が前記閾値より低い通常値未満となった状態が所定時間維持された場合に前記電力供給部から前記ワイパモータへの電力の供給を停止させる請求項１又は２記載のワイパ制御装置。
4. 前記制御部は、前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により前記閾値以上の電圧が検出された場合には、前記ワイパモータへ供給する電力の極性を所定の間隔で交互に切り替えるように前記電力供給部を制御する請求項３記載のワイパ制御装置。
5. 前記制御部は、前記ワイパモータが停止している状態で前記検出部により前記閾値以上の電圧が検出された場合には、前記スイッチング素子を前記ワイパモータが回転を開始しない大きさの電力が供給される周期よりも短い間隔でオンオフさせて生成した電力を前記ワイパモータに供給させる請求項３又は４記載のワイパ制御装置。

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