JP2016088320A - ワイパシステム - Google Patents

Abstract

【課題】オポジットタイプのワイパ装置において、ワイパ動作の見栄えを損なうことなく、ワイパブレード同士の干渉を抑制する。【解決手段】オポジット配置型のワイパシステムにて、助手席側のワイパブレード１ｂの動作範囲５ｂを、運転席側のワイパブレード１ａの動作範囲５ａよりも狭く、かつ、動作範囲５ａと若干のみ重複する範囲に設定する。ワイパブレード１ｂの下反転位置Ｌｂは動作範囲５ａの外縁Ｒ近傍に設定され、動作範囲５ａ,５ｂの間に重複動作範囲６ｃが形成される。ワイパシステム非作動時におけるワイパブレード１ｂの通常停止位置は上反転位置Ｕｂ側に設定され、ワイパブレード１ａ,１ｂは、オポジット配置でありながら、往復払拭動作の際に同方向にタンデム動作する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等に搭載される車両用ワイパ装置の制御技術に関し、特に、オポジットタイプ（対向払拭型）のワイパ装置におけるワイパブレードの干渉抑制技術に関する。

自動車等の車両には、雨天時等における運転者の視界を確保するため、ウインドシールド（フロントガラス）に付着した雨や、前車からの飛沫を拭き取るワイパ装置が設けられている。近年、車両用ワイパ装置、特に、自動車用のワイパ装置では、ウインドシールドの大型化に伴う払拭面積増大や横方向の視界向上のため、従来からあるタンデムタイプに代わり、特許文献１のようないわゆるオポジットタイプのワイパ装置が増加している。オポジットタイプのワイパ装置では、ウインドシールドの左右両端側にワイパアームの回転中心が配され、運転席側（ＤＲ側）と助手席側（ＡＳ側）のワイパブレードが、ウインドシールドの両サイドから中央に向かって対向作動し、ウインドシールド上の雨滴等を払拭する。

特開平１１−３０１４０９号公報 特開２００７−６２６７１号公報

ところが、オポジットタイプのワイパ装置は、左右のワイパブレードの動作範囲が広い範囲で重なっており、しかも、ＤＲ側とＡＳ側のオープン動作とクローズ動作が同じタイミングで行われる。このため、従来のオポジットタイプのワイパ装置では、外力などによってブレードの前後関係が入れ替わったり、制御信号に何らかの異常が発生したりすると、払拭動作中にブレード同士が干渉してしまうおそれがあった。

そこで、モータ間の信号通信に異常が発生した場合、ＡＳ側の払拭範囲を狭くする制御を実行することにより、ワイパブレード同士の干渉を防止するものも提案されている（特許文献２）。しかしながら、このような制御は、あくまで緊急時の応急処置的機能であり、根本的なブレード干渉防止対策とは言い難く、また、その機能を備えることによりワイパ装置自体が高価となってしまうという問題があった。さらに、緊急対応時も対向払拭動作が基本であり、上下の反転タイミングは通常時と変わらない。このため、ＡＳ側ワイパブレードが払拭範囲が狭くなった下反転位置に停滞する形となり、緊急時とは言え、ワイパ動作の見栄えが余り良くないという問題もあった。

本発明の目的は、オポジットタイプのワイパ装置において、ワイパ動作の見栄えを損なうことなく、ワイパブレード同士の干渉を抑制することにある。

本発明のワイパシステムは、車両の払拭面上に対向配置され、該払拭面上に設定された下反転位置と上反転位置との間で往復払拭動作を行うワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータと、を備えてなるオポジット配置型のワイパシステムであって、前記ワイパブレードは、運転席側に配置される第１ワイパブレードと、助手席側に配置される第２ワイパブレードからなり、前記払拭面上における前記第２ワイパブレードの動作範囲は、前記第１ワイパブレードの動作範囲よりも狭く、前記第１ワイパブレードの動作範囲と若干のみ重複する範囲に設定され、前記第１ワイパブレードと前記第２ワイパブレードは、往復払拭動作の際、同方向に動作することを特徴とする。

本発明にあっては、前記第２ワイパブレードの動作範囲を、前記第１ワイパブレードの動作範囲よりも狭くし、前記第１ワイパブレードの動作範囲と若干のみ重複する範囲に設定することにより、第１及び第２ワイパブレードの重複動作範囲が小さくなり、ワイパブレード同士の干渉が生じにくくなる。また、往復払拭動作の際、第１及び第２ワイパブレードを同方向に動作させることにより、両方のワイパブレードが同時期に重複動作範囲に入る対向動作に比して、ブレード同士の干渉がさらに生じにくくなる。さらに、両ワイパブレードを同方向に動作させることにより、ワイパ動作が停滞なくスムーズになると共に、運転席に近い位置の払拭範囲は第１ワイパブレードのみが通過するようにもできるため、ワイパ動作の見栄えも改善される。

前記ワイパシステムにおいて、前記第２ワイパブレードの下反転位置を、前記第１ワイパブレードの動作範囲の外縁近傍に設定しても良い。また、ワイパシステム非作動時における前記第１及び第２ワイパブレードの停止位置を、前記第１ワイパブレードは下反転位置側、前記第２ワイパブレードは上反転位置側にそれぞれ設定しても良い。

さらに、前記第１ワイパブレードが下反転位置から上反転位置に向かって動作する際は、前記第２ワイパブレードを上反転位置から下反転位置に向かって動作させ、前記第１ワイパブレードが上反転位置から下反転位置に向かって動作する際は、前記第２ワイパブレードを下反転位置から上反転位置に向かって動作させても良い。

前記第１ワイパブレードを前記第２ワイパブレードよりも長尺としても良い。また、前記第１及び第２ワイパブレードが異常停止した後の復帰動作では、前記第２ワイパブレードを上反転位置に移動させた後、前記第１ワイパブレードを上反転位置に移動させるようにしても良い。

本発明のワイパシステムによれば、第２ワイパブレードの動作範囲を第１ワイパブレードの動作範囲よりも狭くし、第２ワイパブレードの動作範囲が第１ワイパブレードの動作範囲と若干のみ重複する範囲に設定したので、第１及び第２ワイパブレードの重複動作範囲が小さくなり、ワイパブレード同士の干渉を抑制することが可能となる。また、往復払拭動作の際、第１及び第２ワイパブレードを同方向に動作させることにより、ブレード同士の干渉をさらに生じにくくすることが可能となる。

本発明の一実施形態であるワイパシステムの全体構成を示す説明図である。 ワイパブレードのタンデム動作を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は往路動作、（ｄ）〜（ｆ）は復路動作をそれぞれ示している。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態であるワイパシステムの全体構成を示す説明図である。図１のワイパシステムはオポジットタイプの構成となっており、互いに向かい合う形で上反転位置Ｕａ,Ｕｂと下反転位置Ｌａ,Ｌｂとの間を往復動するワイパブレード１ａ,１ｂ（第１,第２ワイパブレード、以下、ブレード１ａ,１ｂと略記する)を有している。なお、図１のワイパシステムにおける符号中の「ａ,ｂ」は、それぞれ運転席側と助手席側に関連する部材や部分等であることを示している。

ブレード１ａ,１ｂは、運転席側のブレード１ａの方が助手席側のブレード１ｂよりも長尺（同寸法でも良い）となっており、それぞれワイパアーム２ａ,２ｂ（以下、アーム２ａ,２ｂと略記する)の一端側に取り付けられている。ブレード１ａ,１ｂは、アーム２ａ,２ｂとの接続形態がそれぞれ異なっている。ブレード１ａは、下側（下反転位置側）にてアーム２ａに接続され、アーム２ａによって下から支持された形となっている。これに対し、ブレード１ｂは、上側（上反転位置側）にてアーム２ｂに接続され、アーム２ｂによって上から支持された形となっている。アーム２ａ,２ｂには、図示しないばね部材等が内装されており、ブレード１ａ,１ｂは、このばね部材等によってウインドシールド３に弾性的に押し付けられている。

アーム２ａ,２ｂの他端側は、車体のウインドシールド左右両端側に配置されたワイパ軸（ピボット軸）４ａ,４ｂにそれぞれ取り付けられている。ワイパ軸４ａ,４ｂは、電動モータ５ａ,５ｂ（以下、モータ５ａ,５ｂと略記する）によって回転駆動される。アーム２ａ,２ｂはワイパ軸４ａ,４ｂの回転に伴って揺動し、これにより、ブレード１ａ,１ｂは、動作範囲６ａ,６ｂ内にて往復払拭動作を行う。

モータ５ａ,５ｂは、モータ本体７と減速機構８とによって構成されており、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂによるＰＷＭ duty制御によって正逆回転する。モータ５ａを駆動制御するワイパ制御装置１０ａは、車両側のコントローラであるＥＣＵ１１と車載ＬＡＮ１２を介して接続されている。ＥＣＵ１１からワイパ制御装置１０ａに対しては、ワイパスイッチのＯＮ／ＯＦＦや、Ｌｏ,Ｈｉ,ＩＮＴ（間欠作動）などのスイッチ情報やエンジン起動情報などがＬＡＮ１２を介して入力される。ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂ同士の間は通信線１３にて接続されている。

モータ５ａ,５ｂは、ブレード１ａ,１ｂの位置情報に基づいてフィードバック制御（ＰＩ制御）される。ここでは、ブレード１ａ,１ｂの位置に対応して、両ブレードの目標速度が設定されており、予めマップ等の形でワイパ制御装置１０ａ,１０ｂ内に格納されている。モータ５ａ,５ｂには、フィードバック制御を行うため、モータ軸１４に多極着磁マグネット１５、ケースフレーム１６内に相対位置検出用のホールＩＣ１７が設けられており、モータ軸１４の回転に伴ってパルス信号が出力される。また、ワイパ軸４ａ,４ｂが取り付けられた減速ギヤ１８には絶対位置検出用マグネット１９が取り付けられており、ケースフレーム１６にはこのマグネットに対向してホールＩＣ２０が設けられている。

絶対位置検出用マグネット１９は、ブレード１ａ,１ｂが基準位置Ｘ（ここでは上反転位置の手前に設定）に来たときホールＩＣ２０と対向し、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、その出力信号により、ブレード１ａ,１ｂの絶対位置を認識する。また、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、ホールＩＣ１７からのパルス信号を用いて、モータ軸１４の回転数や回転速度を把握し、ブレード１ａ,１ｂの移動速度や、基準位置Ｘからの角度（現在位置）を検出する。そして、現在のブレード１ａ,１ｂの速度と、当該位置におけるブレード１ａ,１ｂの目標速度とを比較し、目標速度と現在速度との差に応じて、適宜、モータ５ａ,５ｂを制御する。その際、両モータ５ａ,５ｂの制御情報は、通信線１３を介してワイパ制御装置１０ａ,１０ｂの間で交換され、モータ５ａ,５ｂは、双方のブレードの位置関係に基づいて同期制御される。

ここで、本発明によるワイパシステムでは、ＡＳ側のブレード１ｂの動作範囲６ｂが、ＤＲ側のブレード１ａの動作範囲６ａにぎりぎり掛かる範囲に設定されており、動作範囲６ｂは若干のみ動作範囲６ａと重複している。すなわち、動作範囲６ｂは、動作範囲６ａを避ける形で動作範囲６ａよりも狭くなっており、ブレード１ａ,１ｂの重複動作範囲６ｃが、従来のオポジットタイプのワイパ装置よりも小さくなっている。この場合、ブレード１ｂの下反転位置Ｌｂは、ＤＲ側のブレード１ａの動作範囲６ａの外縁Ｒの近傍に設定されており、動作範囲６ｂは、動作範囲６ａの図１において右端側に僅かに重なる形となっている。

また、当該ワイパシステムにおいては、ブレード１ａ,１ｂがタンデム動作を行い、同じタイミングで反転する。すなわち、ブレード１ａが下反転位置Ｌａから上反転位置Ｕａに向かって動作するとき、ブレード１ｂは上反転位置Ｕｂから下反転位置Ｌｂに向かって動作する。一方、ブレード１ａが上反転位置Ｕａから下反転位置Ｌａに向かって動作するときは、ブレード１ｂは下反転位置Ｌｂから上反転位置Ｕｂに向かって動作し、ブレード１ａ,１ｂは、同方向に動作しながらウインドシールド３上を払拭する。ここで同方向とは、図１中における左右方向において、ブレード１ａ,１ｂの各停止位置から向かう移動方向のことである。

図２は、ブレード１ａ,１ｂのタンデム動作を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は往路動作、（ｄ）〜（ｆ）は復路動作をそれぞれ示している。図２（ａ）はシステム停止時の状態であり、ブレード１ａは下反転位置Ｌａ（あるいは格納位置）、ブレード１ｂは上反転位置Ｕｂに存在している。つまり、ブレード１ａ,１ｂは、通常停止位置が上下に分かれており、ブレード１ｂの停止位置は、通常のワイパ装置とは異なり、ウインドシールド３のピラー２１近傍に設定されている。

そこで、ワイパスイッチがオンされると、図２（ａ）のシステム停止状態からブレード１ａは上反転位置Ｕａ方向に向かって作動し、ブレード１ｂは下反転位置Ｌｂに向かって作動する（図２（ｂ））。このとき、ブレード１ｂはブレード１ａよりもゆっくりと動作し、ブレード１ａが重複動作範囲６ｃを通過した後、下反転位置Ｌｂに到達する。ブレード１ｂが下反転位置Ｌｂに到達したとき、ブレード１ａもまた上反転位置Ｕａに到達し、往路動作が終了する（図２（ｃ））。

復路動作では、ブレード１ａは上反転位置Ｕａから下反転位置Ｌａに、ブレード１ｂは下反転位置Ｌｂから上反転位置Ｕｂに向かって作動する（図２（ｄ））。ブレード１ａ,１ｂは、上反転位置Ｕａと下反転位置Ｌｂをそれぞれ同時に出発する。その際、ブレード１ｂは、ブレード１ａが重複動作範囲６ｃに達する前に重複動作範囲６ｃから離脱する。ブレード１ａは、ブレード１ｂが退避した後に重複動作範囲６ｃに至り、下反転位置Ｌａに向かう（図２（ｅ））。また、ブレード１ｂも上反転位置Ｕｂに向かい、ブレード１ａ,１ｂはそれぞれ同時に下反転位置Ｌａ、上反転位置Ｕｂに到達する（図２（ｆ））。

このように、本発明によるワイパシステムでは、ＡＳ側ブレード１ｂの動作範囲６ｂが、ＤＲ側ブレード１ａの動作範囲６ａにぎりぎり掛かる程度となっているため、ブレード１ａ,１ｂの重複動作範囲６ｃが小さく、両ブレードの干渉が生じにくい。また、重複動作範囲６ｃが小さいことから、オポジットタイプのワイパ装置でありながら、ブレード１ａ,１ｂをタンデム動作させることができる。すなわち、ブレード１ａの通過後にブレード１ｂが重複動作範囲６ｃに入り、ブレード１ｂが離脱後にブレード１ａが重複動作範囲６ｃに入るように両ブレードを作動させることができ、両ブレードが同時期に重複動作範囲に入る対向動作に比して、ブレード同士の干渉をさらに生じにくくすることが可能となる。

さらに、ワイパ作動中にＡＳ側ブレードが下反転位置に停滞することがなく、運転席に近い位置の払拭範囲はＤＲ側ブレード１ａのみが通過することとなるため、ワイパ動作の見栄えも改善される。この場合、ブレード１ｂは、アーム２ｂによって上から支持されているため、運転者の視界にアーム２ｂが入りにくく、降雨時等における運転者の視認性や運転感覚も改善される。加えて、ＡＳ側のブレード１ｂは、ＤＲ側のブレード１ａよりも動作速度が遅いため、ＡＳ側のモータ５ｂは、ＤＲ側のモータ５ａよりも低回転タイプのものを使用でき、その分、コストを低減させることが可能となる。

一方、ブレード１ｂを重複動作範囲６ｃにて確実に停止させるため、モータ５ｂには機械的な停止手段（回り止め）が設けられている。このような回り止めとしては種々の構成が考えられるが、ここでは、減速機構８内にストッパを配してブレード１ｂの動作を強制的に停止させている。ストッパの一例としては次のようなものが挙げられる。例えば、ワイパ軸４ｂに皿状の部材を取り付けると共に、この皿状部材に突起を設ける。そして、減速機構８のケース側にも突起を設け、ブレード１ｂが下反転位置Ｌｂに達する位置で両突起を当接させる。これにより、ワイパ軸４ｂはその位置で回り止めされ、ブレード１ｂも下反転位置Ｌｂにて確実に停止する。

また、前述のように、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、基準位置Ｘを検知すると共に、ホールＩＣ１７からのパルス信号を用いて、ブレード１ａ,１ｂの現在位置（角度位置）を把握している。このような制御形態では、電源が払拭途中に切れた場合など、ブレード１ａ,１ｂが通常の停止位置以外に停止した状態となると、ワイパ制御装置１０ａ,１０ｂは、ブレード１ａ,１ｂの位置を見失ってしまう恐れがある。この場合、異常停止状態から通常制御に復帰させるに際し、ＡＳ側とＤＲ側を同時に上反転へ向かって動作させても、ブレード１ａ,１ｂは干渉しにくく、万が一、重複動作範囲６ｃにて両者が干渉しても、ブレード１ｂが上反転位置方向に逃げつつ、ブレード１ａがブレード１ｂをなぞるように進むため、システム破壊につながるような干渉は発生しない。

しかしながら、このような干渉は稀であり、重大な事態も生じないものの、その可能性はゼロではない。そこで、異常復帰時における万が一の干渉をも回避するため、本システムでは、異常停止からの再始動の場合は、ＡＳ側→ＤＲ側の順に上方へ作動させ、両者を一旦上反転位置Ｕａ,Ｕｂまで動作させる。このような動作を行えば、ブレード１ａが下反転位置Ｌａ近傍にいた場合でも、ブレード１ｂが上反転位置Ｕｂに退避した後、ブレード１ａが重複動作範囲６ｃを通るため、両ブレードの干渉は生じない。また、これにより、両ブレード１ａ,１ｂは基準位置Ｘを通過し、両者の絶対位置が正確に把握され、パルスカウントが原点リセットされる。従って、異常停止からの再始動に際し、より確実にブレー同士の干渉を回避しつつ、通常制御を再開することが可能となる。

本発明は前記実施の形態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、前述の実施の形態では、パルス方式によってブレード位置を検出しているが、ブレード位置や速度等の検出方式はパルス方式には限定されず、ワイパ軸や電動モータの回転角度や回転速度を検出できるものであれば、どのようなセンサや計測装置を用いても良い。また、前述の実施の形態では、回り止めとして減速機構８内にストッパを配した構成を示したが、停止手段の構成はこれには限定されず、例えば、回り止めをモータ部分ではなく、アーム２ｂと当接する部材を車体に配するなど、アーム部分等に設けても良い。

１ａ 運転席側ワイパブレード（第１ワイパブレード）
１ｂ 助手席側ワイパブレード（第２ワイパブレード）
２ａ,２ｂ ワイパアーム
３ ウインドシールド
４ａ,４ｂ ワイパ軸
５ａ,５ｂ 電動モータ
６ａ 運転席側ワイパブレード動作範囲
６ｂ 助手席側ワイパブレード動作範囲
６ｃ 重複動作範囲
７ モータ本体
８ 減速機構
１０ａ,１０ｂ ワイパ制御装置
１１ ＥＣＵ
１２ 車載ＬＡＮ
１３ 通信線
１４ モータ軸
１５ 多極着磁マグネット
１６ ケースフレーム
１７ ホールＩＣ
１８ 減速ギヤ
１９ 絶対位置検出用マグネット
２０ ホールＩＣ
２１ ピラー
Ｒ 運転席側ワイパブレード動作範囲外縁
Ｕａ 上反転位置（運転席側ワイパブレード）
Ｕｂ 上反転位置（助手席側ワイパブレード）
Ｌａ 下反転位置（運転席側ワイパブレード）
Ｌｂ 下反転位置（助手席側ワイパブレード）
Ｘ 基準位置

Claims (6)

1. 車両の払拭面上に対向配置され、該払拭面上に設定された下反転位置と上反転位置との間で往復払拭動作を行うワイパブレードと、前記ワイパブレードを前記払拭面上にて往復動させるための電動モータと、を備えてなるオポジット配置型のワイパシステムであって、
   前記ワイパブレードは、運転席側に配置される第１ワイパブレードと、助手席側に配置される第２ワイパブレードからなり、
   前記払拭面上における前記第２ワイパブレードの動作範囲は、前記第１ワイパブレードの動作範囲よりも狭く、前記第１ワイパブレードの動作範囲と若干のみ重複する範囲に設定され、
   前記第１ワイパブレードと前記第２ワイパブレードは、往復払拭動作の際、同方向に動作することを特徴とするワイパシステム。
2. 請求項１記載のワイパシステムにおいて、前記第２ワイパブレードの下反転位置は、前記第１ワイパブレードの動作範囲の外縁近傍に設定されてなることを特徴とするワイパシステム。
3. 請求項１又は２記載のワイパシステムにおいて、
   ワイパシステム非作動時における前記第１及び第２ワイパブレードの停止位置は、前記第１ワイパブレードは下反転位置側であり、前記第２ワイパブレードは上反転位置側であることを特徴とするワイパシステム。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のワイパシステムにおいて、
   前記第２ワイパブレードは、前記第１ワイパブレードが下反転位置から上反転位置に向かって動作する際は上反転位置から下反転位置に向かって動作し、前記第１ワイパブレードが上反転位置から下反転位置に向かって動作する際は下反転位置から上反転位置に向かって動作することを特徴とするワイパシステム。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のワイパシステムにおいて、
   前記第１ワイパブレードは、前記第２ワイパブレードよりも長尺であることを特徴とするワイパシステム。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のワイパシステムにおいて、
   前記第１及び第２ワイパブレードが異常停止した後の復帰動作では、前記第２ワイパブレードを上反転位置に移動させた後、前記第１ワイパブレードを上反転位置に移動させることを特徴とするワイパシステム。

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