JP2016132380A - ウォッシャ噴射装置 - Google Patents

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毅 佐々木
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達也 大丸
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Taisuke Goto
泰介 後藤
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Abstract

【課題】ウォッシャ液の温度変化に応じて粘度が上昇又は下降しても、ウィンドウガラスを適正に払拭可能な噴射量のウォッシャ液を噴射すること。【解決手段】車両1のウィンドウガラスであるフロントガラス2にウォッシャ液を噴射するウォッシャノズル13と、ウォッシャノズル13にウォッシャ液を供給するウォッシャポンプ16と、ウォッシャ液の温度である液温を検出する検出手段としての液温検出センサ41と、ウォッシャポンプ16の吐出圧を制御する制御部19とを備える。そして、制御部19が、液温検出センサ41で検出される液温Tが高いときよりも、低いときの方がウォッシャポンプ16の吐出圧が高くなるように制御する構成とされている。【選択図】 図1

Description

本発明は、車両のウィンドウガラスにウォッシャ液を噴射するウォッシャ噴射装置に関する。
車両のウィンドウガラスにウォッシャ液を噴射する装置として、特許文献1に記載の装置がある。この装置は、ウインドウガラスの表面温度を検出する温度センサを設け、温度センサの検出温度がウォッシャ液の凍結温度以下の時に、ウォッシャ液の噴射動作を自動的に停止するものである。この構成により、ウォッシャ液が凍結温度以下の寒冷時に運転者がウォッシャ液の噴射操作を行ってもウォッシャ液が噴射しない。このため、ウォッシャ液がウィンドウガラス上に凍結して運転者の視界を妨げるといったことを防止することが可能となっている。
実公平1−16686号公報
ところで、特許文献1の装置において、ウォッシャ液が凍結温度以下となっても凍結しない不凍ウォッシャ液を用いたとする。この場合、不凍ウォッシャ液は凍結温度以下となっても凍結しない。しかし、凍結温度以下の場合、ウォッシャ液の噴射動作が自動的に停止されるので、上述した噴射操作を行ってもウォッシャ液は噴射されず、このため、本来使用可能な不凍ウォッシャ液が使用できなくなる。
不凍ウォッシャ液は、低温になればなる程、ウォッシャ液の動粘度が上昇するため、ウォッシャポンプからウォッシャノズルまでの流路間でウォッシャ液が流れ難くなる。この際、ウォッシャポンプの吐出圧が同じままだと、ウォッシャノズルから噴射されるウォッシャ液の量が減少してしまい、払拭性能が低下する不具合が生じる。この不具合を考慮して、最初から高めに吐出圧を設定することも考えられるが、この場合、温度が凍結温度を超えて上昇する過程で粘度が低下して行くので、過大にウォッシャ液を噴射することになり、ウォッシャ液の消費量が過剰になってしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ウォッシャ液の温度変化に応じて粘度が上昇又は下降しても、ウィンドウガラスを適正に払拭可能な噴射量のウォッシャ液を噴射することができるウォッシャ噴射装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段として、請求項1に係る発明は、車両のウィンドウガラスにウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、前記ウォッシャノズルにウォッシャ液を供給するウォッシャポンプと、前記ウォッシャ液の温度である液温を検出する検出手段と、前記ウォッシャポンプの吐出圧を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出手段で検出される液温が高いときよりも、低いときの方が前記ウォッシャポンプの吐出圧が高くなるように制御することを特徴とする。
この構成によれば、ウォッシャ液が低温となってその粘度が高まっても、粘度が高くなる程にウォッシャポンプの吐出圧(ポンプ吐出圧)を高くするので、ウィンドウガラス(ガラス)を適正な払拭に必要量のウォッシャ液を噴射することが可能となる。言い換えれば、払拭性能の低下を防止することができる。
また、ウォッシャ液の温度が高く粘度が低い場合は、ポンプ吐出圧が低く制御される。この制御の場合、ポンプ吐出圧が低く吐出量は減るが、粘度が低くウォッシャ液が流れ易いので低温時に比べ吐出量が多くなる。このため、ポンプ吐出圧を低くしても、適正な払拭に必要量のウォッシャ液を噴射することができ、尚且つ、ウォッシャ液の無駄な消費を抑制することができる。
つまり、ウォッシャ液の温度変化に応じて粘度が上昇又は下降しても、ウォッシャ液が過剰噴射とならないように、ウィンドウガラスを適正に払拭可能な噴射量のウォッシャ液を噴射することができる。
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記制御手段は、前記液温が予め定められた閾値温度以下となった場合に、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記液温が前記閾値温度よりも高温時の吐出圧よりも、高くする制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。例えば、閾値温度を、氷点下以下で、ウォッシャ液を適正に払拭可能な噴射量とすることができなくなる温度(例えば、−5℃)と定める。この際に、ウォッシャ液の温度が−5℃以下となったとすると、ウォッシャポンプの吐出圧が、−5℃よりも高い温度の場合の吐出圧よりも高くなり、ウォッシャ液を適正に払拭可能な噴射量に増加させることが可能となる。このように、ウォッシャ液が氷点下以下の低温となっても、簡単な制御で、ウォッシャ液を払拭可能な噴射量に増加させることが可能となる。
請求項3に係る発明は、車両のウィンドウガラスにウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、前記ウォッシャノズルにウォッシャ液を供給するウォッシャポンプと、前記車両の外気温、前記車両のエンジンルーム内のエンジンの温度であるエンジン温、及び前記ウォッシャタンクから前記ウォッシャノズルまでの流路の近傍温度の何れかの温度を取得する取得手段と、前記ウォッシャポンプの吐出圧を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記取得手段で取得される温度が高いときよりも、低いときの方が前記ウォッシャポンプの吐出圧が高くなるように制御することを特徴とする。
この構成によれば、次のような作用効果を得ることができる。車両の外気温、エンジンルーム内のエンジン温、及びウォッシャタンクからウォッシャノズルまでの流路の近傍温度の何れかが低温となって、これに伴いウォッシャ液の液温も下がり、その粘度が高まっても、粘度が高くなる程にポンプ吐出圧を高くするので、ガラスを適正な払拭に必要量のウォッシャ液を噴射することが可能となる。言い換えれば、払拭性能の低下を防止することができる。
請求項4に係る発明は、請求項3において、前記取得手段は、前記外気温を取得し、前記制御手段は、前記取得される外気温が予め設定した特定外気温以下となった場合に、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記外気温が前記特定外気温よりも高い時の吐出圧よりも、高くする制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、ポンプ吐出圧が、外気温が前記特定外気温よりも高い時の吐出圧よりも、高くなるので、ガラスを適正に払拭可能な噴射量のウォッシャ液を噴射させることが可能となる。また、取得手段としては、予め車両に搭載のエアコン等の制御に用いられる外気温の検出センサを利用すればよいので、その分、コスト低減を図ることができる。
請求項5に係る発明は、請求項4において、前記取得手段は、前記外気温及び前記エンジン温を取得し、前記制御手段は、前記取得される外気温が前記特定外気温以下となった場合でも、同取得されるエンジン温が予め設定した特定エンジン温以上である場合は、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記エンジン温が前記特定エンジン温よりも低い時の吐出圧よりも、低くする制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、車両の外気温が低い場合でも、エンジン温が高い場合には、エンジンルーム内のタンクのウォッシャ液が温まって粘度が低くなっているので、ウォッシャ液が流路を流れ易くなっている。この場合に、ポンプ吐出圧を下げれば、ガラスの適正な払拭を損なうことなく噴射量が減少するので、ウォッシャ液の無駄な消費を抑制することができる。また、取得手段としては、予め車両に搭載されているエンジン温の検出センサや、エンジン温水、エンジン油温、ミッション油温等の検出センサを利用すればよいので、その分、コスト低減を図ることができる。
請求項6に係る発明は、請求項4において、前記取得手段は、前記外気温及び前記近傍温度を取得し、前記制御手段は、前記取得される外気温が前記特定外気温以下となった場合でも、同取得される近傍温度が予め設定した特定近傍温度以上である場合は、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記近傍温度が前記特定近傍温度よりも低い時の吐出圧よりも、低くする制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、車両の外気温が低い場合でも、ウォッシャ液の流路近傍温度が高い場合には、ウォッシャ液が温まって粘度が低く流れ易くなっているので、ポンプ吐出圧を下げれば、ガラスの適正な払拭を損なうことなく噴射量が減少する。これにより、ウォッシャ液の無駄な消費を抑制することができる。
請求項7に係る発明は、請求項1〜6の何れか1項において、前記ウォッシャ液に含まれる成分を検知する成分検知手段を備え、前記制御手段は、前記成分検知手段で検知される成分を含むウォッシャ液の液温と粘度との対応関係から、当該検知時に前記検出された液温に対応するウォッシャ液の粘度を求め、この求めた粘度の時に、前記ウィンドウガラスの適正な払拭に必要量のウォッシャ液が吐出可能な吐出圧になるように、前記ウォッシャポンプの吐出圧を補正することを特徴とする。
この構成によれば、ウォッシャ液の成分に応じて、ウォッシャ液の温度変化時の動粘度の上昇又は下降の変化率が変わるため、その成分に応じてポンプ吐出圧を補正することで、より良い払拭に適したウォッシャ液の噴射が可能なポンプ吐出圧とすることができる。
本発明によれば、ウォッシャ液の温度変化に応じて粘度が上昇又は下降しても、ウィンドウガラスを適正に払拭可能な噴射量のウォッシャ液を噴射することができるウォッシャ噴射装置を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係るウォッシャ噴射装置を用いた車両の斜視図である。 第1実施形態に係るウォッシャ噴射装置の制御部の構成を示すブロック図である。 ウォッシャ液の液温Tとポンプ吐出圧Pとの関係を示す液温・吐出圧対応マップ図である。 (a)ウォッシャ液の液温Tと粘度ηとの関係を示す液温・粘度対応マップ図、(b)ウォッシャ液の粘度ηとポンプ吐出圧Pとの関係を示す粘度・吐出圧対応マップ図である。 第1実施形態に係るウォッシャ噴射装置の制御部によるウォッシャポンプの吐出圧の制御を説明するためのフローチャートである。 第1実施形態の変形例1に係るポンプ吐出圧Pを制御する閾値温度T0を示した液温Tとポンプ吐出圧Pとの関係を示す図である。 第1実施形態の変形例3に係るウォッシャタンクに成分検知センサを更に設けた車両の構成を示す斜視図である。 第1実施形態の変形例3に係るウォッシャ噴射装置の制御部の構成を示すブロック図である。 第1実施形態の変形例3に係るウォッシャ液の液温Tと動粘度ηvとの関係を示す液温・粘度対応マップ図である。 第1実施形態の変形例3に係るウォッシャ液の動粘度ηvとポンプ吐出圧Pとの関係を示す粘度・吐出圧対応マップ図である。 本発明の第2実施形態に係るウォッシャ噴射装置を用いた車両の斜視図である。 第2実施形態に係るウォッシャ噴射装置の制御部の構成を示すブロック図である。 (a)第2実施形態に係る外気温Toとウォッシャ液の液温Tとの関係を示す図、(b)ウォッシャ液の液温Tと粘度ηとの関係を示す図、(c)ある粘度ηeの時に、ガラスの適正な払拭に必要量のウォッシャ液が噴射不可能となる際のポンプ吐出圧P2jの一例を示す図である。 第2実施形態に係るポンプ吐出圧Pを制御する特定外気温To1を示した外気温Toとポンプ吐出圧Pとの関係を示す図である。 第2実施形態の変形例1に係るウォッシャ噴射装置を用いた車両の斜視図である。 第2実施形態の変形例1に係るウォッシャ噴射装置の制御部の構成を示すブロック図である。 第2実施形態の変形例1に係るポンプ吐出圧Pを制御する特定エンジン温Te1を示したエンジン温Teとポンプ吐出圧Pとの関係を示す図である。 第2実施形態の変形例2に係るウォッシャ噴射装置を用いた車両の斜視図である。 第2実施形態の変形例2に係るウォッシャ噴射装置の制御部の構成を示すブロック図である。 第2実施形態の変形例2に係るポンプ吐出圧Pを制御する特定流路近傍温度Tn1を示した流路近傍温度Tnとポンプ吐出圧Pとの関係を示す図である。
本発明の実施形態について、図1〜図20を参照して詳細に説明する。説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、車両の運転者(図示せず)からみた前後左右上下に基づいて説明する。
<第1実施形態の構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係るウォッシャ噴射装置を用いた車両の斜視図である。
図1に示すように、車両1のウォッシャ噴射装置10は、ワイパアーム11と、ワイパブレード12と、ウォッシャノズル13と、ワイパモータ14と、ウォッシャタンク15と、ウォッシャポンプ16と、ウォッシャポンプ16及びウォッシャノズル13を接続するパイプ18と、制御部(制御手段)19と、液温検出センサ(検出手段)41とを備えて構成されている。
なお、ワイパアーム11をアーム11、ワイパブレード12をブレード12、ウォッシャノズル13をノズル13、ワイパモータ14をモータ14、ウォッシャタンク15をタンク15、ウォッシャポンプ16をポンプ16と省略する場合もある。
ワイパモータ14は、ブラシレスモータ等が適用されており、車両1におけるフロントガラス2の前方側のエンジンフード3の内部に配置されている。このワイパモータ14は、ワイパアーム11の後端部(アーム後端部という)11aの車両前後方向の軸を中心に、アーム11を円弧状に往復動作させるように駆動する。フロントガラス2は、請求項記載のウィンドウガラスであり、単にガラス2ともいう。
ワイパアーム11は、棒状を成し、ガラス2の前方右側の近傍のカウルトップに設けられた歯車リンク機構等に取り付けられ、アーム後端部11aから直線状に延びる棒状部分がガラス2の外面に横方向に配置されている。また、ワイパアーム11の先端部には、ウォッシャノズル13が取付られている。
アーム後端部11aの軸とワイパモータ14の軸とは、図示せぬ歯車リンク機構等を介して組み付けられている。例えば、ワイパモータ14とアーム後端部11aとの組み付け構成は、図示はしないが周知のように、モータ14に歯車リンク機構を組合せ、更に歯車リンク機構によって作動するリンクロッド(図示せず)を設け、このリンクロッドにワイパアーム11を連結し、アーム11が円弧状に往復動作するように成されている。この他、モータ14がステッピングモータであれば、モータ14の軸をアーム後端部11aの軸に接合部材等を介して組合せてもよい。
ワイパブレード12は、ゴム材料等の弾性材料により形成された細幅の長手形状を成している。このブレード12は長手形状の途中部分が、ウォッシャノズル13を介してワイパアーム11の先端部に取り付けられている。このブレード12の取付状態は、アーム11の長手方向に沿っている。また、ブレード12は、モータ14の回転駆動に応じて円弧状に往復動作するアーム11と共に、図1に示す概略水平状態から、図面左側に円弧状に往動し、水平に対して概略垂直状態(図示せず)となり、この後、図面右側に円弧状に復動し、概略水平状態に戻るといった往復動作を繰り返す。この際、ウォッシャノズル13も一体に往復動作を行う。
ウォッシャノズル13は、ワイパアーム11の先端部に固定されており、ウォッシャ液をガラス2へ噴射する。このノズル13は、往路側ノズル13aと、復路側ノズル13bとを有する。往路側ノズル13aは、アーム11が往路側へ移動する場合に往路側移動方向へ向けてウォッシャ液を噴射する。復路側ノズル13bは、復路側へ移動する場合に復路側移動方向へ向けてウォッシャ液を噴射する。この噴射方向の切換は、後述のように制御部19(図2参照)によって行われる。
ウォッシャタンク15は、樹脂等の材料により形成されたウォッシャ液を貯水するタンクであり、エンジン4が配置されたエンジンルーム4a内の右側壁の下方位置に配置されている。タンク15には、液温検出センサ41が設けられている。
液温検出センサ41は、タンク15内のウォッシャ液の温度である液温T[℃]を検出し、この検出した液温を制御部19へ出力する。但し、図1では、分かり易くするため、液温検出センサ41がタンク15内のウォッシャ液の液温Tを検出するように設けられている構成としたが、この限りでは無い。即ち、液温検出センサ41は、タンク15以外の、タンク15の出口からパイプ18を介したノズル13間の液温Tを検出するように設けられていてもよい。例えば、パイプ18の周壁から内部へ、液温検出センサ41の温度検出素子をウォッシャ液の流通を妨げない状態で挿通して液温Tを検出するようにしてもよい。
ウォッシャポンプ16は、タンク15内のウォッシャ液をパイプ18を介してノズル13から噴射させるための駆動源である。このウォッシャポンプ16は、ウォッシャ液を噴射させるためのポンプ(図示せず)と、このホンプの羽根車(図示せず)を回転させるためのモータ(図示せず)とが一体となった電動ポンプ装置であり、タンク15の下面に配設されている。
パイプ18は、ビニールやプラスチック材等により形成され、ポンプ16とノズル13とを接続し、ポンプ16から吐出されたウォッシャ液をノズル13へ供給する流路である。このパイプ18は、図2にその一部を示すように、ワイパアーム11の図示せぬ空洞内を通ってノズル13に接続されている。
図1及び図2に示す制御部19は、ワイパモータ14及びウォッシャポンプ16の動作を制御するものであり、モータ制御部21と、ポンプ制御部23とを備えて構成されている。
なお、制御部19は、図示はしないが、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク等の記憶装置等を備え、これらの要素が情報伝達可能にバス接続された構成となっている。
モータ制御部21は、一般的な制御として、車両1の室内に配設されたワイパスイッチ31がON(オン)時にモータ制御信号によりワイパモータ14を回転駆動させ、OFF(オン)時にワイパモータ14を停止させる。また、モータ制御部21は、モータ制御信号によりモータ14の回転軸の回転方向を正回転と逆回転に切り替えてワイパアーム11を往復動作させ、この際、モータ14に流す電流を増減することにより、往復動作時の速度を遅速変化させる。モータ14が正回転の場合にアーム11が往路側に移動し、逆回転の場合にアーム11が復路側に移動する。
このアーム11の往復動作は、ウォッシャスイッチ32がONとされた場合にも行なわれる。即ち、ワイパスイッチ31がOFF状態の場合に、ウォッシャスイッチ32がONにされると、ポンプ制御部23から出力されるポンプ制御信号の制御により、ポンプ16がタンク15からウォッシャ液を吸い込んで吐出する。この吐出されたウォッシャ液は、パイプ18を介してノズル13から噴射される。この噴射と同時に、ワイパモータ14によりアーム11が往復駆動され、ワイパブレード12がガラス2の上面を所定回数(例えば3回)往復動作する。このように、例えばアーム11が3回の往復動作中、ウォッシャ液が噴射される。また、ワイパスイッチ31がON状態の場合に、ウォッシャスイッチ32がONにされると、往復動作中のノズル13からウォッシャ液が所定時間、噴射される。
モータ制御部21からのモータ制御信号は、ノズル13の内部に設けられた噴射方向切換部13cへも出力される。
噴射方向切換部13cは、入力されるモータ制御信号が正回転制御信号の場合、パイプ18を矢印Y1で示す方向に流れるウォッシャ液が、矢印Y1aで示すように往路側ノズル13aから噴射されるように流路の切換を行う。この逆に、モータ制御信号が逆回転制御信号の場合、ウォッシャ液が矢印Y1bで示すように復路側ノズル13bから噴射されるように流路の切換を行う。
このように噴射方向切換部13cでウォッシャ液の噴射方向を切り換えることにより、アーム11が往路側へ移動する場合は、矢印Y1aで示すように往路側ノズル13aからウォッシャ液が噴射され、アーム11が復路側へ移動する場合は、矢印Y1bで示すように復路側ノズル13bからウォッシャ液が噴射される。
ポンプ制御部23は、RAMやフラッシュメモリ等のデータを読み書き自在な記憶手段による保持部23aと、図示せぬ記憶手段に記憶された液温・吐出圧対応テーブル情報D1(単に、テーブル情報D1ともいう)とを有する。このポンプ制御部23は、ポンプ制御信号により、ポンプ16がタンク15内のウォッシャ液をパイプ18へ吐出するように、ポンプ16の汲み上げ吐出動作及びこの際の吐出圧を制御する。
ポンプ制御信号は、例えばPWM(Pulese Width Modulation)制御信号である。このPWM制御信号のデュティ比を変え、ポンプ16の構成要素であるモータ(図示せず)の回転数を可変制御することにより、ポンプ16の吐出圧(ポンプ吐出圧P)を可変可能となっている。ポンプ吐出圧Pを高くする場合はPWM制御信号のデュティ比を上げ、低くする場合はデュティ比を下げる。
更に、ポンプ制御部23は、液温検出センサ41で今回検出されたタンク15内のウォッシャ液の液温Tを、後述の液温・吐出圧対応テーブル情報D1に当て嵌め、その検出された液温Tに対応付けられたポンプ吐出圧Pを求める。そして、ポンプ16をその求めたポンプ吐出圧Pに制御する。この制御時には、今回検出された液温Tが、前回液温Tqとして保持部23aに上書きされて保持される。
そのテーブル情報D1は、図3に示す液温Tとポンプ吐出圧Pとの関係をデータ値で表したものである。
図3は横軸に液温Tを、−T4(低温側温度)〜T4(高温側温度)として示し、縦軸にポンプ吐出圧Pを、P1(最小吐出圧)〜P1m(最大吐出圧)として示し、液温Tとポンプ吐出圧Pとの対応関係を、グラフ線G1で示した液温・吐出圧対応マップ図である。各液温−T4〜T4にグラフ線G1で対応付けられるポンプ吐出圧P1〜P1iは、フロントガラス2を適正に払拭可能な噴射量のウォッシャ液を吐出可能な吐出圧である。
つまり、グラフ線G1は、液温Tが低くなる程にポンプ吐出圧Pが高くなる相関関係を示している。例えば、液温T0の場合はポンプ吐出圧P1eであり、その液温T0よりも低い液温−T2では、「P1e」よりも高いポンプ吐出圧P1gとなる関係がある。
図3に示す液温Tとポンプ吐出圧Pとの対応関係は、図4(a)に示す液温・粘度対応マップ図と、(b)に示す粘度・吐出圧対応マップ図とから導かれている。
図4(a)に示すマップ図は、横軸に液温Tを、−T4(低温側温度)〜T4(高温側温度)として示し、縦軸にウォッシャ液の粘度η[Pa・s(パスカル秒)]を、ηa(低粘度側)〜ηi(高粘度側)として示し、液温Tと粘度ηとの対応関係を、グラフ線G1aで示した図である。この液温Tと粘度ηとの対応関係から、液温検出センサ41で検出される液温Tに対応する粘度ηが求められる。
図4(b)に示すマップ図は、横軸に粘度ηを、ηa(低粘度側)〜ηi(高粘度側)として示し、縦軸にポンプ吐出圧Pを、P1(最小吐出圧)〜P1m(最大吐出圧)として示し、粘度ηとポンプ吐出圧Pとの対応関係を、グラフ線G1bで示した図である。上述したように図4(a)から求められた粘度ηを、(b)の粘度ηとポンプ吐出圧Pの対応関係に当て嵌めれば、粘度ηに対応するポンプ吐出圧Pが求められる。
このように図4(a)及び(b)に示すマップ図から導かれる、図3に示すマップ図の液温Tとポンプ吐出圧Pとの対応関係から、今回検出された液温Tに対応するポンプ吐出圧Pが求められる。
<第1実施形態の動作>
次に、制御部19によるウォッシャポンプ16の吐出圧の制御を、図5に示すフローチャートを参照して説明する。但し、ウォッシャタンク15には、ウォッシャ液として、凍結温度以下となっても凍結しない不凍ウォッシャ液が貯留されているとする。
ステップS1において、ワイパスイッチ31がONにされると、モータ制御部21がモータ制御信号により、ワイパモータ14を正回転と逆回転とに交互に切り替えながら回転駆動して、ワイパアーム11を往復動作させる。この際、アーム11に取り付けられたワイパブレード12及びウォッシャノズル13も一体に往復動作する。更に、ウォッシャスイッチ32がONにされ、ポンプ16が作動してノズル13からウォッシャ液が噴射されることを前提とする。
なお、ウォッシャスイッチ32がONにされ、ノズル13からウォッシャ液が噴射されると同時に、モータ14によりアーム11が往復駆動され、ブレード12がガラス2の上面を所定回数往復動作すると共に、ウォッシャ液が噴射されることを前提としてもよい。
ステップS2において、液温検出センサ41でタンク15内の不凍ウォッシャ液の液温Tが検出され、ポンプ制御部23へ出力される。その検出液温Tは、例えば図3に示す「−T2」であるとする。
ステップS3において、ポンプ制御部23は、検出液温−T2に対応付けられたポンプ吐出圧Pを、液温・吐出圧対応テーブル情報D1から求める。つまり、図3に示す液温−T2に対応するポンプ吐出圧P1gが求められる。このポンプ吐出圧P1gは、現在保持部23aに保持されている液温T0に対応付けられるポンプ吐出圧P1eよりも高い。ポンプ制御部23は、ポンプ16の吐出圧を、その求めたポンプ吐出圧P1gとする制御を行う。この際、保持部23aに検出液温−T2を上書きして保持する。
ステップS4において、ポンプ16は、上記ステップS3で求めたポンプ吐出圧P1gで、タンク15から不凍ウォッシャ液を吸い込みパイプ18へ吐出する。これによって、ノズル13から適正な払拭に必要な量の不凍ウォッシャ液がフロントガラス2に噴射される。
一方、例えば検出液温Tが、上記保持中の液温T0よりも高い液温T1だった場合は、ポンプ制御部23は、テーブル情報D1から液温T1に対応するポンプ吐出圧P1dを求める。このポンプ吐出圧P1dは、液温T0に対応するポンプ吐出圧P1eよりも低い。このポンプ吐出圧P1dのポンプ16で、不凍ウォッシャ液がパイプ18へ吐出されてノズル13から噴射される。
<第1実施形態の効果>
以上説明した第1実施形態のウォッシャ噴射装置10は、車両1のウィンドウガラスであるフロントガラス2にウォッシャ液を噴射するウォッシャノズル13と、ウォッシャノズル13にウォッシャ液を供給するウォッシャポンプ16と、ウォッシャ液の温度である液温を検出する検出手段としての液温検出センサ41と、ウォッシャポンプ16の吐出圧を制御する制御部19とを備える。そして、制御部19が、液温検出センサ41で検出される液温Tが高いときよりも、低いときの方がウォッシャポンプ16の吐出圧が高くなるように制御するようにした。
この構成によれば、ウォッシャ液が低温となってその粘度が高まっても、粘度が高くなる程にウォッシャポンプ16の吐出圧(ポンプ吐出圧P)を高くするので、ウィンドウガラス(ガラス)を適正な払拭に必要量のウォッシャ液を噴射することができる。言い換えれば、払拭性能の低下を防止することができる。
また、ウォッシャ液の温度が高く粘度が低い場合は、ポンプ吐出圧Pが低く制御される。この制御の場合、ポンプ吐出圧Pが低く吐出量は減るが、粘度が低くウォッシャ液が流れ易いので低温時に比べ吐出量が多くなる。このため、ポンプ吐出圧を低くしても、適正な払拭に必要量のウォッシャ液を噴射することができ、尚且つ、ウォッシャ液の無駄な消費を抑制することができる。
つまり、ウォッシャ液の温度変化に応じて粘度ηが上昇又は下降しても、ウォッシャ液が過剰噴射とならないように、ガラス2を適正に払拭可能な噴射量のウォッシャ液を噴射することができる。
<第1実施形態の変形例1>
次に、第1実施形態の変形例1について説明する。
ポンプ制御部23は、保持部23aに予め定められた閾値温度Thを保持しておき、液温検出センサ41で検出される液温Tが閾値温度Th以下となった場合に、ポンプ吐出圧Pを、液温Tが閾値温度Thよりも高温時の吐出圧よりも、高くする制御を行う。
例えば、閾値温度Thを図6に示すT0と定め、この閾値温度T0を保持部23aに保持しておく。閾値温度T0は、氷点下以下であって、低い方のポンプ吐出圧P1eでは、ウォッシャ液を適正に払拭可能な噴射量とすることができなくなる温度であるとする。ポンプ制御部23は、図6に示すように、検出液温TがT0よりも高い場合は、ポンプ吐出圧PをP1eに制御する。その後、検出液温Tが閾値温度T0以下となった場合に、ポンプ吐出圧Pを、P1eよりも高い、ポンプ吐出圧P1iとする制御を行う。これにより、ウォッシャ液が氷点下以下で、ウォッシャ液を適正に払拭可能な噴射量とすることができなくなる低温となっても、簡単な制御で、ウォッシャ液を適正に払拭可能な噴射量に増加させることが可能となる。
<第1実施形態の変形例2>
次に、第1実施形態の変形例3について説明する。
図7に示すように、ウォッシャタンク15に成分検知センサ45を更に設けた。成分検知センサ45は、ウォッシャ液の成分を検出する成分検知素子(図示せず)がタンク15内に挿通されており、成分検知素子の検出により、ウォッシャ液に含まれる成分を検知し、この成分を制御部19へ出力するものである。
また、図8に示すように、ポンプ制御部23Bに、図示せぬ記憶手段に記憶された液温・粘度対応テーブル情報D2と、粘度・吐出圧対応テーブル情報D3とを更に備えた。なお、液温・粘度対応テーブル情報D2をテーブル情報D2、粘度・吐出圧対応テーブル情報D3をテーブル情報D3ともいう。
テーブル情報D2は、図9に示す液温Tと動粘度ηvとの関係をデータ値で表したものである。図9は横軸に液温Tを、−T5(低温側温度)〜T4(高温側温度)として示し、縦軸にウォッシャ液の動粘度ηv[m/s]を、ηv0(低粘度側)〜ηv7(高粘度側)として示し、液温Tと動粘度ηvとの対応関係を、異なる2本のグラフ線G2v,G3vで示した液温・粘度対応マップ図である。なお、動粘度は、一般的に粘度と呼ばれていることから、動粘度は、請求項記載の粘度に含まれているとする。
一方のグラフ線G2vは、メタノール系の成分を含むウォッシャ液の液温Tと動粘度ηvとの対応関係を示す。他方のグラフ線G3vは、エタノール系の成分を含むウォッシャ液の液温Tと動粘度ηvとの対応関係を示す。
テーブル情報D3は、図10に示す動粘度ηvとポンプ吐出圧Pとの関係をデータ値で表したものである。図10は横軸にウォッシャ液の動粘度ηv[m/s]を、ηv0(低粘度側)〜ηv7(高粘度側)として示し、縦軸にポンプ吐出圧Pを、P1(最小吐出圧)〜P1m(最大吐出圧)として示し、動粘度ηvとポンプ吐出圧Pとの対応関係を、異なる2本のグラフ線G2p,G3pで示した粘度・吐出圧対応マップ図である。このマップ図のポンプ吐出圧Pは、該当動粘度ηvの場合に、ガラス2の適正な払拭に必要量のウォッシャ液が吐出可能となる吐出圧となっている。
一方のグラフ線G2pはグラフ線G2v(図9)に対応し、他方のグラフ線G3pはグラフ線G3v(図9)に対応している。
なお、本実施形態では、図9にグラフ線G2v,G3v、図10にグラフ線G2p,G3pで示したメタノール系とエタノール系との2種類の成分のテーブル情報D2,D3を、ポンプ制御部23Bが保持するものとしたが、3種類以上の成分をテーブル情報で保持してもよい。
ポンプ制御部23Bは、まず、テーブル情報D2を参照して、成分検知センサ45で検知された成分vを含むウォッシャ液の液温Tと動粘度ηvとの対応関係から、液温検出センサ41での検出液温Tに対応するウォッシャ液の動粘度ηvを求める。例えば、検知成分vを含むウォッシャ液がエタノール成分を含んでおり、図9に示すグラフ線G3vで示される液温Tと動粘度ηvとの対応関係を有するものであるとする。この場合に、検出液温Tに対応するウォッシャ液の動粘度ηvが、例えばηv2と求められたとする。
次に、ポンプ制御部23Bは、先に求めた動粘度ηv2を、テーブル情報D3のグラフ線G3v(図9)に対応するグラフ線G3p(図10)で示される動粘度ηvとポンプ吐出圧Pとの対応関係の情報に当て嵌め、当該動粘度ηv2に対応するポンプ吐出圧P1gを求める。そして、ポンプ制御部23Bが、ポンプ16の吐出圧を、そのポンプ吐出圧P1gとする。これにより、ガラス2の適正な払拭に必要量のウォッシャ液をノズル13から噴射することができる。
<第2実施形態の構成>
図11は、本発明の第2実施形態に係るウォッシャ噴射装置を用いた車両の斜視図である。図11に示すウォッシャ噴射装置10Aが、図1に示したウォッシャ噴射装置10と異なる点は、液温検出センサ41は備えず、車両1に予め搭載された外気温検出センサ(取得手段)42を用い、制御部19Aが、図12に示すように保持部23aを有するポンプ制御部23Cを備えたことにある。
外気温検出センサ42は、エアコンの制御等に用いられる外気温の検出センサであり、外気温Toを検出(取得)してポンプ制御部23Cへ出力する。
ここで、外気温Toと、ウォッシャ液の液温Tとの関係は、図13に示すように、横軸の外気温Toの−To4〜To4へ向かう上昇に応じて、縦軸の液温Tも−T4〜T4へ向かうように上昇するといった関係がある。この関係の一例をグラフ線G4で示している。なお、液温Tは、第1実施形態で説明した通り、タンク15内や、タンク15の出口からパイプ18を介したノズル13間でのウォッシャ液の温度であるとする。
また、液温Tとウォッシャ液の粘度ηとの関係は、図4(a)を参照して説明した通りである。更に、粘度ηとポンプ吐出圧Pとの関係は、図4(b)を参照して説明した通りである。
ポンプ制御部23Cは、外気温Toの低下によるウォッシャ液の液温Tの低下に伴う粘度ηの上昇により、ガラス2の適正な払拭に必要量のウォッシャ液が噴射不可能となる際の特定外気温Tosを保持部23aに保持しておく。例えば、検出外気温Toが低下し、図13に示す−To1となった際に、液温Tが「T0」となると、図4(a)に示すように粘度ηが「ηe」となる。この粘度ηeの時に、図4(b)に示すようにポンプ吐出圧P1eとなる。このときの外気温−To1を、予め特定外気温Tos=−To1として保持部23aに保持しておく。
そして、ポンプ制御部23Cは、外気温検出センサ42で検出される外気温Toが、保持部23aに保持された特定外気温To以下となった場合に、ポンプ吐出圧Pを、外気温Toが特定外気温Tosを超える高温時の吐出圧よりも、高くする制御を行う。例えば、外気温Toとポンプ吐出圧Pとの関係を示した図14に示すように、検出外気温Toが特定外気温−To1以下となった場合に、ポンプ吐出圧Pを、外気温Toが特定外気温−To1の時の吐出圧P1eよりも、「P1j」と高くする制御を行う。
<第2実施形態の効果>
その制御により、ポンプ吐出圧Pが、ガラス2が適正に払拭できない場合のポンプ吐出圧P2jよりも、「P1j」と高くなるので、ガラス2を適正に払拭できる噴射量のウォッシャ液を噴射させることが可能となる。
また、外気温検出センサ42としては、予め車両1に搭載のエアコン等の制御に用いられる外気温の検出センサを利用すればよいので、新規で外気温検出センサ42を設ける必要が無く、その分、コスト低減を図ることができる。
<第2実施形態の変形例1>
次に、第2実施形態の変形例1について説明する。
図15に示すウォッシャ噴射装置10Aが、図11に示したウォッシャ噴射装置10Aと異なる点は、エンジン温検出センサ(取得手段)44を更に備え、制御部19Aのポンプ制御部23Cが、図16に示すようにエンジン温検出センサ44で検出(取得)されるエンジン温Teを更に用いて、ポンプ吐出圧Pを制御するようにしたことにある。
エンジン温検出センサ44は、タンク15が配置されたエンジンルーム4a内のエンジン4の温度(エンジン温)Teを検出してポンプ制御部23Cへ出力する。
ここで、エンジン温Teと、ウォッシャ液の液温Tとの関係は、図13の外気温Toと液温Tとの関係のように、エンジン温Teの上昇に応じて、液温Tも上昇するといった関係がある。つまり、外気温Toが低くてもエンジン温Teが高ければ、液温Tは高くなっている。
また、液温Tとウォッシャ液の粘度ηとの関係は、図4(a)に示したように、液温Tの上昇に応じて、粘度ηが下降するといった関係があるので、エンジン温Teが高い場合には、エンジンルーム4a内のタンク15のウォッシャ液が温まって粘度ηが低くなっており、ウォッシャ液が流路を流れ易くなっている。
ポンプ制御部23Cは、タンク15内のウォッシャ液が、ガラス2の適正な払拭に必要量のウォッシャ液が噴射可能な粘度となる際の特定エンジン温Tesを保持部23aに予め保持しておく。
更に、ポンプ制御部23Cは、第2実施形態で説明したように、外気温検出センサ42で検出された外気温Toが特定外気温−To1以下(図14参照)となった場合でも次のような制御を行う。即ち、エンジン温検出センサ44で検出されるエンジン温Teが特定エンジン温Tes以上である場合は、ポンプ吐出圧Pを、エンジン温Teが特定エンジン温Tesよりも低い時の吐出圧よりも、低くする制御を行う。
例えば、第2実施形態では、検出外気温Toが図14に示したように、特定外気温−To1以下となった場合には、ポンプ制御部23Cは、ポンプ吐出圧Pを、外気温Toが特定外気温−To1の時の吐出圧P1eよりも、「P1j」と高くする制御を行っていた。
しかし、本変形例1では、検出された外気温Toが特定外気温−To1以下となった場合でも、ポンプ制御部23Cは、図17に示すように、検出されるエンジン温Teが、保持部23aに予め保持された特定エンジン温Te1以上である場合は、ポンプ吐出圧Pを、エンジン温Teが特定エンジン温Te1よりも低い時の吐出圧P1hよりも、「P1d」と低くする制御を行う。つまり、特定エンジン温Te1以上の場合は、ウォッシャ液が温まって粘度ηが低くなり流れ易くなっているので、ポンプ吐出圧Pを「P1d」と低くする制御を行う。
この制御により次のような効果が得られる。即ち、車両1の外気温が低い場合でも、エンジン温Teが高い場合には、エンジンルーム4a内のタンク15のウォッシャ液が温まって粘度ηが低くなり流路を流れ易くなっている。このため、ポンプ吐出圧Pを下げれば、ガラス2の適正な払拭を損なうことなく噴射量が減少するので、ウォッシャ液の無駄な消費を抑制することができる。
また、エンジン温検出センサ44としては、予め車両に搭載されているエンジン温の検出センサや、エンジン温水、エンジン油温、ミッション油温等の検出センサを利用すればよいので、新規でエンジン温検出センサ44を設ける必要が無く、その分、コスト低減を図ることができる。
本変形例1では、車両1の外気温が低い場合でも、エンジン温Teが高い場合には、ポンプ吐出圧Pを下げるようにしたが、外気温は検出せず、エンジン温Teのみを検出し、この検出エンジン温Teに応じてポンプ吐出圧Pを下げる等の制御を行ってもよい。
<第2実施形態の変形例2>
次に、第2実施形態の変形例2について説明する。
図18に示すウォッシャ噴射装置10Aが、図11に示したウォッシャ噴射装置10Aと異なる点は、流路近傍温度検出センサ(取得手段)43を更に備え、制御部19Aのポンプ制御部23Cが、図19に示すように流路近傍温度検出センサ43で検出される流路近傍温度Tnを更に用いて、ポンプ吐出圧Pを制御するようにしたことにある。なお、流路近傍温度Tnは、請求項記載の近傍温度である。なお、流路近傍温度Tnは、請求項記載の近傍温度である。
流路近傍温度検出センサ43は、タンク15からノズル13までの流路の近傍温度(流路近傍温度)Tnを検出(取得)してポンプ制御部23Cへ出力する。
ここで、流路近傍温度Tnとウォッシャ液の液温Tとの関係は、図13の外気温Toと液温Tとの関係のように、流路近傍温度Tnの上昇に応じて、液温Tも上昇するといった関係がある。
また、液温Tとウォッシャ液の粘度ηとの関係は、図4(a)をに示した関係があるので、流路近傍温度Tnが高い場合には、流路のウォッシャ液が温まって粘度ηが低くなり流路を流れ易くなっている。
ポンプ制御部23Cは、タンク15内のウォッシャ液が、ガラス2の適正な払拭に必要量のウォッシャ液が噴射可能な粘度となる際の特定流路近傍温度Tnsを保持しておく。なお、特定流路近傍温度Tnsは、請求項記載の特定近傍温度である。
そして、ポンプ制御部23Cは、第2実施形態で説明したように、外気温検出センサ42で検出された外気温Toが特定外気温−To1以下となった場合でも次のような制御を行う。即ち、流路近傍温度検出センサ43で検出される流路近傍温度Tnが特定流路近傍温度Tns以上である場合は、ポンプ吐出圧Pを、流路近傍温度Tnが特定流路近傍温度Tnsよりも低い時の吐出圧よりも、低くする制御を行う。
例えば、第2実施形態では、検出外気温Toが図14に示したように、特定外気温−To1以下となった場合には、ポンプ制御部23Cは、ポンプ吐出圧Pを、外気温Toが特定外気温−To1の時の吐出圧P1eよりも、「P1j」と高くする制御を行っていた。
しかし、本変形例2では、検出された外気温Toが特定外気温−To1以下となった場合でも、ポンプ制御部23Cは、図20に示すように、検出される流路近傍温度Tnが、保持部23aに予め保持された特定流路近傍温度Tn1以上である場合は、ポンプ吐出圧Pを、流路近傍温度Tnが特定流路近傍温度Tn1よりも低い時の吐出圧P1hよりも、「P1d」と低くする制御を行う。つまり、特定流路近傍温度Tns以上の場合は、ウォッシャ液が温まって粘度ηが低くなり流れ易くなっているので、ポンプ吐出圧Pを「P1d」と低くする制御を行う。
この制御により次のような効果が得られる。即ち、車両1の外気温が低い場合でも、ウォッシャ液の流路近傍温度Tnが高い場合には、ウォッシャ液が温まって粘度ηが低く流れ易くなっている。このため、ポンプ吐出圧Pを下げれば、ガラス2の適正な払拭を損なうことなく噴射量が減少するので、ウォッシャ液の無駄な消費を抑制することができる。
本変形例2では、車両1の外気温が低い場合でも、流路近傍温度Tnが高い場合には、ポンプ吐出圧Pを下げるようにしたが、外気温は検出せず、流路近傍温度Tnのみを検出し、この検出流路近傍温度Tnに応じてポンプ吐出圧Pを下げる等の制御を行ってもよい。
<その他の変形例>
この他、第2実施形態並びにその変形例1,2の構成において、前述した第1実施形態の変形例1のように、ウォッシャタンク15に成分検知センサ45(図7参照)を更に設けてもよい。この際に、ポンプ制御部23Cが、ポンプ制御部23B(図8参照)のように、ポンプ16の吐出圧を、ガラス2の適正な払拭に必要量のウォッシャ液が吐出可能となるポンプ吐出圧(例えば図10に示す「P1g」)に補正するようにする。この補正により、ガラス2の適正な払拭に必要量のウォッシャ液をノズル13から噴射することができる。
1 車両
2 フロントガラス(ウィンドウガラス)
4 エンジン
4a エンジンルーム
10,10A ウォッシャ噴射装置
11 ワイパアーム
12 ワイパブレード
13 ウォッシャノズル
13a 往路側ノズル
13b 復路側ノズル
13c 噴射方向切換部
14 ワイパモータ
15 ウォッシャタンク
16 ウォッシャポンプ
18 パイプ
19,19A 制御部(制御手段)
21 モータ制御部
23,23B,23C ポンプ制御部
23a 保持部
41 液温検出センサ(検出手段)
42 外気温検出センサ(取得手段)
43 流路近傍温度検出センサ(取得手段)
44 液温検出センサ(取得手段)

Claims (7)

  1. 車両のウィンドウガラスにウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、
    前記ウォッシャノズルにウォッシャ液を供給するウォッシャポンプと、
    前記ウォッシャ液の温度である液温を検出する検出手段と、
    前記ウォッシャポンプの吐出圧を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記検出手段で検出される液温が高いときよりも、低いときの方が前記ウォッシャポンプの吐出圧が高くなるように制御する
    ことを特徴とするウォッシャ噴射装置。
  2. 前記制御手段は、前記液温が予め定められた閾値温度以下となった場合に、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記液温が前記閾値温度よりも高温時の吐出圧よりも、高くする制御を行う
    ことを特徴とする請求項1に記載のウォッシャ噴射装置。
  3. 車両のウィンドウガラスにウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、
    前記ウォッシャノズルにウォッシャ液を供給するウォッシャポンプと、
    前記車両の外気温、前記車両のエンジンルーム内のエンジンの温度であるエンジン温、及び前記ウォッシャタンクから前記ウォッシャノズルまでの流路の近傍温度の何れかの温度を取得する取得手段と、
    前記ウォッシャポンプの吐出圧を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記取得手段で取得される温度が高いときよりも、低いときの方が前記ウォッシャポンプの吐出圧が高くなるように制御する
    ことを特徴とするウォッシャ噴射装置。
  4. 前記取得手段は、前記外気温を取得し、
    前記制御手段は、前記取得される外気温が予め設定した特定外気温以下となった場合に、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記外気温が前記特定外気温よりも高い時の吐出圧よりも、高くする制御を行う
    ことを特徴とする請求項3に記載のウォッシャ噴射装置。
  5. 前記取得手段は、前記外気温及び前記エンジン温を取得し、
    前記制御手段は、前記取得される外気温が前記特定外気温以下となった場合でも、同取得されるエンジン温が予め設定した特定エンジン温以上である場合は、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記エンジン温が前記特定エンジン温よりも低い時の吐出圧よりも、低くする制御を行う
    ことを特徴とする請求項4に記載のウォッシャ噴射装置。
  6. 前記取得手段は、前記外気温及び前記近傍温度を取得し、
    前記制御手段は、前記取得される外気温が前記特定外気温以下となった場合でも、同取得される近傍温度が予め設定した特定近傍温度以上である場合は、前記ウォッシャポンプの吐出圧を、前記近傍温度が前記特定近傍温度よりも低い時の吐出圧よりも、低くする制御を行う
    ことを特徴とする請求項4に記載のウォッシャ噴射装置。
  7. 前記ウォッシャ液に含まれる成分を検知する成分検知手段を備え、
    前記制御手段は、前記成分検知手段で検知される成分を含むウォッシャ液の液温と粘度との対応関係から、当該検知時に前記検出された液温に対応するウォッシャ液の粘度を求め、この求めた粘度の時に、前記ウィンドウガラスの適正な払拭に必要量のウォッシャ液が吐出可能な吐出圧になるように、前記ウォッシャポンプの吐出圧を補正する
    ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のウォッシャ噴射装置。
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