JP2017170962A

JP2017170962A - ワイパシステム及びワイパシステム制御方法

Info

Publication number: JP2017170962A
Application number: JP2016056347A
Authority: JP
Inventors: 靖弘松本; Yasuhiro Matsumoto
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2016-03-19
Filing date: 2016-03-19
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-19
Also published as: JP6643926B2

Abstract

【課題】ウォッシャ液噴射動作のタイムラグを考慮し、ワイパ動作に正確に対応した噴射作動を実現する。【解決手段】ワイパシステム１は、ワイパブレード４ａ,４ｂと、ブレード進行方向に向かってウォッシャ液１３を噴射可能なウォッシャノズル１１ｆ,１１ｒとを有する。ウォッシャノズル１１ｆ,１１ｒには、ポンプモータ１４によって駆動されるウォッシャポンプ１２からウォッシャ液１３が供給される。ポンプモータ１４はウォッシャスイッチ２０によってＯＮ／ＯＦＦが切り替えられ、コントローラ９によって制御される。コントローラ９は、ウォッシャスイッチがＯＮされたときと、ワイパブレード４ａ,４ｂが上・下反転位置に達しウォッシャ液１３の噴射方向が切り替わるとき、ポンプモータ１４を最大出力にて作動させ、ウォッシャ液１３の噴射タイミングの遅れを補う。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用ワイパシステムの制御技術に関し、特に、ワイパブレードやワイパアームの部位にウインドウォッシャノズルを配した構造のワイパシステムにおけるウォッシャ液の噴射制御技術に関する。

一般に、自動車等の車両には、フロントガラスなどの雨滴払拭や汚れ落としのため、ウォッシャ液（洗浄液）噴射用のウォッシャノズルを備えたワイパ装置が取り付けられており、その場合、ウォッシャノズルは、通常、車両のフロントエンジンフード又はフロントボンネット等などに取り付けられている。ところが、このようなワイパ装置では、ウォッシャ液が払拭エリア外に噴射されてしまい、ウォッシャ液の使用効率が良くなかったり、噴射口からウインドガラスまでの距離が長いため、風圧によって射点がずれてしまったりするなどの問題があった。

そこで、近年、ウォッシャ液の使用効率や射点ズレ対策等の観点から、節水やドライバーの視界確保を図るべく、ワイパブレードやワイパアームの部位にウォッシャ液の噴射口を配したワイパ装置が提案されている。例えば、特許文献１のワイパブレードでは、ブレード長手方向に沿って、ウォッシャ液の水路と噴射口が設けられており、ワイパブレードにはウォッシャタンクから導かれた給水チューブ（給水配管）が接続される。給水チューブには、ウォッシャタンクから、ウォッシャポンプによってウォッシャ液が供給され、ウォッシャスイッチがオンされると、ワイパ動作に合わせて噴射口から適宜ウォッシャ液が噴射される。

国際公開ＷＯ２０１３／０８０９９７号公報

このように、ワイパブレード近傍からウォッシャ液を噴射するワイパ装置では、ワイパ動作を監視し、ワイパ動作に対応した噴射動作を行っている。しかしながら、ウォッシャ液が配管を通過する時間や、制御周期とのタイミングのずれなどから、ウォッシャポンプの駆動開始からウォッシャ液が実際に噴射するまでに若干のタイムラグが生じる。このため、図６に示すように、噴射開始時や上限反転位置における噴射方向反転の際、ウォッシャ液の噴射タイミングがワイパ作動より遅れてしまうという問題があった。

本発明の目的は、車両用ワイパシステムにおいて、ウォッシャ液噴射動作のタイムラグを考慮し、ワイパ動作に対応した噴射作動を実現することにある。

本発明のワイパシステムは、払拭面上に配置され、前記払拭面上に設定された上・下反転位置の間にて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又は該ワイパブレードが取り付けられるワイパアームに設けられ、前記ワイパブレードの進行方向に向かって前記ウォッシャ液を噴射可能なウォッシャノズルと、該ウォッシャノズルに前記ウォッシャ液を供給するためのウォッシャポンプと、該ウォッシャポンプを駆動するポンプモータと、前記ウォッシャポンプの動作のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるウォッシャスイッチと、前記ポンプモータの動作を制御するコントローラと、を備えてなるワイパシステムであって、前記コントローラは、前記ウォッシャスイッチがＯＮされたとき、及び、前記ワイパブレードが前記上・下反転位置に達し前記ウォッシャ液の噴射方向が切り替わるとき、前記ポンプモータを最大出力にて作動させることを特徴とする。

本発明にあっては、ウォッシャスイッチがＯＮされウォッシャ液の噴射が開始される時と、ワイパブレードが上下反転位置に至りウォッシャ液の噴射方向が反転される時に、ポンプモータが最大出力にて一定時間駆動される。これにより、スイッチ操作やブレード反転動作に遅れることなく、ウォッシャ液がブレード進行方向に向けて噴射され、スイッチ操作やブレード動作に対応したウォッシャ液噴射動作が実現される。

前記ワイパシステムにおいて、前記ウォッシャノズルは、前記往路払拭動作の方向に向かって前記ウォッシャ液を噴出する第１ノズルと、前記復路払拭動作の方向に向かって前記ウォッシャ液を噴出する第２ノズルと、を備え、前記コントローラは、前記ワイパブレードが前記上反転位置に達したとき、前記ウォッシャ液を噴出させるノズルを前記第１ノズルから前記第２ノズルに切り替えると共に、前記ポンプモータを最大出力にて作動させて前記第２ノズルから前記ウォッシャ液を噴出させ、前記ワイパブレードが前記下反転位置に達したとき、前記ウォッシャ液を噴出させるノズルを前記第２ノズルから前記第１ノズルに切り替えると共に、前記ポンプモータを最大出力にて作動させて前記第１ノズルから前記ウォッシャ液を噴出させるようにしても良い。

一方、本発明のワイパシステム制御方法は、払拭面上に配置され、前記払拭面上に設定された上・下反転位置の間を往復動し、前記下反転位置から前記上反転位置に向かう往路払拭動作と、前記上反転位置から前記下反転位置に向かう復路払拭動作と、を行うワイパブレードと、前記ワイパブレード又は該ワイパブレードが取り付けられるワイパアームに設けられ、前記ワイパブレードの進行方向に向かって前記ウォッシャ液を噴射可能なウォッシャノズルと、該ウォッシャノズルに前記ウォッシャ液を供給するためのウォッシャポンプと、該ウォッシャポンプを駆動するポンプモータと、前記ウォッシャポンプの動作のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるウォッシャスイッチと、を備えてなるワイパシステムの制御方法であって、前記ウォッシャスイッチがＯＮされたとき、及び、前記ワイパブレードが前記上・下反転位置に達し前記ウォッシャ液の噴射方向が切り替わるとき、前記ポンプモータを最大出力にて作動させることを特徴とする。

本発明のワイパシステムによれば、ウォッシャスイッチがＯＮされたときと、ワイパブレードが上・下反転位置に達しウォッシャ液の噴射方向が切り替わるとき、ポンプモータを最大出力にて作動させるコントローラを設けたので、ウォッシャ液の噴射タイミングの遅れを補い、スイッチ操作やブレード反転動作に対し遅滞なくウォッシャ液を噴射させることが可能となる。その結果、スイッチ操作やブレード動作に対応したウォッシャ液噴射動作が可能となる。

本発明のワイパシステム制御方法によれば、ウォッシャスイッチがＯＮされたときと、ワイパブレードが上・下反転位置に達しウォッシャ液の噴射方向が切り替わるとき、ポンプモータを最大出力にて作動させるので、ウォッシャ液の噴射タイミングの遅れを補い、スイッチ操作やブレード反転動作に対し遅滞なくウォッシャ液を噴射させることが可能となる。その結果、スイッチ操作やブレード動作に対応したウォッシャ液噴射動作が可能となる。

本発明の一実施の形態であるワイパシステムの構成を示す説明図である。ウォッシャノズルの構成を示す説明図である。コントローラの回路構成を示すブロック図である。本発明のワイパシステムにおけるワイパブレード位置とポンプモータ動作及びノズル噴射動作との関係を示す説明図である。当該ワイパシステムにおけるウォッシャ液噴射制御の処理手順を示すフローチャートである。従来のワイパシステムにおけるウォッシャ液の噴射タイミングを示す説明図である。

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、本発明の一実施の形態であるワイパシステムの構成を示す説明図である。図１に示すように、ワイパシステム１は、運転席側と助手席側のワイパアーム２ａ,２ｂを備えており、ワイパアーム２ａ,２ｂは、リンク機構３にて接続されている。各ワイパアーム２ａ,２ｂには、ガラス面を払拭するためのワイパブレード４ａ,４ｂが取り付けられている。ワイパブレード４ａ,４ｂは、ワイパアーム２ａ,２ｂ内に内装された図示しないばね部材等によりフロントガラス（払拭面）５に弾圧的に接触している。リンク機構３はモータユニット６に接続されており、ワイパブレード４ａ,４ｂは、モータユニット６によって駆動される。

モータユニット６は、ワイパモータ７と減速機構８とを備えている。ワイパモータ７側には、ワイパブレード４ａ,４ｂの相対位置を検出するセンサが、減速機構８側には、ワイパブレード４ａ,４ｂの絶対位置（例えば、下反転位置）を検出するセンサがそれぞれ設けられている。相対位置検出用のセンサからは、モータの回転に伴ってパルス信号が発せられる。また、絶対位置検出用のセンサからは、ワイパブレード４ａ,４ｂが下反転位置に来たときに単発信号が発せられる。この単発信号とパルス信号との組み合わせにより、ワイパブレード４ａ,４ｂの現在位置（位置角度）が算出可能となる。

ワイパシステム１では、ガラス面に対しウォッシャ液を吐出するためのウォッシャノズル１１（１１ｆ：第１ノズル，１１ｒ：第２ノズル）がワイパアーム２ａ,２ｂに設けられている。ウォッシャノズル１１には、ウインドウォッシャスイッチ２０に連動して、ウォッシャポンプ１２からウォッシャ液１３が供給される。ウォッシャポンプ１２はポンプモータ１４によって駆動され、ウォッシャタンク１５内のウォッシャ液１３を、給水チューブ１６を介して、ウォッシャノズル１１に供給する。ウォッシャノズル１１からは、ポンプモータ１４の動作回転数に応じた圧力にてウォッシャ液１３が噴射される。

図２は、ウォッシャノズル１１の構成を示す説明図である。図２に示すように、ウォッシャノズル１１は、ウォッシャノズルユニット１７に設けられている。ウォッシャノズルユニット１７は、ワイパアーム２ａ,２ｂの先端部分、すなわち、ワイパブレード４ａ,４ｂがワイパアーム２ａ,２ｂに取り付けられる接続部に装着されている。ウォッシャノズルユニット１７には、往路側にウォッシャノズル１１ｆ、復路側にウォッシャノズル１１ｒは配置されている。ウォッシャノズル１１では、ワイパブレード４ａ,４ｂの進行方向前方側のノズルからウォッシャ液１３が吐出される。すなわち、ワイパブレード４ａ,４ｂの往路動作時にはウォッシャノズル１１ｆ、復路動作時にはウォッシャノズル１１ｒからそれぞれウォッシャ液１３が噴射される。ノズル１１ｆ,１１ｒの切り替えは、ポンプモータ１４の回転方向の切り替え（正逆転）によって行われ、ここでは、モータ正回転時にはノズル１１ｆ、逆回転時にはノズル１１ｒからウォッシャ液１３が噴射される。

モータユニット６には、コントローラ（ワイパシステム制御装置）９が一体的に設けられており、ワイパモータ７は、コントローラ９によって制御される。コントローラ９は、接続線１０を介して、ポンプモータ１４と接続されており、ポンプモータ１４もまたコントローラ９によって制御される。つまり、コントローラ９によって、ワイパブレード４ａ,４ｂと同期する形でポンプモータ１４が制御され、ブレード動作に対応した噴射動作が行われる。

図３は、コントローラ９の回路構成を示すブロック図である。図３に示すように、コントローラ９には、制御プログラムがインストールされたＣＰＵ２１と、制御用の各種データが格納されたＲＯＭ２２、ワイパモータ駆動回路２３、ポンプモータ駆動回路２４、及び、ＦＥＴモジュール２５が設けられている。ＣＰＵ２１は、各センサから出力される信号に基づいてワイパブレード４ａ,４ｂの位置情報（現在位置）を算出し、ＲＯＭ２２内の制御データを参照しつつ、ＦＥＴモジュール２５内のＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦさせてワイパモータ７の正逆転や回転速度を制御する。

また、ＣＰＵ２１は、ウォッシャスイッチ２０に連動してポンプモータ１４を制御し、ワイパブレード４ａ,４ｂの位置に合わせてウォッシャ液１３を適宜ガラス面上に吐出させる。図３に示すように、ＣＰＵ２１には、モータユニット６から送られてくるセンサ信号に基づいて、ワイパブレード４ａ,４ｂの位置（角度）と進行方向を検出するワイパ動作検出部３１が設けられている。また、ＣＰＵ２１には、ワイパ動作検出部３１にて求めたワイパブレード４ａ,４ｂの現在位置から、ウォッシャ液１３の噴射方向を判断するウォッシャ液噴射方向判断部３２と、ウォッシャ液噴射方向判断部３２の判断に基づいてポンプモータ１４の動作を決定し、ポンプモータ駆動回路２４に指示を行うポンプモータ動作制御部３３が設けられている。ポンプモータ動作制御部３３は、ウォッシャスイッチ２０のＯＮ／ＯＦＦ情報が入力されており、スイッチ状態やウォッシャ液噴射方向の情報に基づいて、ポンプモータ１４の動作や出力を制御する。

このようなワイパシステム１では、ウォッシャ液噴射動作のタイムラグを考慮し、ワイパ動作に対する噴射タイミングの遅れを防止するため、噴射開始時と噴射方向反転時に、所定時間ポンプモータ１４を最大出力にて駆動する。図４は、本発明のワイパシステムにおけるワイパブレード位置とポンプモータ動作及びノズル噴射動作との関係を示す説明図、図５は、ワイパシステム１におけるウォッシャ液噴射制御の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すように、ワイパシステム１では、ウォッシャスイッチ２０をＯＮしたときと、ワイパブレード４ａ,４ｂの上下反転位置に到達し、ウォッシャ液１３の噴射方向を反転させるとき、ポンプモータ１４の駆動出力を最大にする。

ワイパシステム１においては、図５に示すように、まず、ステップＳ１にてウォッシャスイッチ２０のＯＮ／ＯＦＦが確認される。このとき、スイッチがＯＦＦの場合にはワイパ動作は行わず、そのままルーチンを抜ける。スイッチがＯＮの場合には、ステップＳ２に進み、スイッチが操作されたかどうか（ＯＦＦ→ＯＮ）、つまり、前回の制御サイクルではＯＦＦだったスイッチが今回ＯＮになったのかどうかが確認される。ステップＳ２においてスイッチ操作が現に行われた、と判断された場合には、ステップＳ３にすすみ、ポンプモータ１４が一定時間（例えば、０.５秒間）最大出力にて駆動される。例えば、ポンプモータ１４がＰＷＭduty制御されている場合には、通常作動時のモータ出力が５０％dutyであっても、dutyを１００％としてポンプモータ１４をフル作動にて立ち上げる。

このように、ポンプモータ１４を最大出力にて作動させることにより、ポンプモータ１４によるウォッシャ液１３の供給圧が増大し、ウォッシャ液１３が給水チューブ１６を通過するする速度も増加する。このため、スイッチＯＮからウォッシャ液１３が噴射されるまでの時間を短縮することができ、その結果、スイッチＯＮから噴射開始までのタイムラグが削減され、噴射開始時における噴射遅れを低減することが可能となる。

一方、ステップＳ２にて、ウォッシャスイッチ２０はＯＮであるが、スイッチ操作が今行われたのではない、と判断された場合は、ステップＳ４に進み、ワイパブレード４ａ,４ｂが上下反転位置に到達したか否かが判断される。このとき、ワイパブレード４ａ,４ｂが上下反転位置に至っていない場合には、ステップＳ５に進み、通常出力にてポンプモータ１４を作動させる。すなわち、上下反転位置間における通常のウォッシャ液吐出動作が行われる。これに対し、ステップＳ４にて、ワイパブレード４ａ,４ｂが上下反転位置に到達したと判断された場合には、ステップＳ６にてウォッシャ液１３の噴射方向を切り替えると共に、ステップＳ３に進み、ポンプモータ１４を最大出力にて駆動させる。つまり、ブレード反転に伴い、ポンプモータ１４を逆転させ、フル作動にて立ち上げる。これにより、ブレード反転からウォッシャ液１３が噴射されるまでの時間を短縮することができ、反転から噴射開始までのタイムラグを削減することができ、ブレード反転時における噴射遅れを低減することが可能となる。

図５のような制御により、ワイパシステム１では、例えば、図４のように往路動作中にウォッシャスイッチ２０がＯＮされると、ポンプモータ動作制御部３３は、その時点でポンプモータ１４を最大出力にて正回転作動させる。これにより、給水チューブ１６にウォッシャ液１３が最大圧力にて供給され、従前に比して短いタイムラグにて、ノズル１１ｆからブレード進行方向（往路払拭動作方向）にウォッシャ液１３が噴射される。また、ワイパブレード４ａ,４ｂが上反転位置に至ると、ポンプモータ動作制御部３３は、モータ回転方向を反転させると共に、再び、ポンプモータ１４を最大出力にて作動させる（逆転）。これにより、前述同様、従前に比して短いタイムラグにて、ノズル１１ｒからブレード進行方向（復路払拭動作方向）にウォッシャ液１３が噴射される。なお、上限反転位置の直近にてウォッシャスイッチ２０が操作された場合は、上限反転位置における制御を優先する。また、ポンプモータ１４を最大出力から通常出力に戻す場合、図４のような段階的な変化ではなく、連続的に出力を変化させても良い。

このように、本発明のワイパシステム１にあっては、噴射開始時と噴射方向反転時（ブレード上下反転時）に、ポンプモータ１４を最大出力にて一定時間駆動することにより、スイッチＯＮやブレード反転動作に対し遅滞なく、ウォッシャ液をブレード進行方向に向けて噴射することができる。これにより、ウォッシャ液の噴射タイミングの遅れを補い、スイッチ操作やブレード動作とウォッシャ液の噴出動作を同期させることができ、ワイパ動作により正確に対応した噴射動作が可能となる。その結果、タイムラグのない、よりストレスフリーなワイパ動作を実現することが可能となる。

本発明は前記実施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、前述の実施形態では、通常作動時のモータ出力を５０％dutyとしているが、これは単なる例示であり、通常作動時におけるモータ出力は適宜設定可能である。また、噴射開始時と噴射方向反転時にモータ出力を最大化する時間を０.５秒と例示したが、これもワイパ装置の構造や制御形態に応じて適宜変更可能であり、これを時間ではなく、ワイパブレード４ａ,４ｂの作動角度にて設定しても良い。

また、前述の実施形態では、２モータ正逆駆動の並行払拭型のワイパシステム１に本発明を適用した例を示したが、ワイパシステムの形態はこれには限られず、２モータ正逆駆動の対向払拭型ワイパシステムや１モータ正逆駆動の並行払拭型など、他の形態のワイパシステムにも本発明は適用可能である。また、ワイパシステムの機械的な構成も前述のものには限定されず、例えば、ワイパアームを、リンク機構を介することなく、ワイパモータの出力軸に装着する構成のワイパシステムにも本発明は適用可能である。加えて、ワイパモータ７やポンプモータ１４は、ブラシ付きのモータでも、ブラシレスモータでも良い。

１ワイパシステム
２ａ,２ｂワイパアーム
３リンク機構
４ａ,４ｂワイパブレード
５フロントガラス（払拭面）
６モータユニット
７ワイパモータ
８減速機構
９コントローラ
１０接続線
１１ウォッシャノズル
１１ｆウォッシャノズル（往路払拭動作方向噴射：第１ノズル）
１１ｒウォッシャノズル（復路払拭動作方向噴射：第２ノズル）
１２ウォッシャポンプ
１３ウォッシャ液
１４ポンプモータ
１５ウォッシャタンク
１６給水チューブ
１７ウォッシャノズルユニット
２０ウォッシャスイッチ
２１ＣＰＵ
２２ＲＯＭ
２３ワイパモータ駆動回路
２４ポンプモータ駆動回路
２５ＦＥＴモジュール
３１ワイパ動作検出部
３２ウォッシャ液噴射方向判断部
３３ポンプモータ動作制御部
Ｎ通常作動領域
Ｐ切換ポイント
Ｒ逆作動領域
Ｒｆ逆作動領域（往路払拭動作方向）
Ｒｒ逆作動領域（復路払拭動作方向）

Claims

払拭面上に配置され、前記払拭面上に設定された上・下反転位置の間にて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又は該ワイパブレードが取り付けられるワイパアームに設けられ、前記ワイパブレードの進行方向に向かって前記ウォッシャ液を噴射可能なウォッシャノズルと、
該ウォッシャノズルに前記ウォッシャ液を供給するためのウォッシャポンプと、
該ウォッシャポンプを駆動するポンプモータと、
前記ウォッシャポンプの動作のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるウォッシャスイッチと、
前記ポンプモータの動作を制御するコントローラと、を備えてなるワイパシステムであって、
前記コントローラは、前記ウォッシャスイッチがＯＮされたとき、及び、前記ワイパブレードが前記上・下反転位置に達し前記ウォッシャ液の噴射方向が切り替わるとき、前記ポンプモータを最大出力にて作動させることを特徴とするワイパシステム。
請求項１記載のワイパシステムにおいて、
前記ウォッシャノズルは、前記往路払拭動作の方向に向かって前記ウォッシャ液を噴出する第１ノズルと、前記復路払拭動作の方向に向かって前記ウォッシャ液を噴出する第２ノズルと、を備え、
前記コントローラは、
前記ワイパブレードが前記上反転位置に達したとき、前記ウォッシャ液を噴出させるノズルを前記第１ノズルから前記第２ノズルに切り替えると共に、前記ポンプモータを最大出力にて作動させて前記第２ノズルから前記ウォッシャ液を噴出させ、
前記ワイパブレードが前記下反転位置に達したとき、前記ウォッシャ液を噴出させるノズルを前記第２ノズルから前記第１ノズルに切り替えると共に、前記ポンプモータを最大出力にて作動させて前記第１ノズルから前記ウォッシャ液を噴出させることを特徴とするワイパシステム。
払拭面上に配置され、前記払拭面上に設定された上・下反転位置の間を往復動し、前記下反転位置から前記上反転位置に向かう往路払拭動作と、前記上反転位置から前記下反転位置に向かう復路払拭動作と、を行うワイパブレードと、
前記ワイパブレード又は該ワイパブレードが取り付けられるワイパアームに設けられ、前記ワイパブレードの進行方向に向かって前記ウォッシャ液を噴射可能なウォッシャノズルと、
該ウォッシャノズルに前記ウォッシャ液を供給するためのウォッシャポンプと、
該ウォッシャポンプを駆動するポンプモータと、
前記ウォッシャポンプの動作のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるウォッシャスイッチと、を備えてなるワイパシステムの制御方法であって、
前記ウォッシャスイッチがＯＮされたとき、及び、前記ワイパブレードが前記上・下反転位置に達し前記ウォッシャ液の噴射方向が切り替わるとき、前記ポンプモータを最大出力にて作動させることを特徴とするワイパシステム制御方法。