JP2017170963A

JP2017170963A - ワイパシステム及びワイパシステム制御方法

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Publication number: JP2017170963A
Application number: JP2016056348A
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: JP6643927B2

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はコントローラ９によって制御され、コントローラ９は、ウォッシャ液１３の噴射量がワイパブレード４ａ,４ｂの動作と同期するように、ワイパブレード４ａ,４ｂの動作速度に合わせてポンプモータ１４の動作を制御する。【選択図】図１

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、ワイパ払拭方向（動作方向）に向かっ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

このようなワイパ装置では、ウォッシャ液を払拭面上に均一に拡散させるため、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う。また、所定角度（例えば、反転位置近傍など）にて噴射を止めたり、車速や外気温に応じて噴射量を制御したりするなど、種々の制御により、払拭面上での水引き現象やから拭きを防止している。しかしながら、ワイパブレードの払拭速度は一払拭動作中において一定ではなく、上下反転位置の近傍では遅く、反転位置の中間では速くなる。このため、ワイパブレードの速度変化を考慮しない従来の動作形態では、ウォッシャ液の拡散にムラが生じるという問題があった。すなわち、図５に示すように、払拭速度の遅い反転位置近傍では、水量が過剰となり水引きが生じ易くなる一方、払拭速度の速い中間位置では、水量が不足しから拭きとなり易い、という問題があった。

本発明の目的は、ワイパブレードやワイパアームから払拭面上にウォッシャ液を噴射する車両用ワイパシステムにおいて、ワイパブレードによる水引き現象やから拭きを低減することにある。

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、前記ワイパブレードの動作情報に基づいて、前記ウォッシャ液の噴射量が前記ワイパブレードの動作と同期するように、前記ポンプモータの動作を制御することを特徴とする。

本発明にあっては、ワイパブレードの動作に合わせてウォッシャ液の噴射量がコントロールされる。このため、ブレード動作に合わせた適切な量のウォッシャ液が払拭面上に供給され、払拭速度が遅い部位における過剰噴射による水引き現象や、払拭速度が速い部位における噴射量不足によるから拭き現象が効果的に抑制される。

前記ワイパシステムにおいて、前記コントローラにより、前記ワイパブレードの動作速度に基づいて、前記ポンプモータの動作を変化させるようにしても良い。また、当該ワイパシステムに、前記ワイパブレードの動作速度を検出するワイパ動作検出部と、該ワイパ動作検出部にて求めた前記ワイパブレードの動作速度から前記ウォッシャ液の噴射量を決定するウォッシャ液噴射制御部と、該ウォッシャ液噴射制御部の決定に基づいて、前記ポンプモータの動作を決定し、前記ポンプモータを作動させるポンプモータ動作制御部と、を設けても良い。

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、を備えてなるワイパシステムの制御方法であって、前記ワイパブレードの動作情報に基づいて、前記ウォッシャ液の噴射量が前記ワイパブレードの動作と同期するように、前記ポンプモータの動作を制御することを特徴とする。

本発明のワイパシステムによれば、ワイパブレードの動作に合わせてウォッシャ液の噴射量が制御されるので、ブレード動作に合わせた適切な量のウォッシャ液を払拭面上に供給することが可能となる。その結果、払拭速度が遅い部位における過剰噴射による水引き現象や、払拭速度が速い部位における噴射量不足によるから拭き現象を抑制することが可能となる。

本発明のワイパシステム制御方法によれば、ワイパブレードの動作に合わせてウォッシャ液の噴射量が制御されるので、ブレード動作に合わせた適切な量のウォッシャ液を払拭面上に供給することが可能となる。その結果、払拭速度が遅い部位における過剰噴射による水引き現象や、払拭速度が速い部位における噴射量不足によるから拭き現象を抑制することが可能となる。

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。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、図示しないウインドウォッシャスイッチに連動して、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、図示しないウインドウォッシャスイッチ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）と進行方向及び動作速度（払拭速度）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の現在位置と進行方向からウォッシャ液１３の噴射方向を決定すると共に、ワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度からウォッシャ液１３の噴射量を決定するウォッシャ液噴射制御部３２が設けられている。さらに、ウォッシャ液噴射制御部３２の後段には、ウォッシャ液噴射制御部３２の決定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。

このようなワイパシステム１では、ワイパブレード４ａ,４ｂ動作状況を考慮して、ワイパ動作に同期した噴射量制御が実施される。ここでは、ワイパ動作情報として、ワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度を用いた制御形態について説明する。図４は、本発明のワイパシステムにおける（ａ）ワイパブレード位置（角度）と（ｂ）払拭速度及び（ｃ）ポンプモータ動作との関係を示す説明図である。ワイパシステム１では、ＣＰＵ２１のワイパ動作検出部３１によって、ワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度が常時監視されている。その上で、ウォッシャ液噴射制御部３２により、ウォッシャ液１３の噴射量が払拭速度と同期するように、ポンプモータ１４の動作が制御される。つまり、ワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度に合わせてポンプモータ１４が同期制御される（図４の（ｂ）と（ｃ））。

従って、ワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度が遅い反転位置近傍領域Ｐでは、ポンプモータ１４の出力が抑えられ、ウォッシャ液１３の噴射量が少量に絞られる。これにより、上限反転位置近傍ではウォッシャ液１３の噴射量が減少し、ブレード速度が遅い状態での過剰噴射が抑えられ、水引き現象の低減が図られる。また、ワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度が速い中間領域Ｑでは、ポンプモータ１４の出力が高められ、ウォッシャ液１３の噴射量が増量される。これにより、上下反転位置の中間部ではウォッシャ液１３の噴射量が増加し、ブレード速度が速い状態での噴射不足が解消され、から拭き現象の低減が図られる。なお、ワイパブレード４ａ,４ｂが障害物や電圧低下等により停止した場合は、ウォッシャ液１３の噴射も停止される。

このように、本発明のワイパシステム１にあっては、ワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度に合わせてウォッシャ液１３の噴射量をコントロールするので、ブレード動作に合わせた適切な量のウォッシャ液１３が払拭面上に供給される。このため、払拭速度が遅い部位における過剰噴射による水引き現象や、払拭速度が速い部位における噴射量不足によるから拭き現象を効果的に抑制することが可能となる。また、適切量のウォッシャ液１３が供給されるため、ウォッシャ液１３の節約にもつながる。さらに、ワイパブレード４ａ,４ｂが払拭中に途中停止した場合、ウォッシャ液１３の噴射が停止されるので、ウォッシャ液１３による運転者の視界悪化も防止できる。

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、ワイパ動作情報としてワイパブレード４ａ,４ｂの払拭速度を使用し、ウォッシャ液１３の噴射量をブレード払拭速度に合わせて同期制御する構成を示したが、ブレード払拭速度に代えて、ワイパブレード４ａ,４ｂの現在位置（角度）をワイパ動作情報として使用し、ブレード角度に応じてウォッシャ液１３の噴射量を制御しても良い。すなわち、ブレード角度（図４（ａ））に基づき、領域Ｐではポンプモータ１４の出力を抑え、領域Ｑではポンプモータ１４の出力を高めるように、ウォッシャ液１３の噴射量を制御しても良い。

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
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ウォッシャ液噴射制御部
３３ポンプモータ動作制御部
Ｐ反転位置近傍領域
Ｑ中間領域

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、前記ワイパブレードの動作情報に基づいて、前記ウォッシャ液の噴射量が前記ワイパブレードの動作と同期するように、前記ポンプモータの動作を制御す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、
前記コントローラは、前記ワイパブレードの動作速度に基づいて、前記ポンプモータの動作を変化させることを特徴とするワイパシステム。
請求項１又は２記載のワイパシステムにおいて、
前記ワイパブレードの動作速度を検出するワイパ動作検出部と、
該ワイパ動作検出部にて求めた前記ワイパブレードの動作速度から前記ウォッシャ液の噴射量を決定するウォッシャ液噴射制御部と、
該ウォッシャ液噴射制御部の決定に基づいて、前記ポンプモータの動作を決定し、前記ポンプモータを作動させるポンプモータ動作制御部と、を有す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、を備えてなるワイパシステムの制御方法であって、
前記ワイパブレードの動作情報に基づいて、前記ウォッシャ液の噴射量が前記ワイパブレードの動作と同期するように、前記ポンプモータの動作を制御することを特徴とするワイパシステム制御方法。