JP2019172063A

JP2019172063A - ワイパ制御装置

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Publication number: JP2019172063A
Application number: JP2018062450A
Authority: JP
Inventors: 公太水野; Kota Mizuno
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-03-28
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Abstract

【課題】発生したワイパブレードのオーバーランを抑制できるワイパ制御装置を提供する。【解決手段】ワイパモータ制御回路は、ワイパモータの出力軸の回転角度を検出する回転角度センサが検出した回転角度の変化に基づいて算出されたワイパ速度の実速度１０２が、回転角度センサが検出した回転角度が示すワイパブレードの位置に応じた目標速度９８になるように駆動回路を制御すると共に、回転角度センサが検出した回転角度がワイパブレードの反転位置を示した際に実速度１０２が閾値１０８を超えた場合に、ワイパモータにブレーキ通電を行うように駆動回路を制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、ワイパ制御装置に関する。

反転位置でワイパブレードの払拭動作を反転させる反転制御ワイパでは、ワイパモータの出力軸に取り付けられた絶対角センサで検出した角度が反転位置を示す場合に、ワイパモータへの通電を逆方向に切り替えることでワイパモータを逆回転させて、ワイパブレードの払拭動作を反転させる。

絶対角センサでワイパブレードが反転位置に到達したことを検出して、ワイパモータを逆回転させる制御では、逆回転のタイミングが遅れると、ワイパブレードが反転位置を行き過ぎる、いわゆるオーバーランが生じるおそれがある。

特許文献１には、ワイパブレードが実際に反転した位置が許容範囲内であれば、これまで通りの払拭動作の制御を行い、ワイパブレードが実際に反転した位置が許容範囲外の場合には、ワイパモータの回転速度を減速するタイミングを早める制御を行うワイパ制御装置の発明が開示されている。

特開２０１４−８３８９３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のワイパ制御装置は、ワイパブレードが反転位置に到達した後も、実際の払拭速度（ワイパ速度）を目標速度に近付けるためのＰＩ（Proportional Integral）制御を継続するので、オーバーランの抑制が困難になり、目標速度とワイパ速度との偏差が増大する。増大した偏差を解消するには、ワイパモータに印加する電圧を示すＰＩＤｕｔｙを増大させることを要し、ワイパ速度が急加速する、又はハンチングが発生する等のおそれがあるという問題点があった。

図７は、下反転位置にワイパブレードが到達した後もＰＩ制御を行った場合の、ワイパ位置、目標速度１１０、ワイパ速度の実速度１１２及びＰＩＤｕｔｙの対応関係を示した概略図である。目標速度１１０は、時間ｔ₀₁でワイパブレードがオーバーランすることを前提としていないので、反転後のワイパ速度を早急に加速するように時間ｔ₀₁から時間ｔ₀₂までの区間１１４で０ｄｅｇ／ｓ以上の所定値を示す。しかしながら、図７に示した場合は、ワイパブレードがオーバーランしているので、実速度１１２は所定値を示す目標速度１１０との偏差が大きくなる。ＰＩ制御は、当該偏差を解消するため、図７に示したように実速度１１２で急加速１１６を行い、その結果、ハンチング１１８等が生じ得る。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、発生したオーバーランを抑制でき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に記載のワイパ制御装置は、ワイパブレードを払拭動作させるワイパモータを駆動する駆動回路と、前記ワイパモータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部と、前記ワイパモータの回転速度が、前記回転角度検出部で検出された回転角度によって定まる前記ワイパブレードの払拭位置に対応する目標速度になるように、前記回転角度に基づいて前記駆動回路を制御すると共に、前記ワイパブレードが前記回転角度によって定まる前記ワイパブレードの反転位置に到達し、かつ前記ワイパモータの回転速度が閾値を超えている場合に、前記ワイパモータにブレーキ通電が行なわれるように前記駆動回路を制御する制御部と、を含んでいる。

このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードのオーバーラン時にブレーキ通電を行うことにより、発生したオーバーランを抑制することができる。

請求項２に記載のワイパ制御装置は、請求項１に記載のワイパ制御装置において、記制御部は、前記ブレーキ通電を行う場合、前記ワイパモータの回転速度が前記閾値以下になるまで前記ブレーキ通電を継続する。

このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードのオーバーラン時に、払拭速度が閾値以下になるまでブレーキ通電を行うことにより、発生したオーバーランを抑制する。

請求項３に記載のワイパ制御装置は、請求項１又は２に記載のワイパ制御装置において、前記制御部は、前記回転角度に基づいて前記駆動回路を制御する場合、前記回転速度と前記目標速度との偏差に基づいたＰＩ制御を行い、前記ブレーキ通電中は前記ＰＩ制御を中止し、前記ブレーキ通電の終了時に前記ＰＩ制御を再開する。

このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードのオーバーラン時に、ブレーキ通電を行うと共に、ＰＩ制御を中止し、ブレーキ通電の終了時にＰＩ制御を再開することにより、反転後の払拭速度（ワイパ速度）の急加速を抑制し、払拭動作のハンチングを防止できる。

請求項４に記載のワイパ制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ制御装置において、前記制御部は、前記ワイパモータの回転速度が０になるまで前記ブレーキ通電を継続する。

このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードのオーバーラン時に、払拭速度が０になるまでブレーキ通電を行うことにより、発生したオーバーランを抑制する。

本発明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。（Ａ）は、ＣＷ電流を生成して、ワイパブレードを下反転位置から上反転位置に払拭動作させるＯＰＥＮ作動時の通電パターンを、（Ｂ）は、ＣＣＷ電流を生成して、ワイパブレードを上反転位置から下反転位置に払拭動作させるＣＬＯＳＥ作動時の通電パターンを、（Ｃ）は、ワイパモータの回転を停止させる場合の通電パターンを、各々示した説明図である。本発明の実施の形態で、ワイパブレードが下反転位置を越えてオーバーランした場合の、ワイパ位置、目標速度、ワイパ速度の実速度及びＰＩＤｕｔｙの対応関係を示した概略図である。本発明の実施の形態で、ワイパブレードが下反転位置を越えてオーバーランした場合の、ワイパ位置、目標速度、ワイパ速度の実速度及びＰＩＤｕｔｙの対応関係の他の例を示した概略図である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置における通電処理の一例を示したフローチャートである。下反転位置にワイパブレードが到達した後もＰＩ制御を行った場合の、ワイパ位置、目標速度、ワイパ速度の実速度及びＰＩＤｕｔｙの対応関係を示した概略図である。

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装置１００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、ワイパ装置１００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１１０°である。

本実施の形態に係るワイパ装置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１００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、回転角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モータ制御回路２２が接続されている。本実施の形態に係るワイパモータ制御回路２２は、ワイパモータ１８の回路基板に設けられたサーミスタから出力された信号に基づいて、回路基板の温度を検出する温度検出回路９０とマイクロコンピュータ５８とを含む。

ワイパモータ制御回路２２のマイクロコンピュータ５８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ＭＲ（磁気抵抗）センサ等の絶対角センサである。

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。

マイクロコンピュータ５８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駆動回路５６を制御する。駆動回路５６は、ワイパモータ制御回路２２の制御に基づいてワイパモータ１８に印加する電圧を生成する回路であり、電源である車両のバッテリの電力をスイッチングしてワイパモータ１８に印加する電圧を生成する。

また、ワイパモータ制御回路２２のマイクロコンピュータ５８には、車両のエンジンの制御等を行う主ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９２を介してワイパスイッチ５０が接続されている。ワイパスイッチ５０は、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スイッチである。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（ＬＯＷ）、高速で動作させる高速作動モード選択位置（ＨＩＧＨ）、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（ＩＮＴ）、停止モード選択位置（ＯＦＦ）に切替可能である。また、各モードの選択位置に応じてワイパモータ１８を回転させるための指令信号を主ＥＣＵ９２と信号入力回路６２とを介してマイクロコンピュータ５８に出力する。例えば、ワイパスイッチ５０が、高速作動モード選択位置ではワイパモータ１８を高速で回転させ、低速作動モード選択位置ではワイパモータ１８を低速で回転させ、間欠作動モード選択位置ではワイパモータ１８を間欠的に回転させる。

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主ＥＣＵ９２と信号入力回路６２とを介してマイクロコンピュータ５８に入力されると、マイクロコンピュータ５８はワイパスイッチ５０からの指令信号に対応する制御を行う。具体的には、マイクロコンピュータ５８は、ワイパスイッチ５０からの指令信号に基づいて、所望する往復払拭周期でワイパブレード２８、３０が作動するように、回転角度センサ５４により、出力軸３２の回転信号を読み取ってワイパモータ１８に印加する電圧を制御する。

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に示したワイパ装置１００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を有するワイパモータ制御回路２２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。マイクロコンピュータ５８は、電圧が所定の下限値以上かつ所定の上限値以下の場合に、駆動回路５６を制御してワイパモータ１８の巻線に印加する電圧を生成させる。

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、接地領域に放電することにより、マイクロコンピュータ５８を保護する。

また、マイクロコンピュータ５８には、駆動回路５６を介してワイパモータ１８の巻線に流れる電流（モータ電流）を検出する電流検出部７６が接続されている。電流検出部７６は、抵抗値が０．２ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗の両端の電位差を増幅してシャント抵抗の電流に比例する電圧値を信号として出力する。マイクロコンピュータ５８は、電流検出部７６が出力した信号に基づいてモータ電流の大小を算出し、モータ電流が所定の上限値以上になった場合には、回路がショート又はワイパモータ１８が過負荷になったと状態であると判定する。

マイクロコンピュータ５８には、ワイパスイッチ５０から主ＥＣＵ９２及び信号入力回路６２を各々介してワイパモータ１８の回転速度を指示するための信号が入力される。

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（又は当該位置に対応する出力軸３２の回転角度）に応じて規定されたワイパモータ１８の回転速度（目標速度）のデータを参照して、回転角度センサ５４が検出した出力軸３２の回転角度の変化に基づいて算出したワイパモータ１８の回転速度が、特定したワイパブレード２８、３０の位置に応じた回転速度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ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４を用いている。ＦＥＴ１及びＦＥＴ２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ＦＥＴ３及びＦＥＴ４のドレインに各々接続されている。また、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４のソースは接地されている。

また、ＦＥＴ１のソース及びＦＥＴ３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、ＦＥＴ２のソース及びＦＥＴ４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。

ＦＥＴ２及びＦＥＴ３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、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３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、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３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、ＦＥＴ１及びＦＥＴ４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、ＦＥＴ１及びＦＥＴ４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、ＦＥＴ１及びＦＥＴ４の一方をオン制御しているとき、他方をＰＷＭ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。

駆動回路５６の回路基板には温度検知のためのサーミスタＲＴと抵抗Ｒ１とで構成された分圧回路が実装されている。サーミスタＲＴは、温度に応じて抵抗値が変化する素子である。サーミスタＲＴの抵抗値が変化すると、サーミスタＲＴと抵抗Ｒ１とで構成された分圧回路によって分圧された電圧が変化する。マイクロコンピュータ５８は、当該分圧回路で分圧された電圧は、温度検出回路９０でマイクロコンピュータ５８が処理可能なデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ５８に入力される。マイクロコンピュータ５８は、サーミスタＲＴと抵抗Ｒ１とで構成された分圧回路で分圧された電圧の変化から駆動回路５６が実装されている回路基板の温度を算出する。本実施の形態では、サーミスタＲＴが検知した温度が所定の上限値以下の場合に、駆動回路５６による電圧の生成を行う。

サーミスタＲＴは、ワイパモータ１８の負荷に応じて温度が変化し、かつ発熱が顕著な箇所であれば、駆動回路５６が実装されている回路基板以外の箇所に設けてもよい。例えば、可能であれば、ワイパモータ１８のハウジング内部に実装してもよい。

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、接地領域に放電することにより、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。

図３（Ａ）は、ＣＷ電流７２を生成して、ワイパブレード２８、３０を下反転位置Ｐ２から上反転位置Ｐ１に払拭動作させるＯＰＥＮ作動時の通電パターンを、図３（Ｂ）は、ＣＣＷ電流７４を生成して、ワイパブレード２８、３０を上反転位置Ｐ１から下反転位置Ｐ２に払拭動作させるＣＬＯＳＥ作動時の通電パターンを、図３（Ｃ）は、ワイパモータ１８の回転を停止させる場合の通電パターンを、各々示した説明図である。

図３（Ａ）に示したように、ＦＥＴ２をオン制御しているとき、ＦＥＴ３をＰＷＭ制御することにより、ワイパモータ１８の回転速度を制御する。また、ＦＥＴ３がオフになった際には、ＦＥＴ１がオンになる。ＦＥＴ２はオンなので、ワイパモータ１８には、いわゆるブレーキ通電が行われる。かかるブレーキ通電は、ＦＥＴ２がオンで、ＦＥＴ３がオフになった際のワイパモータ１８の惰性回転を防止するためのものである。本実施の形態では、ＦＥＴ２がオンの状態で、ＦＥＴ１とＦＥＴ３とが交互にオンとなる通電パターンを相補駆動と称する。

図３（Ｂ）に示したように、ＦＥＴ１をオン制御しているとき、ＦＥＴ４をＰＷＭ制御することにより、ワイパモータ１８の回転速度を制御する。また、ＦＥＴ４がオフになった際には、ＦＥＴ２がオンになる。ＦＥＴ１はオンなので、ワイパモータ１８には、図３（Ａ）の場合と同様に惰性回転防止のブレーキ通電が行われる。図３（Ｂ）に示した場合は、ＦＥＴ２とＦＥＴ４とが交互にオンとなる相補駆動となる。

図３（Ｃ）に示したように、ワイパモータ１８の回転を完全に制動するために、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２をオンにして、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４をオフにするブレーキ通電が行われる。図３（Ｃ）に示したブレーキ通電は、一例として、反転位置でワイパブレード２８、３０がオーバーランした際に行われる。

図４は、本実施の形態で、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２を越えてオーバーランした場合の、ワイパ位置、目標速度９８、ワイパ速度の実速度１０２及びＰＩＤｕｔｙの対応関係を示した概略図である。図４に示した場合では、オーバーランか否かの判定は、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に到達した時間ｔ₁で、ワイパ速度の実速度１０２が閾値１０８を超えているか否かで行う。実速度１０２は、回転角度センサ５４が検出した出力軸３２の回転角度の変化からマイクロコンピュータ５８が算出する。の実速度１０２は、出力時３２の回転速度に相関するので、ワイパモータ１８の回転速度とみなしてもよい。

図４に示した場合は、閾値１０８が０ｄｅｇ／ｓよりも小さい、すなわち負の値で設定されているので、実速度１０２の絶対値が閾値１０８の絶対値以下であればオーバーランではないと判定し、実速度１０２の絶対値が閾値１０８の絶対値を超えているのであればオーバーランであると判定する。

目標速度９８は、時間ｔ₁で０ｄｅｇ／ｓになり、時間ｔ₂から時間ｔ₃まで０ｄｅｇ／ｓ以上の所定値を示す。時間ｔ₂から時間ｔ₃までの所定値は、下反転位置Ｐ２で停止したワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２で反転した際、ワイパ速度を早急に加速するためのものである。

図４に示した場合では、時間ｔ₁でワイパブレード２８、３０がオーバーランした場合は、目標速度９８と実速度１０２との偏差を解消するようにＰＩＤｕｔｙを決定するＰＩ制御を中止すると共に、実速度１０２が０ｄｅｇ／ｓになる、すなわちワイパモータ１８の回転が完全に停止する時間ｔ₂までブレーキ通電を行うことにより、オーバーランを抑制する。さらに、時間ｔ₂からＰＩ制御を再開し、時間ｔ₁までとは逆方向の通電（逆通電）を行う。時間ｔ₂からのＰＩ制御は、一例として時間ｔ₃で目標速度９８と実速度１０２との偏差が解消して、実速度１０２が目標速度９８に追従して変化するようにＰＩＤｕｔｙを決定する。その結果、ワイパブレード２８、３０のオーバーランが発生しても、実速度１０２は滑らかに変化し、ワイパ速度の急加速又はハンチングを抑制できる。

図５は、本実施の形態で、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２を越えてオーバーランした場合の、ワイパ位置、目標速度１０４、ワイパ速度の実速度１０２及びＰＩＤｕｔｙの対応関係の他の例を示した概略図である。図５に示した場合では、オーバーランか否かの判定は、図４の場合と同様に、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に到達した時間ｔ₁₀で、ワイパ速度の実速度１０６が閾値１０８を超えているか否かで行う。実速度１０６は、図４の実速度１０２と同様に、回転角度センサ５４が検出した出力軸３２の回転角度の変化からマイクロコンピュータ５８が算出する。

図５に示した場合も、閾値１０８が負の値で設定されているので、実速度１０６の絶対値が閾値１０８の絶対値以下であればオーバーランではないと判定し、実速度１０６の絶対値が閾値１０８の絶対値を超えているのであればオーバーランであると判定する。

目標速度１０４は、時間ｔ₁₀で０ｄｅｇ／ｓになり、時間ｔ₁₁から時間ｔ₁₂まで０ｄｅｇ／ｓ以上の所定値を示す。時間ｔ₁₁から時間ｔ₁₂までの所定値は、図４の場合と同様に下反転位置Ｐ２で停止したワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２で反転した際、ワイパ速度を早急に加速するためのものである。

図５に示した場合では、時間ｔ₁₀でワイパブレード２８、３０がオーバーランした場合は、目標速度１０４と実速度１０２との偏差を解消するようにＰＩＤｕｔｙを決定するＰＩ制御を中止すると共に、実速度１０２が閾値１０８まで減速するように時間ｔ₁₁までブレーキ通電を行うことにより、オーバーランを抑制する。さらに、時間ｔ₁₁からＰＩ制御を再開し、時間ｔ₁₀までの通電に対する逆通電を行う。時間ｔ₁₁からのＰＩ制御は、一例として時間ｔ₁₂で目標速度１０４と実速度１０２との偏差が解消して、実速度１０２が目標速度１０４に追従して変化するようにＰＩＤｕｔｙを決定する。その結果、ワイパブレード２８、３０のオーバーランが発生しても、実速度１０２は滑らかに変化し、ワイパ速度の急加速又はハンチングを抑制できる。

図５の場合では、ワイパモータ１８の回転が完全に停止するまでブレーキ通電を行わないので、ブレーキ通電の時間が図４の場合よりも短くなる。その結果、図４の場合よりも早期にＰＩ制御を再開できる。

図６は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０における通電処理の一例を示したフローチャートである。ステップ６００では、ワイパブレード２８、３０を上反転位置Ｐ１から下反転位置Ｐ２に払拭動作させるＣｌｏｓｅ作動を行う。

ステップ６０２では、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に到達したか否かを判定し、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に到達した場合には手順をステップ６０４に移行し、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に到達していない場合には手順をステップ６００に移行してＣｌｏｓｅ作動を継続する。

ステップ６０４では、ワイパ速度の実速度１０２、１０６が所定の閾値１０８以下であるか否かを判定する。図４、５に示したように、閾値１０８が０ｄｅｇ／ｓよりも小さい、すなわち負の値で設定されている場合には、ステップ６０３では、実速度１０２、１０６の絶対値が閾値１０８の絶対値以下になったか否かを判定する。

ステップ６０４で、実速度１０２、１０６が閾値１０８以下の場合は、ステップ６０６で、ワイパブレード２８、３０を下反転位置Ｐ２で反転させて、上反転位置Ｐ１まで払拭動作させるＯｐｅｎ作動を行って処理を終了する。

ステップ６０４で、実速度１０２、１０６が閾値１０８を超えている場合は、ステップ６０８でブレーキ通電を行なう。ブレーキ通電は、図４の場合のように、実速度１０２が０ｄｅｇ／ｓになるまで継続してもよいし、図５の場合のように、実速度１０６が閾値１０８になるまででもよい。ステップ６０８のブレーキ通電後は、手順をステップ６０４に移行し、実速度１０２、１０６が閾値１０８以下であるか否かを判定する。

図６では、一例として、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２でオーバーランする場合を示した。上反転位置Ｐ１でオーバーランする場合は、図６のステップ６００でＯｐｅｎ作動を行い、ステップ６０２でワイパブレード２８、３０が上反転位置Ｐ１に到達したか否かを判定し、ステップ６０６でＣｌｏｓｅ作動をするようにすればよい。

以上説明したように、本実施の形態では、ワイパブレード２８、３０が反転位置でオーバーランした場合、いったんＰＩ制御を中止すると共に、ブレーキ通電を行ってワイパ速度を減速させることにより、発生したオーバーランを抑制する。その結果、反転後のワイパブレード２８、３０のワイパ速度の急加速、又はワイパブレード２８、３０のハンチングを抑制できる。

オーバーランで回転するワイパモータ１８には回生電流が発生するので、かかる状態でワイパブレード２８、３０を反転させるために、ワイパモータ１８に逆通電を行うと、ワイパモータ１８の負荷が大きくなるが、予めブレーキ通電でオーバーランによるワイパモータ１９の回転を制動しているのであれば、その限りではない。ブレーキ通電時にも回転するワイパモータ１８には回生電流が発生するが、かかる状態で逆通電をする場合よりもワイパモータ１８の負荷は小さいので、ワイパモータ１８の損傷を防止できる。又は、ワイパモータ１８の定格が、ブレーキ通電を行わない場合より小さくてもよいので、ワイパ装置の小型化、低コスト化に寄与することができる。

１０…ワイパ装置、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、２２…ワイパモータ制御回路、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、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、７６…電流検出部、８０…バッテリ、９０…温度検出回路、９２…主ＥＣＵ、９８…目標速度、１００…ワイパ装置、１０２，１０６…実速度、１０８…閾値、１１０…目標速度、１１２…実速度、１１４…区間、１１６…急加速、１１８…ハンチング、θ１，θ２…回転角、Ｃ１，Ｃ２…電解コンデンサ、ＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４…電界効果トランジスタ、Ｐ１…上反転位置、Ｐ２…下反転位置、Ｐ３…格納位置、Ｒ１…抵抗、ＲＴ…サーミスタ、ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃，ｔ₀₁，ｔ₀₂，ｔ₁₀，ｔ₁₁，ｔ₁₂…時間

Claims

ワイパブレードを払拭動作させるワイパモータを駆動する駆動回路と、
前記ワイパモータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記ワイパモータの回転速度が、前記回転角度検出部で検出された回転角度によって定まる前記ワイパブレードの払拭位置に対応する目標速度になるように、前記回転角度に基づいて前記駆動回路を制御すると共に、前記ワイパブレードが前記回転角度によって定まる前記ワイパブレードの反転位置に到達し、かつ前記ワイパモータの回転速度が閾値を超えている場合に、前記ワイパモータにブレーキ通電が行なわれるように前記駆動回路を制御する制御部と、
を含むワイパ制御装置。
前記制御部は、前記ブレーキ通電を行う場合、前記ワイパモータの回転速度が前記閾値以下になるまで前記ブレーキ通電を継続する請求項１に記載のワイパ制御装置。
前記制御部は、前記回転角度に基づいて前記駆動回路を制御する場合、前記回転速度と前記目標速度との偏差に基づいたＰＩ制御を行い、前記ブレーキ通電中は前記ＰＩ制御を中止し、前記ブレーキ通電の終了時に前記ＰＩ制御を再開する請求項１又は２に記載のワイパ制御装置。
前記制御部は、前記ワイパモータの回転速度が０になるまで前記ブレーキ通電を継続する請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ制御装置。