JP2019188980A - ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイパ装置の消費電力を低減する。【解決手段】ワイパ装置１００Ａのワイパモータ１８は、給電されることで駆動力を発生してワイパアーム２４,２６を回動させ、ワイパアーム２４,２６に連結されたワイパブレード２８,３０をウインドシールド１２の２つの反転位置の間で往復払拭させる。ワイパ制御装置１０は、ワイパブレード２８,３０が反転位置より前の給電停止位置に到達した際にワイパモータ１８への給電を停止し、ワイパブレード２８,３０が反転位置又は反転位置より後の給電開始位置に到達した際にワイパモータ１８への給電を開始する。【選択図】図１

Description

本発明はワイパ装置に関する。

特許文献１には、４個のトランジスタによってＨブリッジ回路を形成し、オンさせる２個のトランジスタを切り替えることで、ワイパモータの回転子を時計回り又は反時計回りに回転させることが記載されており、オンさせる２個のトランジスタの一方を小刻みにオンさせて変調することも記載されている。

特開２０１６−４３７３７号公報

近年、車両の電動化が進み、車両に搭載される電装品は増加の一途を辿っており、個々の電装品に電力を供給するバッテリの負担は大きくなってきている。このため、車両に搭載される電装品に対しては、バッテリの負担軽減などのために一層の消費電力の低減が求められており、ワイパ装置に関しても例外ではない。

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、消費電力を低減できるワイパ装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係るワイパ装置は、給電されることで駆動力を発生してワイパアームを回動させ、前記ワイパアームに連結されたワイパブレードをウインドシールドの２つの反転位置の間で往復払拭させるモータ部と、前記ワイパブレードが前記反転位置より前の給電停止位置に到達した際に前記モータ部への給電を停止し、前記ワイパブレードが前記反転位置又は前記反転位置より後の給電開始位置に到達した際に前記モータ部への給電を開始する制御部と、を含んでいる。

請求項１記載の発明において、モータ部は、給電されることで駆動力を発生してワイパアームを回動させ、ワイパアームに連結されたワイパブレードをウインドシールドの２つの反転位置の間で往復払拭させる。また、制御部は、ワイパブレードが反転位置より前の給電停止位置に到達した際にモータ部への給電を停止する。これにより、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力により、ワイパブレードは給電停止位置から反転位置又は給電開始位置まで移動する。そして制御部は、ワイパブレードが反転位置又は反転位置より後の給電開始位置に到達した際にモータ部への給電を開始する。

これにより、モータ部への給電期間が短縮される。また、モータ部への給電を停止しない場合と比較して、ワイパブレードが反転位置に到達した時点でのワイパアーム及びワイパブレードの慣性力が小さくなる。このため、ワイパブレードが反転位置に到達した時点でのワイパアーム及びワイパブレードの慣性力を外力とみなしてモータ部に不必要に給電することも抑制することができる。従って、請求項１記載の発明によれば、ワイパ装置の消費電力を低減することができる。

ところで、請求項１に記載の反転位置には、例えば、ワイパブレードの往路動作での反転位置である上反転位置と、ワイパブレードの復路動作での反転位置である下反転位置と、が含まれる。但し、ワイパブレードの往路動作と復路動作とでは、ワイパブレードの払拭方向に対して重力が作用する方向が相違しているので、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力も相違する。

これを考慮し、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、制御部は、反転位置と給電停止位置との距離をワイパブレードの払拭方向に応じて変更する。これにより、ワイパブレードの払拭方向に対して重力が作用する方向の相違に起因する、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力の相違に応じて、ワイパモータの給電停止期間が相違されるので、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力を有効に利用してワイパ装置の消費電力を更に低減することができる。

請求項２に記載した反転位置と給電停止位置との距離の変更は、具体的には、例えば請求項３に記載したように、制御部は、ワイパブレードの往路動作での反転位置である上反転位置と、往路動作における給電停止位置である往路給電停止位置と、の距離を、ワイパブレードの復路動作での反転位置である下反転位置と、復路動作における給電停止位置である復路給電停止位置と、の距離よりも小さくすることで行ってもよい。

ワイパブレードの往路動作でのワイパブレードの払拭方向は、おおよそ重力に逆らう方向であり、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力が小さくなるのに対し、ワイパブレードの復路動作でのワイパブレードの払拭方向は、おおよそ重力が加わる方向であり、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力が大きくなる。これに基づき、請求項３記載の発明では、上反転位置と往路給電停止位置との距離を、下反転位置と復路給電停止位置との距離よりも小さくしているので、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力を有効に利用してワイパ装置の消費電力を更に低減することができる。

また、車両の走行中はワイパアーム及びワイパブレードに走行風が作用するが、走行風の強さは車両の速度に応じて変化するので、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力も車両の速度に応じて相違する。これを考慮し、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、制御部は、反転位置と給電停止位置との距離をワイパ装置が搭載された車両の速度に応じて変更する。これにより、車両の速度の相違に起因するワイパアーム及びワイパブレードの慣性力の相違に応じて、ワイパモータの給電停止期間が相違されるので、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力を有効に利用してワイパ装置の消費電力を更に低減することができる。

請求項４に記載した反転位置と給電停止位置との距離の変更は、具体的には、例えば請求項５に記載したように、制御部は、車両の速度が所定値以上の場合の、ワイパブレードの往路動作での反転位置である上反転位置と往路動作における給電停止位置である往路給電停止位置との第１の距離を、車両の速度が所定値未満の場合の前記第１の距離よりも大きくすると共に、車両の速度が所定値以上の場合の、ワイパブレードの復路動作での反転位置である下反転位置と復路動作における給電停止位置である復路給電停止位置との第２の距離を、車両の速度が所定値未満の場合の前記第２の距離よりも小さくすることで行ってもよい。

ワイパブレードの往路作動でのワイパブレードの払拭方向は、おおよそ走行風が力として加わる方向であり、車両の速度が大きくなるに従って、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力も大きくなる。これに基づき請求項５記載の発明では、車両の速度が所定値以上の場合の上反転位置と往路給電停止位置との第１の距離を、車両の速度が所定値未満の場合の第１の距離よりも大きくしている。また、ワイパブレードの復路作動でのワイパブレードの払拭方向は、おおよそ走行風に逆らう方向であり、車両の速度が大きくなるに従って、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力は小さくなる。これに基づき請求項５記載の発明では、車両の速度が所定値以上の場合の下反転位置と復路給電停止位置との第２の距離を、車両の速度が所定値未満の場合の第２の距離よりも小さくしている。これにより、ワイパアーム及びワイパブレードの慣性力を有効に利用してワイパ装置の消費電力を更に低減することができる。

第１実施形態に係るワイパ装置の構成を示す概略図である。 第１実施形態に係るワイパ制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るワイパモータ給電制御処理を示すフローチャートである。 ワイパモータの給電停止期間におけるワイパブレードの移動を説明するための概念図である ワイパモータの給電停止期間を示すタイミングチャートである。 第１実施形態において、車速に応じたワイパモータの給電停止期間の変化を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係るワイパ装置の構成を示す概略図である。 第２実施形態に係るワイパ制御装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るワイパモータ給電制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態において、車速に応じたワイパモータの給電停止期間の変化を示すタイミングチャートである。 車速の変化に対するワイパモータの給電停止期間の長さの変化の一例を示す線図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１に示すように、第１実施形態に係るワイパ装置１００Ａは、例えば乗用車等の車両に備えられたウインドシールドガラス１２を払拭する装置であり、一対のワイパ１４,１６、ワイパモータ１８、リンク機構２０及びワイパ制御装置１０を含んでいる。本実施形態において、ワイパモータ１８はブラシ付きのＤＣモータである。

ワイパ１４は、基端部がピボット軸４２に固定されたワイパアーム２４と、ワイパアーム２４の先端部に連結されたワイパブレード２８と、を含んでおり、ワイパ１６は、基端部がピボット軸４４に連結されたワイパアーム２６と、ワイパアーム２６の先端部に固定されたワイパブレード３０と、を含んでいる。ワイパ１４,１６は、ワイパアーム２４,２６がピボット軸４２,４４を中心として回動されると、ワイパブレード２８,３０がウインドシールドガラス１２上を往復移動し、ワイパブレード２８,３０がウインドシールドガラス１２を払拭する。

ワイパモータ１８は、主にウォームギアから成る減速機構５２により減速されて一方向に回転される出力軸３２を有している。リンク機構２０は、クランクアーム３４、第１リンクロッド３６、一対のピボットレバー３８,４０、一対のピボット軸４２,４４及び第２リンクロッド４６を含んでいる。

クランクアーム３４の一端側はワイパモータ１８の出力軸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の一端側に回動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の中間部に回動可能に連結されている。第２リンクロッド４６は、一方の端部が、ピボットレバー３８のうちピボット軸４２に固定された端部と反対側の端部に回動可能に連結され、他方の端部が、ピボットレバー４０のうちピボット軸に固定された端部と反対側の端部に回動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回動可能に支持されており、ピボットレバー３８,４０のうちピボット軸４２,４４に固定された側の端部は、ピボット軸４２,４４を介してワイパアーム２４,２６が各々連結されている。

第１実施形態に係るワイパ装置１００Ａは、ワイパモータ１８の出力軸３２が一方向に回転され、この出力軸３２の一方向の回転がリンク機構２０によって往復回動に変換されてワイパアーム２４,２６に伝達され、ワイパアーム２４,２６の往復回動(OPEN動作及びCOLSE動作)に伴ってワイパブレード２８,３０がウインドシールドガラス１２上の下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間で往復移動する。

第１実施形態では、図１に示すように、ワイパブレード２８,３０が下反転位置Ｐ２に位置している状態で、クランクアーム３４と第１リンクロッド３６とが直線状を成す構成とされている。クランクアーム３４と第１リンクロッド３６とが直線状を成すことで、下反転位置Ｐ２に位置しているワイパブレード２８,３０には所定の位置保持力が作用し、微小な外力が加わってもワイパブレード２８,３０が下反転位置Ｐ２に停止している状態で維持される。

一方、ワイパ制御装置１０はワイパモータ１８の回転を制御するためのワイパ制御部２２を含んでおり、ワイパ制御部２２はワイパモータ１８に接続されている。ワイパ制御部２２は、ワイパＥＣＵ(Electronic Control Unit)５８、駆動回路５６及び回転角度センサ５４を含んでいる。

ワイパＥＣＵ５８はＣＰＵ５８Ａ、メモリ５８Ｂ及び不揮発性の記憶部５８Ｃを含んでいる。ワイパＥＣＵ５８は、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度及び回転角度を検知する回転角度センサ５４の検知結果に基づいて、ワイパブレード２８,３０のウインドシールドガラス１２上での位置及び出力軸３２の回転速度を算出し、算出した前記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。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。

本実施形態では、ワイパモータ１８の出力軸３２は減速機構５２で減速されるので、出力軸３２の回転速度及び回転角度は、ワイパモータ本体の回転速度及び回転角度と同一ではない。しかしながら、本実施形態では、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度を、ワイパモータ１８の回転速度及び回転角度とみなすものとする。なお、駆動回路５６の制御に係るデータは記憶部５８Ｃに予め記憶されている。

また、ワイパ制御部２２のワイパＥＣＵ５８には、車両のエンジンの制御等を行う主ＥＣＵ９２を介してワイパスイッチ５０及び車速センサ５１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位置(ＬＯＷ)、高速で動作させる高速作動位置(ＨＩＧＨ)、一定周期で間欠的に動作させる間欠作動位置(ＩＮＴ)、停止位置(ＯＦＦ)に接点を切替可能である。主ＥＣＵ９２はワイパスイッチ５０の接点位置を検知し、検知結果を指令信号として信号入力回路６２(図２)を介してワイパＥＣＵ５８へ出力する。車速センサ５１は車両の速度Ｖを検出し、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖは主ＥＣＵ９２を経由してワイパＥＣＵ５８へ出力される。

ワイパＥＣＵ５８は、指令信号として入力されたワイパスイッチ５０の接点位置が高速作動位置の場合にはワイパモータ１８の出力軸３２を高速で回転させ、指令信号として入力されたワイパスイッチ５０の接点位置が低速作動位置の場合にはワイパモータ１８の出力軸３２を低速で回転させる。また、ワイパＥＣＵ５８は、指令信号として入力されたワイパスイッチ５０の接点位置が間欠作動位置の場合、ワイパブレード２８,３０が上反転位置Ｐ１と下反転位置Ｐ２との間を往復払拭し、かつ下反転位置Ｐ２で所定時間停止するように、ワイパモータ１８を間欠的に回転させる。

図２に示すように、ワイパＥＣＵ５８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、バッテリ８０から供給される電力の電圧は、ダイオード６８とワイパＥＣＵ５８との間に設けられた電圧検出回路６０によって検知され、検知結果はワイパＥＣＵ５８に出力される。

また、ダイオード６８とワイパＥＣＵ５８との間には電解コンデンサＣ１の一端(＋端子)が接続されており、電解コンデンサＣ１の他端(−端子)は接地されている。電解コンデンサＣ１は、ワイパＥＣＵ５８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でワイパＥＣＵ５８を保護する。

また、ワイパＥＣＵ５８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。ワイパＥＣＵ５８は、回転角度センサ５４が出力した信号に基づいて、出力軸３２の回転角度を算出することにより、ワイパブレード２８,３０のウインドシールドガラス１２上での位置を検知する。

更に、ワイパＥＣＵ５８は、記憶部５８Ｃに予め記憶されているワイパブレード２８,３０の位置に応じて規定されたワイパモータ１８の回転速度のデータを参照して、ワイパモータ１８の回転が、特定したワイパブレード２８,３０の位置に応じた回転数になるように駆動回路５６を制御する。

駆動回路５６は、ワイパＥＣＵ５８から入力された制御信号に基づき、当該制御信号が指定するデューティ比でドライバ５６Ｂのスイッチング素子をオンオフさせる駆動信号を生成するプリドライバ５６Ａと、プリドライバ５６Ａが出力した駆動信号に従ってトランジスタＴrをオンオフさせてワイパモータ１８のコイルに通電するドライバ５６Ｂと、を含んでいる。

電源であるバッテリ８０と駆動回路５６との間には逆接続保護回路６４及びノイズ防止コイル６６が設けられると共に、駆動回路５６に対して並列に電解コンデンサＣ２が接続されている。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。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で駆動回路５６に過大な電流が入力されることを防止する。

逆接続保護回路６４は、バッテリ８０の正極と負極が図２とは逆に接続された場合に、ワイパ制御装置１０の各素子を保護するための回路である。逆接続保護回路６４は、一例として、自身のドレインとゲートを接続した、いわゆるダイオード接続されたＦＥＴ等で構成される。

ワイパ制御装置１０の基板上には、基板の温度を抵抗値として検知するチップサーミスタＲＴが設けられている。チップサーミスタＲＴは一種の分圧回路を構成し、チップサーミスタＲＴが構成する分圧回路の出力端からは、チップサーミスタＲＴの抵抗値に基づいて変化する電圧が出力される。ワイパＥＣＵ５８は、チップサーミスタＲＴが構成する分圧回路の出力端から出力された電圧に基づいてワイパ制御装置１０の基板の温度を算出し、当該温度が所定の閾値温度を超えた場合はワイパ制御装置１０の動作を停止させる。

また、ドライバ５６Ｂに含まれるトランジスタＴrのソースとバッテリ８０との間にはワイパモータ１８のコイルとドライバ５６Ｂとの電流（モータ電流）を検知するための電流検知部８２が設けられている。電流検知部８２は、抵抗値が0.2ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗８２Ａと、ドライバ５６Ｂの電流に応じて変化するシャント抵抗８２Ａの両端の電位差を検知すると共に検知した電位差の信号を増幅するアンプ８２Ｂとを含む。ワイパＥＣＵ５８は、アンプ８２Ｂが出力した信号からモータ電流の電流値を算出する。

次に第１実施形態の作用として、図３に示すワイパモータ給電制御処理について説明する。このワイパモータ給電制御処理は、ワイパブレード２８,３０が下反転位置Ｐ２に停止している状態で、ワイパスイッチ５０の接点が低速作動位置(ＬＯＷ)又は高速作動位置(ＨＩＧＨ)へ切り替わると、ワイパＥＣＵ５８によって実行される。

ワイパモータ給電制御処理のステップ２００において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパモータ１８の給電を開始する。これにより、ワイパブレード２８,３０の往路動作(下反転位置Ｐ２から上反転位置Ｐ１へ向かうOPEN動作)が開始される。ワイパＥＣＵ５８は、ステップ２０２において、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖを取得し、次のステップ２０４において、取得した車両の速度Ｖが所定値Ｖth(例えば、100km/h)以上か否か判定する。

ステップ２０４の判定が否定された場合はステップ２０６へ移行し、ステップ２０６において、ワイパＥＣＵ５８は、往路給電停止位置として、上反転位置Ｐ１よりも所定距離θULoだけ手前の位置を設定する。なお、所定距離θULoは、ワイパブレード２８,３０の往路動作において、車両の速度Ｖが所定値Ｖth未満の場合に、往路給電停止位置と上反転位置Ｐ１との距離を規定する値である。

また、ステップ２０４の判定が肯定された場合はステップ２０８へ移行し、ステップ２０８において、ワイパＥＣＵ５８は、往路給電停止位置として、上反転位置Ｐ１よりも所定距離θUHiだけ手前の位置を設定する。なお、所定距離θUHiは、ワイパブレード２８,３０の往路動作において、車両の速度Ｖが所定値Ｖth以上の場合に、往路給電停止位置と上反転位置Ｐ１との距離を規定する値であり、θUHi＞θULoである。

ステップ２０６又はステップ２０８の処理を行うとステップ２１０へ移行する。ステップ２１０において、ワイパＥＣＵ５８は、回転角度センサ５４の出力に基づいて、ワイパブレード２８,３０がステップ２０６又はステップ２０８で設定した往路給電停止位置に到達したか否か判定する。ステップ２１０の判定が否定された場合はステップ２１０を繰り返す。

ワイパブレード２８,３０が往路給電停止位置に到達すると(図４(Ａ)参照)、ステップ２１０の判定が肯定されてステップ２１２へ移行し、ステップ２１２において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパモータ１８への給電を停止させる。具体的には、トランジスタＴr（ドライバ５６Ｂ）をオフさせている。但し、ワイパモータ１８への給電を停止しても、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力により、ワイパブレード２８,３０は往路給電停止位置から上反転位置Ｐ１を通過して(図４(Ｂ)参照)、後述する復路給電開始位置へ移動する(図４(Ｃ)参照)。

ステップ２１４において、ワイパＥＣＵ５８は、復路給電開始位置として、上反転位置Ｐ１よりも所定距離θxだけ先の位置を設定する。なお、所定距離θxは、反転位置と給電開始位置との距離を規定する値である。ステップ２１６において、ワイパＥＣＵ５８は、回転角度センサ５４の出力に基づいて、ワイパブレード２８,３０が復路給電開始位置に到達したか否か判定する。ステップ２１６の判定が否定された場合はステップ２１６を繰り返す。この間、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力により、ワイパブレード２８,３０は上反転位置Ｐ１に到達し、更にワイパブレード２８,３０の復路動作(上反転位置Ｐ１から下反転位置Ｐ２へ向かうCLOSE動作)が開始される。

ワイパブレード２８,３０が復路給電開始位置に到達すると(図４(Ｃ)参照)、ステップ２１６の判定が肯定されてステップ２１８へ移行し、ステップ２１８において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパモータ１８への給電を開始させ復路動作を継続させる。ステップ２２０において、ワイパＥＣＵ５８は、車速センサ５１によって検出された車両の速度Ｖを取得し、次のステップ２２２において、ワイパＥＣＵ５８は、取得した車両の速度Ｖが所定値Ｖth以上か否か判定する。

ステップ２２２の判定が否定された場合はステップ２２４へ移行し、ステップ２２４において、ワイパＥＣＵ５８は、復路給電停止位置として、下反転位置Ｐ２よりも所定距離θLLoだけ手前の位置を設定する。なお、所定距離θLLoは、ワイパブレード２８,３０の復路動作において、車両の速度Ｖが所定値Ｖth未満の場合に、復路給電停止位置と下反転位置Ｐ２との距離を規定する値であり、θLLo＞θULoである。

また、ステップ２２２の判定が肯定された場合はステップ２２６へ移行し、ステップ２２６において、ワイパＥＣＵ５８は、復路給電停止位置として、下反転位置Ｐ２よりも所定距離θLHiだけ手前の位置を設定する。なお、所定距離θLHiは、ワイパブレード２８,３０の往路動作において、車両の速度Ｖが所定値Ｖth以上の場合に、往路給電停止位置と上反転位置Ｐ１との距離を規定する値であり、θLHi＜θLLoであり、θLHi＜θUHiである。

ステップ２２４又はステップ２２６の処理を行うとステップ２２８へ移行する。ステップ２２８において、ワイパＥＣＵ５８は、回転角度センサ５４の出力に基づいて、ワイパブレード２８,３０がステップ２２４又はステップ２２６で設定した復路給電停止位置到達に到達したか否か判定する。ステップ２２８の判定が否定された場合はステップ２２８を繰り返す。

ワイパブレード２８,３０が復路給電停止位置に到達すると、ステップ２２８の判定が肯定されてステップ２３０へ移行し、ステップ２３０において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパモータ１８への給電を停止させる。具体的には、トランジスタＴr（ドライバ５６Ｂ）をオフさせている。但し、ワイパモータ１８への給電を停止しても、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力により、ワイパブレード２８,３０は復路給電停止位置から下反転位置Ｐ２を通過して(図４(Ｂ)参照)、往路給電開始位置へ移動する(図４(Ｃ)参照)。

次のステップ２３２において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパスイッチ５０の接点が停止位置(ＯＦＦ)に切り替わっているか否かに基づいて、ワイパ装置１００Ａの作動停止が指示されているか否か判定する。ステップ２３２の判定が否定された場合はワイパモータ給電制御処理を終了する。また、ステップ２３２の判定が肯定された場合はステップ２３４へ移行する。

ステップ２３４において、ワイパＥＣＵ５８は、往路給電開始位置として、下反転位置Ｐ２よりも所定距離θxだけ先の位置を設定する。ステップ２３６において、ワイパＥＣＵ５８は、ワイパブレード２８,３０が往路給電開始位置到達に到達したか否か判定する。ステップ２３６の判定が否定された場合はステップ２３６を繰り返す。この間、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力により、ワイパブレード２８,３０は下反転位置Ｐ２に到達し、更にワイパブレード２８,３０の往路動作が開始される。そして、ワイパブレード２８,３０が往路給電開始位置に到達すると(図４(Ｃ)参照)、ステップ２３６の判定が肯定されてステップ２００に戻る。

このように、第１実施形態では往路給電停止位置から復路給電開始位置迄の期間(図５に示す時間ｔU)及び復路給電停止位置から往路給電開始位置迄の期間(図５に示す時間ｔL)に、ワイパモータ１８への給電を停止し、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力を利用してワイパブレード２８,３０を移動させているので、ワイパモータ１８への給電期間が短縮されている。また、ワイパモータ１８への給電を停止しない場合と比較して、ワイパブレード２８,３０が反転位置に到達した時点でのワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力が小さくなる。このため、ワイパブレード２８,３０が反転位置に到達した時点でのワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力を外力とみなしてワイパモータ１８に不必要に給電することも抑制される。従って、第１実施形態によればワイパ装置１００Ａの消費電力を低減することができる。

また、往路動作でのワイパブレード２８,３０の払拭方向はおおよそ重力に逆らう方向であり、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力が小さくなるのに対し、復路動作でのワイパブレード２８,３０の払拭方向はおおよそ重力が加わる方向であり、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力が大きくなる。これに基づき、第１実施形態では、車両の速度Ｖが所定値Ｖth未満の場合に、図６(Ａ)に示す時間ｔUと時間ｔLとを比較しても明らかなように、上反転位置Ｐ１と往路給電停止位置との距離(θULo)を、下反転位置Ｐ２と復路給電停止位置との距離(θLLo)よりも小さくしている(θLLo＞θULo)。これにより、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力を有効に利用することでワイパ装置１００Ａの消費電力を更に低減することができる。

また、ワイパブレード２８,３０の往路作動でのワイパブレード２８,３０の払拭方向は、おおよそ走行風が力として加わる方向であり、車両の速度Ｖが大きくなるに従って、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力も大きくなる。これに基づき第１実施形態では、図６(Ａ)に示す時間ｔUと図６(Ｂ)に示す時間ｔUとを比較しても明らかなように、車両の速度Ｖが所定値Ｖth以上の場合の上反転位置Ｐ１と往路給電停止位置との距離(θUHi)を、車両の速度Ｖが所定値Ｖth未満の場合の上反転位置Ｐ１と往路給電停止位置との距離(θULo)よりも大きくしている(θUHi＞θULo)。また、ワイパブレード２８,３０の復路作動でのワイパブレード２８,３０の払拭方向は、おおよそ走行風に逆らう方向であり、車両の速度が大きくなるに従って、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力は小さくなる。これに基づき第１実施形態では、図６(Ａ)に示す時間ｔLと図６(Ｂ)に示す時間ｔLとを比較しても明らかなように、車両の速度Ｖが所定値Ｖth以上の場合の下反転位置Ｐ２と復路給電停止位置との距離(θLHi)を、車両の速度Ｖが所定値Ｖth未満の場合の下反転位置Ｐ２と復路給電停止位置との距離(θLLo)よりも小さくしている(θLHi＜θLLo)。これにより、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力を有効に利用することでワイパ装置１００Ａの消費電力を更に低減することができる。

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

図７に示すように、第２実施形態に係るワイパ装置１００Ｂは、ワイパモータ１８の出力軸３２が所定の回転角度範囲θ1で正逆回転され、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、ワイパアーム２４,２６の往復回動に伴ってワイパブレード２８,３０がウイ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との間で往復移動する。回転角度範囲θ1は、ワイパ装置１００Ｂのリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、一例としてθ1＝１４０°である。

また第２実施形態では、下反転位置Ｐ２の下方に格納位置Ｐ３が設けられている。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が回転角度θ2だけ回転することにより、ワイパブレード２８,３０は格納位置Ｐ３へ移動する。回転角度θ2は、ワイパ装置１００Ｂのリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、一例としてθ2＝１０°である。なお、回転角度θ2＝０°の場合は、下反転位置Ｐ２と格納位置Ｐ３とは一致し、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。

図８に示すように、第２実施形態に係るドライバ５６Ｂは４個のトランジスタＴr1,Ｔr2,Ｔr3,Ｔr4を含んでいる。トランジスタＴr1,Ｔr2,Ｔr3,Ｔr4のゲートはプリドライバ５６Ａに各々接続されている。トランジスタＴr1,Ｔr2のドレインはノイズ防止コイル６６を介してバッテリ８０に各々接続されており、トランジスタＴr1のソースはトランジスタＴr3のドレインに、トランジスタＴr2のソースはトランジスタＴr4のドレインに各々接続されている。また、トランジスタＴr3,Ｔr4のソースは接地されている。また、トランジスタＴr1のソース及びトランジスタＴr3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、トランジスタＴr2のソース及びトランジスタＴr4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。

プリドライバ５６ＡからトランジスタＴr1,Ｔr4の各々のゲートにハイレベル信号が入力されるとトランジスタＴr1,Ｔr4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を往路動作させる方向のモータ電流が流れる(ワイパモータ１８の出力軸３２を正回転させるようにモータ電流が流れる)。なお、プリドライバ５６Ａは、トランジスタＴr1,Ｔr4の一方をオンさせているとき、他方を所定のデューティ比時間割合で小刻みにオンオフ制御することでモータ電流を変調してもよい。

また、プリドライバ５６ＡからトランジスタＴr2,Ｔr3の各々のゲートにハイレベル信号が入力されるとトランジスタＴr2,Ｔr3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を復路動作させる方向のモータ電流が流れる(ワイパモータ１８の出力軸３２を逆回転させるようにモータ電流が流れる)。なお、プリドライバ５６Ａは、トランジスタＴr2,Ｔr3の一方をオンさせているとき、他方を所定のデューティ比で小刻みにオンオフ制御することでモータ電流を変調してもよい。

次に図９を参照し、第２実施形態に係るワイパモータ給電制御処理について、第１実施形態と相違する部分を説明する。第２実施形態では、上反転位置Ｐ１を復路給電開始位置としている。すなわち、ワイパＥＣＵ５８は、ステップ２１２でワイパモータ１８への給電を停止させた後、第１実施形態で説明したステップ２１４,２１６に代えて、ステップ２１７において、回転角度センサ５４の出力に基づいて、ワイパブレード２８,３０が上反転位置Ｐ１に到達したか否か判定する。なお、ステップ２１２では、一例として各トランジスタＴr1,Ｔr2,Ｔr3,Ｔr4（ドライバ５６Ｂ）を各々オフさせることで、ワイパモータ１８への給電を停止させている。

ステップ２１７の判定が否定された場合はステップ２１７を繰り返し、この間、ワイパブレード２８,３０は、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力により、上反転位置Ｐ１へ移動する。そして、ワイパブレード２８,３０が上反転位置Ｐ１に到達すると、ステップ２１７の判定が肯定されてステップ２１８へ移行し、ステップ２１８でワイパモータ１８への給電が開始される。なお、ステップ２１８でワイパモータ１８への給電を開始させる際は、トランジスタＴr2,Ｔr3をオンさせることで、ワイパブレード２８，３０を復路動作させる方向へのワイパモータ１８の出力軸３２の回転を開始させている。

また第２実施形態では、下反転位置Ｐ２を往路給電開始位置としている。すなわち、ワイパＥＣＵ５８は、ステップ２３０でワイパモータ１８への給電を停止させ、ステップ２３２を経た後、第１実施形態で説明したステップ２３４,２３６に代えて、ステップ２３７において、回転角度センサ５４の出力に基づいて、ワイパブレード２８,３０が下反転位置Ｐ２に到達したか否か判定する。なお、ステップ２３０では、一例として各トランジスタＴr1,Ｔr2,Ｔr3,Ｔr4（ドライバ５６Ｂ）を各々オフさせることで、ワイパモータ１８への給電を停止させている。

ステップ２３７の判定が否定された場合はステップ２３７を繰り返し、この間、ワイパブレード２８,３０は、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力により、下反転位置Ｐ２へ移動する。そして、ワイパブレード２８,３０が下反転位置Ｐ２に到達すると、ステップ２３７の判定が肯定されてステップ２００に戻り、ステップ２００でワイパモータ１８への給電が開始される。なお、ステップ２００でワイパモータ１８への給電を開始させる際は、トランジスタＴr1,Ｔr4をオンさせることで、ワイパブレード２８，３０を往路動作させる方向へのワイパモータ１８の出力軸３２の回転を開始させている。

このように、第２実施形態では往路給電停止位置から上反転位置Ｐ１迄の期間(図１０に示す時間ｔU)及び復路給電停止位置から下反転位置Ｐ２迄の期間(図１０に示す時間ｔL)に、ワイパモータ１８への給電を停止し、ワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力を利用してワイパブレード２８,３０を移動させているので、ワイパモータ１８への給電期間が短縮されている。また、ワイパモータ１８への給電を停止しない場合と比較して、ワイパブレード２８,３０が反転位置に到達した時点でのワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力が小さくなる。このため、ワイパブレード２８,３０が反転位置に到達した時点でのワイパアーム２４,２６やワイパブレード２８,３０、リンク機構２０等の慣性力を外力とみなしてワイパモータ１８に不必要に給電することも抑制される。従って、第２実施形態についても第１実施形態と同様に、ワイパ装置１００Ｂの消費電力を低減することができる。

なお、上記では車両の速度Ｖが所定値Ｖth以上か否かに応じて、ワイパモータ１８の給電停止期間の長さを２段階に変化させる態様を説明したが、これに限定されるものではない。走行風による抗力は車両の速度Ｖの二乗に比例するため、図１１に示すように、走行風の影響を考慮したワイパモータ１８の給電停止期間の長さは、車両の速度Ｖの変化に対して二次曲線を示す。なお、図１１における時間ｔU0,ｔL0は車両が停止しているときの給電停止期間の長さを表す。例えば図１１に示す特性に基づき、車両の速度Ｖに応じてワイパモータ１８の給電停止期間の長さを３段階以上の複数段階に変化させるようにしてもよい。

また、ワイパモータ１８の一例としてブラシ付きのＤＣモータを説明したが、このブラシ付きＤＣモータは２ブラシ付きであっても３ブラシ付きであってもよい。また、これに限定されるものではなく、ワイパモータ１８はブラシレスモータなどであってもよい。

また、上記ではワイパ制御装置１０の配置位置について明記していないが、ワイパ制御装置１０はワイパモータ１８のハウジング内に収容してもよいし、ワイパモータ１８のハウジングの外に配置してもよい。

また、第１実施形態において、反転位置と給電開始位置との距離を所定距離θxに設定していたが、これに限定されるものではなく、例えば、ワイパアーム２４,２６が反転位置で反転した後、回転角度センサ５４の検知結果から算出できるワイパアーム２４,２６の移動速度が所定値未満に低下したことを契機として、ワイパモータ１８の給電を開始するようにしてもよい。

１０…ワイパ制御装置、１２…ウインドシールドガラス、１４,１６…ワイパ、１８…ワイパモータ、２２…ワイパ制御部、２４,２６…ワイパアーム、２８,３０…ワイパブレード、５０…ワイパスイッチ、５４…回転角度センサ、５６…駆動回路、５８…ワイパＥＣＵ、１００Ａ,１００Ｂ…ワイパ装置

Claims (5)

1. 給電されることで駆動力を発生してワイパアームを回動させ、前記ワイパアームに連結されたワイパブレードをウインドシールドの２つの反転位置の間で往復払拭させるモータ部と、
   前記ワイパブレードが前記反転位置より前の給電停止位置に到達した際に前記モータ部への給電を停止し、前記ワイパブレードが前記反転位置又は前記反転位置より後の給電開始位置に到達した際に前記モータ部への給電を開始する制御部と、
   を含むワイパ装置。
2. 前記制御部は、前記反転位置と前記給電停止位置との距離を前記ワイパブレードの払拭方向に応じて変更する請求項１記載のワイパ装置。
3. 前記制御部は、前記ワイパブレードの往路動作での反転位置である上反転位置と、前記往路動作における給電停止位置である往路給電停止位置と、の距離を、前記ワイパブレードの復路動作での反転位置である下反転位置と、前記復路動作における給電停止位置である復路給電停止位置と、の距離よりも小さくする請求項２記載のワイパ装置。
4. 前記制御部は、前記反転位置と前記給電停止位置との距離を前記ワイパ装置が搭載された車両の速度に応じて変更する請求項１記載のワイパ装置。
5. 前記制御部は、前記車両の速度が所定値以上の場合の、前記ワイパブレードの往路動作での反転位置である上反転位置と前記往路動作における給電停止位置である往路給電停止位置との第１の距離を、前記車両の速度が所定値未満の場合の前記第１の距離よりも大きくすると共に、前記車両の速度が所定値以上の場合の、前記ワイパブレードの復路動作での反転位置である下反転位置と前記復路動作における給電停止位置である復路給電停止位置との第２の距離を、前記車両の速度が所定値未満の場合の前記第２の距離よりも小さくする請求項４記載のワイパ装置。