JP2798733B2

JP2798733B2 - ワイパー制御回路

Info

Publication number: JP2798733B2
Application number: JP1247780A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　　雄
Original assignee: 自動車電機工業株式会社
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH03109153A

Description

【発明の詳細な説明】【発明の目的】

（産業上の利用分野）本発明は車両用ワイパー装置に係わり、特に安定した
払拭動作が得られるワイパー制御回路に関するものであ
る。（従来の技術）従来の車両用ワイパー装置は、駆動モータの単一方向
の回転運動をリンク機構によってワイパーブレードの往
復運動に変換して動力を伝達しており、特にリアワイパ
ーにおいてはこのリンク機構をモータに内蔵し一体化さ
せているものである。この種のワイパ装置は比較的多くの取り付けスペース
を必要とし、また、払拭角度を大きくするとリンク構造
が複雑になり、モータ動力の伝達効率が低下するため、
ブレードの払拭範囲がある程度制限されるという問題が
あった。これらの問題に対処するため、特公昭60−4678号公報
に示されている装置では、駆動モータの回転方向を反転
制御してワイパーブレードを往復払拭運動させる構成に
なっている。これにより従来のリンク機構を廃止出来る
ので、装置の小型化がはかれるとともに、モータ動力の
伝達効率も向上する。また、上記装置では反転位置の検
出をモータに連動した接触部材と固定接点で行なってお
り、前記固定接点の取付位置を変えることによってワイ
パーブレードの払拭角度を制限されることなく自由に選
択できるようになっている。（発明が解決しようとする課題）上記した従来技術に示したワイパー装置では、駆動モ
ータの出力軸が直接ワイパーブレードと連結されている
ので、モータ出力軸を所定位置で即座に停止・反転させ
る制御が必要であるが、その際、ワイパーブレードが所
定位置に達したときのモータ回転速度に比例する逆起電
力による電流を吸収し、さらに逆方向の起動電流を流す
ためモータ内で過大な電流変化が生じる。その結果、モータが大きく振動し、反転する毎にワイ
パーブレード等から騒音が発生するという課題がある。
また、逆起電力による電流を吸収している間にもモータ
が回転するため、ワイパーブレードは移動し、その移動
量はモータ回転による逆起電力の大きさに影響される。
従って、モータ回転、すなわち逆起電力はバッテリー電
圧やガラス面の負荷の状態に左右され、それによりワイ
パーブレードの払拭範囲が変化し、安定した動作が得ら
れない可能性があるという課題があった。（発明の目的）本発明は上記した従来の課題にかんがみてなされたも
ので、駆動モータの回転方向を反転制御してワイパーブ
レードを往復払拭運動させる構造のワイパー装置におい
て、反転位置での逆起電力を抑え、ワイパーブレードの
安定した払拭動作を得ることができるワイパー制御回路
を提供することを目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段）本発明は、ワイパーブレードを駆動するモータと、前
記モータによって駆動され、ワイパーブレードの第１及
び第２の反転位置信号を発生する第１及び第２の位置検
出装置と、前記第1,第２の位置検出装置が発生する第1,
第２の反転位置信号が供給され、第1,第２の反転位置信
号が供給されると、前記モータを逆転駆動する電流を前
記モータに供給する駆動信号発生回路と、前記モータに
接続された４つのパワーMOSFETからなるＨ型のブリッジ
回路と、前記駆動信号発生回路と前記ブリッジ回路とに
接続されたFET制御回路とを備えたワイパー制御回路に
おいて、前記第1,第２の位置検出装置は、それぞれ円弧
状に形成された円弧状部を含み、この円弧状部上と円弧
状部外とで状態が異なる信号を発生し、それぞれの円弧
状部の一方の端部は、ワイパーブレードの反転位置に対
応する位置に設定されて、その端部においてそれぞれ第
1,第２の反転位置信号を発生し、それぞれの円弧状部の
他方の端部は、前記モータの回転の減速を開始する位置
に設定され、その他方の端部においてそれぞれ第1,第２
の減速指令信号を発生し、前記駆動信号発生回路は、パ
ルス信号を発生する発振回路を有し、前記第1,第２の位
置検出装置から第1,第２の減速指令信号が供給される
と、前記第1,第２の位置検出装置から第1,第２の反転位
置信号が供給されるまでの間、前記FET制御回路にパル
ス信号を供給し、前記FET制御回路及び前記ブリッジ回
路がパルス信号によってオンオフ制御される構成とした
ことを特徴としており、このようなワイパー制御回路の
構成を前述した従来の課題を解決するための手段として
いる。（発明の作用）本発明に係わるワイパー制御回路では、第１及び第２
の位置検出装置がそれぞれ円弧状部を有し、これら円弧
状部の一端側においてそれぞれ第１及び第２の反転位置
信号が発生し、円弧状部の他端側においてそれぞれ第１
及び第２の減速指令信号が発生する。すなわち、円弧状
部の他端側においてワイパーブレードが所定の反転位置
付近に来たことが検知されると、駆動信号発生回路尾
は、円弧状部の一端側においてワイパーブレードが反転
位置に到達したことが検知されるまで、発振回路で発生
したパルス信号によりモータを減速駆動する。そしてワ
イパーブレードが反転位置に達したことが円弧状部の一
端側で検知されると100％のデューティでモータを反転
駆動する。これにより、ワイパーブレードが反転位置近傍部に来
たときにモータ供給電力が前記パルス信号のデューティ
サイクルに応じて制御されてモータ回転が減速するの
で、モータ反転時の逆起電力を最小限に抑えることがで
き、大きな振動を発生することなくワイパーブレードは
滑らかに反転することとなる。（実施例）以下、本発明の実施例を図面に従い説明する。第１図は本発明の一実施例である車両ワイパー制御回
路の概略回路図である。ワイパーブレードを駆動するモ
ータ１は、パワーMOSFET9,10,12,13からなるＨ型ブリッ
ジ回路に接続され、正逆転が可能になっている。前記パワーMOSFET9,10に接続したFET制御回路８は駆
動信号発生回路６の出力信号（ｌ）により前記FET9,10
を駆動するものであり、信号（ｌ）がＨ（ハイレベル）
のときはFET9をオンにすると共にFET10をオフにし、信
号（ｌ）がＬ（ロウレベル）のときはFET9をオフにする
と共にFET10をオンにする。また、電源〜アース間での
短絡防止のため、FTE9,10が同時にオンしないように制
御している。他方、前記パワーMOSFET12,13に接続したFET制御回路
11も上記と同様に信号（ｍ）により前記FET12,13を制御
する。また、ワイパーブレードの位置検出装置２は、モータ
１に内蔵されかつ出力軸に連結されており、接触子21は
その外周側および内周側に円弧状部21aおよび21bを備
え、アースに接続されている。この接触子21は、ワイパ
ーブレードが所定位置にあるときに円弧状部21aおよび2
1bにおいて固定端子2aおよび2bに接触する構造になって
おり、これら固定端子2aと円弧状部21aにより第１の位
置検出装置が、固定端子2bと円弧状部21bにより第２の
位置検出装置がそれぞれ構成されている。さらに、操作スイッチ３はワイパーの作動スイッチで
あり、接点が閉じているときはオン、開いているときは
オフである。さらにまた、リセット信号発生回路７は、図示しない
イグニッションスイッチがオンとなってワイパー装置に
電源が供給されたときに一定幅のパルス信号を発生す
る。一方、パルス幅変調（PWM）回路５は前記位置検出装
置２の何れか一方（2a,2b）がワイパーブレードの位置
を検出してから前記ワイパーブレードが前記逆転位置に
到達するまでの間で前記モータ１の回転を減速する減速
回路として機能するものであって、位置検出装置２の位
置信号がインバータ15,16を介して入力され、その信号
に応じて所定のデューティサイクルのパルス信号もしく
はＨの信号が駆動信号（ｊ），（ｋ）として出力され
る。また、駆動信号発生回路６は、位置検出装置2,操作ス
イッチ３、回転方向指示信号発生回路4,パルス幅変調回
路５からの信号を入力し、駆動信号（ｌ），（ｍ）をFE
T制御回路8,11に出力する。以上の構成になる本実施例によるワイパー制御回路の
動作を第２図および第３図により説明する。第２図は本実施例の動作を示すタイミングチャート、
第３図はワイパーブレードの位置に対する接触子21と固
定端子2a,2bの状態を表わした図である。第２図において、時刻t₀で図示しない車両のイグニッ
ションスイッチの投入により回路に電源が供給される
と、リセット信号発生回路７から所定時間Ｔの幅をもつ
リセットパルス（ｎ）が発生する。このリセットパルス（ｎ）はORゲート14を介してフリ
ップフロップ４のＳ端子に入力され、信号（ｄ）をＨに
する。また、ORゲート66,67を介してフリップフロップ6
8,69のＲ端子に入力し、信号（ｈ），（ｉ）を共にＬに
する。初期状態では、位置検出装置２の固定端子2a,2bは接
触子21に接触子していないので、ANDゲート63の２つの
入力はいずれもＨとなり、出力（ｃ）をＨにする。信号
（ｃ）と（ｄ）によりANDゲート61の出力はＨとなり、A
NDゲート65に入力されるが、もう１つの入力には操作ス
イッチ３がオフであるため信号（ｏ）はＨになっている
ので、インバータ64を介してＬが入力される。それによ
り、フリップフロップ68はセットされないようになって
いる。従って、信号（ｌ）と（ｍ）が共にＬになるの
で、FET制御回路8,11によりFET10,13がオン、FET9,12が
オフとなり、モータ１は電流が流れず停止状態になって
いる。次に、時刻t₁で操作スイッチ３が投入されると、信号
（ｏ）がＬになり、インバータ64とANDゲート65を介し
てＨがフリップフロップ68のＳ端子に入力され、信号
（ｈ）がＨになる。一方、信号（ｋ）はNANDゲート51の
入力がＬなのでＨになる。それにより、ANDゲート6aの
出力（ｌ）はＨになるので、FET制御回路８はFET10をオ
フ、FET9をオンにしてモータ１を順方向に回転させる。モータ１が回転してワイパーブレード100が時刻t₂で
第３図（ｂ）に示すt₂の位置に来ると、第１の位置検出
装置である固定端子2aと接触子21の円弧状部21aとが接
触してアースされるので信号（ａ）はＨになる。そし
て、第３図（ｃ）に示す時刻t₃になると固定端子2aが接
触子21の円弧状部21aから離れるので信号（ａ）は再び
Ｌになる。モータ１がさらに回転し、時刻t₄でワイパーブレード
100が第３図（ｄ）に示すt₄の位置に来ると、第２の位
置検出装置である固定端子2bと接触子21の円弧状部21b
とが接触してアースされるので信号（ｂ）はＨになり、
フリップフロップ４をリセットし、信号（ｅ）をＨにす
る。一方、発振回路53はあらかじめ決められた所定のサ
イクルのパルス信号を常時出力しており、ANDゲート51,
52に入力している。信号（ｂ）がＨになり、NANDゲート
51に入力されると、信号（ｋ）は前記パルス信号を反転
した信号になり、ANDゲート6aに入力される。それによ
り信号（ｌ）は前記デューティサイクルに応じたパルス
信号になり、FET制御回路８はFET9,10を所定のデューテ
ィでスイッチングし、モータ１に供給する電力を制御す
る。その結果、モータ１の回転速度は時刻t₄から所定の
割合で減速されることになる。時刻t₅になると固定端子2bは接触子21の円弧状部21b
から離れるので、ANDゲート63の２つの入力が共にＨに
なるので、信号（ｃ）がＨになる。また、信号（ｅ）が
Ｈになっているので、ANDゲート62の出力（ｇ）はＨに
なり、それによりフリップフロップ69がセットされて信
号（ｉ）がＨになり、フリップフロップ68がORゲート66
を介してリセットされて信号（ｈ）がＬになる。そこ
で、信号（ｌ）がＬになり、信号（ｊ）がインバータ15
の出力がＬになっているのでＨになり、信号（ｍ）はＨ
になる。その結果、FET12,10はオン、FET9,13がオフに
なり、モータ１はそれまでと逆方向に反転する。ここで
反転の際、上記のようにモータ１は時刻t₄から減速され
ているので、逆起電力は抑制されてワイパーブレード10
0は滑らかに反転する。その後、ワイパーブレード100は初期の停止位置に向
かって移動し、時刻t₆では固定端子2aが接触子21の円弧
状部21aに接触してアースされる。これにより信号
（ａ）はＨとなり、フリップフロップ４をセットして信
号（ｄ）がＨになる。また、NANDゲート52にはＨが入力
されるので、信号（ｊ）は所定のサイクルのパルス信号
になり、ANDゲート66に入力される。その結果、信号
（ｍ）は前記パルスに応じたサイクルのパルス信号にな
り、それによりFET駆動回路11はFET12,13を所定のサイ
クルでスイッチングしてモータ１の回転速度を減速す
る。時刻t₇になると固定端子2aは接触子21の円弧状部21a
から離れるので、信号（ｃ）がＨになり、ANDゲート61,
65を介してフリップフロップ68をセットして信号（ｈ）
をＨにする。このとき、信号（ｂ）がＬ、信号（ｋ）が
ＨであるのでANDゲート6aの出力（ｌ）はＨになり、そ
の結果FET9,13がオン、FET10,12がオフとなり、モータ
１は再び順方向に回転する。以上に示した時刻t₂からt₇までの動作をくり返すこと
によりワイパーブレード100の払拭往復運動が行われ
る。次に、時刻t₈で操作スイッチ３をオフとした場合の動
作を説明する。操作スイッチ３をオフにすると、接点が解放されて信
号（ｏ）がＨになり、インバータ64を介してＬがANDゲ
ート65に入力され、信号（ｆ）はＬになる。その後、時刻t₉で時刻t₅と同様にモータ１が反転し、
時刻t₁₀になるとANDゲート61の出力がＨになる。それに
より、ORゲート67を介してフリップフロップ69がリセッ
トされて信号（ｉ）がＬになり、さらに信号（ｍ）がＬ
になる。その結果、FET制御回路11はFET12をオフ、FET1
3をオンにする。ここで、ANDゲート61からＨの信号がAN
Dゲート65にも入力されるが、インバータ64からＬの信
号が入力されているため信号（ｆ）はＬのままであり、
フリップフロップ68はセットされない。その結果、信号
（ｈ）がＬ、さらに信号（ｌ）がＬのまま変化せずFET9
がオフ、FET10がオンになる。それによりモータ１はア
ーマチュアショートにより制動され、この停止回路によ
って初期の所定停止位置で停止することになるが、反転
時と同様に回転速度を減速しているので、アーマチュア
ショートによる逆起電力吸収時間が短縮され、ワイパー
ブレードの所定停止装置に対する精度は従来よりも格段
に向上する。

【発明の効果】

以上、本発明によれば、ワイパーブレードが反転位置
付近に来たことを位置検出装置に備えた円弧状部の端部
の一方で検知し、モータの回転速度をパルス発振回路例
えばパルス幅変調（PWM）回路により減速し、続いて円
弧状部の他方の端部においてワイパーブレードが反転位
置に達したことを検知したときにモータを反転駆動する
ので、反転作動時に大きな振動が発生することなくワイ
パーブレードの反転を滑らかに行うことができるように
なる。また、ワイパーブレードの払拭角度，停止位置に
対する精度がより一層向上したものとなる。さらに、モ
ータ内部の接触部の簡単な変更により、ワイパーブレー
ドの払拭角度を選択することができるので、車両への取
付け性が向上するなどといった優れた効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるワイパー制御回路の実施例を示
す回路図、第２図は第１図のワイパー制御回路の動作を
示すタイミングチャート、第３図（ａ）〜（ｅ）はモー
タ内に装備した位置検出装置における接触子と固定接点
との位置関係をワイパーブレードの動きと共に示す説明
図である。１……モータ 2a……固定端子（第１の位置検出装置） 2b……固定端子（第２の位置検出装置） 21a……円弧状部（第１の位置検出装置） 21b……円弧状部（第２の位置検出装置）６……駆動信号発生回路 9,10,12,13……パワーMOSFET（ブリッジ回路） 8,11……FET制御回路 53……発振回路 100……ワイパーブレード

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイパーブレードを駆動するモータと、前記モータによって駆動され、ワイパーブレードの第１
及び第２の反転位置信号を発生する第１及び第２の位置
検出装置と、前記第1,第２の位置検出装置が発生する第1,第２の反転
位置信号が供給され、第1,第２の反転位置信号が供給さ
れると、前記モータを逆転駆動する電流を前記モータに
供給する駆動信号発生回路と、前記モータに接続された４つのパワーMOSFETからなるＨ
型のブリッジ回路と、前記駆動信号発生回路と前記ブリッジ回路とに接続され
たFET制御回路とを備えたワイパー制御回路において、前記第1,第２の位置検出装置は、それぞれ円弧状に形成
された円弧状部を含み、この円弧状部上と円弧状部外と
で状態が異なる信号を発生し、それぞれの円弧状部の一
方の端部は、ワイパーブレードの反転位置に対応する位
置に設定されて、その端部においてそれぞれ第1,第２の
反転位置信号を発生し、それぞれの円弧状部の他方の端
部は、前記モータの回転の減速を開始する位置に設定さ
れ、その他方の端部においてそれぞれ第1,第２の減速指
令信号を発生し、前記駆動信号発生回路は、パルス信号を発生する発振回
路を有し、前記第1,第２の位置検出装置から第1,第２の
減速指令信号が供給されると、前記第1,第２の位置検出
装置から第1,第２の反転位置信号が供給されるまでの
間、前記FET制御回路にパルス信号を供給し、前記FET制御回路及び前記ブリッジ回路がパルス信号に
よってオンオフ制御されることを特徴とするワイパー制
御回路。