JP3654805B2 - ワイパ駆動システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイパ装置において、部品点数を減らした、より簡潔化された回路構成のワイパ駆動システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両におけるワイパ装置には、払拭スピードを低速と高速で払拭動作させる機能、間欠的に払拭動作させる機能、窓に洗浄水を吹き付けつつ払拭を行うウォッシャ機能等が一般に備えられている。
かかるワイパ装置の駆動用モータ（ワイパモータ）としては、例えばＤＣモータが用いられ、ワイパスイッチにより動作を切換選択してワイパを駆動させている。また、ワイパを間欠作動させるべく駆動制御回路を設けている。この駆動制御回路としては、コンデンサによる充放電により、トランジスタをＯＮ・ＯＦＦさせることでリレーを断続作動させ、ワイパモータに駆動電流を供給制御する構成のものが一般的である。
ところで、以上のようなワイパ装置において、ワイパモータを高速／低速で動作させるべく切換える際、前記間欠作動させるためのリレーの他に高速用専用リレー、低速用専用リレーの各々二つのリレーを使用する構成として、ワイパスイッチに直接ワイパモータの電流を流すことなくリレーを介して制御するようにしたものが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、リレーを間欠作動用も含め、３個使用することから小型化が困難であり、さらには、製造コストを抑制することが困難となる。
本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、ワイパ装置において、部品点数を減らした、より簡潔化された回路構成のワイパ駆動システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために、本発明では、請求項１において、ステアリングホイール近傍に配置されるコンビネーションスイッチ装置に備えられた操作レバーの切換操作によって、ワイパの高速作動、低速作動、間欠作動を行なうための回路を切換え構成するスイッチ本体と、ワイパモータと、前記スイッチ本体を切換えることで、前記ワイパモータへの駆動電流を制御して、ワイパモータを駆動制御するワイパ駆動制御回路とを備え、このワイパ駆動制御回路は、前記スイッチ本体により回路を切換え構成することで、コンデンサの充放電作用により、第１のトランジスタと第２のトランジスタとをスイッチング動作をさせ、第１のリレーを断続駆動させて、ワイパモータへ駆動電流を供給してワイパの間欠作動を実行し、前記スイッチ本体を切換えることで、前記第２トランジスタをオンとして、前記第１リレーを強制的に励磁すると共に、第２のリレーの断続器を介してワイパモータへ駆動電流を供給して、ワイパを低速作動を実行し、前記第２リレーを励磁すると共に、前記第２トランジスタをオンとすることで、前記第１リレーを強制的に励磁して、前記第２リレーの断続器を介してワイパモータへ駆動電流を供給して、ワイパを高速作動させる構成としたワイパ駆動システムを提案する。
【０００５】
【発明の実施の態様】
次に、本発明にかかるワイパ駆動システムの一つの実施の態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下説明する。
図１に車両におけるワイパ駆動システムを示す。このワイパ駆動システムは、スイッチの一例としてステアリングシャフト（図示省略）上端のステアリングホイール（図示省略）近傍に配置されるコンビネーションスイッチに備えられた、操作レバーの先端側の回転式の操作ノブ、回転切換スイッチ、プッシュボタン（図示省略）をそれぞれ操作することで、ワイパ（Ｈｉ）、ワイパ（Ｌｏ）、間欠作動（ＩＮＴ．）、そしてウォッシャ等を切換作動させる機能のものである。
なお、このワイパ駆動システムにおいては、ワイパ（Ｈｉ）、ワイパ（Ｌｏ）、間欠作動（ＩＮＴ．）にかかる回路構成、機能を中心に説明し、ウォッシャにかかる回路構成、機能については、本発明の意図するところではないので、説明を省略するものとする。
【０００６】
かかるワイパ駆動システムは、前記操作レバーにおける操作ノブ、回転切換スイッチ、プッシュボタンを切換操作することで接点が切り変わるスイッチ本体１と、ワイパモータ２と、ワイパ駆動制御回路３とを有している。
前記スイッチ本体１は、操作レバーの操作ノブ、回転切換スイッチ、プッシュボタンの切換操作によって、可動接点を切換接触させ、ワイパ（Ｈｉ）、ワイパ（Ｌｏ）、間欠作動（ＩＮＴ．）、そしてウォッシャを作動させるためのＷＡＳＨＥＲ，ＩＮＴ，ＬＯＷ，ＨＩＧＨおよびＯＦＦの操作ポジションを有している。
前記ワイパモータ２は、Ｌｏ端子、Ｈｉ端子を有し、ブラシＣとこれら端子とを切換え接続することでそれぞれ低速、高速でワイパモータ２を駆動させるようにしている。
また、前記ワイパモータ２の出力軸（図示省略）には、ワイパブレードが取り付けられると共に、このワイパブレードに連動するオートストップスイッチ２ａが設けられている。
そして前記ワイパ駆動制御回路３は、操作レバーの切換操作によりスイッチ本体１の操作ポジションを切換えることで、ワイパモータ２へ駆動電流を制御して、ワイパモータ２を駆動制御する構成としている。
【０００７】
そこで、次にワイパ駆動制御回路３の間欠作動について説明する。
このワイパ駆動制御回路３は電装基板上に配設されたコンデンサ（後述）の充放電作用により、第１のトランジスタＴｒ1と第２のトランジスタＴｒ2とをスイッチング動作をさせ、第１のリレーＲy1を断続駆動させて、ワイパモータ２へ駆動電流を供給する回路構成としている。また、電装基板上には、ワイパ（Ｌｏ）、ワイパ（Ｈｉ）作動を行うべく回路を切換閉成するための第２のリレーＲy2が搭載されている。
前記第１トランジスタＴｒ1と第２トランジスタＴｒ2のエミッタ側には、ダイオードＤを介し、コネクタ４におけるＢ端子へ、並びにワイパモータ２のブラシＣと共にバッテリ電源の＋側に接続されている。また前記コネクタ４におけるＢ端子からダイオードＤを介し、第２リレーＲy2におけるコイルの一端側がバッテリ電源の＋側に接続されている。
【０００８】
前記第１トランジスタＴｒ1のエミッタには、コンデンサＣ1の＋極側を接続すると共にコンデンサＣ1の＋極側とベース間に抵抗器Ｒ1を接続する一方、ベースを抵抗器Ｒ2を介しコンデンサＣ1の−極側に接続している。
また、コンデンサＣ1の−極側を、抵抗器Ｒ3、ダイオードＤアノード側と直列に接続し、ダイオードＤのカソード側を第１リレーＲy1の断続器５における端子ｂ側に接続して、この第１リレーＲy1の断続器５における端子ｂは、コネクタ４のＰ端子を介し、ワイパモータ２のオートストップスイッチ２ａのＯ端子に通じている。
また、前記第１トランジスタＴｒ1のコレクタは、抵抗器Ｒ4を介しコネクタ４のＩ端子に接続され、コネクタ４のＩ端子からスイッチ本体１側のＩ側に接続している。
さらに第１トランジスタＴｒ1のコレクタは、抵抗器Ｒ5を介し第２トランジスタＴｒ2のベース側に接続している。またこの第２トランジスタＴｒ2のエミッタとベース間に抵抗器Ｒ6を介在している。
また前記抵抗器Ｒ5は、抵抗器Ｒ7を介してコネクタ４のＬ端子につながっている。この抵抗器Ｒ7は、ダイオードＤを介してコネクタ４のＨ端子につながっている。また、コネクタ４のＬ端子、Ｈ端子は、それぞれスイッチ本体１側のＬ、Ｈにつながっている。
【０００９】
次に前記第２トランジスタＴｒ2のコレクタ側は、第１リレーＲy1のコイルの一端側に接続している。また、前記第１リレーＲy1のコイルの他端側は、アースに通ずるコネクタ４のＥ端子に接続している。さらに前記第１リレーＲy1の断続器５における端子ａ側を前記アースに通ずるコネクタ４のＥ端子に接続している。一方、前記断続器５におけるコモン端子Ｏは、第２リレーＲｙ2の断続器６におけるコモン端子Ｏに接続している。
【００１０】
前記第２リレーＲｙ2において、コイルの他端子側は、前記コネクタ４のＨ端子につながっている。また、第２リレーＲｙ2の断続器６において、端子ａ側はコネクタ４のＭＨ端子、端子ｂ側はコネクタ４のＭＬ端子につながっており、これらコネクタ４のＭＨ端子、ＭＬ端子は、それぞれワイパモータ２のＨｉ端子、Ｌｏ端子につながっている。
【００１１】
以上のようなワイパ駆動システムにおいて、操作レバーにおける操作ノブ、回転切換スイッチ、プッシュボタンを切換操作することでスイッチ本体１の接点をＯＦＦからＩＮＴ，ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＷＡＳＨＥＲに切換え、それぞれの動作モードでワイパブレードを作動させることができる。
【００１２】
先ず、スイッチ本体１のポジションをＯＦＦからＬＯＷに切換えると、スイッチ本体１におけるＬとＥがつながり、コネクタ４のＬ端子がアースに通じ、第２トランジスタＴｒ2のベース電流が流れるので第２トランジスタＴｒ2がＯＮする。これにより第１リレーＲｙ1は強制的に励磁されたこととなり、断続器５は端子ａ側に切り変わり、第２リレーＲｙ2の断続器６のＯ端子、端子ｂ、コネクタ４のＭＬ端子を介してワイパモータ２のＬｏ端子への回路が閉成されるので、ワイパモータ２に電流が供給され、低速で回転しはじめる。このワイパモータ２と共に、ワイパブレードが変位し、このワイパブレードにオートストップスイッチ２ａが連動する。
【００１３】
次に、スイッチ本体１のポジションをＬＯＷからＨＩＧＨに切換えると、スイッチ本体１におけるＨとＥが接続され、コネクタ４のＨ端子がアースに通じ、第２リレーＲｙ2のコイルにも通電されるので、第２リレーＲｙ2は励磁され、断続器６は、端子ａ側に切り変わる。
また同時にコネクタ４のＨ端子がアースに通ずることでダイオードＤを介して第２トランジスタＴｒ2のベース電流が流れて第２トランジスタＴｒ2がＯＮし、これにより第１リレーＲｙ1も強制的に励磁されて、断続器５は端子ａ側に切り変わり、第２リレーＲｙ2の断続器６のＯ端子、端子ａ、コネクタ４のＭＨ端子を介してワイパモータ２のＨｉ端子への回路が閉成されるので、ワイパモータ２に電流が供給され、高速で回転させることができる。
【００１４】
さらに前記スイッチ本体１をＯＦＦとすると、第２トランジスタＴｒ2がＯＦＦとなり、第１リレーＲｙ1における断続器５は端子ｂ側に切り変わると共に第２リレーＲｙ2における断続器６も端子ｂ側に切り変わる。しかし、ワイパモータ２は、連動するオートストップスイッチ２ａにおけるＯ端子とＳ端子とが接触している間は止まらず、しばらくＬｏ回転で回転を持続する。そしてワイパブレードが停止位置、すなわち格納位置に来ると、前記オートストップスイッチ２ａにおけるＯ端子とブラシＣ側とがつながり、電流が流れなくなると同時にワイパモータ２のアマチュアコイルは、オートストップスイッチ２ａのブラシＣからＯ端子、コネクタ４のＰ端子、第１リレーＲｙ1の断続器５の端子ｂ、Ｏ端子、第２リレーＲｙ2の断続器６のＯ端子、端子ｂ、コネクタ４のＭＬ端子、ワイパモータ２のＬｏ端子とショート閉回路になり、ブレーキがかかりワイパモータ２は急停止することになる。
以上のように、スイッチ本体１のポジションをＬＯＷからＨＩＧＨに切換えることで、第２リレーＲｙ2をＯＮ動作させ、ワイパモータ２のＬｏ端子への回路から、ワイパモータ２のＨｉ端子への回路に切換閉成する構成としたので、すなわち、このＨｉ，Ｌｏの切換えは一つのリレーのメイク側、ブレーク側で切換えることとなるので、同時にＬｏとＨｉが通電という事態、すなわちＨｉ，Ｌｏ間のモータコイルをショートさせる事態をさけることができる。
【００１５】
ところで、ワイパモータ２が停止した状態にあるときは、コネクタ４のＢ端子、コンデンサＣ1、抵抗器Ｒ2、ダイオードＤ、コネクタ４のＰ端子を通じてワイパモータ２内オートストップスイッチ２ａを経由して電源へつながっているので、コンデンサＣ1は放電状態にある。
この状況下でワイパを間欠作動（ＩＮＴ）させるべくスイッチ本体１を切換えてＩとＥを接続する。すると、コネクタ４のＩ端子がスイッチ本体１を通じてアースされ、第１トランジスタＴｒ1のベース電流は抵抗器Ｒ1、抵抗器Ｒ2、抵抗器Ｒ3、ダイオードＤ、コネクタ４のＰ端子、オートストップスイッチ２ａを経由しようとするが、このオートストップスイッチ２ａにおいて、ブラシＣ側とＯ端子側とが接している間は、流れることはできず、結果第１トランジスタＴｒ1はＯＦＦとなる。従って第２トランジスタＴｒ2のベース電流が流れて第２トランジスタＴｒ2がＯＮする。
これによって第１リレーＲy1のコイルに通電されて第１リレーＲy1が励磁され、断続器５が端子ａ側に切り変わり、アースに通ずるコネクタ４のＥ端子に接続される。
一方、第２リレーＲｙ2における断続器６は端子ｂ側につながったままであるので、コネクタ４のＭＬ端子を通じて、ワイパモータ２のＬｏ端子に電流が供給され、低速で回転しはじめる。このワイパモータ２の回転と共に、ワイパブレードが変位し、オートストップスイッチ２ａも動くことになり、しばらくしてオートストップスイッチ２ａのＯ端子はブラシＣ側からＳ端子側に切り変わり、Ｏ端子側はアース電位となる。
【００１６】
これにより、コネクタ４のＰ端子もアース電位となるから、第１トランジスタＴｒ1のベース電流が流れ、前記第１トランジスタＴｒ1はＯＮとなる。また同時にコンデンサＣ1の充電が開始される。
第１トランジスタＴｒ1がＯＮとなると第２トランジスタＴr 2のベース電流は流れなくなり、第１リレーＲｙ1は消磁し、断続器５は、端子ｂ側に切り変わる。
しかしワイパモータ２はコネクタ４のＭＬ端子側から第２リレーＲｙ2における断続器６の端子ｂ、Ｏ端子を介し、第１リレーＲｙ1における断続器５の端子ｂを通じてコネクタ４のＰ端子を経由し、オートストップスイッチ２ａがＳ端子側に接触している間は、Ｌｏ回転の電流が流れるので、ワイパモータ２は回転を続ける。
そしてやがて前記オートストップスイッチ２ａは、ワイパモータ２の回転によりＳ端子側からブラシＣ側に接触が切り変わる。これにより、ワイパモータ２のアマチュアコイルは、オートストップスイッチのブラシＣからＯ端子、コネクタ４のＰ端子、第１リレーＲｙ1の断続器５の端子ｂ、Ｏ端子、第２リレーＲｙ2における断続器６のＯ端子、端子ｂ、コネクタ４のＭＬ端子、ワイパモータ２のＬｏ端子とショート閉回路になり、ブレーキがかかりワイパモータ２は急停止し、ワイパブレードは所定の位置で停止することになる。
さてこの状態のとき、コンデンサＣ1は充電されていたので、コンデンサＣ1から放電電流が第１トランジスタＴｒ1のベース電流として流れ、前記第１トランジスタＴｒ1はＯＮのまま持続しており、よって第２トランジスタＴｒ2はベース電流が流れることはできずＯＦＦであり、第１リレーＲｙ1はＯＦＦのままで、この状態を持続する。よってワイパブレードは停止の状態を持続する。
そして、所定の時間（間欠時間）経過すると、コンデンサＣ1の放電が完了し、第１トランジスタＴｒ1のベース電流は流れなくなってＯＦＦとなる。これにより第２トランジスタＴｒ2はＯＮとなり、第１リレーＲｙ1における断続器５は、端子ａ側に切り変わり、再度ワイパモータ２は回転しはじめる。
以上のような動作を繰り返すことで、間欠動作を行うことができる。
【００１７】
ここで、ワイパを間欠作動（ＩＮＴ）からＬＯＷに切換えるべくスイッチ本体１を切換えると、スイッチ本体１におけるＬとＥが接続され、第２トランジスタＴｒ2のベース電流が流れ、第２トランジスタＴｒ2はＯＮとなり、第１リレーＲｙ1はＯＮし、ワイパモータ２のＬｏ端子に通電する回路が形成され、ワイパモータ２はＬｏ回転で回転する。
しかしながら、コネクタ４のＩ端子は、スイッチ本体１のＩ端子が開放されているので、第１トランジスタＴｒ1はＯＦＦのままであり、従ってコンデンサＣ1の充放電による間欠作動はしない。
よってワイパモータ２がＬｏ回転で回転する場合、ワイパモータ２のオートストップスイッチ２ａのＯ端子は、ブラシＣ側と接触、またはＳ端子側と接触を繰り返しているので、コンデンサＣ1は充放電を繰り返していることになるが、前記Ｏ端子は、ワイパブレードが停止位置にあるときのみブラシＣ側と接触することから、Ｏ端子がＣ端子側と接触している時間に比し、Ｓ端子と接触している時間の方がはるかに長く、コンデンサＣ1は充電状態にあるといえる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の通り、本発明では、ワイパの間欠作動の際に供せられる第１リレーを、ワイパの低速及び高速作動の際にも強制的にＯＮさせると共に、第２リレーをＯＮ／ＯＦＦ作動させることで、ワイパモータを低速駆動、または高速駆動させるための通電回路を切換えて達成する構成としているので、部品点数を減らした、より簡潔化された回路構成のワイパ駆動システムとして実現することができる。しかも、ワイパモータを高速、または低速駆動させるための通電回路の切換えは一つのリレーのメイク側、ブレーク側で切換えるので、モータコイルをショートさせる事態をさけることができる。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるワイパ駆動システムの一例を示す、回路構成図である。
【符号の説明】
１ スイッチ本体
２ ワイパモータ
２ａ オートストップスイッチ
３ ワイパ駆動制御回路
４ コネクタ
５、６ 断続器

Claims (1)

1. ステアリングホイール近傍に配置されるコンビネーションスイッチ装置に備えられた操作レバーの切換操作によって、ワイパの高速作動、低速作動、間欠作動を行なうための回路を切換え構成するスイッチ本体と、ワイパモータと、前記スイッチ本体を切換えることで、前記ワイパモータへの駆動電流を制御して、ワイパモータを駆動制御するワイパ駆動制御回路とを備え、このワイパ駆動制御回路は、前記スイッチ本体により回路を切換え構成することで、コンデンサの充放電作用により、第１のトランジスタと第２のトランジスタとをスイッチング動作をさせ、第１のリレーを断続駆動させて、ワイパモータへ駆動電流を供給してワイパの間欠作動を実行し、前記スイッチ本体を切換えることで、前記第２トランジスタをオンとして、前記第１リレーを強制的に励磁すると共に、第２のリレーの断続器を介してワイパモータへ駆動電流を供給して、ワイパを低速作動を実行し、前記第２リレーを励磁すると共に、前記第２トランジスタをオンとすることで、前記第１リレーを強制的に励磁して、前記第２リレーの断続器を介してワイパモータへ駆動電流を供給して、ワイパを高速作動させる構成としたことを特徴とするワイパ駆動システム。

Images