JP3731793B2 - ワイパ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチ素子を用いたワイパ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術のワイパ制御装置として、特開平９−１９３７４８号公報に開示されているものがある。このワイパ制御装置は、図２１に示すように、コンビスイッチ１７が間欠モード（ＩＮＴ）に設定されると、駆動回路２０はスイッチ阻止９をＯＮさせて、モーター１５を起動させてワイパーを１往復させる。ワイパーが１往復するとワイパースイッチ１６の端子Ｐ，Ｑが接続し、駆動回路２０はスイッチ阻止９をＯＦＦさせてモーター１５への電力供給を遮断する。ワイパースイッチ１６の端子Ｐ，Ｑが接続すると接点端子Ｔ１とブレーキ抵抗１８を経由してバッテリー電圧側端子Ｋと接地側端子Ｊが接続されてモーター１５が制動され、ワイパーが速やかに停止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のワイパ制御装置は、次のような問題点がある。
（１）ワイパーモーター１５が、ロックした時のような異常電流発生時に、ＭＯＳ−ＦＥＴ１９または抵抗１８を通って大電流が流れ続けるため、抵抗１８またはＭＯＳ−ＦＥＴ１９８が過熱し焼損するおそれがある。焼損を避けるためには、抵抗１８およびＭＯＳ−ＦＥＴ１９の電流定格を大きくして放熱器を設ける等の対策が必要となり、装置が大型化、高コスト化する。
（２）バッテリ１１のプラス端子とマイナス端子を間違って逆につないだとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ１９の寄生ダイオードおよび抵抗１８を通って大電流が流れ続けるので、抵抗１８およびＭＯＳ−ＦＥＴ１９が焼損するおそれがある。
（３）ＭＯＳ−ＦＥＴがオンしてしばらくの間は、ワイパスイッチ１６の接点ＰおよびＱがつながっているので、バッテリ１１からワイパスイッチ１６→抵抗１８→ＭＯＳ−ＦＥＴ１９の経路で貫通電流が流れてしまう。このため、不要な発熱やノイズの放射が発生する。
（４）間欠時間設定やウォッシャ作動後の後ふき動作時間設定を、コンデンサの充放電原理を用いてアナログ的に行っているため、時間のばらつきが大きい。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、従来のワイパ制御装置の問題点を解決し、半導体スイッチ素子とデジタル制御されるコントローラとを用いた小型で信頼性が高く動作が確実なワイパ制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的にかんがみて、請求項１記載の発明のワイパ制御装置は、
ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定するコンビスイッチ２と、
上記コンビスイッチ２で設定された動作モードに応じて駆動されるワイパモータ７と、
上記ワイパモータ７の回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチ８と、
上記ワイパモータ７への通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子４と、上記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラ３とからなり、
上記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２で設定された動作モードで動作中、上記ワイパモータ７の異常状態発生により、上記ＡＳスイッチ８の信号レベルが予め設定された異常検出時間より長い間変化しなかった場合、上記第１の半導体素子４を強制的にオフ制御する
ことを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明においては、コンビスイッチ２が、ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定し、ワイパモータ７を設定された動作モードで駆動する。ワイパモータ７の回転にしたがって、オートストップ（ＡＳ）スイッチ８はワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力する。第１の半導体スイッチ素子４は、コントローラ３からの制御信号で制御されてワイパモータ７への通電をオンオフする。コントローラ３は、コンビスイッチ２で設定された動作モードで動作中、ワイパモータ７の異常状態発生により、ＡＳスイッチ８の信号レベルが予め設定された異常検出時間より長い間変化しなかった場合、第１の半導体素子４を強制的にオフ制御する。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記異常状態の解除後、前記コンビスイッチ２のポジション切り替えが行われたことを判別して前記第１の半導体素子４をオフからオンにし、上記ポジション切り替えに対応する動作モードで動作させる
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明においては、コントローラ３は、異常状態の解除後、コンビスイッチ２のポジション切り替えが行われたことを判別する。そして、第１の半導体素子４をオフからオンにし、ポジション切り替えに対応する動作モードで動作させる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、バッテリ１１よりイグニッションスイッ１２チを介して駆動電圧が供給されており、前記異常状態の解除後、前記イグニッションスイッチ１２のオフに続く再投入を検出して前記第１の半導体素子４をオフからオンにし、異常発生時に前記コンビスイッチ２で設定されていた動作モードで動作させる
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明においては、コントローラ３は、異常状態の解除後、イグニッションスイッチ１２を一旦オフし、再び投入すると、第１の半導体素子４をオフからオンにし、異常発生時にコンビスイッチ２で設定されていた元の動作モードに戻る。
【００１１】
請求項４記載の発明のワイパ制御装置は、
ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定するコンビスイッチ２と、
上記コンビスイッチ２で設定された動作モードに応じて駆動されるワイパモータ７と、
上記ワイパモータ７の回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチ８と、
上記ワイパモータ７への通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子４と、上記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラ３とからなり、
上記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２をワイパ動作途中でＯＦＦポジションに切り替えた場合、上記ＡＳスイッチ８がパーク位置に対応するレベル信号を出力するまでの間、上記第１の半導体スイッチ素子４をオンに維持するように制御する
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明においては、コンビスイッチ２が、ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定し、ワイパモータ７を設定された動作モードで駆動する。ワイパモータ７の回転にしたがって、オートストップ（ＡＳ）スイッチ８はワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力する。第１の半導体スイッチ素子４は、コントローラ３からの制御信号で制御されてワイパモータ７への通電をオンオフする。コントローラ３は、コンビスイッチ２をワイパ動作途中でＯＦＦポジションに切り替えた場合、ＡＳスイッチ８がパーク位置に対応するレベル信号を出力するまでの間、第１の半導体スイッチ素子４をオンに維持するように制御する。
【００１９】
請求項５記載の発明のワイパ制御装置は、
ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モード、連続ワイパ動作モードまたはウォッシャ動作モードに設定するコンビスイッチ２と、
上記コンビスイッチで設定されたワイパ動作モードに応じて駆動されるワイパモータ７と、
上記ワイパモータ７の回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチ８と、
上記ワイパモータ７への通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子４と、
上記コンビスイッチ２で設定されたウォッシャ動作モード時に、上記コンビスイッチ２を介して通電、駆動されるウォッシャモータ９と、
上記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラ３とからなり、
上記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２のウォッシャ動作モード時、上記第１の半導体素子４をオンになるように制御し、上記コンビスイッチ２のＯＦＦポジションへの切り替え後上記ワイパが予め設定される規定回数だけ往復して後ふき動作するまで、上記第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する
ことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明においては、コンビスイッチ２が、ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モード、連続ワイパ動作モードまたはウォッシャ動作モードに設定し、ワイパモータ７を設定された動作モードで駆動する。ワイパモータ７の回転にしたがって、オートストップ（ＡＳ）スイッチ８はワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力する。第１の半導体スイッチ素子４は、コントローラ３からの制御信号で制御されてワイパモータ７への通電をオンオフする。コントローラ３は、コンビスイッチ２のウォッシャ動作モード時、第１の半導体素子４をオンになるように制御し、コンビスイッチ２のＯＦＦポジションへの切り替え後ワイパが予め設定される規定回数だけ往復して後ふき動作するまで、第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３が、前記規定回数を可変設定することができる
ことを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の発明においては、ワイパの後ふき規定回数を、コントローラ３で可変設定することができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項５記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２がウォッシャモードから他のモードへの切り替えを経てＯＦＦポジションへ切り替えられたとき、前記後ふき動作の回数が規定回数に達していなかった場合は、残りの回数だけ前記ワイパが後ふき動作するまで、上記第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する
ことを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明においては、コントローラ３は、コンビスイッチ２がウォッシャモードから他のモードへの切り替えを経てＯＦＦポジションへ切り替えられたとき、後ふき動作の回数が規定回数に達していなかった場合は、残りの回数だけワイパが後ふき動作するまで、第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項１記載のワイパ制御装置において、
前記コンビスイッチ２は、間欠ワイパ動作モード時の間欠時間を調整する可変抵抗１０を含み、前記コントローラ３は、前記コンビスイッチ２からの上記可変抵抗１０の抵抗値を入力するＶＲ入力端子を有し、該ＶＲ入力端子に入力された上記可変抵抗の抵抗値をＡ／Ｄ変換して間欠時間をデジタル的に設定する
ことを特徴とする。
【００２６】
請求項８記載の発明においては、コンビスイッチ３は、間欠ワイパ動作モード時の間欠時間を調整する可変抵抗１０を含み、コントローラ３は、コンビスイッチからの可変抵抗１０の抵抗値を入力するＶＲ入力端子を有し、該ＶＲ入力端子に入力された可変抵抗１０の抵抗値をＡ／Ｄ変換して間欠時間をデジタル的に設定する。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記ＶＲ入力端子が解放された場合は、前記間欠時間を予め決められた規定値に設定する
ことを特徴とする。
【００２８】
請求項９記載の発明においては、コントローラ３は、ＶＲ入力端子が解放された場合は、間欠時間を予め決められた規定値に設定する。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９までのいずれか１項に記載のワイパ制御装置において、
前記第１の半導体スイッチ素子４は、前記ワイパモータ７の下流側または上流側に接続されている
ことを特徴とする。
【００３６】
請求項１０記載の発明においては、第１の半導体スイッチ素子４は、ワイパモータ７の下流側または上流側に接続されている。
【００３７】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号をチョッパ制御して出力し、前記ワイパモータ７を可変速駆動することを特徴とする。
【００３８】
請求項１１記載の発明においては、第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号をチョッパ制御して出力し、ワイパモータ７を可変速駆動する。
【００３９】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記イグニッションスイッチ１２の投入時にワイパがパーク位置まで戻っていない場合、前記ワイパモータ７を高速駆動して上記ワイパをパーク位置まで戻すように制御する
ことを特徴とする。
【００４０】
請求項１２記載の発明においては、コントローラ３は、イグニッションスイッチ１２の投入時にワイパがパーク位置まで戻っていない場合、ワイパモータ７を高速駆動してワイパをパーク位置まで戻すように制御する。
【００４１】
請求項１３記載の発明のワイパ制御装置は、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のワイパ制御装置と、リレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）とを具備し、前記コントローラ３は、上記ワイパ制御装置と上記リレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）の両方の動作を制御する
ことを特徴とする。
【００４２】
請求項１３記載の発明においては、請求項１から１２のいずれか１項に記載のワイパ制御装置と、リレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）とを具備し、コントローラは、ワイパ制御装置とリレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）の両方の動作を制御する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるワイパ制御装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図１は、本発明によるワイパ制御装置の実施の形態を示すブロック図である。ワイパ制御装置は、コンビスイッチ２、コントローラ３、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５およびツェナーダイオード６からなる制御部１と、ワイパモータ７と、ＡＳ（オートストップ）スイッチ８と、ウォッシャモータ９とから構成されている。
【００４５】
コンビ（コンビネーション）スイッチ２は、車両の運転者が操作してワイパの種々の動作モードを設定するものであり、ＯＮ端子、ＩＮＴ端子、ＧＮＤ端子およびＷＡＳＨ端子の接続組み合わせにより、ワイパの動作モード、すなわちＯＦＦ（停止）モード、ＩＮＴ（間欠動作）モード、ＯＮ（連続動作）モードおよびＷＡＳＨ（洗浄）モードを選択することができる。また、コンビスイッチ２は、間欠時間設定用の可変抵抗１０を接続するＶＲ端子も備えている。
【００４６】
コントローラ３は、図２にその構成例を示すように、デジタル制御部３Ａ、５ボルトレギュレータ３Ｂ、リセット回路３Ｃ、発振回路３Ｄ、入力回路３Ｅ、レベルシフト回路３Ｆ、ＶＲ変換回路３Ｇおよび、ＭＯＳ−ＦＥＴゲートドライブ３Ｈからなる。
【００４７】
デジタル制御部３Ａは、たとえばマイクロコンピュータ等からなり、ワイパ制御装置の全体動作を制御する。
【００４８】
５ボルトレギュレータ３Ｂは、車両の電源であるバッテリ１１からＩＧ（イグニッション）スイッチ１２およびヒューズ１３を介してバッテリ電源電圧（たとえば、１３．５ボルト）が供給され、デジタル制御部３Ａの駆動用電圧、たとえば５ボルト、を供給する。
【００４９】
リセット回路３Ｃは、ＩＧスイッチ１２のオンによるワイパ制御装置への電源電圧投入時に、デジタル制御部３Ａの動作を初期値にする。
【００５０】
発振回路３Ｄは、デジタル制御部３Ａ用のクロック信号を発生し、デジタル制御部３Ａに供給する。
【００５１】
入力回路３Ｅは、コンビスイッチ２のＩＮＴおよびＯＮ端子に電流を流し、各端子のオンオフを検出して、ＩＮＴモードオン信号またはＯＮモードオン信号をデジタル制御部３Ａに供給する。
【００５２】
レベルシフト回路３Ｆは、コンビスイッチ２のＷＡＳＨ端子およびＡＳスイッチの共通端子ａで検出されるバッテリ電源電圧（１３．５ボルト）を５ボルトに変換して、検出信号をデジタル制御部３Ａに供給する。
【００５３】
ＶＲ変換回路３Ｇは、コンビスイッチ２のＶＲ端子に接続され、ＩＮＴモード時の間欠時間設定のために設けられている。ＶＲ変換回路３Ｇの構成例は図１２に示される。
【００５４】
ＭＯＳ−ＦＥＴゲートドライブ３Ｈは、デジタル制御部３Ａから出力されるＭＯＳ−ＦＥＴ制御用デジタル出力をＭＯＳ−ＦＥＴの動作レベル電圧に変換して、制御出力端子ＦＥＴ−ａおよび制御出力端子ＦＥＴ−ｂに出力する。
【００５５】
コントローラ３は、デジタル制御部３Ａの制御の下で、図５から図１１に示すタイミング図に基づいて後述するように、各動作モード時に優れた時間制御機能を働かせている。この時間制御機能は、特に以下に列挙するような特徴的な機能がある。
【００５６】
（機能Ａ）制御出力ＦＥＴ−ａと制御出力ＦＥＴ−ｂに時間差ｔｄを設けて動作を送る機能。
（機能Ｂ）コンビスイッチ２をワイパ動作途中で切った時などにおいてワイパがパーク位置に戻るまで制御出力ＦＥＴ−ａを出し続ける機能。
（機能Ｃ）ウォッシュ操作後の後ふきを回数で正確に規定する機能。
（機能Ｄ）ウォッシュ操作後の後ふき時にコンビスイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えた場合でも、後ふき回数を正確に規定する機能。
（機能Ｅ）ワイパモータ７の異常動作時に制御出力ＦＥＴ−ａ，ＦＥＴ−ｂを遮断し、異常解除後に復帰させる機能。
（機能Ｆ）可変抵抗１０の抵抗値をデジタル変換して間欠時間を正確に規定する機能。
（機能Ｇ）コンビスイッチ２のＶＲ端子解放時は、間欠時間を規定値に設定する機能。
上述の各機能の細部については後述する。
【００５７】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４は、Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴであり、そのオンオフによりワイパモータ７への駆動電圧を供給または遮断するための半導体スイッチ素子として働き、ドレインがワイパモータ７に接続され、ソースがコンビスイッチ２のＧＮＤ端子と接地に接続され、ゲートがコントローラ３の制御出力端子ＦＥＴ−ａに接続されている。
【００５８】
ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、Ｐチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴであり、そのオンオフによりワイパモータ７のブレーキ動作を行うための半導体スイッチ素子として働き、ドレインがツェナーダイオード６を介してヒューズ１３に接続され、ソースがＭＯＳ−ＦＥＴ４のドレインに接続され、ゲートがコントローラ３の制御出力端子ＦＥＴ−ｂに接続されている。
【００５９】
ツェナーダイオード６は、そのツェナー電圧Ｖｚがバッテリ電圧（たとえば、１３．５ボルト）＜Ｖｚ＜ＭＯＳ−ＦＥＴ４の定格電圧ＶDSS なる定格を持つように選択される。これにより、ツェナーダイオード６は、後述するように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が過熱遮断したときのワイパモータ７の逆起電圧を逃がす働きと、バッテリ１１の接続ミスによる逆接続時の保護と、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のオフ時そのゲート電位を０．７ボルトシフトして確実にオフさせる働きとの３つの働きを兼ね備えている。
【００６０】
ワイパモータ７は、そのプラス端子がヒューズ１３に接続され、マイナス端子がＭＯＳ−ＦＥＴ４のドレインに接続されている。
【００６１】
ＡＳスイッチ８は、周知のように、ワイパモータ７の回転に伴って、共通接点ａがワイパのパーク位置で接点ｂに接続されると共に、ワイパがパーク位置以外の場所にあると接点ｃに接続されるものである。
【００６２】
ウォッシャモータ９は、そのプラス端子がヒューズ１３に接続され、マイナス端子がコンビスイッチ２のＷＡＳＨ端子に接続されている。
【００６３】
上述の構成による本発明のワイパ制御装置の通常時の動作には、間欠ワイパ動作、連続ワイパ動作およびウォッシャ後ふき動作の３つがある。以下の各々の動作について説明する。
【００６４】
まず初期状態では、ＩＧスイッチ１２がオン状態で、最初はワイパがパーク位置にあるため、ＡＳスイッチ８は、共通接点ａが、ハイレベル接点ｂに接続されている。また、各ＦＥＴ４，５へのコントローラ３からの制御出力は、制御出力ＦＥＴ−ｂと制御出力ＦＥＴ―ａが共にローであり、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオン、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフとなっている。ＭＯＳ−ＦＥＴ４は、Ｎチャンネル型なので、ハイレベルの制御信号がゲートに入力されるとオンとなり、ドレインとソース間に電流が流れ、ローレベルの制御信号がゲートに入力されるとオフとなる。これに対して、ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、Ｐチャンネル型なので、ローレベルの制御信号がゲートに入力されるとオンになり、ハイレベルの制御信号が入力されるとオフになる。ハイまたはローの制御信号は、それぞれのＭＯＳ−ＦＥＴの動作しきい値よりも十分高いまたは低いレベルに設定される。
【００６５】
（間欠ワイパ動作）
まず、間欠ワイパ動作について、図１のブロック図と、図５に示すこの動作モード（ＩＮＴモード）時のコントローラ３の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００６６】
初期状態から、コンビスイッチ２をＩＮＴポジションに切り換えると、コンビスイッチ２からコントローラ３にＩＮＴオン信号（ローレベル）が入力される。ＩＮＴオン信号が入力されると、コントローラ３は、ＩＮＴオン信号の立ち下がりで直ちに、制御出力ＦＥＴ−ｂをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオフになるように制御し、続いてデッドタイムｔｄの経過後に、制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオンになるように制御する。
【００６７】
デッドタイムｔｄは、上述のコントローラ３の機能Ａとして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５とＭＯＳ−ＦＥＴ４が同時にオン状態となって貫通電流が流れるのを防ぐために設けられており、ＦＥＴの応答時間よりも十分に長い時間とすれば良い。
【００６８】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンになると、バッテリ１１→ＩＧスイッチ１２→ヒューズ１３→ワイパモータ７→ＭＯＳ−ＦＥＴ４→グラウンド（接地）の経路で電流が流れ、ワイパモータ７は回転を始める。ワイパモータ７の回転に同期しているＡＳスイッチ８は、ハイレベル接点ｂからローレベル接点ｃに切り替わるため、コントローラ３のＡＳ入力は、ハイレベルからローレベルに変わる。ワイパモータ７が回転を続け、ワイパが車両のウインドシールドガラス上を１往復すると、ワイパはパーク位置に戻る。このとき、ＡＳスイッチ８は、ローレベル接点ｃからハイレベル接点ｂに戻り、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が再度入力される。
【００６９】
コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が再入力されると、コントローラ３は、直ちに制御出力ＦＥＴ−ａをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後制御出力ＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンする。ワイパモータ７は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のオフにより通電が止められたため、逆起電力を生じるが、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオンするので、ワイパモータ７のプラス端子→ツェナーダイオード６→ＭＯＳ−ＦＥＴ５→ワイパモータのマイナス端子の閉回路が形成される。そのため、ワイパモータ７に逆電流（ブレーキ電流）が急激に流れて逆起電力を消費するので、ワイパモータ７はブレーキがかかって急速に停止し、ワイパはパーク位置からはみ出ることなく停止する。
【００７０】
ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフしている間は常にオンされている。このため、サージ電圧を逃がすことができ、ＶDS電圧定格を低いものにすることができる。ＭＯＳ−ＦＥＴ５のＶDS電圧定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の２／３〜１／３程度とすることにより、小型かつ低コストになっている。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ５には、ワイパモータ７の停止動作時のブレーキ電流のみが流れるように構成されている。ブレーキ電流は、数十〜数百ミリ秒の短時間流れるだけなので、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のＲDSON定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の２〜２０倍と大きくしている。そのため、ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、さらに小型、低コストとなっている。
【００７１】
コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフにした後、可変抵抗１０により設定されたＩＮＴ時間（ワイパが停止している時間）をカウントした後再びＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンからオフにし、以後上述と同様の動作を繰り返す。このようにして間欠ワイパ動作が行われる。
【００７２】
次に、間欠ワイパ動作中、コンビスイッチ２がＩＮＴポジションからＯＦＦポジションに切り替えられると、コントローラ３のＩＮＴ入力にはオフ信号（ハイレベル）が入力される。このとき、ワイパがまだウインドシールドガラス上にあり、ＡＳスイッチ８がローレベル接点ｃ側であると、コントローラ３のＡＳ入力はローレベルであるので、コントローラ３は制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂの制御信号をハイレベルのままに保つ（上述のコントローラ３の機能Ｂ）。したがって、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオン、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオフのままに保たれ、ワイパモータ７は回転し続ける。ワイパモータ７が回転を続けて、ワイパがパーク位置まで戻り、ＡＳスイッチ８がハイレベル接点ｂ側に切り替わると、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が供給され、コントローラ３は、直ちに制御出力ＦＥＴ−ａをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後制御出力ＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンし、ワイパモータ７の回転が停止する。
【００７３】
なお、コンビスイッチ２がＩＮＴポジションからＯＦＦポジションに切り替えられたとき、ＡＳスイッチ８がハイレベル接点ｂ側になっていれば（したがって、ワイパがパーク位置になっていれば）、直ちにコントローラ３からのローレベルの制御信号がＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５に供給され、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオンとなり、ワイパモータ７も直ちに停止状態となる。
【００７４】
このようにして、コンビスイッチ２をＯＦＦポジションに切り替える段階で、ワイパがどの位置にあっても、ＩＧスイッチ１２がオンされている限り、ワイパは必ずパーク位置で停止する。ＡＳスイッチ８は、単にワイパのパーク位置を検出するためだけに用いられており、ワイパモータ７の駆動電流が流れないので、その接点を小電流容量型とすることができ、小型かつ低コストにできる。さらに、接点の信頼性も高まる。
【００７５】
次に、間欠ワイパ動作時の間欠（ＩＮＴ）時間は、コンビスイッチ２のＶＲ端子に接続された可変抵抗１０により設定される。可変抵抗１０の抵抗値は、図１２に構成例を示すコントローラ３のＶＲ変換回路３Ｇでデジタル値に変換され、デジタル制御部３Ａに送られる。それにより、間欠（ＩＮＴ）時間がデジタル的に正確に規定される（コントローラ３の機能Ｆ）。
【００７６】
詳細には、図１２のＶＲ変換回路は、コンパレータ（ＣＯＭ２）５０、基準電圧源５０Ａ、クロック発振器５１、４ビットカウンタ５２、ラダー回路網５３、バッファ５４、コンパレータ（ＣＯＭ１）５５、電流源５６、抵抗５７，５８、およびラッチ回路５からなる。図１２のＶＲ変換回路において、クロック発振器５１からの一定クロック信号で、４ビットカウンタ５２が常時カウントしている。４ビットカウンタ５２のカウント値は、ラダー回路網５３によりアナログ値に変換され、コンパレータ（ＣＯＭ１）５５により、電流源５５と可変抵抗１０の接続点から得られる電圧と比較される。４ビットカウンタ５２からの電圧が、可変抵抗１０からの電圧を上回ったとき、コンパレータ（ＣＯＭ１）５５の出力が反転し、その時のカウント値がラッチ回路５９でラッチされる。
【００７７】
このような回路動作により、図１３（ｂ）の抵抗値対Ａ／Ｄ変換出力特性に示すように、可変抵抗１０の抵抗値がデジタル値に変換される。最小デジタル値は最短間欠時間に対応し、最大デジタル値は最長間欠時間に対応している。なお、コンパレータ（ＣＯＭ１）５４が反転しない場合は、最大デジタル値とされる。
【００７８】
この例では、デジタル値を４ビットとしたが、この限りではない。また、可変抵抗１０の最小値を最大間欠時間、最大値を最小間欠時間に対応させても良い。
【００７９】
コンビスイッチ２のＶＲ端子が解放された場合は、基準電圧源５０Ａの基準電圧と比較されて、コンパレータ（ＣＯＭ２）５０の出力が反転し、デジタル制御部３Ａにエラー出力を送る。この場合は、図１３（ａ）に示すように、コンパレータ（ＣＯＭ２）５０よりのハイレベルのエラー出力がデジタル制御部３Ａに供給されると、デジタル制御部３Ａは、間欠（ＩＮＴ）時間を予め決められた規定値に固定する（コントローラ３の機能Ｇ）。このように、コンビスイッチ２のＶＲ端子が解放された場合でも、間欠（ＩＮＴ）時間が予め決められた規定値に固定されるので、ワイパが全く動かなくなることが避けられる。
【００８０】
（連続ワイパ動作）
次に、連続ワイパ動作について、図１のブロック図と、図６に示すこの動作モード（ＯＮモード）時のコントローラ３の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００８１】
初期状態から、コンビスイッチ２をＯＮポジションに切り替えると、コンビスイッチ２からコントローラ３のＯＮ入力にオン信号（ローレベル）が入力される。オン信号が入力されると、コントローラ３は、制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂにより、直ちにＭＯＳ−ＦＥＴ５をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオンになるように制御する。
【００８２】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンすると、ワイパモータ７が回転を始める。ワイパモータ７の回転に同期しているＡＳスイッチ８は、ハイレベル接点ｂ側からローレベル接点ｃ側に切り替わるため、コントローラ３のＡＳ入力はローレベルに変わる。ワイパモータ７が回転を続けると、ワイパは、ウインドシールドガラス上を１往復するたびにパーク位置を通過する。このとき、ＡＳスイッチ８は一時的にハイレベル接点ｂ側に戻り、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が入力されるが、コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５の各ゲートへハイレベルの制御信号を出力し続ける。そのため、ワイパモータ７は回転を続ける。
【００８３】
コンビスイッチがＯＮポジションからＯＦＦポジションに切り替えられると、コントローラのＯＮ入力端子にはオフ信号（ハイレベル）が入力される。このとき、ワイパがまだウインドシールドガラス上にあり、ＡＳスイッチ８がローレベル接点ｃ側であると、コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５への制御信号出力をハイレベルのままに保つ。したがって、ワイパモータ７が回転を続けて、ワイパがパーク位置まで戻り、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が入力され、コントローラ３は、制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂにより、直ちにＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンになるように制御し、ワイパモータの回転を停止させる。このときのブレーキ動作は前述の通りである。
【００８４】
（ウォッシャ後ふき動作）
次に、ウォッシャ後ふき動作について、図１のブロック図と、図７に示すこの動作モード（ＷＡＳＨモード）時のコントローラ３の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００８５】
コンビスイッチ２が、ＯＦＦポジションからＷＡＳＨポジションに切り替えられると、バッテリ１１→ＩＧスイッチ１２→ヒューズ１３→ウォッシャモータ９→コンビスイッチ２のＷＡＳＨ端子→ＧＮＤ端子→グラウンド（接地）の経路で電流が流れ、ウォッシャモータ９は回転を始める。ウォッシャモータ９は、ポンプ（図示しない）を作動させ、洗浄液タンク（図示しない）から洗浄液がウインドシールドガラス上に送出される。
【００８６】
このとき、ウォッシャモータ９への通電と同時に、コントローラ３のＷＳ入力にオン信号（ローレベル）が入力される。コントローラ３は、オン信号の立ち下がりから遅れ時間ｔａの経過後、制御出力ＦＥＴ−ｂをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオンする。ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンすると、ワイパモータ７は回転を始め、ワイパがウインドシールドガラス上を往復運動して洗浄液によるウインドシールドガラスの洗浄を行う。コンビスイッチ２がＷＡＳＨポジションにある期間中は、コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４及びＭＯＳ−ＦＥＴ５にハイレベルの制御信号を出し続ける。遅れ時間ｔａは、ウォッシャモータ９が回転を始めてから洗浄液がウインドシールドガラス上に届くまでの時間遅れを想定して設けられている。
【００８７】
コンビスイッチ２が、ＷＡＳＨポジションからＯＦＦポジションに切り替えられると、コントローラ３のＷＳ入力端子にはオフ信号（ハイレベル）が入力される。コントローラ３は、ＷＳ入力にオフ信号が入力された後、ＡＳスイッチ８からのＡＳ入力がローレベルからハイレベルに戻ったのを確認し、さらに、ワイパが規定回数、たとえば３回、往復するまで（すなわち、ＡＳスイッチ８のローレベル接点ｃからハイレベル接点ｂへの切り替わりを３回カウントするまで）、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５にハイレベルの制御信号を出し続け、その後ローレベルの制御信号にすることにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフにして、ワイパをパーク位置で止める。
【００８８】
コントローラ３は、上述の規定回数を予め設定して内部メモリ（図示しない）に格納しておき、ＡＳスイッチ８のローレベル接点ｃからハイレベル接点ｂへの切り替わり回数をＡＳ入力で監視し、内部メモリに格納されている規定回数と比較して一致したときに、制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにして、ワイパモータ７の通電を止める。
【００８９】
したがって、このウォッシャ後ふき動作では、コンビスイッチ２のポジションをＷＡＳＨポジションにしてウォッシャ動作をさせ、ウォッシャ動作を止めるためにＯＦＦポジションにしたときは、さらに規定回数だけ後ふき作業を行った後、動作が完了するものである（コントローラ３の機能Ｃ）。
【００９０】
一方、コンビスイッチ２がＷＡＳＨポジションからＯＮポジションに切り替えられた場合は、コントローラ３は、そのまま連続ワイパ動作を継続するように制御する。また、ＷＡＳＨポジションからＯＮポジション、さらにＯＦＦポジションと切り替えられたとき、まだ後ふきの規定回数（この例では３回）に達していなかった場合は、コントローラ３は、ワイパが残りの回数後ふきを行った上でパーク位置で停止するように制御する（コントローラ３の機能Ｄ）。
【００９１】
次に、本発明のワイパ制御装置では、上述の各種動作モードにおいて、ワイパモータ７がロックやショートなどの異常を起こしたとき保護動作を行う。
【００９２】
以下に説明する例では、ワイパの１往復動作途中にロック異常を発生し、保護動作の後ロック原因が除去され、ワイパが、残りのふき取り動作を行ってパーク位置に停止するまでを示している。
【００９３】
（保護動作例１）
まず、上述のコントローラ３の機能Ｅとしての保護動作例１について、図１のブロック図と、保護動作例１を説明するための図８に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００９４】
コンビスイッチ２が、時刻ｔ１でＯＦＦポジションからＩＮＴポジションまたはＯＮポジションに切り替えられると、コンビスイッチ２からのオン信号（ローレベル）がコントローラ３に入力される。それにより、コントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａがローレベルからハイレベルにされ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンとなって、ワイパモータ７に通電が始まる。
【００９５】
ワイパモータ７に通電され、ワイパモータ７が回転しているとき、ワイパモータ７にロックやショート等の異常が発生すると（時刻ｔ２）、ワイパモータ７の回転が止まり、ワイパモータ７に大きな負荷電流が流れ続ける。ワイパモータ７が途中で止まったまま回っていないので、ＡＳスイッチ８は、ローレベル接点側になったままである。
【００９６】
そこで、コントローラ３は、制御出力ＦＥＴ−ａをハイレベルとしてからの時間経過を内部カウンタ（図示しない）でカウントし、通常ワイパが１往復してパーク位置に戻るまでにかかる時間よりも十分長い時間（以下、異常検出時間ｔｂという）の間ＡＳスイッチ８が変化しなかったことを検出した場合は、時刻ｔ３で制御出力ＦＥＴ−ａを強制的にハイレベルからローレベルに変更する。それにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフとなり、ワイパモータ７への通電が、異常発生から異常検出時間ｔｂ（＝ｔ３−ｔ２）経過後遮断され、ワイパモータ７に大きな負荷電流が流れ続けるのを防止する。
【００９７】
その後、ロックやショート等の異常原因が取り除かれたならば、コンビスイッチ２のポジションの切り替えを行うことにより、コントローラ３は、ポジション切り替えが行われたことを判別して、制御出力ＦＥＴ−ａを再度ローレベルからハイレベルとし、ワイパモータ７に通電して、コンビスイッチ２のそのポジションに対応する動作モードでワイパを動作させる。（なお、図８では、コンビスイッチ２が、時刻ｔ４でのモータロック解除後、時刻ｔ５でＯＮまたはＩＮＴポジションからＯＦＦポジションに切り替えることにより、時刻ｔ６でワイパをパーク位置に戻して停止させた場合を示している。）
【００９８】
もし、時刻ｔ３以降にコンビスイッチ２のポジションの切り替えを行った場合、まだロックが解除されていなかったならば、コントローラ３は、ポジションの切り替え時刻から上述の異常検出時間ｔｂの経過後、再び制御出力ＦＥＴ−ａを強制的にハイレベルからローレベルに変更して、ワイパモータ７に大きな負荷電流が流れ続けるのを防止する。
【００９９】
以上の構成および動作から、次のような利点がある。
（１）ブレーキ動作用のＭＯＳ−ＦＥＴ５のＶDS電圧定格を、ワイパモータ駆動用のＭＯＳ−ＦＥＴ４の２／３〜１／３と小さくし、ＲDSON定格をＭＯＳ−ＦＥＴ４の２〜２０倍と大きくしていいるため、小型、低コストとなる。
（２）バッテリの逆接続時の電流阻止用ツェナーダイオード６とＭＯＳ−ＦＥＴ５には、ブレーキ電流しか流れないようにすることにより、ツェナーダイオード６の電流容量を小容量に出来、小型、低コストとなる。
（３）コントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａとＦＥＴ−ｂの立ち上がりおよび立ち下がりに時間差ｔｄを設けてもＭＯＳ−ＦＥＴ４とＭＯＳ−ＦＥＴ５に供給することで、貫通電流がなくなり、不要な発熱やノイズ放射がなくなる。
（４）ワイパモータ７のＡＳスイッチ８に信号電流のみが流れるようにして、コンビスイッチ２をワイパ動作途中で切ったときなどの場合、ワイパがパーク位置に戻るまで制御出力ＦＥＴ−ａを出し続けるようにコントローラ３が制御することで、ＡＳスイッチ８、ＭＯＳ−ＦＥＴ５およびツェナーダイオード６が小型、高信頼性化できる。
（５）ウォッシュ操作後の後ふきを回数で正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
（６）ウォッシュ操作後の後ふき時にコンビスイッチ２をＯＮポジションからＯＦＦポジションに切り替えた場合でも、後ふき回数を正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
（７）ワイパモータ７の異常発生時に通電を遮断し異常解除後に通電を復帰させる制御を行うことにより、ＭＯＳ−ＦＥＴを必要以上に大型化する必要がなくなり、小型、低コストにできる。さらに、駆動回路やモータを含めた装置の信頼性が高まる。
（８）可変抵抗の抵抗値をデジタルに変換して、間欠時間を正確に規定することにより、間欠ワイパ動作の時間精度が向上する。
（９）コンビスイッチ２のＶＲ端子解放時は、コントローラ３で間欠時間を予め決められた時間に正確に規定することにより、間欠動作の時間精度が向上する。
【０１００】
以上のように、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形、応用が可能である。
【０１０１】
たとえば、デッドタイムｔｄは、上述の実施の形態では、制御出力ＦＥＴ−ｂをかつそれに続いてＦＥＴ−ａをローレベルからハイレベルにする場合のデッドタイム（ｔｄ１とする）と、制御出力ＦＥＴ−ａをかつそれに続いてＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにする場合のデッドタイム（ｔｄ２とする）とが同一に設定されているが、それぞれ独立して最適値に設定しても良い。
【０１０２】
たとえば、上述の実施の形態では、コントローラ３の機能Ｅとして、保護動作例１について説明したが、この保護動作例１に代えて下記の保護動作例２に基づいても良い。
【０１０３】
（保護動作例２）
そこで保護動作例２について、図１のブロック図と、保護動作例２を説明するための図９に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【０１０４】
保護動作例２では、ＡＳスイッチ８の変化時間を監視してワイパモータ７への通電を遮断する点は、上述の保護動作例１と同じ動作であるが。ロックやショート等の異常原因が取り除かれた後の動作が異なる。
【０１０５】
すなわち、コントローラ３は、異常解除後、たとえばワイパモータ７のロック解除後、保護動作例１におけるコンビスイッチ２のポジション切り替え（たとえば、図８では時刻ｔ５でＯＦＦポジションに切り替えている）を判別せず、一旦ＩＧスイッチ１２を時刻ｔ７でオフし時刻ｔ８で再投入することで（すなわち、ＩＧスイッチ１２のオフオンを検出して）、異常発生前の元の動作に戻り、時刻ｔ９でワイパをパーク位置に戻して停止する。
【０１０６】
このように、コントローラ３は、ワイパモータ７のロック等の異常発生時に通電を遮断し、異常状態解除後にＩＧスイッチ１２の再投入により通電を復帰させて、元の動作を行うことができる。
【０１０７】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、図３に示すように、ワイパモータ７への駆動電圧を供給または遮断するための半導体スイッチ素子として働くＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲート回路に過熱遮断保護回路３０を設けることができる。この過熱遮断保護回路３０は、温度検出回路、ゲート遮断回路およびラッチ回路を含む。
【０１０８】
具体的には、過熱遮断保護回路３０は、図４に示すように、温度検出回路として働く、抵抗４０を介してコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａから制御信号が供給されるＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートに接続された電流源３１と、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の発熱を検出する複数の直列接続されたダイオードからなる温度検出部３２との接続点の電圧を、抵抗３３を介してコンパレータ３７のマイナス入力端子に供給し、プラス端子に抵抗３５を介して供給される基準電圧源３４の基準電圧と比較して、比較結果を温度検出として出力する。
【０１０９】
温度検出回路の温度検出出力は、ラッチ回路として働くＤ型ＦＦ（フリップフロップ）３８のクロック入力端子に供給される。Ｄ型ＦＦのＤ入力端子にはコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａからの制御信号が入力され、Ｑ出力端子からの出力は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートとソース間に接続されてゲート遮断回路として働くＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ３９に供給される。逆接続されたツェナーダイオード４１および４２は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートに過電圧が印加されるのを防止する過電圧保護手段である。尚、ラッチ回路として働くＤ型ＦＦ３８を省略して、温度検出回路からの温度検出力で直接、ゲート遮断回路として働くＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ３９を遮断動作させても良い。
【０１１０】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートにコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａからハイレベルの制御信号が供給され、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンとなってワイパモータ７に通電中において、ワイパモータ７のロックやショート等の異常発生時にＭＯＳ−ＦＥＴ４に大電流が流れた場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の発熱が温度検出部３２で検出される。温度検出部３２で検出された検出電圧が基準電圧源３２の電圧を超えると、コンパレータ３７から比較結果のハイレベル出力がＤ型ＦＦ３８のクロック入力端子に供給される。それにより、Ｄ型ＦＦ３８のＱ出力端子からハイレベル出力がＭＯＳ−ＦＥＴ３９のゲートに印加され、ＭＯＳ−ＦＥＴ３９がオンとなる。ＭＯＳ−ＦＥＴ３９がオンになると、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲート電位がローレベルに成るので、ＭＯＳ−ＦＥＴ４はオンからオフになり、通電が遮断される。
【０１１１】
次に、上述の過熱遮断保護回路３０による保護動作の具体例を、保護動作例３として以下に説明する。
【０１１２】
（保護動作例３）
保護動作例３について、図１のブロック図および図３，４の過熱遮断保護回路３０と、保護動作例３を説明するための図１０に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【０１１３】
コンビスイッチ２がＯＦＦポジションからＩＮＴポジションまたはＯＮポジションに切り替えられ、モータロックによりＡＳスイッチ８がローレベル接点ｃ側のまま止まっているところまでは、上述の保護動作例１と同じ動作である。ロックによる大電流が流れ続けることにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が発熱し、ある時点（図１０の時刻ｔ３）で過熱遮断保護回路３０の機能により自己遮断する。その結果、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびワイパモータ７への通電が止まる。その後、ロック原因が取り除かれたならば、コンビスイッチ２のポジションの切り替え（時刻ｔ５）により、コントローラ３は、一旦制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルとし、その後、ワイパは、コンビスイッチ２の切り換え後の動作モードで動作する。
【０１１４】
このコンビスイッチ２のポジションの切り替えに伴い、時刻ｔ５でコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルとする時間は短いが、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のラッチ回路として働くＤ型ＦＦ３８のラッチを解除するのに十分な時間であれば良い。通常の動作時でも、常にこのようなコンビスイッチ２の切り替えに伴う出力遮断は行われるが、実動作上は、動作遅れ等の不都合はない。
【０１１５】
このように、過熱遮断保護回路３０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が過熱により破壊する前にそのゲートをオフし、通電を止める機能を持つ。異常電流が流れ続けたとき、速やかに電流を遮断し保護するので、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の電流定格を必要以上に大きくする必要がなくなり、小型化、低コスト化できる。さらに、駆動回路やモータを含めた装置の信頼性が高まる。
【０１１６】
なお、過熱遮断保護回路３０を付加する場合、保護動作例３に代えて下記の保護動作例４に基づいても良い。
【０１１７】
（保護動作例４）
そこで保護動作例４について、図１のブロック図および図３，４の過熱遮断保護回路３０と、保護動作例４を説明するための図１１に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【０１１８】
保護動作例４では、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が過熱により自己遮断して出力を止める点は、上述の保護動作例３と同じ動作であるが、ロックやショート等の異常原因が取り除かれた後の動作が保護動作例３と異なり保護動作例２と同じである。
【０１１９】
すなわち、コントローラ３は、異常解除後、たとえばワイパモータ７のロック解除後、保護動作例１におけるコンビスイッチ２のポジション切り替え（たとえば、図８では時刻ｔ５でＯＦＦポジションに切り替えている）を判別せず、一旦ＩＧスイッチ１２を時刻ｔ７でオフし時刻ｔ８で再投入することで（すなわち、ＩＧスイッチ１２のオフオンを検出して）、異常発生前の元の動作に戻り、時刻ｔ９でワイパをパーク位置に戻して停止する。
【０１２０】
このように、コントローラ３は、ワイパモータ７の駆動用のＭＯＳ−ＦＥＴ４の過熱時にＭＯＳ−ＦＥＴ４が自己遮断により通電を遮断し、異常状態解除後にＩＧスイッチ１２の再投入により通電を復帰させて、元の動作を行うことができる。
【０１２１】
以上説明した各々の保護動作により、ワイパモータに異常電流が流れ続けることがなくなるので、モータや電線、コネクタの信頼性も向上する。また、上述の各保護動作例を適宜複数組み合わせて保護動作を構成しても良い。
【０１２２】
さらに、上述の実施の形態では、ワイパモータ駆動用の半導体スイッチ素子として働くＭＯＳ−ＦＥＴ４がワイパモータ７の下流側（ローサイド）に配置された構成となっているが、他の実施例として、図１４に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をワイパモータ７の上流側（ハイサイド）に配置しても良い。
【０１２３】
この場合は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をＰチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴとする。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ４とＭＯＳ−ＦＥＴ５は共に、信号のハイ、ローに対するオンオフの関係は、図１の実施の形態の場合と逆になる。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のソースと接地の間にツェナーダイオード６が接続される。また、コンビスイッチ２Ａは、図１のコンビスイッチ２のＧＮＤ端子に代えて、ヒューズ１３に接続されたＩＧ端子を有する。また、コントローラ３Ａは、図１のコントローラ３の構成にＧＮＤポートが追加されている。
【０１２４】
図１４に示すハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置は、図１に示すローサイドスイッチ型ワイパ制御装置と同様の動作および効果を奏する。加うるに、ワイパモータ駆動用のＭＯＳ−ＦＥＴ４に過熱遮断保護回路３０を持たせ、ワイパモータ７の上流側に配置することにより、電線のショート等の故障に対する保護も可能となり、装置の安全性が向上する。
【０１２５】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、リレーと組み合わせた制御装置に適用することができる。１台の車に２系統のワイパを備える場合、１系統に本発明のワイパ制御装置を用い、他系統に公知技術であるリレーを用いたリレー式ワイパ制御装置を用いることができる。
【０１２６】
この場合は、図１５に示すように、コンビスイッチ２、コントローラ３Ｂ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５およびツェナーダイオード６からなる制御部１と、ワイパモータ７と、ＡＳスイッチ８と、ウォッシャモータ９とから構成される本発明のワイパ制御装置と、コンビスイッチ２Ｂ（可変抵抗１０Ａを含む）、２スピード型のワイパモータ７Ａと、ＡＳスイッチ８Ａと、ウォッシャモータ９Ａと、リレー６０とから構成されている従来構成のリレー式ワイパ制御装置とが組み合わされる。
【０１２７】
コンビスイッチ２Ｂは、リレー６０を介してＡＳスイッチ８Ａに接続されたＡＳ端子と、ワイパモータ７Ａの低速端子に接続されたＬＯ端子と、コントローラ３ＢのＩＮＴ２端子に接続されたＡＭＰ＿ＩＮ端子と、ワイパモータ７Ａの高速端子に接続されたＨＩ端子と、接地に接続されたＧＮＤ端子と、ウォッシャモータ９Ａに接続されたＷＡＳＨ端子とを有する。
【０１２８】
コントローラ３Ｂは、図１のコントローラ３の構成に加えて、ワイパモータ７Ａに電源電圧を供給するヒューズ１３Ａに接続されたＩＧ２端子と、リレー６０のコイルに接続されたＲＬＹ端子と、コンビスイッチ２ＢのＷＡＳＨ端子に接続されたＷＳ２端子と、コンビスイッチ２ＢのＡＭＰ＿ＩＮ端子に接続されたＩＮＴ２端子と、コンビスイッチ２ＢのＶＲ端子に接続されたＶＲ２端子およびＧＮＤ端子を備え、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５とリレー６０の両方を制御する機能を有する。
【０１２９】
たとえば、従来構成のリレー式ワイパ制御装置のワイパモータ７Ａは、フロントワイパを駆動し、本発明のワイパ制御装置のワイパモータ７は、リアワイパを駆動する。
【０１３０】
このように、コントローラ３Ｂには、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５とリレー６０の両方を制御する機能を盛り込むことにより、２個の機能を集約することで、コントローラが小型化、低コスト化される。また、フロントワイパとリアワイパの制御に関連性を持たせることができるようになる。
【０１３１】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、単一スピードワイパモータで可変速駆動するワイパ制御装置に適用することができる。
【０１３２】
この場合は、図１６に示すように、単一スピードのワイパモータ７を用いて２段階のスピードで駆動する。図１６に示すワイパ制御装置は、図１に示すワイパ制御装置とほぼ同一構成になっており、構成上の相違点は、コンビスイッチ２Ｃが、図１のコンビスイッチ２のＯＮ端子に代えて、ＬＯ端子およびＨＩ端子を有しており、また、コントローラ３Ｃが、図１のコントローラ３のＯＮ入力に代えて、ＬＯ入力およびＨＩ入力を有しており、さらに、ワイパモータ７の両端子にダイオード６１が接続されていることにある。
【０１３３】
図１６の構成において、低速連続運転（ＬＯ）のときには、図１７のタイミング図に示すように、コントローラ３Ｃは、制御出力ＦＥＴ−ａの制御信号をチョッパ制御して出力することにより、ワイパモータ７の回転速度を下げることができる。高速運転の時には、制御出力ＦＥＴ−ａからの制御信号のデューテイ比を変えることにより、３段以上の多段階のスピード可変や連続可変とすることができる。さらに、チョッパ周波数を調整することにより、車種ごとに異なる共振周波数を避けるようにすることで、チョッパ制御による騒音を抑えることができる。また、ＩＧスイッチ１２の投入時に、ワイパがウインドシールドガラス上に残っている場合、高速モードでパーク位置まで戻すことにより、運転者の視界を速やかに確保する制御が可能である。
【０１３４】
このように、コントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａをチョッパ制御して可変速駆動することにより、装置の構成が簡単になる。
【０１３５】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、ワイパモータブレーキ用ＭＯＳ−ＦＥＴ５に、Ｐチャンネル型の代わりにＮチャンネル型を用いても良い。この場合は、図１８に示すように、Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ５のゲート回路に、ブートストラップ回路やチャージポンプ回路等の昇圧手段６１を追加する必要がある。Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴは、単位チップ面積あたりのオン抵抗がＰチャンネル型の半分程度と小さいので、同じオン抵抗の定格を持たせたとき、Ｐチャンネル型よりも小型化、低コスト化できる。
【０１３６】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、図１９に示すように、２スピードのワイパモータを駆動する制御装置に適用することができる。２スピードワイパモータは、車両のフロントガラス用ワイパに一般的に用いられている。
【０１３７】
図１９において、ワイパ制御装置は、コンビスイッチ２Ｄ、コントローラ３Ｄ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５、ツェナーダイオード６、２スピードワイパモータ７Ａ、ウォッシャモータ９および可変抵抗１０で構成されている。
【０１３８】
コンビスイッチ２Ｄは、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のドレインとＭＯＳ−ＦＥＴ５のソースの接続点に接続されたＦＥＴ端子と、ワイパモータ７Ａの低速端子に接続されたＬＯ端子と、コントローラ３ＢのＩＮＴ２端子に接続されたＡＭＰ＿ＩＮ端子と、ワイパモータ７Ａの高速端子に接続されたＨＩ端子と、接地に接続されたＧＮＤ端子と、ウォッシャモータ９に接続されたＷＡＳＨ端子とを有する。
【０１３９】
コントローラ３Ｄは、図１のコントローラ３の構成からＯＮ入力を省略した構成を有する。
【０１４０】
図１９の構成において、間欠動作時に、ＭＯＳ−ＦＥＴ４によりワイパモータ７Ａが駆動される。動作タイミングは図５と同じである。低速連続回転および高速回転は、コンビスイッチ２ＤのＬＯ端子およびＨＩ端子により直接オンオフされる。低速連続回転（ＬＯ）および高速連続回転（ＨＩ）動作時は、コンビスイッチ２のＦＥＴ端子により、ＭＯＳ−ＦＥＴ４はワイパモータ７Ａと切り離される。ワイパがウインドシールドガラス上で止まったまま、ＩＧスイッチ１２が投入されたときなどは、コンビスイッチ２ＤがＯＦＦポジションでも、ワイパがパーク位置に来るまで、ＭＯＳ−ＦＥＴ４によりワイパモータ７Ａが駆動される。
【０１４１】
このように、低速連続運転（ＬＯ）および高速連続回転（ＨＩ）は、コンビスイッチ２ＤのＬＯ端子およびＨＩ端子により直接オンオフされるようにすることで、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５の電流定格を小さいものとすることができ、小型、低コスト化される。さらに、ＬＯおよびＨＩ動作時は、コンビスイッチ２ＤのＦＥＴ端子により、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５がワイパモータ７と切り離されるようにすることで、ワイパモータコイル起電力の影響を受けないようにでき、保護素子等の追加が必要なくなる。
【０１４２】
さらに、図１９のワイパ制御装置では、ワイパモータ駆動用の半導体スイッチ素子として働くＭＯＳ−ＦＥＴ４がワイパモータ７の下流側（ローサイド）に配置された構成となっているが、他の実施例として、図２０に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をワイパモータ７の上流側（ハイサイド）に配置しても良い。
【０１４３】
この場合は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をＰチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴとする。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ４とＭＯＳ−ＦＥＴ５は共に、信号のハイ、ローに対するオンオフの関係は、図１の実施の形態の場合と逆になる。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のソースと接地の間にツェナーダイオード６が接続される。また、コンビスイッチ２Ｅは、図１９のコンビスイッチ２ＤのＧＮＤ端子に代えて、ヒューズ１３に接続されたＩＧ端子を有する。また、コントローラ３Ｅは、図１９のコントローラ３Ｄの構成にＧＮＤポートが追加されている。
【０１４４】
図２０に示すハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置は、図１９に示すローサイドスイッチ型ワイパ制御装置と同様の動作および効果を奏する。
【０１４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ワイパモータの異常発生時、コントローラが異常状態の持続時間を監視して通電を遮断するので、ワイパモータ駆動用の半導体スイッチ素子を必要以上に大型化する必要がなくなり、小型、低コストにできる。さらに駆動回路やモータを含めた装置全体の信頼性が高まる。
【０１４６】
請求項２記載の発明によれば、ワイパモータの異常状態解除後、コンビスイッチのポジション切り替えにより、そのポジションに対応する動作モードで動作を再開させることができる。
【０１４７】
請求項３記載の発明によれば、ワイパモータの異常状態解除後、イグニッションスイッチのオフおよび再投入により、異常発生により中断した動作モードで動作復帰させることができる。
【０１４８】
請求項４記載の発明によれば、ワイパ動作途中でＯＦＦされても、コントローラは、ワイパがパーク位置に戻るまで半導体スイッチ素子を維持するので、ワイパが途中で止まったままとなることはない。
【０１５２】
請求項５記載の発明によれば、ウォッシュ操作後の後ふきを回数で正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
【０１５３】
請求項６記載の発明によれば、後ふきの規定回数を任意の回数に設定することができる。
【０１５４】
請求項７記載の発明によれば、ウォッシュ操作後の後ふき時にコンビスイッチ２をＯＮポジションからＯＦＦポジションに切り替えた場合でも、後ふき回数を正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
【０１５５】
請求項８記載の発明によれば、可変抵抗の抵抗値をデジタルに変換して、間欠時間を正確に規定することにより、間欠ワイパ動作の時間精度が向上する。
【０１５６】
請求項９記載の発明によれば、コンビスイッチのＶＲ端子解放時は、コントローラで間欠時間を予め決められた時間に正確に規定することにより、間欠動作の時間精度が向上する。
【０１６０】
請求項１０記載の発明によれば、第１の半導体スイッチ素子は、ワイパモータの下流または上流のどちら側に配置しても良く、特に上流側に配置した場合は、電線のショート等の故障に対する保護も可能となり、装置の安全性が向上する。
【０１６１】
請求項１１記載の発明によれば、第１の半導体スイッチ素子を制御するためのコントローラの制御信号をチョッパ制御して出力することにより、ワイパモータを可変速駆動することにより、装置の構成が簡単になる。また、制御信号のデューテイ比を変えることにより、３段以上の多段階のスピード可変や連続可変とすることができる。さらに、チョッパ周波数を調整することにより、車種ごとに異なる共振周波数を避けるようにすることで、チョッパ制御による騒音を抑えることができる。
【０１６２】
請求項１２記載の発明によれば、ワイパがウインドシールドガラス上に残っている場合、高速モードでパーク位置まで戻すことにより、運転者の視界を速やかに確保する制御が可能である。
【０１６３】
請求項１３記載の発明によれば、コントローラには、半導体スイッチ素子とリレーの両方を制御する機能を盛り込むことにより、２個の機能を集約することで、コントローラが小型化、低コスト化される。また、フロントワイパとリアワイパの制御に関連性を持たせることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイパ制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１のワイパ制御装置におけるコントローラの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明のワイパ制御装置の他の実施例を示す回路図である。
【図４】図３における過熱遮断保護回路の具体的構成例を示す回路図である。
【図５】図１のワイパ制御装置におけるＩＮＴモード時のコントローラの各部信号のタイミング図である。
【図６】図１のワイパ制御装置におけるＯＮモード時のコントローラの各部信号のタイミング図である。
【図７】図１のワイパ制御装置におけるＷＡＳＨモード時のコントローラの各部信号のタイミング図である。
【図８】保護動作例１を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図９】保護動作例２を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図１０】保護動作例３を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図１１】保護動作例４を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図１２】図１のワイパ制御装置におけるコントローラのＶＲ変換回路の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２のＶＲ変換回路の特性を表すグラフであり、（ａ）はエラー出力特性、（ｂ）は抵抗値対Ａ／Ｄ変換出力特性を示す。
【図１４】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、ハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置を示す。
【図１５】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、リレー式ワイパ制御装置との組み合わせ例を示す。
【図１６】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、単一スピードワイパモータで可変速駆動するワイパ制御装置を示す。
【図１７】図１６のワイパ制御装置における各部信号のタイミング図である。
【図１８】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示す回路図である。
【図１９】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、２スピードのワイパモータを駆動する制御装置を示す。
【図２０】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、２スピードのワイパモータを駆動するハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置を示す。
【図２１】従来のワイパ制御装置の構成例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
２ コンビスイッチ
３ コントローラ
４ Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ（第１の半導体スイッチ素子）
５ Ｐチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ（第２の半導体スイッチ素子）
６ ツェナーダイオード
７ ワイパモータ
８ オートストップ（ＡＳ）スイッチ
９ ウォッシャモータ
１０ 可変抵抗
１１ バッテリ
１２ イグニッション（ＩＧ）スイッチ
１３ ヒューズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチ素子を用いたワイパ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術のワイパ制御装置として、特開平９−１９３７４８号公報に開示されているものがある。このワイパ制御装置は、図２１に示すように、コンビスイッチ１７が間欠モード（ＩＮＴ）に設定されると、駆動回路２０はスイッチ阻止９をＯＮさせて、モーター１５を起動させてワイパーを１往復させる。ワイパーが１往復するとワイパースイッチ１６の端子Ｐ，Ｑが接続し、駆動回路２０はスイッチ阻止９をＯＦＦさせてモーター１５への電力供給を遮断する。ワイパースイッチ１６の端子Ｐ，Ｑが接続すると接点端子Ｔ１とブレーキ抵抗１８を経由してバッテリー電圧側端子Ｋと接地側端子Ｊが接続されてモーター１５が制動され、ワイパーが速やかに停止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のワイパ制御装置は、次のような問題点がある。
（１）ワイパーモーター１５が、ロックした時のような異常電流発生時に、ＭＯＳ−ＦＥＴ１９または抵抗１８を通って大電流が流れ続けるため、抵抗１８またはＭＯＳ−ＦＥＴ１９８が過熱し焼損するおそれがある。焼損を避けるためには、抵抗１８およびＭＯＳ−ＦＥＴ１９の電流定格を大きくして放熱器を設ける等の対策が必要となり、装置が大型化、高コスト化する。
（２）バッテリ１１のプラス端子とマイナス端子を間違って逆につないだとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ１９の寄生ダイオードおよび抵抗１８を通って大電流が流れ続けるので、抵抗１８およびＭＯＳ−ＦＥＴ１９が焼損するおそれがある。
（３）ＭＯＳ−ＦＥＴがオンしてしばらくの間は、ワイパスイッチ１６の接点ＰおよびＱがつながっているので、バッテリ１１からワイパスイッチ１６→抵抗１８→ＭＯＳ−ＦＥＴ１９の経路で貫通電流が流れてしまう。このため、不要な発熱やノイズの放射が発生する。
（４）間欠時間設定やウォッシャ作動後の後ふき動作時間設定を、コンデンサの充放電原理を用いてアナログ的に行っているため、時間のばらつきが大きい。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、従来のワイパ制御装置の問題点を解決し、半導体スイッチ素子とデジタル制御されるコントローラとを用いた小型で信頼性が高く動作が確実なワイパ制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的にかんがみて、請求項１記載の発明のワイパ制御装置は、
ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定するコンビスイッチ２と、
上記コンビスイッチ２で設定された動作モードに応じて駆動されるワイパモータ７と、
上記ワイパモータ７の回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチ８と、
上記ワイパモータ７への通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子４と、上記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラ３とからなり、
上記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２で設定された動作モードで動作中、上記ワイパモータ７の異常状態発生により、上記ＡＳスイッチ８の信号レベルが予め設定された異常検出時間より長い間変化しなかった場合、上記第１の半導体素子４を強制的にオフ制御する
ことを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明においては、コンビスイッチ２が、ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定し、ワイパモータ７を設定された動作モードで駆動する。ワイパモータ７の回転にしたがって、オートストップ（ＡＳ）スイッチ８はワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力する。第１の半導体スイッチ素子４は、コントローラ３からの制御信号で制御されてワイパモータ７への通電をオンオフする。コントローラ３は、コンビスイッチ２で設定された動作モードで動作中、ワイパモータ７の異常状態発生により、ＡＳスイッチ８の信号レベルが予め設定された異常検出時間より長い間変化しなかった場合、第１の半導体素子４を強制的にオフ制御する。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記異常状態の解除後、前記コンビスイッチ２のポジション切り替えが行われたことを判別して前記第１の半導体素子４をオフからオンにし、上記ポジション切り替えに対応する動作モードで動作させる
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明においては、コントローラ３は、異常状態の解除後、コンビスイッチ２のポジション切り替えが行われたことを判別する。そして、第１の半導体素子４をオフからオンにし、ポジション切り替えに対応する動作モードで動作させる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、バッテリ１１よりイグニッションスイッ１２チを介して駆動電圧が供給されており、前記異常状態の解除後、前記イグニッションスイッチ１２のオフに続く再投入を検出して前記第１の半導体素子４をオフからオンにし、異常発生時に前記コンビスイッチ２で設定されていた動作モードで動作させる
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明においては、コントローラ３は、異常状態の解除後、イグニッションスイッチ１２を一旦オフし、再び投入すると、第１の半導体素子４をオフからオンにし、異常発生時にコンビスイッチ２で設定されていた元の動作モードに戻る。
【００１１】
請求項４記載の発明のワイパ制御装置は、
ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定するコンビスイッチ２と、
上記コンビスイッチ２で設定された動作モードに応じて駆動されるワイパモータ７と、
上記ワイパモータ７の回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチ８と、
上記ワイパモータ７への通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子４と、上記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラ３とからなり、
上記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２をワイパ動作途中でＯＦＦポジションに切り替えた場合、上記ＡＳスイッチ８がパーク位置に対応するレベル信号を出力するまでの間、上記第１の半導体スイッチ素子４をオンに維持するように制御する
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明においては、コンビスイッチ２が、ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定し、ワイパモータ７を設定された動作モードで駆動する。ワイパモータ７の回転にしたがって、オートストップ（ＡＳ）スイッチ８はワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力する。第１の半導体スイッチ素子４は、コントローラ３からの制御信号で制御されてワイパモータ７への通電をオンオフする。コントローラ３は、コンビスイッチ２をワイパ動作途中でＯＦＦポジションに切り替えた場合、ＡＳスイッチ８がパーク位置に対応するレベル信号を出力するまでの間、第１の半導体スイッチ素子４をオンに維持するように制御する。
【００１９】
請求項５記載の発明のワイパ制御装置は、
ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モード、連続ワイパ動作モードまたはウォッシャ動作モードに設定するコンビスイッチ２と、
上記コンビスイッチで設定されたワイパ動作モードに応じて駆動されるワイパモータ７と、
上記ワイパモータ７の回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチ８と、
上記ワイパモータ７への通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子４と、
上記コンビスイッチ２で設定されたウォッシャ動作モード時に、上記コンビスイッチ２を介して通電、駆動されるウォッシャモータ９と、
上記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラ３とからなり、
上記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２のウォッシャ動作モード時、上記第１の半導体素子４をオンになるように制御し、上記コンビスイッチ２のＯＦＦポジションへの切り替え後上記ワイパが予め設定される規定回数だけ往復して後ふき動作するまで、上記第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する
ことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明においては、コンビスイッチ２が、ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モード、連続ワイパ動作モードまたはウォッシャ動作モードに設定し、ワイパモータ７を設定された動作モードで駆動する。ワイパモータ７の回転にしたがって、オートストップ（ＡＳ）スイッチ８はワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力する。第１の半導体スイッチ素子４は、コントローラ３からの制御信号で制御されてワイパモータ７への通電をオンオフする。コントローラ３は、コンビスイッチ２のウォッシャ動作モード時、第１の半導体素子４をオンになるように制御し、コンビスイッチ２のＯＦＦポジションへの切り替え後ワイパが予め設定される規定回数だけ往復して後ふき動作するまで、第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３が、前記規定回数を可変設定することができる
ことを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の発明においては、ワイパの後ふき規定回数を、コントローラ３で可変設定することができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項５記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、上記コンビスイッチ２がウォッシャモードから他のモードへの切り替えを経てＯＦＦポジションへ切り替えられたとき、前記後ふき動作の回数が規定回数に達していなかった場合は、残りの回数だけ前記ワイパが後ふき動作するまで、上記第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する
ことを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明においては、コントローラ３は、コンビスイッチ２がウォッシャモードから他のモードへの切り替えを経てＯＦＦポジションへ切り替えられたとき、後ふき動作の回数が規定回数に達していなかった場合は、残りの回数だけワイパが後ふき動作するまで、第１の半導体素子４をオンに維持するように制御する。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項１記載のワイパ制御装置において、
前記コンビスイッチ２は、間欠ワイパ動作モード時の間欠時間を調整する可変抵抗１０を含み、前記コントローラ３は、前記コンビスイッチ２からの上記可変抵抗１０の抵抗値を入力するＶＲ入力端子を有し、該ＶＲ入力端子に入力された上記可変抵抗の抵抗値をＡ／Ｄ変換して間欠時間をデジタル的に設定する
ことを特徴とする。
【００２６】
請求項８記載の発明においては、コンビスイッチ３は、間欠ワイパ動作モード時の間欠時間を調整する可変抵抗１０を含み、コントローラ３は、コンビスイッチからの可変抵抗１０の抵抗値を入力するＶＲ入力端子を有し、該ＶＲ入力端子に入力された可変抵抗１０の抵抗値をＡ／Ｄ変換して間欠時間をデジタル的に設定する。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記ＶＲ入力端子が解放された場合は、前記間欠時間を予め決められた規定値に設定する
ことを特徴とする。
【００２８】
請求項９記載の発明においては、コントローラ３は、ＶＲ入力端子が解放された場合は、間欠時間を予め決められた規定値に設定する。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９までのいずれか１項に記載のワイパ制御装置において、
前記第１の半導体スイッチ素子４は、前記ワイパモータ７の下流側または上流側に接続されている
ことを特徴とする。
【００３６】
請求項１０記載の発明においては、第１の半導体スイッチ素子４は、ワイパモータ７の下流側または上流側に接続されている。
【００３７】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号をチョッパ制御して出力し、前記ワイパモータ７を可変速駆動することを特徴とする。
【００３８】
請求項１１記載の発明においては、第１の半導体スイッチ素子４のオンオフを制御する制御信号をチョッパ制御して出力し、ワイパモータ７を可変速駆動する。
【００３９】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載のワイパ制御装置において、
前記コントローラ３は、前記イグニッションスイッチ１２の投入時にワイパがパーク位置まで戻っていない場合、前記ワイパモータ７を高速駆動して上記ワイパをパーク位置まで戻すように制御する
ことを特徴とする。
【００４０】
請求項１２記載の発明においては、コントローラ３は、イグニッションスイッチ１２の投入時にワイパがパーク位置まで戻っていない場合、ワイパモータ７を高速駆動してワイパをパーク位置まで戻すように制御する。
【００４１】
請求項１３記載の発明のワイパ制御装置は、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のワイパ制御装置と、リレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）とを具備し、前記コントローラ３は、上記ワイパ制御装置と上記リレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）の両方の動作を制御する
ことを特徴とする。
【００４２】
請求項１３記載の発明においては、請求項１から１２のいずれか１項に記載のワイパ制御装置と、リレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）とを具備し、コントローラは、ワイパ制御装置とリレー式ワイパ制御装置（２Ｂ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ、６０）の両方の動作を制御する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるワイパ制御装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図１は、本発明によるワイパ制御装置の実施の形態を示すブロック図である。ワイパ制御装置は、コンビスイッチ２、コントローラ３、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５およびツェナーダイオード６からなる制御部１と、ワイパモータ７と、ＡＳ（オートストップ）スイッチ８と、ウォッシャモータ９とから構成されている。
【００４５】
コンビ（コンビネーション）スイッチ２は、車両の運転者が操作してワイパの種々の動作モードを設定するものであり、ＯＮ端子、ＩＮＴ端子、ＧＮＤ端子およびＷＡＳＨ端子の接続組み合わせにより、ワイパの動作モード、すなわちＯＦＦ（停止）モード、ＩＮＴ（間欠動作）モード、ＯＮ（連続動作）モードおよびＷＡＳＨ（洗浄）モードを選択することができる。また、コンビスイッチ２は、間欠時間設定用の可変抵抗１０を接続するＶＲ端子も備えている。
【００４６】
コントローラ３は、図２にその構成例を示すように、デジタル制御部３Ａ、５ボルトレギュレータ３Ｂ、リセット回路３Ｃ、発振回路３Ｄ、入力回路３Ｅ、レベルシフト回路３Ｆ、ＶＲ変換回路３Ｇおよび、ＭＯＳ−ＦＥＴゲートドライブ３Ｈからなる。
【００４７】
デジタル制御部３Ａは、たとえばマイクロコンピュータ等からなり、ワイパ制御装置の全体動作を制御する。
【００４８】
５ボルトレギュレータ３Ｂは、車両の電源であるバッテリ１１からＩＧ（イグニッション）スイッチ１２およびヒューズ１３を介してバッテリ電源電圧（たとえば、１３．５ボルト）が供給され、デジタル制御部３Ａの駆動用電圧、たとえば５ボルト、を供給する。
【００４９】
リセット回路３Ｃは、ＩＧスイッチ１２のオンによるワイパ制御装置への電源電圧投入時に、デジタル制御部３Ａの動作を初期値にする。
【００５０】
発振回路３Ｄは、デジタル制御部３Ａ用のクロック信号を発生し、デジタル制御部３Ａに供給する。
【００５１】
入力回路３Ｅは、コンビスイッチ２のＩＮＴおよびＯＮ端子に電流を流し、各端子のオンオフを検出して、ＩＮＴモードオン信号またはＯＮモードオン信号をデジタル制御部３Ａに供給する。
【００５２】
レベルシフト回路３Ｆは、コンビスイッチ２のＷＡＳＨ端子およびＡＳスイッチの共通端子ａで検出されるバッテリ電源電圧（１３．５ボルト）を５ボルトに変換して、検出信号をデジタル制御部３Ａに供給する。
【００５３】
ＶＲ変換回路３Ｇは、コンビスイッチ２のＶＲ端子に接続され、ＩＮＴモード時の間欠時間設定のために設けられている。ＶＲ変換回路３Ｇの構成例は図１２に示される。
【００５４】
ＭＯＳ−ＦＥＴゲートドライブ３Ｈは、デジタル制御部３Ａから出力されるＭＯＳ−ＦＥＴ制御用デジタル出力をＭＯＳ−ＦＥＴの動作レベル電圧に変換して、制御出力端子ＦＥＴ−ａおよび制御出力端子ＦＥＴ−ｂに出力する。
【００５５】
コントローラ３は、デジタル制御部３Ａの制御の下で、図５から図１１に示すタイミング図に基づいて後述するように、各動作モード時に優れた時間制御機能を働かせている。この時間制御機能は、特に以下に列挙するような特徴的な機能がある。
【００５６】
（機能Ａ）制御出力ＦＥＴ−ａと制御出力ＦＥＴ−ｂに時間差ｔｄを設けて動作を送る機能。
（機能Ｂ）コンビスイッチ２をワイパ動作途中で切った時などにおいてワイパがパーク位置に戻るまで制御出力ＦＥＴ−ａを出し続ける機能。
（機能Ｃ）ウォッシュ操作後の後ふきを回数で正確に規定する機能。
（機能Ｄ）ウォッシュ操作後の後ふき時にコンビスイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えた場合でも、後ふき回数を正確に規定する機能。
（機能Ｅ）ワイパモータ７の異常動作時に制御出力ＦＥＴ−ａ，ＦＥＴ−ｂを遮断し、異常解除後に復帰させる機能。
（機能Ｆ）可変抵抗１０の抵抗値をデジタル変換して間欠時間を正確に規定する機能。
（機能Ｇ）コンビスイッチ２のＶＲ端子解放時は、間欠時間を規定値に設定する機能。
上述の各機能の細部については後述する。
【００５７】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４は、Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴであり、そのオンオフによりワイパモータ７への駆動電圧を供給または遮断するための半導体スイッチ素子として働き、ドレインがワイパモータ７に接続され、ソースがコンビスイッチ２のＧＮＤ端子と接地に接続され、ゲートがコントローラ３の制御出力端子ＦＥＴ−ａに接続されている。
【００５８】
ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、Ｐチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴであり、そのオンオフによりワイパモータ７のブレーキ動作を行うための半導体スイッチ素子として働き、ドレインがツェナーダイオード６を介してヒューズ１３に接続され、ソースがＭＯＳ−ＦＥＴ４のドレインに接続され、ゲートがコントローラ３の制御出力端子ＦＥＴ−ｂに接続されている。
【００５９】
ツェナーダイオード６は、そのツェナー電圧Ｖｚがバッテリ電圧（たとえば、１３．５ボルト）＜Ｖｚ＜ＭＯＳ−ＦＥＴ４の定格電圧ＶDSS なる定格を持つように選択される。これにより、ツェナーダイオード６は、後述するように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が過熱遮断したときのワイパモータ７の逆起電圧を逃がす働きと、バッテリ１１の接続ミスによる逆接続時の保護と、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のオフ時そのゲート電位を０．７ボルトシフトして確実にオフさせる働きとの３つの働きを兼ね備えている。
【００６０】
ワイパモータ７は、そのプラス端子がヒューズ１３に接続され、マイナス端子がＭＯＳ−ＦＥＴ４のドレインに接続されている。
【００６１】
ＡＳスイッチ８は、周知のように、ワイパモータ７の回転に伴って、共通接点ａがワイパのパーク位置で接点ｂに接続されると共に、ワイパがパーク位置以外の場所にあると接点ｃに接続されるものである。
【００６２】
ウォッシャモータ９は、そのプラス端子がヒューズ１３に接続され、マイナス端子がコンビスイッチ２のＷＡＳＨ端子に接続されている。
【００６３】
上述の構成による本発明のワイパ制御装置の通常時の動作には、間欠ワイパ動作、連続ワイパ動作およびウォッシャ後ふき動作の３つがある。以下の各々の動作について説明する。
【００６４】
まず初期状態では、ＩＧスイッチ１２がオン状態で、最初はワイパがパーク位置にあるため、ＡＳスイッチ８は、共通接点ａが、ハイレベル接点ｂに接続されている。また、各ＦＥＴ４，５へのコントローラ３からの制御出力は、制御出力ＦＥＴ−ｂと制御出力ＦＥＴ―ａが共にローであり、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオン、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフとなっている。ＭＯＳ−ＦＥＴ４は、Ｎチャンネル型なので、ハイレベルの制御信号がゲートに入力されるとオンとなり、ドレインとソース間に電流が流れ、ローレベルの制御信号がゲートに入力されるとオフとなる。これに対して、ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、Ｐチャンネル型なので、ローレベルの制御信号がゲートに入力されるとオンになり、ハイレベルの制御信号が入力されるとオフになる。ハイまたはローの制御信号は、それぞれのＭＯＳ−ＦＥＴの動作しきい値よりも十分高いまたは低いレベルに設定される。
【００６５】
（間欠ワイパ動作）
まず、間欠ワイパ動作について、図１のブロック図と、図５に示すこの動作モード（ＩＮＴモード）時のコントローラ３の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００６６】
初期状態から、コンビスイッチ２をＩＮＴポジションに切り換えると、コンビスイッチ２からコントローラ３にＩＮＴオン信号（ローレベル）が入力される。ＩＮＴオン信号が入力されると、コントローラ３は、ＩＮＴオン信号の立ち下がりで直ちに、制御出力ＦＥＴ−ｂをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオフになるように制御し、続いてデッドタイムｔｄの経過後に、制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオンになるように制御する。
【００６７】
デッドタイムｔｄは、上述のコントローラ３の機能Ａとして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５とＭＯＳ−ＦＥＴ４が同時にオン状態となって貫通電流が流れるのを防ぐために設けられており、ＦＥＴの応答時間よりも十分に長い時間とすれば良い。
【００６８】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンになると、バッテリ１１→ＩＧスイッチ１２→ヒューズ１３→ワイパモータ７→ＭＯＳ−ＦＥＴ４→グラウンド（接地）の経路で電流が流れ、ワイパモータ７は回転を始める。ワイパモータ７の回転に同期しているＡＳスイッチ８は、ハイレベル接点ｂからローレベル接点ｃに切り替わるため、コントローラ３のＡＳ入力は、ハイレベルからローレベルに変わる。ワイパモータ７が回転を続け、ワイパが車両のウインドシールドガラス上を１往復すると、ワイパはパーク位置に戻る。このとき、ＡＳスイッチ８は、ローレベル接点ｃからハイレベル接点ｂに戻り、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が再度入力される。
【００６９】
コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が再入力されると、コントローラ３は、直ちに制御出力ＦＥＴ−ａをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後制御出力ＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンする。ワイパモータ７は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のオフにより通電が止められたため、逆起電力を生じるが、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオンするので、ワイパモータ７のプラス端子→ツェナーダイオード６→ＭＯＳ−ＦＥＴ５→ワイパモータのマイナス端子の閉回路が形成される。そのため、ワイパモータ７に逆電流（ブレーキ電流）が急激に流れて逆起電力を消費するので、ワイパモータ７はブレーキがかかって急速に停止し、ワイパはパーク位置からはみ出ることなく停止する。
【００７０】
ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフしている間は常にオンされている。このため、サージ電圧を逃がすことができ、ＶDS電圧定格を低いものにすることができる。ＭＯＳ−ＦＥＴ５のＶDS電圧定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の２／３〜１／３程度とすることにより、小型かつ低コストになっている。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ５には、ワイパモータ７の停止動作時のブレーキ電流のみが流れるように構成されている。ブレーキ電流は、数十〜数百ミリ秒の短時間流れるだけなので、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のＲDSON定格を、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の２〜２０倍と大きくしている。そのため、ＭＯＳ−ＦＥＴ５は、さらに小型、低コストとなっている。
【００７１】
コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフにした後、可変抵抗１０により設定されたＩＮＴ時間（ワイパが停止している時間）をカウントした後再びＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンからオフにし、以後上述と同様の動作を繰り返す。このようにして間欠ワイパ動作が行われる。
【００７２】
次に、間欠ワイパ動作中、コンビスイッチ２がＩＮＴポジションからＯＦＦポジションに切り替えられると、コントローラ３のＩＮＴ入力にはオフ信号（ハイレベル）が入力される。このとき、ワイパがまだウインドシールドガラス上にあり、ＡＳスイッチ８がローレベル接点ｃ側であると、コントローラ３のＡＳ入力はローレベルであるので、コントローラ３は制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂの制御信号をハイレベルのままに保つ（上述のコントローラ３の機能Ｂ）。したがって、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオン、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオフのままに保たれ、ワイパモータ７は回転し続ける。ワイパモータ７が回転を続けて、ワイパがパーク位置まで戻り、ＡＳスイッチ８がハイレベル接点ｂ側に切り替わると、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が供給され、コントローラ３は、直ちに制御出力ＦＥＴ−ａをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後制御出力ＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンし、ワイパモータ７の回転が停止する。
【００７３】
なお、コンビスイッチ２がＩＮＴポジションからＯＦＦポジションに切り替えられたとき、ＡＳスイッチ８がハイレベル接点ｂ側になっていれば（したがって、ワイパがパーク位置になっていれば）、直ちにコントローラ３からのローレベルの制御信号がＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５に供給され、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５がオンとなり、ワイパモータ７も直ちに停止状態となる。
【００７４】
このようにして、コンビスイッチ２をＯＦＦポジションに切り替える段階で、ワイパがどの位置にあっても、ＩＧスイッチ１２がオンされている限り、ワイパは必ずパーク位置で停止する。ＡＳスイッチ８は、単にワイパのパーク位置を検出するためだけに用いられており、ワイパモータ７の駆動電流が流れないので、その接点を小電流容量型とすることができ、小型かつ低コストにできる。さらに、接点の信頼性も高まる。
【００７５】
次に、間欠ワイパ動作時の間欠（ＩＮＴ）時間は、コンビスイッチ２のＶＲ端子に接続された可変抵抗１０により設定される。可変抵抗１０の抵抗値は、図１２に構成例を示すコントローラ３のＶＲ変換回路３Ｇでデジタル値に変換され、デジタル制御部３Ａに送られる。それにより、間欠（ＩＮＴ）時間がデジタル的に正確に規定される（コントローラ３の機能Ｆ）。
【００７６】
詳細には、図１２のＶＲ変換回路は、コンパレータ（ＣＯＭ２）５０、基準電圧源５０Ａ、クロック発振器５１、４ビットカウンタ５２、ラダー回路網５３、バッファ５４、コンパレータ（ＣＯＭ１）５５、電流源５６、抵抗５７，５８、およびラッチ回路５からなる。図１２のＶＲ変換回路において、クロック発振器５１からの一定クロック信号で、４ビットカウンタ５２が常時カウントしている。４ビットカウンタ５２のカウント値は、ラダー回路網５３によりアナログ値に変換され、コンパレータ（ＣＯＭ１）５５により、電流源５５と可変抵抗１０の接続点から得られる電圧と比較される。４ビットカウンタ５２からの電圧が、可変抵抗１０からの電圧を上回ったとき、コンパレータ（ＣＯＭ１）５５の出力が反転し、その時のカウント値がラッチ回路５９でラッチされる。
【００７７】
このような回路動作により、図１３（ｂ）の抵抗値対Ａ／Ｄ変換出力特性に示すように、可変抵抗１０の抵抗値がデジタル値に変換される。最小デジタル値は最短間欠時間に対応し、最大デジタル値は最長間欠時間に対応している。なお、コンパレータ（ＣＯＭ１）５４が反転しない場合は、最大デジタル値とされる。
【００７８】
この例では、デジタル値を４ビットとしたが、この限りではない。また、可変抵抗１０の最小値を最大間欠時間、最大値を最小間欠時間に対応させても良い。
【００７９】
コンビスイッチ２のＶＲ端子が解放された場合は、基準電圧源５０Ａの基準電圧と比較されて、コンパレータ（ＣＯＭ２）５０の出力が反転し、デジタル制御部３Ａにエラー出力を送る。この場合は、図１３（ａ）に示すように、コンパレータ（ＣＯＭ２）５０よりのハイレベルのエラー出力がデジタル制御部３Ａに供給されると、デジタル制御部３Ａは、間欠（ＩＮＴ）時間を予め決められた規定値に固定する（コントローラ３の機能Ｇ）。このように、コンビスイッチ２のＶＲ端子が解放された場合でも、間欠（ＩＮＴ）時間が予め決められた規定値に固定されるので、ワイパが全く動かなくなることが避けられる。
【００８０】
（連続ワイパ動作）
次に、連続ワイパ動作について、図１のブロック図と、図６に示すこの動作モード（ＯＮモード）時のコントローラ３の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００８１】
初期状態から、コンビスイッチ２をＯＮポジションに切り替えると、コンビスイッチ２からコントローラ３のＯＮ入力にオン信号（ローレベル）が入力される。オン信号が入力されると、コントローラ３は、制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂにより、直ちにＭＯＳ−ＦＥＴ５をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオンになるように制御する。
【００８２】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンすると、ワイパモータ７が回転を始める。ワイパモータ７の回転に同期しているＡＳスイッチ８は、ハイレベル接点ｂ側からローレベル接点ｃ側に切り替わるため、コントローラ３のＡＳ入力はローレベルに変わる。ワイパモータ７が回転を続けると、ワイパは、ウインドシールドガラス上を１往復するたびにパーク位置を通過する。このとき、ＡＳスイッチ８は一時的にハイレベル接点ｂ側に戻り、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が入力されるが、コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５の各ゲートへハイレベルの制御信号を出力し続ける。そのため、ワイパモータ７は回転を続ける。
【００８３】
コンビスイッチがＯＮポジションからＯＦＦポジションに切り替えられると、コントローラのＯＮ入力端子にはオフ信号（ハイレベル）が入力される。このとき、ワイパがまだウインドシールドガラス上にあり、ＡＳスイッチ８がローレベル接点ｃ側であると、コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５への制御信号出力をハイレベルのままに保つ。したがって、ワイパモータ７が回転を続けて、ワイパがパーク位置まで戻り、コントローラ３のＡＳ入力にハイレベル信号が入力され、コントローラ３は、制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂにより、直ちにＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオンになるように制御し、ワイパモータの回転を停止させる。このときのブレーキ動作は前述の通りである。
【００８４】
（ウォッシャ後ふき動作）
次に、ウォッシャ後ふき動作について、図１のブロック図と、図７に示すこの動作モード（ＷＡＳＨモード）時のコントローラ３の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００８５】
コンビスイッチ２が、ＯＦＦポジションからＷＡＳＨポジションに切り替えられると、バッテリ１１→ＩＧスイッチ１２→ヒューズ１３→ウォッシャモータ９→コンビスイッチ２のＷＡＳＨ端子→ＧＮＤ端子→グラウンド（接地）の経路で電流が流れ、ウォッシャモータ９は回転を始める。ウォッシャモータ９は、ポンプ（図示しない）を作動させ、洗浄液タンク（図示しない）から洗浄液がウインドシールドガラス上に送出される。
【００８６】
このとき、ウォッシャモータ９への通電と同時に、コントローラ３のＷＳ入力にオン信号（ローレベル）が入力される。コントローラ３は、オン信号の立ち下がりから遅れ時間ｔａの経過後、制御出力ＦＥＴ−ｂをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をオフし、続いてデッドタイムｔｄの経過後制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルからハイレベルにして、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオンする。ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンすると、ワイパモータ７は回転を始め、ワイパがウインドシールドガラス上を往復運動して洗浄液によるウインドシールドガラスの洗浄を行う。コンビスイッチ２がＷＡＳＨポジションにある期間中は、コントローラ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４及びＭＯＳ−ＦＥＴ５にハイレベルの制御信号を出し続ける。遅れ時間ｔａは、ウォッシャモータ９が回転を始めてから洗浄液がウインドシールドガラス上に届くまでの時間遅れを想定して設けられている。
【００８７】
コンビスイッチ２が、ＷＡＳＨポジションからＯＦＦポジションに切り替えられると、コントローラ３のＷＳ入力端子にはオフ信号（ハイレベル）が入力される。コントローラ３は、ＷＳ入力にオフ信号が入力された後、ＡＳスイッチ８からのＡＳ入力がローレベルからハイレベルに戻ったのを確認し、さらに、ワイパが規定回数、たとえば３回、往復するまで（すなわち、ＡＳスイッチ８のローレベル接点ｃからハイレベル接点ｂへの切り替わりを３回カウントするまで）、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびＭＯＳ−ＦＥＴ５にハイレベルの制御信号を出し続け、その後ローレベルの制御信号にすることにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をオフにして、ワイパをパーク位置で止める。
【００８８】
コントローラ３は、上述の規定回数を予め設定して内部メモリ（図示しない）に格納しておき、ＡＳスイッチ８のローレベル接点ｃからハイレベル接点ｂへの切り替わり回数をＡＳ入力で監視し、内部メモリに格納されている規定回数と比較して一致したときに、制御出力ＦＥＴ−ａおよびＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにして、ワイパモータ７の通電を止める。
【００８９】
したがって、このウォッシャ後ふき動作では、コンビスイッチ２のポジションをＷＡＳＨポジションにしてウォッシャ動作をさせ、ウォッシャ動作を止めるためにＯＦＦポジションにしたときは、さらに規定回数だけ後ふき作業を行った後、動作が完了するものである（コントローラ３の機能Ｃ）。
【００９０】
一方、コンビスイッチ２がＷＡＳＨポジションからＯＮポジションに切り替えられた場合は、コントローラ３は、そのまま連続ワイパ動作を継続するように制御する。また、ＷＡＳＨポジションからＯＮポジション、さらにＯＦＦポジションと切り替えられたとき、まだ後ふきの規定回数（この例では３回）に達していなかった場合は、コントローラ３は、ワイパが残りの回数後ふきを行った上でパーク位置で停止するように制御する（コントローラ３の機能Ｄ）。
【００９１】
次に、本発明のワイパ制御装置では、上述の各種動作モードにおいて、ワイパモータ７がロックやショートなどの異常を起こしたとき保護動作を行う。
【００９２】
以下に説明する例では、ワイパの１往復動作途中にロック異常を発生し、保護動作の後ロック原因が除去され、ワイパが、残りのふき取り動作を行ってパーク位置に停止するまでを示している。
【００９３】
（保護動作例１）
まず、上述のコントローラ３の機能Ｅとしての保護動作例１について、図１のブロック図と、保護動作例１を説明するための図８に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【００９４】
コンビスイッチ２が、時刻ｔ１でＯＦＦポジションからＩＮＴポジションまたはＯＮポジションに切り替えられると、コンビスイッチ２からのオン信号（ローレベル）がコントローラ３に入力される。それにより、コントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａがローレベルからハイレベルにされ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンとなって、ワイパモータ７に通電が始まる。
【００９５】
ワイパモータ７に通電され、ワイパモータ７が回転しているとき、ワイパモータ７にロックやショート等の異常が発生すると（時刻ｔ２）、ワイパモータ７の回転が止まり、ワイパモータ７に大きな負荷電流が流れ続ける。ワイパモータ７が途中で止まったまま回っていないので、ＡＳスイッチ８は、ローレベル接点側になったままである。
【００９６】
そこで、コントローラ３は、制御出力ＦＥＴ−ａをハイレベルとしてからの時間経過を内部カウンタ（図示しない）でカウントし、通常ワイパが１往復してパーク位置に戻るまでにかかる時間よりも十分長い時間（以下、異常検出時間ｔｂという）の間ＡＳスイッチ８が変化しなかったことを検出した場合は、時刻ｔ３で制御出力ＦＥＴ−ａを強制的にハイレベルからローレベルに変更する。それにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオフとなり、ワイパモータ７への通電が、異常発生から異常検出時間ｔｂ（＝ｔ３−ｔ２）経過後遮断され、ワイパモータ７に大きな負荷電流が流れ続けるのを防止する。
【００９７】
その後、ロックやショート等の異常原因が取り除かれたならば、コンビスイッチ２のポジションの切り替えを行うことにより、コントローラ３は、ポジション切り替えが行われたことを判別して、制御出力ＦＥＴ−ａを再度ローレベルからハイレベルとし、ワイパモータ７に通電して、コンビスイッチ２のそのポジションに対応する動作モードでワイパを動作させる。（なお、図８では、コンビスイッチ２が、時刻ｔ４でのモータロック解除後、時刻ｔ５でＯＮまたはＩＮＴポジションからＯＦＦポジションに切り替えることにより、時刻ｔ６でワイパをパーク位置に戻して停止させた場合を示している。）
【００９８】
もし、時刻ｔ３以降にコンビスイッチ２のポジションの切り替えを行った場合、まだロックが解除されていなかったならば、コントローラ３は、ポジションの切り替え時刻から上述の異常検出時間ｔｂの経過後、再び制御出力ＦＥＴ−ａを強制的にハイレベルからローレベルに変更して、ワイパモータ７に大きな負荷電流が流れ続けるのを防止する。
【００９９】
以上の構成および動作から、次のような利点がある。
（１）ブレーキ動作用のＭＯＳ−ＦＥＴ５のＶDS電圧定格を、ワイパモータ駆動用のＭＯＳ−ＦＥＴ４の２／３〜１／３と小さくし、ＲDSON定格をＭＯＳ−ＦＥＴ４の２〜２０倍と大きくしていいるため、小型、低コストとなる。
（２）バッテリの逆接続時の電流阻止用ツェナーダイオード６とＭＯＳ−ＦＥＴ５には、ブレーキ電流しか流れないようにすることにより、ツェナーダイオード６の電流容量を小容量に出来、小型、低コストとなる。
（３）コントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａとＦＥＴ−ｂの立ち上がりおよび立ち下がりに時間差ｔｄを設けてもＭＯＳ−ＦＥＴ４とＭＯＳ−ＦＥＴ５に供給することで、貫通電流がなくなり、不要な発熱やノイズ放射がなくなる。
（４）ワイパモータ７のＡＳスイッチ８に信号電流のみが流れるようにして、コンビスイッチ２をワイパ動作途中で切ったときなどの場合、ワイパがパーク位置に戻るまで制御出力ＦＥＴ−ａを出し続けるようにコントローラ３が制御することで、ＡＳスイッチ８、ＭＯＳ−ＦＥＴ５およびツェナーダイオード６が小型、高信頼性化できる。
（５）ウォッシュ操作後の後ふきを回数で正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
（６）ウォッシュ操作後の後ふき時にコンビスイッチ２をＯＮポジションからＯＦＦポジションに切り替えた場合でも、後ふき回数を正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
（７）ワイパモータ７の異常発生時に通電を遮断し異常解除後に通電を復帰させる制御を行うことにより、ＭＯＳ−ＦＥＴを必要以上に大型化する必要がなくなり、小型、低コストにできる。さらに、駆動回路やモータを含めた装置の信頼性が高まる。
（８）可変抵抗の抵抗値をデジタルに変換して、間欠時間を正確に規定することにより、間欠ワイパ動作の時間精度が向上する。
（９）コンビスイッチ２のＶＲ端子解放時は、コントローラ３で間欠時間を予め決められた時間に正確に規定することにより、間欠動作の時間精度が向上する。
【０１００】
以上のように、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形、応用が可能である。
【０１０１】
たとえば、デッドタイムｔｄは、上述の実施の形態では、制御出力ＦＥＴ−ｂをかつそれに続いてＦＥＴ−ａをローレベルからハイレベルにする場合のデッドタイム（ｔｄ１とする）と、制御出力ＦＥＴ−ａをかつそれに続いてＦＥＴ−ｂをハイレベルからローレベルにする場合のデッドタイム（ｔｄ２とする）とが同一に設定されているが、それぞれ独立して最適値に設定しても良い。
【０１０２】
たとえば、上述の実施の形態では、コントローラ３の機能Ｅとして、保護動作例１について説明したが、この保護動作例１に代えて下記の保護動作例２に基づいても良い。
【０１０３】
（保護動作例２）
そこで保護動作例２について、図１のブロック図と、保護動作例２を説明するための図９に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【０１０４】
保護動作例２では、ＡＳスイッチ８の変化時間を監視してワイパモータ７への通電を遮断する点は、上述の保護動作例１と同じ動作であるが。ロックやショート等の異常原因が取り除かれた後の動作が異なる。
【０１０５】
すなわち、コントローラ３は、異常解除後、たとえばワイパモータ７のロック解除後、保護動作例１におけるコンビスイッチ２のポジション切り替え（たとえば、図８では時刻ｔ５でＯＦＦポジションに切り替えている）を判別せず、一旦ＩＧスイッチ１２を時刻ｔ７でオフし時刻ｔ８で再投入することで（すなわち、ＩＧスイッチ１２のオフオンを検出して）、異常発生前の元の動作に戻り、時刻ｔ９でワイパをパーク位置に戻して停止する。
【０１０６】
このように、コントローラ３は、ワイパモータ７のロック等の異常発生時に通電を遮断し、異常状態解除後にＩＧスイッチ１２の再投入により通電を復帰させて、元の動作を行うことができる。
【０１０７】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、図３に示すように、ワイパモータ７への駆動電圧を供給または遮断するための半導体スイッチ素子として働くＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲート回路に過熱遮断保護回路３０を設けることができる。この過熱遮断保護回路３０は、温度検出回路、ゲート遮断回路およびラッチ回路を含む。
【０１０８】
具体的には、過熱遮断保護回路３０は、図４に示すように、温度検出回路として働く、抵抗４０を介してコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａから制御信号が供給されるＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートに接続された電流源３１と、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の発熱を検出する複数の直列接続されたダイオードからなる温度検出部３２との接続点の電圧を、抵抗３３を介してコンパレータ３７のマイナス入力端子に供給し、プラス端子に抵抗３５を介して供給される基準電圧源３４の基準電圧と比較して、比較結果を温度検出として出力する。
【０１０９】
温度検出回路の温度検出出力は、ラッチ回路として働くＤ型ＦＦ（フリップフロップ）３８のクロック入力端子に供給される。Ｄ型ＦＦのＤ入力端子にはコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａからの制御信号が入力され、Ｑ出力端子からの出力は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートとソース間に接続されてゲート遮断回路として働くＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ３９に供給される。逆接続されたツェナーダイオード４１および４２は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートに過電圧が印加されるのを防止する過電圧保護手段である。尚、ラッチ回路として働くＤ型ＦＦ３８を省略して、温度検出回路からの温度検出力で直接、ゲート遮断回路として働くＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ３９を遮断動作させても良い。
【０１１０】
ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲートにコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａからハイレベルの制御信号が供給され、ＭＯＳ−ＦＥＴ４がオンとなってワイパモータ７に通電中において、ワイパモータ７のロックやショート等の異常発生時にＭＯＳ−ＦＥＴ４に大電流が流れた場合、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の発熱が温度検出部３２で検出される。温度検出部３２で検出された検出電圧が基準電圧源３２の電圧を超えると、コンパレータ３７から比較結果のハイレベル出力がＤ型ＦＦ３８のクロック入力端子に供給される。それにより、Ｄ型ＦＦ３８のＱ出力端子からハイレベル出力がＭＯＳ−ＦＥＴ３９のゲートに印加され、ＭＯＳ−ＦＥＴ３９がオンとなる。ＭＯＳ−ＦＥＴ３９がオンになると、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のゲート電位がローレベルに成るので、ＭＯＳ−ＦＥＴ４はオンからオフになり、通電が遮断される。
【０１１１】
次に、上述の過熱遮断保護回路３０による保護動作の具体例を、保護動作例３として以下に説明する。
【０１１２】
（保護動作例３）
保護動作例３について、図１のブロック図および図３，４の過熱遮断保護回路３０と、保護動作例３を説明するための図１０に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【０１１３】
コンビスイッチ２がＯＦＦポジションからＩＮＴポジションまたはＯＮポジションに切り替えられ、モータロックによりＡＳスイッチ８がローレベル接点ｃ側のまま止まっているところまでは、上述の保護動作例１と同じ動作である。ロックによる大電流が流れ続けることにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が発熱し、ある時点（図１０の時刻ｔ３）で過熱遮断保護回路３０の機能により自己遮断する。その結果、ＭＯＳ−ＦＥＴ４およびワイパモータ７への通電が止まる。その後、ロック原因が取り除かれたならば、コンビスイッチ２のポジションの切り替え（時刻ｔ５）により、コントローラ３は、一旦制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルとし、その後、ワイパは、コンビスイッチ２の切り換え後の動作モードで動作する。
【０１１４】
このコンビスイッチ２のポジションの切り替えに伴い、時刻ｔ５でコントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａをローレベルとする時間は短いが、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のラッチ回路として働くＤ型ＦＦ３８のラッチを解除するのに十分な時間であれば良い。通常の動作時でも、常にこのようなコンビスイッチ２の切り替えに伴う出力遮断は行われるが、実動作上は、動作遅れ等の不都合はない。
【０１１５】
このように、過熱遮断保護回路３０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が過熱により破壊する前にそのゲートをオフし、通電を止める機能を持つ。異常電流が流れ続けたとき、速やかに電流を遮断し保護するので、ＭＯＳ−ＦＥＴ４の電流定格を必要以上に大きくする必要がなくなり、小型化、低コスト化できる。さらに、駆動回路やモータを含めた装置の信頼性が高まる。
【０１１６】
なお、過熱遮断保護回路３０を付加する場合、保護動作例３に代えて下記の保護動作例４に基づいても良い。
【０１１７】
（保護動作例４）
そこで保護動作例４について、図１のブロック図および図３，４の過熱遮断保護回路３０と、保護動作例４を説明するための図１１に示すワイパ制御装置の各部信号のタイミング図とを参照しながら説明する。
【０１１８】
保護動作例４では、ＭＯＳ−ＦＥＴ４が過熱により自己遮断して出力を止める点は、上述の保護動作例３と同じ動作であるが、ロックやショート等の異常原因が取り除かれた後の動作が保護動作例３と異なり保護動作例２と同じである。
【０１１９】
すなわち、コントローラ３は、異常解除後、たとえばワイパモータ７のロック解除後、保護動作例１におけるコンビスイッチ２のポジション切り替え（たとえば、図８では時刻ｔ５でＯＦＦポジションに切り替えている）を判別せず、一旦ＩＧスイッチ１２を時刻ｔ７でオフし時刻ｔ８で再投入することで（すなわち、ＩＧスイッチ１２のオフオンを検出して）、異常発生前の元の動作に戻り、時刻ｔ９でワイパをパーク位置に戻して停止する。
【０１２０】
このように、コントローラ３は、ワイパモータ７の駆動用のＭＯＳ−ＦＥＴ４の過熱時にＭＯＳ−ＦＥＴ４が自己遮断により通電を遮断し、異常状態解除後にＩＧスイッチ１２の再投入により通電を復帰させて、元の動作を行うことができる。
【０１２１】
以上説明した各々の保護動作により、ワイパモータに異常電流が流れ続けることがなくなるので、モータや電線、コネクタの信頼性も向上する。また、上述の各保護動作例を適宜複数組み合わせて保護動作を構成しても良い。
【０１２２】
さらに、上述の実施の形態では、ワイパモータ駆動用の半導体スイッチ素子として働くＭＯＳ−ＦＥＴ４がワイパモータ７の下流側（ローサイド）に配置された構成となっているが、他の実施例として、図１４に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をワイパモータ７の上流側（ハイサイド）に配置しても良い。
【０１２３】
この場合は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をＰチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴとする。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ４とＭＯＳ−ＦＥＴ５は共に、信号のハイ、ローに対するオンオフの関係は、図１の実施の形態の場合と逆になる。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のソースと接地の間にツェナーダイオード６が接続される。また、コンビスイッチ２Ａは、図１のコンビスイッチ２のＧＮＤ端子に代えて、ヒューズ１３に接続されたＩＧ端子を有する。また、コントローラ３Ａは、図１のコントローラ３の構成にＧＮＤポートが追加されている。
【０１２４】
図１４に示すハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置は、図１に示すローサイドスイッチ型ワイパ制御装置と同様の動作および効果を奏する。加うるに、ワイパモータ駆動用のＭＯＳ−ＦＥＴ４に過熱遮断保護回路３０を持たせ、ワイパモータ７の上流側に配置することにより、電線のショート等の故障に対する保護も可能となり、装置の安全性が向上する。
【０１２５】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、リレーと組み合わせた制御装置に適用することができる。１台の車に２系統のワイパを備える場合、１系統に本発明のワイパ制御装置を用い、他系統に公知技術であるリレーを用いたリレー式ワイパ制御装置を用いることができる。
【０１２６】
この場合は、図１５に示すように、コンビスイッチ２、コントローラ３Ｂ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５およびツェナーダイオード６からなる制御部１と、ワイパモータ７と、ＡＳスイッチ８と、ウォッシャモータ９とから構成される本発明のワイパ制御装置と、コンビスイッチ２Ｂ（可変抵抗１０Ａを含む）、２スピード型のワイパモータ７Ａと、ＡＳスイッチ８Ａと、ウォッシャモータ９Ａと、リレー６０とから構成されている従来構成のリレー式ワイパ制御装置とが組み合わされる。
【０１２７】
コンビスイッチ２Ｂは、リレー６０を介してＡＳスイッチ８Ａに接続されたＡＳ端子と、ワイパモータ７Ａの低速端子に接続されたＬＯ端子と、コントローラ３ＢのＩＮＴ２端子に接続されたＡＭＰ＿ＩＮ端子と、ワイパモータ７Ａの高速端子に接続されたＨＩ端子と、接地に接続されたＧＮＤ端子と、ウォッシャモータ９Ａに接続されたＷＡＳＨ端子とを有する。
【０１２８】
コントローラ３Ｂは、図１のコントローラ３の構成に加えて、ワイパモータ７Ａに電源電圧を供給するヒューズ１３Ａに接続されたＩＧ２端子と、リレー６０のコイルに接続されたＲＬＹ端子と、コンビスイッチ２ＢのＷＡＳＨ端子に接続されたＷＳ２端子と、コンビスイッチ２ＢのＡＭＰ＿ＩＮ端子に接続されたＩＮＴ２端子と、コンビスイッチ２ＢのＶＲ端子に接続されたＶＲ２端子およびＧＮＤ端子を備え、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５とリレー６０の両方を制御する機能を有する。
【０１２９】
たとえば、従来構成のリレー式ワイパ制御装置のワイパモータ７Ａは、フロントワイパを駆動し、本発明のワイパ制御装置のワイパモータ７は、リアワイパを駆動する。
【０１３０】
このように、コントローラ３Ｂには、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５とリレー６０の両方を制御する機能を盛り込むことにより、２個の機能を集約することで、コントローラが小型化、低コスト化される。また、フロントワイパとリアワイパの制御に関連性を持たせることができるようになる。
【０１３１】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、単一スピードワイパモータで可変速駆動するワイパ制御装置に適用することができる。
【０１３２】
この場合は、図１６に示すように、単一スピードのワイパモータ７を用いて２段階のスピードで駆動する。図１６に示すワイパ制御装置は、図１に示すワイパ制御装置とほぼ同一構成になっており、構成上の相違点は、コンビスイッチ２Ｃが、図１のコンビスイッチ２のＯＮ端子に代えて、ＬＯ端子およびＨＩ端子を有しており、また、コントローラ３Ｃが、図１のコントローラ３のＯＮ入力に代えて、ＬＯ入力およびＨＩ入力を有しており、さらに、ワイパモータ７の両端子にダイオード６１が接続されていることにある。
【０１３３】
図１６の構成において、低速連続運転（ＬＯ）のときには、図１７のタイミング図に示すように、コントローラ３Ｃは、制御出力ＦＥＴ−ａの制御信号をチョッパ制御して出力することにより、ワイパモータ７の回転速度を下げることができる。高速運転の時には、制御出力ＦＥＴ−ａからの制御信号のデューテイ比を変えることにより、３段以上の多段階のスピード可変や連続可変とすることができる。さらに、チョッパ周波数を調整することにより、車種ごとに異なる共振周波数を避けるようにすることで、チョッパ制御による騒音を抑えることができる。また、ＩＧスイッチ１２の投入時に、ワイパがウインドシールドガラス上に残っている場合、高速モードでパーク位置まで戻すことにより、運転者の視界を速やかに確保する制御が可能である。
【０１３４】
このように、コントローラ３の制御出力ＦＥＴ−ａをチョッパ制御して可変速駆動することにより、装置の構成が簡単になる。
【０１３５】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、ワイパモータブレーキ用ＭＯＳ−ＦＥＴ５に、Ｐチャンネル型の代わりにＮチャンネル型を用いても良い。この場合は、図１８に示すように、Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ５のゲート回路に、ブートストラップ回路やチャージポンプ回路等の昇圧手段６１を追加する必要がある。Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴは、単位チップ面積あたりのオン抵抗がＰチャンネル型の半分程度と小さいので、同じオン抵抗の定格を持たせたとき、Ｐチャンネル型よりも小型化、低コスト化できる。
【０１３６】
さらに、本発明のワイパ制御装置の他の実施例として、図１９に示すように、２スピードのワイパモータを駆動する制御装置に適用することができる。２スピードワイパモータは、車両のフロントガラス用ワイパに一般的に用いられている。
【０１３７】
図１９において、ワイパ制御装置は、コンビスイッチ２Ｄ、コントローラ３Ｄ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５、ツェナーダイオード６、２スピードワイパモータ７Ａ、ウォッシャモータ９および可変抵抗１０で構成されている。
【０１３８】
コンビスイッチ２Ｄは、ＭＯＳ−ＦＥＴ４のドレインとＭＯＳ−ＦＥＴ５のソースの接続点に接続されたＦＥＴ端子と、ワイパモータ７Ａの低速端子に接続されたＬＯ端子と、コントローラ３ＢのＩＮＴ２端子に接続されたＡＭＰ＿ＩＮ端子と、ワイパモータ７Ａの高速端子に接続されたＨＩ端子と、接地に接続されたＧＮＤ端子と、ウォッシャモータ９に接続されたＷＡＳＨ端子とを有する。
【０１３９】
コントローラ３Ｄは、図１のコントローラ３の構成からＯＮ入力を省略した構成を有する。
【０１４０】
図１９の構成において、間欠動作時に、ＭＯＳ−ＦＥＴ４によりワイパモータ７Ａが駆動される。動作タイミングは図５と同じである。低速連続回転および高速回転は、コンビスイッチ２ＤのＬＯ端子およびＨＩ端子により直接オンオフされる。低速連続回転（ＬＯ）および高速連続回転（ＨＩ）動作時は、コンビスイッチ２のＦＥＴ端子により、ＭＯＳ−ＦＥＴ４はワイパモータ７Ａと切り離される。ワイパがウインドシールドガラス上で止まったまま、ＩＧスイッチ１２が投入されたときなどは、コンビスイッチ２ＤがＯＦＦポジションでも、ワイパがパーク位置に来るまで、ＭＯＳ−ＦＥＴ４によりワイパモータ７Ａが駆動される。
【０１４１】
このように、低速連続運転（ＬＯ）および高速連続回転（ＨＩ）は、コンビスイッチ２ＤのＬＯ端子およびＨＩ端子により直接オンオフされるようにすることで、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５の電流定格を小さいものとすることができ、小型、低コスト化される。さらに、ＬＯおよびＨＩ動作時は、コンビスイッチ２ＤのＦＥＴ端子により、ＭＯＳ−ＦＥＴ４，５がワイパモータ７と切り離されるようにすることで、ワイパモータコイル起電力の影響を受けないようにでき、保護素子等の追加が必要なくなる。
【０１４２】
さらに、図１９のワイパ制御装置では、ワイパモータ駆動用の半導体スイッチ素子として働くＭＯＳ−ＦＥＴ４がワイパモータ７の下流側（ローサイド）に配置された構成となっているが、他の実施例として、図２０に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をワイパモータ７の上流側（ハイサイド）に配置しても良い。
【０１４３】
この場合は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４をＰチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ５をＮチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴとする。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ４とＭＯＳ−ＦＥＴ５は共に、信号のハイ、ローに対するオンオフの関係は、図１の実施の形態の場合と逆になる。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ５のソースと接地の間にツェナーダイオード６が接続される。また、コンビスイッチ２Ｅは、図１９のコンビスイッチ２ＤのＧＮＤ端子に代えて、ヒューズ１３に接続されたＩＧ端子を有する。また、コントローラ３Ｅは、図１９のコントローラ３Ｄの構成にＧＮＤポートが追加されている。
【０１４４】
図２０に示すハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置は、図１９に示すローサイドスイッチ型ワイパ制御装置と同様の動作および効果を奏する。
【０１４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ワイパモータの異常発生時、コントローラが異常状態の持続時間を監視して通電を遮断するので、ワイパモータ駆動用の半導体スイッチ素子を必要以上に大型化する必要がなくなり、小型、低コストにできる。さらに駆動回路やモータを含めた装置全体の信頼性が高まる。
【０１４６】
請求項２記載の発明によれば、ワイパモータの異常状態解除後、コンビスイッチのポジション切り替えにより、そのポジションに対応する動作モードで動作を再開させることができる。
【０１４７】
請求項３記載の発明によれば、ワイパモータの異常状態解除後、イグニッションスイッチのオフおよび再投入により、異常発生により中断した動作モードで動作復帰させることができる。
【０１４８】
請求項４記載の発明によれば、ワイパ動作途中でＯＦＦされても、コントローラは、ワイパがパーク位置に戻るまで半導体スイッチ素子を維持するので、ワイパが途中で止まったままとなることはない。
【０１５２】
請求項５記載の発明によれば、ウォッシュ操作後の後ふきを回数で正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
【０１５３】
請求項６記載の発明によれば、後ふきの規定回数を任意の回数に設定することができる。
【０１５４】
請求項７記載の発明によれば、ウォッシュ操作後の後ふき時にコンビスイッチ２をＯＮポジションからＯＦＦポジションに切り替えた場合でも、後ふき回数を正確に規定することにより、後ふき回数の誤差がなくなる。
【０１５５】
請求項８記載の発明によれば、可変抵抗の抵抗値をデジタルに変換して、間欠時間を正確に規定することにより、間欠ワイパ動作の時間精度が向上する。
【０１５６】
請求項９記載の発明によれば、コンビスイッチのＶＲ端子解放時は、コントローラで間欠時間を予め決められた時間に正確に規定することにより、間欠動作の時間精度が向上する。
【０１６０】
請求項１０記載の発明によれば、第１の半導体スイッチ素子は、ワイパモータの下流または上流のどちら側に配置しても良く、特に上流側に配置した場合は、電線のショート等の故障に対する保護も可能となり、装置の安全性が向上する。
【０１６１】
請求項１１記載の発明によれば、第１の半導体スイッチ素子を制御するためのコントローラの制御信号をチョッパ制御して出力することにより、ワイパモータを可変速駆動することにより、装置の構成が簡単になる。また、制御信号のデューテイ比を変えることにより、３段以上の多段階のスピード可変や連続可変とすることができる。さらに、チョッパ周波数を調整することにより、車種ごとに異なる共振周波数を避けるようにすることで、チョッパ制御による騒音を抑えることができる。
【０１６２】
請求項１２記載の発明によれば、ワイパがウインドシールドガラス上に残っている場合、高速モードでパーク位置まで戻すことにより、運転者の視界を速やかに確保する制御が可能である。
【０１６３】
請求項１３記載の発明によれば、コントローラには、半導体スイッチ素子とリレーの両方を制御する機能を盛り込むことにより、２個の機能を集約することで、コントローラが小型化、低コスト化される。また、フロントワイパとリアワイパの制御に関連性を持たせることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイパ制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１のワイパ制御装置におけるコントローラの構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明のワイパ制御装置の他の実施例を示す回路図である。
【図４】図３における過熱遮断保護回路の具体的構成例を示す回路図である。
【図５】図１のワイパ制御装置におけるＩＮＴモード時のコントローラの各部信号のタイミング図である。
【図６】図１のワイパ制御装置におけるＯＮモード時のコントローラの各部信号のタイミング図である。
【図７】図１のワイパ制御装置におけるＷＡＳＨモード時のコントローラの各部信号のタイミング図である。
【図８】保護動作例１を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図９】保護動作例２を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図１０】保護動作例３を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図１１】保護動作例４を説明するためのワイパ制御装置の各部信号のタイミング図である。
【図１２】図１のワイパ制御装置におけるコントローラのＶＲ変換回路の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２のＶＲ変換回路の特性を表すグラフであり、（ａ）はエラー出力特性、（ｂ）は抵抗値対Ａ／Ｄ変換出力特性を示す。
【図１４】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、ハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置を示す。
【図１５】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、リレー式ワイパ制御装置との組み合わせ例を示す。
【図１６】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、単一スピードワイパモータで可変速駆動するワイパ制御装置を示す。
【図１７】図１６のワイパ制御装置における各部信号のタイミング図である。
【図１８】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示す回路図である。
【図１９】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、２スピードのワイパモータを駆動する制御装置を示す。
【図２０】本発明によるワイパ制御装置の他の実施例を示すブロック図であり、２スピードのワイパモータを駆動するハイサイドスイッチ型ワイパ制御装置を示す。
【図２１】従来のワイパ制御装置の構成例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
２ コンビスイッチ
３ コントローラ
４ Ｎチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ（第１の半導体スイッチ素子）
５ Ｐチャンネル型ＭＯＳ−ＦＥＴ（第２の半導体スイッチ素子）
６ ツェナーダイオード
７ ワイパモータ
８ オートストップ（ＡＳ）スイッチ
９ ウォッシャモータ
１０ 可変抵抗
１１ バッテリ
１２ イグニッション（ＩＧ）スイッチ
１３ ヒューズ
Claims (13)
- ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定するコンビスイッチと、
上記コンビスイッチで設定された動作モードに応じて駆動されるワイパモータと、
上記ワイパモータの回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチと、
上記ワイパモータへの通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子と、
上記第１の半導体スイッチ素子のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラとからなり、
上記コントローラは、上記コンビスイッチで設定された動作モードで動作中、上記ワイパモータの異常状態発生により、上記ＡＳスイッチの信号レベルが予め設定された異常検出時間より長い間変化しなかった場合、上記第１の半導体素子を強制的にオフ制御する
ことを特徴とするワイパ制御装置。 - 前記コントローラは、前記異常状態の解除後、前記コンビスイッチのポジション切り替えが行われたことを判別して前記第１の半導体素子をオフからオンにし、上記ポジション切り替えに対応する動作モードで動作させる
ことを特徴とする請求項１記載のワイパ制御装置。 - 前記コントローラは、バッテリよりイグニッションスイッチを介して駆動電圧が供給されており、異常状態の解除後、前記イグニッションスイッチのオフに続く再投入を検出して前記第１の半導体素子をオフからオンにし、異常発生時に前記コンビスイッチで設定されていた動作モードによる動作を復帰させる
ことを特徴とする請求項１記載のワイパ制御装置。 - ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モードまたは連続ワイパ動作モードに設定するコンビスイッチと、
上記コンビスイッチで設定された動作モードに応じて駆動されるワイパモータと、
上記ワイパモータの回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチと、
上記ワイパモータへの通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子と、
上記第１の半導体スイッチ素子のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラとからなり、
上記コントローラは、上記コンビスイッチをワイパ動作途中でＯＦＦポジションに切り替えた場合、上記ＡＳスイッチがパーク位置に対応するレベル信号を出力するまでの間、上記第１の半導体スイッチ素子をオンに維持するように制御する
ことを特徴とするワイパ制御装置。 - ワイパの動作モードをポジション切り替えにより間欠ワイパ動作モード、連続ワイパ動作モードまたはウォッシャ動作モードに設定するコンビスイッチと、
上記コンビスイッチで設定されたワイパ動作モードに応じて駆動されるワイパモータと、
上記ワイパモータの回転にしたがって上記ワイパのパーク位置とパーク位置以外の位置とでレベル変化する信号を出力するためのオートストップ（ＡＳ）スイッチと、
上記ワイパモータへの通電をオンオフする第１の半導体スイッチ素子と、
上記コンビスイッチで設定されたウォッシャ動作モード時に、上記コンビスイッチを介して通電、駆動されるウォッシャモータと、
上記第１の半導体スイッチ素子のオンオフを制御する制御信号を供給するコントローラとからなり、
上記コントローラは、上記コンビスイッチのウォッシャ動作モード時、上記第１の半導体素子をオンになるように制御し、上記コンビスイッチのＯＦＦポジションへの切り替え後上記ワイパが予め設定される規定回数だけ往復して後ふき動作するまで、上記第１の半導体素子をオンに維持するように制御する
ことを特徴とするワイパ制御装置。 - 前記コントローラは、前記規定回数を可変設定することができる
ことを特徴とする請求項５記載のワイパ制御装置。 - 前記コントローラは、上記コンビスイッチがウォッシャモードから他のモードへの切り替えを経てＯＦＦポジションへ切り替えられたとき、前記後ふき動作の回数が規定回数に達していなかった場合は、残りの回数だけ前記ワイパが後ふき動作するまで、上記第１の半導体素子をオンに維持するように制御する
ことを特徴とする請求項５記載のワイパ制御装置。 - 前記コンビスイッチは、間欠ワイパ動作モード時の間欠時間を調整する可変抵抗を含み、前記コントローラは、前記コンビスイッチからの上記可変抵抗の抵抗値を入力するＶＲ入力端子を有し、該ＶＲ入力端子に入力された上記可変抵抗の抵抗値をＡ／Ｄ変換して間欠時間をデジタル的に設定する
ことを特徴とする請求項１記載のワイパ制御装置。 - 前記コントローラは、前記ＶＲ入力端子が解放された場合は、前記間欠時間を予め決められた規定値に設定する
ことを特徴とする請求項１１記載のワイパ制御装置。 - 前記第１の半導体スイッチ素子は、前記ワイパモータの下流側または上流側に接続されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のワイパ制御装置。
- 前記コントローラは、前記第１の半導体スイッチ素子のオンオフを制御する制御信号をチョッパ制御して出力し、前記ワイパモータを可変速駆動する
ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載のワイパ制御装置。 - 前記コントローラは、前記イグニッションスイッチの投入時にワイパがパーク位置まで戻っていない場合、前記ワイパモータを高速駆動して上記ワイパをパーク位置まで戻すように制御する
ことを特徴とする請求項１１記載のワイパ制御装置。 - 請求項１から１２のいずれか１項に記載のワイパ制御装置と、リレー式ワイパ制御装置とを具備し、前記コントローラは、上記ワイパ制御装置と上記リレー式ワイパ制御装置の両方の動作を制御する
ことを特徴とするワイパ制御装置。
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