JP4070225B2 - 対向払拭型ワイパ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ワイパ装置の制御技術に関し、特に、対向払拭型のワイパ装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フロントガラスの大型化に伴う払拭面積増大や横方向の視界向上のため、フロントガラスの左右両端側にワイパアームの回転中心を配し、フロントガラスの両サイドから中央に向かってワイパブレードが作動するいわゆる対向払拭型のワイパ装置が採用されてきている。
【０００３】
この対向払拭型のワイパ装置では、まず車両中央部にワイパ駆動用のモータを配置し、リンク機構を介して左右のワイパブレードを対向作動させている。すなわち、モータの回転軸にクランクアームを取り付けるとともに、上下中間位置が枢支された中間リンクを設け、その一端側とクランクアームとを連結ロッドにて接続させる。これにより、モータの回転運動は中間リンクの往復揺動運動に変換される。そして、中間リンクの上下両端部を駆動ロッドを介してフロントガラス両端下部から突出する左右のワイパ軸の駆動レバーに連結させ、左右のワイパアームを対向的に作動させている。
【０００４】
ところが、対向払拭型のワイパ装置をこのように１個のモータで駆動しようとすると、前述のようにほぼ車両の全幅に等しい駆動機構を要し、機構が大がかりとなり、かつその重量も大きくなるという問題があった。そこで、このような問題を解決すべく、左右のワイパブレードをそれぞれ別個にモータ駆動する方式が開発されている。
【０００５】
この場合、左右のモータはそれぞれ図８に示したような駆動回路によって別個に制御駆動される。図８は、対向払拭型ワイパ装置のモータ駆動回路の一例を示す回路構成図であり、ワイパ駆動状態の場合を示している。ここでは、モータ５１はモータ駆動制御装置５２からの指示に基づき駆動素子５３によって駆動され、そのＯＮ・ＯＦＦは、ワイパスイッチ５４によって行われる。なお、動作中にワイパスイッチ５４をＯＦＦした場合であっても、リレープレート５５の働きによりワイパブレードは所定位置でオートストップするようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、左右のワイパブレードの動作に異常が生じた場合に、リレープレート５５の駆動域において駆動素子５３をＯＦＦしてモータ５１を一時停止させると、回路構成がＯＰＥＮとなってしまい外力の影響を受け易いという問題がある。すなわち、ワイパブレード等に力が加わると、回路がＯＰＥＮであるため電磁制動が働かず、外力がモータ静止力よりも大きい場合、モータがその力に抗しきれず回転してしまう。このため、ワイパブレードを停止させて待機している時に、雪などがワイパブレード上などに落下して来ると、ワイパブレードが動いてしまい他方側のワイパブレードと干渉してしまうおそれがある。
【０００７】
また、モータを一方向に回転させ、モータの回転と同期して発生されるパルスを角度データとして用いてワイパブレードの位置制御を行うような場合、外力によってモータが決められた回転方向とは逆の方向に回転されると制御用の角度データが狂ってしまうという問題もある。すなわち、角度データとして利用されるパルスは回転方向に関係なく発生するため、逆方向の回転も正転方向の動作としてカウントされ、その分実際のワイパブレードの位置と角度データがずれてしまうことになる。従って、このような誤った角度データに基づいてワイパ制御を行うと、ワイパブレードが所望の動作をしないばかりかワイパブレード同士が衝突してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、ワイパ装置の一時停止中にワイパブレードやワイパアームに外力が作用してもワイパ駆動用モータが逆転しないようにすることにある。また、本発明の他の目的は、ワイパ駆動用モータが逆転した場合には、その逆転を検出して角度データを補正し、モータの逆転による制御異常を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の対向払拭型ワイパ装置は、第１モータと、 第２モータと、前記第１モータの回転を検出し第１回転パルスを発生する第１回転パルス発生装置と、前記第１モータの回転を検出し前記第１回転パルス発生装置が発生する第１回転パルスの位相と予め決められた角度だけ異なる位相の第１方向パルスを発生する第１方向パルス発生装置と、前記第２モータの回転を検出し第２回転パルスを発生する第２回転パルス発生装置と、前記第２モータの回転を検出し前記第２回転パルス発生装置が発生する第２回転パルスの位相と予め決められた角度だけ異なる位相の第２方向パルスを発生する第２方向パルス発生装置と、前記第１モータによって駆動される第１ワイパブレードと、前記第２モータによって駆動される第２ワイパブレードとを有し、前記第１および第２ワイパブレードの位置角度をそれぞれ算出して、前記第１モータと前記第２モータを制御する対向払拭型ワイパ装置であって、
前記第１回転パルスに基づいて、前記第１ワイパブレードの位置角度データをそれぞれ算出する第１位置角度算出手段と、前記第２回転パルスに基づいて、前記第２ワイパブレードの位置角度データをそれぞれ算出する第２位置角度算出手段と、前記第１ワイパブレードおよび第２ワイパブレードの位置角度データに基づいて、前記第１ワイパブレードと第２ワイパブレードとの位置角度の差である実測角度差情報を算出する実測角度差情報算出手段と、前記第１ワイパブレードと前記第２ワイパブレードの位置角度差の目標となる目標角度差情報を、前記第１ワイパブレードと第２ワイパブレードのそれぞれの位置角度について、それぞれ第１ワイパブレード目標角度差情報及び第２ワイパブレード目標角度差情報として予め別個に記憶する記憶手段と、実測角度差情報と第１ワイパブレード目標角度差情報とから前記第１ワイパブレードの角度差情報を算出するとともに、実測角度差情報と第２ワイパブレード目標角度差情報とから前記第２ワイパブレードの角度差情報を算出する角度差情報算出手段と、前記第１ワイパブレードの角度差情報に基づいて前記第１モータを制御する第１の出力手段と、前記第２ワイパブレードの角度差情報に基づいて前記第２モータを制御する第２の出力手段と、前記第１回転パルス発生装置が発生する第１回転パルスと前記第１方向パルス発生装置が発生する第１方向パルスとにより、前記第１モータの回転方向を検出し、前記第１モータが逆回転すると第１逆転信号を発生し、前記第１出力手段に第１逆転信号を供給する第１回転方向検出手段と、前記第２回転パルス発生装置が発生する第２回転パルスと前記第２方向パルス発生装置が発生する第２方向パルスとにより、前記第２モータの回転方向を検出し、前記第２モータが逆回転すると第２逆転信号を発生し、前記第２出力手段に第２の逆転信号を供給する第２回転方向検出手段とを備え、前記第１出力手段は、前記第１回転方向検出手段から第１逆転信号が供給されると、前記第１モータの出力を増加する制御をし、前記第２出力手段は、前記第２回転方向検出手段から第２逆転信号が供給されると、前記第２モータの出力を増加する制御をすることを特徴とする。
【００１３】
そして、前記構成により、モータが逆転した場合であっても、モータ出力を上げて逆転力に抗することが可能となる。従って、ワイパ装置の一時停止中にワイパブレードやワイパアームに外力が作用してもモータがそのまま逆転してワイパアームが外力の為すままに動いてしまうことがない。また、モータが逆転した場合であっても、その逆転を検知してワイパブレードの位置角度を補正することができ、モータの逆転により位置角度情報がずれてワイパブレードが作動不良を生じることを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、対向払拭型ワイパ装置の構成およびその制御系の概略を示す説明図である。
【００１５】
図１において、符号１は本発明によるワイパ制御方法を適用したワイパ装置である。当該ワイパ装置１は、運転席側（以下、ＤＲ側と略す）と助手席側（以下、ＡＳ側と略す）を対向配置しＤＲ側ワイパブレード２ａとＡＳ側ワイパーブレード２ｂ（以下、ワイパブレード２ａ，２ｂと略す）を下反転位置において上下に重合させたいわゆる対向払拭型の構成となっている。このワイパ装置１では、ＤＲ側とＡＳ側にそれぞれＤＲ側モータ３ａとＡＳ側モータ３ｂ（以下、モータ３ａ，３ｂと略す）が別個に設けられており、モータ回転角度や下反転位置からの角度θａ，θｂによって表される各ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度に基づいて各々別個に制御されるようになっている。なお、符号における「ａ，ｂ」は、それぞれＤＲ側とＡＳ側に関連する部材や部分であることを示している。
【００１６】
ワイパブレード２ａ，２ｂには、図示しないブレードラバー部材が取り付けられている。そして、このブレードラバー部材を車両のフロントガラス上に密着させて移動させることにより、図１に２点鎖線にて示した払拭領域４ａ，４ｂに存在する水滴等が払拭される。ワイパブレード２ａ，２ｂは、ワイパ軸５ａ，５ｂを中心に左右に揺動運動を行うワイパアーム６ａ，６ｂに支持されている。ワイパアーム６ａ，６ｂには、ワイパ軸５ａ，５ｂと対称に駆動レバー７ａ，７ｂが配設されている。また、駆動レバー７ａ，７ｂの端部には連結ロッド８ａ，８ｂが取り付けられている。この連結ロッド８ａ，８ｂの他端側は、モータ３ａ，３ｂによって回転されるクランクアーム９ａ，９ｂの先端部に接続されている。そして、モータ３ａ，３ｂの回転に伴ってクランクアーム９ａ，９ｂが回転し、この動きが連結ロッド８ａ，８ｂを介して駆動レバー７ａ，７ｂへと伝達され、モータ３ａ，３ｂの回転運動がワイパアーム６ａ，６ｂの揺動運動に変換されるようになっている。
【００１７】
モータ３ａ，３ｂは、それぞれ別個に設けられた駆動回路、すなわちＤＲ側モータ駆動装置１０ａとＡＳ側モータ駆動装置１０ｂによって駆動される。また、モータ３ａ，３ｂには、ホール素子等を用いたパルス発生手段であるＤＲ側回転パルス発生装置１１ａとＡＳ側回転パルス発生装置１１ｂが接続されており、そこから発せられる回転パルスによってモータ３ａ，３ｂの回転角度が検出できるようになっている。さらに、当該モータ３ａ，３ｂには、前記同様のパルス発生手段によって構成され、前記回転パルスとは９０°位相がずれた方向パルスを発生するＤＲ側方向パルス発生装置１３ａとＡＳ側方向パルス発生装置１３ｂが接続されている。そして、この方向パルスを監視することによりモータ３ａ，３ｂの回転方向を検出できるようになっている。なお、各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂは、ワイパ駆動制御装置１２により制御されており、各パルス発生装置１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂからのパルス信号もこのワイパ駆動制御装置１２に送られるようになっている。
【００１８】
図２は、本発明の一実施の形態であるワイパ駆動制御装置１２の回路構成を示すブロック図である。図２に示したように、当該ワイパ駆動制御装置１２は、ＣＰＵ２１を中心として、Ｉ／Ｏインターフェース２２と、タイマ２３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５がバスライン２６を介して互いに接続されたマイクロコンピュータと、その周辺回路とから構成される。そして、各パルス発生装置１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂからの信号を処理し、各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂに制御信号を送出する。
【００１９】
Ｉ／Ｏインターフェース２２には、ＤＲ側およびＡＳ側パルス発生装置１１ａ，１１ｂと、ＤＲ側およびＡＳ側方向パルス発生装置１３ａ，１３ｂ、およびＤＲ側モータ駆動装置１０ａ、ＡＳ側モータ駆動装置１０ｂが接続されている。また、ＲＯＭ２４には制御プログラムおよび各種制御用固定データが記憶されており、ＲＡＭ２５にはデータ処理した後の各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂへの出力信号や、ＣＰＵ２１にて演算処理したデータが格納される。そして、ＣＰＵ２１では、ＲＯＭ２４に記憶されている制御プログラムに従い、ワイパ装置１の駆動制御を実行する。
【００２０】
一方、図３はＣＰＵ２１の主要機能構成を示すブロック図である。以下、ＣＰＵ２１の機能を通して、本発明によるワイパ装置制御方法をその処理手順も含め具体的に説明する。
【００２１】
図３に示したように、ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｏインターフェース２２を介して各パルス発生装置１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂから取得した各パルスに基づき、ワイパブレード２ａ，２ｂの現在の位置角度θａ，θｂを算出するＤＲ側位置角度算出手段３１ａおよびＡＳ側位置角度算出手段３１ｂとモータ３ａ，３ｂの現在の回転方向を検知するＤＲ側モータ回転方向検知手段３７ａおよびＡＳ側モータ回転方向検知手段３７ｂと、求めた位置角度や回転方向に基づいて各モータ３ａ，３ｂに対する制御出力をそれぞれ算出して各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂに対し送出するＤＲ側モータ制御手段３２ａおよびＡＳ側モータ制御手段３２ｂとを有する構成となっている。
【００２２】
各モータ回転方向検知手段３７ａ，３７ｂはそれぞれ、回転パルス発生装置１１ａ，１１ｂおよび方向パルス発生装置１３ａ，１３ｂから取得した回転パルスと方向パルスから現在のモータ３ａ，３ｂの回転を検知する。ここで、回転パルスと方向パルスとの関係は次のようになっている。図４は、両パルスの関係を示す説明図であり、（ａ）は正転時、（ｂ）は逆転時の状態を示している。
【００２３】
この場合、回転パルスと方向パルスは、例えばモータ３ａ，３ｂの回転角度にして９０°ずれた位置に配置されたホール素子（磁気検出素子）Ａ，Ｂによって、モータ３ａ，３ｂと共に回転する磁石の極変化を捉えることによって発生される。そして、図４（ａ）に示したように、モータ３ａ，３ｂの正転時にあっては、ホール素子Ａによる回転パルスが立ち上がった時には、９０°ずれた位相を持つホール素子Ｂによる方向パルスは正となる。一方、図４（ｂ）に示したように、逆転時にあっては、回転パルスが立ち上がった時には方向パルスは負となる。従って、各モータ回転方向検知手段３７ａ，３７ｂは、回転パルスの立ち上がり時における方向パルスの符号を判定することによりモータ３ａ，３ｂの回転方向を知ることができることになる。
【００２４】
次に、各位置角度算出手段３１ａ，３１ｂはそれぞれ、回転パルス発生装置１１ａ，１１ｂおよび方向パルス発生装置１３ａ，１３ｂから取得した回転パルスと方向パルスから現在のワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度を算出する。なお、当該ＣＰＵ２１では、回転パルス累積数をそのまま位置角度として取り扱い、回転パルス数に基づいて以下の処理を行っている。但し、回転パルス数とワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度θａ，θｂ（deg)との関係を予めマップ等によってＲＯＭ２４に格納しておき、角度（deg)によって以下の処理を行っても良い。また、モータ１回転（３６０°）がワイパアーム１往復に相当することから、回転パルス累積数からモータ３ａ，３ｂの回転角度を求め、それを位置角度ｘ°として取り扱い、これに基づいて以下の処理を行っても良い。
【００２５】
この場合、各位置角度算出手段３１ａ，３１ｂは、モータ３ａ，３ｂが正転している場合は、各回転パルス発生装置１１ａ，１１ｂから取得した回転パルスを累積して現在のワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度（ワイパアーム６ａ，６ｂの位置角度でも良い）を算出する。これに対しモータ３ａ，３ｂが逆転した場合には、その際の回転パルスを単に累積すると、ワイパブレード２ａ，２ｂの実際の位置角度と回転パルスが示す位置角度にずれが生じる。そこで、各位置角度算出手段３１ａ，３１ｂでは、モータ３ａ，３ｂの逆転が検知された場合には、逆転が検知された後に取得した回転パルスを逆転回転動作によるパルスと認識し、かかるパルスを累積された回転パルスから減じて位置角度の補正を行うようにしている。
【００２６】
例えば、ＤＲ側の回転パルスが「１０」パルス（モータ３ａの回転角度では２０°）のとき方向パルスの符号が「−」に反転し、その後「３」パルスの回転パルス入力があったとする。通常の場合、後に入力された「３」パルスはそのまま累積され位置角度としては「１３」というデータが得られる。しかしながら、位置角度算出手段３１ａでは、方向パルスの符号反転を考慮して後の「３」パルスは逆転分と判断し、位置角度としては「７」（１０−３）というデータを作成する。従って、このような制御を行うことにより、ワイパブレード２ａ，２ｂに外力が働いてモータ３ａ，３ｂが逆転するようなことがあっても、ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度の認識がずれることがなく作動不良を生じることもない。
【００２７】
また、当該ＣＰＵ２１では、各モータ制御手段３２ａ，３２ｂはそれぞれ次のような機能手段を備えている。まず第１に、ワイパブレード２ａ，２ｂの現在の位置角度から、ＤＲ側，ＡＳ側のそれぞれの立場で見た両ワイパブレード２ａ，２ｂ間の実際の位置角度差を算出してＤＲ側実測角度差情報を算出するＤＲ側実測角度差算出手段３３ａと、同様にしてＡＳ側実測角度差を算出するＡＳ側実測角度差算出手段３３ｂを備える。
【００２８】
この場合、ＤＲ側，ＡＳ側のそれぞれの立場で見た実測角度差とは、例えばＤＲ側では、ＤＲ側ワイパブレード２ａの位置角度を基準としてＡＳ側ワイパブレード２ｂの位置角度との差を求めることによって得られる角度差である。つまり、例えばＤＲ側が「１０」パルスの位置角度にあるときＡＳ側が「３」パルスの位置角度である場合、ＤＲ側実測角度差は、ＤＲ側の位置角度からＡＳ側の位置角度を減じて（１０−３）「＋７」となる。一方、これをＡＳ側から見ると、ＡＳ側ワイパブレード２ｂの位置角度を基準として、ＡＳ側実測角度差は、ＡＳ側の位置角度からＤＲ側の位置角度を減じて（３−１０）「−７」となる。但し、前述のようにモータ３ａ，３ｂが逆転した場合には、これらの実測角度差の算出には逆転分が補正されたデータが使用されることは勿論である。
【００２９】
次に、各実測角度差算出手段３３ａ，３３ｂの後段には、現在の位置角度における両ワイパブレード２ａ，２ｂ間の位置角度差の目標値である目標角度差と先に求めた実測角度差とを比較して、現時点における実測角度差と目標角度差との差を示す角度差情報を算出するＤＲ側角度差情報算出手段３４ａとＡＳ側角度差情報算出手段３４ｂがそれぞれ設けられている。
【００３０】
ここで、比較対象となる目標角度差は、ＲＯＭ２４に予め格納されたＤＲ側目標角度差マップ３６ａとＡＳ側目標角度差マップ３６ｂからそれぞれ読み出される。図５，６にこれらの構成を示す。図５はＤＲ側の位置角度を基準とした目標角度差を示すＤＲ側目標角度差マップ３６ａであり、図６はＡＳ側の位置角度を基準とした目標角度差を示すＡＳ側目標角度差マップ３６ｂである。
【００３１】
図５のＤＲ側目標角度差マップ３６ａを見ると、例えばＤＲ側の位置角度が「１０」パルスであるときＡＳ側の位置角度目標は「５」パルスであり、両者の間の目標角度差は「＋５」であることがわかる。従って、例えば先の例のように「ＤＲ＝１０，ＡＳ＝７」で実測角度差「＋３」との位置情報が得られている場合は、ＤＲ側角度差情報算出手段３４ａでは、目標角度差に対して「＋２」（（＋５）−（＋３））というＤＲ側角度差情報を算出する。これは、先行するＤＲ側から見てＡＳ側が目標位置角度よりも「２」パルス分進んでいる（近付いている）状態を表している。
【００３２】
これに対し図６のＡＳ側目標角度差マップ３６ｂでは、前記の例の場合（「ＤＲ＝１０，ＡＳ＝７」）、ＡＳ側の位置角度が「７」パルスのときＤＲ側の位置角度目標は「１４」パルスであり、両者の間の目標角度差は「−７」となる。これに対して、先の例では実測角度差は「−３」（７−１０）であり、ＡＳ側角度差情報算出手段３４ｂでは、目標角度差に対して「−４」（（−７）−（−３））というＡＳ側角度差情報を算出する。これは、追従するＡＳ側から見てＤＲ側が目標位置角度よりも「４」パルス分遅れている（近付いている）状態を表している。
【００３３】
ところで、各目標角度差マップ３６ａ，３６ｂでは、先行側は追従側に比してパルスのデータ分布が粗くなっている。これは、先行側に衝突しないようにワイパブレードを制御するに際しては、追従側の制御をより細かくする必要があるためであり、このとき先行側のパルス区分は粗くとも差し支えない。これを各マップにおいて見ると、例えば図５では、ＤＲ側の目標位置角度が１〜３パルスまではＡＳ側の目標位置角度が１パルスとなっており、ＤＲ側に対してＡＳ側は段階的に目標位置角度が設定されている。これは換言すると、追従するＡＳ側１パルスに対してＤＲ側は３パルス分の動きがあることになり、その分ＤＲ側は粗なデータとなる。また、図６では、初動時にはＡＳ側が１パルス進行するとＤＲ側は２パルス進むように目標値が設定される。これは、追従するＡＳ側１パルスに対してＤＲ側は２パルス分の動きがあることを意味しており、前述同様先行するＤＲ側のデータが粗となっている。
【００３４】
このため、ＤＲ側とＡＳ側では同じ位置角度であっても、制御形態が異なる場合が出てくる。例えば、「ＤＲ＝３，ＡＳ＝１」という位置角度データを得た場合、図５によればＤＲ側実測角度差「２」（３−１）は目標角度差「２」と一致しておりＯＫのデータとなる。ところが、図６においては、ＡＳ＝１に対しては目標角度差は「−１」であり、この場合の実測角度差「−２」（１−３）に対してはＮＧとなる。このため、ＤＲ側では通常制御が行われるのに対し、ＡＳ側では遅れを取り戻すべく追従制御が行われることになる。
【００３５】
また、当該ワイパ装置１では、上反転位置を境に先行側と追従側が逆転する。すなわち、復路においてはＡＳ側がＤＲ側に先行することになる。従って、各目標角度差マップ３６ａ，３６ｂにおいても、図示されてはいないがパルス９０を超えパルス１２４以降はＡＳ側が先行する形となっている。なお、図５，６のマップはあくまでも一例であり、マップ形態やその中の数値が図５，６のものに限定されないことは言うまでもない。
【００３６】
このように、本発明のワイパ制御装置にあっては、ＤＲ側とＡＳ側のそれぞれを基準として、各位置角度における相手方との対応関係を示した制御マップ３６を持たせ、移動速度の異なるワイパブレード２ａ，２ｂを自らの位置角度のみならず他方の位置角度をも勘案して制御するようにしている。このため、外力負荷変動等によりワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差に変動が生じても、その変動に対して逐次両方のモータ３ａ，３ｂの出力を可変できるため、目標角度差マップに示された目標位置角度差に速やかに収束され、ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差のバラツキが抑えられる。
【００３７】
一方、角度差情報算出手段３４ａ，３４ｂの後段にはさらに、得られた角度差情報に基づいて各モータ３ａ，３ｂの出力を算出、決定するＤＲ側モータ出力算出手段３５ａと、ＡＳ側モータ出力算出手段３５ｂが設けられている。ここでは、先の角度差情報により、目標角度差と実測角度差との間の差が小さくなるような各モータ３ａ，３ｂの出力をそれぞれ算出し、それを各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂに指示する。
【００３８】
すなわち、ＤＲ側モータ出力算出手段３５ａでは、先の例によれば、ＤＲ側角度差情報として「＋２」という値を取得し、これに基づいて以後のＤＲ側モータ３ａの出力を算出する。この場合、取得した角度差情報からＡＳ側が目標値よりも「２」パルス分近付いていることが認識され、この認識に従い、位置角度差を広げて目標値に近付けるべくＤＲ側について現在よりも高い出力（回転数）が算出される。そして、この出力を実現するようにＤＲ側モータ駆動装置１０ａに制御信号が送出される。
【００３９】
また、ＡＳ側モータ出力算出手段３５ｂでは、先の例によれば、ＡＳ側角度差情報として「−４」という値を取得し、これに基づいて以後のＡＳ側モータ３ｂの出力を算出する。この場合、取得した角度差情報からＤＲ側が目標値よりも「４」パルス分近付いていることが認識され、この認識に従い、位置角度差を広げて目標値に近付けるべくＡＳ側について現在よりも低い出力（回転数）が算出される。そして、この出力を実現するようにＡＳ側モータ駆動装置１０ｂに制御信号が送出される。
【００４０】
このように、本発明のワイパ制御装置では、ワイパブレード２ａ，２ｂ間の実測角度差が目標角度差に近付くように各モータ３ａ，３ｂが独自に制御される。すなわち、両ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差が目標よりも小さくなったとき（近付いたとき）は、前述の例のように先行側の出力を上げ、追従側の出力を下げて目標位置角度との差を縮めるようにする。また、位置角度差が目標よりも大きくなったとき（離れたとき）は、先行側の出力を下げ、追従側の出力を上げ目標位置角度との差を縮める。このため、外力負荷変動等によりワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差に変動が生じても、その変動に対して逐次両方のモータ３ａ，３ｂの出力が適宜変化し、目標角度差マップに示された目標位置角度差に速やかに収束することになる。
【００４１】
一方、当該ワイパ駆動装置１２では、このような位置角度に基づく制御中にワイパブレード２ａ，２ｂの一方を一時停止させて位置角度差の正常化を図る場合がある。この際、前述のように外力によってモータ３ａ，３ｂが逆転されるとその分の位置角度が補正されるようになっている。しかしながら、ここではデータ補正に先立って、まずモータ３ａ，３ｂの逆転防止措置が採れられる。すなわち、モータ３ａ，３ｂの逆転が認識された場合には、外力に抗すべくモータの出力を上げて現在位置をできる限り維持しようとする制御が行われる。
【００４２】
この場合、各モータ出力算出手段３５ａ，３５ｂは、各モータ回転方向検知手段３７ａ，３７ｂより常にモータ３ａ，３ｂの回転方向に関する情報を取得している。そして、モータ３ａ，３ｂが逆転している旨の情報を得ると、各モータ出力算出手段３５ａ，３５ｂは、ワイパブレード２ａ，２ｂが一時停止中であっても、そのモータ出力を増加させ逆転力に対抗させ逆転防止を図る。この際、正転方向への回転が確認された場合には、モータ出力を下げワイパブレードの動きを緩めその様子を見る。そして、再び逆転するようであれば再度モータ出力を増加させる。
【００４３】
図７は、このような逆転防止処理の手順を示したフローチャートである。図７において、まずステップＳ１では、回転の立ち上がりを判別し、ステップＳ２で方向パルスがマイナスか否かを判別する。ここで回転パルスが立ち上がりで方向パルスがマイナスであれば、モータが逆転していることが判別される（図４（ｂ）参照）。そして、ステップＳ３で通常作動時のモータ出力を記憶するとともに、ステップＳ４でモータの出力を最大にして逆転を防止する。その後、ステップＳ５でモータが最大出力したこと示すフラグを立てて１回の処理を終わる。
【００４４】
次のルーチンのステップＳ１で回転パルスが立ち上がり、ステップＳ２で方向パルスがプラスになっていれば、モータは正転していると判断される（図４（ａ）参照）。そして、ステップＳ６にてステップＳ５の最大出力フラグを見てフラグが立っていればリセットするとともに、ステップＳ８で通常作動時のモータ出力に戻す。ステップＳ６にて最大出力フラグが立っていないとき（前回のルーチンで逆転していなかったとき）は、そのまま通常制御を続ける。
【００４５】
このようにワイパ駆動装置１２では、方向パルスと回転パルスによりモータ３ａ，３ｂの回転方向を見定めてモータの出力制御を行っており、前記手順を繰り返し行うことにより外力によるモータ３ａ，３ｂの逆転を防止することができる。従って、ワイパブレード２ａ，２ｂが一時停止中でモータ駆動回路がＯＰＥＮ状態となっていても、外力によってモータが逆転されてワイパアームが外力の為すがままにずるずると動いてしまうことがない。なお、これでも逆転が生じた場合には位置角度の補正が行われることは言うまでもない。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、前述の実施の形態では、回転パルスと方向パルスを得るに際し、９０°ずれた位置に配置されたホール素子を用いたが、位相がずれたパルス信号が得られるものであれば良く、どの様な角度で如何なる検出手段を配置するかは前記の例には限られない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明にあっては、位相の９０°ずれた２つのパルス、すなわち回転パルスと方向パルスを用いてモータの回転方向を認識しつつワイパ駆動制御を行うようにしたことにより、モータが逆転した場合にモータ出力を上げて逆転力に抗することが可能となる。従って、ワイパ装置の一時停止中にワイパブレードやワイパアームに外力が作用してもモータがそのまま逆転してワイパアームが外力の為すままに動いてしまうことがない。
【００４９】
また、本発明によれば、ワイパ駆動用モータが逆転した場合であっても、モータの逆転を検知してワイパブレードの位置角度のデータを補正できる。従って、モータの逆転による位置角度情報のずれを回避でき、ワイパブレードの異常な動きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】対向払拭型ワイパ装置の構成およびその制御系の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるワイパ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】ＣＰＵの主要機能構成を示すブロック図である。
【図４】回転パルスと方向パルスの関係を示す説明図であり、（ａ）は正転時、（ｂ）は逆転時の状態を示している。
【図５】ＤＲ側の位置角度を基準として目標角度差を設定したＤＲ側目標角度差マップである。
【図６】ＡＳ側の位置角度を基準として目標角度差を設定したＡＳ側目標角度差マップである。
【図７】逆転防止処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】対向払拭型ワイパ装置のモータ駆動回路の一例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１ ワイパ装置
２ａ ＤＲ側ワイパブレード
２ｂ ＡＳ側ワイパブレード
３ａ ＤＲ側モータ
３ｂ ＡＳ側モータ
４ａ，４ｂ 払拭領域
５ａ，５ｂ ワイパ軸
６ａ，６ｂ ワイパアーム
７ａ，７ｂ 駆動レバー
８ａ，８ｂ 連結ロッド
９ａ，９ｂ クランクアーム
１０ａ ＤＲ側モータ駆動装置
１０ｂ ＡＳ側モータ駆動装置
１１ａ ＤＲ側回転パルス発生装置
１１ｂ ＡＳ側回転パルス発生装置
１２ ワイパ駆動制御装置
１３ａ ＤＲ側方向パルス発生装置
１３ｂ ＡＳ側方向パルス発生装置
２１ ＣＰＵ
２２ Ｉ／Ｏインターフェース
２３ タイマ
２４ ＲＯＭ
２５ ＲＡＭ
２６ バスライン
３１ａ ＤＲ側位置角度算出手段
３１ｂ ＡＳ側位置角度算出手段
３２ａ ＤＲ側モータ制御手段
３２ｂ ＡＳ側モータ制御手段
３３ａ ＤＲ側実測角度差算出手段
３３ｂ ＡＳ側実測角度差算出手段
３４ａ ＤＲ側角度差情報算出手段
３４ｂ ＡＳ側角度差情報算出手段
３５ａ ＤＲ側モータ出力算出手段
３５ｂ ＡＳ側モータ出力算出手段
３６ａ ＤＲ側目標角度差マップ
３６ｂ ＡＳ側目標角度差マップ
３７ａ ＤＲ側モータ回転方向検知手段
３７ｂ ＡＳ側モータ回転方向検知手段
５１ モータ
５２ モータ駆動制御装置
５３ 駆動素子
５４ ワイパスイッチ
５５ リレープレート
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ワイパ装置の制御技術に関し、特に、対向払拭型のワイパ装置に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フロントガラスの大型化に伴う払拭面積増大や横方向の視界向上のため、フロントガラスの左右両端側にワイパアームの回転中心を配し、フロントガラスの両サイドから中央に向かってワイパブレードが作動するいわゆる対向払拭型のワイパ装置が採用されてきている。
【０００３】
この対向払拭型のワイパ装置では、まず車両中央部にワイパ駆動用のモータを配置し、リンク機構を介して左右のワイパブレードを対向作動させている。すなわち、モータの回転軸にクランクアームを取り付けるとともに、上下中間位置が枢支された中間リンクを設け、その一端側とクランクアームとを連結ロッドにて接続させる。これにより、モータの回転運動は中間リンクの往復揺動運動に変換される。そして、中間リンクの上下両端部を駆動ロッドを介してフロントガラス両端下部から突出する左右のワイパ軸の駆動レバーに連結させ、左右のワイパアームを対向的に作動させている。
【０００４】
ところが、対向払拭型のワイパ装置をこのように１個のモータで駆動しようとすると、前述のようにほぼ車両の全幅に等しい駆動機構を要し、機構が大がかりとなり、かつその重量も大きくなるという問題があった。そこで、このような問題を解決すべく、左右のワイパブレードをそれぞれ別個にモータ駆動する方式が開発されている。
【０００５】
この場合、左右のモータはそれぞれ図８に示したような駆動回路によって別個に制御駆動される。図８は、対向払拭型ワイパ装置のモータ駆動回路の一例を示す回路構成図であり、ワイパ駆動状態の場合を示している。ここでは、モータ５１はモータ駆動制御装置５２からの指示に基づき駆動素子５３によって駆動され、そのＯＮ・ＯＦＦは、ワイパスイッチ５４によって行われる。なお、動作中にワイパスイッチ５４をＯＦＦした場合であっても、リレープレート５５の働きによりワイパブレードは所定位置でオートストップするようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、左右のワイパブレードの動作に異常が生じた場合に、リレープレート５５の駆動域において駆動素子５３をＯＦＦしてモータ５１を一時停止させると、回路構成がＯＰＥＮとなってしまい外力の影響を受け易いという問題がある。すなわち、ワイパブレード等に力が加わると、回路がＯＰＥＮであるため電磁制動が働かず、外力がモータ静止力よりも大きい場合、モータがその力に抗しきれず回転してしまう。このため、ワイパブレードを停止させて待機している時に、雪などがワイパブレード上などに落下して来ると、ワイパブレードが動いてしまい他方側のワイパブレードと干渉してしまうおそれがある。
【０００７】
また、モータを一方向に回転させ、モータの回転と同期して発生されるパルスを角度データとして用いてワイパブレードの位置制御を行うような場合、外力によってモータが決められた回転方向とは逆の方向に回転されると制御用の角度データが狂ってしまうという問題もある。すなわち、角度データとして利用されるパルスは回転方向に関係なく発生するため、逆方向の回転も正転方向の動作としてカウントされ、その分実際のワイパブレードの位置と角度データがずれてしまうことになる。従って、このような誤った角度データに基づいてワイパ制御を行うと、ワイパブレードが所望の動作をしないばかりかワイパブレード同士が衝突してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、ワイパ装置の一時停止中にワイパブレードやワイパアームに外力が作用してもワイパ駆動用モータが逆転しないようにすることにある。また、本発明の他の目的は、ワイパ駆動用モータが逆転した場合には、その逆転を検出して角度データを補正し、モータの逆転による制御異常を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の対向払拭型ワイパ装置は、第１モータと、 第２モータと、前記第１モータの回転を検出し第１回転パルスを発生する第１回転パルス発生装置と、前記第１モータの回転を検出し前記第１回転パルス発生装置が発生する第１回転パルスの位相と予め決められた角度だけ異なる位相の第１方向パルスを発生する第１方向パルス発生装置と、前記第２モータの回転を検出し第２回転パルスを発生する第２回転パルス発生装置と、前記第２モータの回転を検出し前記第２回転パルス発生装置が発生する第２回転パルスの位相と予め決められた角度だけ異なる位相の第２方向パルスを発生する第２方向パルス発生装置と、前記第１モータによって駆動される第１ワイパブレードと、前記第２モータによって駆動される第２ワイパブレードとを有し、前記第１および第２ワイパブレードの位置角度をそれぞれ算出して、前記第１モータと前記第２モータを制御する対向払拭型ワイパ装置であって、
前記第１回転パルスに基づいて、前記第１ワイパブレードの位置角度データをそれぞれ算出する第１位置角度算出手段と、前記第２回転パルスに基づいて、前記第２ワイパブレードの位置角度データをそれぞれ算出する第２位置角度算出手段と、前記第１ワイパブレードおよび第２ワイパブレードの位置角度データに基づいて、前記第１ワイパブレードと第２ワイパブレードとの位置角度の差である実測角度差情報を算出する実測角度差情報算出手段と、前記第１ワイパブレードと前記第２ワイパブレードの位置角度差の目標となる目標角度差情報を、前記第１ワイパブレードと第２ワイパブレードのそれぞれの位置角度について、それぞれ第１ワイパブレード目標角度差情報及び第２ワイパブレード目標角度差情報として予め別個に記憶する記憶手段と、実測角度差情報と第１ワイパブレード目標角度差情報とから前記第１ワイパブレードの角度差情報を算出するとともに、実測角度差情報と第２ワイパブレード目標角度差情報とから前記第２ワイパブレードの角度差情報を算出する角度差情報算出手段と、前記第１ワイパブレードの角度差情報に基づいて前記第１モータを制御する第１の出力手段と、前記第２ワイパブレードの角度差情報に基づいて前記第２モータを制御する第２の出力手段と、前記第１回転パルス発生装置が発生する第１回転パルスと前記第１方向パルス発生装置が発生する第１方向パルスとにより、前記第１モータの回転方向を検出し、前記第１モータが逆回転すると第１逆転信号を発生し、前記第１出力手段に第１逆転信号を供給する第１回転方向検出手段と、前記第２回転パルス発生装置が発生する第２回転パルスと前記第２方向パルス発生装置が発生する第２方向パルスとにより、前記第２モータの回転方向を検出し、前記第２モータが逆回転すると第２逆転信号を発生し、前記第２出力手段に第２の逆転信号を供給する第２回転方向検出手段とを備え、前記第１出力手段は、前記第１回転方向検出手段から第１逆転信号が供給されると、前記第１モータの出力を増加する制御をし、前記第２出力手段は、前記第２回転方向検出手段から第２逆転信号が供給されると、前記第２モータの出力を増加する制御をすることを特徴とする。
【００１３】
そして、前記構成により、モータが逆転した場合であっても、モータ出力を上げて逆転力に抗することが可能となる。従って、ワイパ装置の一時停止中にワイパブレードやワイパアームに外力が作用してもモータがそのまま逆転してワイパアームが外力の為すままに動いてしまうことがない。また、モータが逆転した場合であっても、その逆転を検知してワイパブレードの位置角度を補正することができ、モータの逆転により位置角度情報がずれてワイパブレードが作動不良を生じることを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、対向払拭型ワイパ装置の構成およびその制御系の概略を示す説明図である。
【００１５】
図１において、符号１は本発明によるワイパ制御方法を適用したワイパ装置である。当該ワイパ装置１は、運転席側（以下、ＤＲ側と略す）と助手席側（以下、ＡＳ側と略す）を対向配置しＤＲ側ワイパブレード２ａとＡＳ側ワイパーブレード２ｂ（以下、ワイパブレード２ａ，２ｂと略す）を下反転位置において上下に重合させたいわゆる対向払拭型の構成となっている。このワイパ装置１では、ＤＲ側とＡＳ側にそれぞれＤＲ側モータ３ａとＡＳ側モータ３ｂ（以下、モータ３ａ，３ｂと略す）が別個に設けられており、モータ回転角度や下反転位置からの角度θａ，θｂによって表される各ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度に基づいて各々別個に制御されるようになっている。なお、符号における「ａ，ｂ」は、それぞれＤＲ側とＡＳ側に関連する部材や部分であることを示している。
【００１６】
ワイパブレード２ａ，２ｂには、図示しないブレードラバー部材が取り付けられている。そして、このブレードラバー部材を車両のフロントガラス上に密着させて移動させることにより、図１に２点鎖線にて示した払拭領域４ａ，４ｂに存在する水滴等が払拭される。ワイパブレード２ａ，２ｂは、ワイパ軸５ａ，５ｂを中心に左右に揺動運動を行うワイパアーム６ａ，６ｂに支持されている。ワイパアーム６ａ，６ｂには、ワイパ軸５ａ，５ｂと対称に駆動レバー７ａ，７ｂが配設されている。また、駆動レバー７ａ，７ｂの端部には連結ロッド８ａ，８ｂが取り付けられている。この連結ロッド８ａ，８ｂの他端側は、モータ３ａ，３ｂによって回転されるクランクアーム９ａ，９ｂの先端部に接続されている。そして、モータ３ａ，３ｂの回転に伴ってクランクアーム９ａ，９ｂが回転し、この動きが連結ロッド８ａ，８ｂを介して駆動レバー７ａ，７ｂへと伝達され、モータ３ａ，３ｂの回転運動がワイパアーム６ａ，６ｂの揺動運動に変換されるようになっている。
【００１７】
モータ３ａ，３ｂは、それぞれ別個に設けられた駆動回路、すなわちＤＲ側モータ駆動装置１０ａとＡＳ側モータ駆動装置１０ｂによって駆動される。また、モータ３ａ，３ｂには、ホール素子等を用いたパルス発生手段であるＤＲ側回転パルス発生装置１１ａとＡＳ側回転パルス発生装置１１ｂが接続されており、そこから発せられる回転パルスによってモータ３ａ，３ｂの回転角度が検出できるようになっている。さらに、当該モータ３ａ，３ｂには、前記同様のパルス発生手段によって構成され、前記回転パルスとは９０°位相がずれた方向パルスを発生するＤＲ側方向パルス発生装置１３ａとＡＳ側方向パルス発生装置１３ｂが接続されている。そして、この方向パルスを監視することによりモータ３ａ，３ｂの回転方向を検出できるようになっている。なお、各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂは、ワイパ駆動制御装置１２により制御されており、各パルス発生装置１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂからのパルス信号もこのワイパ駆動制御装置１２に送られるようになっている。
【００１８】
図２は、本発明の一実施の形態であるワイパ駆動制御装置１２の回路構成を示すブロック図である。図２に示したように、当該ワイパ駆動制御装置１２は、ＣＰＵ２１を中心として、Ｉ／Ｏインターフェース２２と、タイマ２３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５がバスライン２６を介して互いに接続されたマイクロコンピュータと、その周辺回路とから構成される。そして、各パルス発生装置１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂからの信号を処理し、各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂに制御信号を送出する。
【００１９】
Ｉ／Ｏインターフェース２２には、ＤＲ側およびＡＳ側パルス発生装置１１ａ，１１ｂと、ＤＲ側およびＡＳ側方向パルス発生装置１３ａ，１３ｂ、およびＤＲ側モータ駆動装置１０ａ、ＡＳ側モータ駆動装置１０ｂが接続されている。また、ＲＯＭ２４には制御プログラムおよび各種制御用固定データが記憶されており、ＲＡＭ２５にはデータ処理した後の各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂへの出力信号や、ＣＰＵ２１にて演算処理したデータが格納される。そして、ＣＰＵ２１では、ＲＯＭ２４に記憶されている制御プログラムに従い、ワイパ装置１の駆動制御を実行する。
【００２０】
一方、図３はＣＰＵ２１の主要機能構成を示すブロック図である。以下、ＣＰＵ２１の機能を通して、本発明によるワイパ装置制御方法をその処理手順も含め具体的に説明する。
【００２１】
図３に示したように、ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｏインターフェース２２を介して各パルス発生装置１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂから取得した各パルスに基づき、ワイパブレード２ａ，２ｂの現在の位置角度θａ，θｂを算出するＤＲ側位置角度算出手段３１ａおよびＡＳ側位置角度算出手段３１ｂとモータ３ａ，３ｂの現在の回転方向を検知するＤＲ側モータ回転方向検知手段３７ａおよびＡＳ側モータ回転方向検知手段３７ｂと、求めた位置角度や回転方向に基づいて各モータ３ａ，３ｂに対する制御出力をそれぞれ算出して各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂに対し送出するＤＲ側モータ制御手段３２ａおよびＡＳ側モータ制御手段３２ｂとを有する構成となっている。
【００２２】
各モータ回転方向検知手段３７ａ，３７ｂはそれぞれ、回転パルス発生装置１１ａ，１１ｂおよび方向パルス発生装置１３ａ，１３ｂから取得した回転パルスと方向パルスから現在のモータ３ａ，３ｂの回転を検知する。ここで、回転パルスと方向パルスとの関係は次のようになっている。図４は、両パルスの関係を示す説明図であり、（ａ）は正転時、（ｂ）は逆転時の状態を示している。
【００２３】
この場合、回転パルスと方向パルスは、例えばモータ３ａ，３ｂの回転角度にして９０°ずれた位置に配置されたホール素子（磁気検出素子）Ａ，Ｂによって、モータ３ａ，３ｂと共に回転する磁石の極変化を捉えることによって発生される。そして、図４（ａ）に示したように、モータ３ａ，３ｂの正転時にあっては、ホール素子Ａによる回転パルスが立ち上がった時には、９０°ずれた位相を持つホール素子Ｂによる方向パルスは正となる。一方、図４（ｂ）に示したように、逆転時にあっては、回転パルスが立ち上がった時には方向パルスは負となる。従って、各モータ回転方向検知手段３７ａ，３７ｂは、回転パルスの立ち上がり時における方向パルスの符号を判定することによりモータ３ａ，３ｂの回転方向を知ることができることになる。
【００２４】
次に、各位置角度算出手段３１ａ，３１ｂはそれぞれ、回転パルス発生装置１１ａ，１１ｂおよび方向パルス発生装置１３ａ，１３ｂから取得した回転パルスと方向パルスから現在のワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度を算出する。なお、当該ＣＰＵ２１では、回転パルス累積数をそのまま位置角度として取り扱い、回転パルス数に基づいて以下の処理を行っている。但し、回転パルス数とワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度θａ，θｂ（deg)との関係を予めマップ等によってＲＯＭ２４に格納しておき、角度（deg)によって以下の処理を行っても良い。また、モータ１回転（３６０°）がワイパアーム１往復に相当することから、回転パルス累積数からモータ３ａ，３ｂの回転角度を求め、それを位置角度ｘ°として取り扱い、これに基づいて以下の処理を行っても良い。
【００２５】
この場合、各位置角度算出手段３１ａ，３１ｂは、モータ３ａ，３ｂが正転している場合は、各回転パルス発生装置１１ａ，１１ｂから取得した回転パルスを累積して現在のワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度（ワイパアーム６ａ，６ｂの位置角度でも良い）を算出する。これに対しモータ３ａ，３ｂが逆転した場合には、その際の回転パルスを単に累積すると、ワイパブレード２ａ，２ｂの実際の位置角度と回転パルスが示す位置角度にずれが生じる。そこで、各位置角度算出手段３１ａ，３１ｂでは、モータ３ａ，３ｂの逆転が検知された場合には、逆転が検知された後に取得した回転パルスを逆転回転動作によるパルスと認識し、かかるパルスを累積された回転パルスから減じて位置角度の補正を行うようにしている。
【００２６】
例えば、ＤＲ側の回転パルスが「１０」パルス（モータ３ａの回転角度では２０°）のとき方向パルスの符号が「−」に反転し、その後「３」パルスの回転パルス入力があったとする。通常の場合、後に入力された「３」パルスはそのまま累積され位置角度としては「１３」というデータが得られる。しかしながら、位置角度算出手段３１ａでは、方向パルスの符号反転を考慮して後の「３」パルスは逆転分と判断し、位置角度としては「７」（１０−３）というデータを作成する。従って、このような制御を行うことにより、ワイパブレード２ａ，２ｂに外力が働いてモータ３ａ，３ｂが逆転するようなことがあっても、ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度の認識がずれることがなく作動不良を生じることもない。
【００２７】
また、当該ＣＰＵ２１では、各モータ制御手段３２ａ，３２ｂはそれぞれ次のような機能手段を備えている。まず第１に、ワイパブレード２ａ，２ｂの現在の位置角度から、ＤＲ側，ＡＳ側のそれぞれの立場で見た両ワイパブレード２ａ，２ｂ間の実際の位置角度差を算出してＤＲ側実測角度差情報を算出するＤＲ側実測角度差算出手段３３ａと、同様にしてＡＳ側実測角度差を算出するＡＳ側実測角度差算出手段３３ｂを備える。
【００２８】
この場合、ＤＲ側，ＡＳ側のそれぞれの立場で見た実測角度差とは、例えばＤＲ側では、ＤＲ側ワイパブレード２ａの位置角度を基準としてＡＳ側ワイパブレード２ｂの位置角度との差を求めることによって得られる角度差である。つまり、例えばＤＲ側が「１０」パルスの位置角度にあるときＡＳ側が「３」パルスの位置角度である場合、ＤＲ側実測角度差は、ＤＲ側の位置角度からＡＳ側の位置角度を減じて（１０−３）「＋７」となる。一方、これをＡＳ側から見ると、ＡＳ側ワイパブレード２ｂの位置角度を基準として、ＡＳ側実測角度差は、ＡＳ側の位置角度からＤＲ側の位置角度を減じて（３−１０）「−７」となる。但し、前述のようにモータ３ａ，３ｂが逆転した場合には、これらの実測角度差の算出には逆転分が補正されたデータが使用されることは勿論である。
【００２９】
次に、各実測角度差算出手段３３ａ，３３ｂの後段には、現在の位置角度における両ワイパブレード２ａ，２ｂ間の位置角度差の目標値である目標角度差と先に求めた実測角度差とを比較して、現時点における実測角度差と目標角度差との差を示す角度差情報を算出するＤＲ側角度差情報算出手段３４ａとＡＳ側角度差情報算出手段３４ｂがそれぞれ設けられている。
【００３０】
ここで、比較対象となる目標角度差は、ＲＯＭ２４に予め格納されたＤＲ側目標角度差マップ３６ａとＡＳ側目標角度差マップ３６ｂからそれぞれ読み出される。図５，６にこれらの構成を示す。図５はＤＲ側の位置角度を基準とした目標角度差を示すＤＲ側目標角度差マップ３６ａであり、図６はＡＳ側の位置角度を基準とした目標角度差を示すＡＳ側目標角度差マップ３６ｂである。
【００３１】
図５のＤＲ側目標角度差マップ３６ａを見ると、例えばＤＲ側の位置角度が「１０」パルスであるときＡＳ側の位置角度目標は「５」パルスであり、両者の間の目標角度差は「＋５」であることがわかる。従って、例えば先の例のように「ＤＲ＝１０，ＡＳ＝７」で実測角度差「＋３」との位置情報が得られている場合は、ＤＲ側角度差情報算出手段３４ａでは、目標角度差に対して「＋２」（（＋５）−（＋３））というＤＲ側角度差情報を算出する。これは、先行するＤＲ側から見てＡＳ側が目標位置角度よりも「２」パルス分進んでいる（近付いている）状態を表している。
【００３２】
これに対し図６のＡＳ側目標角度差マップ３６ｂでは、前記の例の場合（「ＤＲ＝１０，ＡＳ＝７」）、ＡＳ側の位置角度が「７」パルスのときＤＲ側の位置角度目標は「１４」パルスであり、両者の間の目標角度差は「−７」となる。これに対して、先の例では実測角度差は「−３」（７−１０）であり、ＡＳ側角度差情報算出手段３４ｂでは、目標角度差に対して「−４」（（−７）−（−３））というＡＳ側角度差情報を算出する。これは、追従するＡＳ側から見てＤＲ側が目標位置角度よりも「４」パルス分遅れている（近付いている）状態を表している。
【００３３】
ところで、各目標角度差マップ３６ａ，３６ｂでは、先行側は追従側に比してパルスのデータ分布が粗くなっている。これは、先行側に衝突しないようにワイパブレードを制御するに際しては、追従側の制御をより細かくする必要があるためであり、このとき先行側のパルス区分は粗くとも差し支えない。これを各マップにおいて見ると、例えば図５では、ＤＲ側の目標位置角度が１〜３パルスまではＡＳ側の目標位置角度が１パルスとなっており、ＤＲ側に対してＡＳ側は段階的に目標位置角度が設定されている。これは換言すると、追従するＡＳ側１パルスに対してＤＲ側は３パルス分の動きがあることになり、その分ＤＲ側は粗なデータとなる。また、図６では、初動時にはＡＳ側が１パルス進行するとＤＲ側は２パルス進むように目標値が設定される。これは、追従するＡＳ側１パルスに対してＤＲ側は２パルス分の動きがあることを意味しており、前述同様先行するＤＲ側のデータが粗となっている。
【００３４】
このため、ＤＲ側とＡＳ側では同じ位置角度であっても、制御形態が異なる場合が出てくる。例えば、「ＤＲ＝３，ＡＳ＝１」という位置角度データを得た場合、図５によればＤＲ側実測角度差「２」（３−１）は目標角度差「２」と一致しておりＯＫのデータとなる。ところが、図６においては、ＡＳ＝１に対しては目標角度差は「−１」であり、この場合の実測角度差「−２」（１−３）に対してはＮＧとなる。このため、ＤＲ側では通常制御が行われるのに対し、ＡＳ側では遅れを取り戻すべく追従制御が行われることになる。
【００３５】
また、当該ワイパ装置１では、上反転位置を境に先行側と追従側が逆転する。すなわち、復路においてはＡＳ側がＤＲ側に先行することになる。従って、各目標角度差マップ３６ａ，３６ｂにおいても、図示されてはいないがパルス９０を超えパルス１２４以降はＡＳ側が先行する形となっている。なお、図５，６のマップはあくまでも一例であり、マップ形態やその中の数値が図５，６のものに限定されないことは言うまでもない。
【００３６】
このように、本発明のワイパ制御装置にあっては、ＤＲ側とＡＳ側のそれぞれを基準として、各位置角度における相手方との対応関係を示した制御マップ３６を持たせ、移動速度の異なるワイパブレード２ａ，２ｂを自らの位置角度のみならず他方の位置角度をも勘案して制御するようにしている。このため、外力負荷変動等によりワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差に変動が生じても、その変動に対して逐次両方のモータ３ａ，３ｂの出力を可変できるため、目標角度差マップに示された目標位置角度差に速やかに収束され、ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差のバラツキが抑えられる。
【００３７】
一方、角度差情報算出手段３４ａ，３４ｂの後段にはさらに、得られた角度差情報に基づいて各モータ３ａ，３ｂの出力を算出、決定するＤＲ側モータ出力算出手段３５ａと、ＡＳ側モータ出力算出手段３５ｂが設けられている。ここでは、先の角度差情報により、目標角度差と実測角度差との間の差が小さくなるような各モータ３ａ，３ｂの出力をそれぞれ算出し、それを各モータ駆動装置１０ａ，１０ｂに指示する。
【００３８】
すなわち、ＤＲ側モータ出力算出手段３５ａでは、先の例によれば、ＤＲ側角度差情報として「＋２」という値を取得し、これに基づいて以後のＤＲ側モータ３ａの出力を算出する。この場合、取得した角度差情報からＡＳ側が目標値よりも「２」パルス分近付いていることが認識され、この認識に従い、位置角度差を広げて目標値に近付けるべくＤＲ側について現在よりも高い出力（回転数）が算出される。そして、この出力を実現するようにＤＲ側モータ駆動装置１０ａに制御信号が送出される。
【００３９】
また、ＡＳ側モータ出力算出手段３５ｂでは、先の例によれば、ＡＳ側角度差情報として「−４」という値を取得し、これに基づいて以後のＡＳ側モータ３ｂの出力を算出する。この場合、取得した角度差情報からＤＲ側が目標値よりも「４」パルス分近付いていることが認識され、この認識に従い、位置角度差を広げて目標値に近付けるべくＡＳ側について現在よりも低い出力（回転数）が算出される。そして、この出力を実現するようにＡＳ側モータ駆動装置１０ｂに制御信号が送出される。
【００４０】
このように、本発明のワイパ制御装置では、ワイパブレード２ａ，２ｂ間の実測角度差が目標角度差に近付くように各モータ３ａ，３ｂが独自に制御される。すなわち、両ワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差が目標よりも小さくなったとき（近付いたとき）は、前述の例のように先行側の出力を上げ、追従側の出力を下げて目標位置角度との差を縮めるようにする。また、位置角度差が目標よりも大きくなったとき（離れたとき）は、先行側の出力を下げ、追従側の出力を上げ目標位置角度との差を縮める。このため、外力負荷変動等によりワイパブレード２ａ，２ｂの位置角度差に変動が生じても、その変動に対して逐次両方のモータ３ａ，３ｂの出力が適宜変化し、目標角度差マップに示された目標位置角度差に速やかに収束することになる。
【００４１】
一方、当該ワイパ駆動装置１２では、このような位置角度に基づく制御中にワイパブレード２ａ，２ｂの一方を一時停止させて位置角度差の正常化を図る場合がある。この際、前述のように外力によってモータ３ａ，３ｂが逆転されるとその分の位置角度が補正されるようになっている。しかしながら、ここではデータ補正に先立って、まずモータ３ａ，３ｂの逆転防止措置が採れられる。すなわち、モータ３ａ，３ｂの逆転が認識された場合には、外力に抗すべくモータの出力を上げて現在位置をできる限り維持しようとする制御が行われる。
【００４２】
この場合、各モータ出力算出手段３５ａ，３５ｂは、各モータ回転方向検知手段３７ａ，３７ｂより常にモータ３ａ，３ｂの回転方向に関する情報を取得している。そして、モータ３ａ，３ｂが逆転している旨の情報を得ると、各モータ出力算出手段３５ａ，３５ｂは、ワイパブレード２ａ，２ｂが一時停止中であっても、そのモータ出力を増加させ逆転力に対抗させ逆転防止を図る。この際、正転方向への回転が確認された場合には、モータ出力を下げワイパブレードの動きを緩めその様子を見る。そして、再び逆転するようであれば再度モータ出力を増加させる。
【００４３】
図７は、このような逆転防止処理の手順を示したフローチャートである。図７において、まずステップＳ１では、回転の立ち上がりを判別し、ステップＳ２で方向パルスがマイナスか否かを判別する。ここで回転パルスが立ち上がりで方向パルスがマイナスであれば、モータが逆転していることが判別される（図４（ｂ）参照）。そして、ステップＳ３で通常作動時のモータ出力を記憶するとともに、ステップＳ４でモータの出力を最大にして逆転を防止する。その後、ステップＳ５でモータが最大出力したこと示すフラグを立てて１回の処理を終わる。
【００４４】
次のルーチンのステップＳ１で回転パルスが立ち上がり、ステップＳ２で方向パルスがプラスになっていれば、モータは正転していると判断される（図４（ａ）参照）。そして、ステップＳ６にてステップＳ５の最大出力フラグを見てフラグが立っていればリセットするとともに、ステップＳ８で通常作動時のモータ出力に戻す。ステップＳ６にて最大出力フラグが立っていないとき（前回のルーチンで逆転していなかったとき）は、そのまま通常制御を続ける。
【００４５】
このようにワイパ駆動装置１２では、方向パルスと回転パルスによりモータ３ａ，３ｂの回転方向を見定めてモータの出力制御を行っており、前記手順を繰り返し行うことにより外力によるモータ３ａ，３ｂの逆転を防止することができる。従って、ワイパブレード２ａ，２ｂが一時停止中でモータ駆動回路がＯＰＥＮ状態となっていても、外力によってモータが逆転されてワイパアームが外力の為すがままにずるずると動いてしまうことがない。なお、これでも逆転が生じた場合には位置角度の補正が行われることは言うまでもない。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、前述の実施の形態では、回転パルスと方向パルスを得るに際し、９０°ずれた位置に配置されたホール素子を用いたが、位相がずれたパルス信号が得られるものであれば良く、どの様な角度で如何なる検出手段を配置するかは前記の例には限られない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明にあっては、位相の９０°ずれた２つのパルス、すなわち回転パルスと方向パルスを用いてモータの回転方向を認識しつつワイパ駆動制御を行うようにしたことにより、モータが逆転した場合にモータ出力を上げて逆転力に抗することが可能となる。従って、ワイパ装置の一時停止中にワイパブレードやワイパアームに外力が作用してもモータがそのまま逆転してワイパアームが外力の為すままに動いてしまうことがない。
【００４９】
また、本発明によれば、ワイパ駆動用モータが逆転した場合であっても、モータの逆転を検知してワイパブレードの位置角度のデータを補正できる。従って、モータの逆転による位置角度情報のずれを回避でき、ワイパブレードの異常な動きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】対向払拭型ワイパ装置の構成およびその制御系の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるワイパ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】ＣＰＵの主要機能構成を示すブロック図である。
【図４】回転パルスと方向パルスの関係を示す説明図であり、（ａ）は正転時、（ｂ）は逆転時の状態を示している。
【図５】ＤＲ側の位置角度を基準として目標角度差を設定したＤＲ側目標角度差マップである。
【図６】ＡＳ側の位置角度を基準として目標角度差を設定したＡＳ側目標角度差マップである。
【図７】逆転防止処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】対向払拭型ワイパ装置のモータ駆動回路の一例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１ ワイパ装置
２ａ ＤＲ側ワイパブレード
２ｂ ＡＳ側ワイパブレード
３ａ ＤＲ側モータ
３ｂ ＡＳ側モータ
４ａ，４ｂ 払拭領域
５ａ，５ｂ ワイパ軸
６ａ，６ｂ ワイパアーム
７ａ，７ｂ 駆動レバー
８ａ，８ｂ 連結ロッド
９ａ，９ｂ クランクアーム
１０ａ ＤＲ側モータ駆動装置
１０ｂ ＡＳ側モータ駆動装置
１１ａ ＤＲ側回転パルス発生装置
１１ｂ ＡＳ側回転パルス発生装置
１２ ワイパ駆動制御装置
１３ａ ＤＲ側方向パルス発生装置
１３ｂ ＡＳ側方向パルス発生装置
２１ ＣＰＵ
２２ Ｉ／Ｏインターフェース
２３ タイマ
２４ ＲＯＭ
２５ ＲＡＭ
２６ バスライン
３１ａ ＤＲ側位置角度算出手段
３１ｂ ＡＳ側位置角度算出手段
３２ａ ＤＲ側モータ制御手段
３２ｂ ＡＳ側モータ制御手段
３３ａ ＤＲ側実測角度差算出手段
３３ｂ ＡＳ側実測角度差算出手段
３４ａ ＤＲ側角度差情報算出手段
３４ｂ ＡＳ側角度差情報算出手段
３５ａ ＤＲ側モータ出力算出手段
３５ｂ ＡＳ側モータ出力算出手段
３６ａ ＤＲ側目標角度差マップ
３６ｂ ＡＳ側目標角度差マップ
３７ａ ＤＲ側モータ回転方向検知手段
３７ｂ ＡＳ側モータ回転方向検知手段
５１ モータ
５２ モータ駆動制御装置
５３ 駆動素子
５４ ワイパスイッチ
５５ リレープレート
Claims (1)
- 第１モータと、第２モータと、
前記第１モータの回転を検出し第１回転パルスを発生する第１回転パルス発生装置と、前記第１モータの回転を検出し前記第１回転パルス発生装置が発生する第１回転パルスの位相と予め決められた角度だけ異なる位相の第１方向パルスを発生する第１方向パルス発生装置と、
前記第２モータの回転を検出し第２回転パルスを発生する第２回転パルス発生装置と、前記第２モータの回転を検出し前記第２回転パルス発生装置が発生する第２回転パルスの位相と予め決められた角度だけ異なる位相の第２方向パルスを発生する第２方向パルス発生装置と、
前記第１モータによって駆動される第１ワイパブレードと、前記第２モータによって駆動される第２ワイパブレードとを有し、
前記第１および第２ワイパブレードの位置角度をそれぞれ算出して、前記第１モータと前記第２モータを制御する対向払拭型ワイパ装置であって、
前記第１回転パルスに基づいて、前記第１ワイパブレードの位置角度データをそれぞれ算出する第１位置角度算出手段と、前記第２回転パルスに基づいて、前記第２ワイパブレードの位置角度データをそれぞれ算出する第２位置角度算出手段と、
前記第１ワイパブレードおよび第２ワイパブレードの位置角度データに基づいて、前記第１ワイパブレードと第２ワイパブレードとの位置角度の差である実測角度差情報を算出する実測角度差情報算出手段と、前記第１ワイパブレードと前記第２ワイパブレードの位置角度差の目標となる目標角度差情報を、前記第１ワイパブレードと第２ワイパブレードのそれぞれの位置角度について、それぞれ第１ワイパブレード目標角度差情報及び第２ワイパブレード目標角度差情報として予め別個に記憶する記憶手段と、
実測角度差情報と第１ワイパブレード目標角度差情報とから前記第１ワイパブレードの角度差情報を算出するとともに、実測角度差情報と第２ワイパブレード目標角度差情報とから前記第２ワイパブレードの角度差情報を算出する角度差情報算出手段と、
前記第１ワイパブレードの角度差情報に基づいて前記第１モータを制御する第１の出力手段と、前記第２ワイパブレードの角度差情報に基づいて前記第２モータを制御する第２の出力手段と、
前記第１回転パルス発生装置が発生する第１回転パルスと前記第１方向パルス発生装置が発生する第１方向パルスとにより、前記第１モータの回転方向を検出し、前記第１モータが逆回転すると第１逆転信号を発生し、前記第１出力手段に第１逆転信号を供給する第１回転方向検出手段と、
前記第２回転パルス発生装置が発生する第２回転パルスと前記第２方向パルス発生装置が発生する第２方向パルスとにより、前記第２モータの回転方向を検出し、前記第２モータが逆回転すると第２逆転信号を発生し、前記第２出力手段に第２の逆転信号を供給する第２回転方向検出手段とを備え、
前記第１出力手段は、前記第１回転方向検出手段から第１逆転信号が供給されると、前記第１モータの出力を増加する制御をし、
前記第２出力手段は、前記第２回転方向検出手段から第２逆転信号が供給されると、前記第２モータの出力を増加する制御をすることを特徴とする対向払拭型ワイパ装置。
Priority Applications (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11189898A JP4070225B2 (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 対向払拭型ワイパ装置 |
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| JPH11301413A JPH11301413A (ja) | 1999-11-02 |
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Family Applications (1)
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-
1998
- 1998-04-22 JP JP11189898A patent/JP4070225B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH11301413A (ja) | 1999-11-02 |
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