JP4298991B2

JP4298991B2 - ワイパ装置の制御方法及びワイパ装置並びに減速機構付きモータ

Info

Publication number: JP4298991B2
Application number: JP2002363041A
Authority: JP
Inventors: 俊之天笠
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP2004189197A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正逆転駆動されるモータ及びその制御方法に関し、特に、自動車用ワイパ装置のモータに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両用ワイパ装置の駆動源には、車両に搭載されたバッテリなどの電源により作動する電動モータが用いられている。このような電動モータは、出力軸の回転数を所要の回転数に減速するための減速機構が取り付けられ、減速機構付き電動モータとして一つのユニットとなっている。ワイパ装置にはこのモータユニットが１個又は２個使用され、それを駆動源としてワイパアームが上反転位置と下反転位置との間で揺動運動する。モータユニットを１個使用する場合には、運転席側と助手席側のワイパアームをリンクにて結合し、同期駆動させる。モータユニットを２個使用する場合には、運転席側、助手席側の各ワイパアームにモータユニットを取り付け、アマチュア軸や出力軸の回転を検出しつつ両ワイパアームを同期駆動させる。
【０００３】
一方、ワイパーシステムの取り付けスペースは、エンジンの大型化、ブレーキのマスターパワーの大型化により、年々小さくなって来ている。このため、近年では、モータを１８０°以内で正逆転させることにより、リンクの作動面積を半分以下に抑え、ワイパを小さなスペースで駆動可能とした方式も実用化されている。このモータ正逆転方式では、払拭角度内の任意の場所で反転動作可能なことから、下反転位置を設定した上でさらにその下方に格納位置を設定できる。そこで、高級車などでは、この方式を採用しワイパ格納機能を盛り込んだものも多く見受けられる。
【０００４】
ワイパシステムにおいてモータ正逆転を行うには、任意の位置でモータ正逆転を行わせるため、ワイパアーム位置の検出が必要となる。ワイパアーム位置検出は、モータの回転に連動して発生するパルス数の加減算によって行われる。モータ回転軸には多極着磁マグネットが取り付けられ、その回転に伴う磁極変化を捉えてパルス信号を出力するホールＩＣ等のセンサがマグネットに対向して配置される。パルスのカウントは、モータユニット出力軸の回転位置の基準となる１点（原点位置）でリセットされパルスずれの発生を防止している。出力軸にもまたマグネットが取り付けられ、所定の位置に磁極が差し掛かると基準信号が出力されるようにセンサが配置される。
【０００５】
リセットからのパルス加減算により、基準位置からのモータ回転角度が算出され、減速比やリンク比等を考慮すれば現在のワイパアーム位置が検出できる。また、モータ回転パルスの周期から、ワイパアーム移動速度も検出できる。モータの制御系には、ＦＥＴを用いたＨブリッジ回路等の正逆転回路や、モータの速度や回転角度を制御するＣＰＵ等の制御手段が設けられ、ワイパアームの位置や速度に基づいてモータの駆動制御が行われる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平11−301409号公報
【特許文献２】
特開2002−262515号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなモータ正逆転によるワイパシステムでは、払拭途中で電源が遮断されるなどの異常事態が発生すると、ワイパアーム位置を示すパルスカウントなども消失し、再起動時にワイパアーム位置を認識することができなくなる。このため、再起動直後の第１回目の動作において、ブレードがオーバーランしフロントガラス端部にてピラーに衝突したり、モータユニット内やリンク機構等に設けた機械的なストッパに機構部品が当接したりする場合があった。
【０００８】
そこで、出力軸の回転位置を検出するセンサを、原点位置のみならず、上下反転位置や格納位置にも設け、ワイパアーム位置を認識できない状態で再起動した場合でも、ワイパアーム位置を早期に把握しオーバーランを防止する構成が採られている。しかしながら、かかる構成においては、１個のモータユニットに高価なセンサを少なくとも４個取り付ける必要があり、ユニット価格が増大しコストアップの要因となるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、少ないセンサ数でワイパアームの位置を確実に検出し得る構成を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のワイパ装置の制御方法は、回転軸を有するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを有するモータを備え、該モータによって駆動されるワイパアームを上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作させると共に、前記ワイパアームが前記下反転位置から前記上反転位置の方向に向かって所定角度移動した位置に基準位置を設定し、前記ワイパアームが該基準位置にあるときを基点として、前記上下反転位置間における前記ワイパアームの位置を検出しつつ前記ワイパアームの駆動制御を行うワイパ装置の制御方法であって、前記ワイパ装置は、前記出力軸に一体的に設けられ周方向に沿って互いに極性の異なる第１磁極と第２磁極を有するセンサマグネットと、前記センサマグネットの磁極変化を検出する２つの磁気検出素子と、前記モータを駆動制御する制御部とを備え、前記ワイパアームが動作中に前記上反転位置と下反転位置との間で停止した場合、再始動時に前記２つの磁気検出素子によって検出された信号の組み合わせに基づき、前記ワイパアームを前記制御部によって常に前記基準位置に向かって始動させることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、ワイパアームが電源遮断等により上反転位置と下反転位置の間で異常停止した場合でも、再始動時に必ず基準位置を通過させるようにしたので、ワイパアームの位置を正確に把握することができる。
【００１２】
前記ワイパ装置の制御方法において、前記下反転位置よりも下方に前記ワイパアームの格納位置を設け、前記ワイパアームが動作中に前記格納位置以外の位置で停止した場合、再始動時に前記ワイパアームを常に前記基準位置に向かって始動させるようにしても良い。
【００１３】
本発明のワイパ装置は、回転軸を有するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを有する減速機構付き電動モータと、前記出力軸に接続され、前記減速機構付き電動モータによって駆動されて上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作を行うワイパアームと、前記ワイパアームが前記下反転位置から前記上反転位置の方向に向かって所定角度移動した位置に設定された基準位置にあるとき前記出力軸の所定位置と対向するように配置された第１磁気検出素子と、前記第１磁気検出素子と所定角度離れた位置に配置された第２磁気検出素子と、前記出力軸に一体的に設けられ、周方向に沿って互いに極性の異なる第１磁極と第２磁極を有し、前記ワイパアームが前記基準位置に対し上反転位置側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子が共に前記第２磁極に対向し、前記ワイパアームが前記基準位置に対し下反転位置側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子の少なくとも一方が前記第１磁極に対向するセンサマグネットと、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子によって検出された信号の組み合わせによって前記ワイパアームを前記基準位置に向けて駆動する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、第１及び第２磁気検出素子における第１及び第２磁極の極性判定により、ワイパアームが基準位置に対し上反転位置側にあるか下反転位置側にあるかを判断することができる。これにより、ワイパアームが電源遮断等により上反転位置と下反転位置の間で異常停止した場合でも、再始動時に必ずワイパアームを基準位置方向に始動することができる。
【００１５】
前記ワイパ装置において、前記ワイパアームが前記基準位置を通過するとき、前記第１磁気検出素子が前記第１磁極と前記第２磁極との境界に対向するようにしても良い。また、前記ワイパ装置において、前記ワイパアームが前記下反転位置にあるとき、前記第１及び第２磁気検出素子が共に前記第１磁極に対向するようにしても良い。さらに、ワイパ装置において、前記下反転位置よりも下方に前記ワイパアームの格納位置を設け、前記ワイパアームが前記格納位置にあるとき、前記第１磁気検出素子が前記第１磁極に対向し、前記第２磁気検出素子が前記第２磁極に対向するようにしても良い。
【００１６】
前記ワイパ装置において、前記ワイパアームが動作中に前記上反転位置と下反転位置との間で停止した場合、前記ワイパアームは再始動時に常に前記基準位置に向かって始動するようにしても良い。また、前記ワイパアームが動作中に前記格納位置以外の位置で停止した場合、前記ワイパアームは再始動時に常に前記基準位置に向かって始動するようにしても良い。これにより、ワイパアームが電源遮断等により異常停止した場合でも、ワイパアームが再始動時に必ず基準位置を通過するので、２個の磁気検出素子でワイパアームの位置を正確に把握することが可能となる。
【００１７】
前記ワイパ装置において、前記ワイパ装置は前記回転軸の回転角度を検出するセンサをさらに有し、前記ワイパアームが前記基準位置となった時を基点として前記回転軸の回転角度の検出を開始するようにしても良い。
【００１８】
一方、本発明の減速機構付き電動モータは、回転軸を有するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを有する減速機構付き電動モータであって、前記出力軸に設定された１箇所の所定部位が前記出力軸の回転動作中に少なくとも１回対向するように、前記出力軸に対向して設けられた前記電動モータの制御の基点となる基準位置と、前記基準位置に配置された第１磁気検出素子と、前記第１磁気検出素子と所定角度離れた位置に配置された第２磁気検出素子と、前記出力軸に一体的に設けられ、周方向に沿って互いに極性の異なる第１磁極と第２磁極を有し、前記出力軸の所定部位が前記基準位置に対し一方向側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子が共に前記第２磁極に対向し、前記出力軸の所定部位が前記基準位置に対し他方向側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子の少なくとも一方が前記第１磁極に対向するセンサマグネットと、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子によって検出された信号の組合せによって、前記出力軸を前記基準位置に向けて回転させる制御部と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、第１及び第２磁気検出素子における第１及び第２磁極の極性判定により、出力軸が基準位置に対し何れの回転方向側にあるかを判断することができる。これにより、モータが電源遮断等により異常停止した場合でも、再始動時に必ず出力軸の所定部位が最短角度で基準位置に対向するように始動することができる。
【００２０】
【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は本発明の一実施の形態である減速機構付きの電動モータを駆動源としたワイパ装置の概略を示す説明図、図２は図１の電動モータの構造を示す断面図である。図３は、図２に示すウォームギヤの噛み合い状態を示す一部切欠断面図である。
【００２１】
図１に示すワイパ装置は、車体に揺動自在に設けられた運転席側のワイパアーム１ａと助手席側のワイパアーム１ｂとを有している。各ワイパアーム１ａ，１ｂには、運転席側のワイパブレード２ａと助手席側のワイパブレード２ｂが取り付けられている。ワイパブレード２ａ，２ｂはワイパアーム１ａ，１ｂ内に内装された図示しないばね部材等によりフロントガラス３に弾圧的に接触している。車体には２つのワイパ軸４ａ，４ｂが設けられており、ワイパアーム１ａ，１ｂはその基端部でワイパ軸４ａ，４ｂにそれぞれ取り付けられている。
【００２２】
ワイパブレード２ａ，２ｂが、下反転位置Ａと上反転位置Ｂとの間、つまり図中一点鎖線で示す払拭範囲５を揺動運動することにより、フロントガラス３に付着した雨や雪などが払拭される。ワイパブレード２ａ，２ｂは、ワイパ休止時には下反転位置Ａよりも下側に位置する格納位置Ｃへ移動して格納部６に格納される。格納部６は図示しない車体のボンネットの内部に設けられている。ワイパブレード２ａ，２ｂを格納部６に格納することにより、車両の前方視界が向上する。なお、ワイパブレード２ａ，２ｂには、制御上の基準位置として、下反転位置Ａよりも１５°ほど上方に原点位置（基準位置）Ｏが設定されている。
【００２３】
ワイパアーム１ａ，１ｂを揺動運動させるため、このワイパ装置には２つの減速機構付き電動モータ７ａ，７ｂ（以下、モータ７ａ，７ｂと略記する）が設けられている。図２に示すように、モータ７ａ，７ｂは、モータ本体８と減速機構９とで構成されている。モータ本体８のモータハウジング１０は、底付き円筒状に形成されている。減速機構９のケーシング１１は、モータハウジング１０とほぼ同寸法の円筒状に形成された軸受部１１ａと歯車室１１ｂおよび通信部１１ｃとを有している。これらの部材は、モータハウジング１０の開口端１０ａとケーシング１１の軸受部１１ａとを接した状態で、図示しない締結部材により連結されている。
【００２４】
モータハウジング１０の内周面には、互いに異なる磁極を向かい合わせて配置された２つの永久磁石１２，１３が設けられており、モータハウジング１０の内部に磁界を形成している。モータハウジング１０の内部には、この磁界内に位置してアマチュア１４が設けられている。アマチュア１４の回転軸１５は、自動調心形の軸受１６，１７に回転自在に支持されている。軸受１６，１７は、モータハウジング１０の底部１０ｂと軸受部１１ａに設けられている。
【００２５】
アマチュア１４は、複数のスロットが形成されたアマチュアコア１８を有している。スロットにはそれぞれ銅線が巻き付けられてアマチュアコイル１９が形成されている。アマチュアコア１８の図中左側にはコミュテータ２０が軸着されている。コミュテータ２０は、回転軸１５に固定された樹脂製の胴部２０ａと、その外周に互いに絶縁されて放射状に配置された複数の整流子片２０ｂを備えている。各整流子片２０ｂはアマチュアコイル１９に接続されている。
【００２６】
軸受部１１ａの内部にはブラシホルダ２１が設けられている。ブラシホルダ２１には２つのブラシ２２，２３が取り付けられている。ブラシ２２，２３は整流子片２０ｂ方向に向けて付勢されており、その状態で整流子片２０ｂと接触する。通信部１１ｃには、配線２４によりブラシ２２，２３と接続された電源端子２５が設けられている。電源端子２５に対し図示しない制御部から電流を供給することにより、ブラシ２２，２３にそれぞれ逆向きの電流が供給される。
【００２７】
アマチュアコイル１９は磁界中に位置しているため、アマチュアコイル１９にコミュテータ２０を介して整流された電流を流すと、フレミングの左手の法則に基づきアマチュア１４に回転力が発生する。従って、アマチュアコイル１９に流れる電流を制御することにより、回転軸１５の回転角度や回転方向もしくは回転速度などを制御できる。
【００２８】
歯車室１１ｂの内部には回転軸１５が突出している。回転軸１５の先端部１５ａは、歯車室１１ｂのモータ本体８とは反対側に位置する壁面２６の近傍に位置している。図３に示すように、回転軸１５の歯車室１１ｂの内部に位置する外周面には、それぞれねじ方向が逆向きに形成された２つのウォーム２７，２８が形成されている。歯車室１１ｂの内部には、ウォーム２７，２８と噛み合うように２つのウォームホイル２９，３０が設けられてウォームギヤ３１が構成されている。ウォームホイル２９，３０にはそれぞれピニオンギヤ３２，３３が同軸に設けられている。ピニオンギヤ３２，３３には、減速機構９の出力軸３４と一体に形成された回転体としての駆動歯車３５が噛み合う。回転軸１５の回転は、ウォームギヤ３１と各ピニオンギヤ３２，３３および駆動歯車３５とにより減速されて出力軸３４へ伝達される。
【００２９】
モータ７ａ，７ｂの出力軸３４は、それぞれワイパ軸４ａ，４ｂに機械的に連結されている。ワイパ軸４ａ，４ｂは、出力軸３４と一体に回転するようになっている。回転軸１５が回転するとウォーム２７，２８はウォームホイル２９，３０により回転軸１５の軸方向に働くスラスト力を受ける。このとき、各ウォーム２７，２８はねじ方向が逆向きに形成されていることから、このスラスト力は互いに逆方向に働く。これにより、回転軸１５のスラスト方向の移動が抑制され、回転軸１５にはスラスト軸受等を設ける必要がない。なお、本実施の形態では、減速機構９としてウォームギヤ３１とピニオンギヤ３２，３３および駆動歯車３５とによる２段減速機構を用いているが、これに限らず、ウォームギヤのみを用いた１段減速のものや、遊星歯車機構などを用いたものでも良い。
【００３０】
ケーシング１１の壁面２６には、回転軸１５に垂直にプリント基板３６が取り付けられている。プリント基板３６には、通信部１１ｃに位置する接続端子４０が取り付けられている。接続端子４０より、図示しない制御部からの電源供給や検出信号の伝達が行われる。
【００３１】
プリント基板３６上には、第１のセンサとして２個の絶対位置検出用のホールＩＣ３７ａ，３７ｂと、第２のセンサとして相対位置検出用のホールＩＣ３８，３９が取り付けられている。この場合、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂには、磁極変化と共に磁極の種類、すなわち、被検出対象がＮ極かＳ極かを判定可能なものが使用される。なお、本実施の形態では、相対位置検出用センサとしてホールＩＣを用いているが、これに限らず、フォトダイオードなどを用いた光学式のエンコーダや赤外線センサなど、他の方式のセンサを用いても良い。
【００３２】
ホールＩＣは磁界の変化を電流に変換することによりパルス信号を発信するセンサであり、ホールＩＣの被検出部材としては磁石が必要である。絶対位置検出用のホールＩＣ３７ａ，３７ｂの被検出部材としては、駆動歯車３５の側面の図中下側の外周部にリング状のセンサマグネット４１が取り付けられている。センサマグネット４１は駆動歯車３５と一体に回転するようになっており、回転方向に向けて２極に着磁されている。また、相対位置検出用のホールＩＣ３８，３９の被検出部材としては、回転軸１５の先端部１５ａに多極着磁マグネット４２（以下、マグネット４２と略記する）が取り付けられている。マグネット４２は回転軸１５と一体に回転するようになっており、回転方向に向けて６極に着磁されている。
【００３３】
図４は、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂとセンサマグネット４１との関係を示す説明図である。図４に示すように、センサマグネット４１は１極（ここではＳ極）の着磁角度が他極（ここではＮ極）よりも大きくなっている。駆動歯車３５が回転すると、それに伴ってホールＩＣ３７ａ，３７ｂの前を通過する磁極が変化する。そして、後述するように、その変化の組み合わせによりワイパアーム１ａ，１ｂの位置が認識できるようになっている。
【００３４】
一方、ホールＩＣ３８，３９は、プリント基板３６の面上にマグネット４２と対向する位置に、それぞれマグネット４２の回転方向に対して位相を９０ーずらして取り付けられている。回転軸１５が回転すると、ホールＩＣ３８，３９は、回転軸１５が１回転するにつき６周期分のパルスが出力される。このパルスは、接続端子４０を介して図示しない制御部に向けて発信され、これをカウントすることにより回転軸１５の回転角度が検出できる。また、ホールＩＣ３８，３９の位相が９０ーずれているため、ホールＩＣ３８，３９が発信するパルスの出現順序は回転軸１５の回転方向により相違する。従って、このパルスの出現順序により、回転軸１５の回転方向が検出できる。さらに、ホールＩＣ３８，３９により検出されるパルスの周期により回転軸１５の回転速度を検出することもできる。
【００３５】
次に、当該モータの動作を説明する。図示しないワイパスイッチをオンすると、制御部からブラシ２２，２３にそれぞれ逆向きの電流が供給され、コミュテータ２０によって整流された電流がアマチュアコイル１９に流れる。この電流によりアマチュアコイル１９に回転力が発生して回転軸１５が回転する。回転軸１５の回転は、減速機構９のウォームギヤ３１とピニオンギヤ３２，３３および駆動歯車３５とにより減速されて出力軸３４に伝達される。出力軸３４が回転すると、それに伴って、ワイパ軸４ａ，４ｂに取り付けられたワイパアーム１ａ，１ｂが作動する。
【００３６】
ここで、ワイパアーム１ａ，１ｂが格納位置のときには、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂには、センサマグネット４１のＳ極とＮ極がそれぞれ対向する。従って、その検知信号は、図４（ａ）に示すように「３７ａ：Ｓ，３７ｂ：Ｎ」となる。出力軸３４が回転し、ワイパアーム１ａ，１ｂが下反転位置に来ると、ホールＩＣ３７ａもセンサマグネット４１のＮ極が対向するようになり、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂの検知信号は、図４（ｂ）に示すように「３７ａ：Ｎ，３７ｂ：Ｎ」となる。さらに出力軸３４が回転し、ワイパアーム１ａ，１ｂが原点位置に来ると、ホールＩＣ３７ａがセンサマグネット４１のＮ極からＳ極に移動する。このとき、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂの検知信号は、図４（ｃ）に示すように「３７ａ：Ｎ→Ｓ，３７ｂ：Ｓ」となる。そして、ワイパアーム１ａ，１ｂが上反転位置に来ると、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂにセンサマグネット４１のＳ極が共に対向し、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂの検知信号は、図４（ｄ）に示すように「３７ａ：Ｓ，３７ｂ：Ｓ」となる。
【００３７】
一方、上反転位置から下反転位置に向かうときには、ワイパアーム１ａ，１ｂが原点位置に来ると、ホールＩＣ３７ａがセンサマグネット４１のＳ極からＮ極に移動する。このとき、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂの検知信号は、図４（ｃ）に示すように「３７ａ：Ｓ→Ｎ，３７ｂ：Ｓ」となる。これらの推移をまとめたものが図５の表である。図５に示すように、各制御ポイントにおいてホールＩＣ３７ａ，３７ｂで検出される磁極の組み合わせが異なっており、その組み合わせを判定することにより、現在のワイパアーム１ａ，１ｂの位置を概ね知ることができる。また、原点通過時の磁極変化を捉えることにより、ワイパアーム１ａ，１ｂの移動方向も検出できる。つまり、ここでは２個のホールＩＣ３７ａ，３７ｂにより４カ所の位置を認識できる。なお、センサマグネット４１の磁極は、ＳとＮの部位がそれぞれ逆の極性であっても良い。
【００３８】
そこで、ワイパアーム１ａ，１ｂが上反転位置と下反転位置の間にあるとき電源が切られた場合を考える。このときワイパアーム１ａ，１ｂのパルスカウントは消滅し、再起動時にはワイパアーム１ａ，１ｂの位置は不明な状態となる。従って、このままモータを駆動すると前述のようにワイパアーム１ａ，１ｂの正確な位置は把握できず、オーバーランの恐れもある。これに対し、当該モータでは、ともかくワイパアーム１ａ，１ｂの位置を把握するため、まずワイパアーム１ａ，１ｂを原点位置Ｏの方向へ駆動する。この際、ワイパアーム１ａ，１ｂが上反転位置と原点位置Ｏの間にあるときは、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂからの信号は「３７ａ：Ｓ，３７ｂ：Ｓ」となる。一方、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂからの信号が「３７ａ：Ｓ，３７ｂ：Ｓ」以外の組み合わせのときには、ワイパアーム１ａ，１ｂは原点位置Ｏよりも下反転位置側にある。
【００３９】
従って、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂの信号が「３７ａ：Ｓ，３７ｂ：Ｓ」のときには、ワイパアーム１ａ，１ｂを下反転位置側に向けて作動すれば必ず原点位置Ｏを通過する。また、ホールＩＣ３７ａ，３７ｂの信号が「３７ａ：Ｓ，３７ｂ：Ｓ」以外のときには、ワイパアーム１ａ，１ｂを上反転位置側に向けて作動すれば必ず原点位置Ｏを通過する。すなわち、２個のホールＩＣ３７ａ，３７ｂからの信号の組み合わせを吟味することにより、ワイパアーム１ａ，１ｂが原点位置Ｏに対してどちら側に位置するのかが判定できる。そして、それに合わせてワイパアーム１ａ，１ｂを原点位置Ｏに向けて起動すれば、やがてワイパアーム１ａ，１ｂは必ず原点位置Ｏを通過し、その時点でその位置が確定する。
【００４０】
ワイパアーム１ａ，１ｂの位置を原点位置通過によって確認した後は、通常のパルスカウント制御を行う。すなわち、原点位置Ｏを基点として、制御部はホールＩＣ３８，３９のパルスのカウントを開始し、カウントされたパルス数により出力軸３４の回転角度を検出する。例えば、ワイパアーム１ａ，１ｂが上反転位置Ｂに向けて作動する場合、ホールＩＣ３８，３９が発信するパルスの出現順序、あるいは、原点位置ＯにおけるホールＩＣ３７ａの信号変化により、ワイパアーム１ａ，１ｂが上反転位置Ｂに向けて作動していること、つまりワイパアーム１ａ，１ｂの作動方向が検出される。そして、出力軸３４の回転角度と回転方向とによりワイパアーム１ａ，１ｂの絶対位置が検出される。
【００４１】
ワイパアーム１ａ，１ｂが作動を続け、予め定められた所定のパルス数がカウントされると、制御部はワイパアーム１ａ，１ｂが上反転位置Ｂであることを認識する。これに伴い、ブラシ２２，２３に供給する電流の向きが変更される。ブラシ２２，２３に逆向きの電流が供給されると、アマチュアコイル１９に生じる回転力の方向が逆向きとなりモータが逆転する。モータ逆転により、ワイパアーム１ａ，１ｂは上反転位置Ｂにおいて作動方向を逆向きに変更し、下反転位置Ａに向けて作動する。
【００４２】
そして、ワイパアーム１ａ，１ｂが原点位置Ｏを通過すると、ホールＩＣ３７ａの信号がＳ→Ｎとなり、ホールＩＣ３８，３９のパルスのカウントがリセットされる。その後、下反転位置Ａへ向けてパルスカウントが行われ、予め定められた所定のパルス数がカウントされると、制御部はワイパアーム１ａ，１ｂが下反転位置Ａであることを認識する。これに伴い再びモータが逆転され、ワイパアーム１ａ，１ｂは上反転位置Ｂに向けて作動する。これらの動作を繰り返すことにより、ワイパアーム１ａ，１ｂが下反転位置Ａと上反転位置Ｂとの間で揺動運動し、ワイパブレード２ａ，２ｂによる払拭動作が行われる。
【００４３】
また、図示しないワイパスイッチをオフの位置とすると、ワイパアーム１ａ，１ｂがワイパスイッチをオフしてから最初に下反転位置Ａとなったことが検出されると、制御部はワイパアーム１ａ，１ｂを下反転位置Ａから格納部６に向けて作動させる。このときもホールＩＣ３８，３９のパルスのカウントは続行され、所定のパルス数がカウントされた時点で制御部はワイパアーム１ａ，１ｂが格納位置Ｃに達したことを認識し、ブラシ２２，２３に供給する電流を停止させる。
【００４４】
このように当該モータでは、電源遮断等により異常停止が生じても、異常停止位置からの復帰の際に、ワイパアーム１ａ，１ｂを必ず原点位置Ｏを通過する方向に作動させる。そして、原点位置Ｏの通過によりデータのリセットを行った後、上又は下反転位置に到達するように動作させる。このため、異常停止後の再起動時に現在位置が認識できず、オーバーランやストッパとの当接などの事態が生じるのを防止でき、スムーズな再起動動作が実現できる。しかも、そのために要するセンサ数はホールＩＣ３７ａ，３７ｂの２個で足り、センサ数を削減し、製品コストの低減を図ることが可能となる。
【００４５】
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言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態においては、当該モータを自動車のワイパ装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、パワーウインドなどの他の車両電装品や、家電製品等に用いることも可能である。また、本実施の形態では、両方のワイパアームを各々個別のモータ７ａ，７ｂで駆動しているが、本発明は、単一のモータとリンク機構により両方のワイパアーム１ａ，１ｂを作動させる形式のものにも適用できる。さらに、前述の実施の形態では、本発明を並行払拭型ワイパ装置に適用した場合について説明したが、本発明は対向払拭型ワイパ装置（オポジットタイプ）にも適用可能である。なお、リング状センサマグネット４１の磁極（Ｎ，Ｓ）は逆でも良く、その場合にはホールＩＣ３７ａ，３７ｂにて検知される磁極は図４，５の逆となる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のワイパ装置の制御方法によれば、ワイパアームが基準位置にあるときを基点としてその位置検出を行い、ワイパアームを上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作させるワイパ装置の制御方法において、ワイパアームが動作中に上反転位置と下反転位置との間で停止した場合、再始動時にワイパアームを常に基準位置に向かって始動させるようにしたので、ワイパアームが電源遮断等により上反転位置と下反転位置の間で異常停止した場合でも、再始動時に必ず基準位置を通過し、ワイパアームの位置を正確に把握することができる。従って、再始動時にブレードがオーバーランしたり、ストッパに機構部品が当接したりするのを防止でき、払拭フィーリングの向上を図ることができる。
【００４７】
本発明のワイパ装置は、ワイパアームが基準位置に対し上反転位置側にあるとき第１及び第２磁気検出素子が共に第２磁極（例えばＳ極）に対向し、ワイパアームが基準位置に対し下反転位置側にあるとき第１及び第２磁気検出素子の少なくとも一方が第１磁極（例えばＮ極）に対向するセンサマグネットを設けたので、第１及び第２磁気検出素子における第１及び第２磁極の極性判定により、ワイパアームが基準位置に対し上反転位置側にあるか下反転位置側にあるかを判断することができる。これにより、ワイパアームが電源遮断等により上反転位置と下反転位置の間で異常停止した場合でも、再始動時に必ずワイパアームを基準位置方向に始動することができ、２個の磁気検出素子によってワイパアームの位置を正確に把握することが可能となる。従って、磁気検出素子の数を削減することができ、装置コストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である減速機構付きの電動モータを駆動源としたワイパ装置の概略を示す説明図である。
【図２】図１の電動モータの構造を示す断面図である。
【図３】図２に示すウォームギヤの噛み合い状態を示す一部切欠断面図である。
【図４】ホールＩＣとセンサマグネットとの関係を示す説明図である。
【図５】各制御ポイントにおいてホールＩＣが検出する磁極の組み合わせを示す表である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂワイパアーム
２ａ，２ｂワイパブレード
３フロントガラス
４ａ，４ｂワイパ軸
５払拭範囲
６格納部
７ａ，７ｂ減速機構付き電動モータ
８モータ本体
９減速機構
１０モータハウジング
１０ａ開口端
１０ｂ底部
１１ケーシング
１１ａ軸受部
１１ｂ歯車室
１１ｃ通信部
１２，１３永久磁石
１４アマチュア
１５回転軸
１５ａ先端部
１６，１７軸受
１８アマチュアコア
１９アマチュアコイル
２０コミュテータ
２０ａ胴部
２０ｂ整流子片
２１ブラシホルダ
２２ブラシ
２４配線
２５電源端子
２６壁面
２７，２８ウォーム
２９，３０ウォームホイル
３１ウォームギヤ
３２，３３ピニオンギヤ
３４出力軸
３５駆動歯車
３６プリント基板
３７ａ，３７ｂホールＩＣ
３８，３９ホールＩＣ
４０接続端子
４１センサマグネット
４２多極着磁マグネット
Ａ下反転位置
Ｂ上反転位置
Ｃ格納位置
Ｏ原点位置

Claims

回転軸を有するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを有するモータを備え、該モータによって駆動されるワイパアームを上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作させると共に、前記ワイパアームが前記下反転位置から前記上反転位置の方向に向かって所定角度移動した位置に基準位置を設定し、前記ワイパアームが該基準位置にあるときを基点として、前記上下反転位置間における前記ワイパアームの位置を検出しつつ前記ワイパアームの駆動制御を行うワイパ装置の制御方法であって、
前記ワイパ装置は、前記出力軸に一体的に設けられ周方向に沿って互いに極性の異なる第１磁極と第２磁極を有するセンサマグネットと、前記センサマグネットの磁極変化を検出する２つの磁気検出素子と、前記モータを駆動制御する制御部とを備え、
前記ワイパアームが動作中に前記上反転位置と下反転位置との間で停止した場合、再始動時に前記２つの磁気検出素子によって検出された信号の組み合わせに基づき、前記ワイパアームを前記制御部によって常に前記基準位置に向かって始動させることを特徴とするワイパ装置の制御方法。
請求項１記載のワイパ装置において、前記ワイパアームは前記下反転位置よりも下方に格納位置を有し、前記ワイパアームが動作中に前記格納位置以外の位置で停止した場合、再始動時に前記ワイパアームを常に前記基準位置に向かって始動させることを特徴とするワイパ装置の制御方法。
回転軸を有するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを有する減速機構付き電動モータと、
前記出力軸に接続され、前記減速機構付き電動モータによって駆動されて上反転位置と下反転位置との間で往復払拭動作を行うワイパアームと、
前記ワイパアームが前記下反転位置から前記上反転位置の方向に向かって所定角度移動した位置に設定された基準位置にあるとき前記出力軸の所定位置と対向するように配置された第１磁気検出素子と、前記第１磁気検出素子と所定角度離れた位置に配置された第２磁気検出素子と、
前記出力軸に一体的に設けられ、周方向に沿って互いに極性の異なる第１磁極と第２磁極を有し、前記ワイパアームが前記基準位置に対し上反転位置側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子が共に前記第２磁極に対向し、前記ワイパアームが前記基準位置に対し下反転位置側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子の少なくとも一方が前記第１磁極に対向するセンサマグネットと、
前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子によって検出された信号の組み合わせによって前記ワイパアームを前記基準位置に向けて駆動する制御部と、
を有することを特徴とするワイパ装置。
請求項３記載のワイパ装置において、前記ワイパアームが前記基準位置を通過するとき、前記第１磁気検出素子が前記第１磁極と前記第２磁極との境界に対向することを特徴とするワイパ装置。
請求項３または４記載のワイパ装置において、前記ワイパアームが前記下反転位置にあるとき、前記第１及び第２磁気検出素子が共に前記第１磁極に対向することを特徴とするワイパ装置。
請求項３〜５の何れか１項に記載のワイパ装置において、前記ワイパアームは前記下反転位置よりも下方に格納位置を有し、前記ワイパアームが前記格納位置にあるとき、前記第１磁気検出素子が前記第１磁極に対向し、前記第２磁気検出素子が前記第２磁極に対向することを特徴とするワイパ装置。
請求項３〜６の何れか１項に記載のワイパ装置において、前記ワイパアームが動作中に前記上反転位置と下反転位置との間で停止した場合、前記ワイパアームは再始動時に常に前記基準位置に向かって始動することを特徴とするワイパ装置。
請求項６記載のワイパ装置において、前記ワイパアームが動作中に前記格納位置以外の位置で停止した場合、前記ワイパアームは再始動時に常に前記基準位置に向かって始動することを特徴とするワイパ装置。
請求項３〜８の何れか１項に記載のワイパ装置において、前記ワイパ装置は前記回転軸の回転角度を検出するセンサをさらに有し、前記ワイパアームが前記基準位置となった時を基点として前記回転軸の回転角度の検出を開始することを特徴とするワイパ装置。
回転軸を有するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを有する減速機構付き電動モータであって、
前記出力軸に設定された１箇所の所定部位が前記出力軸の回転動作中に少なくとも１回対向するように、前記出力軸に対向して設けられた前記電動モータの制御の基点となる基準位置と、
前記基準位置に配置された第１磁気検出素子と、前記第１磁気検出素子と所定角度離れた位置に配置された第２磁気検出素子と、
前記出力軸に一体的に設けられ、周方向に沿って互いに極性の異なる第１磁極と第２磁極を有し、前記出力軸の所定部位が前記基準位置に対し一方向側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子が共に前記第２磁極に対向し、前記出力軸の所定部位が前記基準位置に対し他方向側にあるとき前記第１及び第２磁気検出素子の少なくとも一方が前記第１磁極に対向するセンサマグネットと、
前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子によって検出された信号の組合せによって、前記出力軸を前記基準位置に向けて回転させる制御部と、を有することを特徴とする減速機構付き電動モータ。