JP4410524B2

JP4410524B2 - ワイパ装置制御方法

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Publication number: JP4410524B2
Application number: JP2003341493A
Authority: JP
Inventors: 俊之天笠
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: JP2005104337A

Description

本発明は、自動車等の車両用ワイパ装置の制御方法に関し、特に、正逆転駆動されるモータを駆動源とするワイパ装置の制御方法に関する。

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。

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。

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原点リセット信号が出力されるようにセンサが配置される。

リセットからのパルス加減算により、原点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。
特開平11−301409号公報特開2002−262515号公報

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、再起動時にワイパアーム位置を正確に認識できない可能性がある。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おそれがあった。

また、降雪時などにおいては、ブレード上に雪が積もりブレードを格納位置から始動させにくい場合がある。このとき、運転者による手動動作又は自動動作により、ブレードを格納位置と下反転位置との間で往復動させてワイパ装置を作動させることもしばしば行われる。しかしながら、モータの正逆転を繰り返すと、ワイパアーム位置を示すパルスカウントにズレが生じ、その累積によりブレード動作が不安定になるおそれがあった。

そこで、前記ワイパシステムでは、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随所で検知し、ブレード動作の安定化を図っている。すなわち、停止位置を認識できない状態で再起動した場合や、パルスカウントにズレが生じそれが累積した場合でも、ワイパアーム位置を早期に把握しオーバーランや不安定な動作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。

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ワイパ装置の制御方法を提供することにある。

本発明のワイパ装置制御方法は、正逆回転する回転軸と、前記回転軸の回転が減速機構によって減速して出力される出力軸とを有するモータを備え、前記モータにより、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であって、前記モータは、前記減速機構に設けられ、前記回転軸の回転によって磁極の位置が変化する絶対位置検出用のマグネットと、前記絶対位置検出用のマグネットに対向して配置され、該絶対位置検出用のマグネットの極性の変化を検出する絶対位置検出用のホールＩＣと、前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出してパルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、前記ワイパ装置は、前記上反転位置と前記下反転位置との間に設定された基準位置と、前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記基準位置からの前記パルス信号のカウント値が所定値を示す下限位置と、を有し、前記絶対位置検出用のホールＩＣにて検出される前記絶対位置検出用のマグネットの極性は、前記ワイパアームが前記基準位置と前記上反転位置との間では一の極性を示し、前記基準位置と前記下反転位置との間では他の極性を示し、前記基準位置では、前記絶対位置検出用のマグネットの極性変化の検出に伴って前記パルス信号のカウント値が基準値にリセットされ、前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記一の極性の場合、前記ワイパアームが前記上反転位置と前記基準位置との間で停止したと判断し、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、前記パルス信号のカウント値を前記基準値にリセットし、前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記他の極性の場合、前記ワイパアームが前記基準位置よりも前記格納位置側にて停止したと判断し、再始動時に前記ワイパアームを前記基準位置又は前記下限位置に向かって始動させ、前記パルス信号のカウント値を前記基準値又は前記所定値にリセットすることを特徴とする。

本発明にあっては、まず、ワイパアームが上反転位置と基準位置との間で停止したときには基準位置に向かって再始動させる。これにより、ワイパアームはその後の片道動作中に必ず基準位置を通過する。また、ワイパアームが基準位置と格納位置との間で停止したときには基準位置又は下限位置に向かって再始動させる。これにより、ワイパアームはその後の片道動作中に必ず基準位置を通過又は下限位置に到達する。前述のように、基準位置と下限位置ではワイパアームの位置を確実に把握できるように構成可能であるため、このような動作制御を行えば、再始動時のワイパアーム位置を基準位置に設置されたセンサ１個にて把握できる。

本発明の他のワイパ装置制御方法は、正逆回転する回転軸を有するモータを備え、前記モータにより、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であって、前記モータは、前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出してパルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、前記ワイパ装置は、前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記パルス信号のカウント値が所定値にリセットされる下限位置と、を有し、前記ワイパアームを前記下反転位置と前記格納位置との間で往復動作させ、その際、一往復動作毎に前記ワイパアームを前記下限位置まで作動させて前記パルス信号のカウント値を前記所定値にリセットすることを特徴とする。

本発明にあっては、ワイパアームを下反転位置と格納位置との間で往復動作させる場合に、一往復動作毎にワイパアームを下限位置まで作動させる。前述のように、下限位置ではワイパアームの位置を確実に把握できるように構成可能であるため、このような動作制御を行えば、一往復動作毎にワイパアームの位置を確実に把握できる。

本発明の他のワイパ装置制御方法は、正逆回転する回転軸と、前記回転軸の回転が減速機構によって減速して出力される出力軸とを有するモータを備え、前記モータにより、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であって、前記モータは、前記減速機構に設けられ、前記回転軸の回転によって磁極の位置が変化する絶対位置検出用のマグネットと、前記絶対位置検出用のマグネットに対向して配置され、該絶対位置検出用のマグネットの極性の変化を検出する絶対位置検出用のホールＩＣと、前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出してパルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、前記ワイパ装置は、前記上反転位置と前記下反転位置との間に設定された基準位置と、前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記パルス信号のカウント値が所定値にリセットされる下限位置と、を有し、前記ワイパアームを前記下反転位置と前記格納位置との間で往復動作させ、その際、前記ワイパアームが前記下反転位置を超えて前記基準位置側に作動した場合には、前記ワイパアームを前記下限位置まで作動させ、前記パルス信号のカウント値を前記所定値にリセットすることを特徴とする。

本発明にあっては、ワイパアームを下反転位置と格納位置との間で往復動作させる場合に、ワイパアームが下限位置を超えて基準位置側に作動したとき、ワイパアームを下限位置まで作動させる。本来、ワイパアームは下反転位置と格納位置との間を往復動しているはずであるにも関わらず、ワイパアームが下反転位置を超えて作動した場合には、ワイパアームの正確な位置が把握されていない可能性が高い。従って、その場合には、その後の動作においてワイパアームを一旦下限位置まで作動させる。前述のように、下限位置ではワイパアームの位置を確実に把握できるように構成可能であるため、このような動作制御を行えば、ワイパアーム位置を正確に把握でき位置ズレの解消が図られる。

本発明の他のワイパ装置制御方法は、正逆回転する回転軸を有するモータにより、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、前記モータの回転に伴って出力されるパルス信号のカウント値によって前記ワイパアームの位置を検出してその動作を制御するワイパ装置の制御方法であって、前記モータは、前記回転軸の回転によって磁極の位置が変化する絶対位置検出用のマグネットと、前記絶対位置検出用のマグネットに対向して配置され、該絶対位置検出用のマグネットの極性の変化を検出する絶対位置検出用のホールＩＣと、前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出して前記パルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、前記ワイパ装置は、前記上反転位置と前記下反転位置との間に設定された基準位置と、前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記基準位置からの前記パルス信号のカウント値が所定値を示す下限位置と、を有し、前記絶対位置検出用のホールＩＣにて検出される前記絶対位置検出用のマグネットの極性は、前記ワイパアームが前記基準位置と前記上反転位置との間では一の極性を示し、前記基準位置と前記下反転位置との間では他の極性を示し、前記基準位置では、前記絶対位置検出用のマグネットの極性変化の検出に伴って前記パルス信号のカウント値が基準値にリセットされ、前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記一の極性の場合、前記ワイパアームが前記上反転位置と前記基準位置との間で停止したと判断し、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、前記基準位置の通過により前記パルス信号のカウント値を前記基準値にリセットし、前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記他の極性の場合、前記ワイパアームが前記基準位置よりも前記格納位置側にて停止したと判断し、再始動時に前記ワイパアームを前記基準位置又は前記下限位置に向かって始動させ、前記基準位置の通過又は前記下限位置への到達により前記パルス信号のカウント値を前記基準値又は前記所定値にリセットすることを特徴とする。

本発明にあっては、まず、ワイパアームが上反転位置と基準位置との間で停止したときにはワイパアームを基準位置に向かって始動させる。これにより、ワイパアームはその後の片道動作中に必ず基準位置を通過し、パルス信号のカウント値が基準値にリセットされてワイパアームの位置が正確に把握される。また、ワイパアームが基準位置と格納位置との間で停止したときには基準位置又は下限位置に向かって再始動させる。これにより、ワイパアームはその後の片道動作中に必ず基準位置を通過又は下限位置に到達し、パルス信号のカウント値が基準値又は所定値にリセットされてワイパアームの位置が正確に把握される。

本発明にあっては、ワイパアームを下反転位置と格納位置との間で往復動作させる場合に、一往復動作毎にワイパアームを下限位置まで作動させる。下限位置ではワイパアームの位置を示すパルス信号のカウント値は予め所定値であることが把握されており、このような動作制御を行えば、一往復動作毎にワイパアームの位置を確実に把握できる。

本発明にあっては、ワイパアームを下反転位置と格納位置との間で往復動作させる場合に、パルス信号のカウント値が下限位置を示す値を超え前記基準位置側の値を示したとき、ワイパアームを下限位置まで作動させる。本来、ワイパアームは下反転位置と格納位置との間を往復動しているはずであるにも関わらず、パルスカウント値が下反転位置の値を超えた場合には、ワイパアームの正確な位置が把握されていない可能性が高い。従って、その場合には、その後の動作においてワイパアームを一旦下限位置まで作動させる。下限位置ではワイパアームの位置を示すパルス信号のカウント値は予め所定値であることが把握されており、このような動作制御を行えば、ワイパアーム位置を正確に把握でき位置ズレの解消が図られる。

本発明のワイパ装置制御方法によれば、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、上反転位置と下反転位置との間に基準位置を設定すると共に、格納位置よりも下方にワイパアームの動作が機械的に規制される下限位置を設定し、ワイパアームが動作中に停止した場合、再始動時にワイパアームを常に下限位置に向かって始動させるようにしたので、ワイパアームがどの位置にて異常停止しても、その後の片道動作中にワイパアームを必ず基準位置を通過又は下限位置に到達させることができる。従って、基準位置と下限位置の２カ所におけるワイパアームの通過又は到達を検知すれば再始動時のワイパアーム位置を正確に把握することが可能となる。

その場合、例えば、ワイパアームをモータ駆動し、このモータの回転に伴って出力されるパルス信号のカウント値によってワイパアームの位置を検出してその動作を制御する制御方式では、まず、基準位置通過の検出はセンサにて行う。これに対し、下限位置の到達は機械的な動作規制であり、その時点におけるパルス信号のカウント値は予め把握可能な所定値を示す。すなわち、前述のような動作制御においては、再始動時のワイパアーム位置を基準位置に設置されたセンサ１個にて把握できる。従って、センサの数を必要最小限に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。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の制御方法が適用されるワイパ装置に使用されるモータユニットの構成を示す説明図である。図１のモータユニット１は自動車用ワイパ装置の駆動源として使用され、ワイパブレード（以下、ブレードと略記する）が上下反転位置に達すると正逆回転が切り替えられる。

モータユニット１は、モータ２とギアボックス３とから構成される。モータ２の回転軸４の回転は、ギアボックス３内にて減速されて出力軸５に出力される。回転軸４は、有底筒状のヨーク６に回動自在に軸承されている。回転軸４には、コイルが巻装されたアーマチュアコア７及びコンミテータ８が取り付けられている。ヨーク６の内面には複数の永久磁石９が固定されている。コンミテータ８には、給電用のブラシ１０が摺接している。モータ２の速度（回転数）は、ブラシ１０に対する供給電流量によって制御される。

ヨーク６の開口側端縁部には、ギアボックス３のケースフレーム１１が取り付けられている。図２はケースフレーム１１内の構成を図１において上方から見た状態を示す説明図、図３は図２の構成からギアボックス３内のギヤを取り去った状態を示す説明図である。ケースフレーム１１内には、ヨーク６から突出した回転軸４の先端部が収容されている。回転軸４の先端部にはウォーム１２ａ,１２ｂが形成されている。ウォーム１２ａ,１２ｂには、ケースフレーム１１に回動自在に支持されたウォーム歯車１３ａ,１３ｂが噛合している。ウォーム歯車１３ａ,１３ｂには、その同軸上に小径の第１ギア１４ａ,１４ｂが一体的に設けられている。第１ギア１４ａ,１４ｂには、大径の第２ギア１５が噛合している。第２ギア１５には、ケースフレーム１１に回動自在に軸承される出力軸５が一体に取り付けられている。

モータ２の駆動力は、ウォーム１２ａ,１２ｂ、ウォーム歯車１３ａ,１３ｂ、第１ギア１４ａ,１４ｂ及び第２ギア１５を経て減速された状態で出力軸５に出力される。出力軸５には、ワイパ装置のリンク機構（図示せず）接続されている。モータ２が作動すると出力軸５を介してリンク部材が駆動され、他のリンク部材と連動してワイパアームが作動する。

ケースフレーム１１の底面１１ａには、第２ギア１５の回転角度を規制するためのストッパ２１,２２が突設されている。第２ギア１５には、このストッパ２１,２２に対応してガイド溝２３が凹設されている。図４は、第２ギア１５の構成を示す説明図である。図４にハッチングにて示したように、ガイド溝２３は第２ギア１５の円周方向に沿って形成されており、ストッパ２１,２２はガイド溝２３内に収容される。ガイド溝２３の両端は壁となっており、それぞれ、回転規制部２４,２５を形成している。第２ギア１５が回転し、回転規制部２４がストッパ２１に当接するとブレードの下方への移動が機械的に制限される。同様に、回転規制部２５がストッパ２２に当接するとブレードの上方への移動が機械的に制限される。

回転軸４には、多極着磁マグネット１６（以下、マグネット１６と略記する）が取り付けられている。これに対しケースフレーム１１内には、マグネット１６の外周部と対向するように、ホールＩＣ１７が設けられている。図５は、マグネット１６とホールＩＣ１７の関係及びホールＩＣ１７の出力信号（モータパルス）を示す説明図である。図５に示すように、ホールＩＣ１７は、回転軸４の中心に対して９０度の角度差を持った位置に２個（１７Ａ,１７Ｂ）設けられている。モータ２では、マグネット１６は６極に着磁されており、回転軸４が１回転すると各ホールＩＣ１７からは６周期分のパルス出力が得られる。

ホールＩＣ１７Ａ,１７Ｂからは、図５の右側に示すように、その位相が１／４周期ずれたパルス信号が出力される。従って、ホールＩＣ１７Ａ,１７Ｂからのパルスの出現タイミングを検出することにより、回転軸４の回転方向が判別でき、これによりワイパ動作の往路／復路の判別を行うことができる。また、ホールＩＣ１７Ａ,１７Ｂでは、その何れか一方のパルス出力の周期から回転軸４の回転速度を検出できる。回転軸４の回転数とブレードの速度との間には、減速比及びリンク動作比に基づく相関関係が存在しており、回転軸４の回転数からブレードの速度も算出できる。

第２ギア１５の底面には、ブレードの絶対位置検出用のリングマグネット１８（以下、マグネット１８と略記する）が取り付けられている。ケースフレーム１１にはプリント基板１９が取り付けられ、その上には、マグネット１８と対向するようにホールＩＣ２０が配設されている。第２ギア１５は、前述のようにクランクアームが取り付けられ、ブレードを往復動させるため払拭動作時は約１８０度回転する。第２ギア１５が回転しブレードが予め設定された原点位置Ｏに来ると、ホールＩＣ２０とマグネット１８が対向し原点リセット信号が出力される。

このようなモータユニット１によって、ブレードは下反転位置Ａと上反転位置Ｂとの間を揺動運動し、フロントガラスに付着した雨や雪などを払拭する。図６は、ブレードの作動範囲を示す説明図である。払拭動作中、ブレードは、上下反転位置ＡＢ間の図中ハッチングを施した払拭範囲内を往復運動する。モータ２の正転時には、下反転位置Ａから上反転位置Ｂへ、逆転時に上反転位置Ｂから下反転位置Ａへ移動する。ワイパ休止時には、ブレードは下反転位置Ａよりも下側に位置する格納位置Ｃへ移動して格納部に格納される。格納部は、図示しない車体のボンネット内部に設けられている。

払拭範囲の中央やや下反転位置Ａ寄りには、ホールＩＣ２０から原点リセット信号が出力される原点位置（基準位置）Ｏが設けられている。図７は、ホールＩＣ２０とマグネット１８の関係を示す説明図である。図７に示すように、マグネット１８は２極構成となっている。ブレードが原点位置Ｏに来るとマグネット１８の極性が変化し（正転時：Ｓ→Ｎ，逆転時：Ｎ→Ｓ）、ホールＩＣ２０からは原点リセット信号が出力される。

原点リセット信号はブレードの絶対位置を示す基準信号として使用され、それが得られたときには、ブレードが図６に示す原点位置Ｏを通過したと判断される。これに対し、ホールＩＣ１７からのモータパルスは相対位置信号として使用される。モータパルスは回転軸４の回転角度に比例して出力され、そのパルスカウント値（累積数）は回転角度量に対応する。従って、原点リセット信号が得られたときパルスカウント値を基準値（ゼロ）リセットし、その後のモータパルスをカウントすれば、ブレードが原点位置Ｏからどれだけ移動したかを知ることができる。

一方、ブレードには、前述のストッパ２１,２２とガイド溝２３によって、格納位置Ｃと上反転位置Ｂの外側にそれぞれ、機械的な動作限界である下限位置Ｘと上限位置Ｙが設けられている。この下限位置Ｘと上限位置Ｙは機械的な限界点であり、原点位置Ｏとの関係では常に一定の距離（角度）に位置する。つまり、ブレードが下限位置Ｘや上限位置Ｙに到達した時点では、原点位置Ｏからのパルスカウント値は常にある一定の値となる。従って、この下限位置Ｘや上限位置Ｙを原点位置Ｏと同様にパルスカウント値のリセット位置として使用することも可能である。

そこで、当該ワイパ装置制御方法では、原点位置Ｏに加えて下限位置Ｘをパルスカウント値の更正位置として使用する。ここではまず、ブレードが格納位置Ｃにあるときには、図７（ａ）に示すように、ホールＩＣ２０にはマグネット１８のＳ極が対向し、その検知信号は「Ｓ」となる。次に、出力軸５が回転しブレードが下反転位置Ａに来た場合も、図７（ｂ）に示すように、検知信号は「Ｓ」の状態にある。さらに出力軸５が回転し、ブレードが原点位置Ｏに来ると、ホールＩＣ２０がマグネット１８の磁極の境界点に差し掛かり、ホールＩＣ２０の検知信号は、図７（ｃ）に示すように「Ｓ→Ｎ」となる。さらに、ブレードが原点位置Ｏを超えると、ホールＩＣ２０にはマグネット１８のＮ極が対向し、その検知信号は「Ｎ」となる。そして、上反転位置Ｂでは、図７（ｄ）に示すように、ホールＩＣ２０はマグネット１８のＮ極と対向し、ホールＩＣ２０の検知信号は「Ｎ」となる。

一方、上反転位置Ｂから下反転位置Ａに向かうときには、ブレードが上反転位置Ｂから原点位置Ｏの間はホールＩＣ２０の検知信号は「Ｎ」であり、ブレードが原点位置Ｏに来ると検知信号が「Ｎ→Ｓ」となる。そして、ブレードが原点位置Ｏを超えるとホールＩＣ２０の検知信号は「Ｎ」となり、下反転位置Ａや格納位置Ｃにおいても「Ｎ」となる。これらの推移をまとめたものが図８の表である。図８に示すように、原点位置Ｏを通過時の磁極変化を捉えることにより、ブレードの移動方向が検出できる。なお、マグネット１８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。

ここで、ブレードが原点位置Ｏと上反転位置Ｂの間にあるとき電源が切られた場合を考える。ブレードがＢ−Ｏ間にあるときはホールＩＣ２０からの信号は「Ｎ」であり、電源が再投入された際に信号が「Ｎ」の場合には、このエリアにブレードが存在することになる。そこで、当該ワイパ装置では、ともかくブレードの位置を把握するため、まずブレードを復路方向、すなわち、原点位置Ｏの方向へ駆動する。ブレードがＢ−Ｏの間にあるときは、復路方向にブレードを駆動すれば、その後に必ず原点位置Ｏを通過する。すなわち、ホールＩＣ２０からの初期信号が「Ｎ」のときは、モータ２を逆転させれば、その後に必ず原点リセット信号を得ることができる。そして、この原点リセット信号の取得によりブレードの正確な位置が把握される。

次に、ブレードが原点位置Ｏよりも格納位置Ｃにあるとき電源が切られた場合を考える。ブレードがＯ−Ｃ間にあるときはホールＩＣ２０からの信号は「Ｓ」であり、電源が再投入された際に信号が「Ｓ」の場合には、このエリアにブレードが存在することになる。前述のように、当該ワイパ装置では、下限位置Ｘもまたパルスカウント値の更正位置として使用できるようになっている。このため、このエリアからの再起動では、正逆何れの方向にブレードを駆動してもその後にブレード位置を確実に把握することができる。

まず、モータ２を正転させ、Ｏ−Ｃ間にて停止したブレードを往路方向に作動させた場合には、ブレードはその後に必ず原点位置Ｏを通過する。従って、その際の原点リセット信号の取得によりブレードの正確な位置が把握される。これに対し、モータ２を逆転させ、Ｏ−Ｃ間にて停止したブレードを復路方向に作動させた場合には、ブレードはその後に必ず下限位置Ｘに到達する。この際、下限位置Ｘにおけるパルスカウント値は予め把握されている所定値であり、パルスカウント値をこの所定値にリセットすることにより、ブレードの位置が正確に把握される。

一方、当該ワイパ装置では、ブレードが下反転位置Ａと格納位置Ｃとの間にあるときには、往復動作の繰り返しによるパルスズレが発生しないように、下限位置Ｘを使用して適宜パルスカウント値の更正を行うこともできる。この場合、パルスカウント値の更正には次の２通りの方法がある。まず第１の方法としては、動作のたびにブレードを下限位置Ｘまで作動させ、毎回、下限位置Ｘのカウント値にてパルスカウント値をリセットする方式がある。この方法では毎回パルスカウント値がリセットされるため、常にブレード位置を正確に把握できる反面、機械的衝突を繰り返すため音や振動が発生したり、耐久性の面で不利となるなどのマイナス面もある。

第２の方法としては、大幅なパルスズレが生じたと思われる場合にパルスカウント値をリセットする方式がある。当該ワイパ装置では、格納位置Ｃ側に向けて角度ズレが生じた場合には、ズレが大きくなるとやがてブレードは下限位置Ｘに至り、自動的にパルスカウント値は更正される。反対に、下反転位置Ａ側に向けて角度ズレが生じた場合には、ズレが大きくなるとやがてブレードは原点位置Ｏに至り、そこで自動的にパルスカウント値は原点リセットされる。しかし、原点位置Ｏでのリセットは、下反転位置Ａを超えてブレードが動作するため制御上好ましくない。

そこで、下反転位置Ａ側の角度ズレの場合は、パルスカウント値が下反転位置Ａを超え原点位置Ｏ側の値を示した場合には、その時点でパルスズレと判定し、ブレードを下限位置Ｘまで動作させる。つまり、ブレードは下反転位置Ａと格納位置Ｃとの間で動作しているはずであるにも関わらず、パルスカウント値が下反転位置Ａを超えている場合は、既にパルスズレが生じていると判断でき、そのときは、下限位置Ｘでのパルスリセットを行う。

このように、当該ワイパ装置では、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、原点位置Ｏや下限位置Ｘによりパルスカウント値のリセットを行うことができる。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、上反転位置Ｂでのオーバーランを生じることもなく、スムーズな再起動動作が実現できる。また、下反転位置Ａと格納位置Ｃとの間の動作においても、パルスズレを的確に更正することができ、スムーズな往復動作が可能となる。しかも、当該ワイパ装置では、これらの動作のために要するセンサ数はホールＩＣ２０の１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。

本発明は前記実施例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、機械的制限位置の設定は前述のストッパ２１,２２とガイド溝２３の組み合わせには限定されず、例えば、ケースフレーム１１にピンを突設すると共に、第２ギア１５にこのピンが収容される溝を設け、これらの係合により第２ギア１５の回転角度を制限しても良い。また、図９に示すように、リンク機構に揺動角度を規制する回転規制部２６を設け、これによって機械的制限位置を設定しても良い。

本発明の制御方法が適用されるワイパ装置に使用されるモータユニットの構成を示す説明図である。ケースフレーム内の構成を図１において上方から見た状態を示す説明図である。図２の構成からギアボックス内のギヤを取り去った状態を示す説明図である。第２ギアの構成を示す説明図である。マグネットとホールＩＣの関係及びホールＩＣの出力信号（モータパルス）を示す説明図である。ブレードの作動範囲を示す説明図である。ホールＩＣとマグネットの関係を示す説明図である。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。機械的制限位置の他の設定例を示す説明図である。

符号の説明

１モータユニット
２モータ
３ギアボックス
４回転軸
５出力軸
６ヨーク
７アーマチュアコア
８コンミテータ
９永久磁石
１０ブラシ
１１ケースフレーム
１１ａ底面
１２ａ,１２ｂウォーム
１３ａ,１３ｂウォーム歯車
１４ａ,１４ｂ第１ギア
１５第２ギア
１６多極着磁マグネット
１７Ａ,１７ＢホールＩＣ
１８リングマグネット
１９プリント基板
２０ホールＩＣ
２１ストッパ
２２ストッパ
２３ガイド溝
２４回転規制部
２５回転規制部
２６回転規制部
Ａ下反転位置
Ｂ上反転位置
Ｃ格納位置
Ｏ原点位置
Ｘ下限位置
Ｙ上限位置

Claims

正逆回転する回転軸と、前記回転軸の回転が減速機構によって減速して出力される出力軸とを有するモータを備え、前記モータにより、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であって、
前記モータは、
前記減速機構に設けられ、前記回転軸の回転によって磁極の位置が変化する絶対位置検出用のマグネットと、
前記絶対位置検出用のマグネットに対向して配置され、該絶対位置検出用のマグネットの極性の変化を検出する絶対位置検出用のホールＩＣと、
前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、
前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出してパルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、
前記ワイパ装置は、
前記上反転位置と前記下反転位置との間に設定された基準位置と、
前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、
前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記基準位置からの前記パルス信号のカウント値が所定値を示す下限位置と、を有し、
前記絶対位置検出用のホールＩＣにて検出される前記絶対位置検出用のマグネットの極性は、前記ワイパアームが前記基準位置と前記上反転位置との間では一の極性を示し、前記基準位置と前記下反転位置との間では他の極性を示し、前記基準位置では、前記絶対位置検出用のマグネットの極性変化の検出に伴って前記パルス信号のカウント値が基準値にリセットされ、
前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記一の極性の場合、前記ワイパアームが前記上反転位置と前記基準位置との間で停止したと判断し、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、前記パルス信号のカウント値を前記基準値にリセットし、
前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記他の極性の場合、前記ワイパアームが前記基準位置よりも前記格納位置側にて停止したと判断し、再始動時に前記ワイパアームを前記基準位置又は前記下限位置に向かって始動させ、前記パルス信号のカウント値を前記基準値又は前記所定値にリセットすることを特徴とするワイパ装置制御方法。
正逆回転する回転軸を有するモータを備え、前記モータにより、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であって、
前記モータは、
前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、
前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出してパルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、
前記ワイパ装置は、
前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、
前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記パルス信号のカウント値が所定値にリセットされる下限位置と、を有し、
前記ワイパアームを前記下反転位置と前記格納位置との間で往復動作させ、その際、一往復動作毎に前記ワイパアームを前記下限位置まで作動させて前記パルス信号のカウント値を前記所定値にリセットすることを特徴とするワイパ装置制御方法。
正逆回転する回転軸と、前記回転軸の回転が減速機構によって減速して出力される出力軸とを有するモータを備え、前記モータにより、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であって、
前記モータは、
前記減速機構に設けられ、前記回転軸の回転によって磁極の位置が変化する絶対位置検出用のマグネットと、
前記絶対位置検出用のマグネットに対向して配置され、該絶対位置検出用のマグネットの極性の変化を検出する絶対位置検出用のホールＩＣと、
前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、
前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出してパルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、
前記ワイパ装置は、
前記上反転位置と前記下反転位置との間に設定された基準位置と、
前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、
前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記パルス信号のカウント値が所定値にリセットされる下限位置と、を有し、
前記ワイパアームを前記下反転位置と前記格納位置との間で往復動作させ、その際、前記ワイパアームが前記下反転位置を超えて前記基準位置側に作動した場合には、前記ワイパアームを前記下限位置まで作動させ、前記パルス信号のカウント値を前記所定値にリセットすることを特徴とするワイパ装置制御方法。
正逆回転する回転軸を有するモータにより、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、前記モータの回転に伴って出力されるパルス信号のカウント値によって前記ワイパアームの位置を検出してその動作を制御するワイパ装置の制御方法であって、
前記モータは、
前記回転軸の回転によって磁極の位置が変化する絶対位置検出用のマグネットと、
前記絶対位置検出用のマグネットに対向して配置され、該絶対位置検出用のマグネットの極性の変化を検出する絶対位置検出用のホールＩＣと、
前記回転軸に取り付けられた相対位置検出用のマグネットと、
前記相対位置検出用のマグネットに対向して設けられ、該相対位置検出用のマグネットの回転に伴う磁極変化を検出して前記パルス信号を出力する相対位置検出用のホールＩＣと、を有し、
前記ワイパ装置は、
前記上反転位置と前記下反転位置との間に設定された基準位置と、
前記下反転位置よりも下方に設定され、前記ワイパ装置が停止状態のとき前記ワイパアームを休止させる格納位置と、
前記格納位置よりも下方に設定され、前記ワイパアームの動作が機械的に規制されると共に、前記基準位置からの前記パルス信号のカウント値が所定値を示す下限位置と、を有し、
前記絶対位置検出用のホールＩＣにて検出される前記絶対位置検出用のマグネットの極性は、前記ワイパアームが前記基準位置と前記上反転位置との間では一の極性を示し、前記基準位置と前記下反転位置との間では他の極性を示し、前記基準位置では、前記絶対位置検出用のマグネットの極性変化の検出に伴って前記パルス信号のカウント値が基準値にリセットされ、
前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記一の極性の場合、前記ワイパアームが前記上反転位置と前記基準位置との間で停止したと判断し、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、前記基準位置の通過により前記パルス信号のカウント値を前記基準値にリセットし、
前記ワイパアームが動作中に停止し、前記絶対位置検出用のマグネットの極性が前記他の極性の場合、前記ワイパアームが前記基準位置よりも前記格納位置側にて停止したと判断し、再始動時に前記ワイパアームを前記基準位置又は前記下限位置に向かって始動させ、前記基準位置の通過又は前記下限位置への到達により前記パルス信号のカウント値を前記基準値又は前記所定値にリセットすることを特徴とするワイパ装置制御方法。