JP5129477B2 - Wiper motor - Google Patents
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Description
本発明は、車両に設けられるワイパ装置の駆動源として用いられるワイパモータに関する。 The present invention relates to a wiper motor used as a drive source for a wiper device provided in a vehicle.
車両に設けられるワイパ装置には、ワイパアームを揺動駆動するための駆動源としてワイパモータが設けられている。このようなワイパモータは、通常、モータ本体に減速機が固定された一つのユニットとして構成されており、減速機はモータ本体に固定されるギヤケース内にウォームギヤ機構等の減速機構を収容した構造となっている。そして、モータ本体の回転は減速機構により所定の回転数にまで減速して出力軸から出力されるようになっている。 A wiper motor provided in a vehicle is provided with a wiper motor as a drive source for swinging and driving the wiper arm. Such a wiper motor is normally configured as a single unit having a reduction gear fixed to the motor body, and the reduction gear has a structure in which a reduction gear mechanism such as a worm gear mechanism is housed in a gear case fixed to the motor main body. ing. The rotation of the motor body is decelerated to a predetermined number of rotations by a reduction mechanism and output from the output shaft.
このようなワイパモータには、アマチュア軸の回転を検出する回転センサが設けられ、この回転センサはアマチュア軸に固定される環状の多極着磁磁石に対向しており、アマチュア軸の回転速度に応じた周期のパルス信号を出力するようになっている。また、ギヤケースの内部には制御基板が収容されており、この制御基板は回転センサから出力されるパルス信号に基づいてモータ本体の作動を制御するようになっている。つまり、制御基板は入力されるパルス信号の周期に基づいてアマチュア軸の回転速度を認識し、また、パルス信号のカウント値(積算値)に基づいて出力軸の回転角度つまりワイパアームの絶対位置を認識し、これらの認識情報に基づいて、ワイパアームを上反転位置と下反転位置との間で揺動させるようにモータ本体の作動を制御するようになっている。また、例えば、特許文献1に示されるワイパモータでは、回転センサに加えて、カムプーレートを用いた接触式の位置センサを設け、この位置センサによりワイパアームが上反転位置または下反転位置となったことを検出して、モータ本体をより精度良く制御するようにしている。
しかしながら、従来のワイパモータでは、ワイパアームが各反転位置の間の途中位置にあるときに電源がオフされ再度電源がオンされたときには、位置センサは上下の反転位置しか検出できず、また、パルスのカウント値はリセットされているので、ワイパアームの正確な位置を認識することができなくなる。そのため、ワイパアームが中間位置で停止した状態から、ワイパアームを再始動させる時に、ワイパアームを所定の移動速度で作動させることは困難であった。
However, in the conventional wiper motor, when the power is turned off and the power is turned on again when the wiper arm is in the middle position between the reversal positions, the position sensor can detect only the upper and lower reversal positions, and the pulse count Since the value has been reset, the precise position of the wiper arm cannot be recognized. Therefore, when the wiper arm is restarted from the state where the wiper arm is stopped at the intermediate position, it is difficult to operate the wiper arm at a predetermined moving speed .
本発明の目的は、中間位置で停止したワイパアームを再始動させる時に、ワイパアームを所定の移動速度で作動させることができるワイパモータを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a wiper motor that can operate a wiper arm at a predetermined moving speed when the wiper arm stopped at an intermediate position is restarted .
本発明のワイパモータは、アマチュア軸を備えたモータ本体と前記アマチュア軸の回転を減速して出力軸から出力する減速機構とを備え、前記出力軸の回転が伝達機構を介して伝達されるワイパアームが上反転位置と下反転位置との間で揺動駆動し、そのワイパアームに取り付けられているワイパブレードが車両のウインドガラスを払拭するように構成されているワイパモータであって、周方向に並ぶ複数の磁極を備えた環状に形成され、前記アマチュア軸に固定される第1のセンサマグネットと、前記第1のセンサマグネットに対向して設けられ、前記アマチュア軸の回転速度に応じた周期のパルス信号を出力する回転センサと、周方向に並ぶ一対の磁極を備え、前記出力軸と同軸に該出力軸に固定されて該出力軸とともに回転する第2のセンサマグネットと、前記第2のセンサマグネットに対向して設けられ、前記出力軸の基準位置からの回転角度に応じた角度検出信号を出力する絶対位置センサと、前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記ワイパアームが前記下反転位置にあると認識し、かつ、前記ワイパアームを前記下反転位置から中間位置を経て前記上反転位置に向けて移動するにあたり、前記ワイパアームを前記下反転位置から前記中間位置に向けて移動するときは、前記回転センサから入力されるパルス信号に基づいて、前記アマチュア軸の回転速度を認識するとともに、目標速度マップを参照して前記ワイパアームの移動速度を増加させるように、前記モータ本体の速度制御を行う一方、前記ワイパアームを前記中間位置から前記上反転位置に向けて移動するときは、前記回転センサから入力されるパルス信号に基づいて、前記アマチュア軸の回転速度を認識するとともに、目標速度マップを参照して前記ワイパアームの移動速度を低下させるように、前記モータ本体の速度制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。
本発明のワイパモータは、前記ワイパアームは、第1のワイパブレードが取り付けられた第1のワイパアームと、第2のワイパブレードが取り付けられた第2のワイパアームとを含み、前記モータ本体は、前記第1のワイパアームを揺動駆動する第1のモータ本体と、前記第2のワイパアームを揺動駆動する第2のモータ本体とを含み、前記第1のワイパブレードの払拭範囲と前記第2のワイパブレードの払拭範囲とが重なるように構成されており、前記制御手段は、前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記第1のワイパアームおよび前記第2のワイパアームがともに前記下反転位置から前記上反転位置に向けて作動することを認識したときに、先行する側のワイパアームに対して、追従する側のワイパアームが所定の角度だけ遅れて作動するように、前記第1のモータ本体および前記第2のモータ本体の角度差制御を行う手段を含むことを特徴とする。
本発明のワイパモータは、前記出力軸が正逆回転するタイプであり、前記制御手段は、前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記ワイパアームが前記上反転位置まで達したことを認識すると、前記モータ本体の回転方向を反転させて前記ワイパアームを前記上反転位置から前記下反転位置に向けて移動させる制御を行う一方、前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記ワイパアームが前記下反転位置まで達したことを認識すると、前記モータ本体の回転方向を反転させて前記ワイパアームを前記下反転位置から前記上反転位置に向けて移動させる制御を行う手段を含むことを特徴とする。
The wiper motor of the present invention includes a motor body having an armature shaft and a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the armature shaft and outputs it from an output shaft , and a wiper arm that transmits the rotation of the output shaft via a transmission mechanism is provided. swings driven between the upper reversal position and lower reversal position, the wiper blade attached to the wiper arm is a wiper motor that is configured to wipe the window glass of a vehicle, a plurality arranged in a circumferential direction A first sensor magnet formed in an annular shape having a magnetic pole and fixed to the armature shaft, and provided opposite to the first sensor magnet, a pulse signal having a period corresponding to the rotational speed of the armature shaft A rotation sensor for outputting and a pair of magnetic poles arranged in the circumferential direction; a second sensor that is fixed to the output shaft coaxially with the output shaft and rotates with the output shaft; And capacitors magnet provided opposite to the second sensor magnet, and the absolute position sensor which outputs the angle detection signal corresponding to the rotation angle from the reference position of the output shaft, the angle inputted from the absolute position sensor Based on the detection signal, the wiper arm is recognized as being in the lower inversion position, and when the wiper arm is moved from the lower inversion position through the intermediate position toward the upper inversion position, the wiper arm is in the lower inversion position. When moving from a position toward the intermediate position, the rotational speed of the armature shaft is recognized based on a pulse signal input from the rotation sensor, and the movement speed of the wiper arm is determined with reference to a target speed map. The speed of the motor body is controlled so as to increase, while the wiper arm is turned upside down from the intermediate position. When moving toward the position, the rotational speed of the armature shaft is recognized based on the pulse signal input from the rotation sensor, and the moving speed of the wiper arm is decreased with reference to the target speed map. And a control means for controlling the speed of the motor body .
In the wiper motor of the present invention, the wiper arm includes a first wiper arm to which a first wiper blade is attached, and a second wiper arm to which a second wiper blade is attached, and the motor body includes the first wiper arm. A first motor body that swings and drives the wiper arm, and a second motor body that swings and drives the second wiper arm, and the wiping range of the first wiper blade and the second wiper blade The wiping range is configured to overlap with the wiping range, and the control means is configured so that both the first wiper arm and the second wiper arm are moved from the lower inverted position based on an angle detection signal input from the absolute position sensor. When it is recognized that the actuator operates toward the upper reversal position, a wiper arm on the side to follow follows the wiper arm on the preceding side. To operate the angle only delayed, characterized in that it comprises a means for performing the angular difference control of the first motor main body and the second motor body.
The wiper motor of the present invention is a type in which the output shaft rotates forward and backward, and the control means confirms that the wiper arm has reached the upper reverse position based on an angle detection signal input from the absolute position sensor. When recognizing, while performing a control to reverse the rotation direction of the motor body and move the wiper arm from the upper reverse position to the lower reverse position, based on the angle detection signal input from the absolute position sensor, Recognizing that the wiper arm has reached the lower reversal position, means for reversing the rotation direction of the motor body and moving the wiper arm from the lower reversal position toward the upper reversal position. Features.
本発明のワイパモータは、前記回転センサはホール素子センサであることを特徴とする。 In the wiper motor of the present invention, the rotation sensor is a Hall element sensor.
本発明のワイパモータは、前記絶対位置センサは磁気抵抗素子センサであることを特徴とする。 The wiper motor of the present invention is characterized in that the absolute position sensor is a magnetoresistive element sensor.
本発明のワイパモータは、前記制御手段は複数の電気部品を備えた制御基板であり、前記制御基板は前記減速機構を収容するギヤケースの内部に収容され、前記回転センサと前記絶対位置センサは前記制御基板上に設けられることを特徴とする。 In the wiper motor of the present invention, the control means is a control board having a plurality of electrical components, the control board is housed in a gear case housing the speed reduction mechanism, and the rotation sensor and the absolute position sensor are the control board. It is provided on a substrate.
本発明によれば、絶対位置センサにより出力軸の基準位置からの回転角度を検出するようにしたので、ワイパアームが途中位置で停止した状態からの再始動時でも出力軸の回転角度からワイパアームの絶対位置を認識することができる。したがって、この絶対位置センサにより検出された出力軸の回転角度に応じてモータ本体の作動を制御することにより、再始動時にワイパアームを所定のパターンで正確に作動させることができる。また、絶対位置センサに加えてアマチュア軸の回転速度に応じた周期のパルス信号を出力する回転センサを設けるようにしたので、この回転センサからのパルス信号に基づいてモータ本体の速度制御を精度よく行うことができる。具体的には、ワイパアームを下反転位置から上反転位置に向けて移動するにあたり、ワイパアームを下反転位置から中間位置に向けて移動するときは、目標速度マップを参照してワイパアームの移動速度を増加させるように、モータ本体の速度制御を行う。さらに、ワイパアームを中間位置から上反転位置に向けて移動するときは、目標速度マップを参照してワイパアームの移動速度を低下させるように、モータ本体の速度制御を行う。
本発明によれば、第1のワイパアームおよび第2のワイパアームがともに下反転位置から上反転位置に向けて作動することを認識したときに、絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、先行する側のワイパアームの絶対位置及び追従する側のワイパアームの絶対位置を認識するとともに、先行する側のワイパアームに対して、追従する側のワイパアームが所定の角度だけ遅れて作動するように、第1のモータ本体および第2のモータ本体の角度差制御を行う。
本発明によれば、絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、ワイパアームが上反転位置まで達したことを認識すると、モータ本体の回転方向を反転させてワイパアームを上反転位置から下反転位置に向けて移動させる制御を行う。一方、絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、ワイパアームが下反転位置まで達したことを認識すると、モータ本体の回転方向を反転させてワイパアームを下反転位置から上反転位置に向けて移動させる制御を行う。
According to the present invention, since the rotation angle from the reference position of the output shaft is detected by the absolute position sensor, the absolute angle of the wiper arm is determined from the rotation angle of the output shaft even when the wiper arm is restarted from a state where the wiper arm is stopped at an intermediate position. The position can be recognized. Therefore, by controlling the operation of the motor body according to the rotation angle of the output shaft detected by the absolute position sensor, the wiper arm can be accurately operated in a predetermined pattern at the time of restart. In addition to the absolute position sensor, a rotation sensor that outputs a pulse signal with a period corresponding to the rotation speed of the armature shaft is provided. Therefore, the speed control of the motor body is accurately performed based on the pulse signal from the rotation sensor. It can be carried out. Specifically, when moving the wiper arm from the lower inversion position to the upper inversion position, when moving the wiper arm from the lower inversion position to the intermediate position, refer to the target speed map and increase the movement speed of the wiper arm. The speed of the motor body is controlled so that Further, when the wiper arm is moved from the intermediate position toward the upper reversal position, the speed of the motor body is controlled so as to reduce the movement speed of the wiper arm with reference to the target speed map .
According to the present invention, when it is recognized that both the first wiper arm and the second wiper arm operate from the lower inversion position toward the upper inversion position, based on the angle detection signal input from the absolute position sensor, The absolute position of the preceding wiper arm and the absolute position of the following wiper arm are recognized, and the following wiper arm operates with a predetermined angle behind the preceding wiper arm. The angle difference between the motor main body and the second motor main body is controlled.
According to the present invention, when it is recognized that the wiper arm has reached the upper reverse position based on the angle detection signal input from the absolute position sensor, the rotation direction of the motor body is reversed and the wiper arm is reversed from the upper reverse position. Control to move to the position. On the other hand, when recognizing that the wiper arm has reached the lower reverse position based on the angle detection signal input from the absolute position sensor, the rotation direction of the motor body is reversed to move the wiper arm from the lower reverse position to the upper reverse position. Control to move.
本発明によれば、回転センサとしてホール素子センサを用いるようにしたので、簡単な構成でアマチュア軸の回転速度を検出することができる。 According to the present invention, since the Hall element sensor is used as the rotation sensor, the rotational speed of the amateur shaft can be detected with a simple configuration.
本発明によれば、絶対位置センサとして磁気抵抗素子センサを用いるようにしたので、簡単な構成で出力軸の基準位置からの回転角度を正確に検出することができる。 According to the present invention, since the magnetoresistive sensor is used as the absolute position sensor, the rotation angle of the output shaft from the reference position can be accurately detected with a simple configuration.
本発明によれば、制御手段をギヤケース内に収容される制御基板として構成し、この制御基板に回転センサと絶対位置センサとを設けるようにしたので、回転センサや絶対位置センサによる検出構造を簡素化してこのワイパモータを小型化することができる。 According to the present invention, the control means is configured as a control board accommodated in the gear case, and the rotation sensor and the absolute position sensor are provided on the control board. Therefore, the detection structure using the rotation sensor and the absolute position sensor is simplified. Thus, the wiper motor can be reduced in size.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態であるワイパモータを備えたワイパ装置を示す説明図であり、このワイパ装置11は、車両のウインドガラス(フロントガラス)12に付着した雨水等を拭き取って運転者の視界を確保するために設けられている。
FIG. 1 is an explanatory view showing a wiper device provided with a wiper motor according to an embodiment of the present invention. This
ワイパ装置11は運転席側つまりDR側のワイパブレード13aが取り付けられるDR側のワイパアーム14aと、助手席側つまりAS側のワイパブレード13bが取り付けられるAS側のワイパアーム14bとを有し、それぞれのワイパアーム14a,14bは、その基端部において車体に揺動自在に支持されるワイパ軸15a,15bに取り付けられ、それぞれのワイパ軸15a,15bとともに所定の角度範囲で揺動するようになっている。また、それぞれのワイパアーム14a,14bには図示しない弾機が装着され、各ワイパブレード13a,13bはこの弾機により付勢されてウインドガラス12に弾圧的に接触するようになっている。
The
それぞれのワイパ軸15a,15bは車体の左右両側部に配置され、それぞれのワイパブレード13a,13bはウインドガラス12の左右両側の上反転位置と中央部の下反転位置との間の払拭範囲で揺動するようになっている。つまり、このワイパ装置11の払拭パターンは対向払拭型つまりオーバーラップ型となっている。対向払拭型の払拭パターンにあっては、下反転位置ではそれぞれのワイパブレード13a,13bが上下に重なることになるが、その位置ではDR側のワイパブレード13aがAS側のワイパブレード13bに対して上側となって重合するようになっている。これは、各ワイパブレード13a,13bが下反転位置に向かって払拭する時に、前記重合部位においてAS側のワイパブレード13bの払拭によってできるDR側の視界領域内の円弧状の拭き後12bを、後から追従するDR側のワイパブレード13aにより払拭するために設定されるものである。そして、各ワイパブレード13a,13bが下反転位置に達した時に、最終的にDR側のワイパブレード13aによる拭き後12aはAS側の視界領域に位置することになり、DR側の視界領域を効果的に確保することになる。
The
DR側のワイパアーム14aを揺動駆動するために、車体にはDR側のワイパモータ21aが装着されている。DR側のワイパモータ21aは出力軸22aが所定の範囲で揺動する正逆回転タイプとなっており、その出力軸22aには伝達機構としてのクランクアーム23aが固定され、クランクアーム23aは伝達機構としての連結ロッド24aを介して伝達機構としてのDR側のワイパ軸15aに固定された伝達機構としての駆動レバー25aに連結されている。これにより、DR側のワイパモータ21aが作動してその出力軸22aが揺動すると、その揺動運動がクランクアーム23aと連結ロッド24aと駆動レバー25aとDR側のワイパ軸15aと伝達機構としてのDR側のワイパアーム14aとを介してDR側のワイパブレード13aに伝達されて当該ワイパブレード13aが揺動駆動されるようになっている。同様に、AS側のワイパアーム14bを揺動駆動するために、車体にはAS側のワイパモータ21bが装着されている。AS側のワイパモータ21bは出力軸22bが所定の範囲で揺動する正逆回転タイプとなっており、その出力軸22bには伝達機構としてのクランクアーム23bが固定され、クランクアーム23bは伝達機構としての連結ロッド24bを介して伝達機構としてのAS側のワイパ軸15bに固定された伝達機構としての駆動レバー25bに連結されている。これにより、AS側のワイパモータ21bが作動してその出力軸22bが揺動すると、その揺動運動がクランクアーム23bと連結ロッド24bと駆動レバー25bとAS側のワイパ軸15bと伝達機構としてのAS側のワイパアーム14bとを介してAS側のワイパブレード13bに伝達されて当該ワイパブレード13bが揺動駆動されるようになっている。このように、このワイパ装置11では、各ワイパブレード13a,13bは別々のワイパモータ21a,21bにより揺動駆動されるようになっている。
In order to swing the
次に、各ワイパモータ21a,21bの構造について説明するが、DR側のワイパモータ21aとAS側のワイパモータ21bとは基本的に同様の構造となっているので、以下では主にDR側のワイパモータ21aに基づいて説明する。
Next, the structure of each of the
図2は図1に示すDR側のワイパモータの詳細を示す断面図であり、このDR側のワイパモータ21aは減速機構付き電動モータとなっており、モータ本体31と減速機32とを有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of the DR side wiper motor shown in FIG. 1. The DR
モータ本体31はいわゆるブラシ付き直流モータとなっており、有底筒状に形成されたモータヨーク33を有し、このモータヨーク33の内部にはアマチュア軸34aを備えたアマチュア34が回転自在に収容されている。また、アマチュア軸34aにはコミュテータ35が固定され、このコミュテータ35にはブラシホルダ36に保持された一対のブラシ37(図中では一方のみを示す)が摺接している。そして、ブラシ37を介してアマチュア34に駆動電流が供給されると、その駆動電流の向きに応じてアマチュア軸34aが正転または逆転方向に回転するようになっている。
The motor
一方、減速機32はギヤケース38を有しており、このギヤケース38はバスタブ状に形成された金属製のケース本体38aとケース本体38aを閉塞する樹脂製のカバー38bとを備え、ケース本体38aにおいてモータ本体31のモータヨーク33に固定されている。ギヤケース38の内部には減速機構41が収容されており、アマチュア軸34aの回転はこの減速機構41により所定の回転数にまで減速して出力軸22aから出力されるようになっている。減速機構41はウォームギヤ機構となっており、これを構成するウォーム41aはケース本体38aの内部に突出するアマチュア軸34aの外周面に一体に形成され、ウォーム41aに噛み合うウォームホイル41bはケース本体38aの内部に突出する出力軸22aの基端部に固定されている。また、ケース本体38aにはボス部38cが設けられ、出力軸22aはこのボス部38cに回転自在に支持され、その先端部はギヤケース38の外部に突出して前述のクランクアーム23aに連結されるようになっている。
On the other hand, the
モータ本体31の作動を制御するために、このワイパモータ21aには制御手段としての制御基板42が設けられている。制御基板42は配線が施された基板42a上にCPUやメモリ等の制御系の素子やFET等のパワー系の素子等の複数の電気部品42b(図中には一つのみ示す)が搭載された構造となっており、カバー38bの内側に固定された状態でギヤケース38の内部に収容されている。また、図1に示すように、制御基板42は運転席に設けられるワイパスイッチ43を介して車両に搭載されたバッテリ(電源)44に接続され、ワイパスイッチ43がオンされるとバッテリ44から駆動電流が供給されるようになっている。
In order to control the operation of the
アマチュア軸34aの回転を検出するために、図2に示すように、アマチュア軸34aには第1のセンサマグネット45が固定され、制御基板42には一対の回転センサ46a,46bが設けられている。また、出力軸22aの基準位置Ps1からの回転角度a1(図1参照。また、AS側のワイパモータ21bにおいては出力軸22bの基準位置Ps2からの回転角度a2)を検出するために、出力軸22aの基端部には第2のセンサマグネット47が固定され、制御基板42の所定箇所には絶対位置センサ48が設けられている。そして、制御基板42は、回転センサ46a,46bから入力されるパルス信号Sp1,Sp2と絶対位置センサ48から入力される角度検出信号Saとに基づいて、モータ本体31の作動を制御するようになっている。
In order to detect the rotation of the
図3は図2に示す回転センサの詳細を示す断面図であり、図4は図3に示す回転センサが出力するパルス信号を示す線図である。 3 is a cross-sectional view showing details of the rotation sensor shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram showing a pulse signal output from the rotation sensor shown in FIG.
第1のセンサマグネット45は多極着磁マグネットとなっており、軸心に取付孔45aを備えた環状(リング状)に形成され、その外周にはN極とS極とが周方向に交互に並ぶように10極の磁極が着磁されている。そして、第1のセンサマグネット45は取付孔45aにおいてアマチュア軸34aに嵌合固定されて、アマチュア軸34aとともに回転するようになっている。
The
一方、各回転センサ46a,46bはそれぞれホール素子センサ(ホールIC)となっており、図3に示すように、各回転センサ46a,46bはそれぞれ互いに所定の間隔を空けて制御基板42上に固定され、第1のセンサマグネット45の外周面に対向している。これにより、アマチュア軸34aが回転すると、図4に示すように、各回転センサ46a,46bからはアマチュア軸34aの回転速度に応じた周期pのパルス信号Sp1,Sp2が出力される。また、各回転センサ46a,46bは所定の間隔を空けて配置されているので、それぞれの回転センサ46a,46bから出力されるパルス信号Sp1,Sp2の位相は互いに90度ずれ、また、そのずれ方向はアマチュア軸34aの回転方向に応じて反転するようになっている。なお、ホール素子センサとは磁界の変化を電圧の変化として検出する非接触式の磁気センサである。
On the other hand, each
各回転センサ46a,46bは制御基板42に設けられる図示しないCPUに配線を介して接続されており、各回転センサ46a,46bが出力するパルス信号Sp1,Sp2はCPUに入力されるようになっている。そして、各回転センサ46a,46bからパルス信号Sp1,Sp2が入力されると、制御基板42は各パルス信号Sp1,Sp2の出現順に基づいてアマチュア軸34aの回転方向を認識するとともに、各パルス信号Sp1,Sp2の周期pに基づいてアマチュア軸34aの回転速度を認識し、これらの認識情報に基づいてモータ本体31の作動を制御するようになっている。
The
図5は図2に示す絶対位置センサの詳細を示す断面図であり、図6は図5に示す絶対位置センサが出力する角度検出信号を示す線図である。 5 is a sectional view showing details of the absolute position sensor shown in FIG. 2, and FIG. 6 is a diagram showing an angle detection signal output by the absolute position sensor shown in FIG.
図5に示すように、第2のセンサマグネット47は切頭円錐状に形成されており、その外周には周方向に並ぶ一対の磁極が着磁されている。また、第2のセンサマグネット47は出力軸22aと同軸となるように当該出力軸22aの基端部に制御基板42に対向して固定されており、これにより、出力軸22aが回転すると第2のセンサマグネット47は出力軸22aとともに回転するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
一方、絶対位置センサ48は磁気抵抗素子センサ(MRセンサ)となっており、図5に示すように、この絶対位置センサ48は直方体状に形成される本体部48aと本体部48aから突出する一対の電極48bとを備えている。そして、絶対位置センサ48は、本体部48aが第2のセンサマグネット47と同軸となって当該第2のセンサマグネット47の軸方向端面に対向するように制御基板42上に固定されている。これにより、出力軸22aが回転すると、図6に示すように、絶対位置センサ48からは出力軸22aの基準位置Ps1からの回転角度a1に応じた角度検出信号Saが出力される。本実施の形態においては、ワイパアーム14aの下反転位置に対応する位置が基準位置Ps1とされており、この基準位置Ps1からワイパアーム14aの上反転位置に対応する位置まで出力軸22aが回転すると、その回転角度a1に比例した角度検出信号Saが絶対位置センサ48から出力される。つまり、絶対位置センサ48は、ワイパアーム14aの下反転位置に対応する位置と上反転位置に対応する位置との間における出力軸22aの回転角度a1に比例した角度検出信号Saを出力するようになっている。なお、磁気抵抗センサとは磁界の変化を電気抵抗の変化として検出する非接触式の磁気センサである。
On the other hand, the
絶対位置センサ48の電極48bはそれぞれ制御基板42に設けられる図示しないCPUに配線を介して接続されており、CPUには絶対位置センサ48からの角度検出信号Saが入力されるようになっている。そして、絶対位置センサ48から角度検出信号Saが入力されると、制御基板42はその角度検出信号Saに基づいて出力軸22aの回転角度a1つまりワイパアーム14aの絶対位置を認識し、この認識情報に基づいてモータ本体31の作動を制御するようになっている。
The
図1に示すように、DR側のワイパモータ21aの制御基板42とAS側のワイパモータ21bの制御基板42は互いに通信線51a,51bにより接続されており、DR側のワイパモータ21aの絶対位置センサ48が検出した角度検出信号SaはAS側のワイパモータ21bの制御基板42に入力され、AS側のワイパモータ21bの絶対位置センサ48が検出した角度検出信号SaはDR側のワイパモータ21aの制御基板42に入力されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
次に、このような構成のワイパモータ21aの作動について説明する。
Next, the operation of the
図1に示すように、DR側のワイパアーム14aが下反転位置にあるときには、制御基板42は絶対位置センサ48からの角度検出信号Saに基づいてワイパアーム14aが下反転位置つまり基準位置Ps1にあると認識している。そして、この状態からワイパスイッチ43がオンされると、制御基板42はワイパアーム14aを上反転位置に向けて移動させるようにモータ本体31を作動させる。モータ本体31が作動すると、制御基板42は回転センサ46a,46bからのパルス信号Sp1,Sp2に基づいてアマチュア軸34aの回転速度を認識し、認識した回転速度を目標速度マップに参照して、モータ本体31の速度制御を行うようになっている。この速度制御においては、例えば、ワイパアーム14aが下反転位置から中間位置に向けて移動するときには徐々にその移動速度を増加させ、途中位置から上反転位置に向けて移動するときには徐々にその移動速度を低下させるように制御される。これにより、ワイパアーム14aを所定の移動速度で移動させることができる。なお、目標速度マップは予め実験等に基づいて作成されて図示しないメモリ内に格納されている。
As shown in FIG. 1, when the
ワイパアーム14aが上反転位置にまで達すると、制御基板42は絶対位置センサ48からの角度検出信号Saに基づいてワイパアーム14aが上反転位置に達したことを認識し、モータ本体31の作動方向を反転させてワイパアーム14aを上反転位置から下反転位置に向けて移動させるようにモータ本体31を作動させる。そして、この工程においても、制御基板42により回転センサ46a,46bからのパルス信号Sp1,Sp2に基づいたモータ本体31の速度制御が同様に行われる。
When the
ワイパアーム14aが下反転位置に達すると、制御基板42は絶対位置センサ48からの角度検出信号Saに基づいてワイパアーム14aが下反転位置に達したことを認識し、モータ本体31の作動方向を再度反転させてワイパアーム14aを下反転位置から上反転位置に向けて移動させるようにモータ本体31を作動させる。以下、同様の工程を繰り返すことにより、DR側のワイパモータ21aによりDR側のワイパアーム14aが所定の角度範囲で揺動駆動されることになる。
When the
このように、ワイパモータ21aは、回転センサ46a,46bから入力されるパルス信号Sp1,sp2と絶対位置センサ48から入力される角度検出信号Saとに基づいて、制御基板42によりモータ本体31の作動が制御されるようになっている。また、AS側のワイパアーム14bを揺動駆動するAS側のワイパモータ21bも同様に、回転センサ46a,46bから入力されるパルス信号Sp1,sp2と絶対位置センサ48から入力される角度検出信号Saとに基づいて制御基板42によりモータ本体31の作動が制御され、これにより、AS側のワイパアーム14bを所定の角度範囲で揺動駆動するようになっている。
As described above, the
また、このワイパ装置11では、各ワイパモータ21a,21bに駆動されるワイパアーム14a,14bが互いに干渉することを防止するために、各ワイパモータ21a,21bを角度差制御により制御するようにしている。つまり、各ワイパモータ21a,21bに設けられる絶対位置センサ48からの角度検出信号Saを目標角度差マップに参照することにより、各ワイパモータ21a,21bの制御基板42は、先行する側のワイパアーム(下反転位置から上反転位置に向けて移動する場合はAS側のワイパアーム14b、上反転位置から下反転位置に向けて移動する場合はDR側のワイパアーム14a)に対して追従する側のワイパアームが所定の角度だけ遅れて作動するように、当該モータ本体31の作動を制御する。なお、目標角度差マップは予め実験等に基づいて作成されて図示しないメモリ内に格納されている。
Further, in the
ここで、出力軸22aの回転角度a1を検出する絶対位置センサ48は、出力軸22aに固定された第2のセンサマグネット47に対して回転することにより生じる磁気抵抗の変化に応じてその角度検出信号Saを変化させる磁気センサであるので、給電された状態であれば、常に正確な角度検出信号Saを出力することができる。したがって、このワイパモータ21aでは、ワイパアーム14aが途中位置で停止した状態で制御基板42や絶対位置センサ48への給電が停止され、再度給電が開始された場合であっても、ワイパモータ21aの再始動時には出力軸22aの回転角度a1つまりワイパアーム14aの絶対位置を正確に検出して、ワイパアーム14aを所定のパターンで正確に作動させることができる。
Here, the
このように、このワイパモータ21a,21bでは、絶対位置センサ48により出力軸22a,22bの基準位置からの回転角度a1,a2を検出し、検出した回転角度a1,a2に基づいてモータ本体31の作動を制御するようにしたので、途中位置で停止した状態からの再始動時でも出力軸22a,22bの回転角度a1,a2からワイパアーム14a,14bの絶対位置を正確に検出して、再始動時にワイパアーム14a,14bを所定のパターンで正確に作動させることができる。また、絶対位置センサ48に加えてアマチュア軸34aの回転速度に応じた周期のパルス信号Sp1,sp2を出力する回転センサ46a,46bを設け、これらの回転センサ46a,46bからのパルス信号Sp1,sp2に基づいてモータ本体31の作動を制御するようにしたので、このワイパモータ21a,21bの速度制御を精度よく行うことができる。
Thus, in the
また、このワイパモータ21a,21bでは、回転センサ46a,46bとしてホール素子センサを用いるようにしたので、簡単な構成でアマチュア軸34aの回転速度を検出することができる。
In the
さらに、このワイパモータ21a,21bでは、絶対位置センサ48として磁気抵抗素子センサを用いるようにしたので、簡単な構成で出力軸22a,22bの基準位置Ps1,ps2からの回転角度a1,a2を正確に検出することができる。
Further, in the
さらに、このワイパモータ21a,21bでは、ギヤケース38の内部に収容される制御基板42に回転センサ46a,46bと絶対位置センサ48とを固定するようにしたので、回転センサ46a,46bや絶対位置センサ48による検出構造を簡素化して、このワイパモータ21a,21bを小型化することができる。
Further, in the
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。例えば、本実施の形態においては、ワイパモータ21a,21bはアマチュア軸34aを正逆回転させてワイパアーム14a,14bを揺動駆動する正逆回転タイプとなっているが、これに限らず、アマチュア軸34aが一方向にのみ回転する一方向回転タイプのワイパモータに本発明を適用するようにしてもよい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、回転センサ46a,46bはホール素子センサとされているが、これに限らず、第1のセンサマグネット45の回転速度に応じたパルス信号を出力することができるものであれば、例えば磁気抵抗素子センサ等、他の磁気センサを用いるようにしてもよい。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態においては、絶対位置センサ48は磁気抵抗素子センサとされているが、これに限らず、第2のセンサマグネット47に対向して出力軸22a,22bの回転角度a1,a2に応じた角度検出信号Saを出力することができるものであれば、他の磁気センサを用いるようにしてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the
11 ワイパ装置
12 ウインドガラス
12a,12b 拭き後
13a DR側のワイパブレード
13b AS側のワイパブレード
14a DR側のワイパアーム
14b AS側のワイパアーム
15a,15b ワイパ軸
21a DR側のワイパモータ
21b AS側のワイパモータ
22a,22b 出力軸
23a,23b クランクアーム
24a,24b 連結ロッド
25a,25b 駆動レバー
31 モータ本体
32 減速機
33 モータヨーク
34 アマチュア
34a アマチュア軸
35 コミュテータ
36 ブラシホルダ
37 ブラシ
38 ギヤケース
38a ケース本体
38b カバー
38c ボス部
41 減速機構
41a ウォーム
41b ウォームホイル
42 制御基板(制御手段)
42a 基板
42b 電気部品
43 ワイパスイッチ
44 バッテリ
45 第1のセンサマグネット
45a 取付孔
46a,46b 回転センサ
47 第2のセンサマグネット
48 絶対位置センサ
48a 本体部
48b 電極
51a,51b 通信線
Ps1,Ps2 基準位置
a1,a2 回転角度
Sp1,Sp2 パルス信号
Sa 角度検出信号
p 周期
DESCRIPTION OF
Claims (6)
周方向に並ぶ複数の磁極を備えた環状に形成され、前記アマチュア軸に固定される第1のセンサマグネットと、
前記第1のセンサマグネットに対向して設けられ、前記アマチュア軸の回転速度に応じた周期のパルス信号を出力する回転センサと、
周方向に並ぶ一対の磁極を備え、前記出力軸と同軸に該出力軸に固定されて該出力軸とともに回転する第2のセンサマグネットと、
前記第2のセンサマグネットに対向して設けられ、前記出力軸の基準位置からの回転角度に応じた角度検出信号を出力する絶対位置センサと、
前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記ワイパアームが前記下反転位置にあると認識し、かつ、前記ワイパアームを前記下反転位置から中間位置を経て前記上反転位置に向けて移動するにあたり、前記ワイパアームを前記下反転位置から前記中間位置に向けて移動するときは、前記回転センサから入力されるパルス信号に基づいて、前記アマチュア軸の回転速度を認識するとともに、目標速度マップを参照して前記ワイパアームの移動速度を増加させるように、前記モータ本体の速度制御を行う一方、前記ワイパアームを前記中間位置から前記上反転位置に向けて移動するときは、前記回転センサから入力されるパルス信号に基づいて、前記アマチュア軸の回転速度を認識するとともに、目標速度マップを参照して前記ワイパアームの移動速度を低下させるように、前記モータ本体の速度制御を行う制御手段とを有することを特徴とするワイパモータ。 A motor body having an amateur shaft and a speed reducing mechanism that decelerates the rotation of the armature shaft and outputs it from the output shaft , and the wiper arm to which the rotation of the output shaft is transmitted via the transmission mechanism is in the upper reverse position and the lower reverse position. swing drive between a position, wiper blade attached to the wiper arm is a wiper motor that is configured to wipe the window glass of the vehicle,
A first sensor magnet formed in an annular shape having a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction and fixed to the armature shaft;
A rotation sensor provided opposite to the first sensor magnet and outputting a pulse signal having a period according to a rotation speed of the armature shaft;
A second sensor magnet having a pair of magnetic poles arranged in a circumferential direction, fixed to the output shaft coaxially with the output shaft, and rotating together with the output shaft;
An absolute position sensor that is provided facing the second sensor magnet and outputs an angle detection signal corresponding to a rotation angle from a reference position of the output shaft;
Based on the angle detection signal input from the absolute position sensor, the wiper arm is recognized as being in the lower inversion position, and the wiper arm is moved from the lower inversion position through the intermediate position toward the upper inversion position. In moving the wiper arm from the lower inverted position toward the intermediate position, the rotational speed of the armature shaft is recognized based on the pulse signal input from the rotation sensor, and the target speed map is set. The speed of the motor main body is controlled so as to increase the movement speed of the wiper arm with reference to the rotation sensor when the wiper arm is moved from the intermediate position toward the upper reverse position. Based on the pulse signal, the rotational speed of the amateur shaft is recognized and the target speed map is referred to To reduce the moving speed of the serial wiper arm, a wiper motor, characterized in that a control means for controlling the speed of said motor body.
前記モータ本体は、前記第1のワイパアームを揺動駆動する第1のモータ本体と、前記第2のワイパアームを揺動駆動する第2のモータ本体とを含み、
前記第1のワイパブレードの払拭範囲と前記第2のワイパブレードの払拭範囲とが重なるように構成されており、
前記制御手段は、前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記第1のワイパアームおよび前記第2のワイパアームがともに前記下反転位置から前記上反転位置に向けて作動することを認識したときに、先行する側のワイパアームに対して、追従する側のワイパアームが所定の角度だけ遅れて作動するように、前記第1のモータ本体および前記第2のモータ本体の角度差制御を行う手段を含むことを特徴とするワイパモータ。 The wiper motor according to claim 1, wherein the wiper arm includes a first wiper arm to which a first wiper blade is attached, and a second wiper arm to which a second wiper blade is attached.
The motor body includes a first motor body that swings and drives the first wiper arm, and a second motor body that swings and drives the second wiper arm,
The wiping range of the first wiper blade and the wiping range of the second wiper blade are configured to overlap,
The control means recognizes that both the first wiper arm and the second wiper arm operate from the lower reverse position toward the upper reverse position based on an angle detection signal input from the absolute position sensor. Means for controlling the angle difference between the first motor main body and the second motor main body so that the following wiper arm operates with a predetermined angle behind the preceding wiper arm. A wiper motor comprising:
前記制御手段は、前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記ワイパアームが前記上反転位置まで達したことを認識すると、前記モータ本体の回転方向を反転させて前記ワイパアームを前記上反転位置から前記下反転位置に向けて移動させる制御を行う一方、前記絶対位置センサから入力される角度検出信号に基づいて、前記ワイパアームが前記下反転位置まで達したことを認識すると、前記モータ本体の回転方向を反転させて前記ワイパアームを前記下反転位置から前記上反転位置に向けて移動させる制御を行う手段を含むことを特徴とするワイパモータ。 The wiper motor according to claim 1 or 2, wherein the output shaft rotates forward and backward.
When the control means recognizes that the wiper arm has reached the upper reversal position based on the angle detection signal input from the absolute position sensor, the control means reverses the rotation direction of the motor body to move the wiper arm to the upper reversal position. While performing control to move from the reversal position toward the lower reversal position, when recognizing that the wiper arm has reached the lower reversal position based on the angle detection signal input from the absolute position sensor, the motor body A wiper motor comprising means for controlling the rotation direction of the wiper arm to move the wiper arm from the lower reverse position toward the upper reverse position .
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