JP6085512B2 - ワイパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイパ装置に関する。

ワイパ装置は、車内のウオッシャスイッチをオンにすることにより、ウオッシャタンク内の洗浄液を搬送するウオッシャモータが作動して、ウオッシャタンク内の洗浄液を車両のフロントガラスに噴射する。また、ウオッシャスイッチをオンにすることにより、ワイパを駆動させるワイパモータを前述の洗浄液の噴射と連動して作動させ、ワイパブレードをフロントガラス上で所定の回数にて往復回動させる。

特許文献１に記載のワイパ制御装置は、ウオッシャスイッチがオンになると所定の時間ウオッシャモータが作動して洗浄液を噴射すると共に、ウオッシャモータの作動に連動してワイパモータが作動を開始する。さらにウオッシャモータの作動が終了して洗浄液の噴射が停止した後は、ワイパモータはワイパブレードがフロントガラス上で所定の回数にて往復回動するように作動する。

特開２００７−４５１８７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のワイパ制御装置は、ウオッシャモータの作動が終了した時点で、フロントガラス上でのワイパブレードの位置が一定ではないという問題点があった。したがってウオッシャモータの作動終了時のワイパブレードの位置によっては、その後のワイパブレードの往復回動で洗浄液の払拭不足が生じる、又は洗浄液が完全に払拭された後もワイパブレードが往復回動することで不快なビビリ音が生じる等のおそれがあった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、ワイパブレードが所定の位置に至るまで洗浄液の噴射を継続すると共に、洗浄液の噴射終了後に所定の回数でワイパブレードを回動可能なワイパ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のワイパ装置は、所定の回転角で正回転及び逆回転してワイパアームを介して連結されたワイパブレードを窓ガラス上で回動させるワイパモータと、前記ワイパモータの回転角を検知する検知手段と、タンク内の洗浄液を前記タンクと所定の配管を介して連通されたノズルから前記窓ガラス上に噴射させるウオッシャモータと、スイッチの操作により前記ウオッシャモータ及び前記ワイパモータの作動を開始すると共に、前記スイッチがオンになっている期間よりも長い期間前記ウオッシャモータを作動させて洗浄液を噴射させ、前記検知手段が検知した前記ワイパモータの回転角から算出した前記ワイパブレードの前記窓ガラス上の位置に基づいて、前記ワイパブレードが下反転位置を基準とした前記下反転位置から上反転位置への片道回動である第１の所定の回動を第１の所定の回数行って前記上反転位置に至った際に前記ウオッシャモータの作動を停止させ、かつ前記ワイパブレードが前記上反転位置を基準とした前記上反転位置から前記下反転位置への片道回動である第２の所定の回動を第２の所定の回数行って前記下反転位置に至るまで前記ワイパモータを作動させる制御手段と、を備えている。

このワイパ装置によれば、制御手段は、検知手段が検知したワイパモータの回転角からワイパブレードの窓ガラス上の位置を算出し、該算出した位置に基づいて洗浄液の噴射のタイミング及びワイパモータの作動を制御している。

制御手段は、ワイパブレードが第１の所定の回動を第１の所定の回数行って所定の位置に達した時に洗浄液の噴射を停止し、該停止後にワイパブレードが第２の所定の回動を第２の所定の回数行うように制御する。かかる制御により、ワイパブレードが所定の位置に至るまで洗浄液の噴射を継続すると共に、洗浄液の噴射終了後に所定の回数でワイパブレードを回動できる。

請求項２に記載のワイパ装置は、請求項１に記載のワイパ装置において、前記第１の所定の回動及び前記第２の所定の回動は、前記ワイパブレードが前記下反転位置から上反転位置で反転して前記下反転位置に至る往復回動であり、前記所定の位置は前記下反転位置である。

このワイパ装置によれば、制御手段は、ワイパブレードが作動開始から第１の所定の回動としての往復回動を第１の所定の回数行って下反転位置に至るまでウオッシャモータによる洗浄液の噴射を継続する制御をしている。また、制御手段は、洗浄液の噴射終了後にワイパブレードが第２の所定の回動としての往復回動を第２の所定の回数行うようにワイパモータを制御している。かかる制御により、ワイパブレードが所定の位置に至るまで洗浄液の噴射を継続すると共に、洗浄液の噴射終了後に所定の回数でワイパブレードを回動できる。

請求項３に記載のワイパ装置は、請求項１又は２に記載のワイパ装置において、前記制御手段は、前記スイッチがオンになった後、所定期間継続して前記ウオッシャモータを作動させる。

このワイパ装置によれば、制御手段は、スイッチオンにより継続してウオッシャモータを作動させることにより、フロントガラスを十分に洗浄できる。

本発明の実施の形態に係るワイパ装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るワイパ装置のタイミングチャートの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るワイパ装置のワイパ制御回路の処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るワイパ装置の洗浄液の噴射が完了する直前の状態の一例を示した模式図である。 本発明の実施の形態に係るワイパ装置の洗浄液の噴射が完了する直前の状態の変形例を示した模式図である。

図１は、本実施の形態に係るワイパ装置１０の構成を示す概略図である。ワイパ装置１０は、例えば、乗用自動車等の車両に備えられたフロントガラス１２を払拭するためのものであり、一対のワイパ１４及び１６と、ワイパモータ１８と、リンク機構２０と、ワイパ制御回路２２とを備えている。

ワイパ１４及び１６は、それぞれワイパアーム２４及び２６とワイパブレード２８及び３０とにより構成されている。ワイパアーム２４及び２６の基端部は、後述するピボット軸４２及び４４に各々固定されており、ワイパブレード２８及び３０は、ワイパアーム２４及び２６の先端部に各々固定されている。

ワイパ１４及び１６は、ワイパアーム２４及び２６の回動に伴ってワイパブレード２８及び３０がフロントガラス１２上を往復回動し、ワイパブレード２８及び３０がフロントガラス１２を払拭する。

ワイパモータ１８は、主にウォームギアで構成された減速機構５２を介して、正逆回転可能な出力軸３２を有し、リンク機構２０は、クランクアーム３４と、第１リンクロッド３６と、一対のピボットレバー３８及び４０と、一対のピボット軸４２及び４４と、第２リンクロッド４６とを備えている。

クランクアーム３４の一端側は、出力軸３２と固定されており、クランクアーム３４の他端側は、第１リンクロッド３６の一端側と回動可能に連結されている。また、第１リンクロッド３６の他端側は、ピボットレバー３８のピボット軸４２を有する端とは異なる端寄りのカ所に回動可能に連結されており、ピボットレバー３８のピボット軸４２を有する端とは異なる端及びピボットレバー４０におけるピボットレバー３８の当該端に対応する端には、第２リンクロッド４６の両端がそれぞれ回動可能に連結されている。

また、ピボット軸４２及び４４は、車体に設けられた図示しないピボットホルダによって回動可能に支持されており、ピボットレバー３８及び４０におけるピボット軸４２及び４４を有する端は、ピボット軸４２及び４４を介してワイパアーム２４及び２６が各々固定されている。

本実施の形態に係るワイパ装置１０では、出力軸３２が回動範囲θで正逆回転されると、この出力軸３２の回転力がリンク機構２０を介してワイパアーム２４及び２６に伝達され、このワイパアーム２４及び２６の往復回動に伴ってワイパブレード２８及び３０がフロントガラス１２上における下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間で往復回動をする。

ワイパモータ１８には、ワイパモータ１８の回転を制御するためのワイパ制御回路２２が接続されている。

本実施の形態に係るワイパ制御回路２２は、例えば、ワイパモータ１８を作動させるための電流をＰＷＭ制御によって生成してワイパモータ１８に供給する駆動回路を有している。

ワイパモータ１８がブラシレスＤＣモータであれば、駆動回路は、スイッチング素子にＭＯＳＦＥＴを使用したインバータ回路を含み、ワイパ制御回路２２内に設けられたマイクロコンピュータの制御によって、所定のデューティ比の電流を出力する。

本実施の形態に係るワイパモータ１８は、前述のように減速機構５２を有しているので、出力軸３２の回転速度及び回転角は、ワイパモータ本体の回転速度及び回転角と同一ではない。しかしながら、本実施の形態では、ワイパモータ本体と減速機構５２は一体不可分に構成されているので、以下、出力軸３２の回転速度及び回転角を、ワイパモータ１８の回転速度及び回転角とみなすものとする。

ワイパモータ１８の減速機構５２内にはセンサが設けられている。センサは出力軸３２に連動して回転するマグネットの磁界（磁力）を検出するための素子（例えばホールＩＣ）を含んで構成されている。センサからのセンサ信号は、ワイパ制御回路２２に入力される。

また、本実施の形態に係るワイパ制御回路２２は、前述のセンサ信号に含まれているセンサが検知した出力軸３２の回転角からワイパブレード２８及び３０のフロントガラス１２上における位置を算出可能である。

また、本実施の形態に係るワイパ装置１０は、ウオッシャタンク内の洗浄液をウオッシャタンクと所定の配管を介して連通されたノズルからフロントガラス１２上に噴射させるためにウオッシャタンク内の洗浄液を搬送するウオッシャモータ５６を備えている。ウオッシャモータ５６は、ワイパモータ１８ほど厳密に回転速度を制御する必要はないので、小型化が可能なＤＣブラシ付モータでよい。ウオッシャモータ５６が作動すると、ウオッシャノズル５８、６０から洗浄液が噴射され、フロントガラス１２上には噴射領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が形成される。

スイッチボックス５０は、電源５４からワイパモータ１８及びウオッシャモータ５６に供給される電力をオン又はオフするための複数のスイッチを備えた装置である。

スイッチボックス５０は、以下のように、ワイパスイッチとウオッシャスイッチとを備えている。ワイパスイッチは、ワイパブレード２８、３０を、低速で回動させる低速作動モード選択位置、高速で回動させる高速作動モード選択位置、一定周期で間欠的に回動させる間欠作動モード選択位置、格納（停止）モード選択位置に切替可能である。また、ウオッシャスイッチはオンすることにより、ウオッシャモータ５６を作動させてフロントガラス１２に洗浄液を噴射すると共に、ワイパブレード２８、３０が所定の回数にてフロントガラス上を往復回動するようにワイパモータ１８を作動させる。スイッチボックス５０は、ワイパスイッチの各モードの選択位置に応じた信号又はウオッシャスイッチがオンになった信号をワイパ制御回路２２に出力する。

ワイパスイッチから各モードの選択位置に応じて出力された信号又はウオッシャスイッチがオンになった信号がワイパ制御回路２２に入力されると、ワイパ制御回路２２は、各々の信号に基づいて、ワイパモータ１８又はウオッシャモータ５６を制御する。

図２は、本発明の実施の形態に係るワイパ装置１０のタイミングチャートの一例を示す図である。図２では、ワイパスイッチがオフの状態、すなわちワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２で停止している状態でウオッシャスイッチがオンになった場合を示している。図２の上部にはワイパブレード２８、３０のフロントガラス１２上での位置が記されている。本実施の形態では、ワイパモータ１８の減速機構５２内に設けられたセンサによってフロントガラス１２上でのワイパブレード２８、３０の位置を検出している。

図２の下部には時間ｔ０〜ｔ８が示されているが、この時間は、例えばワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２から上反転位置Ｐ１に移動した場合、又はｔ１のようにワイパモータ１８が作動を開始した等の事象が変化した時点を示すものである。ｔ０〜ｔ８の各々の時間の間は等間隔ではないが、図２では、便宜上、略等間隔で描いている。

また、図２の「Ｎ１」は、本実施の形態において洗浄液が噴射される期間を表している。本実施の形態で、Ｎ１は、時間ｔ０でワイパブレード２８、３０が停止している状態から、時間ｔ１でワイパモータ１８が作動を開始し、時間ｔ２でワイパブレードが上反転位置で反転し、さらに時間ｔ３で下反転位置に戻るまでであるとする。

ワイパ制御回路２２は、時間ｔ０にウオッシャスイッチがオンになって時間ｔ１でワイパモータ１８の作動を開始させる。ワイパモータ１８の作動をウオッシャモータ５６の作動よりも遅延させるのは、フロントガラス１２上に洗浄席が適宜噴射された状態でワイパブレード２８、３０を往復回動させる必要があるからである。ワイパモータ１８の作動をウオッシャモータ５６の作動よりも遅延させるタイミングである時間ｔ０とｔ１の差分は、洗浄液の噴射が開始されてからフロントガラス１２を十分に濡らす状態になるまでの時間である。ｔ０とｔ１の差分は洗浄液の単位時間での噴射量又はフロントガラス１２の面積等の条件に左右されるので、過去の複数の事例に基づいたシミュレーション等によって推定し、さらには試験等を通じて実験的に決定することが好ましい。

ワイパ制御回路２２は、時間ｔ１でワイパモータ１８が作動を開始してワイパブレード２８、３０を回動させる。ワイパ制御回路２２は、ワイパモータ１８の減速機構５２内に設けられたセンサによってフロントガラス１２上でのワイパブレード２８、３０の位置を検出し、ワイパブレード２８、３０が上反転位置Ｐ１で反転して下反転位置Ｐ２に戻ってきた時間ｔ３でウオッシャモータ５６の作動を停止して、洗浄液の噴射を停止する。

本実施の形態では、ウオッシャモータ５６に連動してワイパモータ１８が作動を開始し回動を始めたワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２から上反転位置Ｐ１で反転等した後に所定の位置に至るまでの回動を第１の所定の回動とする。本実施の形態では、第１の所定の回動を第１の所定の回数行うまでウオッシャモータ５６を作動させる。

第１の所定の回動は上記では、下反転位置Ｐ２から上反転位置Ｐ１で反転して下反転位置Ｐ２に至る往復回動であり、所定の位置は下反転位置Ｐ２となる。しかしながら、第１の所定の回動は下反転位置Ｐ２から上反転位置Ｐ１まで又は上反転位置Ｐ１から下反転位置Ｐ２までの片道回動でもよい。第１の所定の回数は、第１の所定の回動が往復回動の場合、上記では１回だが、洗浄液でフロントガラス１２を十分に洗浄する必要がある等の場合には、第１の所定の回数は２回以上であってもよい。また、第１の所定の回動が往復回動ではなく片道回動の場合には、当該片道回動を１回又は３回行うことにより、後述の変形例のように所定の位置を上反転位置Ｐ１とすることも可能である。

ワイパ制御回路２２は、ワイパブレード２８、３０が、時間ｔ４で上反転位置Ｐ１に達し、時間ｔ５で下反転位置Ｐ２に戻り、時間ｔ６で上反転位置Ｐ１に達し、時間ｔ７で下反転位置Ｐ２に戻ってくるまでワイパモータ１８を作動させる。そして、時間ｔ７でワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に戻ってきた時にワイパモータ１８を停止して、ウオッシャスイッチがオンになったことをトリガとする一連の処理を終了する。

本実施の形態では、洗浄液の噴射終了時のワイパブレード２８、３０の位置である下反転位置Ｐ２を所定の位置とし、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２から上反転位置Ｐ１で反転して下反転位置Ｐ２に戻る往復回動を第２の所定の回動とする。本実施の形態では、第２の所定の回動を第２の所定の回数行う。第２の所定の回数は、上記では２回だが、噴射した洗浄液を払拭するのに十分であれば１回でよいし、噴射した洗浄液が多い等の場合には、第２の所定の回数は２回を超える回数でもよい。

なお、第２の所定の回動は下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間の片道回動でもよい。第１の所定の回動が往復回動ではなく片道回動で、洗浄液の噴射が終了した時のワイパブレード２８、３０の位置である所定の位置が上反転位置Ｐ１の場合には、第２の所定の回動も片道回動とする。かかる片道回動を第２の所定の回数として奇数回行うことにより、後述の変形例のようにワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に至るまでワイパモータ１８を作動させることができる。

以上、説明したように、図２では、ワイパ制御回路２２は、ワイパブレード２８、３０の位置を減速機構５２内に設けられたセンサによって検出し、ウオッシャモータ５６を停止させるタイミング及びワイパモータ１８を停止させるタイミングを決定している。図２では、ワイパブレード２８、３０が最初に往復回動する間は洗浄液を噴射するようにウオッシャモータ５６を作動させ、洗浄液の噴射が停止した後も、ワイパブレード２８、３０を下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１とを２往復させている。

図２に示したように、ワイパブレード２８、３０がまず１往復する間に洗浄液を噴射種することにより、ワイパブレード２８、３０で払拭するに足るだけの洗浄液をフロントガラス１２上に噴射することができる。また、洗浄液の噴射が停止した後にワイパブレード２８、３０を２回往復回動することにより、フロントガラス１２上の洗浄液を払拭することが可能となる。

図３は、本実施の形態に係るワイパ装置１０のワイパ制御回路２２の処理の一例を示すフローチャートである。ステップ３００では、ウオッシャスイッチがオンになったか否かが判定され、肯定判定の場合には、ステップ３０２でウオッシャモータ５６の作動を開始する。

ステップ３０４では、ウオッシャモータ５６の作動開始から若干の時間差を経てワイパモータ１８の作動を開始する。ステップ３０６では、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２から回動を開始し、上反転位置Ｐ１で反転して下反転位置Ｐ２に戻ってきたか否かを減速機構５２内に設けられたセンサの検知結果に基づいて判定する。ステップ３０６で肯定判定の場合には、ステップ３０８でウオッシャモータ５６を停止して、洗浄液の噴射を停止する。

ステップ３１０では、ウオッシャモータ５６が停止した後にワイパブレードが下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１とを所定の回数にて往復したか否かを判定する。本実施の形態では、所定の回数は２回とする。ステップ３１０で肯定判定の場合には、ステップ３１２でワイパモータ１８を停止して、ウオッシャスイッチをオンにしたことをトリガとする一連の処理を終了する。

図４は、本実施の形態に係るワイパ装置１０の洗浄液の噴射が完了する直前の状態の一例を示した模式図である。図４は、ウオッシャモータ５６の作動により、ウオッシャノズル５８、６０から洗浄液が噴射され、フロントガラス１２上に噴射領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が形成された後に、ワイパブレード２８、３０は、下反転位置Ｐ２に達した状態である。ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２から反転する直前に洗浄液の噴射は停止し、その後は、下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１とを２往復して、下反転位置Ｐ２で停止する。

図５は、本実施の形態に係るワイパ装置１０の洗浄液の噴射が完了する直前の状態の変形例を示した模式図である。図５の変形例は、第１の所定の回動及び第２の所定の回動が下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間の片道回動の場合を示している。

図５の変形例では、洗浄液の噴射を、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２から片道回動を第１の所定の回数として１回、３回又は５回行って上反転位置Ｐ１に至るまで継続している。洗浄液を噴射する間にワイパブレード２８、３０が片道回動する回数は、フロントガラス１２が大きければ増加させた方が望ましい。単位時間での洗浄液の噴射量が少ない場合も洗浄液を噴射する間にワイパブレード２８、３０が片道回動する回数を増加させることが望ましい。

図５では、洗浄液の噴射が停止した後は、ワイパブレード２８、３０の片道回動を第２の所定の回数として１回、３回又は５回行ってワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に達するまでワイパモータ１８を作動させる。洗浄液の噴射後にワイパブレード２８、３０がフロントガラス１２上を片道回動する回数は、フロントガラス１２の面積等の条件に左右され得る。例えば、フロントガラス１２の面積が大きな場合には、洗浄液の噴射後にワイパブレード２８、３０の片道回動を５回行うようにしてもよい。

また、図５の変形例では、第１の所定の回動である片道回動を偶数回行うと、所定の位置は下反転位置Ｐ２となる。ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２から第２の所定の回動である片道回動を偶数回行うことにより、ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２に達するまでワイパモータ１８を作動させることができる。

本実施の形態では、ワイパモータ１８の減速機構５２に設けられたセンサが検出したワイパブレード２８、３０のフロントガラス１２上の位置に基づいて、洗浄液の噴射及び洗浄液の噴射後のワイパブレード２８、３０の回動を制御している。かかる制御により、ワイパブレード２８、３０が上反転位置Ｐ１又は下反転位置Ｐ２に達した時のような、回動の節目となるタイミングで、洗浄液の噴射及び当該噴射の停止、並びにワイパブレード２８、３０の所定の回動の回数を任意に設定できる。

１０・・・ワイパ装置、１２・・・フロントガラス、１４，１６・・・ワイパ、１８・・・ワイパモータ、２０・・・リンク機構、２２・・・ワイパ制御回路、２４，２６・・・ワイパアーム、２８，３０・・・ワイパブレード、３２・・・出力軸、３４・・・クランクアーム、３６・・・リンクロッド、３８・・・ピボットレバー、４０・・・ピボットレバー、４２，４４・・・ピボット軸、４６・・・リンクロッド、５０・・・スイッチボックス、５２・・・減速機構、５４・・・電源、５６・・・ウオッシャモータ、５８、６０・・・ウオッシャノズル、Ｐ１・・・上反転位置、Ｐ２・・・下反転位置、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４・・・噴射領域

Claims (3)

1. 所定の回転角で正回転及び逆回転してワイパアームを介して連結されたワイパブレードを窓ガラス上で回動させるワイパモータと、
   前記ワイパモータの回転角を検知する検知手段と、
   タンク内の洗浄液を前記タンクと所定の配管を介して連通されたノズルから前記窓ガラス上に噴射させるウオッシャモータと、
   スイッチの操作により前記ウオッシャモータ及び前記ワイパモータの作動を開始すると共に、前記スイッチがオンになっている期間よりも長い期間前記ウオッシャモータを作動させて洗浄液を噴射させ、前記検知手段が検知した前記ワイパモータの回転角から算出した前記ワイパブレードの前記窓ガラス上の位置に基づいて、前記ワイパブレードが下反転位置を基準とした前記下反転位置から上反転位置への片道回動である第１の所定の回動を第１の所定の回数行って前記上反転位置に至った際に前記ウオッシャモータの作動を停止させ、かつ前記ワイパブレードが前記上反転位置を基準とした前記上反転位置から前記下反転位置への片道回動である第２の所定の回動を第２の所定の回数行って前記下反転位置に至るまで前記ワイパモータを作動させる制御手段と、
   を備えたワイパ装置。
2. 前記第１の所定の回動及び前記第２の所定の回動は、前記ワイパブレードが前記下反転位置から上反転位置で反転して前記下反転位置に至る往復回動であり、前記所定の位置は前記下反転位置である請求項１に記載のワイパ装置。
3. 前記制御手段は、前記スイッチがオンになった後、所定期間継続して前記ウオッシャモータを作動させる請求項１又は２に記載のワイパ装置。

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