JP6372958B2 - Wiper system - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等に搭載される車両用ワイパ装置の制御技術に関し、特に、ワイパブレードが通常の停止位置以外の場所で停止した場合における再起動動作に適用して有効な制御技術に関する。   The present invention relates to a control technique for a vehicle wiper device mounted on an automobile or the like, and more particularly to a control technique effective when applied to a restart operation when a wiper blade stops at a place other than a normal stop position.

自動車等の車両には、雨天時等における運転者の視界を確保するため、ウインドシールド(フロントガラス)に付着した雨や、前車からの飛沫を拭き取るワイパ装置が設けられている。ワイパ装置は、ワイパ駆動装置によって揺動制御されるワイパアームを有しており、ワイパアームの先端には、ウインドシールドに当接するワイパブレードが装着されている。ワイパアームは、リンク機構によってモータの回転運動を往復運動に変えることにより揺動し、ワイパアームが往復運動することにより、ウインドシールド上にてワイパブレードが払拭動作を行う。   A vehicle such as an automobile is provided with a wiper device that wipes off rain adhered to a windshield (windshield) and splashes from a front vehicle in order to secure a driver's field of view in rainy weather. The wiper device has a wiper arm that is swing-controlled by a wiper driving device, and a wiper blade that contacts the windshield is attached to the tip of the wiper arm. The wiper arm swings by changing the rotational movement of the motor to a reciprocating movement by the link mechanism, and the wiper blade performs a wiping operation on the windshield by the reciprocating movement of the wiper arm.

自動車等のワイパ装置では、従来より、ガラス面上におけるワイパアームの現在位置を検出し、この検出データに基づいて、ワイパブレードを上下反転位置間にて往復払拭動作させるシステムが知られている(例えば、特許文献1)。このようなワイパ装置では、ワイパアームの動作制御に際し、ワイパアームの角度位置に対応して、アームの目標速度が設定されている。ワイパ制御装置は、ワイパアームの現在位置を検出すると共に、検出したアーム現在位置と前記目標速度に基づいてワイパモータをフィードバック制御し、ワイパブレードは、フィードバック制御の下、上下反転位置間にて往復払拭動作を行う。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a wiper device such as an automobile, a system is known in which a current position of a wiper arm on a glass surface is detected, and a wiper blade is reciprocated between upside down positions based on the detected data (for example, Patent Document 1). In such a wiper apparatus, when controlling the operation of the wiper arm, the target speed of the arm is set corresponding to the angular position of the wiper arm. The wiper control device detects the current position of the wiper arm, and feedback-controls the wiper motor based on the detected current arm position and the target speed, and the wiper blade performs a reciprocating wiping operation between the upside down positions under the feedback control. I do.

特開2007−126149号公報JP 2007-126149 A 特開2009−113555号公報JP 2009-113555 A

一方、ワイパ装置では、作動中にイグニッションスイッチがオフされると、ワイパアームが通常の停止位置ではない場所に停止してしまう場合がある。このような場合、運転者側(DR側)と助手席側(AS側)をそれぞれ別個のモータを用いて同期動作させるワイパ装置では、ブレード位置を認識できないままワイパ装置を再起動させて通常動作を始めると、ブレード同士が干渉してしまうおそれがある。特に、DR側とAS側のブレードが入れ替わってしまっている場合、再起動直後にブレード同士が干渉し、システムが停止してしまうおそれがある。また、1モータ駆動型のタンデム式ワイパ装置においても、再起動時のブレード位置が把握できない場合、再起動後の動きが不安定になるおそれがある。   On the other hand, in the wiper device, if the ignition switch is turned off during operation, the wiper arm may stop at a place other than the normal stop position. In such a case, in the wiper device that operates the driver side (DR side) and the passenger seat side (AS side) synchronously using separate motors, the wiper device is restarted without recognizing the blade position, and normal operation is performed. When starting, there is a possibility that the blades may interfere with each other. In particular, when the DR side and AS side blades are switched, the blades may interfere with each other immediately after restarting, and the system may be stopped. Further, even in a 1-motor driven tandem wiper device, if the blade position at the time of restart cannot be grasped, the motion after restart may be unstable.

従って、ワイパ装置では、ワイパブレードの現在位置を知り、ブレードの入れ替わりの有無を認識することが、再起動後の干渉発生を防止するためには必要となる。このため、従来のワイパ装置では、モータの作動角度を検出するため、MRセンサ等の絶対角度センサが使用されているが、かかるセンシング方式は、非常に高価な素子を使用する必要があり、システムコストが増大するという問題があった。   Therefore, in the wiper device, it is necessary to know the current position of the wiper blade and recognize the presence / absence of blade replacement in order to prevent the occurrence of interference after restart. For this reason, in the conventional wiper device, an absolute angle sensor such as an MR sensor is used in order to detect the operating angle of the motor. However, such a sensing method requires the use of a very expensive element. There was a problem that the cost increased.

本発明の目的は、簡素な構成でありながら、ワイパブレードの位置を的確に検出し得るワイパ装置の制御技術を提供し、もってシステムコストの低減を図ることにある。   An object of the present invention is to provide a wiper apparatus control technique that can accurately detect the position of a wiper blade with a simple configuration, thereby reducing system cost.

本発明のワイパシステムは、払拭面上にて往復払拭動作を行う2つのワイパブレードと、前記ワイパブレードを往復払拭動させるための電動モータと、前記電動モータの動作を制御する制御手段と、を有してなるワイパシステムであって、前記電動モータは、回転軸と、該回転軸に形成されたギヤ部と噛合する減速ギヤと、前記回転軸の回転に伴って信号を出力する第1センサ部と、前記減速ギヤの回転に伴って信号を出力する第2センサ部と、を備え、前記第1センサ部は、前記回転軸に取り付けられた第1センサマグネットと、該第1センサマグネットの回転に伴い所定の信号を出力する第1磁気センサと、を備え、前記第2センサ部は、前記減速ギヤに取り付けられた第2センサマグネットと、該第2センサマグネットの回転に伴い所定の信号を出力する第2磁気センサと、を備え、前記第1センサマグネットはリング状に形成され、周方向に沿って複数の磁極が配置されており、前記回転軸と共に回転し、前記第1磁気センサは、前記第1センサマグネットと対向して配置され、対向する前記第1センサマグネットの磁極の極性の変化に伴ってパルス信号を出力し、前記第2センサマグネットは円板状に形成され、前記減速ギヤと共に回転し、周方向に沿って不等ピッチにて磁極が配置されると共に、線対称に設けられた2つの磁極群を有し、該磁極群は、磁極幅が徐々に狭まるように複数個の磁極が不等ピッチで交互に配列されており、前記第2磁気センサは、前記第2センサマグネットと対向して、前記第2センサマグネットの周方向に沿って180°離れた位置に対称に2個配置され、対向する前記第2センサマグネットの磁極の極性によって異なる信号を出力し、前記制御手段は、2つの前記第2磁気センサにて検出される前記第2センサマグネットの磁極の切り替わり時間の差に基づいて、前記払拭面上において前記ワイパブレードが存在するエリアを検出することを特徴とする。
The wiper system of the present invention includes two wiper blades that perform a reciprocating wiping operation on a wiping surface, an electric motor for reciprocating the wiper blade, and a control unit that controls the operation of the electric motor. The electric motor includes a rotating shaft, a reduction gear that meshes with a gear portion formed on the rotating shaft, and a first sensor that outputs a signal along with the rotation of the rotating shaft. And a second sensor unit that outputs a signal along with the rotation of the reduction gear. The first sensor unit includes a first sensor magnet attached to the rotating shaft, and a first sensor magnet. A first magnetic sensor that outputs a predetermined signal along with the rotation, and the second sensor unit includes a second sensor magnet attached to the reduction gear, and a position associated with the rotation of the second sensor magnet. The first sensor magnet is formed in a ring shape, a plurality of magnetic poles are arranged along the circumferential direction, and rotates together with the rotating shaft. The magnetic sensor is disposed to face the first sensor magnet, outputs a pulse signal in accordance with a change in polarity of the magnetic pole of the opposed first sensor magnet, and the second sensor magnet is formed in a disc shape. rotates with the reduction gear, the circumferential directionally arranged poles at unequal pitches along Rutotomoni has two pole group provided in line symmetry, the magnetic pole group are pole width is narrowed gradually A plurality of magnetic poles are alternately arranged at unequal pitches, and the second magnetic sensor faces the second sensor magnet and is separated by 180 ° along the circumferential direction of the second sensor magnet. Symmetric to position The control means outputs a different signal depending on the polarity of the magnetic poles of the second sensor magnets opposed to each other, and the control means switches the magnetic poles of the second sensor magnets detected by the two second magnetic sensors. An area where the wiper blade is present on the wiping surface is detected based on a time difference .

本発明にあっては、第2センサ部の第2センサマグネットに周方向に沿って不等ピッチにて磁極を配置し、第2センサマグネットと対向して配置した2個の第2磁気センサからの出力信号の組み合わせに基づいて、ワイパブレードが存在する払拭面上のエリアを検出する。これにより、高価なセンサ類を用いることなく、安価な構成によってワイパブレードの位置を把握できる。従って、簡素な構成でありながら、異常停止から通常制御への復帰を確実に行うことができ、システムコストの低減が図られる。   In the present invention, magnetic poles are arranged at unequal pitches along the circumferential direction in the second sensor magnet of the second sensor unit, and the two second magnetic sensors arranged opposite to the second sensor magnet are used. The area on the wiping surface where the wiper blade exists is detected based on the combination of the output signals. Thereby, the position of the wiper blade can be grasped by an inexpensive configuration without using expensive sensors. Therefore, although the configuration is simple, the return from the abnormal stop to the normal control can be surely performed, and the system cost can be reduced.

前記ワイパシステムにおいて、前記2つのワイパブレードは前記払拭面に対向して配置されると共に、前記ワイパブレードの払拭領域を4つのエリアに分割し前記制御手段は、前記ワイパブレードが前記4つのエリアのうち何れのエリアに存在するのかを検出するようにしても良い。
In the wiper system, together with the two wiper blades are arranged to face the wiping surface, it divides the wiping region of the wiper blade into four areas, the control means, wherein the wiper blade is the four areas It may be possible to detect which area is present.

この場合、前記制御手段は、前記2つのワイパブレードについて、各々の前記ワイパブレードが存在すると検出された前記エリアに基づいて、前記ワイパブレードの前後関係を検出し、該ワイパブレードの入れ替わりの有無を判定しても良い。また、前記制御手段は、前記2つのワイパブレードが同じ前記エリア内に存在すると検出された場合は、前記ワイパブレードを上反転位置方向に作動させ、前記電動モータがロック状態となったとき、前記ワイパブレードの入れ替わりにより、前記ワイパブレード同士が当接したと判断し、通常制御時は後行側となる前記ワイパブレードを先行させて上反転位置方向に向かって作動させるようにしても良い。   In this case, for the two wiper blades, the control means detects the front-rear relationship of the wiper blades based on the areas where the wiper blades are detected, and determines whether the wiper blades are replaced. You may judge. In addition, when it is detected that the two wiper blades are present in the same area, the control unit operates the wiper blade in the upward reverse position direction, and when the electric motor is locked, It may be determined that the wiper blades are in contact with each other by replacing the wiper blades, and the normal wiper blades may be moved toward the upper reversal position in the normal control.

さらに、前記制御手段は、前記ワイパブレードが存在する前記エリアに基づいて、前記ワイパブレードの入れ替わりが検出された場合は、通常制御時は後行側となる前記ワイパブレードを先行させて上反転位置方向に向かって作動させるようにしても良い。加えて、前記制御手段は、前記ワイパブレードが存在する前記エリアに基づいて、前記ワイパブレードの入れ替わりが検出された場合であっても、前記ワイパブレード同士が干渉しない前記エリア内に前記ワイパブレードが存在する場合は、通常制御時と同様の順序にて前記ワイパブレードを上反転位置方向に向かって作動させるようにしても良い。   Further, when the wiper blade replacement is detected based on the area where the wiper blade is present, the control means causes the wiper blade on the following side to precede the upper wiper position during normal control. You may make it operate | move toward a direction. In addition, the control means may include the wiper blade in the area where the wiper blades do not interfere with each other even when the replacement of the wiper blade is detected based on the area where the wiper blade is present. If present, the wiper blades may be operated toward the upper reversal position in the same order as in normal control.

この場合、前記制御手段は、前記第2センサマグネットの磁極が切り替わる間に前記第1磁気センサから出力されるパルス信号を用いて、前記磁極の切り替わり時間の差を検出するようにしても良い。また、前記制御手段は、前記第2センサマグネットの磁極の切り替わり時間の差に所定の角度算出係数を乗じることにより前記第2センサマグネットの回転角度を算出し、前記ワイパブレードの位置を検出するようにしても良い。   In this case, the control means may detect a difference in switching time of the magnetic poles using a pulse signal output from the first magnetic sensor while the magnetic poles of the second sensor magnet are switched. Further, the control means calculates a rotation angle of the second sensor magnet by multiplying a difference in magnetic pole switching time of the second sensor magnet by a predetermined angle calculation coefficient, and detects the position of the wiper blade. Anyway.

本発明のワイパシステムにあっては、モータ回転軸の回転に伴って信号を出力する第1センサ部と、減速ギヤの回転に伴って信号を出力する第2センサ部を設け、第2センサ部の第2センサマグネットに周方向に沿って不等ピッチにて磁極を配置し、第2センサマグネットと対向して配置した2個の第2磁気センサからの出力信号に基づいて、ワイパブレードが存在する払拭面上のエリアを検出するようにしたので、高価なセンサ類を用いることなく、安価な構成によってワイパブレードの位置を把握でき、システムコストの低減を図ことが可能となる。   In the wiper system of the present invention, a first sensor unit that outputs a signal as the motor rotation shaft rotates and a second sensor unit that outputs a signal as the reduction gear rotates are provided. Magnetic poles are arranged at unequal pitches along the circumferential direction in the second sensor magnet of the magnet, and wiper blades exist based on output signals from the two second magnetic sensors arranged opposite to the second sensor magnet Since the area on the wiping surface to be detected is detected, the position of the wiper blade can be grasped by an inexpensive configuration without using expensive sensors, and the system cost can be reduced.

本発明の一実施形態であるワイパシステムの全体構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole structure of the wiper system which is one Embodiment of this invention. 電動モータの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of an electric motor. 磁気センサからの出力(極性判定)とワイパブレードが存在するエリアとの関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between the output (polarity determination) from a magnetic sensor, and the area where a wiper blade exists. 各ワイパブレードが存在するエリアの組み合わせを示す表である。It is a table | surface which shows the combination of the area where each wiper blade exists. ワイパ制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of a wiper control apparatus. 実施の形態1のワイパシステムにおける制御手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a control procedure in the wiper system according to the first embodiment. (a)は、本発明の実施の形態2であるワイパシステムに使用されるセンサマグネットの構成を示す説明図、(b)は(a)の状態からウォームホイールが90°回転した状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the structure of the sensor magnet used for the wiper system which is Embodiment 2 of this invention, (b) is a description which shows the state which the worm wheel rotated 90 degrees from the state of (a). FIG. 実施の形態2のワイパシステムにおける制御手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a control procedure in the wiper system according to the second embodiment.

(実施の形態1)
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は本発明の一実施形態であるワイパシステムの全体構成を示す説明図である。図1のワイパシステムは対向払拭型の装置構成となっており、運転席側(DR側)のワイパアーム1aと、助手席側(AS側)のワイパアーム1bが対向するように配置されている。各ワイパアーム1a,1bには、ワイパブレード2a,2b(以下、ブレード2a,2bと略記する)がそれぞれ取り付けられている。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。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a wiper system according to an embodiment of the present invention. The wiper system of FIG. 1 has a counter-wiping type device configuration, and is arranged so that the wiper arm 1a on the driver's seat side (DR side) and the wiper arm 1b on the passenger seat side (AS side) face each other. Wiper blades 2a and 2b (hereinafter abbreviated as blades 2a and 2b) are attached to the wiper arms 1a and 1b, respectively. The blades 2a, 2b are in elastic contact with the windshield 3 by spring members (not shown) or the like built in the wiper arms 1a, 1b.

車体には2つのワイパ軸(ピボット軸)4a,4bが設けられている。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。なお、符号における「a,b」は、それぞれ運転席側と助手席側に関連する部材や部分等であることを示している。ワイパアーム1a,1bを揺動運動させるため、当該システムにはPWM duty制御される2つ電動モータ6a,6b(以下、モータ6a,6bと略記する)が設けられている。モータ6a,6bは、モータ本体7と減速機構8とによって構成されている。   The vehicle body is provided with two wiper shafts (pivot shafts) 4a and 4b. The wiper arms 1a and 1b are respectively attached to the wiper shafts 4a and 4b at the base ends. Note that “a, b” in the reference numerals indicates members and portions related to the driver's seat side and the passenger seat side, respectively. In order to swing the wiper arms 1a and 1b, the system is provided with two electric motors 6a and 6b (hereinafter abbreviated as motors 6a and 6b) that are PWM duty controlled. The motors 6 a and 6 b are constituted by a motor body 7 and a speed reduction mechanism 8.

モータ6a,6bは、ワイパ制御装置(制御手段)10a,10bによって駆動制御され正逆回転する。モータ6aを駆動制御するワイパ制御装置10aは、車両側のコントローラであるECU11と車載LAN12を介して接続されている。ECU11からワイパ制御装置10aに対しては、ワイパスイッチのON/OFFや、Lo,Hi,INT(間欠作動)などのスイッチ情報やエンジン起動情報などがLAN12を介して入力される。ワイパ制御装置10a,10b同士の間は通信線13にて接続されている。   The motors 6a and 6b are driven and controlled by wiper control devices (control means) 10a and 10b and rotate forward and backward. A wiper control device 10a that drives and controls the motor 6a is connected to an ECU 11 that is a vehicle-side controller via an in-vehicle LAN 12. Switch information such as ON / OFF of a wiper switch, Lo, Hi, INT (intermittent operation), engine start information, and the like are input to the wiper control device 10a from the ECU 11 via the LAN 12. The wiper control devices 10a and 10b are connected by a communication line 13.

図1のワイパシステムでは、ブレード2a,2bの位置情報に基づいてモータ6a,6bがフィードバック制御(PI制御)される。ここでは、ブレード2a,2bの位置に対応して、両ブレードの目標速度が設定されており、予めマップ等の形でワイパ制御装置10a,10b内に格納されている。ワイパ制御装置10a,10bは、ブレード2a,2bの現在位置を検出すると共に、ワイパ軸4a,4bの回転速度からブレード2a,2bの移動速度を検出する。そして、現在のブレード2a,2bの速度と、当該位置におけるブレード2a,2bの目標速度とを比較し、目標速度と現在速度との差に応じて、適宜、モータ6a,6bを制御する。   In the wiper system of FIG. 1, the motors 6a and 6b are feedback-controlled (PI control) based on the position information of the blades 2a and 2b. Here, the target speeds of both blades are set corresponding to the positions of the blades 2a and 2b, and stored in advance in the wiper control devices 10a and 10b in the form of a map or the like. The wiper control devices 10a and 10b detect the current positions of the blades 2a and 2b, and also detect the moving speeds of the blades 2a and 2b from the rotational speeds of the wiper shafts 4a and 4b. Then, the current speeds of the blades 2a and 2b are compared with the target speeds of the blades 2a and 2b at the positions, and the motors 6a and 6b are appropriately controlled according to the difference between the target speed and the current speed.

このようなフィードバック制御を行うため、モータ6a,6bには、第1センサマグネット31を有する第1センサ部14と、第2センサマグネット32を有する第2センサ部15が設けられている(以下、第1センサマグネット31はマグネット31、第2センサマグネット32はセンサマグネット32と略記する)。図2は、モータ6aの構成を示す説明図である。なお、モータ6bも同様の構成となっている。図2に示すように、モータ6aのモータ本体7には、ロータ33が回転自在に配されている。ロータ33の回転軸34には、ウォーム35が形成されている。ウォーム35は、減速機構8に配されたウォームホイール(減速ギヤ)36と噛合している。ウォームホイール36は、ワイパアーム1aに接続されたワイパ軸4aに取り付けられている。   In order to perform such feedback control, the motors 6a and 6b are provided with a first sensor unit 14 having a first sensor magnet 31 and a second sensor unit 15 having a second sensor magnet 32 (hereinafter referred to as “the first sensor magnet 31”). The first sensor magnet 31 is abbreviated as a magnet 31, and the second sensor magnet 32 is abbreviated as a sensor magnet 32). FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the motor 6a. The motor 6b has the same configuration. As shown in FIG. 2, a rotor 33 is rotatably disposed on the motor body 7 of the motor 6a. A worm 35 is formed on the rotating shaft 34 of the rotor 33. The worm 35 meshes with a worm wheel (deceleration gear) 36 disposed in the speed reduction mechanism 8. The worm wheel 36 is attached to a wiper shaft 4a connected to the wiper arm 1a.

第1センサ部14のセンサマグネット31はリング状に形成されており、回転軸34に取り付けられている。センサマグネット31には、周方向に沿って、複数個の磁極(N,S極)が等分に形成されている。第1センサ部14では、センサマグネット31の外周近傍に、径方向に離間して2個の第1磁気センサ37,38(以下、磁気センサ37,38と略記する)が配置されている。磁気センサ37,38は、センサマグネット31の周方向に沿って、90°離れた位置に設けられている。磁気センサ37,38には、交番磁界検出用のホールICが使用され、両センサからは90°位相のずれたパルス信号が送信される(A相・B相)。磁気センサ37,38から出力されるパルスのカウント数からは、ワイパアーム1a,1bの作動量(作動角度)が算出される。また、信号の出力順序からは、回転軸34の回転方向が検出され、ワイパアーム1a,1b(ブレード2a,2b)の動作方向(往路か復路か)が把握される。   The sensor magnet 31 of the first sensor unit 14 is formed in a ring shape and is attached to the rotating shaft 34. A plurality of magnetic poles (N and S poles) are equally formed on the sensor magnet 31 along the circumferential direction. In the first sensor unit 14, two first magnetic sensors 37 and 38 (hereinafter, abbreviated as magnetic sensors 37 and 38) are arranged in the vicinity of the outer periphery of the sensor magnet 31 so as to be separated in the radial direction. The magnetic sensors 37 and 38 are provided at positions 90 degrees apart along the circumferential direction of the sensor magnet 31. Hall sensors for detecting alternating magnetic fields are used for the magnetic sensors 37 and 38, and pulse signals that are 90 ° out of phase are transmitted from both sensors (A phase and B phase). The amount of operation (operation angle) of the wiper arms 1a and 1b is calculated from the number of pulses output from the magnetic sensors 37 and 38. Further, from the signal output order, the rotation direction of the rotary shaft 34 is detected, and the operation direction (forward path or return path) of the wiper arms 1a, 1b (blades 2a, 2b) is grasped.

第2センサ部15のセンサマグネット32もまたリング状に形成されており、ウォームホイール36に取り付けられている。センサマグネット32には、周方向に沿って、2個の磁極32Nと32Sが形成されている。センサマグネット32は不等ピッチに着磁されており、磁極32Nが300°、磁極32Sが60°に形成されている。第2センサ部15では、センサマグネット32の端面近傍に、軸方向に離間して、2個の第2磁気センサ39,40(以下、磁気センサ39,40と略記する)が配置されている。磁気センサ39,40は、センサマグネット32の周方向に沿って30°離れた位置に設けられている。磁気センサ39,40には、一方向磁界検出用のホールICが使用され、例えば、S極が近接したとき所定の検出信号が出力される。ウォームホイール36が回転すると、それと共にセンサマグネット32も回転し、磁気センサ39,40に対向するセンサマグネット32の磁極が変化する。磁気センサ39,40からはその極性(N極orS極)に応じた信号が出力される(C相・D相)。   The sensor magnet 32 of the second sensor unit 15 is also formed in a ring shape and is attached to the worm wheel 36. In the sensor magnet 32, two magnetic poles 32N and 32S are formed along the circumferential direction. The sensor magnets 32 are magnetized at unequal pitches, and the magnetic pole 32N is formed at 300 ° and the magnetic pole 32S is formed at 60 °. In the second sensor unit 15, two second magnetic sensors 39 and 40 (hereinafter, abbreviated as magnetic sensors 39 and 40) are arranged in the vicinity of the end face of the sensor magnet 32 so as to be separated in the axial direction. The magnetic sensors 39 and 40 are provided at positions separated by 30 ° along the circumferential direction of the sensor magnet 32. For the magnetic sensors 39 and 40, a Hall IC for detecting a unidirectional magnetic field is used. For example, a predetermined detection signal is output when the south pole is close. When the worm wheel 36 rotates, the sensor magnet 32 also rotates with it, and the magnetic pole of the sensor magnet 32 facing the magnetic sensors 39 and 40 changes. A signal corresponding to the polarity (N pole or S pole) is output from the magnetic sensors 39 and 40 (C phase / D phase).

当該ワイパシステムでは、磁気センサ39,40から出力されるC相・D相の信号の組み合わせにより、両モータ6a,6bのセンサマグネット32の回転位置、すなわち、ブレード2a,2bが存在する位置(エリア)が検出される。図3は、磁気センサ39,40からの出力(極性判定)とブレード2a,2bが存在するエリアとの関係を示す表である。図3に示すように、磁気センサ39,40による極性判定の組み合わせには、(N,S),(S,S),(S,N),(N,N)の4組が存在する。前述のように、ウォームホイール36はワイパ軸4aに取り付けられており、センサマグネット32はワイパ軸4aと共に回転する。すなわち、センサマグネット32の回転角度は、ワイパアーム1a,1b(ブレード2a,2b)の動作角度に対応している。   In the wiper system, the rotational position of the sensor magnet 32 of both the motors 6a and 6b, that is, the position (area) where the blades 2a and 2b exist, by combining the C-phase and D-phase signals output from the magnetic sensors 39 and 40 ) Is detected. FIG. 3 is a table showing a relationship between outputs (polarity determination) from the magnetic sensors 39 and 40 and areas where the blades 2a and 2b exist. As shown in FIG. 3, there are four combinations (N, S), (S, S), (S, N), and (N, N) for combinations of polarity determination by the magnetic sensors 39 and 40. As described above, the worm wheel 36 is attached to the wiper shaft 4a, and the sensor magnet 32 rotates together with the wiper shaft 4a. That is, the rotation angle of the sensor magnet 32 corresponds to the operation angle of the wiper arms 1a and 1b (blades 2a and 2b).

そこで、ブレード2a,2bの動作角度に対応して4つのエリアを設け、各エリアごとに磁気センサ39,40によって検出される極性の組み合わせが変化するようセンサマグネット32の磁極を設定する。図3はその対応関係を示したものである。図1に示すように、ここでは、ブレード2a,2bが存在するエリアとして次の4つの領域が設定されている。
(1)格納位置S〜下反転位置L
(2)下反転位置L〜中央位置C
(3)中央位置C〜上反転手前位置PU
(4)上反転手前位置PU〜上反転位置U
この場合、エリア(1),(2)では、ブレード2a,2bの払拭範囲が重複しており、両者が干渉する可能性がある。これに対し、エリア(3)(4)では、ブレード2a,2bの払拭範囲は重複しておらず、両者は干渉しない。また、エリア(3)(4)の境界には、ブレード2a,2bの絶対位置を検出するため、リセットポジションRが設けられている。
Therefore, four areas are provided corresponding to the operating angles of the blades 2a and 2b, and the magnetic poles of the sensor magnet 32 are set so that the combination of the polarities detected by the magnetic sensors 39 and 40 changes for each area. FIG. 3 shows the correspondence. As shown in FIG. 1, here, the following four areas are set as areas where the blades 2a and 2b exist.
(1) Storage position S to lower inversion position L
(2) Lower inversion position L to center position C
(3) Center position C to upper reverse position PU
(4) Upper reverse position PU to upper reverse position U
In this case, in the areas (1) and (2), the wiping ranges of the blades 2a and 2b overlap, and there is a possibility that the two interfere with each other. On the other hand, in the areas (3) and (4), the wiping ranges of the blades 2a and 2b do not overlap and they do not interfere with each other. A reset position R is provided at the boundary between the areas (3) and (4) in order to detect the absolute positions of the blades 2a and 2b.

各エリア(1)〜(4)では、センサマグネット32にて検出される極性の組み合わせが異なっている。図3に示すように、エリア(1)では(N,S)、同(2)では(S,S)、同(3)では(S,N)、同(4)では(N,N)が磁気センサ39,40にて検出される。従って、磁気センサ39,40の出力信号を見ることにより、ブレード2a,2bが現在どのエリアにいるのかを把握することができる。これにより、当該システムでは、システム再起動時などにおいても、ブレード2a,2bの存在位置を把握でき、ブレード2a,2bが通常の停止位置(格納位置,下反転位置,上反転位置)に止まっているか否かを推定することができる。   In each of the areas (1) to (4), combinations of polarities detected by the sensor magnet 32 are different. As shown in FIG. 3, (N, S) in area (1), (S, S) in (2), (S, N) in (3), (N, N) in (4) Is detected by the magnetic sensors 39 and 40. Therefore, by looking at the output signals of the magnetic sensors 39 and 40, it is possible to grasp in which area the blades 2a and 2b are currently located. Thereby, in the system, even when the system is restarted, the positions of the blades 2a and 2b can be grasped, and the blades 2a and 2b stop at the normal stop positions (storage position, lower reverse position, upper reverse position). It can be estimated whether or not.

一方、ブレード2a,2bは、ワイパシステムが正常に作動している状態では、両者が同じエリアに存在するか、AS側がDR側よりも下(格納位置側)に存在する。そこで、ブレード2a,2bのそれぞれがどのエリアに存在するかを検出し、ブレードの入れ替わりが生じていないかどうかを検知する。図4は、各ブレード2a,2bが存在するエリアの組み合わせを示す表であり、図4においてハッチングが施されている関係の場合、DR側とAS側のブレード2a,2bが入れ替わっていることになる。   On the other hand, when the wiper system is operating normally, the blades 2a and 2b are both in the same area, or the AS side is below the DR side (storage position side). Therefore, it is detected in which area each of the blades 2a and 2b exists, and it is detected whether or not the blade is not replaced. FIG. 4 is a table showing combinations of areas in which the blades 2a and 2b exist. In the case of the hatched relationship in FIG. 4, the blades 2a and 2b on the DR side and AS side are switched. Become.

モータ6a,6bの制御情報は、通信線13を介してワイパ制御装置10a,10bの間で交換され、双方のブレードの位置関係に基づいて、モータ6a,6bが同期制御される。すなわち、ワイパ制御装置10a,10bは、まず、自身の側のブレード位置に基づきモータ6a,6bを正逆転制御する。同時にワイパ制御装置10a,10bは、両ブレード2a,2bのブレード位置情報に基づいてモータ6a,6bを制御し、ブレード同士が干渉したり、角度差が拡大したりしないようにワイパシステムを制御する。これにより、ブレード2a,2bが、払拭範囲5内の下反転位置Lと上反転位置Uとの間を揺動運動し、フロントガラス3に付着した雨や雪などが払拭される。   The control information of the motors 6a and 6b is exchanged between the wiper control devices 10a and 10b via the communication line 13, and the motors 6a and 6b are synchronously controlled based on the positional relationship between both blades. That is, the wiper control devices 10a and 10b first perform forward / reverse control of the motors 6a and 6b based on the blade position on its own side. At the same time, the wiper control devices 10a and 10b control the motors 6a and 6b based on the blade position information of both blades 2a and 2b, and control the wiper system so that the blades do not interfere with each other and the angle difference does not increase. . As a result, the blades 2 a and 2 b swing between the lower inversion position L and the upper inversion position U in the wiping range 5, and rain and snow attached to the windshield 3 are wiped off.

図5は、本発明によるワイパ制御装置10の制御系の構成を示すブロック図である。なお、ワイパ制御装置10a,10bは同一構成となっているため、図5及び以下の記載では、ワイパ制御装置10aについてのみ説明する。図5に示すように、ワイパ制御装置10aには、CPU21と、データ送受信部22が設けられている。ワイパ制御装置10aは、LAN12を介してECU11と接続されている。ワイパ制御装置10aには、ECU11から、ワイパスイッチの設定状態(ON/OFFやLo,Hi,INT等の動作モード設定)、エンジン起動信号等の各種車両情報が入力される。ワイパ制御装置10a内にはさらに、制御プログラムや各種制御情報が格納されたROM23と、モータ回転数やブレード現在位置などの制御上のデータを格納しておくRAM24が設けられている。   FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control system of the wiper control device 10 according to the present invention. Since the wiper control devices 10a and 10b have the same configuration, only the wiper control device 10a will be described in FIG. 5 and the following description. As shown in FIG. 5, the wiper control device 10 a is provided with a CPU 21 and a data transmission / reception unit 22. The wiper control device 10a is connected to the ECU 11 via the LAN 12. Various types of vehicle information such as a wiper switch setting state (ON / OFF, operation mode setting such as Lo, Hi, and INT) and an engine start signal are input from the ECU 11 to the wiper control device 10a. The wiper control device 10a further includes a ROM 23 that stores a control program and various control information, and a RAM 24 that stores control data such as a motor rotation speed and a blade current position.

CPU21は中央演算処理装置であり、ここでは、ECU11と接続されたCPU21がマスタ側となっており、図示しないワイパ制御装置10bのCPUがスレーブ側となっている。ワイパ制御装置10aのCPU21は、データ送受信部22と通信線13を介してワイパ制御装置10bのCPUと接続されている。両CPUは、通信線13を通じて位置情報や動作指示を互いにやり取りしている。マスタ側のCPU21は、ワイパスイッチの状態に従って、ワイパ制御装置10bから送られてきたブレード2bの位置情報や自ら(ブレード2a)の位置情報に基づいてモータ6aの動作を制御する。スレーブ側のCPUは、ワイパ制御装置10aからの指示に従って、ワイパ制御装置10aから送られてきたブレード2aの位置情報や自ら(ブレード2b)の位置情報に基づいてモータ6bの動作を制御する。   The CPU 21 is a central processing unit. Here, the CPU 21 connected to the ECU 11 is the master side, and the CPU of the wiper control device 10b (not shown) is the slave side. The CPU 21 of the wiper control device 10 a is connected to the CPU of the wiper control device 10 b via the data transmission / reception unit 22 and the communication line 13. Both CPUs exchange position information and operation instructions with each other through the communication line 13. The CPU 21 on the master side controls the operation of the motor 6a based on the position information of the blade 2b sent from the wiper control device 10b and the position information of itself (blade 2a) according to the state of the wiper switch. The CPU on the slave side controls the operation of the motor 6b based on the position information of the blade 2a and the position information of itself (blade 2b) sent from the wiper control device 10a in accordance with an instruction from the wiper control device 10a.

CPU21には、磁気センサ37,38や磁気センサ39,40からのセンサ信号に基づいて、ブレード2aの現在位置を検出するブレード位置検出部25が設けられている。また、CPU21には、ブレード位置検出部25の結果に基づき、ブレード2aが、通常の停止位置に停止しているか否かを判定するブレード停止位置判定部26と、ブレード2bとの位置関係を検討し、ブレード2a,2bの入れ替わりを判断するブレード順判定部27が設けられている。さらに、CPU21には、モータ6aの駆動電流に基づき、モータロック発生の有無を判断するモータロック判定部28と、モータ6aに対し回転方向やDuty等を指示し、ブレード2aを上下反転位置間で適宜動作させる駆動制御指示部29が設けられている。   The CPU 21 is provided with a blade position detection unit 25 that detects the current position of the blade 2 a based on sensor signals from the magnetic sensors 37 and 38 and the magnetic sensors 39 and 40. Further, the CPU 21 examines the positional relationship between the blade 2b and the blade stop position determination unit 26 that determines whether or not the blade 2a is stopped at the normal stop position based on the result of the blade position detection unit 25. In addition, a blade order determination unit 27 for determining replacement of the blades 2a and 2b is provided. Further, the CPU 21 instructs the motor 6a to determine the direction of rotation, Duty, and the like based on the drive current of the motor 6a, and the motor 6a to rotate the blade 2a between the upside down positions. A drive control instruction unit 29 is provided to operate appropriately.

このような構成を備えた本発明によるワイパシステムでは、ワイパスイッチをオンした後、最初の上方向への動作の際に、ブレード2a,2bの停止位置やブレードの入れ替わりを判定し、以後の動作にてブレードの干渉が生じないようにシステムを制御する。図6は、最初の上方向動作における制御手順を示すフローチャートである。図6に示すように、ここではまず、モータロック判定部28により、モータ6a,6bのロック判定が行われる(ステップS1)。ブレード2a,2bがエリア(1),(2)に存在しており、そこでブレードの入れ替わりが生じていると、先に作動したDR側ブレード2aが、AS側ブレード2bに当たり、モータ6aがロック状態となる。モータロック状態は、モータの駆動電流値によって判断され、電流値が所定値を超えた場合は、モータロック発生と判断する。   In the wiper system according to the present invention having such a configuration, after the wiper switch is turned on, the stop position of the blades 2a and 2b and the replacement of the blades are determined at the time of the first upward operation. The system is controlled so that no blade interference occurs. FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure in the first upward operation. As shown in FIG. 6, first, the lock determination of the motors 6a and 6b is first performed by the motor lock determination unit 28 (step S1). If the blades 2a and 2b exist in the areas (1) and (2), and the blades are replaced there, the DR blade 2a that has acted first hits the AS blade 2b and the motor 6a is locked. It becomes. The motor lock state is determined by the drive current value of the motor. If the current value exceeds a predetermined value, it is determined that the motor lock has occurred.

ステップS1にてモータロックが検出された場合、それは、ブレード2a,2bがエリア(1),(2)に存在し、しかも、ブレードの入れ替わりが生じていることを意味する。そこで、その場合はステップS2に進み、駆動制御指示部29により、AS側ブレード2bを先行作動させて上反転位置に退避させ、その後、DR側ブレード2aを上反転位置に移動させ、ルーチンを抜ける。上反転位置に両ブレード2a,2bを退避させた後は、通常の制御を行い、通常動作に復帰させる。   When the motor lock is detected in step S1, it means that the blades 2a and 2b exist in the areas (1) and (2), and the blades are replaced. Therefore, in this case, the process proceeds to step S2, and the drive control instruction unit 29 causes the AS blade 2b to advance and retract to the upper reverse position, and then moves the DR blade 2a to the upper reverse position to exit the routine. . After the blades 2a and 2b are retracted to the upper reversal position, normal control is performed to return to normal operation.

ステップS1にてモータロックが検出されなかった場合はステップS3に進み、ブレードの入れ替わりが生じているかどうかを判断する。S3の判断は、ブレード順判定部27により、DR側とAS側にて、図4のハッチング部分のような関係が生じているかどうかを見ることによって行われる。例えば、DR側がエリア(1)のとき、AS側がエリア(3)と検出された場合、先行するはずのDR側よりもAS側が先に存在しており、「入れ替わり」と判断される。この場合、ブレード干渉によるモータロックが生じるエリア((1),(2))での入れ替わりは既にS1にて判定されており、ここでは、エリア(3),(4)での入れ替わりや、DR側とAS側の差が大きい場合(例えば、DR側:(1);AS側:(3))の入れ替わりが判断される。なお、同エリア内でのブレードの入れ替わりは、エリア(3),(4)の場合は、ブレードの干渉を生じないため特に判断しなくとも支障はなく、(1),(2)の場合は、ロック検出によって判定される。   If the motor lock is not detected in step S1, the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not the blade is replaced. The determination in S3 is performed by the blade order determination unit 27 by checking whether a relationship such as the hatched portion in FIG. 4 has occurred on the DR side and the AS side. For example, when the DR side is the area (1) and the AS side is detected as the area (3), the AS side exists ahead of the DR side that should have preceded, and it is determined as “replacement”. In this case, the replacement in the areas ((1), (2)) where the motor lock is caused by the blade interference has already been determined in S1, and here, the replacement in the areas (3), (4) or DR When the difference between the side and the AS side is large (for example, DR side: (1); AS side: (3)) is determined. In the case of areas (3) and (4), the replacement of blades in the same area will not cause any interference because there is no interference with the blades. In the case of (1) and (2) This is determined by lock detection.

ステップS3にて、ブレードの入れ替わりが生じている、と判断された場合はステップS4に進み、S2と同様に、AS側ブレード2bを先行作動させて上反転位置に退避させ、その後、DR側ブレード2aを上反転位置に移動させる。上反転位置に両ブレード2a,2bを退避させた後は、通常の制御を行い、通常動作に復帰させる。これに対し、ステップS3にて、ブレードの入れ替わりが生じていない、と判断された場合はステップS5に進み、ブレード停止位置判定部26により停止位置の適否が判断される。   If it is determined in step S3 that the blade has been replaced, the process proceeds to step S4, and in the same manner as in S2, the AS side blade 2b is advanced and retracted to the upper reverse position, and then the DR side blade. 2a is moved to the upper reverse position. After the blades 2a and 2b are retracted to the upper reversal position, normal control is performed to return to normal operation. On the other hand, if it is determined in step S3 that the blade is not replaced, the process proceeds to step S5, and the blade stop position determination unit 26 determines whether the stop position is appropriate.

ブレード2a,2bがエリア(3)内で停止している場合、それは、ブレードが通常停止位置(格納位置,下反転位置,上反転位置)以外の場所で停止していることを意味する。そこで、ステップS5では、ブレード2a,2bがエリア(3)に存在しているか否か、すなわち、最初の上方向動作にて当初からブレード2a,2bがエリア(3)にいるかどうかが確認される。S5にて、ブレード2a,2bがエリア(3)にいる場合は、異常停止位置での停止と判断し、ステップS6に進む。この場合、S1→S3→S5と進み、ステップS6に進んでいるため、ブレードの入れ替わりは発生していない。従って、ここでは、通常動作と同様に、DR側ブレード2aを先行作動させて上反転位置に退避させ、その後、AS側ブレード2bを上反転位置に移動させる。上反転位置に両ブレード2a,2bを退避させた後は、通常の制御を行い、通常動作に復帰させる。   When the blades 2a and 2b are stopped in the area (3), this means that the blade is stopped at a place other than the normal stop position (storage position, lower reverse position, upper reverse position). Therefore, in step S5, it is confirmed whether or not the blades 2a and 2b exist in the area (3), that is, whether or not the blades 2a and 2b are in the area (3) from the beginning in the first upward operation. . If the blades 2a and 2b are in the area (3) in S5, it is determined that the blade 2a and 2b are stopped at the abnormal stop position, and the process proceeds to step S6. In this case, since the process proceeds from S1 to S3 to S5 and the process proceeds to step S6, no blade replacement has occurred. Accordingly, here, as in the normal operation, the DR side blade 2a is operated in advance to be retracted to the upper reverse position, and then the AS side blade 2b is moved to the upper reverse position. After the blades 2a and 2b are retracted to the upper reversal position, normal control is performed to return to normal operation.

このように、本発明によるワイパシステムでは、ワイパ軸4a,4b上に、不等ピッチに着磁されたエリア検出用のセンサマグネット32を配し、その極性を2つの磁気センサ39,40によって検出する。その際に検出される4つの磁極の組み合わせと対応して、ブレード払拭領域を4エリアに分けることにより、ブレード2a,2bの停止位置(エリア)を検出でき、ブレードが通常の停止位置に止まっているか否かを推定できる。その際、ブレード2a,2bが通常の停止位置に停止していない場合は、DR側、AS側の順に上反転方向にブレードを一旦退避させた後、復路動作から通常の制御に戻す。これにより、異常位置に停止した場合も、違和感のないスムーズな動作で通常動作への復帰が図られる。   As described above, in the wiper system according to the present invention, the sensor magnets 32 for area detection magnetized at unequal pitches are arranged on the wiper shafts 4a and 4b, and the polarity is detected by the two magnetic sensors 39 and 40. To do. Corresponding to the combination of the four magnetic poles detected at that time, the blade wiping area is divided into four areas, so that the stop position (area) of the blades 2a and 2b can be detected, and the blade stops at the normal stop position. It can be estimated whether or not. At this time, if the blades 2a and 2b are not stopped at the normal stop positions, the blades are temporarily retracted in the upward reversal direction in the order of the DR side and the AS side, and then the return operation is returned to the normal control. As a result, even when the vehicle stops at an abnormal position, it is possible to return to the normal operation with a smooth operation with no sense of incongruity.

また、エリア認識により、ブレードの順序が入れ替わっていると判断された場合は、AS側、DR側の順に上反転方向にブレードを退避させる。そして、復路動作から通常の制御に戻す。これにより、ブレード同士の干渉を回避しつつ、通常動作への復帰が図られる。なお、通常停止位置の範囲で入れ替わりが発生していた場合は、モータロック検出により、ロック状態が検出された後、AS側、DR側の順に上反転方向にブレードを退避させ、ブレード同士の干渉を回避しつつ、通常動作への復帰を図る。   If it is determined by area recognition that the order of the blades is changed, the blades are retracted in the upward direction in the order of the AS side and the DR side. Then, the normal operation is returned from the return path operation. Thereby, it is possible to return to the normal operation while avoiding interference between the blades. If a change occurs within the range of the normal stop position, after the lock state is detected by the motor lock detection, the blades are retracted in the upward reverse direction in the order of AS side and DR side, and interference between the blades occurs. While returning to normal operation.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2として、エリア検出用のセンサマグネットとして、不等ピッチの磁極を複数対称に配したものを使用した構成について説明する。図7(a)は、本発明の実施の形態2であるワイパシステムに使用されるセンサマグネット41の構成を示す説明図である。なお、センサマグネット41関連の構成以外は実施の形態1のワイパシステムと同様であり、実施の形態1と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 2)
Next, as a second embodiment of the present invention, a configuration in which a plurality of unequal pitch magnetic poles are arranged symmetrically will be described as a sensor magnet for area detection. Fig.7 (a) is explanatory drawing which shows the structure of the sensor magnet 41 used for the wiper system which is Embodiment 2 of this invention. The configuration other than that related to the sensor magnet 41 is the same as that of the wiper system of the first embodiment, and the same members and portions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図7(a)に示すように、センサマグネット41もまたリング状に形成されており、ウォームホイール36に取り付けられている。180°ずつ左右等分に設けられた磁極群42,43を備えている。磁極群42,43は、複数個の磁極(N極とS極)が不等ピッチで交互に配列されており、中心線CLに対し左右対称(線対称)となっている。磁極群42は、N極から始まり、磁極幅が徐々に狭まる形で180°分設けられている。一方、磁極群43は、S極から始まり、磁極幅が徐々に狭まる形で磁極群42とは反対側に180°分設けられている。磁極群42,43にはそれぞれ8個ずつ磁極が形成されている。   As shown in FIG. 7A, the sensor magnet 41 is also formed in a ring shape and attached to the worm wheel 36. There are magnetic pole groups 42 and 43 that are equally divided into left and right by 180 °. In the magnetic pole groups 42 and 43, a plurality of magnetic poles (N pole and S pole) are alternately arranged at unequal pitches, and are symmetrical with respect to the center line CL (line symmetry). The magnetic pole group 42 is provided for 180 ° so that the magnetic pole width gradually narrows starting from the N pole. On the other hand, the magnetic pole group 43 is provided by 180 ° on the opposite side to the magnetic pole group 42 so that the magnetic pole width gradually narrows starting from the S pole. Eight magnetic poles are formed in each of the magnetic pole groups 42 and 43.

センサマグネット41の端面近傍には、軸方向に離間して、2個の第2磁気センサ44,45(以下、磁気センサ44,45と略記する)が配置されている。磁気センサ44,45は、センサマグネット41の周方向に沿って180°離れた位置に設けられており、中心線CLに沿って、センサマグネット41の中心Oに対し対称に配置されている。磁気センサ44,45には、交番磁界検出用のホールICが使用され、対向する磁極の極性が切り替わると検出信号が出力される。ウォームホイール36が回転すると、それと共にセンサマグネット41も回転し、磁気センサ44,45に対向するセンサマグネット32の磁極が変化する。磁気センサ44,45からは、極性が変化するごとに検出信号が出力される(C相・D相)。   Near the end face of the sensor magnet 41, two second magnetic sensors 44 and 45 (hereinafter abbreviated as magnetic sensors 44 and 45) are arranged apart from each other in the axial direction. The magnetic sensors 44 and 45 are provided at positions 180 degrees apart along the circumferential direction of the sensor magnet 41, and are arranged symmetrically with respect to the center O of the sensor magnet 41 along the center line CL. The magnetic sensors 44 and 45 use alternating magnetic field detection Hall ICs, and a detection signal is output when the polarity of the opposing magnetic poles is switched. When the worm wheel 36 rotates, the sensor magnet 41 also rotates with it, and the magnetic pole of the sensor magnet 32 facing the magnetic sensors 44 and 45 changes. A detection signal is output from the magnetic sensors 44 and 45 each time the polarity changes (C phase / D phase).

この場合、図7(a)のような、対称不等ピッチのセンサマグネット41と、対称配置の磁気センサ44,45の組み合わせでは、磁気センサ44側と磁気センサ45側でセンサマグネット41の極性変化のタイミングに差異が生じる。例えば、センサマグネット41が図7(a)の状態でウォームホイール36が回転すると(ワイパアームが作動すると)、磁気センサ44側(C相側)よりも磁気センサ45側(D相側)の方が極性の変化が早い。すなわち、C相側が切り替わらないタイミングで、D相側が切り替わる。一方、図7(a)の状態からウォームホイール36が90°回転し、図7(b)のような状態となると、その近傍では、C相側とD相側はほぼ同タイミングにて切り替わる。   In this case, in the case of the combination of symmetrically unequal pitch sensor magnets 41 and symmetrically arranged magnetic sensors 44 and 45 as shown in FIG. 7A, the polarity of the sensor magnet 41 changes between the magnetic sensor 44 side and the magnetic sensor 45 side. There is a difference in timing. For example, when the worm wheel 36 rotates with the sensor magnet 41 in the state of FIG. 7A (when the wiper arm is activated), the magnetic sensor 45 side (D phase side) is more than the magnetic sensor 44 side (C phase side). Polarity changes quickly. That is, the D-phase side is switched at a timing when the C-phase side is not switched. On the other hand, when the worm wheel 36 rotates 90 ° from the state shown in FIG. 7A and becomes in the state shown in FIG. 7B, the C-phase side and the D-phase side are switched at substantially the same timing.

このように、ウォームホイール36の回転角度(すなわち、ワイパアーム1a,1bの動作角度)と、C相側とD相側の切り替わり時間の組み合わせとの間には相関関係があり、C,D相が切り替わる時間はワイパアーム位置によって変化する。一方、磁気センサ37,38からのA相,B相のパルスは、モータ(ロータ33)の回転に伴って出力される。従って、C,D相が切り替わる間に出力されるA,B相のパルス数もまた、ワイパアーム位置によって変化する。そこで、実施の形態2のシステムでは、C,D相それぞれの切替りに際し出力されるA相(又はB相)のパルス数を用いて、ワイパアーム1a,1bの現在位置を検出する。   Thus, there is a correlation between the rotation angle of the worm wheel 36 (that is, the operating angle of the wiper arms 1a and 1b) and the combination of the switching times of the C-phase side and the D-phase side. The switching time varies depending on the wiper arm position. On the other hand, the A-phase and B-phase pulses from the magnetic sensors 37 and 38 are output as the motor (rotor 33) rotates. Accordingly, the number of A and B phase pulses output while the C and D phases are switched also changes depending on the wiper arm position. Therefore, in the system of the second embodiment, the current positions of the wiper arms 1a and 1b are detected using the number of A-phase (or B-phase) pulses output when switching between the C and D phases.

実施の形態2のシステムでは、図7(b)に示すように、ウォームホイール36が90°回転した状態では、C相とD相の範囲(角度)が等しく、C,D相の切り替わりの間に出力されるA相パルス数も等しい。これに対し、ウォームホイール36の回転角度が90°より小さい場合はC>D、90°より大きい場合はC<Dとなり、相変化の間に検出されるA相パルス数も同様の関係となる。すなわち、ウォームホイール36の回転角度と、磁気センサ44,45からの出力信号の時間間隔との間には一定の相関関係が存在する。従って、C相切り替わりの際に出力されるA相パルス数をα、D相切り替わりの際に出力されるA相パルス数をβとし、αとβの差を見ることにより、ウォームホイール36の回転角度を検出することが可能となる。   In the system according to the second embodiment, as shown in FIG. 7B, when the worm wheel 36 is rotated by 90 °, the range (angle) of the C phase and the D phase is equal, and the C and D phases are switched. The number of A-phase pulses output to the same is also equal. In contrast, when the rotation angle of the worm wheel 36 is smaller than 90 °, C> D, and when it is larger than 90 °, C <D, and the number of A-phase pulses detected during the phase change has the same relationship. . That is, there is a certain correlation between the rotation angle of the worm wheel 36 and the time interval of the output signals from the magnetic sensors 44 and 45. Accordingly, the number of A-phase pulses output when the C phase is switched is α, the number of A-phase pulses output when the D phase is switched is β, and the rotation of the worm wheel 36 is determined by looking at the difference between α and β. An angle can be detected.

ここでは、下式のように、αとβの差に所定の角度算出係数γ(A相のパルス幅(分解能)によって決まる定数)を乗じてセンサマグネット41の動作角度を算出し、これを90°から引くことにより、ブレード2a,2bの現在位置(途中停止の場合の初期角度X)を算出する。
X=90°―(α―β)×γ (式(1))
α:C相変化対応A相パルス数
β:D相変化対応A相パルス数
γ:角度算出係数
式(1)による算出値は、予めマップ化してROM23に格納しておいても良く、この場合、CPU21は、αとβの検出値からマップを参照して角度Xを決定する。
Here, as shown in the following equation, the operating angle of the sensor magnet 41 is calculated by multiplying the difference between α and β by a predetermined angle calculation coefficient γ (a constant determined by the pulse width (resolution) of the A phase), and calculating 90 ° By subtracting from 0 °, the current positions of blades 2a and 2b (initial angle X in the case of midway stop) are calculated.
X = 90 ° − (α−β) × γ (formula (1))
α: Number of A-phase pulses corresponding to C-phase change β: Number of A-phase pulses corresponding to D-phase change γ: Angle calculation coefficient The value calculated by equation (1) may be mapped in advance and stored in the ROM 23. The CPU 21 determines the angle X with reference to the map from the detected values of α and β.

図8は、実施の形態2におけるエリア認識処理の手順を示すフローチャートである。図8に示すように、ここではまず、ステップS11にてC相・D相の切り替わり状態を見る。C相・D相の何れか一方に切り替わりがなかった場合はルーチンを抜ける。これに対し、C相・D相共に切り替わりがあった場合には、ステップS12に進み、C相の切り替わりの有無を見る。このとき、C相に切り替わりがあった場合は、ステップS13に進み、C相切り替わりの間に出力されたA相(又はB相)のパルス数が検出される(α)。   FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of area recognition processing in the second embodiment. As shown in FIG. 8, first, in step S11, the switching state between the C phase and the D phase is observed. If there is no switching to either the C phase or the D phase, the routine is exited. On the other hand, if both the C phase and the D phase are switched, the process proceeds to step S12 to check whether the C phase is switched. At this time, when the C phase is switched, the process proceeds to step S13, and the number of A phase (or B phase) pulses output during the C phase switching is detected (α).

一方、C相に切り替わりがなかった場合や、ステップS13にてαを検出した後は、ステップS14に進み、D相の切り替わりの有無を見る。このとき、D相に切り替わりがあった場合は、ステップS15に進み、C相切り替わりの間に出力されたA相(又はB相)のパルス数が検出される(β)。この場合、ステップS12以下の処理は、C相・D相共に切り替わりがあった状態で実行されるため、ステップS14,S15を経ることによりαとβが把握される。   On the other hand, when there is no switching to the C phase or after α is detected in step S13, the process proceeds to step S14 to check whether the D phase has been switched. At this time, when the D phase is switched, the process proceeds to step S15, and the number of A phase (or B phase) pulses output during the C phase switching is detected (β). In this case, since the processes after step S12 are executed in a state where both the C phase and the D phase are switched, α and β are grasped through steps S14 and S15.

αとβを取得した後、ステップS16に進み、これらの値から式(1)に基づいて、ブレードの現在位置(角度X)を算出する。前述のように、ステップS16の処理は、ROM23に格納された角度算出マップを参照して行われる。ウォームホイール36の角度Xは、ワイパアーム1a,1bの動作角度と相関関係があり、これにより、ブレード2a,2bの移動量を算出でき、その現在位置を把握することが可能となる。   After obtaining α and β, the process proceeds to step S16, and the current position (angle X) of the blade is calculated from these values based on the equation (1). As described above, the process of step S16 is performed with reference to the angle calculation map stored in the ROM 23. The angle X of the worm wheel 36 has a correlation with the operation angle of the wiper arms 1a and 1b, whereby the movement amount of the blades 2a and 2b can be calculated and the current position can be grasped.

このように、実施の形態2のシステムでは、N極から始まり、180°の範囲でN極とS極の間隔が徐々に狭まる磁極を線対称に配置したリングマグネットを使用し、180°対称位置に配した磁気センサにてその磁束変化を検出する。そして、2つの磁気センサにて検出される極性の切り替わりタイミングに基づいて、ブレードの存在位置を検出する。従って、高価な角度センサ等を使用することなく、安価な素子や回路構成により、ワイパ再起動時におけるブレード初期位置の角度検出が可能となり、システムコストの低減が図られる。   As described above, the system according to the second embodiment uses a ring magnet in which magnetic poles starting from the N pole and in which the interval between the N pole and the S pole is gradually narrowed in the range of 180 ° are arranged in a line symmetry. The magnetic flux change is detected by a magnetic sensor arranged in the area. Then, based on the polarity switching timing detected by the two magnetic sensors, the blade position is detected. Accordingly, it is possible to detect the angle of the blade initial position when the wiper is restarted by using an inexpensive element or circuit configuration without using an expensive angle sensor or the like, and the system cost can be reduced.

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、前述の実施の形態では、2つの電動モータをフロントガラス3に対して左右対称に配置し、運転席側と助手席側のワイパアームを対向するよう払拭動作させる対向払拭型のワイパ装置に本発明を適用した例を示したが、運転席側と助手席側のワイパアームを略同一方向に払拭動作させるタンデム型のワイパ装置にも適用可能である。   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 above-described embodiment, two electric motors are arranged symmetrically with respect to the windshield 3, and the wiper device is a counter-wiping type wiper device that performs a wiping operation so that the wiper arms on the driver's seat side and the passenger seat side face each other. Although an example to which the invention is applied has been shown, the invention can also be applied to a tandem type wiper device that wipes the wiper arms on the driver's seat side and the passenger seat side in substantially the same direction.

また、前述の実施の形態では、モータ6a,6bの回転角度を検出する手段として、センサマグネットとホールICの組み合わせを示したが、ロータリーエンコーダやMRセンサによって回転軸34の回転角度を検出しても良い。さらに、ワイパ軸4a,4bの回転角度も、ロータリーエンコーダやMRセンサなどの回転角度センサを用いて検出しても良いが、前述のような不等ピッチ着磁のマグネットとホールICの組み合わせの方が安価であり、故障も少ない。   In the above-described embodiment, the combination of the sensor magnet and the Hall IC is shown as means for detecting the rotation angle of the motors 6a and 6b. However, the rotation angle of the rotary shaft 34 is detected by a rotary encoder or MR sensor. Also good. Further, the rotation angle of the wiper shafts 4a and 4b may be detected by using a rotation angle sensor such as a rotary encoder or MR sensor. Is inexpensive and has few failures.

一方、前述の実施の形態では、磁気センサ37,38を、センサマグネット31の周方向に90°離れた位置に設けたものを示したが、その角度は適宜変更可能である。また、前述の実施の形態では、磁極32Nが300°、磁極32Sが60°に不等ピッチに着磁されたセンサマグネット32を示したが、その角度も適宜変更可能である。   On the other hand, in the above-described embodiment, the magnetic sensors 37 and 38 are provided at positions separated by 90 ° in the circumferential direction of the sensor magnet 31, but the angle can be changed as appropriate. In the above-described embodiment, the sensor magnet 32 is shown in which the magnetic pole 32N is magnetized at 300 ° and the magnetic pole 32S is magnetized at unequal pitches at 60 °, but the angle can be changed as appropriate.

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
6a,6b 電動モータ
7 モータ本体
8 減速機構
10a,10b ワイパ制御装置(制御手段)
11 ECU
12 車載LAN
13 通信線
14 第1センサ部
15 第2センサ部
21 CPU
22 データ送受信部
23 ROM
24 RAM
25 ブレード位置検出部
26 ブレード停止位置判定部
27 ブレード順判定部
28 モータロック判定部
29 駆動制御指示部
31 第1センサマグネット
32 第2センサマグネット
32N 磁極
32S 磁極
33 ロータ
34 回転軸
35 ウォーム
36 ウォームホイール
37 第1磁気センサ
38 第1磁気センサ
39 第2磁気センサ
40 第2磁気センサ
41 センサマグネット
42 磁極群
43 磁極群
44 第2磁気センサ
45 第2磁気センサ
S 格納位置
L 下反転位置
C 中央位置
PU 上反転手前位置
R リセットポジション
U 上反転位置
CL センサマグネット中心線
O センサマグネット中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b Wiper arm 2a, 2b Wiper blade 3 Windshield 4a, 4b Wiper shaft 5 Wiping range 6a, 6b Electric motor 7 Motor body 8 Deceleration mechanism 10a, 10b Wiper control device (control means)
11 ECU
12 In-vehicle LAN
13 Communication Line 14 First Sensor Unit 15 Second Sensor Unit 21 CPU
22 Data transceiver 23 ROM
24 RAM
25 blade position detection unit 26 blade stop position determination unit 27 blade order determination unit 28 motor lock determination unit 29 drive control instruction unit 31 first sensor magnet 32 second sensor magnet 32N magnetic pole 32S magnetic pole 33 rotor 34 rotating shaft 35 worm 36 worm wheel 37 first magnetic sensor 38 first magnetic sensor 39 second magnetic sensor 40 second magnetic sensor 41 sensor magnet 42 magnetic pole group 43 magnetic pole group 44 second magnetic sensor 45 second magnetic sensor S storage position L lower inversion position C central position PU Upper reverse position R Reset position U Upper reverse position CL Sensor magnet center line O Sensor magnet center

Claims (8)

払拭面上にて往復払拭動作を行う2つのワイパブレードと、
前記ワイパブレードを往復払拭動させるための電動モータと、
前記電動モータの動作を制御する制御手段と、を有してなるワイパシステムであって、
前記電動モータは、回転軸と、該回転軸に形成されたギヤ部と噛合する減速ギヤと、前記回転軸の回転に伴って信号を出力する第1センサ部と、前記減速ギヤの回転に伴って信号を出力する第2センサ部と、を備え、
前記第1センサ部は、前記回転軸に取り付けられた第1センサマグネットと、該第1センサマグネットの回転に伴い所定の信号を出力する第1磁気センサと、を備え、
前記第2センサ部は、前記減速ギヤに取り付けられた第2センサマグネットと、該第2センサマグネットの回転に伴い所定の信号を出力する第2磁気センサと、を備え、
前記第1センサマグネットはリング状に形成され、周方向に沿って複数の磁極が配置されており、前記回転軸と共に回転し、
前記第1磁気センサは、前記第1センサマグネットと対向して配置され、対向する前記第1センサマグネットの磁極の極性の変化に伴ってパルス信号を出力し、
前記第2センサマグネットは円板状に形成され、前記減速ギヤと共に回転し、周方向に沿って不等ピッチにて磁極が配置されると共に、線対称に設けられた2つの磁極群を有し、該磁極群は、磁極幅が徐々に狭まるように複数個の磁極が不等ピッチで交互に配列されており、
前記第2磁気センサは、前記第2センサマグネットと対向して、前記第2センサマグネットの周方向に沿って180°離れた位置に対称に2個配置され、対向する前記第2センサマグネットの磁極の極性によって異なる信号を出力し、
前記制御手段は、2つの前記第2磁気センサにて検出される前記第2センサマグネットの磁極の切り替わり時間の差に基づいて、前記払拭面上において前記ワイパブレードが存在するエリアを検出することを特徴とするワイパシステム。
Two wiper blades that perform a reciprocating wiping operation on the wiping surface;
An electric motor for reciprocating the wiper blade;
A wiper system having control means for controlling the operation of the electric motor,
The electric motor includes a rotation shaft, a reduction gear that meshes with a gear portion formed on the rotation shaft, a first sensor unit that outputs a signal along with the rotation of the rotation shaft, and the rotation of the reduction gear. And a second sensor unit that outputs a signal,
The first sensor unit includes a first sensor magnet attached to the rotating shaft, and a first magnetic sensor that outputs a predetermined signal along with the rotation of the first sensor magnet,
The second sensor unit includes a second sensor magnet attached to the reduction gear, and a second magnetic sensor that outputs a predetermined signal along with the rotation of the second sensor magnet,
The first sensor magnet is formed in a ring shape, a plurality of magnetic poles are arranged along the circumferential direction, and rotates with the rotating shaft,
The first magnetic sensor is disposed to face the first sensor magnet, and outputs a pulse signal in accordance with a change in polarity of the magnetic pole of the opposed first sensor magnet.
Said second sensor magnet is formed in a disk shape, it said rotates with the reduction gear, is arranged poles at unequal pitches in the circumferential direction has Rutotomoni, two pole group provided axisymmetrically In the magnetic pole group, a plurality of magnetic poles are alternately arranged at unequal pitches so that the magnetic pole width gradually decreases.
Two of the second magnetic sensors are arranged symmetrically at positions spaced 180 ° along the circumferential direction of the second sensor magnet so as to face the second sensor magnet, and the magnetic poles of the second sensor magnet facing each other. Outputs different signals depending on the polarity of
The control means detects an area where the wiper blade is present on the wiping surface based on a difference in switching time of the magnetic poles of the second sensor magnet detected by the two second magnetic sensors. Characteristic wiper system.
請求項1記載のワイパシステムにおいて、
前記2つのワイパブレードは前記払拭面に対向して配置されると共に、前記ワイパブレードの払拭領域を4つのエリアに分割し
前記制御手段は、前記ワイパブレードが前記4つのエリアのうち何れのエリアに存在するのかを検出することを特徴とするワイパシステム。
The wiper system according to claim 1, wherein
The two wiper blades are arranged to face the wiping surface, and the wiping area of the wiper blade is divided into four areas .
The wiper system according to claim 1 , wherein the control means detects in which of the four areas the wiper blade is present.
請求項2記載のワイパシステムにおいて、
前記制御手段は、前記2つのワイパブレードについて、各々の前記ワイパブレードが存在すると検出された前記エリアに基づいて、前記ワイパブレードの前後関係を検出し、該ワイパブレードの入れ替わりの有無を判定することを特徴とするワイパシステム。
The wiper system according to claim 2, wherein
The control means detects, for the two wiper blades, a front-rear relationship of the wiper blades based on the areas where the wiper blades are detected to be present, and determines whether or not the wiper blades are replaced. Wiper system characterized by
請求項3記載のワイパシステムにおいて、
前記制御手段は、前記2つのワイパブレードが同じ前記エリア内に存在すると検出された場合は、前記ワイパブレードを上反転位置方向に作動させ、前記電動モータがロック状態となったとき、前記ワイパブレードの入れ替わりにより、前記ワイパブレード同士が当接したと判断し、通常制御時は後行側となる前記ワイパブレードを先行させて上反転位置方向に向かって作動させることを特徴とするワイパシステム。
The wiper system according to claim 3.
When it is detected that the two wiper blades are present in the same area, the control means operates the wiper blade in the upward reverse position direction, and when the electric motor is locked, the wiper blade The wiper system determines that the wiper blades have come into contact with each other by switching, and causes the wiper blade on the following side to move forward in the normal control and operate in the direction of the upper reversal position.
請求項3記載のワイパシステムにおいて、
前記制御手段は、前記ワイパブレードが存在する前記エリアに基づいて、前記ワイパブレードの入れ替わりが検出された場合は、通常制御時は後行側となる前記ワイパブレードを先行させて上反転位置方向に向かって作動させることを特徴とするワイパシステム。
The wiper system according to claim 3.
When the wiper blade replacement is detected on the basis of the area where the wiper blade is present, the control means causes the wiper blade on the following side to precede the wiper blade in the upper reversal position direction during normal control. Wiper system characterized by being actuated toward.
請求項3記載のワイパシステムにおいて、
前記制御手段は、前記ワイパブレードが存在する前記エリアに基づいて、前記ワイパブレードの入れ替わりが検出された場合であっても、前記ワイパブレード同士が干渉しない前記エリア内に前記ワイパブレードが存在する場合は、通常制御時と同様の順序にて前記ワイパブレードを上反転位置方向に向かって作動させることを特徴とするワイパシステム。
The wiper system according to claim 3.
When the wiper blade is present in the area where the wiper blades do not interfere with each other even when the replacement of the wiper blade is detected based on the area where the wiper blade exists. Is a wiper system in which the wiper blades are operated toward the upper reversal position in the same order as in normal control.
請求項記載のワイパシステムにおいて、
前記制御手段は、前記第2センサマグネットの磁極が切り替わる間に前記第1磁気センサから出力されるパルス信号を用いて、前記磁極の切り替わり時間の差を検出することを特徴とするワイパシステム。
The wiper system according to claim 1 , wherein
The wiper system, wherein the control means detects a difference in switching time of the magnetic poles using a pulse signal output from the first magnetic sensor while the magnetic poles of the second sensor magnets are switched.
請求項1又は7記載のワイパシステムにおいて、
前記制御手段は、前記第2センサマグネットの磁極の切り替わり時間の差に所定の角度算出係数を乗じることにより前記第2センサマグネットの回転角度を算出し、前記ワイパブレードの位置を検出することを特徴とするワイパシステム
The wiper system according to claim 1 or 7 ,
The control means calculates the rotation angle of the second sensor magnet by multiplying the difference in magnetic pole switching time of the second sensor magnet by a predetermined angle calculation coefficient, and detects the position of the wiper blade. Wiper system
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