JP6558468B2

JP6558468B2 - ワイパ制御装置

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Publication number: JP6558468B2
Application number: JP2018091329A
Authority: JP
Inventors: 拓司配島; 雄太岩崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP2018118736A

Description

本発明は、ワイパ制御装置に関する。

ウィンドシールドガラスを払拭するワイパ装置は、ウィンドシールドガラス表面の摩擦抵抗の変動、電源であるバッテリの電圧の変動又はワイパブレードの劣化等により、払拭時にワイパブレードが不規則に振動する、いわゆるびびり振動が発生する場合がある。びびり振動は、ウィンドシールドガラスの払拭を不完全にする上に、ユーザにも不快感をもたらすので、かかるびびり振動を抑制する技術が提案されている。

特許文献１には、びびり振動を加速度センサで検知し、検知したびびり振動の大きさに応じてワイパモータの回転速度を速めることにより、びびり振動を抑制するワイパ装置が開示されている。また、特許文献２には、振動センサによって検知したびびり振動成分とは逆位相の制御信号を生成してびびり振動成分に同期させる。そして、同期させた制御信号とワイパ制御ユニットからの駆動信号とを合成してワイパモータに印加することで、びびり振動を抑制するワイパのびびり振動防止装置が開示されている。また、特許文献３には、回転数検出センサで検知したびびり振動に応じてワイパブレードの払拭速度のパターンを選択することによって、びびり振動を抑制するワイパ装置が開示されている。

特開平８−２９０７５６号公報特開平１０−１９４０９０号公報特開２００８−１４３２１５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ワイパブレードの先端部に、上記特許文献２に記載のワイパのびびり振動防止装置はワイパアームに、各々センサを設けている。センサからはセンサが出力した信号を伝えるための配線を引き回す必要があるが、ワイパブレード及びワイパアームは可動部分であるので、ワイパ装置が作動する毎に当該配線がストレスを受け、故障を誘発するおそれがあった。また、ワイパアームに引き回された配線が美観を損ねるという問題があった。

特許文献３に記載のワイパ装置では、回転数検出センサの分解能が高くないとびびり振動を精度よく検知できず、ワイパ装置の出力軸の回転数の変動からびびり振動の成分のみを抽出する処理が複雑であり、高価なマイコンが必要になるという問題点があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、簡素な構成でびびり振動を抑制できるワイパ制御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に記載のワイパ制御装置は、ワイパモータの回転を、ウォームとウォームホイールとにより減速して出力軸に伝達する減速機構と、前記出力軸に一端が連結されたワイパアームに設けられたワイパブレードが、前記ワイパモータの出力軸の回転により、ウィンドシールドガラスの下部から上部までの所定の範囲を払拭する動作をしたときに生じた振動を検知し、振動に応じた信号を出力する振動検知部と、びびり振動に相当する変化が生じていない低周波数成分及びユーザがびびり振動として覚知する周波数よりも高周波である高周波数成分を除去するフィルタを含み、前記振動検知部が出力した信号から前記低周波数成分及び前記高周波数成分を除去することにより、前記びびり振動を含む所定の範囲の周波数成分を抽出する信号濾過部と、前記所定の範囲の周波数成分を用いて前記ワイパモータへの印加電圧を補正すると共に、補正した印加電圧に基づいて前記ワイパモータを駆動する制御部と、前記制御部が実装されると共に、前記ワイパブレードからの振動が伝達されるように、前記減速機構が収容されるモータハウジング内に前記減速機構に隣接して設けられた回路基板と、を備え、前記振動検知部及び前記信号濾過部の各々は、前記制御部が実装される前記回路基板に実装され、
前記制御部は、前記ワイパモータへの印加電圧と前記所定の範囲の周波数成分を示す電圧とを反転加算して補正した印加電圧を前記ワイパモータに供給することにより前記信号濾過部で抽出された周波数成分に含まれるびびり振動を打ち消すトルクが発生するように前記ワイパモータを駆動する。

このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードの振動を含む所定の範囲の周波数成分を抽出している。かかる抽出はフィルタ等の回路でも可能なので、簡素な構成で、ワイパブレードの振動を含む所定の範囲の周波数成分の信号を用いて、ワイパモータの回転速度の制御に係る信号を補正することができる。

また、このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードの振動の成分を含む信号とワイパモータの回転速度の制御に係る信号とを、ＰＩ制御（Proportional Integral Controller)等により加算することで、ワイパモータの回転速度の制御に係る信号を補正できる。したがって、簡素な構成でびびり振動を抑制できるという効果を奏する。

請求項２に記載のワイパ制御装置は、請求項１に記載のワイパ制御装置において、前記出力軸のウォームホイール側端部に設けられたセンサマグネットと対向する前記回路基板上の位置に実装され、前記出力軸の回転に従って変化する前記センサマグネットの磁界を検出する回転センサをさらに含み、前記制御部は、前記回転センサが出力した信号から算出した前記ワイパブレードの位置に応じた前記ワイパモータの回転速度の指令に前記所定の範囲の周波数成分を合成することにより、前記ワイパモータへの印加電圧を補正する。

このワイパ装置によれば、ワイパブレードの位置に応じて変化するワイパモータの回転速度の指令を、ワイパブレードの振動を含む所定の範囲の周波数成分の信号で補正しているが、ワイパブレードの位置検出に、出力軸の端部に設けられたセンサマグネットの磁界を検出する簡素な磁気センサを用いている。したがって、簡素な構成で、ワイパブレードの振動を含む所定の範囲の周波数成分の信号を用いて、ワイパモータの回転速度の制御に係る信号を補正することができる。

請求項３に記載のワイパ制御装置は、請求項１又は２に記載のワイパ制御装置において、前記フィルタは、低周波数成分を除去するハイパスフィルタ及び高周波数成分を除去するローパスフィルタを含んだ回路、又は低周波数成分及び高周波数成分を除去するバンドパスフィルタを含んだ回路で構成されている。

このワイパ制御装置によれば、汎用的な回路であるハイパスフィルタ及びローパスフィルタ、又はバンドパスフィルタを用いることにより、ワイパブレードの振動を含む所定の範囲の周波数成分を抽出している。したがって、簡素な構成でびびり振動を抑制できるという効果を奏する。

請求項４に記載のワイパ制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ制御装置において、前記振動検知部は、前記ワイパモータの出力軸のトルクを検知するトルクセンサである。

このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードの振動を検知するトルクセンサを、ワイパブレード又はワイパアーム等の可動部には設けず、ワイパモータの出力軸に設けている。したがって、トルクセンサからワイパアーム等の可動部分に配線を引き回す必要がなく、ワイパ装置の作動による配線の損傷による故障を回避できる。また、配線がワイパアーム上に存在しないので、配線によって美観が損なわれることもない。

また、このワイパ制御装置によれば、出力軸のトルクの変動に基づいてワイパブレードの振動を検知できるので、簡素な構成でびびり振動を抑制できるという効果を奏する。

請求項５に記載のワイパ制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ制御装置において、前記振動検知部は、前記回路基板上に実装された加速度センサである。

このワイパ制御装置によれば、ワイパブレードの振動を検知する加速度センサを、ワイパブレード又はワイパアーム等の可動部には設けず、減速機構に隣接する回路基板上に実装している。したがって、加速度センサからワイパアーム等の可動部分に配線を引き回す必要がなく、ワイパ装置の作動による配線の損傷による故障を回避できる。また、配線がワイパアーム上に存在しないので、配線によって美観が損なわれることもない。

また、このワイパ装置によれば、減速機構に隣接する回路基板上に実装された加速度センサが検知した加速度の変化に基づいてワイパブレードの振動を検知できるので、簡素な構成でびびり振動を抑制できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るワイパ制御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制御装置における右ワイパ装置のワイパモータの各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制御装置において振動センサが検知した振動の一例を示すグラフである。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置において振動センサが出力した信号からびびり振動を抽出するためのアナログフィルタの一例を示す概略図である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置においてアナログフィルタによる処理後の信号の一例を示すグラフである。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置において振動センサから駆動回路に至る回路の一例を示した概略図である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置において、ワイパモータの位置（速度）制御の指令を、びびり信号の成分を用いて補正する専用回路の一例を示す概略図である。

図１は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０の構成を示す概略図である。ワイパ制御装置１０は、一例として、車両のウィンドシールドガラス１２の下部の車室側から見て左に左ワイパ装置１４、車両のウィンドシールドガラス１２の下部の車室側から見て右に右ワイパ装置１６を各々備えた対向払拭型のワイパ装置に含まれている。

左ワイパ装置１４及び右ワイパ装置１６は、ワイパモータ１８，２０、減速機構２２，２４、ワイパアーム２６，２８及びワイパブレード３０，３２を各々備えている。左ワイパ装置１４及び右ワイパ装置１６は、ワイパモータ１８，２０の正逆回転が減速機構２２，２４で各々減速され、減速機構２２，２４によって減速された正逆回転で出力軸３６，３８が各々回転する。さらに、出力軸３６，３８の正逆回転の回転力がワイパアーム２６，２８に各々作用することによりワイパアーム２６，２８がウィンドシールドガラス１２上を往復動作する。かかるワイパアーム２６，２８の動作により、ワイパアーム２６，２８の先端に各々設けられたワイパブレード３０，３２がウィンドシールドガラス１２表面の下反転位置Ｐ１から上反転位置Ｐ２の間を払拭する。なお、減速機構２２，２４は、例えばウォームギア等で構成され、ワイパモータ１８，２０の回転を、ワイパブレード３０，３２によるウィンドシールドガラス１２表面の払拭に適した回転速度に各々減速し、当該回転速度で出力軸３６，３８を各々回転させる。

ワイパモータ１８，２０には、ワイパモータ１８，２０の回転を制御するためのワイパ制御回路６０が接続されている。本実施の形態に係るワイパ制御回路６０は、マイクロコンピュータ６２とメモリ６４とを含む。

マイクロコンピュータ６２には、ワイパモータ１８の出力軸３６及びワイパモータ２０の出力軸３８の回転速度及び回転角度を各々検知する回転センサ４２，４４並びにワイパブレードに生じたびびり振動を検知する振動センサ５６，５８が接続されている。マイクロコンピュータ６２は、回転センサ４２，４４からの信号に基づいて、ウィンドシールドガラス１２上でのワイパブレード３０，３２の位置を各々算出すると共に、振動センサ５６，５８からの信号に基づいて、びびり振動を抑制する処理を行う。また、マイクロコンピュータ６２は、算出した位置に応じて出力軸３６，３８の回転速度が変化するように駆動回路４６，４８を各々制御する。なお、回転センサ４２，４４は、ワイパモータ１８，２０の減速機構２２，２４内に各々設けられ、出力軸３６，３８に連動して回転する励磁コイル又はセンサマグネットの磁界（磁力）を電流に変換して検出する。

また、ワイパ制御回路６０には、駆動回路４６，４８の制御に用いるデータ及びプログラムを記憶したメモリ６４があり、マイクロコンピュータ６２には、ワイパスイッチ６６が接続されている。駆動回路４６，４８は、ワイパモータ１８，２０を各々作動させるための電圧（電流）をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって生成してワイパモータ１８，２０に各々供給する。

本実施の形態に係るワイパモータ１８，２０は、上述のように、ウォームギアで構成された減速機構２２，２４を各々有しているので、出力軸３６，３８の回転速度及び回転角度は、ワイパモータ１８，２０本体の回転速度及び回転角度と同一ではない。しかしながら、本実施の形態では、ワイパモータ１８，２０と減速機構２２，２４は各々一体不可分に構成されているので、以下、出力軸３６，３８の回転速度及び回転角度を、ワイパモータ１８，２０の各々の回転速度及び回転角度とみなす。

ワイパスイッチ６６は、車両のバッテリからワイパモータ１８，２０に供給される電力をオン又はオフするスイッチである。ワイパスイッチ６６は、ワイパブレード３０，３２を、低速で動作させる低速作動モード選択位置、高速で動作させる高速作動モード選択位置、一定周期で間欠的に動作させる間欠作動モード選択位置、停止モード選択位置に切替可能である。また、各モードの選択位置に応じてワイパモータ１８，２０を回転させるための指令信号をマイクロコンピュータ６２に出力する。

ワイパスイッチ６６から各モードの選択位置に応じて出力された信号がワイパ制御回路６０に入力されると、ワイパ制御回路６０がワイパスイッチ６６からの指令信号に対応する制御をメモリ６４に記憶されたデータ及びプログラムを用いて行う。具体的には、ワイパ制御回路６０のマイクロコンピュータ６２は、ワイパスイッチ６６からの指令信号並びにメモリ６４に記憶されているデータ及びプログラムに基づいて、所望する往復払拭周期でワイパブレード３０，３２が作動するように、マイクロコンピュータ６２は出力軸３６，３８の回転信号を読み取って駆動回路４６，４８を制御する。

図１では、１のワイパ制御回路６０により左ワイパ装置１４及び右ワイパ装置１６の各々を制御することを示している。しかしながら、右ワイパ装置１６と左ワイパ装置１４とに各々ワイパ制御回路を設け、各々のワイパ制御回路を例えばプロトコルにＬＩＮ（Local Interconnect Network）を用いた通信が行われるようにしてもよい。かかる通信により、例えば、左ワイパ装置１４を右ワイパ装置１６に従属させ、ワイパブレード３２とワイパブレード３０とが干渉することを防止する。

図２は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０における右ワイパ装置１６のワイパモータ２０の各構成を示す概略図である。図２に示したワイパモータ２０は、ＤＣブラシ付きモータである。ワイパモータ２０は、例えばアルミダイキャスト製のモータハウジング７０に、複数の電磁石で構成されたロータ７２Ａと、各々がロータ７２Ａの１の電磁石に対応した複数の板状の導電体で構成された整流子７２Ｂと、内面に永久磁石であるステータ（図示せず）が設けられたロータカバー７６と、整流子７２Ｂと接触して電力を供給するブラシ７４とが組み合わされている。なお、左ワイパ装置１４のワイパモータ１８も、上述のワイパモータ２０と実質的に同じ構成なので、詳細な説明は省略する。

整流子７２Ｂを介してロータ７２Ａの電磁石に電力が供給されると、ロータ７２Ａに磁界が生じ、ロータカバー７６の内面に設けられた永久磁石にロータ７２Ａが引き寄せられることにより、ロータ７２Ａは回転を始める。

ロータ７２Ａの回転により、ブラシ７４から整流子７２Ｂを構成する各々の導電体へ供給される電力が切り替わるので、ロータ７２Ａを構成する電磁石の磁界も、ロータ７２Ａの回転に伴って切り替わり、ロータカバー７６の内面に設けられた永久磁石の磁界との相互作用により、ロータ７２Ａは回転を継続する。

また、モータハウジング７０には、ウォームホイール２４Ａが設けられた出力軸３８が、ウォームホイール２４Ａとロータ７２Ａの回転軸７２Ｃに設けられたウォーム２４Ｂとが噛み合うように取り付けられている。そして、出力軸３８のウォームホイール２４Ａ側の一端には、センサマグネット４４Ａが取り付けられている。図２に示したウォーム２４Ｂとウォームホイール２４Ａとにより、ワイパモータ２０の減速機構２４が構成される。

モータハウジング７０には、ワイパ制御回路６０及び駆動回路４８等を構成する素子が実装された基板７８が、スペーサー８０を介して取り付けられる。基板７８のセンサマグネット４４Ａに対応する位置には回転センサ４４が実装されている。また、基板７８の一角には振動センサ５８の一種として加速度センサ５８Ａが実装されている。

本実施の形態では、基板７８に実装した加速度センサ５８Ａにより、ワイパブレード３０のびびり振動を検知する。びびり振動が発生した場合、ワイパアーム２８及び出力軸３８を介してびびり振動が出力軸３８の近くにある基板７８にも伝わるので、加速度センサ５８Ａは所定の周波数での基板７８の振動を、加速度の変化として検知する。

また、本実施の形態では、加速度センサ５８Ａに代えて、出力軸３８に非接触で出力軸３８のトルクを検知するトルクセンサ５８Ｂを設け、かかるトルクセンサ５８Ｂを振動センサとして用いてもよい。トルクセンサ５８Ｂは、びびり振動を出力軸３８のトルクの変動として検知する。

また、モータハウジング７０には、基板７８及び減速機構２４等を保護するために、モータハウジングカバー８２が取り付けられる。

図３は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０において振動センサ５６，５８が検知した振動の一例を示すグラフである。図３では、原信号８４の周波数２０Ｈｚを中心とした領域Ａにびびり振動を示す不規則な変化が現れているが、低周波数の領域Ｂにはびびり振動に相当する変化は生じていない。高周波数の領域Ｃには、一部不規則な変化が生じているが、ユーザがびびり振動として覚知する周波数よりも高周波なので、びびり振動の成分ではない。

びびり振動を抑制するには、発生したびびり振動を含む所定の範囲の周波数成分である領域Ａを抽出することを要する。図３に示した例では、領域Ａは、１２〜３４Ｈｚの範囲であるが、ワイパ装置、車種等によって異なるので、コンピュータを用いたシミュレーション及び実機を用いた試験を通じて具体的に決定する。

図４は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０において振動センサ５８が出力した信号からびびり振動を抽出するためのアナログフィルタ９０の一例を示す概略図である。図４に示したアナログフィルタ９０は、低周波数の成分を除去するハイパスフィルタ９２と、高周波数の成分を除去するローパスフィルタ９４とを含んでいる。

ハイパスフィルタ９２は、オペアンプ９２Ａを用いたＶＣＶＳ（電圧制御型電圧源）型の２次ハイパスフィルタである。オペアンプ９２Ａの前段に設けられたコンデンサ９２Ｂ，９２Ｃ及び一端が接地された抵抗９２Ｄにより、１次ハイパスフィルタが構成されており、かかる１次ハイパスフィルタの出力端が、オペアンプ９２Ａの非反転入力端（＋）に接続されている。

オペアンプ９２Ａの出力端は、抵抗９２Ｅを介してコンデンサ９２Ｂとコンデンサ９２Ｃとの間に接続されると共に、オペアンプ９２Ａの反転入力端（−）に接続されている。図４に示した状態でオペアンプ９２Ａは一種のバッファとして機能している。

ハイパスフィルタ９２の後段に設けられたローパスフィルタ９４は、抵抗９４Ａと一端が接地されたコンデンサ９４Ｂとで構成された一種の分圧回路である。ローパスフィルタ９４の出力端は、ワイパ制御回路６０に接続されている。ワイパ制御回路６０は、アナログフィルタ９０から入力されたびびり振動の成分に基づいて、当該びびり振動を抑制するようにＰＷＭ制御信号を生成する。

なお、図４に示した例では、アナログフィルタ９０の前段にハイパスフィルタ９２を、後段にローパスフィルタ９４を設けたが、前段にローパスフィルタ９４、後段にハイパスフィルタ９２を設けてもよい。また、ハイパスフィルタ９２及びローパスフィルタ９４に代えて、低周波数の成分及び高周波数の成分を各々除去するバンドパスフィルタをアナログフィルタ９０に用いてもよい。

図５は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０においてアナログフィルタ９０による処理後の信号の一例を示すグラフである。アナログフィルタによる処理前の原信号８４に比して処理後信号８６は、びびり振動を含まない領域Ｂ，Ｃの信号強度が減衰している。その結果、びびり振動を含む領域Ａの信号強度が抽出されている。抽出されたびびり振動を含む所定の範囲の周波数成分は、後述するように、ワイパモータの回転速度の制御に係る指令を補正するために用いられる。

図６は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０において振動センサ５６，５８から駆動回路４６，４８に至る回路の一例を示した概略図である。振動センサ５６，５８からの信号はアナログフィルタ９０による処理を経た後、コンパレータ等の回路によりアナログ信号をデジタル化されマイクロコンピュータ６２に入力される。

マイクロコンピュータ６２では、ワイパスイッチ６６からのワイパモータ１８，２２の回転速度に係る指令に、回転センサ４２，４４からの信号から算出されたワイパブレード３０，３２の位置及び払拭速度に基づく位置（速度）制御の情報を、例えばＰＩ制御によってフィードバックして位置（速度）制御出力９８を算出する。そして、位置（速度）制御出力９８には、デジタル化されたびびり信号の成分が、例えばＰＩ制御により加算（合成）される。

マイクロコンピュータ６２では、上記の合成により補正された信号に基づいてＰＷＭ制御信号が生成され、生成されたＰＷＭ制御信号は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）で構成された駆動回路４６，４８に出力される。

図７は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０において、ワイパモータ１８，２２の位置（速度）制御の指令を、びびり信号の成分を用いて補正する専用回路の一例を示す概略図である。図７に示したように、振動センサ５６，５８からの信号はアナログフィルタ９０による処理を経た後、オペアンプ９６Ａを備えた加算回路９６に入力される。

オペアンプ９６Ａの非反転入力端（＋）は接地されている。オペアンプ９６Ａの反転入力端（−）には、抵抗９６Ｂを介してアナログフィルタ９０からの信号が入力されると共に、抵抗９６Ｃを介して位置（速度）制御出力９８が入力される。また、オペアンプ９６Ａの出力端は抵抗９６Ｄを介して反転入力端（−）に接続されている。

前述のように、位置（速度）制御出力９８は、ワイパスイッチ６６からのワイパモータ１８，２２の回転速度に係る指令に、ワイパブレード３０，３２の位置及び払拭速度に基づく位置（速度）制御の情報をフィードバックして求めた制御の指令である。

図７に示した加算回路９６において、抵抗９６Ｂ、９６Ｃ，９６Ｄの各々の抵抗値はＲ_１，Ｒ_２，Ｒ_ｆであり、かつＲ_１＝Ｒ_２である。また、位置（速度）制御出力９８の電圧をＶ_１、アナログフィルタ９０から出力される信号の電圧をＶ_２とすると、加算回路９６が出力する電圧値であるＶ_ＯＵＴは、下記の式（１）で算出される。
Ｖ_ＯＵＴ＝−（Ｒ_ｆ／Ｒ_１）（Ｖ_１＋Ｖ_２）・・・（１）

式（１）に示したように、加算回路９６は、アナログフィルタ９０の出力値と位置（速度）制御出力９８とを加算している。かかる加算により、ワイパスイッチ６６からのワイパモータ１８，２２の回転速度に係る指令及び回転センサ４２，４４からの信号から算出されたワイパブレード３０，３２の位置に基づく位置（速度）制御の指令を、びびり振動の成分を用いて補正することができる。

加算回路９６で処理された信号は、コンパレータ１０２で、一定周期を有する三角波であるＰＷＭキャリア信号１００と比較されることにより、矩形波であるＰＷＭ制御信号が生成される。生成されたＰＷＭ制御信号は駆動回路４６，４８に出力される。駆動回路４６，４８は、入力されたＰＷＭ制御信号に基づいて電源であるバッテリの電力をスイッチングして、ワイパモータ１８，２０に印加する電圧を生成する。

前述のＰＩ制御による位置（速度）制御の信号へのびびり振動成分の加算、又は加算回路９６による位置（速度）制御の指令とびびり振動成分との加算に基づいた補正により、ワイパブレード３０，３２の挙動が以下のように改善され得る。

例えば、ワイパブレード３０，３２に発生したびびり振動は振動センサ５６，５８により検知される。同時にワイパモータ１８，２０には微小な加減速の力が加えられる。回転センサ４２，４４では、かかる微小な加減速を検出し難いが、振動センサ５６，５８であれば検出できる。本実施の形態では、振動センサ５６，５８が出力した信号から振動低減用の制御電圧を生成し、位置（速度）制御出力９８に加算することで、ワイパモータ１８，２０がワイパブレード３０，３２のびびり振動を打ち消すためのトルクがワイパモータ１８，２０の出力軸３６，３８に各々生じるようにする。

本実施の形態では、びびり振動を打ち消すタイミングでワイパモータ１８，２０の出力軸３６，３８のトルクを増加させることで、発生したびびり振動を打ち消すようにワイパブレード３０，３２を作動させるため、結果としてびびり振動の発生を抑制できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ワイパモータの制御回路の基板又はワイパモータの出力軸に設けられた振動センサが出力した信号から、アナログフィルタを用いてびびり振動を含む所定の範囲の周波数成分を抽出している。アナログフィルタは汎用的な回路であるハイパスフィルタ及びローパスフィルタであり、高価なマイコンを要しない。さらに、びびり振動を含む信号により、ワイパモータの回転速度の制御に係る信号を補正することにより、簡素な構成でびびり振動を抑制できる。

１０…ワイパ制御装置、１２…ウィンドシールドガラス、１４…左ワイパ装置、１６…右ワイパ装置、１８，２０…ワイパモータ、２２，２４…減速機構、２４Ａ…ウォームホイール、２４Ｂ…ウォーム、２６，２８…ワイパアーム、３０，３２…ワイパブレード、３６，３８…出力軸、４２，４４…回転センサ、４４Ａ…センサマグネット、４６，４８…駆動回路、５６，５８…振動センサ、５８Ａ…加速度センサ、５８Ｂ…トルクセンサ、６０…ワイパ制御回路、６２…マイクロコンピュータ、６４…メモリ、６６…ワイパスイッチ、７０…モータハウジング、７２Ａ…ロータ、７２Ｂ…整流子、７２Ｃ…回転軸、７４…ブラシ、７６…ロータカバー、７８…基板、８０…スペーサー、８２…モータハウジングカバー、８４…原信号、８６…処理後信号、９０…アナログフィルタ、９２…ハイパスフィルタ、９２Ａ…オペアンプ、９２Ｂ，９２Ｃ…コンデンサ、９２Ｄ，９２Ｅ…抵抗、９４…ローパスフィルタ、９４Ａ…抵抗、９４Ｂ…コンデンサ、９６…加算回路、９６Ａ…オペアンプ、９６Ｂ，９６Ｃ，９６Ｄ，９６Ｅ…抵抗、９８…位置（速度）制御出力、１００…ＰＷＭキャリア信号、１０２…コンパレータ、Ｐ１…下反転位置、Ｐ２…上反転位置

Claims

ワイパモータの回転を、ウォームとウォームホイールとにより減速して出力軸に伝達する減速機構と、
前記出力軸に一端が連結されたワイパアームに設けられたワイパブレードが、前記ワイパモータの出力軸の回転により、ウィンドシールドガラスの下部から上部までの所定の範囲を払拭する動作をしたときに生じた振動を検知し、振動に応じた信号を出力する振動検知部と、
びびり振動に相当する変化が生じていない低周波数成分及びユーザがびびり振動として覚知する周波数よりも高周波である高周波数成分を除去するフィルタを含み、前記振動検知部が出力した信号から前記低周波数成分及び前記高周波数成分を除去することにより、前記びびり振動を含む所定の範囲の周波数成分を抽出する信号濾過部と、
前記所定の範囲の周波数成分を用いて前記ワイパモータへの印加電圧を補正すると共に、補正した印加電圧に基づいて前記ワイパモータを駆動する制御部と、
前記制御部が実装されると共に、前記ワイパブレードからの振動が伝達されるように、前記減速機構が収容されるモータハウジング内に前記減速機構に隣接して設けられた回路基板と、
を備え、
前記振動検知部及び前記信号濾過部の各々は、前記制御部が実装される前記回路基板に実装され、
前記制御部は、前記ワイパモータへの印加電圧と前記所定の範囲の周波数成分を示す電圧とを反転加算して補正した印加電圧を前記ワイパモータに供給することにより前記信号濾過部で抽出された周波数成分に含まれるびびり振動を打ち消すトルクが発生するように前記ワイパモータを駆動するワイパ制御装置。
前記出力軸のウォームホイール側端部に設けられたセンサマグネットと対向する前記回路基板上の位置に実装され、前記出力軸の回転に従って変化する前記センサマグネットの磁界を検出する回転センサをさらに含み、
前記制御部は、前記回転センサが出力した信号から算出した前記ワイパブレードの位置に応じた前記ワイパモータの回転速度の指令に前記所定の範囲の周波数成分を合成することにより、前記ワイパモータへの印加電圧を補正する請求項１に記載のワイパ制御装置。
前記フィルタは、前記低周波数成分を除去するハイパスフィルタ及び前記高周波数成分を除去するローパスフィルタを含んだ回路、又は前記低周波数成分及び前記高周波数成分を除去するバンドパスフィルタを含んだ回路で構成された請求項１又は２に記載のワイパ制御装置。
前記振動検知部は、前記ワイパモータの出力軸のトルクを検知するトルクセンサである請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ制御装置。
前記振動検知部は、前記回路基板上に実装された加速度センサである請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイパ制御装置。