JP6834427B2 - ワイパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイパ装置に関する。

図７に示したような、運転席側の右ワイパ装置１１６のワイパブレード１３２と、助手席側の左ワイパ装置１１４のワイパブレード１３０とを、独立した別個のワイパモータ１１８、１２０で動作させるダイレクトドライブ方式のワイパ装置は、同期用通信１８６によって、ワイパモータ１１８及びワイパモータ１２０の各々の回転を同期させている。

同期用通信１８６が正常に行われ、かつワイパモータ１１８及びワイパモータ１２０が正常に動作しているのであれば、運転席側のワイパブレード１３２と、助手席側のワイパブレード１３０との各々は互いに接触せずにウィンドシールドガラス１２上の上反転位置Ｐ１と下反転位置Ｐ２との間を払拭動作する。

しかしながら、例えば、図７（Ａ）に示したように、左ワイパ装置１１４のワイパモータ１１８が故障した場合、同期用通信１８６が正常であっても、ワイパブレード１３２と、ワイパブレード１３０とが互いに接触するおそれがある。

図７（Ｂ）に示したように、左ワイパ装置１１４のワイパモータ１１８が故障した場合には、正常である右ワイパ装置１１６のワイパモータ１２０を停止させることにより、ワイパブレード１３０とワイパブレード１３２との接触を防止する。しかしながら、ワイパモータ１１８、１２０の回転を停止させると、ウィンドシールドガラス１２は全く払拭されなくなり、雨天時の視界確保に支障を来たす。

特許文献１には、一方のワイパブレードの払拭動作が障害物によって停止した場合に、他方のワイパブレードで一方のワイパブレードを押して障害物を排除するダイレクトドライブ方式のワイパ装置の発明が開示されている。

特開平１１−３０１４１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術は、障害物で一方のワイパブレードが不動になった場合に、他方のワイパブレードで押して障害物を排除するというもので、ワイパモータが故障した場合を想定していないという問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、一方のワイパモータが故障した場合に、ワイパモータが故障したワイパブレードを他方のワイパブレードと接触しない位置に退避させるダイレクトドライブ方式の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、ウィンドシールドガラスの運転席側に設けられ、運転席側Ａピラーの近くで該運転席側Ａピラーと並行する第１上反転位置と前記ウィンドシールドガラスの下端部と並行する第１下反転位置との間を往復払拭して、前記ウィンドシールドガラスの一部で重なる複数の払拭範囲の一方の払拭範囲を払拭するように、第１のワイパブレードを払拭動作させる第１のモータと、前記ウィンドシールドガラスの助手席側に設けられ、前記第１のワイパブレードの払拭範囲内にある第２上反転位置と前記ウィンドシールドガラスの助手席寄りの下端部と並行する第２下反転位置との間を往復払拭して、前記複数の払拭範囲の他方の払拭範囲を払拭するように、第２のワイパブレードを払拭動作させる第２のモータと、前記第１のモータまたは前記第２のモータが異常と判定された場合に、異常が判定されたモータにより払拭動作されるワイパブレードの払拭動作を停止し、かつ正常なモータの各々のコイルに通電する時間を所定時間延長して前記正常なモータにより払拭動作されるワイパブレードで前記払拭動作を停止したワイパブレードを押すことにより前記払拭動作を停止したワイパブレードを反転位置まで退避させ、前記正常なモータにより払拭動作されるワイパブレードで重なる部分を含む払拭範囲を払拭するように、前記第１のモータ及び前記第２のモータの回転を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記第１のモータが異常の場合には、前記第１のモータの回転を停止させると共に前記第２のモータを回転させて前記第１のワイパブレードを前記第２のワイパブレードで前記第１上反転位置まで押し上げ、前記第２のモータの動作が異常の場合には、前記第２のモータの回転を停止させると共に前記第１のモータを回転させて前記第２のワイパブレードを前記第１のワイパブレードで前記第２下反転位置まで押し下げる制御を行う。

このワイパ装置によれば、一方のモータが故障した場合に、動作が正常なモータで駆動されるワイパブレードによりモータが故障したワイパブレード押し、当該ワイパブレードを他方のワイパブレードと接触しない位置である反転位置に退避させることができる。

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、前記制御部は、前記第１のモータまたは前記第２のモータが異常と判定された場合に、前記正常なモータの各々のコイルに通電する時間を所定時間延長することにより前記正常なモータのトルクを増大させる制御を行う。

このワイパ装置によれば、動作が正常なモータのトルクを増大させて、動作が異常なモータで駆動されるワイパブレードを反転位置まで移動させることができる。

請求項３に記載のワイパ装置は、請求項１または２に記載のワイパ装置において、前記第１のモータの状態を検出する第１センサ、及び前記第２のモータの状態を検出する第２センサを含み、前記制御部は、前記第１センサ及び前記第２センサの結果に基づいて、異常を判定する。

このワイパ装置によれば、モータの異常を検知するセンサによってモータの状態を判定する。

請求項４に記載のワイパ装置は、請求項３に記載のワイパ装置において、前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態としてモータの出力軸の回転角度を検出する回転角度センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に回転角度センサで検出された回転角度が変化しない場合に異常と判定する。

このワイパ装置によれば、第１モータの出力軸の回転角度と、第２モータの出力軸の回転角度とに基づいて、モータの異常を検知できる。

請求項５に記載のワイパ装置は、請求項３に記載のワイパ装置において、前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態としてモータの電流を検出する電流センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に電流センサで検出された電流が上限電流値以上または下限電流値以下の場合に異常と判定する。

このワイパ装置によれば、第１モータのモータ電流と、第２モータのモータ電流とに基づいて、モータの異常を検知できる。

請求項６に記載のワイパ装置は、請求項３に記載のワイパ装置において、前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態として電源から供給される電圧を検出する電圧センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に電圧センサで検出された電圧が上限電圧値以上または下限電圧値以下の場合に異常と判定する。

このワイパ装置によれば、第１モータに供給される電圧値と、第２モータに供給される電圧値とに基づいて、モータの異常を検知できる。

請求項７に記載のワイパ装置は、請求項３に記載のワイパ装置において、前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態としてモータの回路の温度を検出する温度センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に温度センサで検出された温度が上限温度以上の場合に異常と判定する。

このワイパ装置によれば、回路の温度に基づいて、モータの異常を検知できる。

請求項８に記載のワイパ装置は、請求項３に記載のワイパ装置において、前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態として前記第１のモータと前記第２のモータとの間の同期用通信の状態を検出し、モータの回転制御中に同期用通信が途絶した場合に異常と判定する。

このワイパ装置によれば、第１のモータと第２のモータとの間の同期用通信の状態からモータの異常を検知できる。

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右ワイパ装置のワイパ制御回路の構成の一例の概略を示すブロック図である。 （Ａ）は、左ワイパ装置のワイパブレードが、右ワイパ装置のワイパブレードに先行して上反転位置から下反転位置又は格納位置に移動する場合に、左ワイパ装置のワイパモータが故障した場合を示し、（Ｂ）は、右ワイパ装置のワイパブレードにより、左ワイパ装置のワイパブレードを押して下反転位置又は格納位置まで移動させる場合を示した説明図である。 （Ａ）は、通常動作時でのワイパモータのコイルへの通電パターンの一例を示し、（Ｂ）は、一方のワイパブレードを他方のワイパブレードで押す場合の、他方のワイパブレードを駆動させるワイパモータのコイルへの通電パターンの一例を示したタイムチャートである。 本発明の実施の形態に係るワイパ装置の不動時対処処理の一例を示した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変形例の一例を示した構成図である。 （Ａ）は左ワイパ装置のワイパモータが故障した場合を示し、（Ｂ）は右ワイパ装置のワイパモータを停止させて、ワイパブレード同士の接触を防止する場合を示した説明図である。

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、一例として、車両のウィンドシールドガラス１２の下部の左（助手席側）に左ワイパ装置１４、車両のウィンドシールドガラス１２の下部の右（運転席側）に右ワイパ装置１６を各々備えたダイレクトドライブによるタンデム式のワイパ装置である。なお、本実施の形態における左右は、車室内から見ての左右である。本実施の形態に係るワイパ装置１０は、左ワイパ装置１４のワイパアーム２６と、右ワイパ装置１６のワイパアーム２８とを、各々同一方向に回動させる。従って、左ワイパ装置１４の出力軸３６と、右ワイパ装置１６の出力軸３８とを、各々同一方向に回転させている。

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。ワイパモータ１８、２０は、ウィンドシールドガラス１２の左下方及び右下方の各々に設けられている。

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が格納位置Ｐ３から下反転位置Ｐ２に移動し、下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間を往復動作する。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Ｐ２から上反転位置Ｐ１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。

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。本実施の形態では、例えば、左ワイパ装置１４の出力軸３６の回転方向を、右ワイパ装置１６の出力軸３８の回転方向に同期させることにより、出力軸３６及び出力軸３８を各々同一方向に回転させている。

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、６２が各々接続されている。本実施の形態に係るワイパ制御回路６０は駆動回路６０Ａ及びワイパＥＣＵ６０Ｂを、ワイパ制御回路６２は、駆動回路６２Ａ及びワイパＥＣＵ６２Ｂを、各々含む。

ワイパＥＣＵ６０Ｂには、ワイパモータ１８の出力軸３６の回転速度及び回転角度を各々検知する回転角度センサ４２が接続されている。ワイパＥＣＵ６２Ｂには、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角度センサ４４が接続されている。ワイパＥＣＵ６０Ｂ、６２Ｂは、回転角度センサ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。また、ワイパＥＣＵ６０Ｂ、６２Ｂ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６０Ａ、６２Ａを各々制御する。なお、回転角度センサ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マグネットの磁界（磁力）を電流に変換して検出する。また、出力軸３６、３８の回転速度の制御は、後述するメモリ等に記憶された、ワイパブレード３０、３２の位置に応じて出力軸３６、３８の回転速度を規定した速度マップ（図示せず）を参照して行う。

駆動回路６０Ａ、６２Ａ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。駆動回路６０Ａ、６２Ａは、スイッチング素子に電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を使用した回路を含み、駆動回路６０ＡはワイパＥＣＵ６０Ｂの、駆動回路６２ＡはワイパＥＣＵ６２Ｂの、各々の制御によって、所定のデューティ比の電圧を出力する。

ワイパＥＣＵ６０ＢとワイパＥＣＵ６２Ｂとは、例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）等のプロトコルを用いた通信で連携させることにより、左ワイパ装置１４及び右ワイパ装置１６の動作を同期させている。また、ワイパ制御回路６２のワイパＥＣＵ６２Ｂには、車両制御回路６４を介して、ワイパスイッチ６６が接続されている。

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車両制御回路６４を介してワイパＥＣＵ６２Ｂに出力する。また、ワイパＥＣＵ６２Ｂに入力された指令信号は、前述のＬＩＮ等のプロトコルを用いた通信によってワイパＥＣＵ６０Ｂにも入力される。図１では、便宜上、右ワイパ装置１６をマスタワイパ、左ワイパ装置１４をスレーブワイパとする。

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ＥＣＵ６０Ｂ、６２Ｂに入力されると、ワイパＥＣＵ６０Ｂ、６２Ｂがワイパスイッチ６６からの出力信号に対応する制御を行う。具体的には、ワイパＥＣＵ６０Ｂ、６２Ｂは、ワイパスイッチ６６からの指令信号と前述の速度マップとに基づいて出力軸３６、３８の回転速度を算出する。さらにワイパＥＣＵ６０Ｂ、６２Ｂは、算出した回転速度で出力軸３６、３８が回転するように駆動回路６０Ａ、６２Ａを制御する。

図２は、本実施の形態に係る右ワイパ装置１６のワイパ制御回路６２の構成の一例の概略を示すブロック図である。また、図２示したワイパモータ２０は、一例として、ブラシレスＤＣモータであるが、ブラシ付きＤＣモータであってもよい。なお、左ワイパ装置１４のワイパ制御回路６０の構成は、右ワイパ装置１６のワイパ制御回路６２と同様なので、その詳細な説明は省略する。

図２に示したワイパ制御回路６２は、ワイパモータ２０の巻線の端子に印加する電圧を生成する駆動回路６２Ａと、駆動回路６２Ａを構成するスイッチング素子のオン及びオフを制御するワイパＥＣＵ６２Ｂとを含んでいる。

ワイパモータ２０のロータ７２は、各々３つのＳ極及びＮ極の永久磁石で構成されている。ロータ７２の磁界は、ホールセンサ７０によって検知される。ホールセンサ７０は、ロータ７２の永久磁石の極性に対応してロータ７２とは別に設けられたセンサマグネットの磁界を検知してもよい。ホールセンサ７０は、ロータ７２又はセンサマグネットの磁界を、ロータ７２の位置を示す磁界として検知する。

ホールセンサ７０は、ロータ７２又はセンサマグネットにより形成された磁界を検出することにより、ロータ７２の位置を検出するためのセンサである。ホールセンサ７０は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に対応する３つのホール素子を含んでいる。ホールセンサ７０は、ロータ７２の回転によって生じた磁界の変化を、正弦波に近似した電圧の変化の信号として出力する。

ホールセンサ７０が出力した信号は、制御回路であるワイパＥＣＵ６２Ｂに入力される。ワイパＥＣＵ６２Ｂは、集積回路であり、スタンバイ回路５０によって電源であるバッテリ８０から供給される電力が制御されている。

ホールセンサ７０からワイパＥＣＵ６２Ｂに入力されたアナログ波形の信号は、ワイパＥＣＵ６２Ｂ内にある、コンパレータ等のアナログ信号をデジタル信号に変換する回路を備えたホールセンサエッジ検出部５６に入力される。ホールセンサエッジ検出部５６では、入力されたアナログ波形をデジタル波形に変換し、デジタル波形からエッジ部分を検出する。

デジタル波形及びエッジの情報はモータ位置推定部５４に入力され、ロータ７２の位置が算出される。算出されたロータ７２の位置の情報は、通電制御部５８に入力される。

また、ワイパＥＣＵ６２Ｂの指令値算出部５２には、ワイパスイッチ６６からワイパモータ２０（ロータ７２）の回転速度を指示するための信号が入力される。指令値算出部５２は、ワイパスイッチ６６から入力された信号からワイパモータ２０の回転速度に係る指令を抽出して、通電制御部５８に入力する。

通電制御部５８は、モータ位置推定部５４で算出されたロータ７２の位置に応じて変化する電圧の位相を算出すると共に、算出した位相及びワイパスイッチ６６により指示されたロータ７２の回転速度に基づいて駆動デューティ値を決定する。また、通電制御部５８は、駆動デューティ値に応じたパルス信号であるＰＷＭ信号を生成して駆動回路６２Ａに出力するＰＷＭ制御を行う。

駆動回路６２Ａは、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）インバータにより構成されている。図２に示すように、駆動回路６２Ａは、各々が上段スイッチング素子としての３つのＮチャンネル電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗ（以下、「ＦＥＴ７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗ」と言う）、各々が下段スイッチング素子としての３つのＮチャンネル電界効果トランジスタ７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗ（以下、「ＦＥＴ７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗ」と言う）とを備えている。なお、ＦＥＴ７４Ｕ、７４Ｖ、７４Ｗ及びＦＥＴ７６Ｕ、７６Ｖ、７６Ｗは、各々、個々を区別する必要がない場合は「ＦＥＴ７４」、「ＦＥＴ７６」と総称し、個々を区別する必要がある場合は、「Ｕ」、「Ｖ」、「Ｗ」の符号を付して称する。

ＦＥＴ７４、ＦＥＴ７６のうち、ＦＥＴ７４Ｕのソース及びＦＥＴ７６Ｕのドレインは、コイル４０Ｕの端子に接続されており、ＦＥＴ７４Ｖのソース及びＦＥＴ７６Ｖのドレインは、コイル４０Ｖの端子に接続されており、ＦＥＴ７４Ｗのソース及びＦＥＴ７６Ｗのドレインは、コイル４０Ｗの端子に接続されている。

ＦＥＴ７４及びＦＥＴ７６のゲートは通電制御部５８に接続されており、ＰＷＭ信号が入力される。ＦＥＴ７４及びＦＥＴ７６は、ゲートにＨレベルのＰＷＭ信号が入力するとオン状態になり、ドレインからソースに電流が流れる。また、ゲートにＬレベルのＰＷＭ信号が入力されるとオフ状態になり、ドレインからソースへ電流が流れない状態になる。

また、本実施の形態のワイパ制御回路６２には、バッテリ８０、ノイズ防止コイル８２、及び平滑コンデンサ８４Ａ、８４Ｂ等が構成されている。バッテリ８０、ノイズ防止コイル８２、及び平滑コンデンサ８４Ａ、８４Ｂは略直流電源を構成している。なお、図２には図示していないが、バッテリ８０の電圧を検出する電圧センサ、ワイパモータ２０のコイル４０の電流であるモータ電流を検出する電流センサ、及びワイパ制御回路６２が実装された基板の温度を検出するためのサーミスタ等が実装されている。

以下、本実施の形態に係るワイパ装置１０の作用及び効果について説明する。図３は、本実施の形態のワイパ装置１０の動作の一例を示した説明図である。図３（Ａ）は、左ワイパ装置１４のワイパブレード３０が、右ワイパ装置１６のワイパブレード３２に先行して上反転位置Ｐ１から下反転位置Ｐ２又は格納位置Ｐ３に移動する場合に、ワイパモータ１８が故障した場合である。ワイパモータ１８が故障すると、左ワイパ装置１４のワイパブレード３０の払拭動作は停止する。

図３（Ｂ）は、右ワイパ装置１６のワイパブレード３２により、左ワイパ装置１４のワイパブレード３０を押して下反転位置Ｐ２又は格納位置Ｐ３まで移動させる場合を示した説明図である。本実施の形態では、ワイパモータ１８が故障した左ワイパ装置１４のワイパブレード３０を下反転位置Ｐ２又は格納位置Ｐ３まで移動させた後、右ワイパ装置１６は、下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間を往復払拭動作する。左ワイパ装置１４のワイパブレード３０が下反転位置Ｐ２又は格納位置Ｐ３で停止しているのであれば、左ワイパ装置１４のワイパブレード３０が往復払拭動作する右ワイパ装置１６のワイパブレード３２と接触することはない。左ワイパ装置１４のワイパモータ１８が停止している間に、右ワイパ装置１６のワイパＥＣＵ６２Ｂは、ワイパモータ２０の出力軸３８を回転方向９２に回転させて、ウィンドシールドガラス１２の運転席側を払拭動作する。

なお、図示していないが、右ワイパ装置１６のワイパモータ２０が故障した場合には、左ワイパ装置１４のワイパブレード３０で右ワイパ装置１６のワイパブレード３２を押して上反転位置Ｐ１まで移動させる。右ワイパ装置１６のワイパブレード３２が上反転位置Ｐ１で停止しているのであれば、右ワイパ装置１６のワイパブレード３２が往復払拭動作する左ワイパ装置１４のワイパブレード３０と接触することはない。右ワイパ装置１６のワイパモータ２０が停止している間に、左ワイパ装置１４のワイパＥＣＵ６０Ｂは、ワイパモータ１８の出力軸３８を回転させて、ウィンドシールドガラス１２の助手席側を払拭動作する。なお、左ワイパ装置１４のワイパブレード３０で右ワイパ装置１６のワイパブレード３２を押して上反転位置Ｐ１まで移動させるには、図１に示したワイパ装置１０の場合、正常時の払拭動作よりもワイパモータ１８の出力軸３６の回転角度の範囲を大きくすることが望ましい。具体的には、左ワイパ装置１４のワイパブレード３０が、左ワイパ装置１４の上反転位置Ｐ１を越えて、右ワイパ装置１６の上反転位置Ｐ１に達する程度まで、出力軸３６の回転角度の範囲を大きくする。

図４（Ａ）はコイル４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗへの通電パターンの一例を示したタイムチャートである。図４において矩形で示された通電１０２Ｕ、１０２Ｖ、１０２Ｗ及び通電１０４Ｕ、１０４Ｖ、１０４Ｗは、コイル４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗへ通電されるタイミングを示している。図４において、通電１０２Ｕ、１０２Ｖ、１０２Ｗ及び通電１０４Ｕ、１０４Ｖ、１０４Ｗは、便宜上、矩形で示されているが、実際の通電では、ＰＷＭによりパルス状に変調された電圧がコイル４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗに印加される。なお、図４の単位時間（例えば、時間ｔ０から時間ｔ１の間）は、ロータ７２が電気角で６０°回転する時間である。

時間ｔ０から時間ｔ１までは、ＦＥＴ７４ＷとＦＥＴ７６Ｖとがオンになり、コイル４０Ｗからコイル４０Ｖへ通電される。時間ｔ１から時間ｔ２では、ＦＥＴ７４ＵとＦＥＴ７６Ｖとがオンになり、コイル４０Ｕからコイル４０Ｖへ通電される。時間ｔ２から時間ｔ３では、ＦＥＴ７４ＵとＦＥＴ７６Ｗとがオンになり、コイル４０Ｕからコイル４０Ｗへ通電される。時間ｔ３から時間ｔ４では、ＦＥＴ７４ＶとＦＥＴ７６Ｗとがオンになり、コイル４０Ｖからコイル４０Ｗへ通電される。時間ｔ４から時間ｔ５では、ＦＥＴ７４ＶとＦＥＴ７６Ｕとがオンになり、コイル４０Ｖからコイル４０Ｕへ通電される。時間ｔ５から時間ｔ６では、ＦＥＴ７４ＷとＦＥＴ７６Ｕとがオンになり、コイル４０Ｗからコイル４０Ｕへ通電される。時間ｔ６から時間ｔ７では、ＦＥＴ７４ＷとＦＥＴ７６Ｖとがオンになり、コイル４０Ｗからコイル４０Ｖへ通電される。時間ｔ７から時間ｔ８では、ＦＥＴ７４ＵとＦＥＴ７６Ｖとがオンになり、コイル４０Ｕからコイル４０Ｖへ通電される。

図４（Ｂ）は、一方のワイパブレードを他方のワイパブレードで押す場合の、他方のワイパブレードを駆動させるワイパモータのコイル４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗへの通電パターンの一例を示したタイムチャートである。図４（Ｂ）では、通電１０２Ｕ、１０２Ｖ、１０２Ｗに加えてオーバーラップ通電１０６Ｕ、１０６Ｖ、１０６Ｗを行い、また、通電１０４Ｕ、１０４Ｖ、１０４Ｗに加えてオーバーラップ通電１０８Ｕ、１０８Ｖ、１０８Ｗを行っている。

一般にブラシレスＤＣモータでは、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相への通電時間を延長すると、出力軸のトルクが増大する。本実施の形態では、図４（Ｂ）に示したオーバーラップ通電１０６Ｕ、１０６Ｖ、１０６Ｗ、１０８Ｕ、１０８Ｖ、１０８Ｗを行ってワイパモータのトルクを増大させ、不動となったワイパ装置のワイパブレードを押すようにしている。オーバーラップ通電を行う時間は、ワイパモータの仕様等によって異なるので、設計時のシミュレーション、又は実機を用いた実験を通じて具体的に決定する。

図５は、本実施の形態に係るワイパ装置１０の不動時対処処理の一例を示したフローチャートである。本実施の形態では、便宜上、右ワイパ装置１６をマスタ側、左ワイパ装置１４をスレーブ側とする。

ステップ５００では、ワイパスイッチ６６から出力された指令値に従った払拭動作を行う。そして、ステップ５０２では、スレーブ側のワイパ装置が不動になったか否かを判定する。不動か否かの判定は、同期用通信８６が途絶した場合、バッテリ８０の電圧が上限値以上又は下限値以下の場合、ワイパモータ１８のコイル４０に流れる電流が上限値以上又は下限値以下の場合、ワイパ制御回路６０の基板の温度が所定値以上になった場合及び回転角度センサ４２で検出された出力軸３６の回転角度がワイパモータ１８に通電しているにもかかわらず変化しない場合、のいずれかに該当するのであれば、ワイパモータ１８が不動であると判定する。

または、回転角度センサ４２、４４が各々検出したワイパモータ１８の出力軸３６の回転点角度とワイパモータ２０の出力軸３８の回転角度との差が所定値以上となった場合にスレーブ側のワイパモータ１８が不動であると判定する。

ステップ５０４では、ワイパブレード３０、３２が上反転位置Ｐ１から下反転位置Ｐ２に移動するＣＬＯＳＥ動作か否かを回転角度センサ４２、４４が検出した出力軸３６、３８の回転角度に基づいて判定する。ステップ５０４で肯定判定の場合には手順をステップ５０６に移行させ、ステップ５０４で否定判定の場合には、ＣＬＯＳＥ動作が開始されるまで、手順を待機させる。

ステップ５０６では、図４（Ｂ）に示したオーバーラップ通電を行って、マスタ側のワイパモータ２０のトルクを増強する。ステップ５０８では、スレーブ側のワイパブレード３０がスレーブ側退避位置である下反転位置Ｐ２又は格納位置Ｐ３に到達したか否かを回転角度センサ４２で検出された出力軸３６の回転角度から判定する。ステップ５０８で肯定判定の場合には、手順をステップ５１０に移行させ、ステップ５０８で否定判定の場合には、ステップ５０８のオーバーラップ通電を継続する。

ステップ５１０では、マスタ側の払拭動作を継続して処理をリターンする。

図６は、本実施の形態に係るワイパ装置１０の変形例の一例を示した構成図である。図６に示したワイパ装置１００は、車両制御回路６４からの指令が右ワイパ装置１６のワイパＥＣＵ６２Ｂだけでなく、左ワイパ装置１４のワイパＥＣＵ６０Ｂにも入力される。

図６に示したワイパ装置１００には、図１に示したワイパ装置１０のように、マスタ側とスレーブ側の別は基本的に存在しない。ワイパ装置１００は、一方のワイパモータが不動になった場合に、他方のワイパブレードでワイパモータが不動になったワイパブレードを退避位置移動させるようにする。ワイパ装置１００では、左ワイパ装置１４と右ワイパ装置１６のどちらかが故障した場合でも、他方のワイパブレードによって故障した側のワイパブレードを退避位置に移動させることが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態では、ワイパモータが不動となったワイパブレードを他方のワイパブレードで退避位置に押し出すので、ワイパモータが故障したワイパブレードを他方のワイパブレードと接触しない位置に退避させることができる。

１０…ワイパ装置、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…減速機構、２６，２８…ワイパアーム、３０，３２…ワイパブレード、３６，３８…出力軸、４０Ｕ，４０Ｖ，４０Ｗ…コイル、４２，４４…回転角度センサ、５０…スタンバイ回路、５２…指令値算出部、５４…モータ位置推定部、５６…ホールセンサエッジ検出部、５８…通電制御部、６０…ワイパ制御回路、６０Ａ…駆動回路、６０Ｂ…ワイパＥＣＵ、６２…ワイパ制御回路、６２Ａ…駆動回路、６２Ｂ…ワイパＥＣＵ、６４…車両制御回路、６６…ワイパスイッチ、７０…ホールセンサ、７２…ロータ、７４Ｕ，７４Ｖ，７４Ｗ，７６Ｕ，７６Ｖ，７６Ｗ…ＦＥＴ、８０…バッテリ、８２…ノイズ防止コイル、８４Ａ…平滑コンデンサ、８６…同期用通信、９２…回転方向、１００…ワイパ装置、１０２Ｕ，１０２Ｖ，１０２Ｗ，１０４Ｕ，１０４Ｖ，１０４Ｗ…通電、１０６Ｕ，１０６Ｖ，１０６Ｗ，１０８Ｕ，１０８Ｖ，１０８Ｗ…オーバーラップ通電、１１４…左ワイパ装置、１１６…右ワイパ装置、１１８，１２０…ワイパモータ、１３０，１３２…ワイパブレード、１８６…同期用通信、Ｐ１…上反転位置、Ｐ２…下反転位置、Ｐ３…格納位置、ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８…時間

Claims (8)

1. ウィンドシールドガラスの運転席側に設けられ、運転席側Ａピラーの近くで該運転席側Ａピラーと並行する第１上反転位置と前記ウィンドシールドガラスの下端部と並行する第１下反転位置との間を往復払拭して、前記ウィンドシールドガラスの一部で重なる複数の払拭範囲の一方の払拭範囲を払拭するように、第１のワイパブレードを払拭動作させる第１のモータと、
   前記ウィンドシールドガラスの助手席側に設けられ、前記第１のワイパブレードの払拭範囲内にある第２上反転位置と前記ウィンドシールドガラスの助手席寄りの下端部と並行する第２下反転位置との間を往復払拭して、前記複数の払拭範囲の他方の払拭範囲を払拭するように、第２のワイパブレードを払拭動作させる第２のモータと、
   前記第１のモータまたは前記第２のモータが異常と判定された場合に、異常が判定されたモータにより払拭動作されるワイパブレードの払拭動作を停止し、かつ正常なモータの各々のコイルに通電する時間を所定時間延長して前記正常なモータにより払拭動作されるワイパブレードで前記払拭動作を停止したワイパブレードを押すことにより前記払拭動作を停止したワイパブレードを反転位置まで退避させ、前記正常なモータにより払拭動作されるワイパブレードで重なる部分を含む払拭範囲を払拭するように、前記第１のモータ及び前記第２のモータの回転を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記第１のモータが異常の場合には、前記第１のモータの回転を停止させると共に前記第２のモータを回転させて前記第１のワイパブレードを前記第２のワイパブレードで前記第１上反転位置まで押し上げ、前記第２のモータの動作が異常の場合には、前記第２のモータの回転を停止させると共に前記第１のモータを回転させて前記第２のワイパブレードを前記第１のワイパブレードで前記第２下反転位置まで押し下げる制御を行うワイパ装置。
2. 前記制御部は、前記第１のモータまたは前記第２のモータが異常と判定された場合に、前記正常なモータの各々のコイルに通電する時間を所定時間延長することにより前記正常なモータのトルクを増大させる制御を行う請求項１に記載のワイパ装置。
3. 前記第１のモータの状態を検出する第１センサ、及び前記第２のモータの状態を検出する第２センサを含み、前記制御部は、前記第１センサ及び前記第２センサの結果に基づいて、異常を判定する請求項１または２に記載のワイパ装置。
4. 前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態としてモータの出力軸の回転角度を検出する回転角度センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に回転角度センサで検出された回転角度が変化しない場合に異常と判定する請求項３に記載のワイパ装置。
5. 前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態としてモータの電流を検出する電流センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に電流センサで検出された電流が上限電流値以上または下限電流値以下の場合に異常と判定する請求項３に記載のワイパ装置。
6. 前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態として電源から供給される電圧を検出する電圧センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に電圧センサで検出された電圧が上限電圧値以上または下限電圧値以下の場合に異常と判定する請求項３に記載のワイパ装置。
7. 前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態としてモータの回路の温度を検出する温度センサであり、前記制御部は、モータの回転制御中に温度センサで検出された温度が上限温度以上の場合に異常と判定する請求項３に記載のワイパ装置。
8. 前記第１センサ及び前記第２センサの各々は、モータの状態として前記第１のモータと前記第２のモータとの間の同期用通信の状態を検出し、モータの回転制御中に同期用通信が途絶した場合に異常と判定する請求項３に記載のワイパ装置。