JPH05507452A - ワイパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ワイパ装置 従来の技術 本発明は請求の範囲第１項の上位概念に記載のワイパ装置に関する。電動モータ によって駆動されるワイパ（このワイパは払拭すべきガラス上を往復動作するも のである）は１つの拭き取りサイクルの間に種々異なるトルクを要する。この所 要トルクは、例えば洗浄払拭すべきガラスの状態並びにワイパの位置等に依存す る。所要トルクの大きな変化はワイパの反転位置において生じる。なぜならそこ では所要の駆動トルクが短時間零の値を取るからである。拭き取り過程の間の種 々異なる所要トルクは駆動モータにおいて種々異なる負荷を生じさせる。この負 荷はモータの雑音発生への影響を有する０反転位置における駆動トルクの短時間 の消失は、例えばますます使用される小型の高回転型電動モータにおいて一時的 な回転数の上昇を引き起こす。これは特に不快なものとして感じられる。

本発明の課題が基礎とするところは、この種のワイパ装置の雑音発生を低減させ ることである。この課題は本発明の請求の範囲第１項及び第２項に記載の特徴部 分によってそれぞれ解決される。

発明の利点 請求の範囲第１項記載の電気式ワイパ駆動モータの回転数の調整も、独立請求項 である請求の範囲第２項記載の電気式ワイパ駆動モータの回転数の制御も、駆動 装置の雑音発生を低減させる。回転数の開ループ制御と閉ループ制御との間の違 いは次のようなことである。すなわち閉ループ制御においては機関回転数を検出 するための手段が設けられているということである。

この手段は信号を信号処理装置に送出する。制御はこの回転数のフィードバック なしに行われる。そのため安価に構成する二とができる６機関回転数の閉ループ 制御は回転数＠探偵の設定を可能にする。これに対して開ループ制御は回転数を 実質的に安定化させる。この場合回転数の正確な値はさほど重要ではない。当該 発明において重要なのは拭き取り動作中の比較的大きな回転数変化を回避するこ とである。

駆動モータの回転数を一定に維持することは特にワイパの反転位置において駆動 装置の雑音を低減する。

この場合人の耳が特に敏感に反応する雑音の変化が大幅に避けられる。

電動モータの回転数を閉ループ制御又は開ループ制御することの別の利点は種々 異なる拭き取り速度を設定できることによって生じる。この拭き取り速度は信号 処理装置を用いて電子的な手段で調整される。例えば２つのブラシの代わりに３ つのブラシを備えた整流子−直流モータを使用する等の、これまでに通常行われ てきたモータに対する余分な構成部分はなくすことができる。第３のブラシの廃 止は雑音の発生をさらに低減させ、駆動装置の効率を高めるつ電子的な開ループ 制御を行うことにより、電動モータが原因する雑音防止のための経費（この雑音 防止処置は場合によって実施されなければならない）が低減される。

請求の範囲第１項及び第２項に記載された装置の有利な構成例及び改善例は従属 請求項に記載される。

本発明の最初の有利な構成例によれば、電動モータの回転数に比例する量がモー タの逆起電力から導出される。この電圧は発電機として動作するモータにおいて 測定可能である。ワイパ動作中の発電機動作はクロック制御動作の使用により周 期的に繰り返すことができる。クロック制御動作においては駆動モータが所定の デユーティ−比で動作電圧と結び付けられる。逆起電圧はパルス休止期間中に信 号処理装置によって測定され、さらに相応の回転数信号に変換される。

電動モータの回転数を少なくとも開ループ制御するための有利な手段はモータを 通って流れる電流を検出することによって可能である。この手段は駆動トルクが モータ電流にほぼ比例していることに基づいている。

信号処理装置は電動モータの動作電圧を、所望の回転数とモータを通って流れる 電流と電動モータの既知の内部抵抗とに依存して送出する。

本発明による装置の別の有利な構成例によれば、電動モータを通って流れる電流 の測定が電気的な抵抗を用いて行われる。この抵抗は電動モータのすぐ近（に配 置される。この手段によってモータの回転数の閉ループ制御か又は開ループ制御 と同時に、動作温度によるモータ特性量への影響を補正することが可能となる。

補正なしでは温度上昇が制御動作中の回転数の低下につながっていた。この手段 によってさらに過熱防止が行われ得るものとなる。モータを通って流れる電流に 対する温室抵抗を介して温度を検出する代わりに、モータに配置される温度セン サを設けることができる。

このセンサは出力信号を信号処理装置に送出する。

本発明の別の有利な構成例によれば、モータへの電流供給に対する冗長性が備わ るものとなる。この冗長性は通常動作において信号処理装置によって開ループ制 御される切換段によって実現される。このスイッチング段はモータに対する電気 的出力部を有している。

このために必要な付加的スイッチング段は例えば駆動モータに印加される動作電 圧を検出することができ、設定値を下回った場合にエネルギの供給を引き継ぐこ とができる。切換閾値に対する設定値は有利には電動モータの最低動作電圧の値 のほんの僅か下にある。この最低動作電圧は最低拭き取り速度に対して設けられ る。

別の有利な構成例及び改善例は従属請求項に記載される。

図面 図面は本発明によるワイパ装置のブロック回路図を表している。

実施例 ワイパ装置１０は電動モータ１２を有している。このモータ１２は伝動機構１４ を介してワイパ１６を動作する。モータ１２のエネルギ供給のためにスイッチン グ段１８が設けられている。このスイッチング段１８は信号処理装置２０から供 給される制御信号を受け取る。スイッチング段１８には供給電圧ＵＢが印加され 、このスイッチング段１８はモータ１２に対する動作電圧Ｕ＋を供給する。この 供給電圧ＵＢはさらに信号処理装置２０及び付加的なスイッチング段２２に供給 される。モータ１２の動作電圧Ｕ＋が印加される線路は、モータ１２の他にさら に信号処理装置２０と付加的なスイッチング段２２に接続される。

モータ１２を通って流れる電流ＩＭは抵抗２４における測定すべき電圧降下によ って信号処理装置２０でめられる。抵抗２４はアース２６に対して接続される。

モータ１２には温度センサ２８が配設される。この温度センサ２８は信号を処理 装置２０に送出する。

さらにモータ１２の回転数を直接検出する手段が設けられる。この手段は図中に モータ軸から信号処理装置２０に通じる線路で示されている。この線路は回転数 信号を伝送する。信号処理装置２０はさらに操作素子３０と接続される。

本発明によるワイパ装置１０は以下のように動作する。

電動モータ１２は伝動機構１４を介してワイパ１６を動かす。このワイパ１６は 図中には示されていないガラス上を往復運動する。１個のモータ及び１つのワイ パの代わりに、複数のモータ及び複数のワイパを設けることも可能である。信号 処理装置２０はスイッチング段１８と相伴ってまずモータ１２の回転数を拭き取 り過程の間安定化するために設けられる０回転数を安定化することは雑音の低減 と特に雑音変化の低減に作用する。回転数の変化は拭き取り過程の量変化するト ルクによって生じる。絶対値（大きさ）の点で最大変化はワイパ１６の反転位置 において生じる。そこでは所要の駆動トルクが短時間零になる。短時間負荷を軽 減されたモータ１２の回転数は短時間上昇し得る。

電動モータ１２の回転数の変化は回転数の閉ループ制御か又は少なくとも回転数 の開ループ制御によって回避される。

回転数を閉ループ制御するための最も簡単な手段として、モータ１２の回転数を 検出するための手段が設けられる。この手段は実際の回転数を信号処理装置２０ に供給する。信号処理装置２０は実際の回転数を予め設定可能な目櫃値と比較し 、スイッチング段１８を次のように制御する。すなわち目標回転数が達成される ように制御する。動作電圧Ｕ＋の制御の代わりにデユーティ−比の変更も可能で ある。このデユーティ−比はいわゆるクロック制御動作において生じる。このク ロック制御動作ではモータが比較的高周波のパルス状のクロック信号によって動 作電圧Ｕ＋と接続される。

デユーティ−比によって平均的電気エネルギが設定される。クロック制御される 動作はＵ＋のアナログ設定に比してワイパ装置の電気的な効率と、低回転数の際 に出力されるトルクを著しく高める。

特別な回転数センサの代わりに、モータ１２に生じる逆起電力をモータの回転数 に対する尺度として利用することも可能である。この逆起電力はモータ１２の発 電機動作の量測定される。発電機動作はクロック制御動作においてパルス休止期 間の間に生じる。この理由から図面には、動作電圧Ｕ＋が印加され、信号処理装 置２０に接続される線路が示されている。逆起電力（これはモータ１２において 発電機動作の間誘起される）は回転数に対する正確な尺度である。それ故に特別 な回転数センサがなくても回転数を設定値に調整することができる。

モータ１２の回転数を少なくとも開ループ制御する簡単な手段は、モータ１２を 通って流れる電流の測定によって実現できる。モータ１２の回転数は内部のモー タ電圧ＵＭに比例する。同様にモータ１２によって出力されるトルクＭも、モー タ１２を通って流れる電流ＩＭに少な（とも近似的に比例する。そのためモータ 特性曲線（これは回転数をトルクの関数として表す）をモータ１２の電気的な等 偏量に書き換えることが可能である。それにより特性曲線として次の式、ＵＭ＝ ＵＢ−Ｒｉ　ｘ　Ｉ　Ｍ’ が得られる。この場合Ｒ１によってモータの内部抵抗が表される。この内部抵抗 はＵＢ／ＩＫからめられ得る。ＩＫによってモータの短絡電流が表される。この 短絡電流は製造者側で指示され得るか測定に基づいてめられ得るものである。一 定したモータの回転数を駆動トルクに依存することなく得るためにはＬＩＭが一 定に維持されなければならない、モータ１２の動作電圧Ｕ＋はそれに応じて追従 制御されなければならない、動作電圧Ｕ＋は次の関係、 Ｕ＋＝ＵＭ＋　（ＵＢ／Ｉ　Ｋｘ　ＩＭ）を満たさなければならない１種々異な るワイパ速度、従って種々異なる目標回転数はＵＭに対する種々異なる値によっ て設定される。モータ１２に対して設定すべき動作電圧Ｕ＋は、目標回転数が設 定されている場合さらに、検出すべきモータ電流ＩＭに依存する０回転数の追従 制御は、設定すべき動作電圧Ｕ＋の値が供給される動作電圧ＵＢの値を越えない 限り可能である。

目標回転数は制御動作中に正確には設定されない。目標回転数の大体の値は測定 された電流ＩＭに依存して実験的にめられる０重要なのは当該制御動作中におい て回転数を安定化することである。

有利な構成例では抵抗２４がモータのすぐ近くに配置される。この手段によれば 電動モータ１２の電気的な特性量への温度の影響の補償が信号処理装置２０にお いて可能となる。特に有利には抵抗２４がプリント回路上の相応に計算された銅 線路で構成される。電動モータ１２の電機子巻線の温度係数及び抵Ｍ２４の温度 係数がそれによって同一のものとなり、温度の影響に対する特に簡単な補償が別 の手段を用いることなく可能となる。さらに別個の温度センサ２８により動作温 度の監視を行なうことも可能である。この温度センサ２８は直接モータに隣接さ せて配置される。モータ１２の動作温度の監視により温度の過負荷に対して効果 的な保護が行われる。この温度の過負荷は例えば短絡の際又は伝動機構１４の固 着の際に生じ得る。

電子的な電力構成素子を有しているスイッチング段１８の故障の際には付加的な スイッチング段２２が電動モータ１２のエネルギ供給を引き継ぐ。それによって 少なくともワイパ装置ｌＯの緊急動作の維持が可能である。付加的なスイッチン グ段２２は例えば電圧比較回路を有している。この電圧比較回路は動作電圧Ｕ＋ をアース２６に関連して比較する。測定された値が。

予め選択された最小回転数に相応する最低拭き取り速度を設定し得る動作電圧Ｕ ＋を下回ると、スイッチング段１８が故障していると考えられる。別の手段を用 特表千５−５０７４５２　（４） いることなく付加的なスイッチング段２２の動作電圧Ｕ＋が設定可能である。こ の動作電圧Ｕ＋は、設定可能な最小拭き取り速度での動作に対する所要の動作電 圧Ｕ＋にほぼ相応する。電子回路のコストがわずかしか高くならない場合にはス イッチング段１８を付加的なスイッチング段２２によって完全に置き換えること も可能である。このような場合この付加的なスイッチング段２２は最大拭き取り 速度での動作に対する最大動作電圧Ｕ＋に調整することができる。

操作素子３０は、ワイパ装置１ｏの投入接続及び遮断と、拭き取り速度又は間欠 運転動作の予選択とを行うために設けられる。操作素子３０は有利には信号処理 装置２０に接続される。この信号処理装置２０はスイッチング段１８を、予め設 定された運転動作に応じて制御する。

要　約　書 本発明は少なくとも１つの電動モータを備えたワイパ装置であって、該電動モー タは少なくとも１つのワイパに対する駆動トルクを生成し、該ワイパは払拭すべ きガラス上を往復動作するものであるワイパ装置に関するものである。本発明に よればこの種のワイパ装置に信号処理装置（２０）が設けられる。この信号処理 装置は電気的なスイッチング段（１８）を介して駆動モータ（１２）の回転数を 一定の値に閉ループ制御又は開ループ制御するものである。

国際調査報告 １″ｌ″ｅ＋＋ａｌ＾１７”−ＰＣＴｌｏＥ　’ｕ／■友追国際調査報告 Ｏε９１００３Ｂ８ ５Ａ　４７０６７

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの電動モータを備えたワイパ装置であって、該電動モータは 少なくとも１つのワイパに対する駆動トルクを生成し、該ワイパは払拭すべきガ ラス上を往復動作するものであるワイパ装置において、 モータ回転数を検出する手段が設けられており、該手段は信号を信号処理装置（ ２０）に送出し、該信号処理装置（２０）は、電気的スイッチング段（１８）を 介して当該モータ（１２）の回転数を予め設定された目標値に閉ループ制御する ことを特徴とするワイパ装置。
2. ２．少なくとも１つの電動モータを備えたワイパ装置であって、該電動モータは 少なくとも１つのワイパに対する駆動トルクを生成し、該ワイパは払拭すべきガ ラス上を往復動作するものであるワイパ装置において、 信号処理装置（２０）が設けられており、該信号処理装置（２０）は電気的スイ ッチング段（１８）を介して当該モータ（１２）の回転数を一定の値に開ループ 制御することを特徴とするワイパ装置。
3. ３．前記信号処理装置（２０）は前記モータ（１２）の逆起電力を実際値の検出 のために評価する、請求の範囲第１項又は２項記載の装置。
4. ４．前記信号処理装置（２０）は前記モータ（１２）を通って流れる電流（ＩＭ ）を該モータ（１２）の回転数をを安定化するために検出する、請求の範囲第２ 項記載の装置。
5. ５．前記モータ（１２）を通って流れる電流（ＩＭ）が、抵抗（２４）に生じる 電圧降下により検出される、請求の範囲第４項記載の装置。
6. ６．操作素子（３０）が、少なくとも２つの異なる拭き取り速度の予選択及び／ 又は前記ワイパ装置（１０）の運転動作の予選択のために設けられている、請求 の範囲第１項〜５項のいずれか１項記載の装置。
7. ７．前記抵抗（２４）は前記電動モータ（１２）と熱結合されている、請求の範 囲棄５項記載の装置。
8. ８．前記電動モータ（１２）の動作温度を検出するための手段（２８）が設けら れており、該手段（２８）は信号を前記信号処理装置（２０）に送出する、請求 の範囲第１項〜７項のいずれか１項に記載の装置。
9. ９．付加的なスイッチング段（２２）が設けられており、該スイッチング段（２ ２）は前記スイッチング段（１８）の故障の際に当該ワイパ装置（１０）の緊急 動作を可能にする、請求の範囲第１項〜８項いずれか１項記載の装置。