JPS61132092A - 自動車用ワイパモ−タの速度制御装置 - Google Patents

自動車用ワイパモ−タの速度制御装置

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JPS61132092A
JPS61132092A JP59253086A JP25308684A JPS61132092A JP S61132092 A JPS61132092 A JP S61132092A JP 59253086 A JP59253086 A JP 59253086A JP 25308684 A JP25308684 A JP 25308684A JP S61132092 A JPS61132092 A JP S61132092A
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JP
Japan
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speed
wiper motor
motor
control device
wiper
Prior art date
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Pending
Application number
JP59253086A
Other languages
English (en)
Inventor
Kei Inoue
圭 井上
Yuusaku Himono
檜物 雄作
Masato Miyahara
宮原 真人
Katsuhiko Nishimura
西村 勝彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP59253086A priority Critical patent/JPS61132092A/ja
Publication of JPS61132092A publication Critical patent/JPS61132092A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/288Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance
    • H02P7/2885Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は自動車用ワイパモータの速度制御装置に関し、
同モータの回転速度を制御してワイパの拭き取り速度を
無段階或は多段階式に切り替えることができるようにし
たものである。
(従来技術) 従来の自動車用ワイパモータはワイパを高速で往復回動
する動作(通常qれをHiと称する)と、低速で往復回
動する動作(通常これをLOと称する)と、速度はLo
で往復回動の途中に体1ヒ時間を設けることにより1周
期の時間を長くする間欠勤作の三種類の動作をし、速度
としてはHi、LOの二種類の切替えしかできなかった
(発明が解決しようとする問題点) 従来の自動車用ワイパモータは前述のように二種類の速
度切替しかできないため、運転者が降雨量の多少に合わ
せてワイパの拭き取り速度を最適に調整することができ
ないという問題があった。
また最近は車速または雨滴に感応して最適な回転速度に
自動的に制御する技術の開発が進められているが、同様
な理由で理想的に制御することができないという問題が
あった。
そこでワイパの拭き取り速度を最適に調整できるように
するため、ワイパの拭き取り速度を無段階或は多段階に
制御できる装置の開発が要望されているが今だ実現され
ていない。
従来の自動車用ワイパモータは永久磁石の界磁をもつ直
流電動機であり、回転速度の切替えはHi、LO用に別
々に設けたブラシを介して電機子巻線へ通電することに
より行なわれている。
この原理で回転速度を無段階或は多段階に制御するため
には更に沢山のブラシを設けなければならないため構造
、コストなどの点で実用化が難しいという問題もある。
自動車用ワイパモータの回転速度を無段階或は多段階に
制御する手段としてはDCモータの速度制御技術を利用
することが考えれる。DCモータの速度制御方法として
は電圧制御、抵抗制御及び界磁制御等があるが、最近は
高効率の期待されるチョッパ制御が行われる例が多い、
ワイパモータにこれらを適用する場合も同様な理由によ
りこのチョッパ制御が考えられる。
しかしワイパモータを単にチオツバ制御すると印加電圧
がオン、オフするためモータの騒音や振動が増加したり
、高周波ノイズ(ラジオの雑音)の発生、損失の増加に
よる発熱などの問題が生じるためそのま一利用すること
はできない。
またワイパモータはフロントガラスの雨滴の量により負
荷が変動するためワイパモータの回転速度を検出し、そ
れを制御部へフィードバックすることが必要である。こ
の回転速度検出装置としては従来は例えばタフジェネレ
ータ、フォトエンコーダなどがあるが、これらを車載す
るのはスペース、コスト、重量などの面で難点が多い。
これらの諸問題が自動車用ワイパモータの無段階制御或
は多段階制御が実現されない大きな原因となっている。
(問題点を解決するための手段) 本発明の目的は自動車用ワイパの拭き取り速度を多段階
或は無段階に制御もきるようにすることにある。
本発明はこの目的を達成するため第1図に示すような構
成にしである。
第1図に示すものはワイパモータlと、同モータ1に電
源から供給される電流を制御するためのバイポーラトラ
ンジスタ或はMOSFETなどの半導体スイッチング素
子2と、同モータlの電機子内を流れる電流を平滑化す
るための平滑回路3と、半導体スイッチング素子2をオ
ン、オフさせる駆動回路4と、ワイパモータlの印加電
圧、電流を検出してその検出値を演算処理することによ
り回転速度(或は回転速度に比例する逆起電力)を求め
る回転速度検出装置5と、希望する回転速度を設定する
回転速度設定装M6と、この回転速度設定装置6で設定
された設定回転速度と回転速度検出装置5により検出さ
れた回転速度とを比較する比較装置7と、その比較値に
よってデユーティが制御された出力信号を駆動回路4に
送るデユーティ制御装置8とから構成されている。
また本発明では必要に応じて、電源ラインに第1図及び
台3図に示すように高周波ノイズを除去するフィルタ9
を挿入する。
更に本発明では必要に応じて、車速または雨滴量に応じ
てワイパ速度を自動的に制御する雨滴感応制御装置また
は車速感応制御装置20(第4図)を設ける。
(作用) 第1図の半導体スイッチング素子2がオン、オフを繰返
すと平滑回路3により平滑化された電圧がワイパモータ
1に印加される。ワイパモータ1の回転速度は同モータ
lの印加型E、電流■を検出し、次式の演算処理により
回転速度を求める回転速度検出装置5で検出される。
NcycEC= E 11Ra I N :回転速度 Ec:逆起電力 Ra:モータの電機子抵抗 この回転速度は回転速度設定装置6で設定された設定値
と比較装置7で比較される。
この比較装置7の出力はデユーティ制御装置8に入力さ
れ、デユーティの制御されたパルス信号が出力される。
このパルス信号は比較装置7の出力が設定値よりも回転
速度が遅いことを示しているときは半導体スイッチング
素子2のオンの時間の割合いが多くなるように制御され
、逆に設定値よりも回転速度が速いことを示していると
きにはオンの時間の割合いが少なくなるように制御され
る。
このパルス信号が駆動回路4に入力され、同装置4の出
力で半導体スイッチング素子2が駆動される。半導体ス
イッチング素子2がオン、オフを繰返すと平滑回路3に
より平滑されてワイパモー    。
り1に印加される。
これにより同モータ1に印加される電圧はそのモータ1
の回転速度と回転速度設定値とによって制御されてモー
タ1の回転速度が所望とする速度に制御される。
また半導体スイッチング素子2がオン、オフを繰返すと
高周波ノイズが発生するが、この高周波ノイズは高周波
除去フィルタ9により除去されて電源ラインに乗って放
射されるが防止される。
(実施例) 平滑回路3は第3図に示すように、平滑用コンデンサC
1と平滑用コイルLとから構成されている。
回転速度検出装置5は第2図に示すように、ワイパモー
タ1の両端電圧Eを検出し、ワイパモータ1に直列に挿
入した低抵抗R2の両端電圧を検出することにより電流
工を検出し、検出された電圧Eと電流工とに基ずいて演
算用オペアンプによる演算処理回路15により回転速度
を算出するようにしである。この場合回転速度Nは次式
に基ずいて演算処理されるようにしである。
Nc+CE c = E IIRa IRa :モータ
の電機子抵抗 EC:逆起電力 一般に、ワイパモータlのような永久磁石による界磁を
もつモータはその逆起電力Ecと印加電圧Eと電流工及
び回転速度Nとの間に上記式の関係がある。この関係は
理想的なモータの特性を示すものであるが、ワイパモー
タはこれにほぼ近い特性をもつため、電圧、電流の検出
値から簡単な演算で回転速度が求められる(ワイパの速
度制御であるからあまり正確な値を必要としないため簡
単な演算で十分である)。
デユーティ制御装置8は第3図に明示するように、三角
波設定回路8aと、コンデンサC2と抵抗R2とから構
成される積分回路8bと、比較器8Cとから構成されて
いる。
高周波除去フィルタ9は第3図のように一つのコアに二
本の線を同一方向に巻いたフイルタチヨーりLとその入
出力端に設けたコンデンサC1、C2とから構成され゛
ている。
第4図の20は雨滴感応制御装置または車速惑    
    ”応制御装置であり、雨滴の量または車速に応
じてワイパモータを最適な回転速度に自動的に制御する
ためのものである。すなわち窓ガラスに付着する雨滴の
量は車が停止状態のときと走行状態のときでは走行状態
のときの方が多くなる。また走行状態のときでもその速
度によって雨滴の量は変化する。さらに降雨量自体も変
化するするものである。第4図の雨滴感応制御装置また
は車速感応制御l装置20はこれらに対応するために設
けられたものである。
この制御装置20は第1図、第3図の速度設定装置6に
置き代えて使用するものである。
第4図において6は第3図の速度設定装置6と同じもの
であり、21は雨滴または車速を検出する雨滴センサま
たは車速センサ、22は演算増幅器である。
重速センサ21としては第5図に示すような汎用のもの
を使用する。これはスピードメータに内蔵されているリ
ードスイッチ21a、増幅器21b、平滑回路21cか
ら構成されている。これはリードスイッチ21aのオン
、オフのパルス信号を増幅し、平滑することで車速の信
号を得るものである。
雨滴センナ21としては第6図に示すような汎用のもの
を使用する。これは圧電素子21d、増幅回路21e、
平滑回路21fから構成されている。これは圧電素子2
1dの出力波形を増幅し、平滑することで雨滴の信号を
得るものである。
第4図における車速センサまたは雨滴センサ21の出力
は演算増幅器22で増幅され、この出力゛ に応じて速
度設定装置6で設定された設定値を変化させるようにし
たものである。
(第3図に示す実施例の作用) 第3図の比較装置7の出力は回転速度検出回路5の出力
が回転速度設定回路6の出力より小さい場合にHiレベ
ル、大きい場合にLoレベルの信号となる。この出力は
デユーティ制御装置8の積分回路8bに入力される。積
分回路8bの出力は比較装置7の出力のHiレベルとL
oレベルの割合によって決まる。積分回路8bの出力が
増加する傾向にあるときは比較装置7の出力のHiレベ
ルの割合が多くなっていること、すなわちワイパモータ
1の回転速度が回転速度設定装置6で設定された設定値
よりも低くなっていることになる。
積分回路8bの出力は三角波発生回路8aで作られた三
角波またはのこぎり波の信号と比較器8Cで比較される
その出力は三角波またはのこぎり波の信号が積分回路8
bの出力より大きい場合にHiレベル、小さい場合にL
oレベルとなる。すなわち積分回路8bと三角波発生回
路8aの信号によってパルス幅が制御(デユーティ制御
)される。
比較器8Cの出力信号は駆動回路4に入力され、同回路
4の出力で半導体スイッチング素子2が駆動される。
(発明の効果) 本発明は以上のようにしてなるため次のような各種効果
がある。
(L)ワイパモータ1の回転速度を検出し、それを回転
速度設定回路6で設定された回転速度と比較して、スイ
ッチング素子2を駆動する信号をデユーティ制御するよ
うにしであるため、ワイパモータ1の回転速度が設定回
転速度に応じて自動的に制御される。
(2)回転速度設定回路6を無段階或は多段階に変化さ
せることができるためワイパモータlの回転速度を所望
に応じて変えることができる。
(3)平滑回路3が設けられているためワイパモータ1
への印加電圧はパルスではなく平滑化された電圧となる
。そのためモータの騒音は従来のように直流を印加した
ときと同様になる。
(4)本発明で行なう演算処理は極めて簡易なものであ
るため、実施例で示した電子回路により容易に実現する
ことができる。またマイコンを用いることも可能であり
、この場合、演算処理を行なうマイコンとしてワイパ専
用のものを設ける必要はなく、最近の自動車に搭載され
ている各部の制御用マイコンを使用し、これにモータの
電圧、電流値を入力して回転速度を算出する演算を行わ
せることも十分回部である。
(5)電源ラインに高周波フィルター9を挿入すれば高
周波ノイズが除去されるためラジオ放送の受信に雑音が
入らない。
(6)車速センサま′たは雨滴センサ21を設ければ、
ワイパ速度が雨滴量に応じて制御されるため、これまで
実現されていなかった車速または雨滴に感応するワイパ
が実現される。
(7)本発明では従来のワイパモータをそのまま使用し
、Loススピード端子を利用して定位置停止、ブレーキ
、ウオッシャ連動などの機能を実現することも可能であ
る。或はワイパモータのり。
スピード用端子を不要としてモータの構造を簡素化し、
外部付加回路によって上記の機能を実現することも可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御装置の内容を示すブロック説明図
、第2図は同装置における回転速度検出装置の説明図、
第3図は本発明の速度制御装置の一例を示すブロック説
明図、第4図は本発明の速度制御装置に取り付ける車速
感応または雨滴感応装置の一例を示すブロック図、第5
図は車速センサの一例を示すブロック図、第6図は雨滴
センサの一例を示すブロック図である。 1はワイパモータ 2は半導体スイッチング素子 3は平滑回路 4は駆動回路 5は回転速度検出装置 6は回転速度設定回路 7は比較装置 8はデユーティ制御装置 9は高周フィルター 20は車速感応制御装置、雨滴感応制御装置21は車速
センサ、雨滴センサ 必 1 S 2 之「 笛 5 田 溶 6 ダ 手続補正書 昭和60年9月井日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)自動車用ワイパモータと、このモータに電源から
    供給される電流を制御する半導体スイッチング素子と、
    モータに流れる電流を平滑化する平滑回路と、半導体ス
    イッチインク素子をオン、オフさせる駆動回路と、自動
    車用ワイパモータの電圧、電流を検出してその検出値を
    演算処理することにより回転速度を検出する回転速度検
    出装置と、希望する回転速度を設定する回転速度設定装
    置と、この設定値と回転速度検出装置により検出される
    検出値とを比較する比較装置と、その比較値によってデ
    ューティが制御されたパルス信号を駆動回路に送るデュ
    ーティ制御装置とから構成される自動車用ワイパモータ
    の速度制御装置。
  2. (2)電源ラインに高周波除去用のフィルタが挿入され
    ている特許請求の範囲第1項に記載の自動車用ワイパモ
    ータの速度制御装置。
  3. (3)車速に応じてワイパモータを最適な回転速度に自
    動的に制御する車速感応制御装置が付加されている特許
    請求の範囲第1項または第2項に記載の自動車用ワイパ
    モータの速度制御装置。
  4. (4)雨滴の量に応じてワイパモータを最適な回転速度
    に自動的に制御する雨滴感応制御装置が付加されている
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の自動車用ワイ
    パモータの速度制御装置。
JP59253086A 1984-11-30 1984-11-30 自動車用ワイパモ−タの速度制御装置 Pending JPS61132092A (ja)

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