JPS61247541A - ワイパ−駆動装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明はワイパー駆動装置に関し、特に、駆動モータ
の回転方向を反転することによって、ワイパーブレード
を往復払拭運動をさせる構造のワイパー駆動装置に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最も一般的なワイパ駆動装置は、駆動モータの一方向へ
の連続回転を、リンク機構を介し、ワイパーブレードの
往復払拭運動に変換するように構成されている。また、
このリンク機構をなくし、ワイパーブレードが所定位置
に達するごとに駆動モータの回転方向を反転して、ワイ
パーブレードを往復払拭運動させる構成の装置も知られ
ている（例えば特開昭５６−１３２４０号）。

また特開昭５９−９２２３５号には、上記のすンク機構
を用いたワイパー駆動装置において、ワイパーブレード
の払拭方向が反転する時の衝撃力、慣性力を弱めるため
の次のような技術が開示されている。これはモータの回
転速度を３段階に切替るようにしておき、ワイパーブレ
ードが方向反転位置の直前に達した時に、モータの回転
速度を最も低速に自動切替するように構成されている。

しかしこの技術はあくまでも駆動モータが一方向へ連続
回転する構成の装置を対像としたものであって、モータ
速度が一段階さがることによる衝撃力の低減効果しか得
られない。

上記のリンク機構をなくして駆動モータを反転制御する
ワイパー装置においては、方向の反転位置でワイパーブ
レードモータを停止させる時、および反転位置から逆方
向にワイパーブレードとモータを駆動する時に、モータ
のトルク変化が急激あるいは不連続である場合、ワイパ
ーブレードおよびモータから非常に大きな騒音や振動が
発生する。この騒音や振動はドライバーに不快感を生じ
させるだけでなくワイパーブレード等の消耗を速くする
。

〔発明の目的〕

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、駆動モータの回転方向を反転制御し
てワイパーブレードを往復払拭運動をさせるワイパー駆
動装置において、方向反転時にモータを滑かに停止させ
、かつ反対方向への駆動トルクを滑かに増加させること
により、騒音や振動の発生を低減することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために、この発明においては、ワ
イパーブレードが払拭運動範囲の両限位置の少し手前の
所定位置に到達したとき切替信号を発生する位置検出手
段と、モータの正転中（逆転中）に上記切替信号が発生
したとき、上記モータへの正転（逆転）駆動電圧を遮断
するとともに、上記モータの逆起電力による電流をイン
ピーダンスが時間とともに漸増する閉ループ回路で吸収
し、上記モータの回転速度を漸減させて停止させる停止
制御手段と、上記モータの正転中（逆転中）に上記切替
信号が発生してから所定時間後（モータが停止するのに
要する時間後）に、上記モータに逆転（正転）駆動電圧
を印加し、かつ上記モータに流れる電流を時間とともに
所定位置まで漸増させ、上記モータの回転速度を漸増さ
せて定常値に導く反転起動制御手段とを設け、方向反転
時のモータ停止および反転起動が滑かな連続的トルク変
化で行なわれるようにした。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例によるワイパー駆動装置の
全体的な構成を示している。６００は図示しないワイパ
ーブレードを駆動するモータで、５００はモータ駆動部
を示している。モータ駆動部５００は、パワーＭＯＳト
ランジスタＴＲＩ〜ＴＲ４とモータ電流検出抵抗ＲＭ１
．ＲＭ２からなるブリッジ状の回路である。ＴＲＩとＴ
Ｒ２はＰチャンネルのパワーＭＯＳトランジスタであり
、ＴＲ３とＴＲ４はＮチャンネルのパワーＭＯＳトラン
ジスタである。トランジスタＴＲＩとＴＲ３とがオンす
るとモータ６００は正回転し、逆にトランジスタＴＲ２
とトランジスタＴＲ４がオンするとモータ６００は逆回
転する。

モータ６００の回転系には位置検出器１００が取り付け
られている。位置検出器１００はワイパーブレードとと
もに相対的に回動する接点板１０１と２つの摺動子１０
２．１０３とを備える。

ワイパーブレードが逆転方向の限界位置直前の所定位置
に到達すると、位置検出器１００の信号Ａが１ルベルか
らＬレベルに変化する。反対に、ワイパーブレードが正
転方向の限界位置直前の所定位置に到達すると、信号Ｂ
がＨレベルからＬレベルに変化する。

位置検出器１００の信号Ａ、Ｂによって回転方向決定部
２００で正転、逆転が決定される。すなわち、ワイパー
ブレードが逆転限界直前に到達すると、信号Ａによって
回転方向決定部２００の出力がＨレベルになる。反対に
、ワイパーブレードが正転限界直前に達すると、信号Ｂ
によって回転方向決定部２００の出力がＬレベルになる
。

回転方向決定部２００の上記出力が正回転制御部３００
および逆回転制御部４００に切替信号として入力され、
これら制御部３００，４００の出力によってモータ駆動
部５００のトランジスタＴＲ１の〜ＴＲ４が制御される
。

正回転制御部３００と逆回転制御部４００の内部構成は
全く同じであり、モータ駆動部５００に対する接続関係
がモータ６００の回転方向に対して対称な接続となって
いる。両制御部３００．４００はそれぞれ、払拭指令信
号発生部３２０，４２０と、反転起動制御部３４０．４
４０と、停止制御部３６０．４６０と、モータ電流検出
部３８０．４８０とを備えている。以下、正回転制御部
３００を中心に説明する。

第２図の回路図および第５図の波形図などに基づいて、
本実施例の具体的な構成と動作を順番に説明する。

位置検出器１００の信号ＡがＬレベルになり、回転方向
決定部２００の出力Ｑが時点１０でＨレベルに変化した
とする。以下の説明で明らかになるように、この時ワイ
パーブレードは逆転限界位置に向って減速しており、モ
ータ６００は停止制御中である。

第２図の払拭指令信号発生部３２０におけるバフ７ＢＬ
ＩＦ３２１．抵抗Ｒ３２１，ダイオードＤ３２１、コン
デンサＣ３２１はオンディレー回路を構成しており、第
５図の信号Ｓのように、回転方向決定部２００の出力Ｑ
の立ち上がりをΔＴだけ送らせる。この信号Ｓはインバ
ータＩＮＶ３２１で反転されてＶＧ　（ＴＲ１）となり
、トランジスタＴＲ１のゲートに印加される。つまり出
力ＱがＨレベルに変化した時点ｔＱから６１時間後の時
点ｔ１で、トランジスタＴＲ１がオンとなる。

上記の信号Ｓは反転起動制御部３４０における積分回路
（オペアンプ０Ｐ３４１．抵抗Ｒ３４１゜Ｒ３４２，コ
ンデンサＣ３４１，アナログスイッチ５Ｗ３４１からな
る）に入力され、時点ｔ１から徐々に増加して電源電圧
まで達する電圧ＶＧ（ＴＲ３）が作られる。この電圧Ｖ
Ｇ　（ＴＲ３）がトランジスタＴＲ３のゲートに印加さ
れ、トうンジスタＴＲ３は時点ｔ１から導通しはじめて
徐々にインピーダンスが減少し、時点ｔ３で完全にオン
となる。なお、この時の電圧ＶＧ（ＴＲ３）の増加率は
時点ｔ２までは比較的大きく、時点ｔ２からｔ３までは
比較的小さくなる。この変化率の切替は、上記積分回路
における時定数を決定するアナログスイッチ５Ｗ３４１
がフリップ７０ツブＦＦ３４１の出力でオンからオフに
切替られることによってなされる。

上記の時点ｔ３までの詳細を第３図に示している。トラ
ンジスタＴＲＩは時点ｔ１でオンし、トランジスタＴＲ
３は時点ｔ１から時点【２まで大きい方の変化率で徐々
に導通する。そのためモータ電流は図示の実線のように
徐々に増えて行き、モータ６００が徐々に正回転しはじ
める。ワイパーブレードが静止摩擦力に打勝って動き出
すと、モータ電流は増加を止め減少しはじめる。モータ
電流が増加から減少に変化する点が時点ｔ２であり、こ
の時点ｔ２はモータ電流検出部３８０と反転起動制御部
３４０の立ち下がり検出回路（オペアンプ０Ｐ３４２．
抵抗Ｒ３４３〜Ｒ３４６，コンデンサＣ３４２，ダイオ
ードＤ３４１からなる）で検出される。

すなわち、モータ電流検出部３８０は、トランジスタＴ
Ｒ３と直列の電流検出抵抗ＲＭ１の両端電圧を検出する
差動増幅器（オペアンプ０Ｐ３８１、抵抗Ｒ３８１〜Ｒ
３８４からなる）であって、これから出力されるモータ
電流に比例した電圧（これを便宜上モータ電流値と称す
る）　Ｖ　（ＲＭｌ）がオペアンプ０Ｐ３４２等で構成
される立ち下がり検出回路に入力される。そしてＶ（Ｒ
Ｍｌ）が増加から減少に転じた時、オペアンプ０Ｐ３４
２の出力でフリップフロップ３４１がセットされ、アナ
ログスイッチ５Ｗ３４１がオフとなる。したがって電圧
ＶＧ　（ＴＲ３）の増加率は時点ｔ２から小さい方に切
替られ、時点ｔ３まで徐々に増加して電源電圧に達する
。

トランジスタＴＲ３のインピーダンス減少は、電圧ＶＧ
（ＴＲ３）の変化と対応し、時点【３で完全にオンとな
る。そのためモータ６００の速度ＶＳＰは、第３図の実
線で示すように、時点ｔ１から時点ｔ３にかけてゆっく
りと定常値まで増加する。

なお第３図に示した点線は、本発明と対比するために示
した従来例のものである。つまり、時点ｔ１でトランジ
スタＴＲ３をも完全にオンにしている。そうすると、そ
の直後にモータ６００に非常に大きなロック電流１ｍに
近い電流が流れ、ワイパーブレードが動きだすと同時に
定格電流ＩＮに近い値に落着く。これに対応してモータ
６００は急速に回転をはじめ、速度は急増する。このこ
とがモータおよびワイパーブレードから大きな衝撃と騒
音を発生する原因となっていた。本発明によれば、第３
図の実線のようにモータ速度は滑かに連続的に増加する
ので、衝撃および騒音を大幅に低減することができるの
である。

次に、モータ６００の停止制御について説明する。モー
タ６００の正転によってワイパーブレードが正回転方向
の限界点の直前に到達すると、時点ｔ４で位置検出器１
００の信号ＢがＬレベルになると回転方向決定部２００
の出力ＱがＬレベルに反転する。すると、払拭指令信号
発生部３２０の信号ＳがＬレベルになり、これを反転し
た信号ＶＧ（ＴＲＩ）がＨレベルとなる。したがってト
ランジスタＴＲ１がオフし、モータ６００への正転駆動
電圧を遮断する。

停止制御部３６０におけるインバータＩ　ＮＶ３６３、
抵抗Ｒ３６３，コンデンサ０３６３は一定パルス発生回
路であり、第５図のＶＧ　（ＴＲ４）に示すように、信
号ＶＧ（ＴＲ１）の立ち上がり点でトリガされ、一定幅
のＨレベルパルスを出力する。このパルスは信号ＶＧ（
ＴＲ４）としてトランジスタＴＲ４のゲートに印加され
、これをオンにする。このときトランジスタＴＲ３もオ
ン（導通）しており、従ってモータ６００の両端にトラ
ンジスタＴＲ３，抵抗ＲＭ１．抵抗ＲＭ２゜トランジス
タＴＲ４の直列閉ループ回路が接続された状態となる。

この閉ループ回路でモータ６００の逆起電力による電流
を徐々に吸収し、モータ６００を制動して滑かに停止さ
せる。

モータ６００を滑かに停止させる制御は、電圧ＶＧ（Ｔ
Ｒ３）を時点ｔ４から時点ｔ５にかけて徐々にゼロまで
減少させ、トランジスタＴＲ３のインピーダンスを徐々
に増加させることによって行う。

時点ｔ４から時点ｔ５まで減少する電圧ＶＧ（ＴＲ３）
を発生するのは、停止制御部３６０におけるオペアンプ
０Ｐ３６１である。上記信号Ｓが時点ｔ４でＬレベルに
なると、これをインバータＩＮＶ３６１で反転した信号
でアナログスイッチ５Ｗ３６１がオンし、この時からオ
ペアンプ０Ｐ３６１の出力がＶＧ（ＴＲ３）としてトラ
ンジスタＴＲ３のゲートに印加される。

オペアンプ０Ｐ３６１はインピーダンス変換用であり、
その入力側には、モータ電流検出部３８０の出力Ｖ　（
ＲＭＩ　）で充電されるコンデンサＣ３６２と、このコ
ンデンサ０３６２の放電路となる抵抗Ｒ３６２とトラン
ジスタＴＲ３６１が接続されている。このトランジスタ
ＴＲ３６１のゲートには、コンデンサＣ３６１と抵抗Ｒ
３６１からなる回路を介して、上述の信号Ｓが印加され
る。

時点ｔ４の直前まで、コンデンサ０３６２には正回転中
のモータ電流値Ｖ　（ＲＭＩ　）にほぼ等しい電圧が充
電されている。また時点ｔ４の直前までに、Ｈレベルと
なっていた信号Ｓにより、抵抗Ｒ３６１を介してコンデ
ンサＣ３６１が充電されており、この充電電圧がトラン
ジスタＴＲ３６１のゲートに印加され、トランジスタＴ
Ｒ３６１はコンデンサ０３６１の充電電圧にほぼ反比例
したインピーダンスで導通している。

時点ｔ４で信号ＳがＬレベルになると、コンデンサＣ３
６２が抵抗Ｒ３６２とトランジスタＴＲ３６１とを通し
て徐々に放電し、その電圧が徐々に低下する。この徐々
に低下する電圧がオペアンプ０Ｐ３６１．アナログスイ
ッチ５Ｗ３６１を介して、電圧ＶＧ　（ＴＲ３）として
トランジスタＴＲ３のゲートに印加される。この放電時
の放電時定数はトランジスタＴＲ３６１の導通インピー
ダンスによって異なる。このインピーダンスはコンデン
サＣ３６１の充電電圧が大きい程小さい。コンデンサ０
３６１の充電電圧は、信号ＳがＨレベルになっていた時
間が長い程大きい。信号ＳのＨレベル時間幅はモータ６
００の正転期間の時間であり、モータ６００の定常速度
（複数段階に切替ることがでる）が大きい程短かくなる
。またモータ６００の定常速度が高い程、停止時のモー
タ逆起電力が大きい。

以上の関係から明かなように、モータ６００の定常回転
速度が高く設定されていると、コンデンサ０３６１の充
電電圧が比較的低く、放電時のトランジスタＴＲ３６１
のインピーダンスが高（、コンデンサＣ３６２の放電カ
ーブが緩やかになる。

反対に、モータ６００の定常回転速度が低く設定されて
いると、コンデンサＣ３６２の放電カーブが比較的急に
なる。

このようにして、モータ停止時のトランジスタＴＲ３の
インピーダンスをモータ定常回転速度に応じた変化率で
徐々に増加させる。その結果、モータ定常速度の大小に
係わりなく、時点ｔ４からモータ６００の制動をはじめ
、時点ｔ５でモータ６００を停止させるようにしている
。

上記の時点し４〜ｔ５での動作の詳細を第４図に示して
いる。この図において、実線はモータ定常速度が比較的
低い場合であり、一点鎖線はモータ定常速度が速い場合
である。速度が速い時もワイパーブレードの停止位置を
同じにすることを優先するので、吸収すべきモータ逆起
電力の減衰カーブを、モータ速度が遅い時に比べて緩や
かにするように、ゲート電圧ＶＧ（ＴＲ３）の減衰カー
ブを変えている。

なお第４図における点線で示す特性は従来装置のもので
ある。従来装置では、時点【４でモータ６００の両端子
間を短絡し、逆起電力による電流を瞬時に消費し、でき
る限り速くモータを止めるＩＩＪＩＩｌとなっていた。

従って停止までに要する距離は短いが、急激なトルク変
化のために大きな衝撃や騒音が発生していた。これに対
して本発明によれば、モータ停止時のトルク変化が非常
に滑かで連続的なものとなり、方向反転時の撮動や騒音
を極めて少なくすることができる。また、第５図に逆回
転制御部４００による動作を点線で示す。

ところで、正回転制御部３００に対する時点ｔｏは逆回
転制御部４００に対する時点ｔ４と同等であり、時点１
０以降の正回転制御部３００における動作と同等の動作
が、時点ｔ４以降の逆回転制御部４００において行われ
、モータ６００を逆転させる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、この発明によれば、モータ
の回転方向を反転してワイパーを往復払拭運動させるワ
イパー駆動装置において、方向反転時の停止および逆方
向への再起動に伴うトルク変化が非常に滑かで連続した
ものとなり、モータやワイパーブレードから発生する振
動や騒音は極めて少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の全体的なブロック図、
第２図は第１図における正回転制御部３００を中心にし
た詳細な回路図、第３図は同上装置における反転起動時
の動作状態を示す波形図、第４図は同上装置におけるモ
ータ停止時の動作状態を示す波形図、第５図は同上装置
における回路各部のタイミング関係を示す波形図である
。 １００・・・位置検出器　　３００・・・正回転制御部
４００・・・逆回転制御部　５００・・・モータ駆動部
６００・・・駆動モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ワイパーブレードが所定位置に達するごとに駆動モータ
   の回転方向を反転して、上記ワイパーブレードを往復払
   拭運動させるワイパー駆動装置において； 上記ワイパーブレードが払拭運動範囲の両限位置の少し
   手前の所定位置に到達したとき切替信号を発生する位置
   検出手段と； 上記モータの正転中（逆転中）に上記切替信号が発生し
   たとき、上記モータへの正転（逆転）駆動電圧を遮断す
   るとともに、上記モータの逆起電力による電流をインピ
   ーダンスが時間とともに漸増する閉ループ回路で吸収し
   、上記モータの回転速度を漸減させて停止させる停止制
   御手段と；上記モータの正転中（逆転中）に上記切替信
   号が発生してから所定時間後に、上記モータに逆転（正
   転）駆動電圧を印加し、かつ上記モータに流れる駆動電
   流を時間とともに所定値まで漸増させ、上記モータの回
   転速度を漸増させて定常値に導く反転起動制御手段と； を備えたことを特徴とするワイパー駆動装置。