JPS63188551A - 自動車用ワイパ制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は自動車の窓ガラスに付着した水滴等を除去す
るためのワイパブレードを駆動するためのワイパ駆動装
置の構成に関する。

［従来の技術］ 従来の、ワイパブレートの動作を制御するためのワイパ
制御装置においては、少雨時にワイパブレードを低速動
作させるための低速モードと、激しい雨の時にワイパブ
レードを高速動作さけるための高速モードとが設けられ
ている。これらの動作制御はワイパブレードを動作させ
る直流モータの駆動電流の大きさを変化させることによ
り行なわれている。この駆動電流の変化は、直流モータ
の巻線抵抗値を切換えることにより行なわれており、通
常直流モータには、低速動作用端子と、高速動作用に低
速用巻線の途中から取出された端子と、電源に接続され
る端子とが設けられている。

第４図は従来のワイパ制御装置の概略構成を示す図であ
る。以下、第４図を参照して従来のワイパ制御装置の構
成および動作について説明する。

第４図において、従来のワイパ制御装置は、電源１から
電源が供給されて、ワイパブレード（図示せず）を駆動
するためのワイパ駆動部２と、ワイパ駆動部２のワイパ
駆動モータ２１の動作モードを指定する信号を発生する
ためのワイパコントロールスイッチ３とから構成される
。

ワイパ駆動部２は、ワイパブレードを駆動する直流モー
タ２１と、ワイパブレードの位置を検出するための位置
検出スイッチ２２とから構成される。直流モータ２１は
、高速動作指示イ言号を受けるＨ端子と、低速動作指示
信′号を受けるＬ端子とを備える。他の端子は電源１に
接続される。Ｈ端子は、低速用巻線の途中から取出され
ており、これにより直流モータの高速・低速に応じて巻
線抵抗値が切換えるようにされる。位置検出スイッチ２
２は、ワイパブレードが所定の停止位置にあるときには
Ｐ端子と接続されて電源１の電位レベルのＨ′°の信号
を出力し、ワイパブレードが中途の位置にあるときには
Ｑ端子と接続されて接地電位レベルの“Ｌ″′の信号を
出力する。

ワイパコントロールスイッチ３は、駆動モータ２１を停
止させるための信号を発生するＯＦＦスイッチと、駆動
モータ２１を低速動作させるための信号を発生するしＯ
Ｗスイッチと、駆動上−タ２１を高速動作させるための
信号を発生するＨ　ＩＧＨスイッヂとを備える。ＯＦＦ
スイッチのオン状態時には、端子Ｕと端子Ｗとが接続さ
れ、ＬＯＷスイッチがオン状態のとぎには、端子Ｖと端
子Ｗとが接続され、ＨＩＧＨスイッヂのオン状態時には
端子Ｖと端子Ｘとが接続される。端子Ｕは位置検出スイ
ッチ２２出力端子に接続され、端子Ｗは駆動モータ２１
の低速端子りに接続され、端子Ｘは駆動モータ２１の高
速端子Ｈに接続される。

端子Ｖは接地電位に接続される。次に動作について説明
する。

まず高速動作について説明する。このとき、ＨＩＧＨス
イッチがオン状態にされ端子Ｖと端子Ｘとが接続される
。これにより直流モータ２１の端子Ｈが端子ｘ、■を介
して接地電位に接続され、直流モータ２１に電源１から
の電源が供給され、ワイパ駆動モータ２１が高速で回転
する。応じてワイパブレードが高速払拭動作を行なう。

高速動作を停止させるには、ＯＦＦスイッチをオン状態
にして、端子Ｗと端子（）とを接続する。ワイパブレー
ドが停止位置にないときは、位置検出スイッチ２２は端
子Ｑと接続され接地電位となり、ワイパ駆ｖＪモータ２
１は低速で動作する。ワイパブレードが所定の停止位置
に復帰すると位置検出スイッチ２２は端子Ｐと接続され
電源１電位となる。

これによりワイパ駆動モータ２１のＬ端子も電源１電位
となり、ワイパ駆動モータ２１は回転を停止する。

次に低速動作について説明する。このときＬ○Ｗスイッ
チをオン状態にして、端子Ｖと端子Ｗとを接続する。こ
れにより駆動モータ２１のＬ端子がワイパコントロール
スイッチ３の端子■、Ｗを介して接地電位に接続され、
ワイパ駆動モータ２１が電源１より電力を供給されて低
速で回転する。

低速動作を停止させる場合は上述の高速動作を停止させ
る場合と同様である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のワイパ制御装置においては、ワイパ駆動モータの
巻線抵抗値を切換えることによりその回転速度が制御さ
れるため、高速用端子を低速動作用巻線の途中から取出
す必要があり、駆動モータの構造がｍ雑になるという問
題点があった。また、ワイパコントロールスイッチを介
して駆動モータの高速用および低速用端子が接地電位に
接続されるため、ワイパコントロールスイッチ内をモー
タ駆動電流が流れ、このためワイパコントロールスイッ
チの接点として大電流にも耐えることのできる接点が必
要であり小形化できないという問題点があった。また位
置検出スイッチもワイパブレード停止時にモータ駆動電
流が流れるため大電流に耐える接点が必要であった。

ざらに、ワイパコントロールスイッチとワイパ駆動モー
タの間には大電流が流れるため、線径の大きな電線が必
要であり、電線が集中する運転席まわりのワイヤハーネ
スが肥大化するという問題点があった。

さらに、ワイパ駆動モータを停止させる場合、ワイパブ
レードが停止位置に復帰したときに駆動モータを停止さ
せるオートストップ機構のため、ワイパコントロールス
イッチの構造が？８２雑になるという問題点もあった。

それゆえ、この発明の目的は上述の従来のワイパ制御装
置の有する問題点を除去し、大電流の流れる電線数を低
減し、かつワイパコントロールスイッチの構造を簡易に
することのできるワイパ駆動装置を提供することである
。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るワイパ駆動装置は、ワイパブレードを駆
動する直流モータと、直流モータの動作速度を決定する
信号を発生するコントロールスイッチと、コントロール
スイッチからの信号に応じて直流モータの回転速度を制
御する手段とを有する自動車用ワイパ駆動装置において
、直流モータをパルス信号を用いてデユーティ比制御す
るようにしたものである。すなわちこの発明に係るワイ
パ駆動装置は、ワイパブレードを駆動する直流モータと
、直流モータの動作速度を指示する信号を発生する指示
信号発生手段と、一定の幅Ｊ３よび周期のパルス信号を
発生するパルス発生手段と、指示信号発生手段からの信
号に応答してパルス発生手段出力を選択的に通過させる
手段と、選択的通過手段出力に応答してオン・オフして
直流モータを駆動する駆動手段とから構成される。

［作用］ 選択的通過手段は、指示信号発生手段出力に応じてパル
ス発生回路出力を通過させたり通過させなかったりし、
これにより駆動手段はパルス発生回路出力が与えられた
時にはパルス信号に応答して直流モータを駆動し、パル
ス発生回路出力が与えられないときには常時直流モータ
を駆動し、これにより直流モータの動作速度を動作モー
ドに応じてパルス信号のデユーティ比制御する。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である自動車用ワイパ駆動
装置の概略構成を示す図である。第１図において、この
発明によるワイパ駆動装置は、ワイパブレード（図示せ
ず）を駆動するワイパ駆動部２と、ワイパ駆動部２の動
作モードを指定する信号を発生するワイパコントロール
スイッチ３と、ワイパコントロールスイッチ３からの信
号に応答してワイパ駆動部２のワイパ駆動モータ２１の
動作を制御する制御回路４とから構成される。

ワイパ駆動部２は、ワイパブレードを駆動するワイパ駆
動モータ２１と、ワイパブレードの位置を検出する位置
検出スイッチ２２とから構成される。ワイパ駆動モータ
２１は直流モータであり、電源１に接続される一方端子
と、制御回路４に接続される他方端子とを有し、その巻
線抵抗値は一定にされている。位置検出スイッチ２２は
、ワイパブレードが復帰位置にあるときには端子Ｐと接
続され、ワイパブレードが中途の位置にあるときには端
子Ｑと接続される。端子Ｐは図示しないプルアップ抵抗
などを介してｉｎ　ＨＩＩの電位に接続され、端子Ｑは
接地電位に接続される。

ワイパコントロールスイッチ３は、ワイパ駆動モータ２
１の低速動作指示信号を発生するＬＯＷスイッチと、ワ
イパ駆動モータ２１の高速動作指示信号を発生するＨＩ
Ｇ）ｌスイッチと、ワイパ駆動モータ２１の停止指示信
号を発生するＯＦＦスイッチとを備える。ＬＯＷスイッ
チがオン状態時には端子Ａと端子Ｃとが接続される。Ｈ
Ｉ　Ｇ　Ｈスイッチのオン状態時には端子Ｖと端子Ｃと
が接続される。ＯＦＦスイッチのオン状態時にはすべて
の端子が切離される。端子Ｃは接地電位に接続される。

第２図は第１図に示される制御回路の具体的構成の一例
を示す図である。第２図において、制御回路４は、予め
定められた一定のデユーティ比および周期を有するパル
ス信号を発生する発振回路４１と、ワイパコントロール
スイッチ３のＡ端子にその一方入力が接続され、かつそ
の他方入力が位置検出スイッチ２２の出力端子に接続さ
れる負論理ＮＡＮＤゲート４２と、発振回路４１出力と
ＮＡＮＤゲート４２出力とを受けて否定論理積をとって
出力する正論理ＮＡＮＤゲート４３と、ワイパコントロ
ールスイッチ３の端子Ｂ出力をその一方入力に受けかつ
ＮＡＮＤゲート４３出力をその他方入力に受ける負論理
ＮＡＮＤゲート４５と、ＮＡＮＤゲート４５出力をその
ベースに受けてオン・オフ制御されてワイパ駆動モータ
２１を駆動する駆動トランジスタ４７と、ワイパコント
ロールスイッチ３の端子Ａ出力と端子日出力と位置検出
スイッチ２２出力とを受けて否定論理積をとって出力す
る正論！’Ｊ！　Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート４４と、ＮΔＮ
Ｄゲート４４出力をそのベースに受けてオン・オフして
ワイパ駆動モータ２１に電気的ブレーキをかけるブレー
キトランジスタ４６とから構成される。ブレーキトラン
ジスタ４６は、そのエミッタがワイパ駆動モータ２１の
一方端子に接続され、そのコレクタがワイパ駆動モータ
２１の他方端子に接続され、そのベースがＮＡＮＯゲー
ト４４出力に接続されるＰＮＰバイ示−ラトランジスタ
から構成される。駆動トランジスタ４７は、そのコレク
タがワイパ駆動モータ２１の他方端子に接続されそのエ
ミッタが接地電位に接続されそのベースがＮＡＮＤゲー
ト４５出力に接続されるＮＰＮバイポーラトランジスタ
を用いて構成される。次に第２図を参照して動作につい
て説明する。

まずワイパブレードを高速動作さる場合について説明す
る。まずワイパコントロールスイッチ３のＨＩＧＨスイ
ッチを導通状態にし端子Ｂと端子Ｃとを接続する。これ
によりＮΔＮＤゲート４５の一方入力には端子Ｂの゛°
Ｌ″レベルの信号が与えられる。したがってＮＡＮＤゲ
ート４５はその他方入力の信号レベルにかかわらず常に
“Ｈ１１の信号を出力する。応じて駆動トランジスタ４
７がオン状態となり、ワイパ駆動モータ２１は電源１か
ら電流を供給されて高速で回転する。このときＮＡＮＤ
ゲート４４の一方入力は端子Ｂより“Ｌ”の信号が与え
られているのでその出力はＨ″となり、ブレーキ・トラ
ンジスタ４６はオフ状態にある。高速動作を停□止させ
る場合には１−（ＩＧＨスイッチをオフ状態にし端子Ｂ
と端子Ｃとを切離し端子Ｂを゛Ｈ゛°レベルにする。今
ワイパブレードが中途位置にあり位置検出スイッチ２２
が端子Ｑと接続されている場合には、ＮΔＮＤゲート４
２出力は、その−六入力がＬ′°であるため１１　ＨＩ
Ｉとなる。応じてＮＡＮＤゲート４３はその一方入力に
ＮＡＮＤゲート４２からの’　ｌ−１”の信号を受けか
つその他方入力に発振回路４１からのパルス信号を受け
、発振回路４１出力を反転したパルス信号をＮＡＮＤゲ
ート４５の他方入力へ与える。

したがって、ＮＡＮＤゲート４５出力は、ＮΔＮＤゲー
ト４３出力が反転された形すなわら発振回路４１のパル
ス信号が出力されることになり、バイポーラトランジス
タ４７はパルス信号に応じてオン・オフし、応じてワイ
パ駆動モータ２１が低速で回転する。位置検出スイッチ
２２が端子Ｐと接続されると、ＮＡＮＤゲート４２人力
が共に１１８　Ｈとなるのでその出力はＬ″′となる。

応じてＮＡＮＤゲート４３出力はその一方入力がＬ′。

であるためＨ″となる。したがってＮＡＮＯゲート４５
人力は共に“トビ′となるので、その出力は°゛Ｌ″と
なり、駆動トランジスタ４７はオフ状態となる。一方、
ＮＡＮＤゲート４４は位置検出スイッチ２２出力とワイ
パコントロールスイッチ３の端子Ａ、Ｂ出力を受けるの
で、ワイパブレードが中途位置にある場合にはｌｌ　Ｈ
１１の信号を出力し、ワイパブレードが所定の停止位置
に復帰したときには位置検出スイッチ２２が“′Ｈ″の
信号を出力するので°Ｌ′°の信号を出力する。したが
って、ブレーキトランジスタ４６はワイパブレードが所
定の停止位置に復帰したときにオン状態となり、ワイパ
駆動モータ２１に電気的ブレーキをかける。これにより
、高速動作を停止させるとワイパブレードが所定の停止
位置に復帰した後モータ２１が回転を停止することにな
る。

次に低速動作について説明する。このときワイパコント
ロールスイッチ３のＬＯＷスイッチをオン状態にして端
子へと端子Ｃとを接続し、端子ＡをＩＩ　Ｌ　ＩＩにす
る。応じてＮＡＮＤゲート４２出力は、その一方入力が
端子Ａより“Ｌ″が与えられるので常時°゛Ｈ′″の信
号を発生する。ＮＡＮＤゲート４３はその一方入力にＮ
ＡＮＤゲート４２がらのＨ１１の信号を受けるので、発
振回路４１から、のパルス信号を反転した信号を出力す
る。ＮＡＮＤゲート４５はその一方入力に端子Ｂがらの
“°Ｈ″の信号を受けかつその他方入力にＮＡＮＤゲー
ト４３からのパルス信号を受けるので、その出力はＮＡ
ＮＤゲート４３出力を反転した形すなわち発振回路４１
出力パルス信号を出力する。応じて駆動トランジスタ４
７がパルス信号に応答してオン・オフし、応じてワイパ
駆動モータ２１がそのパルス信号のデユーティ比に応じ
た速度で回転し、低速動作する。ワイパ駆動モータ２１
の低速動作を停止させる場合には上述の高速動作時に説
明した場合と同様である。

以上のようにこの発明によるワイパ駆動装置においては
、直流モニタを発振回路４１出力パルス信号のデユーテ
ィ比で速度制御して低速回転させるようにし、高速動作
時には常時駆動トランジスタ４７をオン状態にして高速
回転させるようにしている。

以上のように上述の構成においては、ワイパ駆動モータ
２１を流れる駆動電流はワイパコントロールスイッチ３
に流れることがなくまたワイパーコントロールスイッチ
２２にも流れることはないので、その電線の本数の低減
および細径化するこトカでき、かつ制御回路４の構成も
論理ゲートを用いて構成しているのでその構成を小形化
することが可能となり、第３図に示されるようにワイパ
駆動モータ２１、位置検出スイッチ２２および制御回路
４を一体化して構成することが可能となる・［発明の効
果］ 以上のようにこの発明によれば、パルス発生回路出力に
より２端子の直流モータの動作速度をパルス信号のデユ
ーティ比により制御するように構成したので、ワイパ駆
動モータの端子数は巻線抵抗値を変化さぜる必要がない
ので２つで済むためモータの構造を簡略化することがで
きる。またワイパ駆動モータは低速動作時には発振回路
からのパルス信号によりデユーティ比制御されるため、
電力消費が従来の装置よりも大幅に低減することが可能
となる。さらに、ワイパコントロールスイッチおよび位
置検出スイッチには共にワイパ駆動モータの駆動電流が
流れることはないので、そのスイッチの接点を軽接点で
構成することが可能となり、コストダウンおよび機構の
簡略化を図ることが可能となる。ざらに制御回路は論理
ゲートで構成されているので、容易にワイパ駆動モータ
、位置検出スイッチと一体化することかでき、配線数を
少なくすることができ、かっワイパコントロールスイッ
チとワイパ駆動モータ間の配線は微小電流しか流れるこ
とはないので、線径の小さな電線を用いて配線すること
が可能となり、運転席まわりのワイヤハーネスを小さく
することが可能となる。また、ワイパ駆動モータを半導
体スイッチング素子を用いて駆動しているので、機械的
なリレーを用いて駆動する場合と比較して信頼性の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるワイパ駆動装置の概
略構成を示す図である。第２図は第１図に示される制御
回路の具体的構成の一例を示す図である。第３図はこの
発明の一実施例であるワイパ駆動装置を一体化した構成
の一例を示ず図である。第４図は従来のワイパ制御装置
の構成を概略的に示す図である。 図において、１は電源、２はワイパ駆動部、３はワイパ
コントロールスイッチ、４は制御回路、２１はワイパ駆
動モータ、２２は位置検出スイッチ、４１は発掘回路、
４６はブレーキトランジスタ、４７は駆動トランジスタ
である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 （ほか２名） 第１図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車の窓ガラスを払拭するワイパブレードの動
   作を制御するための装置であって、前記ワイパブレード
   を駆動する直流モータと、所定のデューティ比および周
   期を有するパルス信号を発生する発振回路と、 前記直流モータの動作速度を指示する信号を発生する指
   示信号発生手段と、 前記指示信号発生手段からの指示信号に応答して前記発
   振回路出力パルス信号を選択的に通過させる手段と、 前記直流モータに結合され、前記選択的通過手段出力に
   応答してオン状態となり前記直流モータを駆動する駆動
   手段とを備える、自動車用ワイパ制御装置。
2. （２）前記直流モータの巻線の外部接続端子数は２個で
   ある、特許請求の範囲第１項記載の自動車用ワイパ制御
   装置。
3. （３）前記駆動手段は、前記選択的通過手段出力に応答
   してオン状態となり前記直流モータに電流経路を与える
   スイッチングトランジスタである、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制御装置。
4. （４）前記選択手段は、前記指示信号発生手段が低速動
   作指示信号を発生したときに前記発振回路出力パルス信
   号を通過させ、かつ前記指示信号発生手段が高速動作指
   示信号を発生したときには前記駆動手段を常時オン状態
   にする信号を前記駆動手段へ与える、特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれかに記載の自動車用ワイパ制
   御装置。
5. （５）前記直流モータ、前記発振回路、前記選択的通過
   手段および前記駆動手段は一体化して形成されることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れかに記載の自動車用ワイパ制御装置。