JP3636244B2

JP3636244B2 - Wiper control device

Info

Publication number: JP3636244B2
Application number: JP12606796A
Authority: JP
Inventors: 江政雄入
Original assignee: 自動車電機工業株式会社
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH09301131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用ワイパ装置に利用されるワイパ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用ワイパ装置は、ワイパモータの単一方向の回転動力がリンク機構によってワイパブレードの往復運動に変換されて伝達されており、特にリアワイパにおいては、リンク機構をワイパモータに内蔵し一体化しているものが知られている。この種の車両用ワイパ装置では、比較的広い取付スペースを必要とする上、払拭角度を大きくするにはリンク機構が複雑になる可能性があり、結果的に、モータ動力の伝達効率が低下することとなって、ワイパブレードの払拭範囲がある程度制限されることになりうるという問題点があった。
【０００３】
上記した問題点に対処するため、特公昭６０−４６７８号公報に示されているワイパ装置では、ワイパモータのモータ軸にワイパブレードを直結し、ワイパブレードの反転位置においてワイパモータの回転方向を反転制御することによってワイパブレードを往復払拭動作させる構成になっている。これにより、従来のリンク機構が廃止されるため、ワイパ装置の小型化が図れるとともに、モータ動力の伝達効率も向上する。また、上記公報に記載されたワイパ装置では、ワイパブレードの反転位置の検出をワイパモータに連動した接触部材と、この接触部材に接続可能に配置された固定接点で行っており、固定接点の取付位置を変移することによってワイパブレードの払拭範囲が選択される。
【０００４】
さらに、上記とは異なるものとして、ワイパブレードの反転時の騒音を低減するとともに払拭角を安定させるため、反転前にワイパブレードの速度を減速させるようにしたものもあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の技術に示したワイパ装置において、リンク機構を用いずにワイパモータのモータ軸にワイパブレードを直接結合したものでは、ワイパモータのモータ軸を所定の位置で確実に停止したり、確実に反転したりする制御が必要である。しかし、ワイパモータが接続されるバッテリの電圧変動や払拭面のウエット状態、セミドライ状態、ドライ状態などの負荷変動に左右されやすく、その場合、ワイパブレードの払拭速度に変動を生ずることがないとは言えず、払拭速度の変動、つまりは、ワイパブレードの慣性力の変動が停止や反転の指令に対して惰走量のばらつきとなり、この惰走量のばらつきが払拭角の変動の原因となりうる。それ故、このばらつきをできるだけ小さくし、負荷変動があっても安定した払拭角で払拭動作を行えるようにするという課題があった。また、上記ワイパ装置では、ワイパブレードが所定の位置に達したときのワイパモータの回転速度に比例する逆起電力により発生する電流が吸収されたうえで逆方向の起動電流が流れるために、ワイパモータ内で過大な電流変化が生じ、結果的に、ワイパモータが大きく振動して反転する毎にワイパブレード等から騒音が発生する可能性があるという課題もあった。
【０００６】
【発明の目的】
この発明に係わるワイパ制御装置は、ワイパモータに印加される端子電圧および払拭面の状況に応じて、反転位置近辺でのワイパブレードの速度を一定の値に制御することによって、ワイパブレードの安定した払拭動作および反転動作を行うことができるワイパ制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【発明の構成】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係わるワイパ制御装置では、出力ギヤを備え、前記出力ギヤとともに回転するワイパ軸に結合されたワイパブレードを第１の反転位置と第２の反転位置との間の払拭範囲内で駆動するとともに、前記出力ギヤ上に配置されたコンタクトプレートとこのコンタクトプレートに接離するコンタクタとを有し前記ワイパブレードの位置を検出するための位置センサを備えたワイパモータと、前記ワイパモータに前記ワイパモータを正転させる電流又は逆転させる電流を選択的に供給する正逆転切替回路と、前記ワイパモータを正転させる電流又は逆転させる電流のデューティを制御するスイッチング回路とを有し、前記ワイパモータの回転速度の制御を行うコントローラ備えたワイパ制御装置において、前記ワイパモータの位置センサのコンタクトプレートは、導電部材によって一体的に形成された第１の導通範囲、第２の導通範囲、第３の導通範囲、第４の導通範囲、第５の導通範囲を有し、前記第１の導通範囲、第２の導通範囲、第３の導通範囲、第４の導通範囲はそれぞれ円弧状に形成され、前記第５の導通範囲は円盤状に形成されて前記ワイパ軸に同心に配置され、前記第１の導通範囲は前記第３の導通範囲よりも小さな円弧状に形成されて、前記第３の導通範囲の外周に接続され、前記第３の導通範囲は前記第５の導通範囲の外周に接続され、前記第１の導通範囲および前記第３の導通範囲は前記第１の反転位置に対応して配置され、前記第２の導通範囲は前記第４の導通範囲よりも大きな円弧状に形成されて、前記第４の導通範囲の外周に接続され、前記第４の導通範囲は前記第５の導通範囲の外周に接続され、前記第２の導通範囲および前記第４の導通範囲は前記第２の反転位置に対応して配置され、前記ワイパモータの位置センサのコンタクタは、前記第１の導通範囲、第２の導通範囲に接離する第１のコンタクタと、前記第３の導通範囲、第４の導通範囲に接離する第２のコンタクタとを有し、前記コントローラは、前記第１のコンタクタが前記コンタクトプレートの第２の導通範囲に接続されると前記ワイパモータの正転する回転速度を計測し、前記第２のコンタクタが前記コンタクトプレートの第３の導通範囲に接続されると前記ワイパモータの逆転する回転速度を計測するカウンタと、前記第２のコンタクタが前記コンタクトプレートの第４の導通範囲に接続されると前記カウンタで計測された前記ワイパモータの正転する回転速度データに基づき、前記ワイパモータの正転する回転速度を予め定められた速度に減速し、前記第１のコンタクタが前記コンタクトプレートの第１の導通範囲に接続されると前記カウンタで計測された前記ワイパモータの逆転する回転速度データに基づき、前記ワイパモータの逆転する回転速度を予め定められた速度に減速する減速手段を備えている構成としたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用】
この発明の請求項１に係わるワイパ制御装置において、ワイパブレードが速度検出範囲内に入ると、そこを通過するワイパブレードの所要時間を計測することによって、ワイパモータに印加されている端子電圧のレベルと、払拭面の負荷状態とから現在の速度データが得られる。そして、ワイパブレードが減速範囲内に入ることによってワイパブレードが反転位置の近くに来たことが検知されるため、減速手段により、現在の速度データに基づいてワイパブレードの速度を減速する制御が開始される。この際の減速の減速量は、予め定められた基準速度と、ワイパモータへ供給されているモータの現在の端子電圧および払拭面の負荷状態により変化する現在の速度データとの偏差により決められる。ワイパブレードの速度が基準速度よりも速いときには減速量を多く、これに反して、ワイパブレードの速度が基準速度よりも遅いときには減速量を少なくするように、ワイパモータの端子電圧をデューティ制御することによって実現され、ワイパブレードが反転位置に達すると、ワイパモータに加えられる電流を遮断するだけでなく、ワイパモータにアーマチュアショート回路を形成して短絡する。これにより、ワイパモータから発生する逆起電力が吸収されるとともに、電磁制動がかけられて、ワイパモータが瞬時のうちに停止される。それ故、ワイパブレードが反転位置の近傍まで来たときに、ワイパブレードのオーバーランのばらつきが常に一定に抑えられてワイパモータが作動するものとなる。
【００１０】
【実施例】
図１ないし図１０には、この発明に係わるワイパ制御装置の一実施例が示されている。
【００１１】
図１に示されるブロック構成図において、ワイパ制御装置１は、主として、ワイパモータ２、位置センサ３、ワイパスイッチ４、制御回路であるコントローラ５から構成されている。
【００１２】
ワイパモータ２は、図２に示されるように、ケース６に収容されたヨーク７の内側にマグネット８、９が取付けられており、マグネット８、９は対向位置にＳ極，Ｎ極が着磁されている。
【００１３】
マグネット８、９の内周側にはアーマチュア１０が配置されており、このアーマチュア１０にはアーマチュア軸１１が備えられている。このアーマチュア軸１１の一端側はケース６に固定されたエンドカバー１２に装着された第１の軸受１３によって回転可能に支持され、アーマチュア軸１１の中央部分はケース６の内側に取付けられた第２の軸受１４に回転可能に支持されている。
【００１４】
そして、アーマチュア軸１１には予め定められたスロット数のコイル巻回部１５ａを有するアーマチュアコア１５が固定されているとともに、アーマチュアコア１５の近くにコンミュテータ１６が設けられている。
【００１５】
コンミュテータ１６の外周側には上記スロット数に対応してそれぞれ絶縁された複数個のコンミュテータ片１６ａが設けられているため、各コンミュテータ片１６ａに電気的に接続されたうえでアーマチュアコア１５のコイル巻回部１５ａに巻かれたアーマチュアコイル１７が設けられている。
【００１６】
コンミュテータ１６の各コンミュテータ片１６ａには、ブラシ１８ａ、１８ｂが電気的に接続可能にして対向配置され、各ブラシ１８ａ、１８ｂはケース６内に収容されたコントローラ５を介してワイパスイッチ４に電気的に接続されているため、コントローラ５を通じて電源（ＶＢ）５０がブラシ１８ａ、１８ｂに接続されると、アーマチュアコイル１７が各スロット毎に順次励磁されて磁力を発生し、アーマチュアコイル１７が発生した磁力と、マグネット８、９が発生している磁力とによりアーマチュア１０が回転を始める。
【００１７】
また、アーマチュア軸１１の他端部にはウオーム１１ａが形成されており、このウオーム１１ａがケース６に回転可能に支持されたホイールギヤ１９に噛合っている。ホイールギヤ１９には、上記ウオーム１１ａに噛合う大径歯部１９ａとこれよりも小さい小径歯部１９ｂとが一体に設けられており、小径歯部１９ｂが出力ギヤ２０に噛合っている。出力ギヤ２０はケース６に回転可能に支持されたワイパ軸２１に固定されているため、ワイパ軸２１はアーマチュア軸１１がアーマチュア１０とともに回転することにより、ホイールギヤ１９および出力ギヤ２０によって減速された動力が伝達されて停止位置となる第１の反転位置Ａと第２の反転位置Ｂとのあいだでの回動範囲θａ（ほぼ１８０度）内を回動する。
【００１８】
ワイパ軸２１はケース６の外側に突出し、このワイパモータ１が取付けられる図示しない車体パネルの外側に突出するため、車体パネルの外側でワイパアーム２２の基端側がねじ止めされる。ワイパアーム２２の先端側にはワイパブレード５２が装着されるため、ワイパアーム２２に内蔵した図示しないアームスプリングによってワイパブレード５２を払拭面５１に圧接させる。
【００１９】
そして、出力ギヤ２０とケース６とのあいだには位置センサ３が配置されている。位置センサ３は、コンタクトプレート２３、第１のコンタクタ（Ｐａ）２４、第２のコンタクタ（Ｐｂ）２５、第３のコンタクタ２６から構成されている。
【００２０】
位置センサ３のコンタクトプレート２３は、図３に示されるように、導電部材によって略扇形状にして出力ギヤ２０の上面に一体的に取付けられているため、出力ギヤ２０とともに回動する。
【００２１】
コンタクトプレート２３には、外周側の同一円周上に、第１の導通範囲２３ｂ１、第１の不導通範囲２３ａ、第２の導通範囲２３ｂ２が配置されているとともに、内周側の同一円周上に、第３の導通範囲２３ｄ１、第４の不導通範囲２３ｃ、第２の導通範囲２３ｄ２が配置されており、中央部に円盤状に形成された第５の導通範囲２３ｅが配置されている。
【００２２】
第１の導通範囲２３ｂ１は、第３の導通範囲２３ｄ１よりも小さい円弧に形成されているとともに、第２の導通範囲２３ｂ２は、第４の導通範囲２３ｄ２よりも大きい円弧に形成されており、第１の導通範囲２３ｂ１、第３の導通範囲２３ｄ１、第２の導通範囲２３ｂ２、第４の導通範囲２３ｄ２、第５の導通範囲２３ｅはいずれも電気的に接続されている。また、第５の導通範囲２３ｅは、接地された後述する第３のコンタクタ２６に常時電気的に接続されているため、第１の導通範囲２３ｂ１、第３の導通範囲２３ｄ１、第２の導通範囲２３ｂ２、第４の導通範囲２３ｄ２はいずれも接地されている。
【００２３】
位置センサ３の第１、第２、第３のコンタクタ２４、２５、２６は、コンタクトプレート２３上に、それぞれ絶縁されて並べられており、第１のコンタクタ２４は、コンタクトプレート２３上の外周寄りに配置されているとともに、後述するコントローラ５に備えられた他方のチャタリング除去回路３２を介して中央処理回路（ＣＰＵ）３３に電気的に接続されているため、出力ギヤ２０とともにコンタクトプレート２３が第１の反転位置Ａと第２の反転位置Ｂとのあいだでの回動範囲θａを回動する際に、第１の導通範囲２３ｂ１または第２の導通範囲２３ｂ２に電気的に接続されている間は、接地されてローレベル（Ｌ）になり、第１の導通範囲２３ｂ１または第２の導通範囲２３ｂ２から外れると、ハイレベル（Ｈ）になる。
【００２４】
位置センサ３の第２のコンタクタ２５は、第１のコンタクタ２５と第３のコンタクタ２６のあいだに配置されているとともに、後述するコントローラ５に備えられた他方のチャタリング除去回路３２を介して中央処理回路（ＣＰＵ）３３に電気的に接続されているため、図２に示されるように、出力ギヤ２０とともにコンタクトプレート２３が第１の反転位置Ａと第２の反転位置Ｂとのあいだでの回動範囲θａを回動する際に、第３の導通範囲２３ｄ１または第４の導通範囲２３ｄ２に接続されている間は、接地されてローレベル（０）になり、第３の導通範囲２３ｄ１または第４の導通範囲２３ｄ２から外れると、ハイレベル（１）になる。
【００２５】
位置センサ３の第３のコンタクタ２６は、前述したように、接地に接続されているとともに、コンタクトプレート２３の第５の導通範囲２３ｅに電気的に接続可能に配置されているため、図２に示されるように、出力ギヤ２０とともにコンタクトプレート２３が第１の反転位置Ａと第２の反転位置Ｂとのあいだでの回動範囲θａを回動する際に、コンタクトプレート２３を接地に常時接続する。
【００２６】
位置センサ３は、図３に示されるように、ワイパブレード５２が第１の位置Ａから第２の位置Ｂに向けて往動する際、ワイパブレード５２が第１の反転位置Ａにあると、図４に示されるように、第１のコンタクタ２４がハイレベル（Ｈ）、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）である論理をコントローラ５に与え、ワイパブレード５２すなわちコンタクトプレート２３が第１の反転位置Ａから図３中反時計方向に回動を始めると、第１のコンタクタ２４がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に反転し、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）の論理をコントローラ５に与え、第１のコンタクタ２４、第２のコンタクタ２５が位置Ｃを越えると、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に反転し、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）の論理をコントローラ５に与える。第１のコンタクタ２４、第２のコンタクタ２５が位置Ｄを越えると、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に反転した論理をコントローラ５に与え、第１のコンタクタ２４、第２のコンタクタ２５が位置Ｅを越えると、第１のコンタクタ２４がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に反転し、第２のコンタクタ２５がハイレベル（Ｈ）の論理をコントローラ５に与えて図３に示す第２の速度検出範囲θｖ２に入ったことが認識される。第１のコンタクタ２４、第２のコンタクタ２５が位置Ｆを越えると、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）、第２のコンタクタ２５がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に反転した論理をコントローラ５に与えて、図３に示される第２の減速範囲θｄ２に入ったことを認識される。第１のコンタクタ２４、第２のコンタクタ２５がが第２の反転位置Ｂに来ると、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に反転した論理をコントローラ５に与える。
コントローラ５は、ワイパブレード５２が第２の反転位置Ｂに来たことの認識信号を受けて後述する正逆転切替回路３４によりブラシ１８ａ、１８ｂに対する通電方向を反転するため、アーマチュア１０が逆方向に回転を始め、出力ギヤ２０とともにコンタクトプレート２３が図３中時計方向に回動し始める。
【００２７】
また、位置センサ３は、図３に示されるように、ワイパブレード５２が第２の位置Ｂから第１の位置Ａに向けて復動する際、ワイパブレード５２が第２の反転位置Ｂにあると、図４に示されるように、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）、第２のコンタクタ２５がハイレベル（Ｈ）である論理をコントローラ５に与え、ワイパブレード５２が第２の反転位置Ｂから位置Ｆに向けて回動を始めると、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）、第２のコンタクタ２５がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に反転した論理をコントローラ５に与え、ワイパブレード５２が位置Ｆから位置Ｅに向かうと、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に反転した論理をコントローラ５に与え、ワイパブレード５２が位置Ｅから位置Ｄに向かうと、第２のコンタクタ２５がハイレベル（Ｈ）、第１のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に反転した論理をコントローラ５に与え、ワイパブレード５２が位置Ｄから位置Ｃに向かうと、第１のコンタクタ２４がハイレベル（Ｈ）、第２のコンタクタ２５がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に反転した論理をコントローラ５に与えて図３に示す第１の速度検出範囲θｖ１に入ったことを認識させ、ワイパブレード５２が位置Ｃから第１の反転位置Ａに向かうと、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）、第１のコンタクタ２４がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に反転した論理をコントローラ５に与えて図３に示される第１の減速範囲θｄ１に入ったことを認識させ、ワイパブレード５２が第１の反転位置Ａに来ると、第２のコンタクタ２５がローレベル（Ｌ）、第１のコンタクタ２４がローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に反転した論理をコントローラ５に与える。コントローラ５は第１の反転位置Ａに来たことの認識信号を受けて後述する正逆転切替回路３４によりブラシ１８ａ、１８ｂに対する通電方向を反転するため、アーマチュア１０が正方向に回転を始め、出力ギヤ２０とともにコンタクトプレート２３が図３中反時計方向に回動し始める。
【００２８】
ワイパスイッチ４は、停止、連続運転、間欠運転の３種類のモードに切換え可能になっており、連続運転モードに切換えられることによって連続運転指令信号を発生し、間欠運転モードに切換えられることによって間欠運転指令信号を発生する。ワイパスイッチ４は、コントローラ５に電気的に接続されている。
【００２９】
コントローラ５には、電源回路３０、一方のチャタリング除去回路３１、他方のチャタリング除去回路３２、中央処理回路（ＣＰＵ）３３、正逆転切替回路３４、ディジタルアナログ変換回路３５、三角波発生回路３６、コンパレータ３７、スイッチング回路３８が備えられており、中央処理回路３３に減速手段３３ａ、加速手段３３ｂ、カウンタ３３ｃが内蔵されている。
【００３０】
コントローラ５に備えた電源回路３０は電源５０に接続されている。電源５０の電圧レベルはこの電源５０に接続されるワイパモータなどが作動された際の負荷によって変動するため、そのときの電圧レベルを中央処理回路３３に直接印加している。
【００３１】
コントローラ５に備えた一方のチャタリング除去回路３１は、一方にワイパスイッチ４が接続されているとともに、他方に中央処理回路３３が接続されている。このチャタリング除去回路３１はワイパスイッチ４が操作されたとき、接点が断続的にオンとオフとを繰り返すことによってチャタリングが発生した際に、連続運転指令信号または間欠運転指令信号をコントローラ５が誤認識しないように防止する機能をもつ。
【００３２】
コントローラ５に備えた他方のチャタリング除去回路３２は、一方に位置センサ３の第１、第２のコンタクタ２４、２５が接続されているとともに、他方に中央処理回路３３が接続されている。このチャタリング除去回路３２は位置センサ３の第１、第２のコンタクタ２４、２５がコンタクトプレート２３に対して接触したり離間したりしたときにチャタリングが発生した際に、速度検出範囲θｖおよび減速範囲θｄを認識するための認識信号をコントローラ５が誤認識しないように防止する機能をもつ。
【００３３】
コントローラ５に備えた正逆転切替回路３４は、図５に示されるように、第１のスイッチングリレーＲＬ１、第２のスイッチングリレーＲＬ２から構成されており、第１、第２のスイッチングリレーＲＬ１、ＲＬ２はワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対向配置されてＨ型ブリッジ回路を形成している。
【００３４】
第１のスイッチングリレーＲＬ１には、第１のリレーコイルＲＬ１−１、第１のリレー可動接点ＲＬ１−２、第１のリレー常開接点ＲＬ１−３、第２のリレー可動接点ＲＬ１−４、第２のリレー常開接点ＲＬ１−５が備えられており、第１のリレーコイルＲＬ１−１が中央処理回路３３に接続され、第１のリレー可動接点ＲＬ１−２が中央処理回路３３に接続され、第１のリレー常開接点ＲＬ１−３がワイパモータ２の一方のブラシ１８ａに接続され、第２のリレー可動接点ＲＬ１−４がワイパモータ２の他方のブラシ１８ｂに接続され、第２のリレー常開接点ＲＬ１−５が中央処理回路３３に接続されている。
【００３５】
第２のスイッチングリレーＲＬ２には、第２のリレーコイルＲＬ２−１、第３のリレー可動接点ＲＬ２−２、第３のリレー常開接点ＲＬ２−３、第４のリレー可動接点ＲＬ２−４、第４のリレー常開接点ＲＬ２−５が備えられており、第２のリレーコイルＲＬ２−１が中央処理回路３３に接続され、第３のリレー可動接点ＲＬ２−２が中央処理回路３３に接続され、第２のリレー常開接点ＲＬ２−３がワイパモータ２の他方のブラシ１８ｂに接続され、第４のリレー可動接点ＲＬ２−４がワイパモータ２の一方のブラシ１８ａに接続され、第４のリレー常開接点ＲＬ２−５が中央処理回路３３に接続されている。
【００３６】
第１のスイッチングリレーＲＬ１は、中央処理回路３３が発生した正転指令信号によって第１のリレーコイルＲＬ１−１が励磁されると、第１のリレー可動接点ＲＬ１−２が第１のリレー常開接点ＲＬ１−３に、第２のリレー可動接点ＲＬ１−４が第２のリレー常開接点ＲＬ１−５にそれぞれ接続されるため、その状態において、スイッチング回路３８のオン時間に応じて電源５０の電流をワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに向け流してワイパ軸２１を正方向に回動させる。中央処理回路３３が発生した正転指令信号は第１の反転位置Ａから回動を始めたワイパ軸２１が第２の反転位置Ｂに到達した際にカットオフされるため、第１のスイッチングリレーＲＬ１はワイパ軸２１が第１の反転位置Ａから第２の反転位置Ｂに到達するまでの間はオンされ、第２の反転位置Ｂから第１の反転位置Ａに到達するまでの間はオフされる。
【００３７】
第２のスイッチングリレーＲＬ２は、中央処理回路３３が発生した逆転指令信号によって第２のリレーコイルＲＬ２−１が励磁されると、第３のリレー可動接点ＲＬ２−２が第３のリレー常開接点ＲＬ２−３に、第４のリレー可動接点ＲＬ２−４が第４のリレー常開接点ＲＬ２−５にそれぞれ接続されるため、その状態において、スイッチング回路３８のオン時間に応じて電源５０の電流をワイパモータ２の他方のブラシ１８ｂから一方のブラシ１８ａに向け流してワイパ軸２１を逆方向に回動させる。中央処理回路３３が発生した逆転指令信号は第２の反転位置Ｂにおいて反転して第１の反転位置Ａに向け回動するワイパ軸２１が第２の反転位置Ｂに到達した際にカットオフされるため、第２のスイッチングリレーＲＬ２はワイパ軸２１が第２の反転位置Ｂから第１の反転位置Ａに到達するまでの間はオンされ、第１の反転位置Ａから第２の反転位置Ｂに到達するまでの間はオフされる。
【００３８】
コントローラ５に備えたディジタルアナログ変換回路３５は、中央処理回路３３から出力された駆動速度制御信号（ディジタル）をラダー抵抗によってアナログ変換する。変換した駆動速度制御信号（アナログ）はコンパレータ３７のマイナス側入力に入力される。
【００３９】
コントローラ３３に備えた三角波発生回路３６は、抵抗およびコンデンサによって定められた周波数の方形波が発振用ＩＣより発生され、この方形波が積分されることによって三角波を発生する。発生した三角波はコンパレータ３７のプラス側入力端子に入力される。
【００４０】
コントローラ５に備えたコンパレータ３７は、ディジタルアナログ変換回路３５から入力されたアナログの駆動速度制御信号と三角波発生回路３６から入力された三角波の信号とを比較してパルス幅変調を行う。そして、パルス幅変調された出力がスイッチング回路３８に入力される。
【００４１】
スイッチング回路３８は、パワーＭＯＳＦＥＴであって、コンパレータ３８からの出力デューティに応じてオン、オフする。スイッチング回路３８は、ワイパ軸２１を第１の反転位置Ａから第２の反転位置Ｂに向け往動する際にオンされる第１のリレーＲＬ１を介してワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに向け、出力デューティに応じて電源５０の電流をオン、オフしてワイパ軸２１の正方向の回転数を制御し、これに反して、ワイパ軸２１を第２の反転位置Ｂから第１の反転位置Ａに向け復動する際にオンされる第２のリレーＲＬ２を介してワイパモータ２の他方のブラシ１８ｂから一方のブラシ１８ａに向け、出力デューティに応じて電源５０の電流をオン、オフしてワイパ軸２１の逆方向の回転数を制御する。
【００４２】
一方、中央処理回路３３には、減速手段３３ａ、加速手段３３ｂ、カウンタ３３ｃが内蔵されている。カウンタ３３ｃはクロック数を計数するソフトカウンタである。
【００４３】
中央処理回路３３は、一方のチャタリング除去回路３１を介してワイパスイッチ４が発生した連続運転指令信号、間欠運転指令信号を処理する一方、他方のチャタリング除去回路３２を介し、前述したように、位置センサ３から転送された信号によってワイパブレード５２が速度検出範囲θｖにあるか否かおよびワイパブレード５２が減速範囲θｄにあるか否かを検知し、速度検出範囲θｖに入ったことが検知されると、カウンタ３３ｃがカウントを開始し、速度検出範囲θｖから出て減速範囲θｄに入った際に、位置センサ３からの信号の変動をトリガとしてカウンタ３３ｃがカウントを終了し、カウンタ３３ｃによってカウントされた値に基づき、減速手段３３ａが減速制御を行う。
【００４４】
このとき、カウンタ３３ｃのカウント値は、電源回路３０を介して印加された電源５０の電圧レベルが低いと大きくなり、これに反して、電源５０の電圧レベルが高いと小さくなる。また、カウンタ３３ｃのカウント値は、払拭面５１が濡れていると、払拭面５１およびワイパブレード５２の摩擦力が小さいので小さく、これに反して、払拭面５１があまり濡れていないと、払拭面５１およびワイパブレード５２の摩擦力が大きいので大きくなる。（払拭面５１が完全に乾いていると摩擦力は小さい。）中央処理回路３３においての減速手段３３ａの減速制御は、スイッチング回路３８の出力デューティを示した図６に示されるマップに基づいて行われる。図６では１５段階の制御マップが示されている。
【００４５】
つまり、図６において、ワイパブレード５２の払拭速度に対応するワイパ軸２１の回転数が始動後ないし２８rpm の間にある第１段階ａ１では出力デューティが９２％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が２８rpm ないし３０rpm の間にある第２段階ａ２では出力デューティが８７％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が３０rpm ないし３２rpm の間にある第３段階ａ３では出力デューティが８５％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が３２rpm ないし３４rpm の間にある第４段階ａ４では出力デューティが８０％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が３４rpm ないし３６rpm の間にある第５段階ａ５では出力デューティが７５％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が３６rpm ないし３８rpm の間にある第６段階ａ６では出力デューティが７０％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が３８rpm ないし４０rpm の間にある第７段階ａ７では出力デューティが６５％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が４０rpm ないし４２rpm の間にある第８段階ａ８では出力デューティが６３％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が４２rpm ないし４４rpmの間にある第９段階ａ９では出力デューティが６０％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が４４rpm ないし４６rpm の間にある第１０段階ａ１０では出力デューティが５５％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が４６rpm ないし４８rpm の間にある第１１段階ａ１１では出力デューティが５３％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が４８rpm ないし５１rpm の間にある第１２段階ａ１２では出力デューティが５０％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が５１rpm ないし５４rpm の間にある第１３段階ａ１３では出力デューティが４６％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が５４rpm ないし５８rpm の間にある第１４段階ａ１４では出力デューティが４４％に定められ、ワイパ軸２１の回転数が５８rpm を越えている第１５段階ａ１５では出力デューティが３５％に定められている。この場合、速度検出範囲θｖから減速範囲θｄに入った際において、減速手段３３ａによる減速制御の計算時間を最小にすることによって、減速制御を速やかに実行するため、制御マップに１５段階のものを用いたが、これはより正確な払拭角が要求される場合において用いられ、減速の段階は実用範囲で３段階でもよい。
【００４６】
減速手段３３ａは、上述したマップに基づいて制御を行い、速度検出範囲θｖにおいてカウントしたカウンタ３３ｃのカウント値が大きいと、速度検出範囲θｖを出てから入った減速範囲θｄにおいて、ディジタルアナログ変換回路３５に対して低い電圧レベルの駆動速度制御信号が入力されるため、ディジタルアナログ変換回路３５に対して、低い電圧レベルの駆動速度制御信号が入力されることによってコンパレータ３７の出力デューティが低くなり、スイッチング回路３８が短いオン時間で作動され、電源５０の電流をワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに、または他方のブラシ１８ｂから一方のブラシ１８ａに向けて供給する際に、ワイパ軸２１の速度を多く減速する。
【００４７】
上記に反して、減速手段３３ａは、速度検出範囲θｖにおいてカウントしたカウンタ３３ｃのカウント値が小さいと、速度検出範囲θｖを出てから入った減速範囲θｄにおいて、ディジタルアナログ変換回路３５に対して高い電圧レベルの駆動速度制御信号が入力されるため、ディジタルアナログ変換回路３５に対して、高い電圧レベルの駆動速度制御信号が入力されることによってコンパレータ３７の出力デューティが低くならず、スイッチング回路３８が長いオン時間で作動され、電源５０の電流をワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに、または他方のブラシ１８ｂから一方のブラシ１８ａに向けて供給する際に、ワイパ軸２１の速度を少なく減速する。
【００４８】
そして、減速範囲θｄは、第１の反転位置Ａと第２の反転位置Ｂとのあいだでのコンタクトプレート２３の回動範囲θａ（ほぼ１８０度）内で１５％ないし３５％に相当する４０度の範囲をもつものとして、第１の反転位置Ａ側に第１の減速範囲θｄ１が定められ、第２の反転位置Ｂ側に第２の減速範囲θｄ２が定められているが、このワイパ制御装置１を搭載する車両の払拭面に応じて、減速範囲θｄを回動範囲θａ内で１５％以下とした場合、ワイパ軸２１の速度が高いと、減速範囲θｄにおいて減速しきれず、第１、第２反転位置Ａ、Ｂにおいてオーバーランする可能性がありうる。そのため、好ましくは、減速範囲θｄを長めに設定することが良いが、減速範囲θｄが長いと、減速時間も長くなり、それによって、低速時に減速範囲θｄにおいてワイパモータ２が低い電圧レベルで作動されるため、外乱に対して弱くなるとともに、ワイパブレード５２による一回の払拭時間が長くなり過ぎる可能性があるため、減速範囲θｄを予め長く設定しておき、ワイパ軸２１の速度に合わせて、速度が速いときには減速範囲θｄの全域にわたって減速制御を行い、これに反して、速度が速くないときには減速範囲θｄに入ってもすぐに減速せずに予め定めた時間だけ遅らせて減速制御を行うことにより、減速範囲θｄにおいて、各反転位置Ａ、Ｂに到達するワイパ軸２１の速度がほぼ一定に減速される。
【００４９】
そして、中央処理回路３３は、位置センサ３から転送された信号によってワイパ軸２１が第２の減速範囲θｄ２を過ぎて第２の反転位置Ｂに到達したことが検出されることによって、正逆転切替回路３４においてオン状態にある第１のリレーコイルＲＬ１をオフ状態にすると同時に、ワイパモータ２の両ブラシ１８ａ、１８ｂに予め定められた３０msの時間で電源５０を同時に接続してアーマチュアショート回路を形成し、これとは異なり、ワイパ軸２１が第１の減速範囲θｄ１を過ぎて第１の反転位置Ａに到達したことが認識されると、正逆転切替回路３４においてオン状態にある第２のリレーコイルＲＬ２をオフ状態にすると同時に、ワイパモータ２の両ブラシ１８ａ、１８ｂに予め定められた３０msの時間で電源５０を同時に接続してアーマチュアショート回路を形成する。このアーマチュアショート回路によって、ワイパモータ２のアーマチュア１０が停止した際の逆起電力によって発生した電流が吸収されると同時に、ワイパ軸２１が強制的に電磁制動される。この際のアーマチュアショート時間は、この実施例において３０msに定めたが、急激な反転によるアーマチュア１０の振動を防止するためには１０msないし４０msの範囲が好ましい。
【００５０】
このとき、ワイパスイッチ４が連続運転モードに切換えられていると、第２の反転位置Ｂおよび第１の反転位置Ａにおいてのアーマチュアショート時間は３０msに定められるが、ワイパスイッチ４が間欠運転モードに切換えられていると、第１の反転位置Ａにおいて３０msのアーマチュアショート時間が経過した後に予め定められた間欠休止時間の間は第１、第２のリレーＲＬ１、２がともにオフ切換えされてワイパ軸２１が第１の反転位置Ａにおいて停止したままとなり、間欠休止時間の終了後に、第２のリレーＲＬ２がオンされる。
【００５１】
そしてまた、中央処理回路３３は、ワイパ軸２１が反転位置（第２の反転位置Ｂ、第１の反転位置Ａ）に到達し、３０msのアーマチュアショート時間が経過したところで、正転指令信号を逆転指令信号に反転するため、正逆転切替回路３４においてオンしている第１のリレーＲＬ１または第２のリレーＲＬ２がオフされ、オフしている第２のリレーＲＬ２または第１のリレーＲＬ１がオンされることによって、ワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対して電源５０が逆方向に接続される。
【００５２】
ワイパモータ２は、反転位置に到達し、アーマチュアショート時間が終了したワイパ軸２１が逆方向に回動を始めるため、ワイパブレード５２は反転位置において反転される。
【００５３】
このとき、中央処理回路３３は、アーマチュアショート時間が終了したと同時に加速手段３３ｂが加速制御を開始する。
【００５４】
加速手段３３ｂは、中央処理回路３３において図７に示される割込みルーチンが実行された際に加速制御を行う。すなわち、ワイパ軸２１が反転位置に到達することによって、ステップ１０１が実行され、ステップ１０２においての判別で、ワイパ軸２１が反転位置に到達して加速区間に入っているため、ステップ１０３に移行し、ステップ１０３において加速デューティが計算され、ステップ１０４においてステップ１０３で計算した加速デューティを設定し、設定した加速デューティでスイッチング回路３８の出力デューティが決定される。
【００５５】
これにより、図８に示されるように、ワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対し、反転位置においてアーマチュアショート時間が経過したと同時に電源５０の電圧レベルが印加されず、最低起動電圧から１８０ms後に１００％のデューティに達するように、スイッチング回路３８の出力デューティが制御されるため、ワイパ軸２１が急激に回転数を上げることなく徐々に回転を上げていく。この反転後の起動電圧制御により、ワイパブレード５２が反転する際の反転音が低減される。
【００５６】
上述したように、ワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流供給を制御した出力デューティで行ったものと、制御を行わなかったものとを比較した結果、図９に示されるウェット時の払拭角および図１０に示されるセミドライ時の払拭角により明らかなように、この制御を行ったものの場合、電源の電圧レベルに変動があったとしても、作動角の変動が２度ないし３度の微小な範囲であって、オーバーランのない払拭角でワイパブレード５２が払拭動作を行うことがわかる。
【００５７】
このような構造を有するワイパ制御装置１は、ワイパ軸２１が車体の外側に突出している状態で、ワイパモータ２のケース６がリヤゲートパネル内にねじ止められ、電源５０に接続されたコントローラ５がインストルメントパネルの下側に配置され、ワイパスイッチ４がステアリングコラムの横に取付けられ、車体の外側でワイパ軸２１にワイパブレード５２を装着したワイパアーム２２がねじ止められる。
【００５８】
ワイパブレード５２が第１の反転位置Ａにあるワイパの不使用状態で、図示しないイグニションスイッチがオン切換えされることによって電源回路３０に電源５０が接続され、ワイパスイッチ４が連続運転モードに切換えられると、一方のチャタリング防止回路３１を介して連続運転指令信号が中央処理回路３３に取り込まれるため、中央処理回路３３は正逆転切替回路３４の第１のスイッチングリレーＲＬ１をオンし、スイッチング回路３８の出力デューティに対応し、ワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに向けて電流を供給する。このときの出力デューティは１００％である。
【００５９】
ワイパモータ２は出力ギヤ２０が正方向に回動し、位置センサ３のコンタクトプレート２３およびワイパ軸２１が正方向に回動するため、ワイパアーム２２を介しワイパブレード５２を第１の反転位置Ａから第２の反転位置Ｂに向けて回動させて払拭面を拭い始める。
【００６０】
ワイパブレード５２が第１の反転位置Ａから第２の反転位置Ｂに向け回動を始めると、コントローラ５は、コンタクトプレート２３の回動により、第２の速度検出範囲θｖ２に入り、この第２の速度検出範囲θｖ２を出て、第２の減速範囲θｄ２に入ったところで、減速手段３３ａがカウンタ３３ｃのカウントに対応し、図６に示されるマップに基づいて出力デューティを変更し、変更された出力デューティでスイッチング回路３８がオン、オフを繰り返し、ワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに電流を供給してワイパ軸２１の回転数が減速される。
【００６１】
ワイパモータ２のワイパ軸２１は正方向の回転数が減速されるため、ワイパブレードが減速されながら第２の反転位置Ｂに到達する。ワイパブレード５２が第２の反転位置Ｂに到達した状態で、３０msのアーマチュアショート時間中はワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流供給が中断され、このアーマチュアショート時間が終了すると、正逆転切替回路３４によって各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流の供給方向が反転されるため、ワイパ軸２１が逆方向に回動を始める。
【００６２】
このとき、コントローラ５の加速手段３３ｂにより、最低起動電圧から１８０ms後に１００％となるように各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流供給の出力デューティが加速的に変更されるため、ワイパ軸２１が徐々に回転数を上げて逆方向に回動する。
【００６３】
ワイパブレード５２が第２の反転位置Ｂから第１の反転位置Ａに向け回動を始めると、コントローラ５は、コンタクトプレート２３の回動により、第１の速度検出範囲θｖ１に入り、この第１の速度検出範囲θｖ１を出て、第１の減速範囲θｄ１に入ったところで、減速手段３３ａがカウンタ３３ｃのカウントに対応し、図６に示されるマップに基づいて出力デューティを変更し、変更された出力デューティでスイッチング回路３８がオン、オフを繰り返し、ワイパモータ２の他方のブラシ１８ｂから一方のブラシ１８ａに電流を供給してワイパ軸２１の回転数が減速される。
【００６４】
ワイパモータ２のワイパ軸２１は逆方向の回転数が減速されるため、ワイパブレード５２が減速されながら第１の反転位置Ａに到達し、３０msのアーマチュアショート時間の終了後、正逆転切替回路３４によって各ブラシ１８ｂ、１８ａに対する電流の供給方向が反転され、加速手段３３ｂにより、各ブラシ１８ｂ、１８ａに対する電流供給の出力デューティが加速的に変更されるため、ワイパ軸２１が徐々に回転数を上げて正方向に回動を始め、ワイパスイッチ４が連続運転モードに切換えられている間は、以後これを繰り返し行う。
【００６５】
ワイパブレード５２が第１の反転位置Ａにある際に、ワイパスイッチ４が間欠運転モードに切換えられると、一方のチャタリング防止回路３１を介して間欠運転指令信号が中央処理回路３３に取り込まれるため、中央処理回路３３は正逆転切替回路３４の第１のスイッチングリレーＲＬ１をオンし、スイッチング回路３８の出力デューティに対応し、ワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに向けて電流を供給する。このときの出力デューティは１００％である。
【００６６】
ワイパモータ２は出力ギヤ２０が正方向に回動し、位置センサ３のコンタクトプレート２３およびワイパ軸２１が正方向に回動するため、ワイパアーム２２を介しワイパブレード５２を第１の反転位置Ａから第２の反転位置Ｂに向けて回動させて払拭面を拭い始める。
【００６７】
ワイパブレード５２が第１の反転位置Ａから第２の反転位置Ｂに向け回動を始めると、コントローラ５は、コンタクトプレート２３の回動により、第２の速度検出範囲θｖ２に入り、この第２の速度検出範囲θｖ２を出て、第２の減速範囲θｄ２に入ったところで、減速手段３３ａがカウンタ３３ｃのカウントに対応し、図６に示されるマップに基づいて出力デューティを変更し、変更された出力デューティでスイッチング回路３８がオン、オフを繰り返し、ワイパモータ２の一方のブラシ１８ａから他方のブラシ１８ｂに電流を供給してワイパ軸２１の回転数が減速される。
【００６８】
ワイパモータ２のワイパ軸２１は正方向の回転数が減速されるため、ワイパブレード５２が減速されながら第２の反転位置Ｂに到達する。ワイパブレード５２が第２の反転位置Ｂに到達した状態で、３０msのアーマチュアショート時間はワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流供給が中断され、このアーマチュアショート時間が終了すると、正逆転切替回路３４によって各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流の供給方向が反転されるため、ワイパ軸２１が逆方向に回動を始める。
【００６９】
このとき、コントローラ５の加速手段３３ｂにより、最低起動電圧から１８０ms後に１００％となるように各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流供給の出力デューティが加速的に変更されるため、ワイパ軸２１が徐々に回転数を上げて逆方向に回動する。
【００７０】
ワイパブレード５２が第２の反転位置Ｂから第１の反転位置Ａに向け回動を始めると、コントローラ５は、コンタクトプレート２３の回動により、第１の速度検出範囲θｖ１に入り、この第１の速度検出範囲θｖ１を出て、第１の減速範囲θｄ１に入ったところで、減速手段３３ａがカウンタ３３ｃのカウントに対応し、図６に示されるマップに基づいて出力デューティを変更し、変更された出力デューティでスイッチング回路３８がオン、オフを繰り返し、ワイパモータ２の他方のブラシ１８ｂから一方のブラシ１８ａに電流を供給してワイパ軸２１の回転数が減速される。
【００７１】
ワイパモータ２のワイパ軸２１は逆方向の回転数が減速されるため、ワイパブレード５２が減速されながら第１の反転位置Ａに到達し、３０msのアーマチュアショート時間および予め定められた間欠休止時間の終了後、正逆転切替回路３４によって各ブラシ１８ｂ、１８ａに対する電流の供給方向が反転され、加速手段３３ｂにより、各ブラシ１８ｂ、１８ａに対する電流供給の出力デューティが加速的に変更されるため、ワイパ軸２１が徐々に回転数を上げて正方向に回動を始め、ワイパスイッチ４が間欠運転モードに切換えられている間は、これを繰り返し行うものとなる。
【００７２】
上述したように、ワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対し、反転位置においてアーマチュアショート時間が経過したと同時に電源５０の電圧レベルが印加されず、最低起動電圧から１８０ms後に１００％のデューティに達するように、スイッチング回路３８の出力デューティが制御されるため、ワイパ軸２１が急激に回転数を上げることなく徐々に回転を上げていく。この反転後の起動電圧制御により、ワイパブレード５２が反転する際の反転音が低減される。
【００７３】
そして、ワイパモータ２の各ブラシ１８ａ、１８ｂに対する電流供給を制御した出力デューティで行ったものと、制御を行わなかったものとを比較した結果、図９に示されるウェット時の払拭角および図１０に示されるセミドライ時の払拭角により明らかなように、この制御を行ったものの場合、電源の電圧レベルに変動があったとしても、作動角の変動が２度ないし３度の微小な範囲であって、オーバーランのない払拭角でワイパブレード５２が払拭動作を行うことがわかる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の請求項１に係わるワイパ制御装置によれば、ワイパブレードが速度検出範囲内に入ると、そこを通過するワイパブレードの所要時間を計測することによって、ワイパモータに印加されている端子電圧のレベルと、払拭面の負荷状態とから現在速度データが得られる。そして、ワイパブレードが減速範囲内に入ることによってワイパブレードが反転位置の近くに来たことが検知されるため、減速手段により、現在速度データに基づいてワイパブレードの速度を減速する制御が開始される。この際の減速の減速量は、予め定められた基準速度と、ワイパモータへ供給されている現在のモータ端子電圧および払拭面の負荷状態により変化する現在の速度データとの偏差により決められる。ワイパブレードの速度が基準速度よりも速いときには減速量を多く、これに反して、ワイパブレードの速度が基準速度よりも遅いときには減速量を少なくするように、ワイパモータの端子電圧をデューティ制御することによって実現され、ワイパブレードが反転位置に達すると、ワイパモータに加えられる電流を遮断する。これにより、ワイパモータから発生する逆起電力が吸収されるとともに、電磁制動がかけられて、ワイパモータが瞬時のうちに停止されるので、ワイパブレードが反転位置の近傍まで来たときに、ワイパブレードのオーバーランのばらつきが常に一定に抑えることができるように、ワイパモータの作動を制御するものとなり、ワイパモータに印加される端子電圧および払拭面の状況に応じて、反転位置近辺でのワイパブレードの速度を一定の値に制御することによって、ワイパブレードの安定した払拭動作および反転動作を行うことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わるワイパ制御装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示したワイパ制御装置に用いられるワイパモータの縦断面図である。
【図３】図１に示したワイパ制御装置においての位置センサの側面図である。
【図４】図１に示したワイパ制御装置においての位置センサが発生する信号のタイミングチャートである。
【図５】図１に示したワイパ制御装置においての正逆反転切替回路の回路説明図である。
【図６】図１に示したワイパ制御装置において行われる制御マップの説明図である。
【図７】図１に示したワイパ制御装置においての加速手段のプログラムを説明するフローチャートである。
【図８】図１に示したワイパ制御装置においての加速手段による出力デューティの説明図である。
【図９】図１に示したワイパ制御装置を用いてワイパブレードの払拭角を調べた説明図である。
【図１０】図１に示したワイパ制御装置を用いてワイパブレードの払拭角を調べた説明図である。
【符号の説明】
１ワイパ制御装置
２ワイパモータ
３３ａ減速手段
３３ｂ加速手段
５２ワイパブレード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiper control device used for a vehicle wiper device.
[0002]
[Prior art]
In a conventional vehicle wiper device, rotational power in a single direction of a wiper motor is converted into a reciprocating motion of a wiper blade by a link mechanism and transmitted. Particularly in a rear wiper, the link mechanism is built in the wiper motor and integrated. Things are known. In this type of vehicle wiper device, a relatively wide installation space is required, and in order to increase the wiping angle, there is a possibility that the link mechanism may be complicated, and as a result, the transmission efficiency of the motor power decreases. As a result, there is a problem that the wiping range of the wiper blade can be limited to some extent.
[0003]
In order to address the above-described problems, in the wiper device disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-4678, the wiper blade is directly connected to the motor shaft of the wiper motor, and the rotation direction of the wiper motor is controlled to be reversed at the wiper blade reversal position. Thus, the wiper blade is configured to perform a reciprocating wiping operation. Thereby, since the conventional link mechanism is abolished, the wiper device can be miniaturized and the transmission efficiency of the motor power can be improved. In the wiper device described in the above publication, the reverse position of the wiper blade is detected by a contact member interlocked with the wiper motor and a fixed contact disposed so as to be connectable to the contact member. The wiper blade wiping range is selected by shifting.
[0004]
Further, as a different thing from the above, there is a thing in which the speed of the wiper blade is decelerated before the reversal in order to reduce the noise during the reversal of the wiper blade and stabilize the wiping angle.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the wiper device shown in the prior art described above, when the wiper blade is directly coupled to the motor shaft of the wiper motor without using the link mechanism, the motor shaft of the wiper motor is surely stopped at a predetermined position or reliably reversed. Control is required. However, it is likely to be affected by fluctuations in the voltage of the battery to which the wiper motor is connected and load variations such as the wet state, semi-dry state, and dry state of the wiping surface. First, fluctuations in the wiping speed, that is, fluctuations in the inertial force of the wiper blades cause variations in the amount of coasting with respect to a stop or reversal command, and the variations in the amount of coasting can cause variations in the wiping angle. Therefore, there has been a problem of making this variation as small as possible so that the wiping operation can be performed with a stable wiping angle even when there is a load fluctuation. In the wiper device, since the current generated by the back electromotive force proportional to the rotation speed of the wiper motor when the wiper blade reaches a predetermined position is absorbed, the reverse starting current flows, As a result, an excessive current change occurs, and as a result, there is a problem that noise may be generated from the wiper blade or the like every time the wiper motor vibrates and reverses.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The wiper control device according to the present invention controls the wiper blade speed near the reverse position to a constant value according to the terminal voltage applied to the wiper motor and the state of the wiping surface, thereby stably wiping the wiper blade. An object of the present invention is to provide a wiper control device capable of performing an operation and a reversing operation.
[0007]
[Structure of the invention]
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the wiper control device according to claim 1 of the present invention,A wiper blade having an output gear and coupled to a wiper shaft that rotates together with the output gear. The wiper blade is driven within a wiping range between the first reverse position and the second reverse position, and has a contact plate disposed on the output gear and a contactor contacting and separating from the contact plate. A wiper motor having a position sensor for detecting a position, a forward / reverse switching circuit that selectively supplies the wiper motor with a current that causes the wiper motor to rotate forward or reversely, and a current that causes the wiper motor to rotate forward or reverse A wiper control device including a controller for controlling a rotation speed of the wiper motor, wherein a contact plate of a position sensor of the wiper motor is integrally formed by a conductive member. 1 conduction range, second conduction range, third conduction range, fourth conduction range The first conduction range, the second conduction range, the third conduction range, and the fourth conduction range are each formed in an arc shape, and the fifth conduction range is a disc. The first conduction range is formed in an arc shape smaller than the third conduction range, connected to the outer periphery of the third conduction range, The third conduction range is connected to the outer periphery of the fifth conduction range, and the first conduction range and the third conduction range are the first counter range. The second conduction range is formed in an arc shape larger than the fourth conduction range and is connected to the outer periphery of the fourth conduction range. Is connected to the outer periphery of the fifth conduction range, the second conduction range and the fourth conduction range are arranged corresponding to the second reversal position, and the contactor of the position sensor of the wiper motor A first contactor contacting and separating from the first conduction range and the second conduction range; and a second contactor contacting and separating from the third conduction range and the fourth conduction range. When the first contactor is connected to the second conduction range of the contact plate, the rotational speed of the wiper motor rotating forward is measured, and the second contactor is connected to the third conduction range of the contact plate. Then A counter that measures the rotational speed of the reverse rotation of the motor, and the rotational speed data of the wiper motor that rotates forward when the second contactor is connected to the fourth conduction range of the contact plate, The forward rotation speed of the wiper motor is reduced to a predetermined speed, and when the first contactor is connected to the first conduction range of the contact plate, the reverse rotation of the wiper motor measured by the counter is performed. Based on the speed data,Wiper motorReverse rotation speedAt a pre-determined speedDecelerationThe present invention is characterized in that it includes a speed reduction means.
[0009]
[Effects of the Invention]
In the wiper control device according to claim 1 of the present invention, when the wiper blade enters the speed detection range, the time required for the wiper blade passing through the wiper blade is measured to determine the level of the terminal voltage applied to the wiper motor. The current speed data is obtained from the load state of the wiping surface. Then, since it is detected that the wiper blade has come close to the reversal position when the wiper blade enters the deceleration range, control to reduce the speed of the wiper blade based on the current speed data is started by the deceleration means. Is done. The deceleration amount of deceleration at this time is determined by the deviation between a predetermined reference speed and the current speed data that changes depending on the current terminal voltage of the motor supplied to the wiper motor and the load state of the wiping surface. By duty-controlling the wiper motor terminal voltage so that the amount of deceleration is increased when the speed of the wiper blade is faster than the reference speed, and the amount of deceleration is decreased when the speed of the wiper blade is slower than the reference speed. When the wiper blade reaches the reversal position, not only the current applied to the wiper motor is cut off but also an armature short circuit is formed in the wiper motor. Thereby, the counter electromotive force generated from the wiper motor is absorbed and electromagnetic braking is applied, and the wiper motor is instantaneously stopped. Therefore, when the wiper blade comes close to the reversal position, the wiper blade overrun variation is always kept constant, and the wiper motor operates.
[0010]
【Example】
1 to 10 show an embodiment of a wiper control device according to the present invention.
[0011]
In the block diagram shown in FIG. 1, a wiper control device 1 is mainly composed of a wiper motor 2, a position sensor 3, a wiper switch 4, and a controller 5 which is a control circuit.
[0012]
As shown in FIG. 2, the wiper motor 2 has magnets 8 and 9 attached to the inside of a yoke 7 accommodated in the case 6, and the magnets 8 and 9 are magnetized with S and N poles at opposite positions. ing.
[0013]
An armature 10 is disposed on the inner peripheral side of the magnets 8 and 9, and the armature 10 is provided with an armature shaft 11. One end side of the armature shaft 11 is rotatably supported by a first bearing 13 attached to an end cover 12 fixed to the case 6, and a central portion of the armature shaft 11 is a second attached to the inside of the case 6. The bearing 14 is rotatably supported.
[0014]
An armature core 15 having a coil winding portion 15 a having a predetermined number of slots is fixed to the armature shaft 11, and a commutator 16 is provided near the armature core 15.
[0015]
Since a plurality of commutator pieces 16a are provided on the outer peripheral side of the commutator 16 so as to correspond to the number of slots, the coil winding of the armature core 15 is electrically connected to each commutator piece 16a. An armature coil 17 wound around the turning portion 15a is provided.
[0016]
Brushes 18a and 18b are arranged to face each commutator piece 16a of the commutator 16 so as to be electrically connectable. The brushes 18a and 18b are electrically connected to the wiper switch 4 via the controller 5 housed in the case 6. Therefore, when the power source (VB) 50 is connected to the brushes 18a and 18b through the controller 5, the armature coil 17 is sequentially excited in each slot to generate a magnetic force, and the magnetic force generated by the armature coil 17 is generated. Then, the armature 10 starts rotating due to the magnetic force generated by the magnets 8 and 9.
[0017]
A worm 11 a is formed at the other end of the armature shaft 11, and the worm 11 a meshes with a wheel gear 19 that is rotatably supported by the case 6. The wheel gear 19 is integrally provided with a large-diameter tooth portion 19 a that meshes with the worm 11 a and a smaller-diameter tooth portion 19 b that is smaller than this, and the small-diameter tooth portion 19 b meshes with the output gear 20. Since the output gear 20 is fixed to the wiper shaft 21 rotatably supported by the case 6, the wiper shaft 21 is decelerated by the wheel gear 19 and the output gear 20 as the armature shaft 11 rotates together with the armature 10. The power is transmitted to rotate within the rotation range θa (approximately 180 degrees) between the first reversal position A and the second reversal position B which are the stop positions.
[0018]
Since the wiper shaft 21 projects outside the case 6 and projects outside a vehicle body panel (not shown) to which the wiper motor 1 is attached, the base end side of the wiper arm 22 is screwed to the outside of the vehicle body panel. Since the wiper blade 52 is mounted on the distal end side of the wiper arm 22, the wiper blade 52 is brought into pressure contact with the wiping surface 51 by an arm spring (not shown) built in the wiper arm 22.
[0019]
A position sensor 3 is disposed between the output gear 20 and the case 6. The position sensor 3 includes a contact plate 23, a first contactor (Pa) 24, a second contactor (Pb) 25, and a third contactor 26.
[0020]
As shown in FIG. 3, the contact plate 23 of the position sensor 3 is substantially fan-shaped by a conductive member and is integrally attached to the upper surface of the output gear 20, and thus rotates together with the output gear 20.
[0021]
The contact plate 23 is provided with a first conduction range 23b1, a first non-conduction range 23a, and a second conduction range 23b2 on the same circumference on the outer peripheral side, and the same circumference on the inner circumference side. Above, the third conduction range 23d1, the second4The non-conduction range 23c and the second conduction range 23d2 are arranged, and a fifth conduction range 23e formed in a disc shape is arranged at the center.
[0022]
The first conduction range 23b1 is formed in an arc smaller than the third conduction range 23d1, and the second conduction range 23b2 is formed in an arc larger than the fourth conduction range 23d2. The first conduction range 23b1, the third conduction range 23d1, the second conduction range 23b2, the fourth conduction range 23d2, and the fifth conduction range 23e are all electrically connected. In addition, since the fifth conduction range 23e is always electrically connected to the grounded third contactor 26 described later, the first conduction range 23b1, the third conduction range 23d1, and the second conduction range. 23b2 and the fourth conduction range 23d2 are both grounded.
[0023]
The first, second, and third contactors 24, 25, and 26 of the position sensor 3 are arranged on the contact plate 23 so as to be insulated from each other. The first contactor 24 is located near the outer periphery on the contact plate 23. Are connected to the central processing circuit (CPU) 33 via the other chattering removal circuit 32 provided in the controller 5 to be described later. When the rotation range θa between the first reverse position A and the second reverse position B is rotated, while being electrically connected to the first conduction range 23b1 or the second conduction range 23b2. Is grounded and becomes low level (L), and when it goes out of the first conduction range 23b1 or the second conduction range 23b2, it becomes high level (H).
[0024]
The second contactor 25 of the position sensor 3 is disposed between the first contactor 25 and the third contactor 26, and is centrally processed via the other chattering removal circuit 32 provided in the controller 5 described later. Since it is electrically connected to the circuit (CPU) 33, the contact plate 23 together with the output gear 20 is rotated between the first reverse position A and the second reverse position B as shown in FIG. When rotating the moving range θa, while being connected to the third conduction range 23d1 or the fourth conduction range 23d2, it is grounded and becomes a low level (0), and the third conduction range 23d1 or the second conduction range 23d1 When it is out of the conduction range 23d2 of 4, the high level (1) is obtained.
[0025]
As described above, the third contactor 26 of the position sensor 3 is connected to the ground and disposed so as to be electrically connectable to the fifth conduction range 23e of the contact plate 23. As shown, when the contact plate 23 rotates together with the output gear 20 in the rotation range θa between the first reverse position A and the second reverse position B, the contact plate 23 is always connected to the ground. To do.
[0026]
As shown in FIG. 3, when the wiper blade 52 moves forward from the first position A toward the second position B, the position sensor 3 is in the first reverse position A. As shown in FIG. 4, the logic that the first contactor 24 is at the high level (H) and the second contactor 25 is at the low level (L) is given to the controller 5, and the wiper blade 52That is, the contact plate 23Is counterclockwise in FIG. 3 from the first reverse position ARotate toWhen you startThe first contactor 24 is inverted from the high level (H) to the low level (L), and the second contactor 25 is switched to the low level (L).Is given to the controller 5,When the first contactor 24 and the second contactor 25 exceed the position C, the first contactor 24 is inverted from the low level (L) to the high level (H), and the second contactor 25 is changed to the low level (L). Is given to the controller 5. When the first contactor 24 and the second contactor 25 exceed the position D,The first contactor 24 provides the controller 5 with logic inverted from the low level (L) and the second contactor 25 from the low level (L) to the high level (H),When the first contactor 24 and the second contactor 25 exceed the position E, the first contactor 24 is inverted from the high level (H) to the low level (L), and the second contactor 25 is changed to the high level (H). ofRecognizing that it entered the second speed detection range θv2 shown in FIG.Be done.When the first contactor 24 and the second contactor 25 exceed the position F, the first contactor 24 is inverted from the low level (L) and the second contactor 25 is inverted from the high level (H) to the low level (L).Logic is given to the controller 5 to recognize that it has entered the second deceleration range θd2 shown in FIG.Be done.The first contactor 24 and the second contactor 25At the second inversion position B, the first contactor 24 gives the controller 5 the logic that the second contactor 25 is inverted from the low level (L) to the high level (H).
In response to the recognition signal that the wiper blade 52 has reached the second reverse position B, the controller 5 reverses the energization direction to the brushes 18a and 18b by the forward / reverse switching circuit 34 described later, so that the armature 10 moves in the reverse direction. The rotation starts, and the contact plate 23 starts rotating in the clockwise direction in FIG.
[0027]
Further, as shown in FIG. 3, when the wiper blade 52 moves backward from the second position B toward the first position A, the position sensor 3 is in the second reverse position B, as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the logic that the first contactor 24 is at the low level (L) and the second contactor 25 is at the high level (H) is given to the controller 5, and the wiper blade 52 performs the second inversion. When the rotation starts from the position B toward the position F, the logic that the first contactor 24 is inverted from the low level (L) and the second contactor 25 is inverted from the high level (H) to the low level (L) is controlled by the controller 5. When the wiper blade 52 moves from the position F to the position E, the logic in which the first contactor 24 is inverted from the low level (L) and the second contactor 25 is inverted from the low level (L) to the high level (H). Conte When the wiper blade 52 moves from the position E to the position D, the second contactor 25 is inverted from the high level (H) and the first contactor 25 is inverted from the low level (L) to the high level (H). When the wiper blade 52 moves from the position D to the position C, the first contactor 24 becomes high level (H), and the second contactor 25 changes from high level (H) to low level (L). When the wiper blade 52 moves from the position C to the first inversion position A when the controller 5 is given the logic inverted to the controller 5 to recognize that it has entered the first speed detection range θv1 shown in FIG. 25 is given to the controller 5 by the logic that 25 is a low level (L) and the first contactor 24 is inverted from a high level (H) to a low level (L), and the first deceleration range θd shown in FIG. When the wiper blade 52 comes to the first reversal position A, the second contactor 25 becomes low level (L), and the first contactor 24 changes from low level (L) to high level (H ) To the controller 5. In response to the recognition signal that the controller 5 has reached the first reverse position A, the forward / reverse switching circuit 34 described later reverses the energization direction of the brushes 18a and 18b, so that the armature 10 starts to rotate in the forward direction and outputs it. The contact plate 23 starts to rotate counterclockwise in FIG. 3 together with the gear 20.
[0028]
The wiper switch 4 can be switched to three modes: stop, continuous operation, and intermittent operation. The continuous operation mode signal is generated by switching to the continuous operation mode, and the wiper switch 4 is intermittent by switching to the intermittent operation mode. Generate an operation command signal. The wiper switch 4 is electrically connected to the controller 5.
[0029]
The controller 5 includes a power supply circuit 30, one chattering removal circuit 31, the other chattering removal circuit 32, a central processing circuit (CPU) 33, a forward / reverse switching circuit 34, a digital / analog conversion circuit 35, a triangular wave generation circuit 36, and a comparator 37. The switching circuit 38 is provided, and the central processing circuit 33 includes a deceleration means 33a, an acceleration means 33b, and a counter 33c.
[0030]
A power supply circuit 30 provided in the controller 5 is connected to a power supply 50. Since the voltage level of the power supply 50 varies depending on the load when a wiper motor or the like connected to the power supply 50 is operated, the voltage level at that time is directly applied to the central processing circuit 33.
[0031]
One chattering removal circuit 31 provided in the controller 5 has the wiper switch 4 connected to one side and the central processing circuit 33 connected to the other. When the wiper switch 4 is operated, the chattering removal circuit 31 causes the controller 5 to erroneously recognize a continuous operation command signal or an intermittent operation command signal when chattering occurs by intermittently turning the contacts on and off. It has a function to prevent it from happening.
[0032]
The other chattering removal circuit 32 provided in the controller 5 is connected to the first and second contactors 24 and 25 of the position sensor 3 on one side and to the central processing circuit 33 on the other side. The chattering removal circuit 32 is used to detect the speed detection range θv and the deceleration range when chattering occurs when the first and second contactors 24 and 25 of the position sensor 3 are in contact with or separated from the contact plate 23. It has a function of preventing the controller 5 from erroneously recognizing a recognition signal for recognizing θd.
[0033]
As shown in FIG. 5, the forward / reverse switching circuit 34 provided in the controller 5 includes a first switching relay RL1 and a second switching relay RL2, and the first and second switching relays RL1, RL2 Is arranged opposite to the brushes 18a and 18b of the wiper motor 2 to form an H-type bridge circuit.
[0034]
The first switching relay RL1 includes a first relay coil RL1-1, a first relay movable contact RL1-2, a first relay normally open contact RL1-3, a second relay movable contact RL1-4, 2 relay normally open contacts RL1-5, the first relay coil RL1-1 is connected to the central processing circuit 33, the first relay movable contact RL1-2 is connected to the central processing circuit 33, The first relay normally open contact RL1-3 is connected to one brush 18a of the wiper motor 2, the second relay movable contact RL1-4 is connected to the other brush 18b of the wiper motor 2, and the second relay normally open contact is connected. RL1-5 is connected to the central processing circuit 33.
[0035]
The second switching relay RL2 includes the second relay coil RL2-1, the third relay movable contact RL2-2, the third relay normally open contact RL2-3, the fourth relay movable contact RL2-4, 4 relay normally open contacts RL2-5, the second relay coil RL2-1 is connected to the central processing circuit 33, the third relay movable contact RL2-2 is connected to the central processing circuit 33, The second relay normally-open contact RL2-3 is connected to the other brush 18b of the wiper motor 2, the fourth relay movable contact RL2-4 is connected to one brush 18a of the wiper motor 2, and the fourth relay normally-open contact RL2-5 is connected to the central processing circuit 33.
[0036]
When the first relay coil RL1-1 is excited by the normal rotation command signal generated by the central processing circuit 33, the first switching relay RL1 causes the first relay movable contact RL1-2 to be normally opened. Since the second relay movable contact RL1-4 is connected to the contact RL1-3 and the second relay normally-open contact RL1-5, the current of the power supply 50 in accordance with the ON time of the switching circuit 38 in that state. Is passed from one brush 18a of the wiper motor 2 to the other brush 18b to rotate the wiper shaft 21 in the forward direction. Since the forward rotation command signal generated by the central processing circuit 33 is cut off when the wiper shaft 21 that has started rotating from the first reverse position A reaches the second reverse position B, the first switching relay RL1 is turned on until the wiper shaft 21 reaches the second reverse position B from the first reverse position A, and is turned off until the wiper shaft 21 reaches the first reverse position A from the second reverse position B. Is done.
[0037]
When the second relay coil RL2-1 is excited by the reverse rotation command signal generated by the central processing circuit 33, the third switching relay contact RL2-2 becomes the third relay normally open contact. Since the fourth relay movable contact RL2-4 is connected to the fourth relay normally open contact RL2-5 to RL2-3, in that state, the current of the power supply 50 is supplied according to the ON time of the switching circuit 38. The wiper shaft 21 is caused to flow from the other brush 18b of the wiper motor 2 toward the one brush 18a to rotate the wiper shaft 21 in the reverse direction. The reverse rotation command signal generated by the central processing circuit 33 is cut off when the wiper shaft 21 rotating at the second reverse position B and rotating toward the first reverse position A reaches the second reverse position B. Therefore, the second switching relay RL2 is turned on until the wiper shaft 21 reaches the first inversion position A from the second inversion position B, and the second inversion position B from the first inversion position A. It is turned off until it reaches.
[0038]
The digital / analog conversion circuit 35 provided in the controller 5 converts the drive speed control signal (digital) output from the central processing circuit 33 into analog using a ladder resistor. The converted drive speed control signal (analog) is input to the negative side input of the comparator 37.
[0039]
A triangular wave generating circuit 36 provided in the controller 33 generates a square wave having a frequency determined by a resistor and a capacitor from an oscillation IC, and generates a triangular wave by integrating the square wave. The generated triangular wave is input to the plus side input terminal of the comparator 37.
[0040]
The comparator 37 included in the controller 5 compares the analog driving speed control signal input from the digital-analog conversion circuit 35 with the triangular wave signal input from the triangular wave generation circuit 36 and performs pulse width modulation. Then, the pulse width modulated output is input to the switching circuit 38.
[0041]
The switching circuit 38 is a power MOSFET and is turned on / off according to the output duty from the comparator 38. The switching circuit 38 is connected to the other brush 18a of the wiper motor 2 via the first relay RL1 that is turned on when the wiper shaft 21 moves forward from the first reverse position A to the second reverse position B. Toward the brush 18b, the current of the power source 50 is turned on and off according to the output duty to control the rotational speed of the wiper shaft 21 in the positive direction. On the contrary, the wiper shaft 21 is moved from the second inversion position B to the second rotation position B. The current of the power source 50 is turned on according to the output duty from the other brush 18b of the wiper motor 2 to the one brush 18a via the second relay RL2 that is turned on when returning to the reverse position A of 1. Turns off and controls the rotational speed of the wiper shaft 21 in the reverse direction.
[0042]
On the other hand, the central processing circuit 33 includes a deceleration means 33a, an acceleration means 33b, and a counter 33c. The counter 33c is a soft counter that counts the number of clocks.
[0043]
The central processing circuit 33 processes the continuous operation command signal and the intermittent operation command signal generated by the wiper switch 4 through one chattering removal circuit 31, while the position of the position of the central processing circuit 33 is determined through the other chattering removal circuit 32 as described above. The signal transferred from the sensor 3 detects whether the wiper blade 52 is in the speed detection range θv and whether the wiper blade 52 is in the deceleration range θd, and detects that the wiper blade 52 has entered the speed detection range θv. When the counter 33c starts counting and exits from the speed detection range θv and enters the deceleration range θd, the counter 33c ends counting with a change in signal from the position sensor 3 as a trigger, and is counted by the counter 33c. Based on the obtained value, the deceleration means 33a performs deceleration control.
[0044]
At this time, the count value of the counter 33c increases when the voltage level of the power supply 50 applied through the power supply circuit 30 is low, and decreases when the voltage level of the power supply 50 is high. The count value of the counter 33c is small when the wiping surface 51 is wet because the frictional force of the wiping surface 51 and the wiper blade 52 is small. On the other hand, when the wiping surface 51 is not so wet, the wiping surface Since the frictional force of 51 and the wiper blade 52 is large, it becomes large. (When the wiping surface 51 is completely dry, the frictional force is small.) The deceleration control of the deceleration means 33a in the central processing circuit 33 is performed based on the map shown in FIG. 6 showing the output duty of the switching circuit 38. Is called. FIG. 6 shows a 15-level control map.
[0045]
That is, in FIG. 6, the output duty is set to 92% in the first stage a1 in which the rotational speed of the wiper shaft 21 corresponding to the wiping speed of the wiper blade 52 is between starting and 28 rpm, and the rotational speed of the wiper shaft 21 is determined. Is set to 87% in the second stage a2 in which is between 28 rpm and 30 rpm, and output duty is set to 85% in the third stage a3 in which the rotational speed of the wiper shaft 21 is between 30 rpm and 32 rpm. In the fourth stage a4 where the rotational speed of the wiper shaft 21 is between 32 rpm and 34 rpm, the output duty is set to 80%, and in the fifth stage a5 where the rotational speed of the wiper shaft 21 is between 34 rpm and 36 rpm, the output duty is set. The output duty is set to 70% in the sixth stage a6 when the rotation speed of the wiper shaft 21 is between 36 rpm and 38 rpm. In the seventh stage a7 where the rotational speed of the wiper shaft 21 is between 38 rpm and 40 rpm, the output duty is set to 65%, and in the eighth stage a8 where the rotational speed of the wiper shaft 21 is between 40 rpm and 42 rpm, the output duty is set. In the ninth stage a9 in which the rotation speed of the wiper shaft 21 is between 42 rpm and 44 rpm, the output duty is set at 60%, and the rotation speed of the wiper shaft 21 is between 10 rpm and 46 rpm. In step a10, the output duty is set to 55%, and in the eleventh step a11 where the rotation speed of the wiper shaft 21 is between 46 rpm and 48 rpm, the output duty is set to 53% and the rotation speed of the wiper shaft 21 is set to 48 rpm to 51 rpm. In the twelfth stage a12, the output duty is set to 50%, and the rotation speed of the wiper shaft 21 is between 51 rpm and 54 rpm. In a 13th stage a13, the output duty is set to 46%, and in the 14th stage a14 where the rotational speed of the wiper shaft 21 is between 54 rpm and 58 rpm, the output duty is set to 44%, and the rotational speed of the wiper shaft 21 is In the fifteenth stage a15 exceeding 58 rpm, the output duty is set to 35%. In this case, when entering the deceleration range θd from the speed detection range θv, the control map has 15 steps in order to execute the deceleration control quickly by minimizing the calculation time of the deceleration control by the deceleration means 33a. Although used, this is used in the case where a more accurate wiping angle is required, and the speed reduction stage may be three stages within the practical range.
[0046]
The speed reduction means 33a performs control based on the above-described map, and when the count value of the counter 33c counted in the speed detection range θv is large, the digital / analog conversion circuit in the speed reduction range θd that has entered after exiting the speed detection range θv. Since a driving speed control signal having a low voltage level is input to 35, a driving speed control signal having a low voltage level is input to the digital-analog conversion circuit 35, whereby the output duty of the comparator 37 is reduced. When the switching circuit 38 is operated with a short on-time, and the current of the power source 50 is supplied from one brush 18a of the wiper motor 2 to the other brush 18b or from the other brush 18b to the one brush 18a, the wiper shaft Decrease the speed of 21 a lot.
[0047]
Contrary to the above, when the count value of the counter 33c counted in the speed detection range θv is small, the deceleration means 33a is higher than the digital / analog conversion circuit 35 in the deceleration range θd that has entered after exiting the speed detection range θv. Since the driving speed control signal at the voltage level is input, the output duty of the comparator 37 is not lowered by inputting the driving speed control signal at the high voltage level to the digital-analog conversion circuit 35, and the switching circuit 38 When the electric current of the power source 50 is supplied from one brush 18a of the wiper motor 2 to the other brush 18b or from the other brush 18b to the one brush 18a, the speed of the wiper shaft 21 is increased. Slow down a little.
[0048]
The deceleration range θd is 40 degrees corresponding to 15% to 35% within the rotation range θa (approximately 180 degrees) of the contact plate 23 between the first inversion position A and the second inversion position B. The first deceleration range θd1 is defined on the first reversal position A side, and the second deceleration range θd on the second reversal position B side.2However, if the deceleration range θd is set to 15% or less within the rotation range θa according to the wiping surface of the vehicle on which the wiper control device 1 is mounted, the deceleration will occur if the speed of the wiper shaft 21 is high. There is a possibility that the vehicle cannot be decelerated in the range θd and overruns in the first and second inversion positions A and B. Therefore, it is preferable to set the deceleration range θd to be long, but if the deceleration range θd is long, the deceleration time also becomes long, and thereby the wiper motor 2 is operated at a low voltage level in the deceleration range θd at low speed. Therefore, the wiping time for one wipe by the wiper blade 52 may become excessively long as it becomes weak against disturbance. Therefore, the deceleration range θd is set to be long in advance, and the speed is adjusted according to the speed of the wiper shaft 21. When the speed is high, the deceleration control is performed over the entire deceleration range θd. On the other hand, when the speed is not high, the deceleration control is performed by delaying by a predetermined time without immediately decelerating even when entering the deceleration range θd. In the deceleration range θd, the speed of the wiper shaft 21 that reaches the reversal positions A and B is decelerated substantially constant.
[0049]
Then, the central processing circuit 33 detects that the wiper shaft 21 has passed the second deceleration range θd2 and has reached the second reverse position B based on the signal transferred from the position sensor 3, thereby switching between forward and reverse rotation. In the circuit 34, the first relay coil RL1 in the on state is turned off, and at the same time, the power source 50 is simultaneously connected to both brushes 18a and 18b of the wiper motor 2 for a predetermined time of 30 ms to form an armature short circuit. Unlike this, the wiper shaft 21 is the first1Deceleration range θd1When it is recognized that the first reversal position A has been reached, the second relay coil RL2 in the on state is turned off in the forward / reverse switching circuit 34 and at the same time both brushes 18a, 18b of the wiper motor 2 are turned on. The armature short circuit is formed by simultaneously connecting the power supply 50 for a predetermined time of 30 ms. The armature short circuit absorbs the current generated by the counter electromotive force when the armature 10 of the wiper motor 2 is stopped, and at the same time, the wiper shaft 21 is forcibly electromagnetically braked. The armature short time at this time is set to 30 ms in this embodiment, but a range of 10 ms to 40 ms is preferable in order to prevent the armature 10 from being vibrated due to rapid reversal.
[0050]
At this time, if the wiper switch 4 is switched to the continuous operation mode, the armature short time at the second reverse position B and the first reverse position A is set to 30 ms, but the wiper switch 4 is set to the intermittent operation mode. When switched, the first and second relays RL1 and RL2 are both switched off during the predetermined intermittent pause time after the 30 ms armature short time has elapsed at the first reverse position A, and the wiper shaft 21 remains stopped at the first reverse position A, and the second relay RL2 is turned on after the end of the intermittent pause time.
[0051]
Further, the central processing circuit 33 reverses the normal rotation command signal when the wiper shaft 21 reaches the reversal position (second reversal position B, first reversal position A) and 30 ms armature short time has elapsed. In order to invert to the command signal, the first relay RL1 or the second relay RL2 that is turned on in the forward / reverse switching circuit 34 is turned off, and the second relay RL2 or the first relay RL1 that is turned off is turned on. Thus, the power source 50 is connected to the brushes 18a and 18b of the wiper motor 2 in the opposite direction.
[0052]
The wiper motor 2 reaches the reversal position, and the wiper shaft 21 that has finished the armature short time starts rotating in the reverse direction, so that the wiper blade 52 is reversed at the reversal position.
[0053]
At this time, in the central processing circuit 33, the acceleration means 33b starts the acceleration control at the same time as the armature short time ends.
[0054]
The acceleration means 33b performs acceleration control when the interruption routine shown in FIG. That is, when the wiper shaft 21 reaches the reversal position, step 101 is executed, and in the determination at step 102, the wiper shaft 21 reaches the reversal position and enters the acceleration zone. In step 103, the acceleration duty is calculated. In step 104, the acceleration duty calculated in step 103 is set, and the output duty of the switching circuit 38 is determined by the set acceleration duty.
[0055]
As a result, as shown in FIG. 8, the voltage level of the power source 50 is not applied to the brushes 18a and 18b of the wiper motor 2 at the reversal position at the same time as the armature short time has elapsed. Since the output duty of the switching circuit 38 is controlled so as to reach% duty, the wiper shaft 21 gradually increases without rapidly increasing the rotational speed. By this starting voltage control after the inversion, the inversion sound when the wiper blade 52 is inverted is reduced.
[0056]
As described above, as a result of comparing the current output to the brushes 18a and 18b of the wiper motor 2 with the controlled output duty and the control duty not being controlled, the wiping angle in the wet state shown in FIG. As apparent from the wiping angle at the time of semi-dry shown in FIG. 10, in the case of performing this control, even if the voltage level of the power source varies, the variation of the operating angle is a minute range of 2 degrees to 3 degrees. Thus, it can be seen that the wiper blade 52 performs the wiping operation at a wiping angle without overrun.
[0057]
In the wiper control device 1 having such a structure, the wiper motor 2 case 6 is screwed into the rear gate panel with the wiper shaft 21 protruding outside the vehicle body, and the controller 5 connected to the power supply 50 is installed in the instrument. The wiper switch 4 is mounted on the side of the steering column, and the wiper arm 22 having the wiper blade 52 mounted on the wiper shaft 21 is screwed to the outside of the vehicle body.
[0058]
When the wiper blade 52 is in the first reversal position A and the wiper is not in use, an ignition switch (not shown) is turned on to connect the power supply 50 to the power supply circuit 30 and the wiper switch 4 is switched to the continuous operation mode. Then, since the continuous operation command signal is taken into the central processing circuit 33 through one chattering prevention circuit 31, the central processing circuit 33 turns on the first switching relay RL1 of the forward / reverse switching circuit 34, and the switching circuit 38 Corresponding to the output duty, current is supplied from one brush 18a of the wiper motor 2 to the other brush 18b. The output duty at this time is 100%.
[0059]
The wiper motor 2 rotates the output gear 20 in the forward direction and the contact plate 23 and the wiper shaft 21 of the position sensor 3 in the forward direction, so that the wiper blade 52 is moved from the first reverse position A through the wiper arm 22. Rotate toward the reversal position B of 2, and start wiping the wiping surface.
[0060]
When the wiper blade 52 starts to rotate from the first inversion position A to the second inversion position B, the controller 5 enters the second speed detection range θv2 by the rotation of the contact plate 23, and this second When the vehicle exits the speed detection range θv2 and enters the second deceleration range θd2, the deceleration means 33a corresponds to the count of the counter 33c, and changes the output duty based on the map shown in FIG. The switching circuit 38 is repeatedly turned on and off with the output duty, and the current is supplied from one brush 18a of the wiper motor 2 to the other brush 18b, so that the rotational speed of the wiper shaft 21 is decelerated.
[0061]
Since the rotational speed of the wiper shaft 21 of the wiper motor 2 is decelerated in the forward direction, the wiper blade reaches the second reverse position B while being decelerated. With the wiper blade 52 reaching the second reversal position B, the current supply to the brushes 18a and 18b of the wiper motor 2 is interrupted during the armature short time of 30 ms, and when this armature short time ends, the forward / reverse switching circuit Since the current supply direction to each brush 18a, 18b is reversed by 34, the wiper shaft 21 starts to rotate in the reverse direction.
[0062]
At this time, since the output duty of current supply to each brush 18a, 18b is accelerated and changed so that the acceleration means 33b of the controller 5 becomes 100% after 180 ms from the minimum starting voltage, the wiper shaft 21 rotates gradually. Increase the number and rotate in the opposite direction.
[0063]
When the wiper blade 52 starts to rotate from the second reversal position B to the first reversal position A, the controller 5 enters the first speed detection range θv1 by the rotation of the contact plate 23, and this first When the vehicle exits the speed detection range θv1 and enters the first deceleration range θd1, the deceleration means 33a corresponds to the count of the counter 33c, and changes the output duty based on the map shown in FIG. The switching circuit 38 is repeatedly turned on and off with the output duty, and the current is supplied from the other brush 18b of the wiper motor 2 to the one brush 18a, so that the rotational speed of the wiper shaft 21 is decelerated.
[0064]
Since the rotational speed of the wiper motor 21 of the wiper motor 2 is decelerated in the reverse direction, the wiper blade 52 reaches the first reversal position A while decelerating, and after the 30 ms armature short time is over, the forward / reverse switching circuit 34 The direction of current supply to each brush 18b, 18a is reversed, and the acceleration means 33b changes the output duty of current supply to each brush 18b, 18a in an accelerated manner, so that the wiper shaft 21 gradually increases the rotational speed. The rotation is repeated in the forward direction while the wiper switch 4 is switched to the continuous operation mode.
[0065]
When the wiper switch 52 is in the first reverse position A and the wiper switch 4 is switched to the intermittent operation mode, the intermittent operation command signal is taken into the central processing circuit 33 via the one chattering prevention circuit 31. The central processing circuit 33 turns on the first switching relay RL1 of the forward / reverse switching circuit 34, corresponds to the output duty of the switching circuit 38, and supplies current from one brush 18a of the wiper motor 2 to the other brush 18b. . The output duty at this time is 100%.
[0066]
In the wiper motor 2, the output gear 20 rotates in the forward direction, and the contact plate 23 and the wiper shaft 21 of the position sensor 3 rotate in the forward direction. Therefore, the wiper blade 52 is moved from the first reversal position A through the wiper arm 22. Rotate toward the reversal position B of 2, and start wiping the wiping surface.
[0067]
When the wiper blade 52 starts to rotate from the first inversion position A to the second inversion position B, the controller 5 enters the second speed detection range θv2 by the rotation of the contact plate 23, and this second When the vehicle exits the speed detection range θv2 and enters the second deceleration range θd2, the deceleration means 33a corresponds to the count of the counter 33c, and changes the output duty based on the map shown in FIG. The switching circuit 38 is repeatedly turned on and off with the output duty, and the current is supplied from one brush 18a of the wiper motor 2 to the other brush 18b, so that the rotational speed of the wiper shaft 21 is decelerated.
[0068]
Since the rotational speed of the wiper shaft 21 of the wiper motor 2 is decelerated in the positive direction, the wiper blade 52 reaches the second reverse position B while being decelerated. With the wiper blade 52 reaching the second reversal position B, the current supply to the brushes 18a and 18b of the wiper motor 2 is interrupted during the 30 ms armature short time, and when this armature short time ends, the forward / reverse switching circuit 34 As a result, the current supply direction to the brushes 18a and 18b is reversed, so that the wiper shaft 21 starts to rotate in the reverse direction.
[0069]
At this time, since the output duty of current supply to each brush 18a, 18b is accelerated and changed so that the acceleration means 33b of the controller 5 becomes 100% after 180 ms from the minimum starting voltage, the wiper shaft 21 rotates gradually. Increase the number and rotate in the opposite direction.
[0070]
When the wiper blade 52 starts to rotate from the second reversal position B to the first reversal position A, the controller 5 enters the first speed detection range θv1 by the rotation of the contact plate 23, and this first When the vehicle exits the speed detection range θv1 and enters the first deceleration range θd1, the deceleration means 33a corresponds to the count of the counter 33c, and changes the output duty based on the map shown in FIG. The switching circuit 38 is repeatedly turned on and off with the output duty, and the current is supplied from the other brush 18b of the wiper motor 2 to the one brush 18a, so that the rotational speed of the wiper shaft 21 is decelerated.
[0071]
Since the rotational speed of the wiper motor 21 of the wiper motor 2 is decelerated in the reverse direction, the wiper blade 52 reaches the first reversal position A while decelerating, and the armature short time of 30 ms and the predetermined intermittent pause time end. Thereafter, the current supply direction to each brush 18b, 18a is reversed by the forward / reverse switching circuit 34, and the output duty of the current supply to each brush 18b, 18a is accelerated by the acceleration means 33b. Gradually increases the rotation speed and starts to rotate in the forward direction, and this is repeated while the wiper switch 4 is switched to the intermittent operation mode.
[0072]
As described above, the voltage level of the power supply 50 is not applied to each brush 18a, 18b of the wiper motor 2 at the reversal position as soon as the armature short time has elapsed, and the duty reaches 100% 180 ms after the minimum starting voltage. Moreover, since the output duty of the switching circuit 38 is controlled, the wiper shaft 21 gradually increases without rapidly increasing the rotation speed. By this starting voltage control after the inversion, the inversion sound when the wiper blade 52 is inverted is reduced.
[0073]
As a result of comparing the output duty of the wiper motor 2 with respect to the brushes 18a and 18b with the controlled output duty and the non-controlled one, the wiping angle in the wet state shown in FIG. 9 and FIG. As is apparent from the wiping angle shown in the semi-dry state, even if there is a fluctuation in the voltage level of the power source in the case of performing this control, the fluctuation of the operating angle is in a minute range of 2 degrees to 3 degrees. It can be seen that the wiper blade 52 performs the wiping operation at the wiping angle without overrun.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the wiper control device of the first aspect of the present invention, when the wiper blade enters the speed detection range, the time required for the wiper blade to pass through the wiper blade is measured, thereby allowing the wiper motor to Current speed data is obtained from the level of the applied terminal voltage and the load state of the wiping surface. Then, since it is detected that the wiper blade has come close to the reversal position when the wiper blade enters the deceleration range, the deceleration means starts control to reduce the speed of the wiper blade based on the current speed data. The The deceleration amount at this time is determined by the deviation between a predetermined reference speed and the current speed data that changes depending on the current motor terminal voltage supplied to the wiper motor and the load state of the wiping surface. By duty-controlling the wiper motor terminal voltage so that the amount of deceleration increases when the speed of the wiper blade is faster than the reference speed and, on the other hand, the amount of deceleration decreases when the speed of the wiper blade is slower than the reference speed. Realized and cuts off the current applied to the wiper motor when the wiper blade reaches the reverse position.As a result, the counter electromotive force generated from the wiper motor is absorbed and electromagnetic braking is applied, and the wiper motor is instantaneously stopped. Therefore, when the wiper blade comes close to the reverse position, The operation of the wiper motor is controlled so that the variation in overrun can always be kept constant, and the speed of the wiper blade in the vicinity of the reverse position is controlled according to the terminal voltage applied to the wiper motor and the condition of the wiping surface. By controlling to a constant value, there is an excellent effect that a stable wiping operation and reversing operation of the wiper blade can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a wiper control device according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a wiper motor used in the wiper control device shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of a position sensor in the wiper control device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a timing chart of signals generated by a position sensor in the wiper control device shown in FIG.
5 is a circuit explanatory diagram of a forward / reverse inversion switching circuit in the wiper control device shown in FIG. 1. FIG.
6 is an explanatory diagram of a control map performed in the wiper control device shown in FIG. 1. FIG.
7 is a flowchart illustrating a program of acceleration means in the wiper control device shown in FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram of output duty by acceleration means in the wiper control device shown in FIG. 1;
FIG. 9 is an explanatory diagram in which the wiping angle of the wiper blade is examined using the wiper control device shown in FIG. 1;
10 is an explanatory diagram in which a wiping angle of a wiper blade is examined using the wiper control device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Wiper control device
2 Wiper motor
33a Deceleration means
33b Acceleration means
52 Wiper blade

Claims

A wiper blade having an output gear and coupled to a wiper shaft that rotates together with the output gear. The wiper blade is driven within a wiping range between the first reverse position and the second reverse position, and has a contact plate disposed on the output gear and a contactor contacting and separating from the contact plate. A wiper motor having a position sensor for detecting a position, a forward / reverse switching circuit that selectively supplies the wiper motor with a current that causes the wiper motor to rotate forward or reversely, and a current that causes the wiper motor to rotate forward or reverse A wiper control device including a controller for controlling a rotation speed of the wiper motor, wherein a contact plate of a position sensor of the wiper motor is integrally formed by a conductive member. 1 conduction range, second conduction range, third conduction range, fourth conduction range The first conduction range, the second conduction range, the third conduction range, and the fourth conduction range are each formed in an arc shape, and the fifth conduction range is a disc. The first conduction range is formed in an arc shape smaller than the third conduction range, connected to the outer periphery of the third conduction range, The third conduction range is connected to the outer periphery of the fifth conduction range, the first conduction range and the third conduction range are arranged corresponding to the first inversion position, and the second conduction range The range is formed in an arc shape larger than the fourth conduction range and is connected to the outer periphery of the fourth conduction range, the fourth conduction range is connected to the outer periphery of the fifth conduction range, The second conduction range and the fourth conduction range correspond to the second inversion position. And the contactor of the position sensor of the wiper motor is in contact with and separated from the first contactor contacting and separating from the first conduction range and the second conduction range, and the third conduction range and the fourth conduction range. A second contactor, and the controller measures a rotational speed of the wiper motor that rotates forward when the first contactor is connected to a second conduction range of the contact plate, and the second contactor. Is connected to the third conduction range of the contact plate, the counter measures the reverse rotation speed of the wiper motor, and the counter when the second contactor is connected to the fourth conduction range of the contact plate. Based on the rotation speed data of the wiper motor that rotates in the forward direction, measured in step 1, the rotation speed of the wiper motor that rotates in the forward direction is reduced to a predetermined speed. Speed said first contactor based on the rotation speed data to reverse the first of said wiper motor which is measured by the counter and is connected to the conductive range of the contact plate, a defined rotational speed of reversal of the wiper motor in advance wiper control apparatus characterized by comprising a decelerating means for decelerating the.