JP7426285B2

JP7426285B2 - ワイパーシミュレータ

Info

Publication number: JP7426285B2
Application number: JP2020082364A
Authority: JP
Inventors: 智之北川
Original assignee: 一般社団法人日本自動車整備振興会連合会
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2040-05-08
Also published as: JP2021177141A

Description

本発明は、自動車の故障を模擬する装置に関する。

自動車整備士の教育等において、故障状態が再現された自動車を用いて、故障診断の訓練等が行われている。例えば、特許文献１には、自動車のインジェクタや、イグニッションコイル、フューエルポンプ、排気再循環バルブなどの作動機器や、クランク角センサや、ＭＡＦセンサ、アクセル開度センサ、車速センサなどのセンサの不調状態や故障状態を再現する装置が開示されている。

特開２０１８－２０５１９３号公報

しかしながら、多くの者が同時に故障診断を行う必要ある場合、例えば、多くの受験者に対して故障診断に関する試験を行うような場合には、実際の自動車を用いることは困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、実際の自動車を用いずに故障診断を行うことを可能にすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明におけるワイパーシミュレータは、電圧を供給する電源部と、ワイパーモーターを含むワイパーモーターユニットと、前記電源部から前記ワイパーモーターに電圧が供給されない第１の状態と、前記電源部から前記ワイパーモーターに電圧が供給される第２の状態と、の間で切り替わるワイパースイッチと、２つの接続対象の接続状態を、正常状態と、故障状態と、の間で切り替える故障発生部と、を有する。

前記ワイパースイッチは、前記電源部から前記ワイパーモーターに間欠的に電圧が供給される第３の状態にも切り替わるようにしても良い。

前記ワイパーシミュレータは、前記ワイパースイッチが前記第２の状態のときに前記電圧源からの電流が流れる第１のラインと、前記ワイパースイッチが前記第３の状態のときに前記電圧源からの電流が流れる第２のラインと、の間に接続され、前記第１のラインと前記第２のラインとの接続状態を、前記第１のラインと前記第２のラインが短絡されていない正常状態と、前記第１のラインと前記第２のラインとが短絡された短絡状態と、の間で切り替える短絡発生部をさらに有するようにしても良い。

前記ワイパーシミュレータは、ウォッシャモーターをさらに有し、前記ワイパースイッチは、前記電源部から前記ウォッシャモーターに電圧が供給される第４の状態にも切り替わるようにしても良い。

本発明により、実際の自動車を用いずに故障診断を行うことが可能になる。

本発明の一実施形態に係るリアワイパーシミュレータ１００を示す図である。自動車のリアワイパーの回路の一例である。本発明の一実施形態に係る故障発生部２００を示す図である。本発明の一実施形態に係る故障発生部２００を示す図である。本発明の一実施形態に係る故障発生部２００を示す図である。本発明の一実施形態に係る短絡発生部３００を示す図である。本発明の一実施形態に係る筐体４００を示す図である。

＜リアワイパーシミュレータ１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係るリアワイパーシミュレータ１００を示す図である。リアワイパーシミュレータ１００は、電源部１１０と、ワイパーモーターユニット１２０と、ウォッシャモーター１３０と、ワイパースイッチ１４０と、ワイパーリレーユニット１５０と、を有する。本実施形態では、ワイパースイッチ１４０、ワイパーリレー１５０により、ワイパーモーターユニット１２０、ウォッシャモーター１３０の動作が制御され、本実施形態に係るリアワイパーシミュレータ１００は、例えば、図２に示した自動車のリアワイパーの回路を模擬する。

電源部１１０は、電圧を供給する。電源部１１０は、例えば、１２Ｖの電圧を供給する。

ワイパーモーターユニット１２０は、第１の端子１２１と、第２の端子１２２と、第３の端子１２３と、第４の端子１２４と、ワイパーモーター１２５と、スイッチ１２６と、を有している。

ワイパーモーターユニット１２０の第１の端子１２１、第２の端子１２２、第３の端子１２３は、ワイパーリレーユニット１５０に接続しており、ワイパーモーターユニット１２０の第４の端子１２４は、基準電位に接続している。

ワイパーモーター１２５は、第１の端子１２１と第４の端子１２４の間に接続されており、第１の端子１２１と第４の端子１２４の間に電流が流れることで起動されるモーターである。ワイパーモーター１２５には、ワイパーモーター１２５が起動しているときに動くワイパー１２７が接続されるようにしても良い。

ワイパーモーターユニット１５０のスイッチ１２６は、第２の端子１２２、第３の端子１２３、第４の端子１２４の間に接続されており、第２の端子１２２と第４の端子１２４が接続した第１の状態と、第２の端子１２２と第３の端子１２３が接続した第２の状態と、の間で切り替わる。ワイパーモーター１２５には、規定停止位置があり、スイッチ１２６は、ワイパーモーター１２５が既定停止位置にあるときは、第１の状態にあり、ワイパーモーター１２５が既定停止位置にないときは、第２の状態にある。

ウォッシャモーター１３０は、電源部１１０とワイパースイッチ１４０との間に接続されており、電源部１１０からワイパースイッチ１４０へ電流が流れることで起動するモーターである。

ワイパースイッチ１４０は、第１の端子１４１と、第２の端子１４２と、第３の端子１４３と、第４の端子１４４と、を有している。

ワイパースイッチ１４０の第１の端子１４２、第２の端子１４３は、ワイパーリレーユニット１５０に接続しており、第３の端子１４３は、基準電位に接続しており、ワイパースイッチ１４０の第４の端子１４４は、ウォッシャモーター１３０に接続している。

ワイパースイッチ１４０は、第１の端子１４１、第２の端子１４２、第３の端子１４３、第４の端子１４４のいずれもが互いに接続していない第１の状態と、第１の端子１４１と第３の端子１４３が接続した第２の状態と、第２の端子１４２と第３の端子１４３が接続した第３の状態と、第３の端子１４３と第４の端子１４４が接続した第４の状態と、第１の端子１４１、第３の端子１４３、第４の端子１４４が接続した第５の状態と、の間で切り替わる。

ワイパースイッチ１４０が切替部１４５を有し、故障診断の試験や訓練を受ける者が切替部１４５を操作することでワイパースイッチ１４０の状態を切り替えることができるようにしても良い。

ワイパーリレーユニット１５０は、第１の端子１５１と、第２の端子１５２と、第３の端子１５３と、第４の端子１５４と、第５の端子１５５と、第６の端子１５６と、ワイパーリレー１５７と、間欠制御部１５８と、を有する。

ワイパーリレーユニット１５０の第１の端子１５１は、電源部１１０に接続しており、ワイパーリレーユニット１５０の第２の端子１５２は、ワイパースイッチ１４０の第１の端子１４１に接続しており、ワイパーリレーユニット１５０の第３の端子１５３は、ワイパースイッチ１４０の第２の端子１４２に接続している。ワイパーリレーユニット１５０の第４の端子１５４は、ワイパーモーターユニット１２０の第１の端子１２１に接続しており、ワイパーリレーユニット１５０の第５の端子１５５は、ワイパーモーターユニット１２０の第２の端子１２２に接続しており、ワイパーリレーユニット１５０の第６の端子１５６は、ワイパーモーターユニット１２０の第３の端子１２３に接続している。

ワイパーリレー１５７は、第１の端子１５７１と、第２の端子１５７２と、第３の端子１５７３と、第４の端子１５７４と、第５の端子１５７５と、を有しており、第１の端子１５７１と第２の端子１５７２を流れる電流の有無により制御されるスイッチであり、第３の端子１５７３と第５の端子１５７５が接続された第１の状態と、第４の端子１５７４と第５の端子１５７５が接続された第２の状態と、の間で切り替わる。ワイパーリレー１５７は、第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を電流が流れているときは、第１の状態であり、第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を電流が流れていないときは、第２の状態である。

ワイパーリレー１５７の第１の端子１５７１は、ワイパーリレーユニット１５０の第１の端子１５１に接続しており、ワイパーリレー１５７の第２の端子１５７２は、ワイパーリレーユニット１５０の第２の端子１５２と間欠制御部１５８に接続しており、ワイパーリレー１５７の第３の端子１５７３は、ワイパーリレーユニット１５０の第１の端子１５１に接続しており、ワイパーリレーの第４の端子１５７４は、ワイパーリレーユニット１５０の第５の端子１５５に接続しており、ワイパーリレーの第５の端子１５７５は、ワイパーリレーユニット１５０の第４の端子１５４に接続している。

間欠制御部１５８は、ワイパーリレー１５７の第２の端子１５７２と、ワイパーリレーユニット１５０の第３の端子１５３と、の間に接続されている。間欠制御部１５８は、間欠制御部１５８からワイパーリレーユニット１５０の第３の端子１５３へ電流が流れるとき（つまり、間欠制御部１５８からワイパースイッチ１４０を介して基準電位に電流が流れるとき）に、ワイパーリレー１５７の第２の端子１５７２から間欠制御部１５８へ（つまり、ワイパーリレー１５７の第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を）間欠的に電流が流れるように制御される。間欠制御部１５８は、例えば、図２に示されているように、間欠制御回路とトランジタスタにより構成される。例えば、この構成では、間欠制御回路からワイパースイッチを介して基準電位に電流が流れるときに、間欠制御回路からトランジスタのゲートにパルス信号が出力される。この構成では、結果、間欠制御回路からワイパースイッチを介して基準電位に電流が流れるときに、トランジスタが間欠的に開閉し、ワイパーリレーのコイルに間欠的に電流が流れることになる。

ワイパーリレーユニット１５０の第１の端子１５１は、ワイパーリレーユニット１５０の第６の端子１５６にも接続している。

＜ワイパースイッチ１４０による制御＞
ワイパースイッチ１４０の状態が変わることにより、ワイパーモーター１２５、ウォッシャモーター１３０の起動が制御される。

ワイパースイッチ１４０が第１の状態（第１の端子１４１、第２の端子１４２、第３の端子１４３、第４の端子１４４のいずれもが互いに接続していない状態）のとき、ワイパーリレー１５７の第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を電流が流れないため、ワイパーリレー１５７が第２の状態となり、ワイパーモーター１２５に電圧が供給されない。また、ウォッシャモーター１３０にも電圧が供給されないため、ウォッシャモーター１３０も起動しない。

ワイパースイッチ１４０が第２の状態（第１の端子１４１と第３の端子１４３が接続した状態）のとき、電源部１１０からワイパーリレー１５７の第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を通って基準電位へ電流が流れ、ワイパーリレー１５７が第１の状態となり、ワイパーモーター１２５に電圧が供給され、ワイパーモーター１２５が起動する。

ワイパースイッチ１４０が第３の状態（第２の端子１４２と第３の端子１４３が接続した状態）のとき、間欠制御部１５８からワイパースイッチ１４０を介して基準電位に電流が流れ、電源部１１０からワイパーリレー１５７の第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を通って間欠制御部１５８へ間欠的に電流が流れる。結果、ワイパーリレー１５７が間欠的に第１の状態と第２の状態を取ることになり、ワイパーモーター１２５に間欠的に電圧が供給され、ワイパーモーター１２５が間欠的に起動する。

ワイパースイッチ１４０が第４の状態（第３の端子１４３と第４の端子１４４が接続した状態）のとき、電源部１１０からウォッシャモーター１３０を通って基準電位へ電流が流れるため、ウォッシャモーター１３０が起動する。

ワイパースイッチ１４０が第５の状態（第１の端子１４１、第３の端子１４３、第４の端子１４４が接続した状態）のとき、電源部１１０からワイパーリレー１５７の第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を通って基準電位へ電流が流れ、ワイパーリレー１５７が第１の状態となり、ワイパーモーター１２５に電圧が供給され、ワイパーモーター１２５が起動する。また、このとき、電源部１１０から基準電位へウォッシャモーター１３０を通って電流が流れるため、ウォッシャモーター１３０は起動する。

また、上述したように、ワイパーモーターユニット１２０のスイッチ１２６は、ワイパーモーター１２５が既定停止位置にあるときは、第１の状態（第２の端子１２２と第４の端子１２４が接続した状態）にあり、ワイパーモーター１２５が既定停止位置にないときは、第２の状態（第２の端子１２２と第３の端子１２３が接続した状態）にある。このため、ワイパーリレー１５７の第１の端子１５７１と第２の端子１５７２の間を電流が流れておらず、かつ、ワイパーリレー１５７が第２の状態であるときは、電源部１１０からの電流が、ワイパーユニット１２０のスイッチ１２６、ワイパーリレー１５７を通って、ワイパーモーター１２５に供給されるため、ワイパーモーター１２５が既定停止位置になるまでワイパーモーター１２５が起動される。

図１に示したリアワイパーシミュレータ１００の各要素の配置は一例であり、リアワイパーシミュレータ１００の各要素の配置は、図１に示した配置とは異なっていても良い。上記のように、ワイパースイッチ１４０によりワイパーモーター１２５とウォシャモーター１３０を制御することが可能な配置であれば、
リアワイパーシミュレータ１００の各要素の配置は、どのようなものであっても良い。

＜故障発生部２００＞
本実施形態に係るリアワイパーシミュレータ１００は、図１に示すように、故障発生部２００を有している。故障発生部２００は、２つの接続対象の間に接続され、この２つの接続対象の接続状態を、正常状態と、断線などの故障状態と、の間で切り換える。

例えば、故障発生部２００は、ワイパーモーターユニット１２０の第１の端子１２１とワイパーリレーユニット１５０の第４の端子１５４との間に接続され、ワイパーモーター１２０の第１の端子１２１とワイパーリレーユニット１５０の第４の端子１５４との間の接続状態を、正常状態と故障状態との間で切り換える。このようにすることで、ワイパースイッチ１４０が第２の状態（第１の端子１４１と第３の端子１４３が接続した状態）、第３の状態（第２の端子１４２と第３の端子１４３が接続した状態）、第５の状態（第１の端子１４１、第３の端子１４３と第４の端子１４４が接続した状態）であるにも関わらず、ワイパーモーター１２５に電圧が供給されず、ワイパーモーター１２５が起動しないという故障状態を模擬することが可能になる。

故障発生部２００は、例えば、図１に示したように、各要素間に接続されるようにすると良い。図１に示したのは一例であり、故障発生部２００は、他の位置に接続されるようにしても良い。

故障発生部２００は、例えば、図３に記載した回路で構成すると良い。図３に記載した回路は、スイッチ２１０を有している。このようにすることで、スイッチ２１０が閉じているときは、２つの接続対象が接続した正常状態になるが、スイッチ２１０が開いているときは、２つ接続対象の間が断線された故障状態となる。

また、故障発生部２００は、図４に記載したように、スイッチ２２０と抵抗２３０を有する回路で構成しても良い。この回路では、２つの接続対象が抵抗２３０を介さずに接続する経路と、２つの接続対象が抵抗２３０を介して接続する経路の２つの経路の間の切り換えをスイッチ２２０で行うことができる。このようにすることで、２つの接続対象が抵抗２３０を介さずに接続する経路に切り換えられているときは、２つの接続対象に直に接続された正常状態となるが、２つの接続対象が抵抗２３０を介して接続する経路に切り換えられているときは、２つの接続対象の間の抵抗が増大することになり、２つの接続対象の間で接触不良などが生じた故障状態となる。故障発生部２００は、抵抗２３０の代わりに可変抵抗を有するようにしても良い。

また、故障発生部２００は、図５に記載したように、スイッチ２２０と上流側接続端子２４０および下流側接続端子２５０の対を有する回路で構成しても良い。このようにすることで、上流側接続端子２４０と下流側接続端子２５０の間に何も接続されていないときは、図３に記載したスイッチ２１０のみを有している回路と同様に、２つの接続対象が接続した正常状態と２つの接続対象の間が断線された故障状態との間を切り換えることができる。そして、上流側接続端子２４０と下流側接続端子２５０の間に抵抗が接続されたときは、図４に記載したスイッチ２２０と抵抗２３０を有している回路と同様に、２つの接続対象の間の接続状態を、２つの接続対象に直に接続された正常状態と２つの接続対象の間において抵抗が増大した故障状態との間を切り換えることができる。

＜短絡発生部３００＞
本実施形態に係るリアワイパーシミュレータ１００は、図１に示すように、短絡発生部３００を有している。故障発生部２００は、２つの接続対象の間に接続され、この２つの接続対象の接続状態を、２つの接続対象が短絡されていない正常状態と、２つの接続対象が短絡された短絡状態と、の間で切り換える。

例えば、短絡発生部２００は、ワイパースイッチ１４０の第１の端子１４１とワイパーリレー１５０の第２の端子１５２を結ぶラインＬ１とワイパースイッチ１４０の第２の端子１４２とワイパーリレー１５０の第３の端子１５３を結ぶラインＬ２との間に接続される。つまり、ワイパースイッチ１４０が第２の状態（第１の端子１４１と第３の端子１４３が接続した状態）のときに電圧源１１０からの電流が流れるラインＬ１と、ワイパースイッチ１４０が第２の状態（第２の端子１４２と第３の端子１４３が接続した状態）に電圧源１１０からの電流が流れるラインＬ２と、の間に接続される。

このようにすることで、Ｌ１とＬ２の間を電流が流れるという短絡状態を模擬することが可能になる。結果、本実施形態では、ワイパースイッチ１４０が第３の状態（第２の端子１４２と第３の端子１４３が接続した状態）であるにも関わらず、短絡発生部３００を介してワイパースイッチ１４０の第２の端子１４２とワイパーリレー１５０の第２の端子１５２の間にも電流が流れることになり、ワイパーモーター１２０が間欠的に起動しないという状態を発生することが可能になる。

短絡発生部３００は、例えば、図６に記載した回路で構成すると良い。図６に記載した回路は、スイッチ３１０を有している。このようにすることで、スイッチ３１０が開いているときは、２つの接続対象が接続していない正常状態になるが、スイッチ３１０が閉じているときは、２つ接続対象の間が接続された短絡状態となる。

＜測定端子＞
図１には示していないが、電圧などの測定を行う者がテスターやオシロスコープなどの計測器のプローブをあてるための端子である測定端子が、行われる試験や訓練に合わせて、ワイパーユニット１２０の各端子、ウォッシャモーター１３０の上流側、下流側、ワイパースイッチ１４０の各端子、ワイパーリレーの各端子、基準電位などと同電位になるように適宜配置される。

＜筐体４００＞
リアワイパーシミュレータ１００は、図７に記載したような筐体４００を有していても良い。筐体４００の表面には、例えば、ワイパー１２７が配置される。ワイパースイッチ１４０の切替部１４５が配置されるようにしても良い。切替部１４５は、例えば、図７に示すように、実際の自動車のワイパースイッチの切替部を模した形状にすると良い。

上記測定端子は、筐体４００の表面に配置するようにしても良いが、図７に示すように、筐体４００とは別個のチェックボックス５００の表面に配置するようにしても良い。

一方、故障発生部２００は、筐体４００の内部に、つまり、筐体４００の外部から見えない位置に配置される。このため、故障発生部２００が正常状態と故障状態のどちらに切り換えられているのかを、筐体４００の外側からは確認することができない。このため、筐体４００内部において、故障発生部２００に断線などの故障状態に切り換え、筐体４００やチェックボックス５００の表面に配置された測定端子などを用いて、電圧等を測らせることで、実際の自動車を用いることなく、故障診断の試験や訓練などを行うことが可能になる。

同様に、短絡発生部３００も、筐体４００の内部に配置される。このため、短絡発生部３００が正常状態と短絡状態のどちらに切り換えられているのかを、筐体４００の外側からは確認することができない。このため、筐体４００内部において、短絡発生部３００に短絡状態に切り換え、筐体４００やチェックボックス５００の表面に配置された測定端子などを用いて、電圧等を測らせることで、実際の自動車を用いることなく、故障診断の試験や訓練などを行うことが可能になる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に記載した本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。

１００リアワイパーシミュレータ
１１０電源部
１２０ワイパーモーターユニット
１２５ワイパーモーター
１３０ウォッシャモーター
１４０ワイパースイッチ
１５０ワイパーリレーユニット
２００故障発生部
３００短絡発生部
４００筐体
５００チェックボックス

Claims

電圧を供給する電源部と、
ワイパーモーターを含むワイパーモーターユニットと、
前記電源部から前記ワイパーモーターに電圧が供給されない第１の状態と、前記電源部から前記ワイパーモーターに電圧が供給される第２の状態と、前記電源部から前記ワイパーモーターに間欠的に電圧が供給される第３の状態と、の間で切り替わるワイパースイッチと、
２つの接続対象の接続状態を、正常状態と、故障状態と、の間で切り替える故障発生部と、
前記ワイパースイッチが前記第２の状態のときに前記電圧源からの電流が流れる第１のラインと、前記ワイパースイッチが前記第３の状態のときに前記電圧源からの電流が流れる第２のラインと、の間に接続され、前記第１のラインと前記第２のラインとの接続状態を、前記第１のラインと前記第２のラインが短絡されていない正常状態と、前記第１のラインと前記第２のラインとが短絡された短絡状態と、の間で切り替える短絡発生部と、を有する、ワイパーシミュレータ。
ウォッシャモーターをさらに有し、
前記ワイパースイッチは、前記電源部から前記ウォッシャモーターに電圧が供給される第４の状態にも切り替わる、請求項１に記載のワイパーシミュレータ。