特開 2024-131022 ワイパ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024131022

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】ワイパ制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60S 1/08 20060101AFI20240920BHJP

   B60S 1/24 20060101ALI20240920BHJP

   H02K 11/21 20160101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B60S1/08 Z

B60S1/24

H02K11/21

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023041031

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】390001812

【氏名又は名称】株式会社デンソーエレクトロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】相馬 泰輝

(72)【発明者】

【氏名】天本 光太郎

(72)【発明者】

【氏名】森田 学

【テーマコード（参考）】

3D225

5H611

【Ｆターム（参考）】

3D225AA01

3D225AC01

3D225AD02

3D225AE02

3D225AE66

3D225AG21

5H611AA01

5H611BB01

5H611BB03

5H611QQ01

5H611QQ06

(57)【要約】

【課題】簡素な構成でワイパの回転角度を推定するワイパ制御装置を提供する。
【解決手段】ワイパ制御装置３０の推定部６４は、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとき、ワイパモータ１００のうち電圧が印加されるＨｉ端子１０４とは異なる端子であるＬｏ端子１０６の電圧を取得する。また、Ｌｏ端子１０６では、Ｈｉ端子１０４に電圧が印加されるとき周期性を有するノイズ電圧が発生する。さらに、このとき、推定部６４は、Ｌｏ端子１０６の電圧に基づいて、ワイパ角度を推定する。また、推定部６４は、ワイパ９０の動作状態が連続低速モードであるとき、ワイパモータ１００のうち電圧が印加されるＬｏ端子１０６とは異なる端子であるＨｉ端子１０４の電圧を取得する。Ｈｉ端子１０４では、ノイズ電圧が発生する。さらに、このとき、推定部６４は、Ｈｉ端子１０４の電圧に基づいて、ワイパ角度を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１位置（Ｐｄ）および第２位置（Ｐｕ）を往復するワイパ（９０）を駆動させるワイパモータ（１００）のうち電圧が印加される第１端子（１０４、１０６）とは異なる端子であって前記第１端子に電圧が印加されるとき周期性を有するノイズ電圧（Ｖｎ）が発生する第２端子（１０６、１０４）の電圧を取得する取得部（Ｓ２００）と、
前記第１端子に電圧が印加されるとき、前記第２端子の電圧に基づいて、前記ワイパの回転角度であるワイパ角度（θｗ）を推定する推定部（Ｓ２１０）と、
を備えるワイパ制御装置。

【請求項2】

前記推定部は、前記第２端子の電圧が閾値（Ｖｎ＿ｔｈ）未満から前記閾値以上となるときの回数（Ｎ）に基づいて、前記ワイパ角度を推定する請求項１に記載のワイパ制御装置。

【請求項3】

前記推定部は、前記第２端子の電圧が閾値（Ｖｎ＿ｔｈ）よりも大きいときから前記閾値以下となるときの回数（Ｎ）に基づいて、前記ワイパ角度を推定する請求項１に記載のワイパ制御装置。

【請求項4】

前記推定部は、前記第１端子の電圧の変化に伴って、前記閾値を変更する請求項２または３に記載のワイパ制御装置。

【請求項5】

前記推定部は、前記ワイパモータの温度の変化に伴って、前記閾値を変更する請求項２または３に記載のワイパ制御装置。

【請求項6】

前記推定部は、前記ワイパモータのトルクの変化に伴って、前記閾値を変更する請求項２または３に記載のワイパ制御装置。

【請求項7】

前記ワイパの位置が前記第１位置の直前であるとき、および、前記ワイパの位置が前記第２位置の直前であるときのどちらかであるとき、前記第１端子に供給される電力を減少させる駆動部（６２）をさらに備える請求項１ないし３のいずれか１つに記載のワイパ制御装置。

【請求項8】

前記ワイパ制御装置は、オンすることにより、前記第１端子に電圧を印加させることで前記ワイパモータを回転させる駆動素子（３５、４５）をさらに備え、
前記駆動部は、前記ワイパの位置が前記第１位置の直前であるとき、および、前記ワイパの位置が前記第２位置の直前であるときのどちらかであるとき、前記駆動素子をオンオフさせることにより、前記第１端子に供給される電力を減少させる請求項７に記載のワイパ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ワイパ制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されているように、ホールセンサで検出されたワイパモータのロータの回転数と、ワイパモータの減速機構の減速比とに基づいて基準位置からのワイパブレードの位置を算出するワイパ装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－４３１５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたワイパ装置では、ロータの回転数を検出するホールセンサが備えられる。これにより、ホールセンサ用の信号の配線が必要となることから、特許文献１に記載されたワイパ装置の構成が複雑化する。このため、ワイパ装置のコストが増加する。

【0005】

本開示は、簡素な構成でワイパの回転角度を推定するワイパ制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、第１位置（Ｐｄ）および第２位置（Ｐｕ）を往復するワイパ（９０）を駆動させるワイパモータ（１００）のうち電圧が印加される第１端子（１０４、１０６）とは異なる端子であって第１端子に電圧が印加されるとき周期性を有するノイズ電圧（Ｖｎ）が発生する第２端子（１０６、１０４）の電圧を取得する取得部（Ｓ２００）と、第１端子に電圧が印加されるとき、第２端子の電圧に基づいて、ワイパの回転角度であるワイパ角度（θｗ）を推定する推定部（Ｓ２１０）と、を備えるワイパ装置である。

【0007】

これにより、ロータの回転数を検出するホールセンサを設けることなく、ワイパ角度が推定される。このため、ホールセンサ用の信号の配線を設ける必要がなくなる。したがって、簡素な構成でワイパ角度が推定される。

【0008】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態のワイパ制御装置が用いられるワイパ駆動システムの構成図。

【図2】ワイパ駆動システムのワイパを示す図。

【図3】ワイパ駆動システムのワイパモータのノイズ電圧と時間との関係図。

【図4】ワイパ制御装置の駆動部の処理を示すフローチャート。

【図5】ワイパ制御装置の推定部の処理を示すフローチャート。

【図6】ワイパ駆動システムのワイパモータに印加される電圧と平滑化されたノイズ電圧と時間との関係図。

【図7】一実施形態の変形例のワイパ制御装置が用いられるワイパ駆動システムの構成図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0011】

本実施形態のワイパ制御装置３０は、車両のワイパ駆動システム１に用いられる。まず、このワイパ駆動システム１について説明する。

【0012】

ワイパ駆動システム１は、図１に示すように、モータユニット１０、モータ用グラウンド１２、モータ用電源１４、ワイパスイッチ１６およびワイパ制御装置３０を備えている。

【0013】

モータユニット１０は、ワイパモータ１００を有する。ワイパモータ１００は、Ｈｉ端子１０４、Ｌｏ端子１０６およびＧＮＤ端子１０８を含む。Ｈｉ端子１０４およびＬｏ端子１０６は、後述のワイパ制御装置３０に接続されている。ＧＮＤ端子１０８は、モータ用グラウンド１２に接続されている。ワイパモータ１００は、Ｈｉ端子１０４への通電によって比較的高速で回転する。また、ワイパモータ１００は、Ｌｏ端子１０６への通電によってＨｉ端子１０４への通電時よりも低速で回転する。そして、ワイパモータ１００の回転とワイパモータ１００と接続された図示しないリンク機構により、図２に示すような車両のワイパ９０が動作する。

【0014】

また、ワイパモータ１００の回転により、ワイパ９０は、図示しないウィンドシールド上の下反転位置Ｐｄおよび上反転位置Ｐｕの間を往復する。このとき、ワイパモータ１００は、図３に示すように、電圧が印加されていない端子にて、周期性を有して変動するノイズ電圧Ｖｎが発生する特性を有する。さらに、ノイズ電圧Ｖｎは、ワイパモータ１００が回転している場合においてワイパモータ１００の整流子とブラシとが接触および非接触を繰り返す際に瞬間的に大きくなる。また、後述のワイパスイッチ１６がオフされるとき、ワイパ９０が下反転位置Ｐｄで停止するようワイパモータ１００の回転が停止する。

【0015】

また、ここで、下反転位置Ｐｄおよび上反転位置Ｐｕの間を往復するときのワイパ９０の回転角度をワイパ角度θｗとする。さらに、下反転位置Ｐｄおよび上反転位置Ｐｕの間の角度を最大角度θｍａｘとする。最大角度θｍａｘは、例えば、１４０度である。また、ここでは、ワイパ角度θｗの値は、ゼロ以上、２×θｍａｘ以下の範囲とする。さらに、ワイパ角度θｗがゼロまたは２×θｍａｘであるときを、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄであるときとする。また、ワイパ角度θｗがθｍａｘであるときを、ワイパ位置Ｐｗが上反転位置Ｐｕであるときとする。さらに、０＜θｗ＜θｍａｘであるときを、ワイパ９０が下反転位置Ｐｄから上反転位置Ｐｕに向かって回転するときとする。また、θｍａｘ＜θｗ＜２×θｍａｘであるときを、ワイパ９０が上反転位置Ｐｕから下反転位置Ｐｄに向かって回転するときとする。

【0016】

図１に戻って、モータ用電源１４は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池および鉛蓄電池等の２次電池である。また、モータ用電源１４の電圧は、例えば、１２Ｖである。

【0017】

ワイパスイッチ１６は、操作者により操作されて、ワイパ９０の動作状態を後述する連続高速モード、連続低速モード、間欠モードおよび停止のいずれかにさせる信号を、後述のワイパ制御装置３０の制御部６０に出力する。

【0018】

ワイパ制御装置３０は、ワイパモータ１００に印加される電圧を制御することでワイパモータ１００を制御する。これにより、ワイパ制御装置３０は、ワイパモータ１００に接続されているワイパ９０の駆動を制御する。具体的には、ワイパ制御装置３０は、Ｈｉスイッチ３５、Ｈｉ配線３７、Ｌｏスイッチ４５、Ｌｏ配線４７および制御部６０を有する。

【0019】

Ｈｉスイッチ３５は、リレーまたはトランジスタ等を含む。また、Ｈｉスイッチ３５の一端は、モータ用電源１４と接続されている。さらに、Ｈｉスイッチ３５の他端は、Ｈｉ配線３７を介してＨｉ端子１０４に接続されている。また、Ｈｉスイッチ３５は、駆動素子に相当しており、後述の制御部６０からの信号により、オンオフする。これにより、Ｈｉ端子１０４への通電または電流の遮断がされる。

【0020】

Ｌｏスイッチ４５は、リレーまたはトランジスタ等を含む。また、Ｌｏスイッチ４５の一端は、モータ用電源１４と接続されている。さらに、Ｌｏスイッチ４５の他端は、Ｌｏ配線４７を介してＬｏ端子１０６に接続されている。また、Ｌｏスイッチ４５は、駆動素子に相当しており、後述の制御部６０からの信号により、オンオフする。これにより、Ｌｏ端子１０６への通電または電流の遮断がされる。

【0021】

制御部６０は、マイコン等を主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、駆動回路、Ａ／Ｄコンバータ、コンパレータ回路、ＤＣＤＣコンバータ、ローパスフィルタおよびこれらの構成を接続するバスライン等を備えている。また、制御部６０は、モータ用電源１４または図示しない電源からの電圧によって駆動する。さらに、制御部６０は、モータ温度推定部６１、駆動部６２および推定部６４を機能ブロックとして有する。

【0022】

モータ温度推定部６１は、制御部６０に内蔵のプログラムを実行することにより、ワイパモータ１００の温度を推定する。例えば、モータ温度推定部６１は、図示しない検出装置と通信することにより、環境温度Ｔｅを取得する。また、モータ温度推定部６１は、Ｈｉ配線３７およびＬｏ配線４７に配置された図示しない電流検出部から、モータ電流Ｉｍを取得する。なお、図示しない検出装置では、例えば、サーミスタ等のデバイスが用いられることで、環境温度Ｔｅが検出される。さらに、モータ電流Ｉｍは、ワイパモータ１００に流れる電流である。また、図示しない電流検出部では、例えば、シャント抵抗、カレントミラー回路またはホールＩＣ等のデバイスが用いられることで、モータ電流Ｉｍが検出される。

【0023】

さらに、モータ温度推定部６１は、取得したモータ電流Ｉｍと、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿ＨｉまたはＬｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏとから、ワイパモータ１００の電力を算出する。また、モータ温度推定部６１は、算出した電力と、上記取得した環境温度Ｔｅと、マップとを用いて、ワイパモータ１００の温度を推定する。さらに、モータ温度推定部６１は、この推定したワイパモータ１００に応じた信号を、後述の推定部６４に出力する。なお、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿Ｈｉは、Ｈｉ端子１０４の電圧である。また、Ｌｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏは、Ｌｏ端子１０６の電圧である。さらに、環境温度Ｔｅが固定される場合に、上記電力が大きくなることに伴って、ワイパモータ１００の発熱量が大きくなる。このため、ワイパモータ１００の温度を推定するためのマップは、例えば、上記電力が大きくなることに伴って、ワイパモータ１００の温度が高くなるように設定される。また、ワイパモータ１００の電力が固定される場合に、環境温度Ｔｅとワイパモータ１００の温度とが平衡される。このため、ワイパモータ１００の温度を推定するためのマップは、例えば、環境温度Ｔｅが高くなることに伴って、ワイパモータ１００の温度が高くなるように設定される。

【0024】

駆動部６２は、制御部６０に内蔵のプログラムを実行することにより、ワイパスイッチ１６および後述の推定部６４からの信号に基づいて、Ｈｉスイッチ３５およびＬｏスイッチ４５のオンオフを制御する。これにより、駆動部６２は、ワイパモータ１００に印加される電圧を制御する。このため、ワイパ９０の動作状態が連続高速モード、連続低速モード、間欠モードおよび停止のいずれかになる。

【0025】

推定部６４は、制御部６０に内蔵のプログラムを実行することにより、ワイパスイッチ１６からの信号、ワイパモータ１００の温度、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿ＨｉおよびＬｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏに基づいて、ワイパ角度θｗを推定する。また、推定部６４は、この推定したワイパ角度θｗに応じた信号を駆動部６２に出力する。

【0026】

以上のように、ワイパ駆動システム１は、構成されている。次に、制御部６０のプログラム実行による駆動部６２でのワイパモータ１００に印加される電圧の制御について、図４のフローチャートを参照して説明する。なお、制御部６０のプログラムは、例えば、図示しない車両のイグニッションがオンされると、実行される。

【0027】

ステップＳ１００において、駆動部６２は、各種情報を取得する。具体的には、駆動部６２は、ワイパ９０の動作状態を連続高速モード、連続低速モードおよび間欠モードにさせる信号を、ワイパスイッチ１６から取得する。また、駆動部６２は、ワイパ角度θｗを、推定部６４から取得する。

【0028】

続いて、ステップＳ１０２において、駆動部６２は、ステップＳ１００にて取得したワイパスイッチ１６からの信号に基づいて、ワイパスイッチ１６がオンか否かを判定する。駆動部６２は、ステップＳ１００にてワイパ９０の動作状態を連続高速モード、連続低速モードおよび間欠モードにさせる信号を取得したとき、ワイパスイッチ１６がオンされていると判定する。その後、駆動部６２の処理は、ステップＳ１０４に移行する。また、駆動部６２は、ステップＳ１００にてワイパ９０の動作状態を停止させる信号を取得したとき、ワイパスイッチ１６がオフされていると判定する。このとき、ワイパ９０が停止してワイパ９０を駆動させる必要がなくなるため、駆動部６２の処理は、ステップＳ１００に戻る。

【0029】

ステップＳ１０２に続くステップＳ１０４において、駆動部６２は、ステップＳ１００にて取得したワイパ角度θｗがθｍａｘ－Δ以上、θｍａｘ未満であるか否かを判定する。これにより、駆動部６２は、ワイパ位置Ｐｗが上反転位置Ｐｕの直前であるか否かを判定する。また、駆動部６２は、ステップＳ１００にて取得したワイパ角度θｗが２×θｍａｘ－Δ以上、２×θｍａｘ未満であるか否かを判定する。これにより、駆動部６２は、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄの直前であるか否かを判定する。なお、Δは、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄまたは上反転位置Ｐｕの直前であるか否かが判定されるように、実験やシミュレーション等によって設定される。例えば、Δは、１～１０度である。

【0030】

そして、ワイパ角度θｗがθｍａｘ－Δ未満、または、θｍａｘであるとき、ワイパ位置Ｐｗが上反転位置Ｐｕの直前でないため、駆動部６２の処理は、ステップＳ１０６に移行する。また、ワイパ角度θｗがθｍａｘよりも大きく２×θｍａｘ－Δ未満、または、２×θｍａｘであるとき、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄの直前でないため、駆動部６２の処理は、ステップＳ１０６に移行する。さらに、ワイパ角度θｗがθｍａｘ－Δ以上、θｍａｘ未満であるとき、ワイパ位置Ｐｗが上反転位置Ｐｕの直前であるため、駆動部６２の処理は、ステップＳ１０８に移行する。また、ワイパ角度θｗが２×θｍａｘ－Δ以上、２×θｍａｘ未満であるとき、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄの直前であるため、駆動部６２の処理は、ステップＳ１０８に移行する。

【0031】

ステップＳ１０４に続くステップＳ１０６において、駆動部６２は、Ｈｉスイッチ３５またはＬｏスイッチ４５をオンさせる。これにより、ワイパモータ１００が回転することによりワイパ９０が駆動される。

【0032】

ここで、例えば、操作者の操作により、ワイパスイッチ１６がワイパ９０の動作状態を連続高速モードにさせる信号を駆動部６２に出力していたとする。このとき、駆動部６２は、Ｈｉスイッチ３５をオンさせる。このため、モータ用電源１４からＨｉスイッチ３５、Ｈｉ配線３７およびＨｉ端子１０４を介してワイパモータ１００に電圧が印加される。これにより、ワイパモータ１００は、Ｌｏ端子１０６への通電時よりも高速で回転する。したがって、ワイパモータ１００に接続されているワイパ９０が高速で回転することにより、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードになる。なお、このとき、Ｌｏスイッチ４５は、オフされている。

【0033】

また、例えば、操作者の操作により、ワイパスイッチ１６がワイパ９０の動作状態を連続低速モードにさせる信号を駆動部６２に出力していたとする。このとき、駆動部６２は、Ｌｏスイッチ４５をオンさせる。このため、モータ用電源１４からＬｏスイッチ４５、Ｌｏ配線４７およびＬｏ端子１０６を介してワイパモータ１００に電圧が印加される。これにより、ワイパモータ１００は、Ｈｉ端子１０４への通電時よりも低速で回転する。したがって、ワイパモータ１００に接続されているワイパ９０が低速で回転することにより、ワイパ９０の動作状態が連続低速モードになる。なお、このとき、Ｈｉスイッチ３５は、オフされている。また、ワイパ９０の動作状態が間欠モードである場合には、駆動部６２は、Ｌｏスイッチ４５をオンさせる。これにより、ワイパモータ１００が低速で回転する。また、ワイパ９０が下反転位置Ｐｄおよび上反転位置Ｐｕの間を往復してワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄであるときに、駆動部６２は、Ｌｏスイッチ４５をオフさせる。このため、ワイパモータ１００が一時停止することから、ワイパ９０が一時停止する。その後、駆動部６２は、Ｌｏスイッチ４５をオンさせる。これにより、ワイパモータ１００が低速で回転する。したがって、これらの動作により、ワイパ９０は、間欠に下反転位置Ｐｄおよび上反転位置Ｐｕの間を往復する。

【0034】

このように、駆動部６２がＨｉスイッチ３５およびＬｏスイッチ４５の制御を行った後、駆動部６２の処理は、ステップＳ１００に戻る。

【0035】

ステップＳ１０４に続くステップＳ１０８では、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄまたは上反転位置Ｐｕの直前である。このため、ステップＳ１０８において、駆動部６２は、Ｈｉスイッチ３５またはＬｏスイッチ４５のオンオフ制御を行うことで、ワイパモータ１００に対してＰＷＭ制御を行う。これにより、駆動部６２は、ワイパモータ１００に供給される電力を減少させる。これによって、ワイパ９０が減速することで、下反転位置Ｐｄまたは上反転位置Ｐｕに滑らかに移動する。したがって、例えば、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄまたは上反転位置Ｐｕであるときに発生するワイパ９０の作動音が低減する。なお、ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略である。

【0036】

具体的には、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとき、駆動部６２は、Ｈｉスイッチ３５をＨｉ用第１時間オンさせた後、Ｈｉ用第２時間オフさせる動作を繰り返す。また、ワイパ９０の動作状態が連続低速モードであるとき、駆動部６２は、Ｌｏスイッチ４５をＬｏ用第１時間オンさせた後、Ｌｏ用第２時間オフさせる動作を繰り返す。これらの動作により、ワイパモータ１００に供給される電力が減少することから、ワイパ９０が減速される。このため、ワイパ９０の駆動が滑らかとなる。また、ワイパ９０を停止する場合には、ワイパ９０が下反転位置Ｐｄで滑らかに停止する。なお、Ｈｉ用第１時間、Ｈｉ用第２時間、Ｌｏ用第１時間およびＬｏ用第２時間は、ワイパモータ１００に供給される電力が減少されてワイパ９０の駆動が滑らかとなるように、実験やシミュレーション等によって設定される。また、Ｈｉ用第１時間、Ｈｉ用第２時間、Ｌｏ用第１時間およびＬｏ用第２時間を変化させることによりワイパモータ１００に供給される電力を徐々に変化させることで、ワイパ９０の動作がより滑らかなものとなる。

【0037】

このように、駆動部６２がＨｉスイッチ３５およびＬｏスイッチ４５のどちらかのオンオフ制御を行った後、駆動部６２の処理は、ステップＳ１００に戻る。

【0038】

以上のように、駆動部６２は、ワイパモータ１００に印加される電圧の制御を行う。次に、制御部６０のプログラム実行による推定部６４でのワイパ角度θｗの推定について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、推定部６４のステップＳ２００の処理が開始されてからステップＳ２００の処理に戻るまでの一連の動作の期間を、推定部６４の制御周期τとする。

【0039】

ステップＳ２００において、推定部６４は、各種情報を取得する。具体的には、推定部６４は、ワイパ９０の動作状態を連続高速モード、連続低速モード、間欠モードおよび停止にさせる信号を、ワイパスイッチ１６から取得する。また、推定部６４は、ワイパモータ１００の温度をモータ温度推定部６１から取得する。さらに、推定部６４は、Ｈｉ配線３７を介してＨｉ電圧Ｖｍ＿Ｈｉを取得する。また、推定部６４は、Ｌｏ配線４７を介してＬｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏを取得する。さらに、推定部６４は、ワイパモータ１００のトルクを図示しないトルク推定装置から取得する。なお、トルク推定装置では、例えば、図示しないウィンドシールドの状態、車速およびワイパモータ１００の電力等によって、ワイパモータ１００のトルクが推定される。

【0040】

ここで、例えば、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとする。このとき、Ｈｉスイッチ３５がオンされる。このため、モータ用電源１４からＨｉスイッチ３５、Ｈｉ配線３７およびＨｉ端子１０４を介してワイパモータ１００に電圧が印加される。これにより、図６に示すように、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿Ｈｉは、所定の値になる。このとき、Ｌｏスイッチ４５は、オフされているところ、ワイパモータ１００の特性により、電圧が印加されていないＬｏ端子１０６では、ノイズ電圧Ｖｎが発生する。このため、このときのノイズ電圧Ｖｎは、Ｌｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏに対応する。なお、図６では、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿ＨｉおよびＬｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏは、ローパスフィルタ等を介して取得されていることにより、平滑化されている。

【0041】

また、例えば、ワイパ９０の動作状態が連続低速モードまたは間欠モードであるとする。このとき、Ｌｏスイッチ４５がオンされる。このため、モータ用電源１４からＬｏスイッチ４５、Ｌｏ配線４７およびＬｏ端子１０６を介してワイパモータ１００に電圧が印加される。これにより、Ｌｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏは、所定の値になる。このとき、Ｈｉスイッチ３５は、オフされているところ、ワイパモータ１００の特性により、電圧が印加されていないＨｉ端子１０４では、ノイズ電圧Ｖｎが発生する。このため、このときのノイズ電圧Ｖｎは、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿Ｈｉに対応する。

【0042】

また、ここで、上記したように、ノイズ電圧Ｖｎは、ワイパモータ１００が回転している場合においてワイパモータ１００の整流子とブラシとが接触および非接触を繰り返す際に瞬間的に大きくなる。さらに、ワイパ９０が下反転位置Ｐｄから上反転位置Ｐｕまで移動する間および上反転位置Ｐｕから下反転位置Ｐｄまで移動する間におけるノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上となるときの回数が、ワイパモータ１００の構造により一意に決まる。したがって、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上となるときの回数またはノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈより大きいときからノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以下となるときの回数をパルス数Ｎとして計上することで、ワイパ角度θｗの推定が可能である。

【0043】

また、ここで、ワイパモータ１００に印加される電圧が変化することに伴って、ノイズ電圧Ｖｎは、変化する。さらに、ワイパモータ１００の温度が変化することに伴って、ノイズ電圧Ｖｎは、変化する。また、ワイパモータ１００のトルクが変化することに伴って、ノイズ電圧Ｖｎは、変化する。したがって、ワイパモータ１００に印加される電圧、ワイパモータ１００の温度およびワイパモータ１００のトルクにより、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを変更することが好ましい。

【0044】

このため、図５のフローチャートに示すように、ステップＳ２００に続くステップＳ２０２において、推定部６４は、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを算出する。具体的には、推定部６４は、ステップＳ２００にて取得したワイパモータ１００の温度と、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿ＨｉまたはＬｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏと、ワイパモータ１００のトルクと、マップとを用いることにより、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを算出する。

【0045】

例えば、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとする。この場合、推定部６４は、ワイパモータ１００の温度と、ワイパモータ１００に印加される電圧であるＨｉ電圧Ｖｍ＿Ｈｉと、ワイパモータ１００のトルクと、マップとを用いることにより、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを算出する。また、例えば、ワイパ９０の動作状態が連続低速モードまたは間欠モードであるとする。この場合、推定部６４は、ワイパモータ１００の温度と、ワイパモータ１００に印加される電圧であるＬｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏと、ワイパモータ１００のトルクと、マップとを用いることにより、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを算出する。なお、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを算出するためのマップは、例えば、ワイパモータ１００の温度が低くなることに伴って、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈが大きくなるように設定される。さらに、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを算出するためのマップは、例えば、ワイパモータ１００に印加される電圧が大きくなることに伴って、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈが大きくなるように設定される。また、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを算出するためのマップは、例えば、ワイパモータ１００のトルクが大きくなることに伴って、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈが大きくなるように設定される。

【0046】

続いて、ステップＳ２０４において、推定部６４は、ステップＳ２００にて取得したＨｉ電圧Ｖｍ＿ＨｉおよびＬｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏのどちらかに対応するノイズ電圧Ｖｎと、ステップＳ２０２にて算出したノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈとを比較する。

【0047】

例えば、推定部６４は、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ－１）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満、かつ、今回制御周期τ（ｎ）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上であるか否かを判定する。これにより、推定部６４は、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上となるときであるか否かを判定する。なお、ノイズ電圧Ｖｎ（０）は、例えば、ゼロである。また、推定部６４は、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ－１）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈよりも大きい、かつ、今回制御周期τ（ｎ）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以下であるか否かを判定してもよい。これにより、推定部６４は、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上であったときであるか否かを判定してもよい。

【0048】

そして、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ－１）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満、かつ、今回制御周期τ（ｎ）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上であるとき、推定部６４の処理は、ステップＳ２０６に移行する。また、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ－１）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満、かつ、今回制御周期τ（ｎ）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満であるとき、推定部６４の処理は、ステップＳ２０８に移行する。さらに、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ－１）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上、かつ、今回制御周期τ（ｎ）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上であるとき、推定部６４の処理は、ステップＳ２０８に移行する。また、ここでは、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ－１）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上、かつ、今回制御周期τ（ｎ）におけるノイズ電圧Ｖｎ（ｎ）がノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満であるとき、推定部６４の処理は、ステップＳ２０８に移行する。

【0049】

ステップＳ２０４に続くステップＳ２０６において、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満からノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上となるときである。このため、このとき、推定部６４は、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるパルス数Ｎ（ｎ－１）に１を加算することにより、今回制御周期τ（ｎ）におけるパルス数Ｎ（ｎ）を算出する。なお、ここでは、パルス数Ｎは、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満からノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上となるときの回数である。さらに、パルス数Ｎ（０）は、例えば、ゼロである。また、パルス数Ｎは、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈより大きいときからノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以下となるときの回数であってもよい。

【0050】

ステップＳ２０４に続くステップＳ２０８において、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ未満からノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上となるときではない。このため、このとき、推定部６４は、今回制御周期τ（ｎ）におけるパルス数Ｎ（ｎ）を、前回制御周期τ（ｎ－１）におけるパルス数Ｎ（ｎ－１）とする。

【0051】

ここで、上記したように、ノイズ電圧Ｖｎがノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈ以上となるときの回数、すなわち、パルス数Ｎから、ワイパモータ１００の回転角度の推定が可能であるため、ワイパ角度θｗの推定が可能である。

【0052】

このため、ステップＳ２１０において、推定部６４は、上記算出した今回制御周期τ（ｎ）におけるパルス数Ｎ（ｎ）と、マップとに基づいて、ワイパ角度θｗを推定する。また、推定部６４は、この推定したワイパ角度θｗに応じた信号を駆動部６２に出力する。その後、推定部６４の処理は、ステップＳ２００に戻る。なお、パルス数Ｎからワイパ角度θｗを推定するためのマップは、図示しないリンク機構およびワイパモータ１００の特性、実験やシミュレーション等によって設定される。例えば、ワイパ９０が下反転位置Ｐｄおよび上反転位置Ｐｕを往復したときのパルス数Ｎが１０００回であるとする。この場合、例えば、今回制御周期τ（ｎ）におけるパルス数Ｎ（ｎ）が５００回であるとき、ワイパ角度θｗは、最大角度θｍａｘと推定されるとともに、ワイパ位置Ｐｗが上反転位置Ｐｕであると推定される。また、この場合、例えば、今回制御周期τ（ｎ）におけるパルス数Ｎ（ｎ）が１０００回であるとき、ワイパ角度θｗは、２×θｍａｘと推定されるとともに、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄであると推定される。なお、このとき、パルス数Ｎは、リセットされてもよい。

【0053】

以上のように、推定部６４は、ワイパ角度θｗを推定する。次に、ワイパ制御装置３０では、簡素な構成でワイパ角度θｗが推定されることについて説明する。

【0054】

ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとする。このとき、推定部６４は、ステップＳ２００にて、ワイパモータ１００のうち電圧が印加されるＨｉ端子１０４とは異なる端子であるＬｏ端子１０６の電圧を取得する取得部としての役割を果たす。また、Ｌｏ端子１０６では、Ｈｉ端子１０４に電圧が印加されるとき、周期性を有するノイズ電圧Ｖｎが発生する。さらに、推定部６４は、ステップＳ２１０にて、ステップＳ２００にて取得したＬｏ端子１０６の電圧に基づいて、ワイパ角度θｗを推定する。なお、ワイパモータ１００は、下反転位置Ｐｄおよび上反転位置Ｐｕを往復するワイパ９０を駆動させる。また、下反転位置Ｐｄは、第１位置に相当する。さらに、上反転位置Ｐｕは、第２位置に相当する。また、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとき、Ｈｉ端子１０４は、第１端子に相当する。さらに、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとき、Ｌｏ端子１０６は、第２端子に相当する。

【0055】

また、ワイパ９０の動作状態が連続低速モードまたは間欠モードであるとする。このとき、推定部６４は、ステップＳ２００にて、ワイパモータ１００のうち電圧が印加されるＬｏ端子１０６とは異なる端子であるＨｉ端子１０４の電圧を取得する取得部としての役割を果たす。また、Ｈｉ端子１０４では、Ｌｏ端子１０６に電圧が印加されるとき、周期性を有するノイズ電圧Ｖｎが発生する。さらに、推定部６４は、ステップＳ２１０にて、ステップＳ２００にて取得したＨｉ端子１０４の電圧に基づいて、ワイパ角度θｗを推定する。

【0056】

これにより、ロータの回転数を検出するホールセンサを設けることなく、ワイパ角度θｗが推定される。このため、ホールセンサ用の信号の配線を設ける必要がなくなる。したがって、簡素な構成でワイパ角度θｗが推定される。また、ここで、ワイパモータ１００の回転に応じてオンオフするカムスイッチによりワイパ位置Ｐｗが推定されることがある。これに対して、本実施形態のワイパ制御装置３０は、上記構成によってワイパ位置Ｐｗを推定するため、カムスイッチを備えなくてもよくなる。

【0057】

また、本実施形態のワイパ制御装置３０では、以下に記載する効果も奏する。

【0058】

［１－１］推定部６４は、パルス数Ｎに基づいて、ワイパ角度θｗを推定する。これにより、ワイパ角度θｗの推定がしやすくなる。なお、パルス数Ｎは、第２端子の電圧が閾値未満から閾値以上となるときの回数、および、第２端子の電圧が閾値よりも大きいときから閾値以下となるときの回数のどちらかに相当する。

【0059】

［１－２］ここで、ワイパモータ１００に印加される電圧が変化することで、ノイズ電圧Ｖｎは、変化する。また、ワイパモータ１００の温度が変化することで、ノイズ電圧Ｖｎは、変化する。さらに、ワイパモータ１００のトルクが変化することで、ノイズ電圧Ｖｎは、変化する。

【0060】

これに対して、推定部６４は、ワイパ９０の動作状態が連続高速モードであるとき、ステップＳ２０２にて、Ｈｉ電圧Ｖｍ＿Ｈｉの変化に伴って、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを変更する。また、推定部６４は、ワイパ９０の動作状態が連続低速モードまたは間欠モードであるとき、ステップＳ２０２にて、Ｌｏ電圧Ｖｍ＿Ｌｏの変化に伴って、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを変更する。さらに、推定部６４は、ステップＳ２０２にて、ワイパモータ１００の温度の変化に伴って、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを変更する。また、推定部６４は、ステップＳ２０２にて、ワイパモータ１００のトルクの変化に伴って、ノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈを変更する。

【0061】

これらにより、ノイズ電圧Ｖｎとノイズ閾値Ｖｎ＿ｔｈとの比較により算出されるパルス数Ｎの算出精度が向上する。このため、ワイパ角度θｗの推定精度が向上する。

【0062】

［１－３］駆動部６２は、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄの直前であるとき、および、ワイパ位置Ｐｗが上反転位置Ｐｕの直前であるときのどちらかであるとき、ワイパモータ１００に供給される電力を減少させる。

【0063】

これにより、ワイパ９０は、下反転位置Ｐｄまたは上反転位置Ｐｕに滑らかに移動する。このため、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄまたは上反転位置Ｐｕであるときに発生するワイパ９０の作動音が低減する。

【0064】

（変形例）
上記実施形態では、駆動部６２は、ステップＳ１０８にて、Ｈｉスイッチ３５またはＬｏスイッチ４５のオンオフ制御を行う。これにより、駆動部６２は、ワイパモータ１００に供給される電力を減少させる。これに対して、駆動部６２によりワイパモータ１００に供給される電力を減少させる手段は、上記オンオフ制御であることに限定されない。例えば、駆動部６２は、モータ用電源１４に接続された図示しないＤＣＤＣコンバータを制御することにより、モータ用電源１４からワイパモータ１００に印加される電圧を降圧することにより、ワイパモータ１００に供給される電力を減少させてもよい。

【0065】

また、上記実施形態において、推定部６４は、ステップＳ２１０にて推定したワイパ角度θｗに応じた信号を外部装置に出力してもよい。例えば、外部装置は、図７に示すように、ウォッシャ装置７０である。ウォッシャ装置７０は、推定部６４からの信号に基づいて、図示しないウィンドシールドを洗浄するウォッシャ液を噴出するタイミングの制御を行う。例えば、ウォッシャ装置７０は、推定部６４によって推定されたワイパ角度θｗがゼロまたは２×θｍａｘであるとき、すなわち、ワイパ位置Ｐｗが下反転位置Ｐｄであるとき、ウォッシャ液を噴出する。

【0066】

（他の実施形態）
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0067】

本開示に記載の取得部、推定部、駆動部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の取得部、推定部、駆動部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の取得部、推定部、駆動部およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0068】

（本開示の観点）
［観点１］
第１位置（Ｐｄ）および第２位置（Ｐｕ）を往復するワイパ（９０）を駆動させるワイパモータ（１００）のうち電圧が印加される第１端子（１０４、１０６）とは異なる端子であって前記第１端子に電圧が印加されるとき周期性を有するノイズ電圧（Ｖｎ）が発生する第２端子（１０６、１０４）の電圧を取得する取得部（Ｓ２００）と、
前記第１端子に電圧が印加されるとき、前記第２端子の電圧に基づいて、前記ワイパの回転角度であるワイパ角度（θｗ）を推定する推定部（Ｓ２１０）と、
を備えるワイパ制御装置。
［観点２］
前記推定部は、前記第２端子の電圧が閾値（Ｖｎ＿ｔｈ）未満から前記閾値以上となるときの回数（Ｎ）に基づいて、前記ワイパ角度を推定する観点１に記載のワイパ制御装置。
［観点３］
前記推定部は、前記第２端子の電圧が閾値（Ｖｎ＿ｔｈ）よりも大きいときから前記閾値以下となるときの回数（Ｎ）に基づいて、前記ワイパ角度を推定する観点１に記載のワイパ制御装置。
［観点４］
前記推定部は、前記第１端子の電圧の変化に伴って、前記閾値を変更する観点２または３に記載のワイパ制御装置。
［観点５］
前記推定部は、前記ワイパモータの温度の変化に伴って、前記閾値を変更する観点２ないし４のいずれか１つに記載のワイパ制御装置。
［観点６］
前記推定部は、前記ワイパモータのトルクの変化に伴って、前記閾値を変更する観点２ないし５のいずれか１つに記載のワイパ制御装置。
［観点７］
前記ワイパの位置が前記第１位置の直前であるとき、および、前記ワイパの位置が前記第２位置の直前であるときのどちらかであるとき、前記第１端子に供給される電力を減少させる駆動部（６２）をさらに備える観点１ないし６のいずれか１つに記載のワイパ制御装置。
［観点８］
前記ワイパ制御装置は、オンすることにより、前記第１端子に電圧を印加させることで前記ワイパモータを回転させる駆動素子（３５、４５）をさらに備え、
前記駆動部は、前記ワイパの位置が前記第１位置の直前であるとき、および、前記ワイパの位置が前記第２位置の直前であるときのどちらかであるとき、前記駆動素子をオンオフさせることにより、前記第１端子に供給される電力を減少させる観点７に記載のワイパ制御装置。

【符号の説明】

【0069】

１４ モータ用電源
１６ ワイパスイッチ
３５ Ｈｉスイッチ
４５ Ｌｏスイッチ
６０ 制御部
６１ モータ温度推定部
６２ 駆動部
６４ 推定部
１００ ワイパモータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】