特開 2024-135778 ワイパ制御装置、ワイパ装置、ワイパ制御方法

(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】P2024135778

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】ワイパ制御装置、ワイパ装置、ワイパ制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60S 1/08 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

B60S1/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046641

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】大堀 竜

(72)【発明者】

【氏名】川島 義親

【テーマコード（参考）】

3D225

【Ｆターム（参考）】

3D225AG01

3D225AG02

(57)【要約】

【課題】様々な環境下でワイパを最適に動作させるとともに、障害物によるワイパモータの損傷を防止できるワイパ制御装置を提供する。
【解決手段】正逆回転モータを用いたワイパモータを制御するワイパ制御装置であって、下反転位置から上反転位置までの払拭領域に属する加速領域、等速領域、減速領域のうち、等速領域においてワイパの過負荷を検知した場合に、ワイパモータの駆動を停止させるモータ制御部を有する。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正逆回転モータを用いたワイパモータを制御するワイパ制御装置であって、
下反転位置から上反転位置までの払拭領域に属する加速領域、等速領域、減速領域のうち、等速領域においてワイパの過負荷を検知した場合に、前記ワイパモータの駆動を停止させるモータ制御部を有する
ワイパ制御装置。

【請求項2】

前記モータ制御部は、
前記過負荷を検知すると、下反転位置に到達するまで前記ワイパモータを逆回転させた後、前記ワイパモータの駆動を停止させる
請求項１に記載のワイパ制御装置。

【請求項3】

前記等速領域は、
前記ワイパモータの回転数が最も高い状態で駆動する範囲を含み、かつ、前記下反転位置と前記上反転位置との中央である中央位置を含む領域である
請求項１に記載のワイパ制御装置。

【請求項4】

ワイパモータと、前記ワイパモータにより駆動されるワイパアームと、前記ワイパアームの先端に取り付けられたワイパブレードと、前記ワイパモータの回転を制御するモータ制御部とを備え、
前記ワイパモータは、正逆回転モータを用いて構成されており、
下反転位置から上反転位置までの払拭領域に、第１領域と、第２領域と、第３領域と、第４領域が設定されており、
前記第１領域は、前記上反転位置と、前記上反転位置から前記払拭領域の内側に向かって近傍に設定された上反転限界位置との間に設定され、
前記第２領域は、前記下反転位置と、前記下反転位置から前記払拭領域の内側に向かって近傍に設定された下反転限界位置との間に設定され、
前記第３領域は、前記上反転限界位置と前記下反転限界位置との間のうち、前記第４領域を除く領域に設定され、
前記第４領域は、下反転位置から上反転位置までの払拭領域に属する加速領域、等速領域、減速領域のうち等速領域に設定され、
前記モータ制御部は、
前記ワイパアームが往路方向に作動中に、前記ワイパモータの過負荷を検知すると、前記ワイパアームが前記第３領域にあれば障害物除去動作を行い、前記ワイパアームが前記第１領域にあれば前記ワイパアームの移動方向を反転させ、
前記ワイパアームが復路方向に作動中に、前記ワイパモータの過負荷を検知すると、前記ワイパアームが前記第３領域にあれば障害物除去動作を行い、前記ワイパアームが前記第２領域にあれば前記ワイパアームの移動方向を反転させるとともに、
前記ワイパアームが前記往路方向又は前記復路方向の少なくとも一方の方向に作動中に、前記ワイパアームが前記第４領域にあれば前記ワイパモータの駆動を停止させる
ワイパ装置。

【請求項5】

前記モータ制御部は、前記ワイパアームが前記往路方向又は前記復路方向の少なくとも一方の方向に作動中に、前記ワイパアームが前記第４領域にあれば、前記ワイパモータを逆回転させた後、前記ワイパモータの駆動を停止させる
請求項４に記載のワイパ装置。

【請求項6】

前記モータ制御部は、前記第３領域でのワイパモータのトルク限界値と、前記第４領域でのワイパモータのトルク限界値とを異なるようにした
請求項４に記載のワイパ装置。

【請求項7】

正逆回転モータを用いたワイパモータを制御するワイパ制御方法であって、
下反転位置から上反転位置までの払拭領域に属する加速領域、等速領域、減速領域のうち、等速領域においてワイパの過負荷を検知した場合に、前記ワイパモータの駆動を停止させる
ワイパ制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイパ制御装置、ワイパ装置、ワイパ制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のフロントガラスやリアガラスには、ワイパが設けられている。ワイパは、ワイパアームをワイパモータにより揺動させ、ワイパアームの先端部に装着されたワイパブレードにより、フロントガラスやリアガラスに付着した雨や雪を払拭する（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－０９５２８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両のワイパは、雨天時ばかりでなく、様々な環境下で使用される。例えば、フロントガラスに雪が堆積した状態では、堆積した雪が障害物となり、ワイパの動きが悪化し、ワイパがロック状態になることがある。また、降雪の中を運転している際に、車両の屋根に載っている雪塊がフロントガラスに沿って落下することがある。この場合、落下した雪塊が障害物となり、ワイパがロック状態となることがある。ワイパの動きが障害物により急激に妨げられると、ワイパモータに大きな負荷を生じさせ、ワイパモータに損傷を与えることがある。

【0005】

上述の課題を鑑み、本発明は、様々な環境下でワイパを最適に動作させるとともに、障害物によるワイパモータの損傷を防止するようにしたワイパ制御装置、ワイパ装置、ワイパ制御方法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】

本発明の態様１は、正逆回転モータを用いたワイパモータを制御するワイパ制御装置であって、下反転位置から上反転位置までの払拭領域に属する加速領域、等速領域、減速領域のうち、等速領域においてワイパの過負荷を検知した場合に、前記ワイパモータの駆動を停止させるモータ制御部を有する。

【0007】

このように構成することで、様々な環境下でワイパを最適に動作させるとともに、障害物によるワイパモータの損傷を防止できる。

【0008】

本発明の態様２は、態様１のワイパ制御装置において、前記モータ制御部は、前記過負荷を検知すると、下反転位置に到達するまで前記ワイパモータを逆回転させた後、前記ワイパモータの駆動を停止させる。

【0009】

このように構成することで、ワイパアームの移動方向と落下する障害物の方向とを近づけるようにして、ワイパモータに加わる負荷を軽減して、ワイパモータの損傷を防止できる。

【0010】

本発明の態様３は、態様１のワイパ制御装置において、前記等速領域は、前記ワイパモータの回転数が最も高い状態で駆動する範囲を含み、かつ、前記下反転位置と前記上反転位置との中央である中央位置を含む領域である。

【0011】

このように構成することで、落下する障害物によるワイパモータの損傷が生じやすい領域を特定できる。

【0012】

本発明の態様４はワイパモータと、前記ワイパモータにより駆動されるワイパアームと、前記ワイパアームの先端に取り付けられたワイパブレードと、前記ワイパモータの回転を制御するモータ制御部とを備え、前記ワイパモータは、正逆回転モータを用いて構成されており、下反転位置から上反転位置までの払拭領域に、第１領域と、第２領域と、第３領域と、第４領域が設定されており、前記第１領域は、前記上反転位置と、前記上反転位置から前記払拭領域の内側に向かって近傍に設定された上反転限界位置との間に設定され、前記第２領域は、前記下反転位置と、前記下反転位置から前記払拭領域の内側に向かって近傍に設定された下反転限界位置との間に設定され、前記第３領域は、前記上反転限界位置と前記下反転限界位置との間のうち、前記第４領域を除く領域に設定され、前記第４領域は、下反転位置から上反転位置までの払拭領域に属する加速領域、等速領域、減速領域のうち等速領域に設定され、前記モータ制御部は、前記ワイパアームが往路方向に作動中に、前記ワイパモータの過負荷を検知すると、前記ワイパアームが前記第３領域にあれば障害物除去動作を行い、前記ワイパアームが前記第１領域にあれば前記ワイパアームの移動方向を反転させ、前記ワイパアームが復路方向に作動中に、前記ワイパモータの過負荷を検知すると、前記ワイパアームが前記第３領域にあれば障害物除去動作を行い、前記ワイパアームが前記第２領域にあれば前記ワイパアームの移動方向を反転させるとともに、前記ワイパアームが前記往路方向又は前記復路方向の少なくとも一方の方向に作動中に、前記ワイパアームが前記第４領域にあれば前記ワイパモータの駆動を停止させる。

【0013】

このように構成することで、様々な環境下でワイパを最適に動作させるとともに、障害物によるワイパモータの損傷を防止できる。

【0014】

本発明の態様５は、態様４のワイパ装置において、前記モータ制御部は、前記ワイパアームが前記往路方向又は前記復路方向の少なくとも一方の方向に作動中に、前記ワイパアームが前記第４領域にあれば、前記ワイパモータを逆回転させた後、前記ワイパモータの駆動を停止させる。

【0015】

このように構成することで、ワイパアームの移動方向と落下する障害物の方向とを近づけるようにして、ワイパモータに加わる負荷を軽減して、ワイパモータの損傷を防止できる。

【0016】

本発明の態様６は、態様４のワイパ装置において、前記モータ制御部は、前記第３領域でのワイパモータのトルク限界値と、前記第４領域でのワイパモータのトルク限界値とを異なるようにする。

【0017】

このように構成することで、障害物除去動作を行うときには、ワイパモータの必要なトルクを確保し、落下する障害物があるときには、ワイパモータの損傷を防止できる。

【0018】

本発明の態様７は、正逆回転モータを用いたワイパモータを制御するワイパ制御方法であって、下反転位置から上反転位置までの払拭領域に属する加速領域、等速領域、減速領域のうち、等速領域においてワイパの過負荷を検知した場合に、前記ワイパモータの駆動を停止させる。

【0019】

このような方法とすることで、様々な環境下でワイパを最適に動作させるとともに、障害物によるワイパモータの損傷を防止できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、様々な環境下でワイパを最適に動作させるとともに、障害物によるワイパモータの損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態にかかるワイパ装置の概要を示す図である。

【図2】本発明の第１実施形態にかかるワイパ装置におけるワイパ制御装置の概要を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態にかかるワイパ装置におけるゾーンの説明図である。

【図4】ワイパアームの作動角とワイパモータの回転速度との関係を示すグラフである。

【図5】本発明の第１実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。

【図6】往路方向でワイパがロック状態となったときの説明図である。

【図7】往路方向でワイパがロック状態となったときの説明図である。

【図8】復路方向でワイパがロック状態となったときの説明図である。

【図9】復路方向でワイパがロック状態となったときの説明図である。

【図10】障害物が落下してワイパがロック状態となったときの説明図である。

【図11】障害物が落下してワイパがロック状態となったときの説明図である。

【図12】本発明の第２実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。

【図13】本発明の第３実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。

【図14】本発明の第３実施形態の動作説明図である。

【図15】本発明の第３実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかるワイパ装置１の概要を示す。図１に示すように、ワイパ装置１は、ワイパモータ１０と、リンク機構１１と、２本のワイパアーム１２と、各ワイパアーム１２の先端部に装着されたワイパブレード１３と、ワイパモータ１０を制御するワイパ制御装置１００とを備える。

【0023】

ワイパモータ１０としては、正逆回転モータが用いられる。ワイパアーム１２は、ワイパモータ１０の回転駆動により、フロントガラス２の表面を動作し、先端部に装着されたワイパブレード１３により払拭動作を行う。２つのワイパアーム１２は、リンク機構１１により連結されている。

【0024】

ワイパブレード１３は、ワイパアーム１２によって、フロントガラス２に押し付けられるようにして設けられている。ワイパブレード１３は、ワイパモータ１０によってワイパアーム１２が揺動されると、フロントガラス２の外表面上の払拭範囲を往復動し、フロントガラス２を払拭する。

【0025】

図２は、ワイパ制御装置１００の概要を示すブロック図である。図２に示すように、ワイパ制御装置１００は、モータ制御部１０１と、インバータ１０２と、回転角度センサ１０３とを含んで構成される。

【0026】

モータ制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含むプロセッサであり、ワイパモータ１０の動作を統括的に制御する。また、モータ制御部１０１は、車両全体を統括制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０４とデータ通信を行うことができる。モータ制御部１０１は、ワイパモータ１０の回転方向や回転速度に応じたモータ制御信号をインバータ１０２に供給する。

【0027】

インバータ１０２は、モータ制御部１０１が生成した制御信号に基づいて、ＰＷＭ駆動信号を出力し、ワイパモータ１０に供給する。ワイパモータ１０は、このＰＷＭ駆動信号により回転駆動される。また、ワイパモータ１０の回転角は、回転角度センサ１０３により検出される。回転角度センサ１０３の検出信号がモータ制御部１０１に供給される。

【0028】

モータ制御部１０１は、回転角度センサ１０３の検出信号により、ワイパアーム１２の作動角を検出できる。また、モータ制御部１０１は、回転角度センサ１０３の検出信号を基に、ワイパの過負荷を検知する。

【0029】

すなわち、ワイパが過負荷になると、ワイパモータ１０を駆動しているにもかかわらず、ワイパアーム１２が移動できなくなり、ロック状態となる。このことから、モータ制御部１０１は、回転角度センサ１０３の検出信号を取得し、ワイパモータ１０を駆動中に、ワイパモータ１０が停止していると判定された場合、又はワイパモータ１０の回転が所定値以下の場合には、ワイパは過負荷であり、ロック状態になったと判定する。

【0030】

次に、本実施形態におけるワイパ装置１の動作について説明する。本実施形態におけるワイパ装置１は、降雪時等、様々な環境化において、最適に作動できるように、ワイパアーム１２の払拭範囲にゾーンを設定している。図３は、本実施形態のワイパ装置１におけるゾーンの説明図である。

【0031】

図３に示すように、ワイパ装置１を作動させると、ワイパアーム１２は下側から上側に向かって円を描くように移動し、頂点に達すると、ワイパアーム１２の動きが反転し、上側から下側に向かって円を描くように移動する。そして、ワイパアーム１２が下側の終端に到達すると、ワイパアーム１２の動きが反転し、再び、下側から上側に向かって移動する。このように、ワイパ装置１を作動させると、ワイパアーム１２は下側と上側との間で、揺動運動を繰り返す。以下の説明では、ワイパアーム１２が下側から上側に向かって移動する方向を往路ＯＴとし、上側から下側に向かって移動する方向を復路ＲＴとする。また、頂点側でワイパアーム１２の動きが反転する位置を上反転位置Ｐ１とし、下側の終端でワイパアーム１２の動きが反転する位置を下反転位置Ｐ２とする。上反転位置Ｐ１と下反転位置Ｐ２との間においてワイパが往路または復路に沿って移動することによって払拭する範囲がワイパの払拭範囲となる。

【0032】

また、本実施形態では、上反転位置Ｐ１の近傍（上反転位置Ｐ１を基準として下反転位置Ｐ２に向かう方向に例えば１５度移動した位置）に、上反転限界位置Ｐ１１が設定される。そして、上反転位置Ｐ１と上反転限界位置Ｐ１１との間に、Ａゾーン（第１領域）Ａｚが設定される。また、下反転位置Ｐ２の近傍（下反転位置Ｐ２を基準として上反転位置Ｐ１に向かう方向に例えば１５度移動した位置）に、下反転限界位置Ｐ１２が設定される。そして、下反転位置Ｐ２と下反転限界位置Ｐ１２との間に、Ｃゾーン（第２領域）Ｃｚが設定される。また、上反転限界位置Ｐ１１と下反転限界位置Ｐ１２との間であってＳゾーンＳｚを除く領域に、Ｂゾーン（第３領域）Ｂｚが設定される。

【0033】

さらに、本実施形態では、上反転位置Ｐ１と下反転位置Ｐ２との間における中央位置を含む領域であり、位置Ｐ２１から位置Ｐ２２の間の領域に、Ｓゾーン（第４領域）Ｓｚが設定される。ＳゾーンＳｚは、ワイパモータ１０の回転数が最も高く、等速となる領域を対象として設定される。

【0034】

つまり、図４は、往路ＯＴの向きにワイパアーム１２が動くときのワイパアーム１２の作動角とワイパモータ１０の回転速度との関係を示すグラフである。図４に示すように、ワイパモータ１０の回転速度は、ワイパアーム１２の移動方向が反転する下反転位置Ｐ２の位置で０になる。それから、ワイパアーム１２が上反転位置Ｐ１に向かうに従って、ワイパモータ１０の回転速度は加速していく（加速領域）。そして、下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との中央位置付近で、ワイパモータ１０の回転速度は最大で等速となる（等速領域）。その後、ワイパモータ１０の回転速度は、ワイパアーム１２が上反転位置Ｐ１に向かって移動するに従って減速していき（減速領域）、ワイパアーム１２の移動方向が反転する上反転位置Ｐ１の位置で０になる。Ｓゾーンは、下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との中央位置付近で、ワイパモータ１０の回転速度が最大となる等速領域に設定される。

【0035】

図５は、本発明の第１実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。本発明の第１実施形態では、回転角度センサ１０３の検出信号から、ワイパのロック状態を検出し、ロック状態が検出されると、ワイパアーム１２がどのゾーンにあるかを判定し、これに応じて、ワイパの作動を制御することで、様々な環境下でワイパを最適に動作させることができるようにしている。

【0036】

（ステップＳ１０１）モータ制御部１０１は、回転角度センサ１０３の検出信号から、ワイパモータ１０の回転角度を取得して、処理をステップＳ１０２に進める。回転角度センサ１０３の検出信号から、ワイパアーム１２の作動角がＡゾーン、Ｂゾーン、Ｃゾーン、Ｓゾーンのどこに含まれているかが判定できる。また、回転角度センサ１０３の検出信号から、ロック状態が判定できる。

【0037】

（ステップＳ１０２）モータ制御部１０１は、回転角度センサ１０３の検出信号から、ロック状態であるか否かを判定する。モータ制御部１０１は、ロック状態ではないと判定すると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０３に進め、ロック状態であると判定すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０４に進める。

【0038】

（ステップＳ１０３）モータ制御部１０１は、ステップＳ１０２でロック状態ではないと判定すると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ワイパ装置１の払拭動作を続ける。これにより、ワイパモータ１０が回転し、フロントガラス２上をワイパアーム１２が揺動して、フロントガラス２が払拭される。

【0039】

（ステップＳ１０４）モータ制御部１０１は、ステップＳ１０２でロック状態であると判定すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ワイパアーム１２が往路方向に移動しているか否かを判定する。モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２が往路方向に移動していないと判定すると（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ワイパアーム１２は復路を移動していると判定して、処理をステップＳ１０５に進め、ワイパアーム１２が往路方向に移動していると判定すると（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１０に進める。

【0040】

（ステップＳ１０５）モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＣゾーンにあるか否かを判定する。モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＣゾーンにあれば（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０６に進め、ワイパアーム１２がＣゾーンになければ（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０７に進める。

【0041】

（ステップＳ１０６）モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２を反転動作させる。すなわち、ワイパアーム１２が復路を移動している場合、ワイパアーム１２が下反転位置Ｐ２と下反転限界位置Ｐ１２との間のゾーンＣに達していたら、ワイパアーム１２を反転動作させ、往路方向に移動させる。

【0042】

（ステップＳ１０７）モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＡゾーン又はＢゾーンにあるか否かを判定する。モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＡゾーン又はＢゾーンにあれば（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０８に進める。また、モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＡゾーン又はＢゾーンになければ（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ワイパアーム１２はＳゾーンにあるとして、処理をステップＳ１０９に進める。

【0043】

（ステップＳ１０８）モータ制御部１０１は、障害物除去動作を作動させる。障害物除去動作では、ワイパモータ１０に供給するＰＷＭ駆動信号のデューティ比を上げることで、ワイパモータ１０のトルクを増大させる。これにより、フロントガラス２上の障害物を除去することができる。障害物除去動作は、所定回数、例えば最大５回繰り返され、障害物が除去されたら動作を継続し、障害物が除去されなければ、その後、ワイパモータ１０は停止される。

【0044】

（ステップＳ１０９）モータ制御部１０１は、Ｓゾーンに障害物があるとして、ワイパモータ１０を停止させる。

【0045】

（ステップＳ１１０）モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＡゾーンにあるか否かを判定する。モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＡゾーンにあれば（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１１に進め、ワイパアーム１２がＡゾーンになければ（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１２に進める。

【0046】

（ステップＳ１１１）モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２を反転動作させる。すなわち、ワイパアーム１２が往路を移動している場合、ワイパアーム１２が上反転位置Ｐ１と上反転限界位置Ｐ１１との間のゾーンＡに達していたら、ワイパアーム１２を反転動作させ、復路方向に移動させる。

【0047】

（ステップＳ１１２）モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＢゾーン又はＣゾーンにあるか否かを判定する。モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＢゾーン又はＣゾーンにあれば（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１３に進める。また、モータ制御部１０１は、ワイパアーム１２がＢゾーン又はＣゾーンになければ（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、ワイパアーム１２の作動角はＳゾーンにあるとして、処理をステップＳ１１４に進める。

【0048】

（ステップＳ１１３）モータ制御部１０１は、障害物除去動作を作動させる。障害物除去動作では、ワイパモータ１０に供給するＰＷＭ駆動信号のデューティ比を上げることで、ワイパモータ１０のトルクを増大させる。これにより、フロントガラス２上の障害物を除去することができる。障害物除去動作は、所定回数、例えば最大５回繰り返され、障害物が除去されたら動作を継続し、障害物が除去されなければ、その後、ワイパモータ１０は停止される。

【0049】

（ステップＳ１１４）モータ制御部１０１は、Ｓゾーンに障害物があるとして、ワイパモータ１０を停止させる。

【0050】

上述のように、本実施形態では、回転角度センサ１０３の検出信号から、ワイパのロック状態を検出し、ロック状態が検出されると、ワイパアーム１２がどのゾーンにあるかを判定し、これに応じて、ワイパの作動を制御している。これにより、様々な環境下でワイパを最適に動作させることができる。

【0051】

まず、フロントガラス２に障害物がなく、通常の使用状態でワイパを作動させたとする。この場合、ステップＳ１０２でロック状態は検出されない。したがって、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３の処理が行われ、通常の払拭動作となる。

【0052】

次に、例えば、降雪時に、雪が障害物となってフロントガラス２に堆積しているような環境下で、ワイパを作動したとする。この場合、堆積した雪が障害物となり、ワイパの動きが悪化し、往路又は復路で、ワイパがロック状態になることがある。

【0053】

図６及び図７は、フロントガラス２に堆積した障害物により往路方向でワイパがロック状態となったときの説明図である。

【0054】

図６に示すように、往路方向にワイパアーム１２が移動中に、障害物ＯＢ１により過負荷になり、ＢゾーンＢｚでワイパがロック状態になったとする。この場合、図５のフローチャートで示したように、ワイパアーム１２が往路において移動中にロック状態となった場合には、ステップＳ１０２においてロック状態であると判定され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４において往路であると判定される（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）。そして、この場合、ワイパアーム１２がＢゾーンＢｚ又はＣゾーンＣｚにあれば、ステップＳ１１０でワイパアーム１２がＡゾーンＡｚにないと判定され（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１１２でワイパアーム１２がＢゾーンＢｚ又はＣゾーンＣｚにあると判定されることになる（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）。この場合には、ステップＳ１１３で、障害物除去動作が作動される。障害物除去動作が作動されると、ワイパモータ１０を制御するためのＰＷＭ駆動信号のデューティ比が上げられ、ワイパモータ１０のトルクが上昇する。これにより、障害物ＯＢ１は、ワイパアーム１２によって上方（上反転位置Ｐ１に向かう方向）に向かって移動されて、除去されていく。なお、障害物除去動作は、例えば最大５回繰り返され、障害物が除去できずにロック状態が継続している場合には、その後、ワイパモータ１０の回転は停止される。

【0055】

また、図７に示すように、障害物ＯＢ２が存在する場合において、往路方向にワイパアーム１２が移動している途中に、ワイパがこの障害物ＯＢ２に当接することにより、ＡゾーンＡｚでワイパがロック状態になったとする。この場合、図５のフローチャートで示したように、ワイパアーム１２が往路において移動している間にロック状態となった場合には、ステップＳ１０２においてロック状態であると判定され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４において往路であると判定される（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）。そして、この場合、ワイパアーム１２がＡゾーンＡｚにあれば、ステップＳ１１０でワイパアーム１２がＡゾーンＡｚにあると判定されることになる。この場合には、ステップＳ１１１で、ワイパアーム１２の動きが反転（符号Ｒｖ）される。

【0056】

図６に示したように、往路ＯＴ方向では、ワイパアーム１２がＢゾーンＢｚ又はＣゾーンＣｚにある場合には、障害物除去動作が行われ、障害物は上方側に向かって除去されていく。その結果、図７に示すように、上反転位置Ｐ１と上反転限界位置Ｐ１１との間に、障害物が溜まりやすい。図７に示すように、上反転位置Ｐ１と上反転限界位置Ｐ１１との間に障害物ＯＢ２があるような場合には、ワイパアーム１２が上反転位置Ｐ１に到達する前でも、ワイパアーム１２がＡゾーンＡｚ内に達していれば、その位置でワイパアーム１２の移動方向が復路方向に反転（符号Ｒｖ）する。これにより、上反転位置Ｐ１と上反転限界位置Ｐ１１との間の障害物ＯＢ２を回避できる。

【0057】

図８及び図９は、フロントガラス２に堆積した障害物により復路ＲＴ方向に移動している間にワイパがロック状態となったときの説明図である。

【0058】

図８に示すように、復路方向にワイパアーム１２が移動中に、障害物ＯＢ３により、Ｂゾーンでワイパがロック状態になったとする。この場合、図５のフローチャートで示したように、ステップＳ１０２でロック状態であると判定され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４で往路ではないと判定される（ステップＳ１０４：Ｎｏ）。そして、この場合、ワイパアーム１２がＡゾーン又はＢゾーンにあれば、ステップＳ１０５でワイパアーム１２がＣゾーンにないと判定され（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０７でワイパアーム１２がＡゾーン又はＢゾーンにあると判定されることになる（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）。この場合には、ステップＳ１０８で、障害物除去動作が作動される。障害物除去動作が作動されると、ワイパモータ１０を制御するためのＰＷＭ制御信号のデューティ比が上げられ、ワイパモータ１０のトルクが上昇される。これにより、障害物ＯＢ３は、下方に向かって移動されて、除去されていく。なお、障害物除去動作は、例えば最大５回繰り返され、障害物が除去できずにロック状態が継続している場合には、その後、ワイパモータ１０の回転は停止される。

【0059】

また、図９に示すように、復路ＲＴ方向にワイパアーム１２が移動している途中において、障害物ＯＢ４により、ＣゾーンＣｚにおいてワイパがロック状態になったとする。この場合、図５のフローチャートで示したように、ステップＳ１０２でロック状態であると判定され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４で往路ではないと判定される（ステップＳ１０４：Ｎｏ）。そして、この場合、ワイパアーム１２がＣゾーンＣｚにあれば、ステップＳ１０５でワイパアーム１２がＣゾーンＣｚにあると判定されることになる（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）。この場合には、ステップＳ１０６で、ワイパアーム１２の動きが反転（符号Ｒｖ）される。

【0060】

図８に示したように、復路ＲＴ方向では、ワイパアーム１２がＡゾーンＡｚ又はＢゾーンＢｚにある場合には、障害物除去動作が行われ、障害物は下方側に向かって除去されていく。その結果、図９に示すように、下反転位置Ｐ２と下反転限界位置Ｐ１２との間に、障害物ＯＢ４が溜まりやすい。図９に示すように、下反転位置Ｐ２と下反転限界位置Ｐ１２との間に障害物ＯＢ４があるような場合には、ワイパアーム１２が下反転位置Ｐ２に到達する前でも、ワイパアーム１２がＣゾーン内に達していれば、その位置でワイパアーム１２の移動方向が往路方向に反転する。これにより、下反転位置Ｐ２と下反転限界位置Ｐ１２との間の障害物ＯＢ２を回避できる。

【0061】

図１０及び図１１は、フロントガラス２に障害物が落下してワイパがロック状態となったときの説明図である。

【0062】

例えば、降雪の中を運転している際に、車両の屋根からのフロントガラス２に沿って雪塊が落下することがある。この場合、落下した雪塊がワイパブレード１３に当たり、ワイパアーム１２が動かなくなり、ロック状態となる。図１０は、往路ＯＴ方向にワイパアーム１２が移動している途中に、上から障害物ＯＢ５が落下してワイパがロック状態となったときの状態を示し、図１１は、復路ＲＴ方向にワイパアーム１２を移動中に、上から障害物ＯＢ６が落下してワイパがロック状態となったときを示している。

【0063】

車両の屋根から雪塊がフロントガラス２に落下してワイパがロックする場合には、障害物に重力が加わるため、ワイパアーム１２に強い衝撃が加わる。特に、ワイパモータ１０の回転数が最も高くなる位置において、ワイパモータ１０の動きが急激に阻害されると、ワイパモータ１０に大きな負担がかかり、ワイパモータ１０が損傷する可能性がある。

【0064】

図５のフローチャートで示したように、ワイパアーム１２が往路方向に移動中にロック状態となった場合には、ステップＳ１０２でロック状態であると判定され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４で往路であると判定される（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）。このとき、ワイパアーム１２がＳゾーンの位置にあると、ステップＳ１１０でＡゾーンではないと判定され（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１１２でＢゾーンＢｚ又はＣゾーンＣｚではないと判定される（ステップＳ１１２：Ｎｏ）。これにより、ステップＳ１１４でワイパモータ１０の回転が停止される。

【0065】

同様に、ワイパアーム１２が復路方向に移動中にロック状態となった場合には、ステップＳ１０２でロック状態であると判定され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４で往路ではないと判定される（ステップＳ１０４：Ｎｏ）。このとき、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚの位置にあると、ステップＳ１０５でＣゾーンではないと判定され（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０７でＡゾーンＡｚ又はＢゾーンＢｚではないと判定される（ステップＳ１０７：Ｎｏ）。これにより、ステップＳ１０９でワイパモータ１０の回転が停止される。

【0066】

図４に示したように、ＳゾーンＳｚは、ワイパモータ１０の回転数が最も高くなり、上反転位置Ｐ１と下反転位置Ｐ２との中央位置を含む部分に設定されている。本実施形態では、ワイパアーム１２を往路方向及び復路方向に移動中に、障害物ＯＢ５及び障害物ＯＢ６が落下してワイパがロック状態となったとき、ワイパアーム１２がＳゾーンにあると判定されると、ワイパモータ１０の回転が停止される。これにより、ワイパモータ１０の回転数が最も高くなる位置で、ワイパアーム１２の動きが急激に阻害されても、ワイパモータ１０に損傷を回避できる。

【0067】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１２は、本発明の第２実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。なお、前述の第１実施形態と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。

【0068】

前述の第１実施形態では、往路方向と復路方向にとの双方で、ワイパがロック状態となったときに、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあれば、ワイパモータ１０の回転を停止させて、フロントガラス２に障害物が落下してワイパがロック状態となることに対処している。これに対して、この実施形態では、往路方向でのみ、ワイパがロック状態となったときに、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあれば、ワイパモータ１０の回転を停止させる処理を行っており、復路方向では、このような処理は行っていない。

【0069】

つまり、第１実施形態では、図５に示したように、往路方向において、ＳゾーンＳｚの検出処理（ステップＳ１１０、ステップＳ１１２）と、ＳゾーンＳｚにあるときにワイパモータ１０を停止させる処理（ステップＳ１１４）があるとともに、復路方向において、ＳゾーンＳｚの検出処理（ステップＳ１０５，ステップＳ１０７）と、ＳゾーンＳｚにあるときにワイパモータ１０を停止させる処理（ステップＳ１０９）がある。これに対して、第２実施形態では、図１２に示すように、復路方向では、ＳゾーンＳｚの検出処理（ステップＳ１０７）やＳゾーンＳｚにあるときにワイパモータ１０を停止させる処理（ステップＳ１０９）が除かれている。

【0070】

これは、フロントガラス２に障害物が落下してワイパがロック状態となったときに、ワイパモータ１０に与えられる負荷が、ワイパアーム１２が往路方向に移動しているときと、復路方向に移動しているときとで異なるからである。つまり、図１０に示したように、ワイパアーム１２が往路方向に移動しているときには、ワイパアーム１２の移動方向Ｖ２と障害物ＯＢ５の落下方向Ｖ１とが対峙する。このため、フロントガラス２に障害物ＯＢ５が落下すると、ワイパモータ１０に大きな負荷がかかり、ワイパモータ１０に損傷を与える可能性が高い。これに対して、図１１に示したように、ワイパアーム１２が復路方向に移動しているときには、ワイパアーム１２の移動方向Ｖ３と障害物ＯＢ５の落下方向Ｖ１とが略同方向になるため、フロントガラス２に障害物ＯＢ５が落下したときに、ワイパモータ１０に与えられる負荷は小さく、ワイパモータ１０に損傷を与える可能性は小さい。

【0071】

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１３は、本発明の第３実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。図１４は、本発明の第３実施形態の動作説明図である。

【0072】

前述の第１及び第２実施形態では、ワイパがロック状態となったときに、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあれば、ワイパモータ１０の回転を停止させて、フロントガラス２に障害物が落下してワイパがロック状態となることに対処している。これに対して、この第３実施形態では、往路方向の移動時に、ワイパがロック状態となったときに、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあれば、ワイパモータ１０の回転を反転させた後、停止させるようにしている。

【0073】

すなわち、図１３に示すように、第３実施形態では、ワイパアーム１２を復路方向に移動中に、ステップＳ１１２でワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあるか否かを検出し、ＳゾーンＳｚにあると判定されると（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、ワイパモータ１０の回転方向を逆転させた後に、ワイパモータ１０を停止させている（ステップＳ１１４ａ）。これにより、フロントガラス２に障害物が落下してワイパがロック状態となったときに、障害物の落下方向とワイパアーム１２の移動方向とを同方向となり、障害物の落下による影響を軽減できる。

【0074】

つまり、図１４に示すように、フロントガラス２に障害物ＯＢ６が落下すると、ワイパアーム１２には、障害物ＯＢ５の落下方向Ｖ１の力が加わる。往路方向では、障害物ＯＢ６の落下方向Ｖ１とワイパアーム１２の移動方向Ｖ２とは対峙している。これに対して、ワイパアーム１２の移動方向を復路方向にとなるように反転すれば、ワイパアーム１２の移動方向Ｖ３と障害物ＯＢ６の落下方向Ｖ１とが略同じになり、ワイパモータ１０に対する影響を軽減できる。

【0075】

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１５は、本発明の第４実施形態の動作説明に用いるフローチャートである。

【0076】

本実施形態では、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあるときと、その他のゾーンあるときとで、ワイパモータ１０のデューティ比のリミット値を変えるようにしている。

【0077】

つまり、ワイパモータ１０のトルクは、インバータ１０２からワイパモータ１０に供給されるＰＷＭ駆動信号のデューティ比により設定できる。このＰＷＭ駆動信号のデューティ比を大きくすれば、ワイパモータ１０のトルクは上昇する。

【0078】

往路方向では、ワイパアーム１２がＣゾーンＣｚ又はＢゾーンＢｚにあるときには、障害物除去動作を行うのに大きなトルクが必要になる。このため、ワイパモータ１０のデューティ比のリミット値は高く設定する必要がある。また、復路方向では、ワイパアーム１２がＡゾーンＡｚ又はＢゾーンＢｚにあるときには、障害物除去動作を行うのに大きなトルクが必要になる。このため、ワイパモータ１０のデューティ比のリミット値は高く設定する必要がある。

【0079】

これに対して、障害物がフロントガラス２に落下してワイパがロック状態となったときに、ワイパモータ１０のトルクが大きいと、ワイパモータ１０に与える影響も大きくなる。このため、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあるときには、ワイパモータ１０のデューティ比のリミット値を低く設定して、ワイパモータ１０の破損を防止することが望まれる。

【0080】

そこで、この第４実施形態では、往路方向でワイパアーム１２がＢゾーンＢｚ又はＣゾーンＣｚにあると判定されたときには（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、ワイパモータ１０のデューティ比のリミット値は大きな値（例えば８０％）に設定される（ステップＳ２０１）。そして、ステップＳ１１３で、障害物の除去動作が作動される。同様に、復路方向でワイパアーム１２がＢゾーンＢｚ又はＡゾーンＡｚにあると判定されたときには（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ワイパモータ１０のデューティ比のリミット値が大きな値（例えば８０％）に設定される（ステップＳ２０２）。

【0081】

これに対して、往路方向で、ワイパアーム１２がＳゾーンＳｚにあると判定されたときには（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、障害物が落下したときにワイパモータ１０の破損を防止するために、ワイパモータ１０のデューティ比のリミット値は小さい値（例えば４０％）に設定される（ステップＳ２０３）。

【0082】

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、フロントガラスに雪等の障害物が堆積してワイパがロック状態になることが回避できるとともに、落下した雪塊等が障害物となり、ワイパがロック状態となっても、ワイパモータに損傷を与えることが防止できる。

【0083】

また、これにより、モータの破損を生じにくくすることができるため、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「全ての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」、目標９「強靭（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの促進を図る」に貢献することが可能となる。

【0084】

上述した実施形態におけるワイパ制御装置１００の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0085】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0086】

１０…ワイパモータ、１２…ワイパアーム、１３…ワイパブレード、１００…ワイパ制御装置、１０１…モータ制御部、１０２…インバータ、１０３ …回転角度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】