JP2008296790A

JP2008296790A - Wiper device

Info

Publication number: JP2008296790A
Application number: JP2007146206A
Authority: JP
Inventors: Tatsuchika Shimoie; 辰爾下家
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiper device capable of more suitably suppressing the descending of a voltage of a power source system of a vehicle. <P>SOLUTION: The wiper device 1 is provided with a link mechanism for pivoting a wiper arm; an electric motor 2 for driving the link mechanism; a control means 5a for controlling the electric motor 2; and a rotation speed detection means 5b for detecting a rotation speed N of the electric motor 2. The control means 5a restricts the current of the electric motor 2 when the detected time variation ratio dN/dt of the rotation speed N is a predetermined value η or lower. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適なワイパー装置に関する。 The present invention relates to a wiper device suitable for application to automobiles such as passenger cars, trucks, and buses.

車両には、運転者の運転時の前方視認性を確保することを目的として、フロントガラスの表面に存在する雨や雪等をワイパーアームの先端に設けられたワイパーブレードにより払拭するワイパー装置が備えられている。このようなワイパー装置としては、例えば特許文献１に記載されているようなものがあり、モータとモータを制御する制御装置と、モータの回転を減速する減速機構と、減速機構の出力回転軸の動作をワイパーアームの揺動動作に変換するリンク機構とを備えて構成される。 The vehicle is equipped with a wiper device that wipes rain, snow, etc. present on the surface of the windshield with a wiper blade provided at the tip of the wiper arm for the purpose of ensuring forward visibility during driving. It has been. As such a wiper apparatus, there exists a thing as described in patent document 1, for example, the control apparatus which controls a motor and a motor, the deceleration mechanism which decelerates rotation of a motor, and the output rotating shaft of a deceleration mechanism. And a link mechanism that converts the operation into a swinging motion of the wiper arm.

このようなワイパー装置においては、冬期においてフロントガラスの表面に積雪が存在している状況で、フロントガラス両側に位置する車両のＡピラーとワイパーブレードの間に積雪が挟み込まれて、ワイパーアームがロックされ、モータがロックした場合にモータのトルクが増大して、電流が大きくなり、車両の電源系統の電圧降下を招くことを防止するために、ワイパーブレードがＡピラー近傍にあるかどうかを摺動接点スイッチにより検知し、予め設定されている時間が経っても摺動接点スイッチがオンされない場合にはワイパー装置の電源をオフすることが行われている。
特開２００４−１４８８９６号公報 In such a wiper device, when there is snow on the windshield surface in winter, the snow is sandwiched between the A-pillar and the wiper blade of the vehicle located on both sides of the windshield, and the wiper arm is locked. When the motor is locked, the motor torque increases, the current increases, and the wiper blade slides whether it is in the vicinity of the A-pillar to prevent the voltage drop of the power supply system of the vehicle. If the sliding contact switch is not turned on even after a preset time has been detected by the contact switch, the power of the wiper device is turned off.
JP 2004-148896 A

ところが、このような従来技術のワイパー装置においては、前述した予め設定されている時間が経過するまでは、モータの電流は上昇し続けるため、モータの電流が大きくなり車両の電源系統の電圧降下を招くことを防止することが依然としてできないという問題があった。 However, in such a prior art wiper device, the motor current continues to rise until the preset time described above elapses, so the motor current increases and the voltage drop of the vehicle power supply system is reduced. There was a problem that it was still not possible to prevent the invitation.

本発明は、上記問題に鑑み、より適切に車両の電源系統の電圧降下を抑制することができるワイパー装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a wiper device that can more appropriately suppress a voltage drop in a power supply system of a vehicle.

上記の問題を解決するため、本発明に係るワイパー装置は、
ワイパーアームを揺動させるリンク機構と、当該リンク機構を駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、前記制御手段が、前記検出された回転速度の時間変化率が所定値以下である場合に前記電動機の電流を制限することを特徴とする。 In order to solve the above problem, the wiper device according to the present invention is:
A link mechanism that swings the wiper arm; an electric motor that drives the link mechanism; a control unit that controls the electric motor; and a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the electric motor. The current of the electric motor is limited when the detected temporal change rate of the rotational speed is equal to or less than a predetermined value.

なお、前記電動機は、典型的には直流モータであって、固定子永久磁石タイプの直流モータ、直流直巻モータ、直流分巻モータ、直流ブラシレスモータ等種々の形式の直流モータとすることができる。また、前記制御手段が前記電動機の電流を制限するにあたっては、典型的には前記電動機に印加する電圧のデューティ比を制御する。 The electric motor is typically a direct current motor, and can be various types of direct current motors such as a stator permanent magnet type direct current motor, direct current direct current motor, direct current winding motor, direct current brushless motor, and the like. . Further, when the control means limits the current of the electric motor, typically, the duty ratio of the voltage applied to the electric motor is controlled.

ここで、前記ワイパー装置の周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段が、前記検出された回転速度の時間変化率が所定値以下であり、前記検出された温度が所定温度以下である場合に、前記電動機を反転させることが好ましい。 Here, temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the wiper device is provided, and the control means has a time change rate of the detected rotational speed that is not more than a predetermined value, and the detected temperature is not more than a predetermined temperature. In this case, it is preferable to reverse the electric motor.

これによれば、前記検出された回転速度の時間変化率が所定値以下である、つまりは、前記電動機の回転速度の落ち込みが大きい場合であって、かつ、前記検出された温度が所定温度以下であり、車両のフロントガラスの表面と前記ワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードとの間の積雪が凍結して摺動抵抗が大きくなる環境下においては、前記制御手段により前記電動機を反転させて、前記電動機がロックすることにより電流が増大して、車両の電源系統の電圧降下を招くことをより効果的に防止することができる。 According to this, the time rate of change of the detected rotational speed is not more than a predetermined value, that is, the decrease in the rotational speed of the electric motor is large, and the detected temperature is not more than the predetermined temperature. In an environment where snow accumulation between the windshield surface of the vehicle and the wiper blade provided at the tip of the wiper arm freezes and sliding resistance increases, the motor is inverted by the control means. Thus, it is possible to more effectively prevent the current from increasing due to the electric motor being locked and causing a voltage drop in the power supply system of the vehicle.

また、前記検出された回転速度の時間変化率が所定値以下である、つまりは、前記電動機の回転速度の落ち込みが大きい場合であって、かつ、前記検出された温度が所定温度以上であり、車両のフロントガラスの表面と前記ワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードとの間の積雪は凍結しておらず摺動抵抗が大きくならない環境下においては、前記制御手段が前記電動機の電流を制限して、前記電動機がロックすることにより電流が増大して、車両の電源系統の電圧降下を招くことをより効果的に防止することができる。 Further, the time rate of change of the detected rotational speed is not more than a predetermined value, that is, when the drop in the rotational speed of the electric motor is large, and the detected temperature is not less than the predetermined temperature, In an environment where the snow accumulation between the windshield surface of the vehicle and the wiper blade provided at the tip of the wiper arm is not frozen and the sliding resistance does not increase, the control means limits the current of the motor. And it can prevent more effectively that an electric current increases when the said motor locks and causes the voltage drop of the power supply system of a vehicle.

いずれの場合においても、実際に前記電動機が積雪等によりロックして電流が増大する前に、前記回転速度の時間変化率を所定値と比較することにより、前記電動機にロックが発生して前記電動機の電流が増大することを予測して、事前に電流の制限又は反転制御を行ってピーク電流が発生することを抑制することができるので、車両の電源系統の電圧降下をより効果的に抑制することができる。 In any case, before the electric motor actually locks due to snow accumulation or the like and the current increases, the time change rate of the rotation speed is compared with a predetermined value, so that the electric motor is locked and the electric motor It is possible to prevent the peak current from being generated by predicting that the current of the vehicle will increase and restricting or reversing the current in advance, so that the voltage drop of the power system of the vehicle is more effectively suppressed. be able to.

本発明によれば、より適切に車両の電源系統の電圧降下を抑制することができるワイパー装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wiper apparatus which can suppress the voltage drop of the power supply system of a vehicle more appropriately can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明に係わるワイパー装置の一実施形態を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a wiper device according to the present invention.

このワイパー装置１は、モータ２と、ブリッジ回路３と、駆動回路４と、処理回路５と、入力回路６と、電源７と、モータ軸回転センサ８と、ギヤ回転センサ９と、温度センサ１０を備えて構成される。 The wiper device 1 includes a motor 2, a bridge circuit 3, a drive circuit 4, a processing circuit 5, an input circuit 6, a power source 7, a motor shaft rotation sensor 8, a gear rotation sensor 9, and a temperature sensor 10. It is configured with.

モータ２は、固定子永久磁石タイプの直流モータすなわち電動機であり、永久磁石が埋設されたステータと、電機子コイルと整流子を備えたロータと、ブラシＭ＋、Ｍ−を備えるものである。 The motor 2 is a stator permanent magnet type DC motor, that is, an electric motor, and includes a stator in which a permanent magnet is embedded, a rotor including an armature coil and a commutator, and brushes M + and M−.

モータ２のロータのモータ軸は、図示しないウォームギヤからなる減速機構の入力軸に駆動結合され、この減速機構のギヤは図示しないワイパーアームにこれも図示しないリンク機構を介して駆動結合され、モータ２のロータの回転運動は揺動運動に変換されてワイパーアームは揺動運動されて、ワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードにより車両のフロントガラスの表面が、フロントガラスの下枠からＡピラーにかけて払拭される。 The motor shaft of the rotor of the motor 2 is drivably coupled to an input shaft of a speed reduction mechanism comprising a worm gear (not shown), and the gear of this speed reduction mechanism is drivably coupled to a wiper arm (not shown) via a link mechanism (not shown). The rotor's rotational movement is converted into rocking movement, and the wiper arm is rocked. The wiper blade provided at the tip of the wiper arm causes the surface of the windshield of the vehicle to move from the lower frame of the windshield to the A pillar. Wiped out.

ブリッジ回路３は、図１に示すようなＭＯＳＦＥＴ１〜ＭＯＳＦＥＴ４を組み合わせて構成される。このブリッジ回路３は、ＭＯＳＦＥＴ１のソースとＭＯＳＦＥＴ２のドレインを直列に接続し、ＭＯＳＦＥＴ３のソースとＭＯＳＦＥＴ４とドレインを直列に接続して、ＭＯＳＦＥＴ１のドレイン及びＭＯＳＦＥＴ３のドレインを電源７側に接続し、ＭＯＳＦＥＴ２のソース及びＭＯＳＦＥＴ４のソースを接地側に接続して構成される。 The bridge circuit 3 is configured by combining MOSFET1 to MOSFET4 as shown in FIG. The bridge circuit 3 connects the source of the MOSFET 1 and the drain of the MOSFET 2 in series, connects the source of the MOSFET 3 and the MOSFET 4 and the drain in series, connects the drain of the MOSFET 1 and the drain of the MOSFET 3 to the power supply 7 side, and The source and the source of the MOSFET 4 are connected to the ground side.

さらに、このブリッジ回路３の、ＭＯＳＦＥＴ１のソースとＭＯＳＦＥＴ２のドレイン間はモータ２の正極側のブラシＭ＋にＬＣ回路からなるノイズフィルタを介して接続され、ＭＯＳＦＥＴ３のソースとＭＯＳＦＥＴ４のドレイン間はモータ２の負極側のブラシＭ−にＬＣ回路からなるノイズフィルタを介して接続される。 Further, the source of the MOSFET 1 and the drain of the MOSFET 2 of the bridge circuit 3 are connected to the brush M + on the positive side of the motor 2 via a noise filter composed of an LC circuit, and the source of the MOSFET 3 and the drain of the MOSFET 4 are connected to the motor 2. The negative electrode brush M- is connected via a noise filter composed of an LC circuit.

駆動回路４はブリッジ回路３を制御するＩＣでありその出力端子は、それぞれ各ＭＯＳＦＥＴ１〜４のゲートに接続されており、後述する処理回路５において決定されたデューティ比の指令に基づいて、ブリッジ回路３を構成するＭＯＳＦＥＴ１〜ＭＯＳＦＥＴ４がＰＷＭ制御されモータ２の電流が制御されるとともにモータ２の正転反転制御を行う。 The drive circuit 4 is an IC that controls the bridge circuit 3, and the output terminals thereof are connected to the gates of the respective MOSFETs 1 to 4, and the bridge circuit is based on a duty ratio command determined by the processing circuit 5 described later. The MOSFETs 1 to 4 constituting the motor 3 are PWM-controlled to control the current of the motor 2 and to perform forward / reverse control of the motor 2.

モータ２を正転させる場合には、ＭＯＳＦＥＴ２及びＭＯＳＦＥＴ３をオフとして、ＭＯＳＦＥＴ１及びＭＯＳＦＥＴ４をＰＷＭ制御し、モータ２を反転させる場合には、ＭＯＳＦＥＴ１及びＭＯＳＦＥＴ４をオフとして、ＭＯＳＦＥＴ２及びＭＯＳＦＥＴ３をＰＷＭ制御する。 When the motor 2 is rotated forward, the MOSFET 2 and the MOSFET 3 are turned off and the MOSFET 1 and the MOSFET 4 are PWM-controlled. When the motor 2 is reversed, the MOSFET 1 and the MOSFET 4 are turned off and the MOSFET 2 and the MOSFET 3 are PWM-controlled.

処理回路５は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成されるマイクロコンピュータであって、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行う制御手段５ａを構成するものである。 The processing circuit 5 is a microcomputer composed of, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and a data bus connecting them, and constitutes a control means 5a in which the CPU performs predetermined processing described below in accordance with a program stored in the ROM. To do.

入力回路６は、図示しないワイパースイッチにより入力されたオート、ロー、ハイ等のモードと車速に基づいて、モード信号を決定し処理回路５に対して出力するＩＣであり、処理回路５は、入力回路６が決定し出力したモード信号に基づいて、駆動回路４がブリッジ回路３をＰＷＭ制御するにあたってのデューティ比を決定して、駆動回路４を制御するものである。 The input circuit 6 is an IC that determines a mode signal and outputs it to the processing circuit 5 based on the auto, low, high, and other modes and vehicle speed input by a wiper switch (not shown). Based on the mode signal determined and output by the circuit 6, the drive circuit 4 controls the drive circuit 4 by determining the duty ratio when the bridge circuit 3 is PWM-controlled.

電源７は、車両の電源系統から、上述したブリッジ回路３、駆動回路４、処理回路５、入力回路６、後述する、モータ軸回転センサ８、ギヤ回転センサ９、温度センサ１０を動作させるための定電圧を供給する例えば３端子レギュレータ又はＤＣ／ＤＣコンバータからなるものである。 The power source 7 is for operating the bridge circuit 3, the drive circuit 4, the processing circuit 5, the input circuit 6, the motor shaft rotation sensor 8, the gear rotation sensor 9, and the temperature sensor 10 described later from the vehicle power system. For example, it comprises a three-terminal regulator or a DC / DC converter for supplying a constant voltage.

モータ軸回転センサ８は、例えば、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる厚さ数μｍの平板状の薄膜で形成されるホール素子を備えて構成されるものである。このホール素子は、平板状の薄膜に平行な方向に電圧をかけて、その平板内における電圧をかける方向に垂直な方向の両端面から両端子を引き出されて構成されており、平板状の薄膜の厚み方向に磁界が付与されると、ホール効果に基づいて両端子間に電圧を発生するものである。 The motor shaft rotation sensor 8 includes a Hall element formed of a flat thin film having a thickness of several μm made of a III-V group compound semiconductor such as InSb, InAs, or GaAs. This Hall element is configured by applying a voltage in a direction parallel to a flat thin film and pulling out both terminals from both end faces in a direction perpendicular to the direction in which the voltage is applied in the flat thin film. When a magnetic field is applied in the thickness direction, a voltage is generated between both terminals based on the Hall effect.

この、ホール素子の発生する電圧は、ホール素子を構成する平板状の半導体の薄膜の厚み方向の磁束に比例するものであって、ロータの回転に伴ってモータ軸に備えられた永久磁石の磁束密度Ｂの磁界の方向に対する平板状のホール素子の角度θが変化すると、ホール素子の厚み方向の磁束成分はＢｃｏｓθであるので、角度θに対応して変化する。 The voltage generated by the Hall element is proportional to the magnetic flux in the thickness direction of the flat semiconductor thin film constituting the Hall element, and the magnetic flux of the permanent magnet provided on the motor shaft as the rotor rotates. When the angle θ of the plate-shaped Hall element with respect to the direction of the magnetic field of density B changes, the magnetic flux component in the thickness direction of the Hall element is Bcos θ, and therefore changes corresponding to the angle θ.

より詳細には、ホール素子の発生する電圧Ｖは、ホール係数をＲＨ、ホール素子の厚みをｄとすると、Ｖ＝ＲＨ／ｄ×Ｉｃ×Ｂｃｏｓθで表される。角度θとモータ２のモータ軸の回転角は対応する関係にあるため、両端子間の発生電圧を検出することにより、モータ２のモータ軸の回転角が検出できる。ホール素子は、モータ２内部のステータ側の周上等間隔位置に設けられ、モータ軸の回転角の変化に伴う磁石が形成する磁界の変化に基づいた電圧を発生させて、この電圧を処理回路５に出力する。 More specifically, the voltage V generated by the Hall element is expressed by V = RH / d × Ic × Bcos θ where the Hall coefficient is RH and the Hall element thickness is d. Since the angle θ and the rotation angle of the motor shaft of the motor 2 have a corresponding relationship, the rotation angle of the motor shaft of the motor 2 can be detected by detecting the voltage generated between both terminals. The hall elements are provided at equal intervals on the stator side inside the motor 2 and generate a voltage based on a change in the magnetic field formed by the magnet in accordance with a change in the rotation angle of the motor shaft. 5 is output.

ギヤ回転センサ９も、例えば、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる厚さ数μｍの平板状の薄膜で形成されるホール素子を備えるものであって、ギヤの回転角を検出するものである。ホール素子は、減速機構内部に設けられ、ギヤの回転角の変化に伴うギヤの備える磁石が形成する磁界の変化に基づいた電圧を発生させて、この電圧を処理回路５に出力する。 The gear rotation sensor 9 also includes a Hall element formed of a flat thin film having a thickness of several μm made of a III-V group compound semiconductor such as InSb, InAs, GaAs, etc. It is to detect. The Hall element is provided inside the speed reduction mechanism, generates a voltage based on a change in a magnetic field formed by a magnet included in the gear accompanying a change in the rotation angle of the gear, and outputs this voltage to the processing circuit 5.

温度センサ１０は、側温抵抗体、熱電対、サーミスタ等いずれの形式のものであってもよく、ワイパー装置１の周囲の温度Ｔを測定して、その測定結果を処理回路５に出力するものである。 The temperature sensor 10 may be of any type such as a side temperature resistor, a thermocouple, or a thermistor, and measures the temperature T around the wiper device 1 and outputs the measurement result to the processing circuit 5. It is.

さらに、処理回路５は、モータ軸回転センサ８からの出力信号に基づいてモータ２のモータ軸の回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段５ｂを構成し、ギヤ回転センサ９からの出力信号に基づいてワイパーアーム及びワイパーブレードの車両のフロントガラス表面上の位置を検出する位置検出手段５ｃも構成する。さらに、処理回路５は、温度センサ１０からの出力信号により、ワイパー装置１の周囲の温度Ｔを検出する温度検出手段５ｄをも構成する。 Further, the processing circuit 5 constitutes a rotational speed detecting means 5b for detecting the rotational speed N of the motor shaft of the motor 2 based on the output signal from the motor shaft rotational sensor 8, and based on the output signal from the gear rotational sensor 9. The position detecting means 5c for detecting the positions of the wiper arm and the wiper blade on the windshield surface of the vehicle is also configured. Further, the processing circuit 5 also constitutes a temperature detection means 5 d that detects the temperature T around the wiper device 1 based on an output signal from the temperature sensor 10.

処理回路５の制御手段５ａは、同じく処理回路５の回転速度検出手段５ｂにより検出された回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下である場合には、モータ２の電流を制限するべくデューティ比を小さく変更する。例えば、変更前の決定されたデューティ比に対して、変更後のデューティ比を５０％とする。 The control means 5a of the processing circuit 5 limits the current of the motor 2 when the time rate of change dN / dt of the rotational speed N detected by the rotational speed detection means 5b of the processing circuit 5 is equal to or less than a predetermined value η. Change the duty ratio as small as possible. For example, the duty ratio after change is set to 50% with respect to the duty ratio determined before change.

加えて、処理回路５の制御手段５ａは、回転速度検出手段５ｂにより検出された回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下であり、温度検出手段５ｄにより検出された温度Ｔが所定温度、例えば−１０度以下である場合に、モータ２を反転させるように、駆動回路４を制御する。 In addition, the control means 5a of the processing circuit 5 is such that the time change rate dN / dt of the rotational speed N detected by the rotational speed detecting means 5b is not more than a predetermined value η, and the temperature T detected by the temperature detecting means 5d is When the temperature is a predetermined temperature, for example, −10 degrees or less, the drive circuit 4 is controlled so as to reverse the motor 2.

以下、本実施例のワイパー装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図３は、本発明によるワイパー装置１の制御内容を示すフローチャートである。 Hereinafter, the control content of the wiper apparatus 1 of a present Example is demonstrated using a flowchart. FIG. 3 is a flowchart showing the control contents of the wiper device 1 according to the present invention.

Ｓ１に示すように、処理回路５の回転速度検出手段５ｂは、モータ軸回転センサ８の出力により回転速度Ｎを検出し、Ｓ２において、処理回路５の温度検出手段５ｄは、温度センサ１０の出力結果に基づいてワイパー装置１の周囲の温度Ｔを検出する。 As shown in S1, the rotation speed detection means 5b of the processing circuit 5 detects the rotation speed N based on the output of the motor shaft rotation sensor 8. In S2, the temperature detection means 5d of the processing circuit 5 outputs the output of the temperature sensor 10. Based on the result, the temperature T around the wiper device 1 is detected.

Ｓ３において、処理回路５の制御手段５ａは回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔを算出し、回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下であるかどうかを判定し、回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下である場合にはＳ１０にすすみ、所定値η以下でない場合にはＳ４にすすむ。 In S3, the control means 5a of the processing circuit 5 calculates the time change rate dN / dt of the rotation speed N, determines whether or not the time change rate dN / dt of the rotation speed N is equal to or less than a predetermined value η, and the rotation speed If the time change rate dN / dt of N is equal to or less than the predetermined value η, the process proceeds to S10, and if not, the process proceeds to S4.

Ｓ４において、処理回路５の位置検出手段５ｃは、ギヤ回転センサ９からの出力信号に基づいてワイパーアーム及びワイパーブレードの車両のフロントガラス表面上の位置を検出する。 In S4, the position detection means 5c of the processing circuit 5 detects the positions of the wiper arm and the wiper blade on the windshield surface of the vehicle based on the output signal from the gear rotation sensor 9.

つづいて、Ｓ５において、処理回路５の制御手段５ａは、検出された位置が目的位置に合致しているかどうか、例えば正値の電流値を印加し終えた後にワイパーアーム及びワイパーブレードが車両のＡピラー近傍に位置しているかどうかを判定し、検出された位置が目的位置に合致している場合にはＳ６をとばしてＳ７にすすみ、検出された位置が目的位置に合致していない場合には、Ａピラーとワイパーブレードとの間に介在する積雪によるモータ２のロックが発生しているとみなしてＳ６にすすんで、モータ２の電流を制限するべく駆動回路４を制御する。 Subsequently, in S5, the control means 5a of the processing circuit 5 determines whether the detected position matches the target position, for example, after the application of a positive current value, the wiper arm and the wiper blade are connected to the vehicle A. It is determined whether the position is near the pillar. If the detected position matches the target position, S6 is skipped and the process proceeds to S7. If the detected position does not match the target position, Assuming that the motor 2 is locked due to the snow accumulated between the A pillar and the wiper blade, the process proceeds to S6, and the drive circuit 4 is controlled to limit the current of the motor 2.

つづいて、Ｓ７において、処理回路５の制御手段５ａは、モータ２の負荷電流を検出し、この電流が処理回路５の制御手段５ａの決定したデューティ比に基づく目標値から所定値α以上乖離しているかどうかを判定し、電流が目標値から所定値α以上乖離している場合には、Ｓ９にすすんで、モータ２の電流を制限するべく駆動回路４を制御し、電流が目標値から所定値α以上乖離してない場合にはＳ９をとばして制御を終了する。 Subsequently, in S7, the control means 5a of the processing circuit 5 detects the load current of the motor 2, and this current deviates by a predetermined value α or more from the target value based on the duty ratio determined by the control means 5a of the processing circuit 5. If the current deviates from the target value by the predetermined value α or more, the process proceeds to S9 to control the drive circuit 4 to limit the current of the motor 2 so that the current is predetermined from the target value. If the difference is not greater than the value α, the control is terminated by skipping S9.

Ｓ３において、回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下であると処理回路５の制御手段５ａが判定する場合には、Ｓ１０にすすみ、Ｓ２において、処理回路５の制御手段５ａは、処理回路５の温度検出手段５ｄの検出したワイパー装置１の周囲の温度Ｔが−１０度以下であるかどうかを判定し、温度Ｔが−１０度以下であると判定する場合にはＳ１２にすすみ、温度Ｔが−１０度以下であると判定されない場合には、Ｓ１１にすすむ。 In S3, when the control means 5a of the processing circuit 5 determines that the time change rate dN / dt of the rotational speed N is equal to or less than the predetermined value η, the process proceeds to S10, and in S2, the control means 5a of the processing circuit 5 Then, it is determined whether or not the temperature T around the wiper device 1 detected by the temperature detecting means 5d of the processing circuit 5 is -10 degrees or less, and if it is determined that the temperature T is -10 degrees or less, the process goes to S12. If the temperature T is not determined to be -10 degrees or less, the process proceeds to S11.

Ｓ１１において、処理回路５の制御手段５ａはモータ２の電流を制限するべく、駆動回路４を制御してモータ２に印加される電圧のデューティ比を小さくする。Ｓ１２において、処理回路５の制御手段５ａはモータ２を反転させるべく、駆動回路４を制御して、モータ２の印加される電圧の極性を反転する。 In S <b> 11, the control means 5 a of the processing circuit 5 controls the drive circuit 4 to reduce the duty ratio of the voltage applied to the motor 2 in order to limit the current of the motor 2. In S12, the control means 5a of the processing circuit 5 controls the drive circuit 4 to invert the polarity of the voltage applied to the motor 2 so as to invert the motor 2.

以上述べた本実施例のワイパー装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。 According to the wiper device 1 of the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.

すなわち、回転速度検出手段５ｂにより検出された回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下である、つまりは、モータ２の回転速度Ｎの落ち込みが大きい場合であって、かつ、温度検出手段５ｄにより検出された温度Ｔが所定温度−１０度以下であり、車両のフロントガラスの表面とワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードとの間の積雪が凍結して摺動抵抗が大きくなる環境下においては、制御手段５ａによりモータ２を反転させる。 That is, the time rate of change dN / dt of the rotational speed N detected by the rotational speed detection means 5b is equal to or less than the predetermined value η, that is, when the drop in the rotational speed N of the motor 2 is large and the temperature The temperature T detected by the detection means 5d is a predetermined temperature of -10 degrees or less, and the snow accumulation between the windshield surface of the vehicle and the wiper blade provided at the tip of the wiper arm freezes, resulting in a large sliding resistance. Under such circumstances, the motor 2 is reversed by the control means 5a.

これにより、例えば、モータ２がワイパーブレードと車両のＡピラーとの間の積雪によりロックすることにより電流が増大して、車両の電源系統の電圧降下を招くことをより効果的に防止することができる。 Thereby, for example, it is possible to more effectively prevent the current from increasing due to the motor 2 being locked by snow accumulation between the wiper blade and the A-pillar of the vehicle and causing a voltage drop in the power system of the vehicle. it can.

また、回転速度検出手段５ｂにより検出された回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下である、つまりは、モータ２の回転速度Ｎの落ち込みが大きい場合であって、かつ、温度検出手段５ｄにより検出された温度Ｔが所定温度−１０度より大きい場合であって、車両のフロントガラスの表面とワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードとの間の積雪は凍結しておらず摺動抵抗が大きくならない環境下においては、制御手段５ａがモータ２の電流を制限する。 Further, the time change rate dN / dt of the rotational speed N detected by the rotational speed detecting means 5b is equal to or less than the predetermined value η, that is, when the drop in the rotational speed N of the motor 2 is large and the temperature In the case where the temperature T detected by the detection means 5d is higher than the predetermined temperature -10 degrees, the snow accumulation between the windshield surface of the vehicle and the wiper blade provided at the tip of the wiper arm is not frozen. In an environment where the sliding resistance does not increase, the control means 5a limits the current of the motor 2.

これによっても、例えば、ワイパーブレードと車両のＡピラーとの間に積雪が挟まって、モータ２がロックすることにより電流が増大して、車両の電源系統の電圧降下を招くことをより効果的に防止することができる。 Even with this, it is more effective that, for example, snow is caught between the wiper blade and the A-pillar of the vehicle, and the motor 2 is locked to increase the current and cause a voltage drop in the power system of the vehicle. Can be prevented.

いずれの場合においても、実際にモータ２がロックして電流が増大する前に、回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔを所定値ηと比較することにより、モータ２にロックが発生してモータ２の電流が増大することを予測して、事前にデューティ比を下げて電流を制限する又は反転制御を行って、ピーク電流が発生することを抑制することができるので、車両の電源系統の電圧降下をより効果的に抑制することができる。 In any case, before the motor 2 actually locks and the current increases, the time change rate dN / dt of the rotational speed N is compared with a predetermined value η, so that the motor 2 is locked and the motor 2 is locked. 2 is expected to increase, and the duty ratio is reduced in advance to limit the current or perform reversal control to suppress the generation of the peak current. The descent can be suppressed more effectively.

これらの効果を以下に図を用いて説明する。図３は、本発明に係わるワイパー装置１の電流と回転速度Ｎの関係を示す模式図である。図４は、本発明に係わるワイパー装置１の電流と回転速度Ｎの図３に示す関係について一部を拡大して示す模式図である。 These effects will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the current and the rotational speed N of the wiper device 1 according to the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing a part of the relationship between the current and the rotational speed N of the wiper device 1 according to the present invention shown in FIG. 3 in an enlarged manner.

図３中において、実線はモータ２の電流を示し、破線はモータ２の回転速度Ｎを示す。また図４中において、一点鎖線は回転速度Ｎ又は電流の目標値を示し、破線は回転速度Ｎの実測値を、実線は電流の通常制御時の実測値を、点線は本実施例による制御の電流の実測値を示す。なお、目標値とは処理回路５の制御手段５ａが決定したデューティ比により求められる電流及び回転速度Ｎである。 In FIG. 3, the solid line indicates the current of the motor 2, and the broken line indicates the rotational speed N of the motor 2. In FIG. 4, the alternate long and short dash line indicates the rotational speed N or the target value of the current, the broken line indicates the actual value of the rotational speed N, the solid line indicates the actual value during normal control of the current, and the dotted line indicates the control value according to this embodiment. The actual measured value of current is shown. The target value is a current and a rotational speed N obtained from the duty ratio determined by the control means 5a of the processing circuit 5.

モータ２の電流は例えば図３に示すような正弦波状をなし、電流が正値である場合にはモータ２は所定の制御遅れを持って正転して、これに伴い、ワイパーアーム及びワイパーブレードは、車両のフロントガラスの下枠からＡピラーに向けて揺動する。 The current of the motor 2 has a sinusoidal shape as shown in FIG. 3, for example, and when the current is a positive value, the motor 2 rotates forward with a predetermined control delay, and accordingly, the wiper arm and the wiper blade Swings from the lower frame of the vehicle windshield toward the A-pillar.

モータ２の電流が負値である場合には、モータ２は所定の制御遅れを持って反転し、ワイパーアーム及びワイパーブレードは車両のＡピラーから車両のフロントガラスの下枠に向けて揺動する。 When the current of the motor 2 is a negative value, the motor 2 reverses with a predetermined control delay, and the wiper arm and the wiper blade swing from the A-pillar of the vehicle toward the lower frame of the vehicle windshield. .

モータ２の電流が正値のピークを迎えた後、徐々に低減している局面Ａにおける拡大図
である図４において、回転速度Ｎの目標値に対して、回転速度Ｎの実測値が急激に落ち込み、図４中Ｂに示すように、回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下となった場合においては、前述したように、処理回路５の温度検出手段５ｄの検出したワイパー装置１の周囲の温度Ｔが−１０度以下であるかどうかによってさらに場合分けを行う。 In FIG. 4, which is an enlarged view of the phase A that gradually decreases after the current of the motor 2 reaches a positive peak, the measured value of the rotational speed N suddenly increases with respect to the target value of the rotational speed N. As shown in FIG. 4B, when the time change rate dN / dt of the rotational speed N is equal to or less than the predetermined value η, as described above, the wiper detected by the temperature detecting means 5d of the processing circuit 5 Further case division is performed depending on whether or not the temperature T around the apparatus 1 is -10 degrees or less.

すなわち、温度検出手段５ｄにより検出された温度Ｔが所定温度−１０度以下である場合には、図４中Ｆに示すように、車両のフロントガラスの表面とワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードとの間の積雪が凍結して摺動抵抗が大きくなる環境下であると考えられるので、制御手段５ａによりモータ２を反転させるように、モータ２の電流を負値側に反転させる。 That is, when the temperature T detected by the temperature detecting means 5d is equal to or lower than a predetermined temperature of −10 degrees, the wiper provided on the front windshield surface and the tip of the wiper arm as shown in FIG. Since it is considered that the snow accumulation between the blades freezes and the sliding resistance increases, the current of the motor 2 is reversed to the negative value side so that the motor 2 is reversed by the control means 5a.

さらに、温度検出手段５ｄにより検出された温度Ｔが所定温度−１０度より大きい場合には、車両のフロントガラスの表面とワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードとの間の積雪は凍結しておらず摺動抵抗が大きくならない環境下であると考えられるので、制御手段５ａがモータ２の電流を図４中Ｅに示すように制限する。 Further, when the temperature T detected by the temperature detecting means 5d is larger than a predetermined temperature of −10 degrees, the snow accumulation between the windshield surface of the vehicle and the wiper blade provided at the tip of the wiper arm is frozen. The control means 5a restricts the current of the motor 2 as indicated by E in FIG.

また、図４中Ｃで示すように、回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔが所定値η以下とならない場合においては、図２に示したフローチャートのＳ４からＳ９に示す通常の電流制限の処理を行い、これにより、図４中Ｄで示すようにモータ２の電流の実測値は目標値に対して大きく乖離してピーク電流を形成する。 Further, as indicated by C in FIG. 4, when the time change rate dN / dt of the rotational speed N is not less than or equal to the predetermined value η, the normal current limiting process shown in S4 to S9 of the flowchart shown in FIG. As a result, as shown by D in FIG. 4, the measured value of the current of the motor 2 greatly deviates from the target value to form a peak current.

このように、本実施例によれば、図４中Ｄに示す通常の制御に比べて、図４中Ｅで示すように目標値からの乖離を抑えられピーク電流を抑制できる。また、車両のフロントガラスの表面とワイパーアームの先端に備えられたワイパーブレードとの間の積雪が凍結して摺動抵抗が大きくなる環境下においては、モータ２を反転させることで、これも目標値からの乖離を抑えられ、ピーク電流を抑制できる。これらのことにより、車両の電源系統の電圧降下をより効果的に抑制することができる。 Thus, according to the present embodiment, as compared with the normal control indicated by D in FIG. 4, the deviation from the target value can be suppressed and the peak current can be suppressed as indicated by E in FIG. Further, in an environment where the snow accumulation between the windshield surface of the vehicle and the wiper blade provided at the tip of the wiper arm freezes and the sliding resistance increases, the motor 2 is reversed, which is also the target. The deviation from the value can be suppressed, and the peak current can be suppressed. By these things, the voltage drop of the power system of vehicles can be controlled more effectively.

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.

例えば上述した実施例においてはモータ２を固定子に永久磁石を用いた直流モータとしたが、直巻モータやブラシレス直流モータ等のその他の形態のものであっても良い。また、所定値η及び所定温度については適宜変更することができる。 For example, in the above-described embodiments, the motor 2 is a direct current motor using a permanent magnet as a stator, but other forms such as a direct-winding motor and a brushless direct current motor may be used. Further, the predetermined value η and the predetermined temperature can be appropriately changed.

さらに、処理回路５の位置検出手段５ｃにより、ワイパーアーム及びワイパーブレードの車両のフロントガラス上の位置を検出して、この位置が車両のＡピラー近傍にある場合のみに、上述した図３に示したフローチャートのＳ１０からＳ１２による制御を実行するようにしても良い。 Further, the position detection means 5c of the processing circuit 5 detects the positions of the wiper arm and the wiper blade on the windshield of the vehicle, and only when the positions are in the vicinity of the A pillar of the vehicle, it is shown in FIG. The control in S10 to S12 in the flowchart may be executed.

これによれば、Ａピラー近傍の積雪をワイパーブレードが挟み込むことに起因するモータ２のロックによる電流の増大を抑制することのみを目的として、本実施例による回転速度Ｎの時間変化率ｄＮ／ｄｔによるモータ２のロックの予測に基づいた、モータ２の電流制限又は反転制御を行うことができるので、フロントガラスのその他の部分に単に異物が存在する場合に電流制限を行うことを廃して、より効率的に車両の電源系統の電圧降下を防止することができる。 According to this, the time change rate dN / dt of the rotational speed N according to the present embodiment is only for the purpose of suppressing an increase in current due to the lock of the motor 2 caused by the wiper blade sandwiching snow near the A pillar. The current limit or reverse control of the motor 2 can be performed based on the prediction of the lock of the motor 2 by the above, so that the current limit is simply eliminated when there is a foreign object in the other part of the windshield. The voltage drop of the power supply system of the vehicle can be prevented efficiently.

本発明は、車両用のワイパー装置に関するものであり、より適切に車両の電源系統の電圧降下を抑制することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。 The present invention relates to a wiper device for a vehicle, and can more appropriately suppress a voltage drop in a power supply system of the vehicle, and thus can be applied to various vehicles such as a passenger car, a truck, and a bus.

本発明に係るワイパー装置の一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of a wiper device concerning the present invention. 本発明に係わるワイパー装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of one Embodiment of the wiper apparatus concerning this invention. 本発明に係わるワイパー装置の電流と回転速度の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the electric current and rotational speed of the wiper apparatus concerning this invention. 本発明に係わるワイパー装置の電流と回転速度の図３に示す関係について一部を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows a part about the relationship shown in FIG. 3 of the electric current and rotation speed of the wiper apparatus concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ワイパー装置
２モータ
３ブリッジ回路
４駆動回路
５処理回路
５ａ制御手段
５ｂ回転速度検出手段
５ｃ位置検出手段
５ｄ温度検出手段
６入力回路
７電源
８モータ軸回転センサ
９ギヤ回転センサ
１０温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wiper apparatus 2 Motor 3 Bridge circuit 4 Drive circuit 5 Processing circuit 5a Control means 5b Rotational speed detection means 5c Position detection means 5d Temperature detection means 6 Input circuit 7 Power supply 8 Motor shaft rotation sensor 9 Gear rotation sensor 10 Temperature sensor

Claims

ワイパーアームを揺動させるリンク機構と、当該リンク機構を駆動する電動機と、前記電動機を制御する制御手段と、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、前記制御手段が、前記検出された回転速度の時間変化率が所定値以下である場合に前記電動機の電流を制限することを特徴とするワイパー装置。 A link mechanism that swings the wiper arm; an electric motor that drives the link mechanism; a control unit that controls the electric motor; and a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the electric motor. A wiper device that limits a current of the electric motor when a time change rate of a detected rotational speed is a predetermined value or less.

前記ワイパー装置の周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段が、前記検出された回転速度の時間変化率が所定値以下であり、前記検出された温度が所定温度以下である場合に、前記電動機を反転させることを特徴とする請求項１に記載のワイパー装置。 A temperature detection unit that detects a temperature around the wiper device, wherein the control unit has a time rate of change of the detected rotation speed that is a predetermined value or less and the detected temperature is a predetermined temperature or less; The wiper device according to claim 1, wherein the electric motor is reversed.