JP2000511492A - ワイパーの制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、拭き取り動作においてワイパー（１２）を各反転ポジション（Ｕ１，Ｕ２）に精確に収納するようにしたワイパー装置（１０）およびその駆動方法に関する。この場合、モータ（１６）がスイッチオフされた後に反転ポジション（Ｕ１，Ｕ２）まで制動される際、湿り具合に関する窓ガラス上の局所的な条件が考慮される。ワイパー装置（１０）は、ワイパーの動きに依存してパルス（Ｉ）を発生させるパルス発生器（２２）を有しており、それらのパルスはモータ（１６）を制御するための制御装置（１８）へ信号入力側を介して供給される。モータ（１６）のスイッチオフ後、反転ポジション（Ｕ１，Ｕ２）の手前で、ワイパー（１２）が停止状態に至るまでのワイパーのアフターランニングを表すパルス（Ｉｎ）が、カウンタ（２４，２６）により計数される。そして制御装置（１８）は、後続の反転ポジション（Ｕ１，Ｕ２）またはパークポジション（Ｐ）に到達する前に、モータ（１６）をスイッチオフするためのおよび／またはモータ回転方向を逆転させるためのスイッチング信号（２０）を送出する。

Description

【発明の詳細な説明】 ワイパーの制御装置および制御方法 従来の技術 本発明は、主請求項の上位概念に記載のワイパー装置に関する。 ワイパーを作動するための車両用ワイパー装置において、モータの角速度を表 すスイッチング信号から作動スイッチをオフにした後つまりモータをオフにした 後のワイパーのアフターランニングを表す補正量が評価装置により導出されるこ とは、すでに公知である（ドイツ連邦共和国特許出願DE-OS 29 22 160）。ここ では動作スイッチがオフにされるとただちにワイパーがパークポジションに納ま るよう、評価装置は上述の補正量を考慮しながらワイパーの種々の角度位置にお いてスイッチング信号をトリガする。 この場合、第１のカウンタを有する回転数センサと第２のカウンタを有するク ロック発生器を用いることで、ワイパーがパークゾーンに入ってから両方のカウ ンタの計数状態が同じ状態になるまで、計数が行われる。そしてこれに基づき、 モータをオフにするスイッチング信号がトリガされる。角速度が速い場合には角 速度がおそい場合よりも、ワイパーモータが早期にスイッチオフされる。 ここで欠点となるのは、角速度は常にパークポジションよりも前の領域つまり モータのスイッチオフよりも前の領域（ないしパークゾーン）において測定され ることである。さらにモータのスイッチオフ後、ワイパーの運動はもはや検出さ れない。つまりワイパー装置のダイナミックはモータの給電中に測定される。し かしながら、窓ガラスにおける局所的な条件は濡れ具合の点でそれぞれ異なる。 したがってモータの角速度から補正量を導出するだけでは、パークポジションを 守るのは困難である。 さらに別の欠点として、このようなワイパー装置はワイパーをパークポジショ ンに収納するだけであることが挙げられる。ワイパー動作中のワイパーによる反 転ポジションを守るのは不可能である。 しかも、コンタクトディスクと回転数センサの使用によりコストが高くなる。 本発明の利点 主請求項の特徴部分に記載の構成を備えた本発明によるワイパー装置の有する 利点とは、ワイパーがワイパー動作中にいかなる反転ポジションにあっても正確 に所定の位置で停止することである。この場合、モータのスイッチオフ後、反転 ポジションの前に、そのポジションに至るまで窓ガラスにおける局所的な条件が 考慮される。この目的でモータのスイッチオフ後、反転ポジションの前に、モー タつまりはワイパーが停止 状態に至るまでカウンタによりアフターランニングパルスが計数される。つまり モータのスイッチオフ後、制動過程においてワイパー装置のダイナミックが求め られる。 従属請求項に記載の構成により、主請求項に記載した特徴の有利な実施形態が 可能である。殊に有利であるのは、拭き取り範囲全体にわたり変位パルスを計数 する別のカウンタを設けることであり、これによってワイパーのそのつどの位置 と所定の計数状態との対応づけが可能となる。 有利な実施形態によれば、変位パルスとアフターランニングパルスをただ１つ のカウンタによって捕捉することができる。 さらに有利であるのは、ワイパーがそのパークポジションに入ったときにカウ ンタのリセットならびに較正を行うことである。 ポジションスイッチ等を設けない簡単な装置構成であることから、これはコス トのかからない解決手段であり、しかもプリント配線板の構造設計の可能性が高 められる。 択一的な構成として有利であるのは、作動スイッチのスイッチオフ後にワイパ ーをストッパなしでパークポジションに収納するのにもワイパー装置が適してい ることである。 図面 次に、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。図１には ワイパー制御装置が示されており、図２にはフローチャートが示されている。 実施例の説明 図１には、車両窓ガラスワイパー機構のためのワイパー装置１０が示されてお り、これにはワイパー１２が設けられていて、図示されていないフロントガラス の拭き取り範囲１４がこのワイパーにより拭き取られる。拭き取り範囲１４は、 ワイパー１２の第１の反転ポジションＵ１と第２の反転ポジションＵ２ないしは パークポジションＰによって区切られている。ワイパー装置１０をオン／オフす るために、あるいはワイパー動作を選択するために、動作スイッチ３４が操作さ れる。ワイパー装置１０がオフにされているときにはワイパー１２は通常、パー クポジションＰに収納されている。ワイパー１２は、制御装置１８のスイッチン グ信号２０により制御されるリバーシブルモータ１６によって駆動される。制御 装置１８としてたとえばマイクロコントローラが用いられる。リバーシブルモー タ１６にはそれ自体周知のように２重リレーが配置されており、その２つのリレ ーは互いに無関係に制御装置１８のスイッチング信号２０によりアースまたは正 電圧へ切り換え可能であり、その結果、モータ１６が制動されたり短絡されたり 、あるいはモータ１６に対し選択的に両方向のうち一方の方向で給電が行われた りするようになる。 さらにモータ１６にはパルス発生器２２が設けられており、このパルス発生器 のパルスＩは制御装置１８へ供給される。この場合、パルス発生器２２は、モー タ１６の電機子軸といっしよに回転するリングマグネットが、１つまたは複数の 定置されたホールセンサのところで電機子が回転するたびに既知の個数のパルス Ｉを送出するように構成されている。そしてこのパルス列はマイクロコントロー ラの割り込み入力側を介して読み込まれ、マイクロコントローラはパルスＩによ りトリガされた割り込みを評価するため第１のカウンタ２４と第２のカウンタ２ ６を有している。さらにこのマイクロコントローラには、揮発性メモリ３０と不 揮発性メモリ３２も設けられている。 動作スイッチ３４は多心接続線を介して制御装置１８と接続されており、これ はワイパー１２の様々なワイパー動作のために多くの選択の可能性を有している 。それらはたとえば、間欠拭き取りモード、連続拭き取りモードまたは窓ガラス の湿り状態を検出するレインセンサを利用した自動モードなどである。 第１のカウンタ２４は、パルス発生器２２から送出されたパルスＩを連続的に 計数し、したがって変位パルスＩｗと称するこれらのパルスＩはモータ１６の電 機子軸の回転つまりはワイパー１２の変位に間接的に対応づけられるものである 。この場合、第１のカウン タ２４の計数状態ゼロには、ワイパー１２のパークポジションＰが対応づけられ ている。ワイパー１２が第１の反転ポジションＵ１に向かって移動していくと、 第１のカウンタ２４は変位パルスＩｗを累算していき、つまり第１のカウンタ２ ４はインクリメントされる。第１の反転ポジションＵ１に到達すると、計数状態 はたとえば１８０インクリメント（Ｉｎｋ）という所定の目標値Ｉｗ（Ｕ１）を とり、その際、モータ１６は適時にまえもってオフにされる。ワイパー１２が第 ２の反転ポジションＵ１２まで戻って動いていくと、計数状態はパルス発生器２ ２から送出されるパルスＩの個数に応じて再び減少していく。第２の反転ポジシ ョンＵ２において、第１のカウンタはやはり所定の目標値Ｉｗ（Ｕ２）をとり、 この場合の目標値は第１の反転ポジションにおける目標値Ｉｗ（Ｕ１）＝１８０ Ｉｎｋよりも著しく小さいが、パークポジションＰに割り当てられた計数状態Ｉ ｗ（Ｐ）＝０Ｉｎｋよりは大きく、たとえばＩｗ（Ｕ２）＝４０Ｉｎｋである。 この場合もモータは事前に制御装置１８によりオフにされ、制動される。 これに対し第２のカウンタ２６は、モータ１６が制御装置１８のスイッチング 信号２０により反転ポジションＵ１，Ｕ２よりも手前でオフにされるかないしは 短絡される時点ではじめて、パルス発生器２２により送出されたパルスＩを計数 し始める。その後、モータ １６はただちに停止状態に至るのではなく、所定の遅延を伴うだけである。モー タ１６つまりはワイパー１２がこのような遅延状態から停止状態へ至るまでの間 に送出されるパルスＩが、第２のカウンタ２６によって捕捉されるのである。以 下ではこのようなパルスＩをアフターランニングパルスＩｎと称する。第２のカ ウンタ２６は常に累算していき、反転ポジションＵ１，Ｕ２に達してそれに伴い モータ１６がオンにされるたびに、再びリセットされる。 図２には、ステップＳ１〜Ｓ７および分岐Ａ１を有するフローチャートとして 図１によるワイパー装置１０の動作が示されており、以下、これについて説明す る。 Ｓ１（較正時相）： 自動車ドライバーが、たとえば動作スイッチ３４における連続拭き取りモード の選択によりワイパー装置１０を作動させると、制御装置１８は較正スイッチン グ信号２０を２重リレーに送出し、その結果、モータ１６はパークポジションＰ の方向で給電されることになる。ワイパー１２はそのポジションにおいて、機械 的なストッパにより止められる。したがってこの場合、モータ１６に対しさらに 給電がなされ、かつモータ４１６の停止状態が続く（たとえば２０ｍｓの期間内 にいかなるパルスＩも発生しない）という状況が生じる。制御装置１８によりこ のことが識別され、第１のカ ウンタ２４がこれによってリセットされることになる（較正）。 次に、始動スイッチング信号２０によってモータ１６は逆方向で給電され、そ の結果、ワイパー１２はパークポジションＰから離れ、第２の反転ポジションＵ ２を越えて拭き取りを行い、第１の反転ポジションＵ１の方向に向かって動き続 ける。パルス発生器２２はモータ１６における電機子軸の回転を検出し、それに 応じて電機子軸の回転ごとに所定数のパルスＩを発生し、それらのパルスは制御 装置１８へ供給される。 制御装置１８はこれと同じ始動スイッチング信号２０を用いて第１のカウンタ ２４も起動させ、その際、第１のカウンタはそれ以降、パルス発生器２２により 送出され割り込みに変換されたパルスＩを累算していく。 Ｓ２（スイッチオン時相）： ワイパー１２が第１の反転ポジションＵ１に最初に着いたときにワイパー１２ を停止させるようにし、ワイパー１２が反転ポジションＵ１を越えて拭き取り動 作を行うのを確実に防止するために、制御装置１８によりモータ１６を十分に早 期にスイッチオフないしは短絡しなければならない。この目的で、不揮発性メモ リ３２に所定のパルス数Ｉｖが格納されており、このパルス数は設けられている ワイパー機構にとって最大許容可能なアフターランニングパルス数Ｉｎに対応す る。この所定のパルス数Ｉｖは、やはり不揮発性メモリ３２に格納されている第 １の反転ポジションＵ１に対する目標値Ｉｗ（Ｕ１）から減算され、このことに よって第１の反転ポジションＵ１の手前でモータ１６をスイッチオフする計数状 態Ｉａ（Ｕ１）が規定される。第１のカウンタ２４が制御装置１８により算出さ れたこの第１の計数状態Ｉａ（Ｕ１）に到達すると、第１スイッチング信号２０ によってモータ１６のスイッチオフ過程が開始される（両方のリレーがアースに おかれる）。このようにして、スイッチオン時相におけるワイパー装置の起動に あたり、ワイパー１２の適時の停止が常に保証される。 たとえばＩｗ（Ｕ１）＝１８０ＩｎｋでありＩｖ＝３０Ｉｎｋであれば、第１ のカウンタ２４の計数状態が値Ｉａ（Ｕ１）＝Ｉｗ（Ｕ１）−Ｉｖ＝１５０Ｉｎ ｋに達するとただちに、ワイパーモータ１６がスイッチオフされる。 さらに上記の第１スイッチング信号２０によって、第２のカウンタ２６も起動 される。このカウンタは、モータ１６が停止状態に至るまでアフターランニング パルスＩｎ（Ｕ１）を計数する。この場合、パルスＩ（つまり割り込み）が制御 装置１８における所定の期間にわたり生じなければ、停止状態が検出される。た とえばＩｎ（Ｕ１）＝２５Ｉｎｋである。 第２のカウンタ２６とは無関係に、第１のカウンタ ２４は継続的に計数を続ける。 Ｓ３（第１の反転過程）： モータ１６の停止状態が検出されると、制御装置１８の第２スイッチング信号 ２０によりモータ１６の回転方向を反転させるための反転過程が始められる。こ れによって、モータ１６が逆方向に動きワイパー１２が第２の反転ポジションＵ ２に向かって動くよう、１つのリレーが給電される。また、この第２スイッチン グ信号２０によって第１のカウンタ２４は、すべての以降のパルスＩをこのカウ ンタのそれまでの最大計数状態から減算するようセットされる。さらに、反転ポ ジションＵ１におけるワイパー１２のアフターランニングを表す第２のカウンタ ２６の計数状態Ｉｎ（Ｕ１）が揮発性メモリ３０に書き込まれ、ついで第２のカ ウンタ２６は制御装置１８によってリセットされてゼロになる。 Ａ１： 自動車ドライバーがその間に、ワイパー装置１０をスイッチオフするために動 作スイッチ３４を操作すると、このことはその個所において制御装置１８により 考慮され、ステップＳ４の代わりにステップＳ７が実行される。 Ｓ４： 制御装置１８は、揮発性メモリ３０に格納された第２のカウンタ２６のアフタ ーランニングパルスＩｎ（ Ｕ１）＝２５Ｉｎｋと、第１のカウンタ２４による変位パルスＩｗの目下の計数 状態とを、絶え間なくアクセスし、第１のカウンタ２４の計数状態が値Ｉａ（Ｕ ２）＝Ｉｗ（Ｕ２）＋Ｉｎ（Ｕ１）＝６５Ｉｎｋに達したときにモータ１６が第 ２の反転ポジションＵ２よりも手前で短絡されるよう、第３スイッチング信号２ ０によってモータ１６をスイッチオフさせる。さらにこの場合、揮発性メモリ３ ０が消去される。 また、第３スイッチング信号２０によって第２のカウンタ２６が新たに起動さ れ、このカウンタはモータ１６のアフターランニングパルスＩｎ（Ｕ２）により モータ停止状態までインクリメントされ、たとえばＩｎ（Ｕ２）＝２０Ｉｎｋで ある。以前に計数されたアフターランニングパルスＩｎ（Ｕ１）と、ワイパーサ イクルの半分（たとえば連続拭き取りモードでは段階１で５００〜６００ｍｓ） という短い期間内では降水量が変化しないことに基づき、モータ１６つまりはワ イパー１２はそのまま第２の反転ポジションＵ２において停止状態になる。 第２のカウンタ２６とは無関係に第１のカウンタ２４はパルスＩをその計数状 態から減算し、ワイパー１２が第２の反転ポジションＵ２をとっているとき、計 数状態Ｉｗ（Ｕ２）＝４０Ｉｎｋを有する。 Ｓ５（第２の反転過程）： 制御装置１８の第４スイッチング信号２０により、 モータ１６は第２の反転ポジションＵ２において再びスイッチオンされ、その際 、モータ１６の回転方向が逆転され、その結果、ワイパーは再び第１の反転ポジ ションＵ１の方向で動き出す。これに応じて、第２のカウンタ２６の計数された アフターランニングパルスＩｎ（Ｕ２）＝２０Ｉｎｋが揮発性メモリ３０に書き 込まれ、計数状態がリセットされてゼロにされる。さらにこの第４スイッチング 信号２０によって第１のカウンタ２４も再び切り換えられ、第１のカウンタはパ ルスＩを再び累算するようになる。 Ｓ６： 第１の反転ポジションＵ１に達する前に、モータ１６は第１スイッチング信号 ２０により再びスイッチオフされる（上述のステップＳ２参照）。ステップＳ２ とは異なりこの場合には直前に計数されたアフターランニングパルスＩｎ（Ｕ２ ）＝２０Ｉｎｋが揮発性メモリ３０に格納されているので、この個所において制 御装置１８はそれに再びアクセスして、第１のカウンタ２４の計数状態が値Ｉａ （Ｕ１）＝Ｉｗ（Ｕ１）−Ｉｎ（Ｕ２）＝１６０Ｉｎｋとなったときに、第１ス イッチング信号２０をトリガすることができる。さらにこの場合、揮発性メモリ ３０が再び消去される。 この個所においてステップＳ３が続けられる。 Ｓ７（スイッチオフ過程）： ワイパー装置１０がステップＳ２〜Ｓ６のうちの１ つにおいて自動車ドライバーによりスイッチオフされると、ワイパー１２はステ ップＳ３に到達した後、第２の反転ポジションＵ２を越えてパークポジションＰ へと向かい、そこにおいて機械的なストッパによって止められる。この場合、モ ータ１６に対し引き続き給電が行われ、かつ上述の期間内にいかなるパルスＩも 捕捉されないので、このことで制御装置１８により第１のカウンタ２４がリセッ トされることになる。 改善された１つの実施例によれば、変位パルスＩｗとアフターランニングパル スＩｎを測定するために１つのカウンタ２４だけが用いられ、この場合、モータ １６をスイッチオフするため、計数状態Ｉａ（Ｕ１），Ｉａ（Ｕ２）がそれぞれ 揮発性メモリ３０にバッファリングされる。アフターランニングパルスＩｎ（Ｕ １），Ｉｎ（Ｕ２）として、モータがスイッチオフされたときの計数状態Ｉａ（ Ｕ１），Ｉａ（Ｕ２）と、個々の反転ポジションでのモータ１６の停止状態にお ける計数状態Ｉｗ（Ｕ１），Ｉｗ（Ｕ２）との差が形成され、バッファリングさ れる。そして、先に述べたように（ここでは算出された）アフターランニングパ ルスＩｎ（Ｕ１），Ｉｎ（Ｕ２）が、以降の反転ポジションＵ１，Ｕ２でモータ をスイッチオフするための計数状態Ｉａ（Ｕ１），Ｉａ（Ｕ２）の算出に利用さ れる。したがってカウンタ２４は継続的に変位パルスＩｗを計数していき、ワイ パー１２がパークポジショ ンＰにあるならば、ワイパー装置１０のスイッチオン／オフのときにのみ、制御 装置１８によりリセットされ、ないしは較正される。 この実施例に対する代案として、変位パルスＩｗの継続的な計数の代わりに、 このパルスが拭き取り範囲１４の一部分でのみ、有利には反転ポジションＵ１， Ｕ２の後に計数される。この場合、たとえば１つまたは複数のコンタクトスイッ チにより、コンタクト信号がトリガされてはじめて計数が行われる。コンタクト スイッチは、モータの平歯車に設けられたコンタクトディスクと制御装置１８の プリント配線板に取り付けられたコンタクトフィンガとによって実現することが できる。このことによって、パークポジションＰにおける（第１の）カウンタ２ ４の較正が省略される。なぜならばこの場合、カウンタは、１つまたは複数の規 定された点のところにくるたびに、コンタクトディスクによって起動されるから である。 このように、拭き取り範囲１４における別のコンタクトスイッチあるいは絶対 値発生器によって（第１の）カウンタ２４の較正が行われるかぎり、ワイパー１ ２を上述の方法に従ってパークポジションＰに収納することができる。この場合 、パークポジションＰにおけるワイパー１２の機械的なストッパが阻止される。 たとえば間欠拭き取りモード、連続拭き取りモードあるいは自動モードなど種 々のワイパー動作モード間 における切り換えは、周知のようにして行われ、これは本発明による方法を妨げ ることなく、あるいは反転ポジションＵ１，Ｕ２におけるワイパー１２の位置に 悪影響を及ぼすことなく行われる。さらにこのことは、レインセンサを使用した 場合であってもあてはまる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転方向を逆転可能なモータ（１６）により駆動され、２つの反転ポジショ ン（Ｕ１，Ｕ２）の間を往復する少なくとも１つのワイパー（１２）と、 該ワイパーの動きに依存して、たとえば前記モータ（１６）の電機子軸の回 転に依存して、パルス（Ｉ）を発生させるパルス発生器（２２）とが設けられて おり、 前記パルスは、モータ（１６）を制御するための制御装置（１８）へ供給さ れ、該制御装置内に含まれるカウンタ（２４，２６）により計数される形式の、 ワイパー装置（１０）において、 カウンタ（２４，２６）はモータ（１６）のスイッチオフにより反転ポジシ ョン（Ｕ１，Ｕ２）の手前で、ワイパー（１２）またはモータ（１６）のアフタ ーランニングを表しその停止状態まで発生するパルス（Ｉｎ）の個数を計数し、 制御装置（１８）は計数されたアフターランニングパルス（Ｉｎ）に依存し て、後続の反転ポジション（Ｕ１，Ｕ２）またはパークポジション（Ｐ）に到達 する前に、モータ（１６）をスイッチオフするためのおよび／またはモータ回転 方向を逆転させるための少なくとも１つのスイッチング信号（２０）を送出する ことを特徴とする、 ワイパー装置。 ２．前記制御装置（１８）は、拭き取り範囲（１４）の少なくとも一部分にわた り変位パルス（Ｉｗ）をカウントアップおよび／またはカウントダウンするカウ ンタ（２４，２６）を有する、請求項１記載のワイパー装置。 ３．第１の反転ポジション（Ｕ１）に最初に到達する前に前記制御装置（１８） は、該制御装置（１８）においてまえもって定められている個数のパルス（Ｉｖ ）に依存して、モータ（１６）をスイッチオフするためのおよび／またはモータ 回転方向を逆転させるためのスイッチング信号（２０）を送出する、請求項１記 載のワイパー装置。 ４．パークポジション（Ｐ）に到達したとき、たとえばワイパー（１２）の機械 的なストッパに到達したときに、制御装置（１８）はカウンタ（２４，２６）を リセットし、このときパルス発生器（２２）は、モータ（１６）に対し継続的に 給電を行ってもいかなるパルス（Ｉ）も制御装置（１８）へ送出しない、請求項 ２記載のワイパー装置。 ５．回転方向を逆転可能なモータ（１６）により駆動され、２つの反転ポジショ ン（Ｕ１，Ｕ２）の間を往復する少なくとも１つのワイパー（１２）と、該ワイ パーの動きに依存して、たとえば前記モータ（１６）の電機子軸の回転に依存し て、パルス（Ｉ） を発生させるパルス発生器（２２）とが設けられていて、前記パルスは、モータ （１６）を制御するための制御装置（１８）へ供給され、該制御装置内に含まれ るカウンタ（２４，２６）により計数される形式のワイパー装置（１０）の駆動 方法において、 カウンタ（２４，２６）によりモータ（１６）のスイッチオフ後に反転ポジシ ョン（Ｕ１，Ｕ２）の手前で、ワイパー（１２）またはモータ（１６）のアフタ ーランニングを表しその停止状態まで発生するパルス（Ｉｎ）の個数を計数し、 制御装置（１８）により、計数されたアフターランニングパルス（Ｉｎ）に依 存して、後続の反転ポジション（Ｕ１，Ｕ２）またはパークポジション（Ｐ）に 到達する前に、モータ（１６）をスイッチオフするためのおよび／またはモータ 回転方向を逆転させるための少なくとも１つのスイッチング信号（２０）を送出 させることを特徴とする、 ワイパー装置の駆動方法。