JP2019018756A

JP2019018756A - 車両用ワイパ装置

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Publication number: JP2019018756A
Application number: JP2017140263A
Authority: JP
Inventors: 崇文根木; Takafumi Negi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2019-02-07

Abstract

【課題】スイッチ操作後、違和感なく拡大払拭動作を開始させる制御をする車両用ワイパ装置を提供する。【解決手段】マイクロコンピュータ５８は、拡大払拭動作させるスイッチがオンになった場合には、ワイパモータ１８の出力軸の回転角度が、上反転位置Ｐ１Ｐ及び下反転位置Ｐ２Ｐの一方に対応する角度になってから伸縮機構１２０の動作を開始させることにより、助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐ及び下反転位置Ｐ２Ｐのいずれかから反転する場合に、助手席側ワイパアーム２４の揺動の支点であるピボット軸４２と助手席側ワイパブレード２８の先端部との距離を拡大させて助手席側ワイパブレード２８の払拭範囲を助手席側上方に拡大する払拭範囲拡大制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、払拭範囲を拡大できる車両用ワイパ装置に関する。

自動車のウィンドシールドガラス等を払拭する車両用ワイパ装置は、ワイパブレードが取り付けられたワイパアームをワイパモータによって下反転位置と上反転位置との間を往復動作させている。ワイパアームの動作の軌跡は、多くの場合、ワイパアームのピボット軸を中心とした略円弧状である。従って、ワイパブレードがウィンドシールドガラス等を払拭する領域である払拭範囲は、ピボット軸を中心とした略扇形を呈する。

車両用ワイパ装置では、運転者の視界確保のために、運転席側のウィンドシールドガラスを優先的に払拭する必要がある。また、自動車のウィンドシールドガラスは略等脚台形状を呈している。従って、２本のワイパアームが同時に同方向に回動する並行（タンデム）型のワイパ装置では、ピボット軸をウィンドシールドガラスの下方に設けた場合、運転席側のワイパブレードの上反転位置は、略等脚台形を呈するウィンドシールドガラスの運転席側の脚（等脚台形の縦方向の辺）に近い位置で当該脚に並行して設けられる。

タンデム型のワイパ装置の助手席側のワイパブレードの上反転位置も、運転席側のウィンドシールドガラスを優先的に払拭するために、ウィンドシールドガラスの運転席側の脚に並行して設けられる。しかしながら、前述のように、ワイパブレードの払拭範囲は略扇形を呈するので、上反転位置が上述の位置に設けられると、ウィンドシールドガラスの助手席側の上部の角を中心として、払拭されない領域が生じる。

特許文献１には、ワイパ装置のリンク機構をいわゆる４節リンクとすることにより、動作中のワイパアームの全長を見かけ上伸長させて、助手席側のウィンドシールドガラスの払拭範囲を拡大するワイパ装置が開示されている。

特許文献１に記載されたワイパ装置は、図１１に示したように、４節リンク機構１６０を介してモータの駆動力を助手席側ワイパアーム１５０Ｐに伝達することにより、助手席側ワイパブレード１５４Ｐが下反転位置Ｐ４Ｐと上反転位置Ｐ５Ｐとの間の払拭範囲Ｚ１２を払拭するようにしている。図１１において、払拭範囲Ｚ１０は、４節リンク機構１６０を有さず、ワイパアームをピボット軸を中心に動作させるワイパ装置での払拭範囲である。図１１に示したように、特許文献１に記載されたワイパ装置は、４節リンク機構１６０を有しないワイパ装置よりもウィンドシールドガラス１の助手席側上方の角に近い部分まで払拭が可能になっている。

特開２０００−２５５７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のワイパ装置であっても、図１１に示したように、動作中の助手席側ワイパアームの伸長が十分ではなく、助手席側のウィンドシールドガラス１の上部に拭き残しである非払拭範囲１５８が生じるおそれがあった。かかる非払拭範囲１５８の発生を抑制するために、図１２に示したような助手席側ワイパアーム１３５の支点を、ワイパアームを往復動作させる第１モータとは別の第２モータの駆動力により、ウィンドシールドガラス１上の助手席側上方に移動させるワイパ装置が提案されている。そして、図１２に示したワイパ装置は、助手席側ワイパブレード１３６が払拭範囲Ｚ２を払拭することにより、助手席側前方の視界が広く確保され得る。

払拭範囲Ｚ１を払拭する通常払拭動作から、払拭範囲Ｚ２を払拭する拡大払拭動作への移行は、ワイパスイッチ等の操作に基づいて行われる。しかしながら、助手席側ワイパブレード１３６が下反転位置と上反転位置との間を通常払拭動作で払拭中に、拡大払拭動作へ移行するようにワイパスイッチ等が操作されると、図１２に示したように助手席側ワイパアーム１３５が矢印１４０の方向に急激に伸長される。その結果、助手席側ワイパアーム１３５及び助手席側ワイパブレード１３６は、図１２に示したジグザグ状の軌跡１４２を描くように払拭動作され、ユーザに違和感を与えるおそれがあった。

助手席側ワイパアーム１３５が図１２に示した軌跡１４２を描くように動作されるのは、助手席側ワイパアーム１３５を伸長させる第２モータの回転が急激に開始されることによる。図１３の作動量曲線１６２は、第２モータの出力軸の回転角度の時系列での変化を示したものであるが、時間ｔ₁でワイパスイッチ等が操作されて、通常払拭動作から拡大払拭動作に切り換えられた場合を示している。

図１３において、時間ｔ₁までは通常払拭動作なので、第２モータは回転されず、従って第２モータの出力軸の回転角度である第２出力軸回転角度θ_Bは作動量曲線１６２において０°のままである。しかしながら、時間ｔ₁でワイパスイッチ等が操作されて、通常払拭動作から拡大払拭動作に切り換えられると、ワイパ装置の制御回路は、拡大払拭動作用マップ１６４を参照して第２出力軸回転角度θ_Bを制御する。図１３に示したように、時間ｔ₁直前で作動量曲線１６２が示す角度と、時間ｔ₁において拡大払拭動作用マップ１６４が示す角度との差が大きいほど、助手席側ワイパアーム１３５は急激に伸長される。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、スイッチ操作後、違和感なく拡大払拭動作を開始させる制御をする車両用ワイパ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１記載の車両用ワイパ装置は、揺動されるワイパアーム、前記ワイパアームに連結されたワイパブレード、及び前記ワイパアームの揺動の支点と前記ワイパブレードの先端とを接近及び離反させる接離機構を備えたワイパのワイパアームを揺動させ、前記ワイパブレードをウィンドシールドの上反転位置と下反転位置との間で払拭動作させる第１駆動源と、前記接離機構を駆動して前記ワイパブレードによる前記ウィンドシールドの払拭範囲を変更する第２駆動源と、前記ワイパブレードの払拭動作中に、前記第２駆動源を動作させる指令が入力された場合、前記ワイパブレードが前記上反転位置及び前記下反転位置の一方に到達した際に前記第２駆動源の動作を開始させる制御をする制御部と、を含んでいる。

この車両用ワイパ装置に係る第２駆動源は、ワイパブレードによるウィンドシールドの払拭範囲を可変（拡大）させるための駆動源である。ワイパブレードによるウィンドシールドの払拭範囲を可変（拡大）させることにより、ワイパブレードはウィンドシールドの助手席側の上方の角に近い領域まで払拭することができる。

また、この車両用ワイパ装置は、ワイパブレードの払拭動作中に、第２駆動源を動作させるための指令が入力された場合、ワイパブレードが上反転位置及び下反転位置の２つの反転位置の一方に到達してから第２駆動源の動作を開始させている。その結果、ワイパブレードが２つの反転位置のいずれかから反転する場合に、接離機構を駆動することができ、スイッチ操作後、違和感なく拡大払拭動作を開始させる制御が可能となる。

請求項２記載の車両用ワイパ装置は、請求項１記載の車両用ワイパ装置において、前記制御部は、前記ワイパブレードの前記ウィンドシールド上の位置に応じて、前記第２駆動源の作動量を０から所定値の間で変化させて前記接離機構を駆動するように前記第２駆動源を制御する。

この車両用ワイパ装置によれば、ワイパブレードが一方の反転位置から他方の反転位置に移動するまでの間に、前記第２駆動源の作動量を０から前記所定値の間で変化させることにより拡大払拭動作を行う。

請求項３記載の車両用ワイパ装置は、請求項２記載の車両用ワイパ装置において、前記制御部は、前記第２駆動源を動作させるための指令が入力された場合、前記ワイパブレードが、前記上反転位置及び前記下反転位置の一方に到達してから前記上反転位置と前記下反転位置との中間位置に到達するまでの間に、前記第２駆動源の作動量を０から前記所定値まで変化させる制御を行うと共に、前記ワイパブレードが、前記中間位置に到達してから前記上反転位置及び前記下反転位置の他方に到達するまでの間に、前記第２駆動源の作動量を前記所定値から０まで変化させる制御を行う。

この車両用ワイパ装置によれば、ワイパブレードが２つの反転位置の一方から２つの反転位置の中間位置に到達するまで、第２駆動源を動作させてワイパアームの揺動の支点とワイパブレードの先端との距離を拡大する。

この車両用ワイパ装置では、ワイパブレードが中間位置から２つの反転位置の他方に到達するまでの間に、第２駆動源を動作させてワイパアームの揺動の支点とワイパブレードの先端との距離を縮小している。この車両用ワイパ装置では、ワイパブレードが２つの反転位置の他方に到達するまでに、ワイパアームの揺動の支点とワイパブレードの先端との距離を縮小することにより、ウィンドシールドの助手席側の払拭範囲の可変（拡大）を破綻なく実行できる。

請求項４記載の車両用ワイパ装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用ワイパ装置において、前記ワイパアームの揺動の支点と前記ワイパブレードの先端との離反の程度を示す拡大率の変更が可能で、変更された拡大率を示す信号を出力する拡大率変更部をさらに含み、前記制御部は、前記拡大率変更部から入力された信号が示す拡大率に応じた前記第２駆動源の作動量に基づいて、前記第２駆動源の動作を制御する。

この車両用ワイパ装置によれば、入力された拡大率に応じて、第２駆動源の作動量を変化させて払拭範囲の拡大を抑制するので、車両の乗員がワイパ装置の動作に違和感を覚えるおそれが少なくなる。

請求項５記載の車両用ワイパ装置は、請求項４記載の車両用ワイパ装置において、前記制御部は、前記第１駆動源の出力軸の回転角度に対する前記第２駆動源の作動量を規定した作動量制御マップと前記拡大率とに基づいて前記拡大率に応じた第２駆動源の作動量を決定する。

この車両用ワイパ装置によれば、第１駆動源の出力軸の回転角度に対する第２駆動源の作動量の変化を規定した作動量制御マップを用いることにより、第２駆動源の作動量を、第１駆動源の出力軸の回転に同期させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用ワイパ装置の一例を示した概略図である。本発明の第１の実施の形態に係る車両用ワイパ装置の伸縮機構の構成の一例を示した概略図である。図２に示されたＡ−Ａ線に沿って切断した伸縮機構の断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る車両用ワイパ装置の回路を模式的に示した回路図である。本発明の第１の実施の形態におけるワイパモータの出力軸の回転角度に応じた可動子の移動量（作動量）を規定した伸縮機構作動量マップの一例を示している。本発明の第１の実施の形態に係る車両用ワイパ装置における、通常払拭動作から拡大払拭動作への変更等のように、助手席側ワイパアームの拡大率（伸長の程度）を変更する拡大変更処理の一例を示したフローチャートである。本実施の第１の形態に係る伸縮機構の作動量の時系列での変化の一例を示したものである。本発明の第１の実施の形態におけるワイパモータの出力軸の回転角度に応じた伸縮機構の作動量を拡大率毎に規定した伸縮機構作動量マップの一例を示している。本発明の第１の実施の形態に係る車両用ワイパ装置の拡大率に応じた払拭範囲の変化の一例を示した概略図である。本発明の第２の実施の形態に係る車両用ワイパ装置の伸縮機構一例を示した概略図である。４節リンク機構を有したワイパ装置の一例を示した概略図である。助手席側ワイパアームの支点を、ワイパアームを往復動作させる第１モータとは別の第２モータの駆動力により、ウィンドシールドガラス上の助手席側上方に移動させる車両用ワイパ装置の一例を示した概略図である。図１２に示した車両用ワイパ装置の第２モータの出力軸の回転角度の時系列での変化を示したタイムチャートの一例である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用ワイパ装置１００の一例を示した概略図である。図１に示した車両用ワイパ装置１００は、例えば、乗用自動車等の車両に備えられた「ウィンドシールド」としてのウィンドシールドガラス１を払拭するためのものであり、一対のワイパ１４、１６と、ワイパモータ１８と、リンク機構２０と、伸縮機構１２０と、制御回路５２と、ウォッシャ装置７０と、を備えている。

図１は、右ハンドル車の場合を示しているので、車両の右側（図１の左側）が運転席側、車両の左側（図１の右側）が助手席側である。車両が左ハンドル車の場合には、車両の左側（図１の右側）が運転席側、車両の右側（図１の左側）が助手席側になる。また、車両が左ハンドル車の場合には、車両用ワイパ装置１００の構成が左右反対になる。

ワイパモータ１８は、出力軸３２が所定の回転角度の範囲で正回転及び逆回転することにより、運転席側ワイパアーム２６及び助手席側ワイパアーム２４の各々をウィンドシールドガラス１上で往復動作させるための駆動源である。本実施形態では、ワイパモータ１８が正回転した場合に、運転席側ワイパアーム２６は運転席側ワイパブレード３０が下反転位置Ｐ２Ｄから上反転位置Ｐ１Ｄを払拭するように動作し、助手席側ワイパアーム２４は助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐから上反転位置Ｐ１Ｐを払拭するように動作する。また、ワイパモータ１８が逆回転した場合には、運転席側ワイパアーム２６は運転席側ワイパブレード３０が上反転位置Ｐ１Ｄから下反転位置Ｐ２Ｄを払拭するように動作し、助手席側ワイパアーム２４は助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐから下反転位置Ｐ２Ｐを払拭するように動作する。

ウィンドシールドガラス１の外縁部は、可視光及び紫外線を遮るため、セラミックス系の黒色顔料が塗布された遮光部１Ａとなっている。黒色顔料は、ウィンドシールドガラス１の車室内側の外縁部に塗布された後、所定温度で加熱されることにより溶融し、ウィンドシールドガラス１の車室側表面に定着される。ウィンドシールドガラス１は、外縁部に塗布された接着剤により車体に固定されるが、図１に示したように、紫外線を透過させない遮光部１Ａを外縁部に設けることにより、紫外線による当該接着剤の劣化を抑制する。

後述する伸縮機構１２０が動作しない場合には、ワイパモータ１８の出力軸３２が所定の回転角度（以下、「所定回転角度」と称する）で正回転及び逆回転することにより、運転席側ワイパブレード３０は払拭範囲Ｈ１を、助手席側ワイパブレード２８は払拭範囲Ｚ１を、各々払拭する。

伸縮機構１２０は、助手席側ワイパブレード２８を、助手席側ワイパアーム２４に対して動作させる機構である。伸縮機構１２０は、助手席側ワイパブレード２８を、ピボット軸４２を中心とする円弧の半径方向に移動させ、助手席側ワイパアーム２４を見かけ上伸長させる。前述のワイパモータ１８が動作中に伸縮機構１２０が動作することにより、助手席側ワイパアーム２４は助手席側上方に見かけ上伸長され、助手席側ワイパブレード２８は払拭範囲Ｚ２を払拭する。また、伸縮機構１２０の作動量（伸縮の程度）を変更することにより、助手席側ワイパアーム２４が伸長する範囲を変更することが可能となる。例えば、作動量を大きくすれば、助手席側ワイパアーム２４が伸長する範囲は大きくなり、作動量を小さくすれば、助手席側ワイパアーム２４が伸長する範囲は小さくなる。

ワイパモータ１８は、出力軸３２の回転方向を正回転及び逆回転に制御可能であると共に、出力軸３２の回転速度も制御可能なモータであり、一例としてブラシ付きＤＣモータ及びブラシレスＤＣモータのいずれかである。また、伸縮機構１２０は、後述するように、複数の電磁石及び複数の永久磁石を含む一種のリニアモータである。

ワイパモータ１８及び伸縮機構１２０には、各々の動作を制御するための制御回路５２が接続されている。本実施の形態に係る制御回路５２は、例えば、ワイパモータ１８の出力軸３２末端付近に設けられた絶対角センサ１１４が検知したワイパモータ１８の出力軸３２の回転方向、回転位置、回転速度及び回転角度に基づいて、ワイパモータ１８に印加する電圧のデューティ比を算出する。また、伸縮機構１２０の固定子側に設けられた移動検出センサ（図示せず）が検知した可動子の移動方向、移動による位置の変化及び移動速度に基づいて、電磁石で構成された固定子に印加する電圧の極性及びデューティ比を算出する。

本実施形態では、ワイパモータ１８及び伸縮機構１２０の各々に印加する電圧を、電源である車載バッテリの電圧（略１２Ｖ）をスイッチング素子によってオンオフしてパルス状の波形に変調するパルス幅変調（ＰＷＭ）によって生成する。本実施の形態でデューティ比は、ＰＷＭによって生成される電圧の波形の１周期間に対する前述のスイッチング素子がオンになったことで生じる１のパルスの時間の割合である。また、ＰＷＭによって生成される電圧の波形の１周期は、前述の１のパルスの時間と前述のスイッチング素子がオフになりパルスが生じない時間との和である。駆動回路５６は、制御回路５２によって算出されたデューティ比に従って駆動回路５６内のスイッチング素子をオンオフさせてワイパモータ１８及び伸縮機構１２０の各々に印加する電圧を生成し、生成した電圧をワイパモータ１８及び伸縮機構１２０の各々の巻線の端子に印加する。

本実施の形態に係るワイパモータ１８は、ウォームギアで構成された減速機構４８を有しているので、各々の出力軸の回転方向、回転速度及び回転角度は、ワイパモータ１８本体の回転速度及び回転角度と同一ではない。しかしながら、本実施の形態では、各モータと減速機構４８とは、一体不可分に構成されているので、以下、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度及び回転角度を、ワイパモータ１８の回転方向、回転速度及び回転角度とみなすものとする。

絶対角センサ１１４は、例えばワイパモータ１８の減速機構４８内に設けられ、出力軸３２に連動して回転する励磁コイル又はマグネットの磁界（磁力）を電流に変換して検出するセンサであり、一例として、ＭＲセンサ等の磁気センサである。また、移動検出センサは、固定子に面した側の磁極が交互に異なるように複数の永久磁石が配置された可動子の磁界（磁力）を電流に変換して検出するセンサであり、一例として、ＭＲセンサ等の磁気センサである。

制御回路５２は、ワイパモータ１８の出力軸３２末端付近に設けられた絶対角センサ１１４が検出したワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度から運転席側ワイパブレード３０のウィンドシールドガラス１上での位置を算出可能なマイクロコンピュータ５８を備えている。マイクロコンピュータ５８は、算出した位置に応じてワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度が変化するように駆動回路５６を制御する。

また、マイクロコンピュータ５８は、ワイパモータ１８の出力軸３２末端付近に設けられた絶対角センサ１１４が検出したワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度から助手席側ワイパブレード２８のウィンドシールドガラス１上での位置を算出し、算出した位置に応じて伸縮機構１２０の可動子の移動量及び移動速度が変化するように駆動回路５６を制御する。また、マイクロコンピュータ５８は、伸縮機構１２０の移動検出センサが検出した可動子の移動量から助手席側ワイパアーム２４の伸長の程度を算出する。

制御回路５２には、駆動回路５６の制御に用いるデータ及びプログラムを記憶した記憶装置であるメモリ６０が設けられている。メモリ６０は、運転席側ワイパブレード３０及び助手席側ワイパブレード２８のウィンドシールドガラス１上の位置を示すワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度に応じてワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度等（回転角度を含む）及び伸縮機構１２０の可動子の移動速度（移動量含む）を算出するためのデータ及びプログラムを記憶している。

また、マイクロコンピュータ５８には、車両のエンジン等の制御を統括する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０が接続されている。また、車両ＥＣＵ９０には、ワイパスイッチ５０、方向指示器スイッチ５４、ウォッシャスイッチ６２、レインセンサ７６、車両の速度を検知する車速センサ９２、車両の前方を撮影する車載カメラ９４、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置９６及び操舵角センサ９８が接続されている。

ワイパスイッチ５０は、車両のバッテリからワイパモータ１８に供給される電力をオン又はオフするスイッチである。ワイパスイッチ５０は、運転席側ワイパブレード３０及び助手席側ワイパブレード２８を、低速で動作させる低速作動モード選択位置、高速で動作させる高速作動モード選択位置、一定周期で間欠的に動作させる間欠作動モード選択位置、レインセンサ７６が雨滴を検知した場合に動作させるＡＵＴＯ（オート）作動モード選択位置、格納（停止）モード選択位置に切替可能である。また、各モードの選択位置に応じた信号を、車両ＥＣＵ９０を介してマイクロコンピュータ５８に出力する。

ワイパスイッチ５０から各モードの選択位置に応じて出力された信号が車両ＥＣＵ９０を介してマイクロコンピュータ５８に入力されると、マイクロコンピュータ５８がワイパスイッチ５０からの出力信号に対応する制御をメモリ６０に記憶されたデータ及びプログラムを用いて行う。

本実施の形態では、ワイパスイッチ５０には、助手席側ワイパブレード２８の払拭範囲を払拭範囲Ｚ２に変更する変更モードスイッチが別途設けられていてもよい。変更モードスイッチがオンになると、所定の信号が車両ＥＣＵ９０を介してマイクロコンピュータ５８に入力される。マイクロコンピュータ５８は、所定の信号が入力されると、例えば、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐから上反転位置Ｐ１Ｐに動作する場合に、払拭範囲Ｚ２を払拭するように伸縮機構１２０を制御する。

方向指示器スイッチ５４は、車両の方向指示器（図示せず）の作動を指示するスイッチであり、運転者の操作により、右又は左の方向指示器をオンにするための信号を車両ＥＣＵ９０に出力する。車両ＥＣＵ９０は、方向指示器スイッチ５４から出力された信号に基づいて、右又は左の方向指示器のランプを点滅させる。方向指示器スイッチ５４から出力された信号は、車両ＥＣＵ９０を介してマイクロコンピュータ５８にも入力される。

ウォッシャスイッチ６２は、車両のバッテリからウォッシャモータ６４、ワイパモータ１８及び伸縮機構１２０に供給される電力をオン又はオフするスイッチである。ウォッシャスイッチ６２は、例えば、前述のワイパスイッチ５０を備えたレバー等の操作手段に一体に設けられ、当該レバー等を乗員が手元に引く等の操作によりオンになる。マイクロコンピュータ５８は、ウォッシャスイッチ６２がオンになると、ウォッシャモータ６４及びワイパモータ１８を作動させる。マイクロコンピュータ５８は、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐから上反転位置Ｐ１Ｐまで払拭する場合には、払拭範囲Ｚ２を払拭するように、助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐから下反転位置Ｐ２Ｐまで払拭する場合には、払拭範囲Ｚ１を払拭するように伸縮機構１２０を各々制御する。かかる制御により、ウィンドシールドガラス１の助手席側を広く払拭することが可能となる。

ウォッシャスイッチ６２がオンになっている間は、ウォッシャ装置７０が備えるウォッシャモータ６４の回転でウォッシャポンプ６６が駆動される。ウォッシャポンプ６６はウォッシャ液タンク６８内のウォッシャ液を運転席側ホース７２Ａ又は助手席側ホース７２Ｂに圧送する。運転席側ホース７２Ａは、ウィンドシールドガラス１の運転席側の下方に設けられた運転席側ノズル７４Ａに接続されている。また、助手席側ホース７２Ｂは、ウィンドシールドガラス１の助手席側の下方に設けられた助手席側ノズル７４Ｂに接続されている。圧送されたウォッシャ液は、運転席側ノズル７４Ａ及び助手席側ノズル７４Ｂからウィンドシールドガラス１上に噴射される。ウィンドシールドガラス１上に付着したウォッシャ液は、動作している運転席側ワイパブレード３０及び助手席側ワイパブレード２８によってウィンドシールドガラス１上の汚れと一緒に払拭される。

マイクロコンピュータ５８は、ウォッシャスイッチ６２がオンになっている間のみ動作するようにウォッシャモータ６４を制御する。また、マイクロコンピュータ５８は、ウォッシャスイッチ６２がオフになっても運転席側ワイパブレード３０及び助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐに達するまで動作を継続するようにワイパモータ１８を制御する。さらにマイクロコンピュータ５８は、運転席側ワイパブレード３０及び助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｄ、Ｐ１Ｐに向かって払拭している際にウォッシャスイッチ６２がオフになった場合には、運転席側ワイパブレード３０及び助手席側ワイパブレード２８が、ワイパモータ１８の回転により上反転位置Ｐ１Ｄ、Ｐ１Ｐに達するまで、払拭範囲Ｚ２を払拭するように伸縮機構１２０を制御する。

レインセンサ７６は、例えば、ウィンドシールドガラス１の車室内側に設けられる光学センサの一種であり、ウィンドシールドガラス１表面の水滴等を検知する。レインセンサ７６は、一例として、赤外線の発光素子であるＬＥＤ、受光素子であるフォトダイオード、赤外線の光路を形成するレンズ及び制御回路を含んでいる。ＬＥＤによって車室側から車外に発せられた赤外線はウィンドシールドガラス１で全反射するが、ウィンドシールドガラス１の表面に水滴が存在すると赤外線の一部が水滴を透過して外部に放出されるため、ウィンドシールドガラス１での反射量が減少する。その結果、受光素子であるフォトダイオードに入る光量が減少する。かかる光量の減少に基づいて、ウィンドシールドガラス１表面の水滴を検知する。または、受光素子を車外に設けることで、赤外線の透過量を検出し、当該透過量に基づいて、ウィンドシールドガラス１表面の水滴を検知してもよい。さらには、発光素子を車外、受光素子を車室内側に各々設けて、赤外線の透過量を検出してもよい。

車速センサ９２は、車両の車輪の回転数を検知し、当該回転数を示す信号を出力するセンサである。車両ＥＣＵ９０は、車速センサ９２が出力した信号と車輪の周長から車速を算出する。

車載カメラ９４は、車両前方を撮影し、動画像のデータを取得する装置である。車両ＥＣＵ９０は、車載カメラ９４で取得した動画像のデータを画像処理することにより、車両がカーブに差し掛かっている等を判定することが可能である。また、車両ＥＣＵ９０は、車載カメラ９４で取得した動画像のデータの輝度から、車両前方の明るさを算出できる。

本実施の形態に係る車載カメラ９４は、被写体までの距離を取得した画像データから算出できるように右撮像部９４Ｒと左撮像部９４Ｌとを備えた、いわゆるステレオカメラである。別途ミリ波レーダ等の車両前方の障害物等を探知し、当該障害物までの距離を検出できる装置を車両が備えている場合には、車載カメラはステレオカメラでなくてもよい。

図１に示したように、本実施の形態では、レインセンサ７６及び車載カメラ９４は、ウィンドシールドガラス１の中央上部付近の機能エリア１０２に設けられる。機能エリア１０２は、レインセンサ７６の検知範囲と、車載カメラ９４の撮影の視野と、をカバーし得る所定範囲である。

ＧＰＳ装置は、上空にあるＧＰＳ衛星から受信した測位のための信号に基づいて車両の現在位置を算出する装置である。本実施の形態では、車両用ワイパ装置１００専用のＧＰＳ装置９６を用いるが、車両がカーナビゲーションシステム等の他のＧＰＳ装置を備える場合には、当該他のＧＰＳ装置を用いてもよい。

操舵角センサ９８は、一例としてステアリングの回転軸（図示せず）に設けられ、当該ステアリングの回転角度を検出するセンサである。

続いて、ワイパ１４、１６の構成について説明する。ワイパ１４、１６は、それぞれ助手席側ワイパアーム２４、２６と助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０とにより構成されている。助手席側ワイパアーム２４、２６の基端部は、後述するピボット軸４２、４４に各々固定されており、助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０は、助手席側ワイパアーム２４、２６の先端部に各々固定されている。

ワイパ１４、１６は、助手席側ワイパアーム２４、２６の動作に伴って助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０がウィンドシールドガラス１上を往復動作し、助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０がウィンドシールドガラス１を払拭する。

ワイパモータ１８は、減速機構４８を介して、正逆回転可能な出力軸３２を有し、リンク機構２０は、クランクアーム３４と、第１リンクロッド３６と、一対のピボットレバー３８、４０と、一対のピボット軸４２、４４と、第２リンクロッド４６とを備えている。

クランクアーム３４の一端側は、出力軸３２に固定されており、クランクアーム３４の他端側は、第１リンクロッド３６の一端側に動作可能に連結されている。また、第１リンクロッド３６の他端側は、ピボットレバー３８のピボット軸４２を有する端とは異なる端寄りの箇所に動作可能に連結されており、ピボットレバー３８のピボット軸４２を有する端とは異なる端及びピボットレバー４０におけるピボットレバー３８の当該端に対応する端には、第２リンクロッド４６の両端がそれぞれ動作可能に連結されている。

また、ピボット軸４２、４４は、車体に設けられた図示しないピボットホルダによって動作可能に支持されており、ピボットレバー３８、４０におけるピボット軸４２、４４を有する端は、ピボット軸４２、４４を介して助手席側ワイパアーム２４、２６が各々固定されている。

車両用ワイパ装置１００では、出力軸３２が所定の範囲の回転角度θ１で正逆回転されると、この出力軸３２の回転力がリンク機構２０を介して助手席側ワイパアーム２４、２６に伝達され、この助手席側ワイパアーム２４、２６の往復動作に伴って助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０がウィンドシールドガラス１上における下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐと上反転位置Ｐ１Ｄ、Ｐ１Ｐとの間で往復動作をする。θ１の値は、車両用洗浄システムのリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、本実施の形態では、一例として１４０°とする。

本実施の形態に係る車両用ワイパ装置１００では、図１に示されるように、助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０が格納位置Ｐ３Ｐ、Ｐ３Ｄに位置された場合には、クランクアーム３４と第１リンクロッド３６とが直線状をなす構成とされている。

格納位置Ｐ３Ｄ、Ｐ３Ｐは、下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐの下方に設けられている。助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０が下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐにある状態から、出力軸３２がθ２回転することにより、助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０は格納位置Ｐ３Ｄ、Ｐ３Ｐに動作する。θ２の値は、車両用洗浄システムのリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、本実施の形態では、一例として１０°とする。

なお、θ２が「０」の場合は、下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐと格納位置Ｐ３Ｄ、Ｐ３Ｐは一致し、助手席側ワイパブレード２８、運転席側ワイパブレード３０は、下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐで停止し、格納される。

図２は、本実施の形態に係る車両用ワイパ装置１００のワイパ１４の伸縮機構１２０の構成の一例を示した概略図である。図２に示したように、伸縮機構１２０は、助手席側ワイパアーム２４の端部に固定軸２４Ｐで固定されたハウジング１２０Ｈ内に設けられた固定子１２０Ａと、助手席側ワイパブレード２８側に設けられ、永久磁石列１２０Ｂを備えた可動子１２６と、を含む。

固定子１２０Ａにはコイル１２０Ｃが巻装され、コイル１２０Ｃに駆動回路５６から供給された電圧が印加されると励磁される。駆動回路５６は、コイル１２０Ｃに印加する電圧の極性を変化させることにより、励磁された固定子１２０Ａの磁極を変化させる。助手席側ワイパアーム２４の内部にはコイル１２０Ｃと駆動回路５６とを導通接続する接続線（図示せず）が配策されている。

可動子１２６の永久磁石列１２０Ｂは、固定子１２０Ａに面した側の磁極が交互に異なるように複数の永久磁石が配置されている。従って、固定子１２０Ａが励磁されると、固定子１２０Ａの磁界と永久磁石列１２０Ｂの磁界との吸引及び反発による相互作用により、可動子１２６は、固定子１２０Ａに対して図２の矢印Ｂ方向または矢印Ｃ方向に移動する、いわゆる往復運動を行う。

固定子１２０Ａを収めたハウジング１２０Ｈ内には、移動検出センサ１１８が設けられている。移動検出センサ１１８は、可動子１２６の移動に伴って変化する永久磁石列１２０Ｂの磁界を検出し、電気信号に変換して制御回路５２に出力する。図２の破線で示したように、助手席側ワイパアーム２４の内部には移動検出センサ１１８と制御回路５２とを導通接続する信号線が配策されている。

図３は、図２に示されたＡ−Ａ線に沿って切断した伸縮機構１２０の断面図である。図３に示したように、可動子１２６にはブレードラバー１２２と、金属板であるバッキング１２４とを備える。バッキング１２４は、可動子１２６のバッキング保持部１２６Ａに保持されることにより、助手席側ワイパブレード２８の形状保持及び弾性付与に資する部材である。

ブレードラバー１２２は、基端部１２２Ａが可動子１２６のブレードラバー保持部１２６Ｂに嵌合され、前述のバッキング１２４と共に、可動子１２６を含む助手席側ワイパブレード２８を構成する。

可動子１２６の頂部は、固定子１２０Ａのハウジング１２０Ｈの下端部の案内機構１２０Ｒと嵌合するガイドレール１２６Ｒとなっており、可動子１２６が固定子１２０Ａに対してピボット軸４２を中心とする円弧の半径方向に移動可能に構成されている。

図４は、本実施の形態に係る車両用ワイパ装置１００の回路を模式的に示した回路図である。図４に示すように、車両用ワイパ装置１００は、制御回路５２と駆動回路５６とを含んでいる。

制御回路５２は、前述のようにマイクロコンピュータ５８とメモリ６０を有し、マイクロコンピュータ５８には、車両ＥＣＵ９０（図示せず）を介して、ワイパスイッチ５０、方向指示器スイッチ５４、ウォッシャスイッチ６２、レインセンサ７６、車速センサ９２、車載カメラ９４、ＧＰＳ装置９６、操舵角センサ９８が各々接続されている。

駆動回路５６は、ワイパモータ１８を駆動させるための第１プリドライバ１０４及びワイパモータ駆動回路１０８、伸縮機構１２０を駆動させるための第２プリドライバ１０６及び伸縮機構駆動回路１１０を備えている。また駆動回路５６は、ウォッシャモータ６４を駆動させるための、リレー駆動回路７８、ＦＥＴ駆動回路８０及びウォッシャモータ駆動回路５７を有している。

制御回路５２のマイクロコンピュータ５８は、第１プリドライバ１０４を介してワイパモータ駆動回路１０８を構成するスイッチング素子をオンオフさせることによりワイパモータ１８の回転を、第２プリドライバ１０６を介して伸縮機構駆動回路１１０のスイッチング素子をオンオフさせることにより伸縮機構１２０の動作を、各々制御する。また、マイクロコンピュータ５８は、リレー駆動回路７８及びＦＥＴ駆動回路８０を制御することによりウォッシャモータ６４の回転を制御する。

ワイパモータ１８がブラシ付きＤＣモータの場合、ワイパモータ駆動回路１０８は４個のスイッチング素子を含む。スイッチング素子は、一例としてＮ型のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である。また、伸縮機構１２０を駆動する電圧を生成する伸縮機構駆動回路１１０も、一例として図４に示したように、４個のスイッチング素子を含み、各スイッチング素子はＮ型のＦＥＴである。

図４に示すように、ワイパモータ駆動回路１０８は、ＦＥＴ１０８Ａ〜１０８Ｄを含んでいる。ＦＥＴ１０８Ａは、ドレインが電源(＋Ｂ)に接続され、ゲートが第１プリドライバ１０４に接続され、ソースがワイパモータ１８の一端部に接続されている。ＦＥＴ１０８Ｂは、ドレインが電源(＋Ｂ)に接続され、ゲートが第１プリドライバ１０４に接続され、ソースがワイパモータ１８の他端部に接続されている。ＦＥＴ１０８Ｃは、ドレインがワイパモータ１８の一端部に接続され、ゲートが第１プリドライバ１０４に接続され、ソースが接地されている。ＦＥＴ１０８Ｄは、ドレインがワイパモータ１８の他端部に接続され、ゲートが第１プリドライバ１０４に接続され、ソースが接地されている。

第１プリドライバ１０４は、マイクロコンピュータ５８からの制御信号に従ってＦＥＴ１０８Ａ〜１０８Ｄのゲートに供給する制御信号を切り替えることで、ワイパモータ１８の駆動を制御する。すなわち、第１プリドライバ１０４は、ワイパモータ１８の出力軸３２を所定方向に回転（正回転）させる場合には、ＦＥＴ１０８ＡとＦＥＴ１０８Ｄの組をオンさせ、ワイパモータ１８の出力軸３２を所定方向と逆方向に回転（逆回転）させる場合には、ＦＥＴ１０８ＢとＦＥＴ１０８Ｃの組をオンさせる。また、第１プリドライバ１０４は、マイクロコンピュータ５８からの制御信号に基づいて、ＦＥＴ１０８Ａ及びＦＥＴ１０８Ｄを断続的にオンオフさせるＰＷＭを行う。

第１プリドライバ１０４はＰＷＭにより、ＦＥＴ１０８Ａ及びＦＥＴ１０８Ｄのオンオフに係るデューティ比を変化させることにより、ワイパモータ１８の正回転での回転速度を制御する。当該デューティ比が大きくなれば、正回転時にワイパモータ１８の端子に印加される電圧の実効値が高くなり、ワイパモータ１８の回転速度は大きくなる。

同様に、第１プリドライバ１０４はＰＷＭにより、ＦＥＴ１０８Ｂ及びＦＥＴ１０８Ｃのオンオフに係るデューティ比を変化させることにより、ワイパモータ１８の逆回転での回転速度を制御する。当該デューティ比が大きくなれば、逆回転時にワイパモータ１８の端子に印加される電圧の実効値は高くなり、ワイパモータ１８の回転速度は大きくなる。

伸縮機構駆動回路１１０は、ＦＥＴ１１０Ａ〜１１０Ｄを含んでいる。ＦＥＴ１１０Ａは、ドレインが電源(＋Ｂ)に接続され、ゲートが第２プリドライバ１０６に接続され、ソースが伸縮機構１２０の固定子１２０Ａのコイルの一端部に接続されている。ＦＥＴ１１０Ｂは、ドレインが電源(＋Ｂ)に接続され、ゲートが第２プリドライバ１０６に接続され、ソースが伸縮機構１２０の固定子１２０Ａのコイルの他端部に接続されている。ＦＥＴ１１０Ｃは、ドレインが伸縮機構１２０の固定子１２０Ａのコイル１２０Ｃの一端部に接続され、ゲートが第２プリドライバ１０６に接続され、ソースが接地されている。ＦＥＴ１１０Ｄは、ドレインが伸縮機構１２０の固定子１２０Ａのコイル１２０Ｃの他端部に接続され、ゲートが第２プリドライバ１０６に接続され、ソースが接地されている。

第２プリドライバ１０６は、マイクロコンピュータ５８からの制御信号に従ってＦＥＴ１１０Ａ〜１１０Ｄのゲートに供給する制御信号を切り替えることで、伸縮機構１２０の駆動を制御する。一例として、助手席側ワイパアーム２４を助手席側上方に見かけ上伸長させるように伸縮機構１２０の可動子１２６を所定方向に移動させる場合、第２プリドライバ１０６は、ＦＥＴ１１０ＡとＦＥＴ１１０Ｄの組をオンさせ、次いでＦＥＴ１１０ＢとＦＥＴ１１０Ｃの組をオンさせる。かかるスイッチング制御を反復することにより、可動子１２６を所定方向に移動させる。また、可動子１２６の移動速度は、ＦＥＴ１１０ＡとＦＥＴ１１０Ｄの組をオンさせ、次いでＦＥＴ１１０ＢとＦＥＴ１１０Ｃの組をオンさせるスイッチングのタイミングを早めるとともに、ＦＥＴ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄの各々に印加する電圧を高くすることによって高速化できる。第２プリドライバ１０４は、マイクロコンピュータ５８からの制御信号に基づいて、前述の第１プリドライバ１０４のようなＰＷＭを行うことにより、ＦＥＴ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄの各々に印加する電圧を制御する。

伸縮機構１２０の可動子１２６を所定方向の逆方向に移動させる場合、第２プリドライバ１０６は、ＦＥＴ１１０ＢとＦＥＴ１１０Ｃの組をオンさせ、次いでＦＥＴ１１０ＡとＦＥＴ１１０Ｄの組をオンさせる。かかるスイッチング制御を反復することにより、可動子１２６を所定方向の逆方向に移動させる。また、可動子１２６の移動速度は、ＦＥＴ１１０ＢとＦＥＴ１１０Ｃの組をオンさせ、次いでＦＥＴ１１０ＡとＦＥＴ１１０Ｄの組をオンさせるスイッチングのタイミングを早めるとともに、ＦＥＴ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄの各々に印加する電圧を高くすることによって高速化できる。第２プリドライバ１０４は、マイクロコンピュータ５８からの制御信号に基づいて、前述の第１プリドライバ１０４のようなＰＷＭを行うことにより、ＦＥＴ１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄの各々に印加する電圧を制御する。

ワイパモータ１８の減速機構４８内における出力軸３２の出力軸端部１１２には、２極のセンサマグネット１１２Ａが固定され、センサマグネット１１２Ａに対向するように絶対角センサ１１４が設けられている。

伸縮機構１２０のハウジング１２０Ｈ内には、可動子１２６の永久磁石列１２０Ｂに対向するように移動検出センサ１１８が設けられている。

絶対角センサ１１４はセンサマグネット１１２Ａの磁界を、移動検出センサ１１８は永久磁石列１２０Ｂの磁界を、各々検出し、検出した磁界の強さに応じた信号を出力する。マイクロコンピュータ５８は、絶対角センサ１１４が出力した信号に基づいて、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度、回転位置、回転方向及び回転速度を算出すると共に、移動検出センサ１１８が出力した信号に基づいて、伸縮機構１２０の移動量、位置、移動方向及び移動速度を算出する。

ワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度からは、運転席側ワイパブレード３０の下反転位置Ｐ２Ｄと上反転位置Ｐ１Ｄとの間での位置が算出できる。また、伸縮機構１２０の可動子１２６の移動量からは、助手席側ワイパアーム２４の見かけの伸長の程度（拡大の程度）が算出できる。マイクロコンピュータ５８は、出力軸３２の回転角度から算出した運転席側ワイパブレード３０の下反転位置Ｐ２Ｄと上反転位置Ｐ１Ｄとの間での位置に基づいて、可動子１２６の移動量を制御することにより、ワイパモータ１８と伸縮機構１２０の各々の動作を同期させる。一例として、メモリ６０に、運転席側ワイパブレード３０の下反転位置Ｐ２Ｄと上反転位置Ｐ１Ｄとの間での位置（又は出力軸３２の回転角度）と可動子１２６の移動量とを対応付けたマップ（例えば、後述する伸縮機構作動量マップ）を予め記憶させ、当該マップに従って、出力軸３２の回転角度に応じて可動子１２６の移動量を制御する。

図５は、本実施の形態における出力軸３２の回転角度に応じた可動子１２６の移動量（作動量）を規定した伸縮機構作動量マップの一例を示している。図５の横軸は出力軸３２の回転角度である出力軸回転角度θ_Aである。出力軸回転角度θ_Aは、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐに位置する場合は「０°」になる図５の縦軸は可動子１２６の移動量である伸縮機構作動量Ｍ_Vであり、その最大値は所定作動量Ｍ_V2となる。伸縮機構作動量Ｍ_Vは、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐに位置する場合に「０」となるので、伸縮機構作動量Ｍ_Vが「０」となる位置から可動子１２６の位置までの距離を示している。図５の原点Ｏは、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐにある状態を示している。図５のθ₁は、出力軸３２が所定回転角度θ₁回転した結果、助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐにある状態を示している。

マイクロコンピュータ５８は、ワイパモータ１８の出力軸３２が回転を始めると、絶対角センサ１１４で検知した出力軸３２の回転角度と伸縮機構作動量マップとを照合する。かかる照合により、図５の曲線１９０で示された角度から、絶対角センサ１１４で検知した出力軸回転角度θ_Aに対応する伸縮機構作動量Ｍ_Vを算出し、算出した伸縮機構作動量Ｍ_Vになるように伸縮機構１２０の可動子１２６の移動量を制御する。

より具体的には、マイクロコンピュータ５８は、絶対角センサ１１４によりワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度が０°から正回転方向で変化を開始した場合を、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐからの移動を開始したと判定し、伸縮機構１２０の可動子１２６の助手席側上方（所定方向）への移動を開始させる。マイクロコンピュータ５８は、前述のように、伸縮機構作動量マップを用いて出力軸３２の回転角度に対応した可動子１２６の移動量を決定するが、マイクロコンピュータ５８は、移動検出センサ１１８からの信号に基づいて可動子１２６の移動量をモニターし、伸縮機構作動量マップを用いて決定した移動量になるように伸縮機構１２０の動作を制御する。伸縮機構作動量マップの設定によるが、図５に示したように、出力軸回転角度θ_Aが０°と所定回転角度θ₁との間の中間回転角度θ_mになった場合に、可動子１２６の助手席側上方への移動量が所定作動量Ｍ_V2となるようにする。可動子１２６の助手席側上方への移動量が所定作動量Ｍ_V2になることで、助手席側ワイパブレード２８をウィンドシールドガラス１上の助手席側上方に移動させる。

可動子１２６の所定方向への移動量が所定作動量Ｍ_V2に達した後は、伸縮機構作動量マップに従い、可動子１２６を所定方向とは逆方向に移動させる。具体的には、出力軸３２の回転角度が所定回転角度θ₁に達して、助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐに達するまでに可動子１２６を所定作動量Ｍ_V2で所定方向とは逆方向に移動させることにより、図５の伸縮機構作動量マップに示したように、可動子１２６の移動量を０まで減少させる。本実施の形態の移動検出センサ１１８は、ＭＲセンサ等の、対象物の移動量及び移動方向が検出可能なセンサを用いているので、可動子１２６が所定方向と逆方向に移動した場合には、それまでに検出した移動量が０に向かって減少する状態を検出できる。そして、かかる可動子１２６の移動量の減少により、助手席側ワイパブレード２８は元の位置に戻される。

以上の説明は、助手席側ワイパブレード２８を下反転位置Ｐ２Ｐから上反転位置Ｐ１Ｐに移動させながら払拭範囲Ｚ２を払拭させる場合である。助手席側ワイパブレード２８を上反転位置Ｐ１Ｐから下反転位置Ｐ２Ｐに移動させながら払拭範囲Ｚ２を払拭させる場合には、絶対角センサ１１４により出力軸３２の回転角度が０°から逆回転方向で変化を開始した場合を、助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐからの移動を開始したと判定し、伸縮機構１２０の可動子１２６の所定方向への移動を開始させ、可動子１２６の所定方向への移動量が所定作動量Ｍ_V2に達した後は、伸縮機構作動量マップに従い、可動子１２６を所定方向とは逆方向に移動させる。なお、図５に示す伸縮機構作動量マップは中間回転角度θ_mを軸にして左右対称な曲線１９０となっているが、これに限定されることはない。マップの曲線はウィンドシールドガラス１の形状等に応じて、個別に設定する。

また、マイクロコンピュータ５８は、運転席側ワイパブレード３０の下反転位置Ｐ２Ｄと上反転位置Ｐ１Ｄとの間での位置及び助手席側ワイパアーム２４の拡大の程度に基づいて、ワイパブレードの払拭速度を変化させる等の制御を行うことも可能である。以下に、可動子１２６の移動量である所定作動量を大きく設定して、助手席側ワイパアーム２４の拡大の程度を大きくした場合の払拭速度の制御の一例について述べる。かかる場合には、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度が中間回転角度θ_mに近づくにつれて、出力軸３２の回転速度を徐々に減速させる。そして、出力軸３２の回転角度が中間回転角度θ_mに達した場合、すなわち、助手席側ワイパアーム２４が最大に伸長される場合に、出力軸３２の回転速度が極小となるように制御する。出力軸３２の回転速度の制御には、例えば、出力軸３２の回転角度に応じて規定された出力軸３２の回転速度のマップ等（図示せず）を用いる。また、出力軸３２の回転速度に対応して、可動子１２６の移動速度も制御する。例えば、図５に示したような伸縮機構作動量マップを用いているのであれば、出力軸３２の回転に可動子１２６の動作を同期できるので、出力軸３２の回転速度の増減に対応して、可動子１２６の移動速度も制御できる。かかる制御により、助手席側ワイパアーム２４を伸長させる速度と助手席側ワイパブレード２８の払拭速度とを緩和でき、「助手席側ワイパアーム２４が急激に伸びた」という違和感を乗員が覚えるおそれを軽減できる。

ウォッシャモータ駆動回路５７は、２個のリレーRLY1、RLY2を内蔵したリレーユニット８４、２個のＦＥＴ８６Ａ、８６Ｂを含んでいる。リレーユニット８４のリレーRLY1、RLY2のリレーコイルはリレー駆動回路７８に各々接続されている。リレー駆動回路７８はリレーRLY1、RLY2のオンオフ(リレーコイルの励磁／励磁停止)を切り替える。リレーRLY1、RLY2は、リレーコイルが励磁されていない間は、共通端子８４Ｃ１、８４Ｃ２が第１端子８４Ａ１、８４Ａ２と各々接続している状態(オフ状態)を維持し、リレーコイルが励磁されると共通端子８４Ｃ１、８４Ｃ２を第２端子８４Ｂ１、８４Ｂ２に各々接続する状態に切り替わる。リレーRLY1の共通端子８４Ｃ１はウォッシャモータ６４の一端に接続されており、リレーRLY2の共通端子８４Ｃ２はウォッシャモータ６４の他端に接続されている。また、リレーRLY1、RLY2の第１端子８４Ａ１、８４Ａ２の各々はＦＥＴ８６Ｂのドレインに接続され、リレーRLY1、RLY2の第２端子８４Ｂ１、８４Ｂ２の各々は電源(＋Ｂ)に接続されている。

ＦＥＴ８６ＢはゲートがＦＥＴ駆動回路８０に接続され、ソースが接地されている。ＦＥＴ８６Ｂのオンオフに係るデューティ比はＦＥＴ駆動回路８０によって制御される。また、ＦＥＴ８６Ｂのドレインと電源(＋Ｂ)との間にはＦＥＴ８６Ａが設けられている。ＦＥＴ８６Ａは、ゲートに制御信号が入力されないのでオンオフの切り替えは行われず、寄生ダイオードをサージの吸収に用いる目的で設けられている。

リレー駆動回路７８及びＦＥＴ駆動回路８０は、２個のリレーRLY1、RLY2とＦＥＴ８６Ｂとのオンオフを切り替えることで、ウォッシャモータ６４の駆動を制御する。すなわち、ウォッシャモータ６４の出力軸を所定方向に回転（正回転）させる場合、リレー駆動回路７８はリレーRLY1をオンさせ(リレーRLY2はオフ)、ＦＥＴ駆動回路８０は所定のデューティ比でＦＥＴ８６Ｂをオンさせる。上記の制御により、ウォッシャモータ６４の出力軸の回転速度が制御される。

以下、本実施の形態に係る車両用ワイパ装置１００の制御について説明する。図６は、本実施の形態に係る車両用ワイパ装置１００における、通常払拭動作から拡大払拭動作への変更等のように、助手席側ワイパアーム２４の拡大率（伸長の程度）を変更する拡大変更処理の一例を示したフローチャートである。図６に示した一連の手順は、制御回路５２内のマイクロコンピュータ５８によって処理される。

ステップ１１０では、ワイパスイッチ５０に設けられている変更モードスイッチがオンになったことを示す変更信号が入力されたか否かを判定し、肯定判定の場合には手順をステップ１１２に移行させ、否定判定の場合には処理をリターンする。

ステップ１１２では、絶対角センサ１１４によって検知された出力軸回転角度θ_Aに基づいて、助手席側ワイパブレード２８の位置を算出すると共に、算出した助手席側ワイパブレード２８の位置が上反転位置Ｐ１Ｐ又は下反転位置Ｐ２Ｐであるか否かを判定する。本実施の形態では、往動時に拡大払拭動作を行うと共に復動時に通常払拭動作を行う往動時拡大払拭動作の場合と、往動時に通常払拭動作を行うと共に復動時に拡大払拭動作を行う復動時拡大払拭動作の場合とがある。往動時拡大払拭動作の場合には、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐで反転した後から助手席側ワイパアーム２４の伸長を始めるので、ステップ１１２では、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐに到達した場合に肯定判定をする。また、復動時拡大払拭動作の場合には、助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐで反転した後から助手席側ワイパアーム２４の伸長を始めるので、ステップ１１２では、助手席側ワイパブレード２８が上反転位置Ｐ１Ｐに到達した場合に肯定判定をする。

ステップ１１２で否定判定の場合には処理をリターンし、ステップ１１２で肯定判定の場合には、ステップ１１４で払拭動作の拡大率を変更して処理をリターンする。図７は、本実施の形態に係る伸縮機構１２０の作動量（伸縮機構作動量Ｍ_V）の時系列での変化の一例を示したものである。図７は、時間ｔ₁（０＜ｔ_１＜ｔ_２）で変更モードスイッチがオンになった場合を示しているが、伸縮機構作動量Ｍ_Vの変化を示す作動量曲線１７０は０を示したままであり、従って、伸縮機構１２０は作動していない。

図７の時間ｔ₂において、助手席側ワイパアーム２４が下反転位置Ｐ２Ｐ又は上反転位置Ｐ１Ｐに到達したことが絶対角センサ１１４が検知した出力軸回転角度θ_Aによって示された場合には、伸縮機構１２０を、拡大払拭動作用マップ１７２に従った制御を開始することにより、伸縮機構１２０を作動させる。かかる制御により、助手席側ワイパアーム２４の伸長は、変更モードスイッチがオンになった直後ではなく、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐ又は上反転位置Ｐ１Ｐに到達した場合から行われる。その結果、変更モードスイッチ操作後、違和感なく拡大払拭動作を開始させる制御が可能になる。

なお、図６のステップ１１４における拡大率の変更は、拡大率が０％である通常払拭動作から拡大率が１００％である拡大払拭動作への変更を例示した。しかしながら、本実施の形態では、助手席側ワイパアーム２４の伸長の程度を示す拡大率を、０〜１００％の範囲で任意に設定可能な拡大率変更スイッチを別途設けてもよく、かかる拡大率変更スイッチを設けた場合には、以下のような制御が可能となる。

一例として、０〜１．０の数値で示される払拭範囲の拡大率Ｘに応じて助手席側ワイパアーム２４の伸長を制御する場合について述べる。以下では、拡大率Ｘと図８に示した伸縮機構作動量マップと下記の式（１）とによって算出した伸縮機構作動量Ｍ_Vになるように伸縮機構１２０の作動量を制御する。

上記の式（１）中のθ_Aは、図５、図８で示した出力軸３２の回転角度である出力軸回転角度θ_Aである。ｆ(θ_A)は図８の曲線１９０で示された、拡大率Ｘが１．０（１００％相当）の場合に、出力軸回転角度θ_Aに応じて決定される伸縮機構１２０の作動量である。また、ｇ(θ_A)は図８の曲線１９４で示された、拡大率Ｘが０（０％相当）の場合に、出力軸回転角度θ_Aに応じて決定される伸縮機構１２０の作動量である。

拡大率Ｘが０％相当の場合、すなわち伸縮機構１２０が作動しない場合には、理論上、伸縮機構１２０の作動量ｇ(θ_A)は、出力軸回転角度θ_Aの値に関係なく常に０になる。しかしながら、本実施の形態では、伸縮機構１２０にも、運転席側ワイパアーム２６及び助手席側ワイパアーム２４を往復動作させるワイパモータ１８の駆動力が影響する場合があり、ｇ(θ_A)は、実際には出力軸回転角度θ_Aの値に関係なく常に０にはならない場合がある。

ただし、出力軸回転角度θ_Aに対するｇ(θ_A)の変化が無視できるようであれば、下記の式（２）のように、拡大率Ｘでの伸縮機構作動量Ｍ_Vは、ｆ(θ_A)とＸとの積で算出できる。

図８の曲線１９２は、上記の式（１）に基づいて算出された拡大率Ｘが０．５（５０％相当）の場合の伸縮機構作動量Ｍ_Vである。曲線１９２が示す伸縮機構作動量Ｍ_Vは、拡大率Ｘが１００％相当の場合である曲線１９０が示す角度の略１／２になっている。

図９は、拡大率Ｘに応じた払拭範囲の変化の一例を示している。図９において、払拭範囲Ｚ１は拡大率Ｘが０％相当の場合、払拭範囲Ｚ２は拡大率Ｘが１００％相当の場合、払拭範囲Ｚ３は拡大率Ｘが５０％相当の場合、を各々示している。図９に示したように、ユーザの操作に応じて拡大率Ｘを変化させることにより、急激に助手席側ワイパアーム２４が伸長するような動作がさらに抑制され、より違和感の少ない拡大払拭動作が可能になる。

以上説明したように、本実施の形態では、拡大払拭動作をさせるためのスイッチがオンになった場合には、当該スイッチがオンになった直後には拡大払拭動作を開始しない。本実施の形態では、絶対角センサ１１４が検知した出力軸３２の回転角度である出力軸回転角度θ_Aが示す助手席側ワイパブレード２８の位置が下反転位置Ｐ２Ｐ又は上反転位置Ｐ１Ｐに到達した場合に、拡大払拭動作を開始する。換言すると、拡大払拭動作をさせるスイッチがオンになったことだけを条件に拡大払拭を行うことはなく、出力軸３２の回転角度（出力軸回転角度θ_A）が助手席側ワイパブレード２８の下反転位置Ｐ２Ｐ又は上反転位置Ｐ１Ｐに対応した角度になった場合に、拡大払拭動作を開始する。

下反転位置Ｐ２Ｐ又は上反転位置Ｐ１Ｐに到達した助手席側ワイパブレード２８は、その直後に反転して、往動又は復動を開始する。助手席側ワイパブレード２８及び助手席側ワイパアーム２４が往動又は復動を開始した場合に、図５、図８に示したマップに従って伸縮機構１２０の作動量（伸縮機構作動量Ｍ_V）を制御することにより、違和感なく拡大払拭動作を開始させる制御をする車両用ワイパ装置１００を提供することが可能になる。

なお、本実施形態は、ワイパモータ１８の出力軸３２が正逆（往復）回転可能に制御されていたが、これに限定されることはない。例えば、出力軸３２が一方向に回転するものでもよい。

なお、本実施形態は、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転により、運転席側ワイパブレード３０及び助手席側ワイパブレード２８を上反転位置Ｐ１Ｄ、Ｐ１Ｐと下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐとの間で移動させていたが、これに限定されることはない。例えば、ワイパモータ１８として「運転席側ワイパモータ」と「助手席側ワイパモータ」とを備え、運転席側ワイパモータの回転によって運転席側ワイパブレード３０を上反転位置Ｐ１Ｄと下反転位置Ｐ２Ｄとの間で移動させ、助手席側ワイパモータの回転によって助手席側ワイパブレード２８を上反転位置Ｐ１Ｐと下反転位置Ｐ２Ｐとの間で移動させる構造でもよい。

なお、本実施の形態では、運転席側ワイパブレード３０と助手席側ワイパブレード２８とが下反転位置Ｐ２Ｄ、Ｐ２Ｐにて車幅方向に重ならない構造になっていたが、これに限定されることはない。例えば、助手席側ワイパブレード２８の運転席側ワイパブレード３０側を長く設定してもよい。換言すると、助手席側ワイパブレード２８の運転席側ワイパブレード３０側が、当該運転席側ワイパブレード３０の助手席側ワイパブレード２８側と重なるように助手席側ワイパブレード２８の長さを設定してもよい。これにより、往復動時に払拭範囲Ｚ２を払拭する際に、ウィンドシールドガラスの中央下側に残る払拭不能領域を少なくすることができる。

なお、本実施の形態では、出力軸３２の所定回転角度における中間角度付近までの間で助手席側ワイパアーム２４（助手席側ワイパブレード２８）を伸長させ、中間角度付近から所定回転角度までの間で助手席側ワイパアーム２４（助手席側ワイパブレード２８）を縮小させる制御を行ったが、これに限定されることはない。例えば、助手席側ワイパブレード２８が下反転位置Ｐ２Ｐから上反転位置Ｐ１Ｐに向かって払拭する際（往動払拭時）に、助手席側ワイパアーム２４が徐々に伸長するように制御してもよい。

なお、本実施の形態では、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転角度と伸縮機構１２０の可動子１２６の移動量とを用いた実施の形態を説明したが、これに代えて出力軸３２の回転位置と可動子１２６の位置とを用いたものとしてもよい。

［第２の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、伸縮機構１８０が助手席側ワイパアーム２４のピボット軸４２の近くに設けられている点で、第１の実施の形態と相違するが、その他の構成については、第１の実施の形態と同様なので、詳細な説明は省略する。

図１０は、本実施の形態に係る車両用ワイパ装置の伸縮機構１８０の一例を示した概略図である。図１０に示したように、本実施の形態の伸縮機構１８０は、助手席側ワイパアーム２４を望遠鏡状に伸縮させる機構であり、一端がピボット軸４２に連結され、内部に電磁石列１８０Ａを備えた固定子である外部筒２４Ｂと、永久磁石列１８０Ｂを備えた可動子である内部筒２４Ａと、を含み、ゴム等の弾性体で構成されたシール部材１８４によって伸縮機構１８０の内部の機構が保護されている。外部筒２４Ｂの内部に入り込んだ水は、排水孔１８６を介して外部筒２４Ｂの外に排出される。

永久磁石列１８０Ｂは、電磁石列１８０Ａに面した側の磁極が交互に異なるように複数の永久磁石が配置されている。従って、電磁石列１８０Ａが励磁されると、電磁石列１８０Ａの磁界と永久磁石列１８０Ｂとの磁界の吸引及び反発による相互作用により、内部筒２４Ａは、外部筒２４Ｂに対して図１０の矢印Ｄ方向または矢印Ｅ方向に移動する、いわゆる往復運動を行う。

外部筒２４Ｂ内には、移動検出センサ１８２が設けられている。移動検出センサ１８２は、可動子である内部筒２４Ａの移動に伴って変化する永久磁石列１８０Ｂの磁界を検出し、電気信号に変換して制御回路５２に出力する。

マイクロコンピュータ５８は、第１の実施の形態で説明したように、出力軸３２の回転角度から算出した運転席側ワイパブレード３０の下反転位置Ｐ２Ｄと上反転位置Ｐ１Ｄとの間での位置に基づいて、内部筒２４Ａの移動量を制御することにより、ワイパモータ１８と伸縮機構１８０の各々の動作を同期させる。

以上説明したように、本実施の形態では、伸縮機構１８０を助手席側ワイパアーム２４が揺動する支点であるピボット軸４２近くに設けられるので、第１の実施の形態よりも、助手席側ワイパアーム２４の揺動による遠心力が伸縮機構１８０に作用しにくくなり、伸縮機構１８０をより安定して動作させることができる。

また、ウィンドシールドガラス１表面の水滴を払拭する助手席側ワイパブレード２８近くに設けられた第１の実施の形態の伸縮機構１２０よりも、本実施の形態に係る伸縮機構１８０は、助手席側ワイパブレード２８から離れた位置に設けられるので、内部機構に雨水が侵入するおそれが軽減できる。

以上、第２の実施の形態について説明したが、本願は、上記に限定されるものではなく、上記以外にも、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。例えば、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを適宜組み合わせることが可能である。

１…ウィンドシールドガラス（ウィンドシールド）、１Ａ…遮光部、１４，１６…ワイパ、１８…ワイパモータ、２０…リンク機構、２４…助手席側ワイパアーム、２４Ａ…内部筒、２４Ｂ…外部筒、２４Ｐ…固定軸、２６…運転席側ワイパアーム、２８…助手席側ワイパブレード、３０…運転席側ワイパブレード、３２…出力軸、３４…クランクアーム、３６…リンクロッド、３８，４０…ピボットレバー、４２，４４…ピボット軸、４６…リンクロッド、４８…減速機構、５０…ワイパスイッチ、５２…制御回路、５４…方向指示器スイッチ、５６…駆動回路、５７…ウォッシャモータ駆動回路、５８…マイクロコンピュータ、６０…メモリ、６２…ウォッシャスイッチ、６４…ウォッシャモータ、６６…ウォッシャポンプ、６８…ウォッシャ液タンク、７０…ウォッシャ装置、７２Ａ…運転席側ホース、７２Ｂ…助手席側ホース、７４Ａ…運転席側ノズル、７４Ｂ…助手席側ノズル、７６…レインセンサ、７８…リレー駆動回路、８０…ＦＥＴ駆動回路、８４…リレーユニット、８４Ａ１，８４Ａ２…第１端子、８４Ｂ１，８４Ｂ２…第２端子、８４Ｃ１，８４Ｃ２…共通端子、９０…車両ＥＣＵ、９２…車速センサ、９４…車載カメラ、９４Ｌ…左撮像部、９４Ｒ…右撮像部、９６…ＧＰＳ装置、９８…操舵角センサ、１００…車両用ワイパ装置、１０２…機能エリア、１０４…第１プリドライバ、１０６…第２プリドライバ、１０８…ワイパモータ駆動回路、１１０…伸縮機構駆動回路、１１２…出力軸端部、１１２Ａ…センサマグネット、１１４…絶対角センサ、１１８…移動検出センサ、１２０…伸縮機構、１２０Ａ…固定子、１２０Ｂ…永久磁石列、１２０Ｃ…コイル、１２０Ｈ…ハウジング、１２０Ｒ…案内機構、１２２…ブレードラバー、１２２Ａ…基端部、１２４…バッキング、１２６…可動子、１２６Ａ…バッキング保持部、１２６Ｂ…ブレードラバー保持部、１２６Ｒ…ガイドレール、１３５…助手席側ワイパアーム、１３６…助手席側ワイパブレード、１４０…矢印、１４２…軌跡、１５０Ｐ…助手席側ワイパアーム、１５４Ｐ…助手席側ワイパブレード、１５８…非払拭範囲、１６０…４節リンク機構、１６２…作動量曲線、１６４…拡大払拭動作用マップ、１７０…作動量曲線、１７２…拡大払拭動作用マップ、１８０…伸縮機構、１８０Ａ…電磁石列、１８０Ｂ…永久磁石列、１８２…移動検出センサ、１８４…シール部材、１８６…排水孔、１９０，１９２，１９４…曲線、RLY1，RLY2…リレー、θ₁…所定回転角度、θ_A…出力軸回転角度、θ_m…中間回転角度、θ１…回転角度、Ｈ１…払拭範囲、Ｍ_V…伸縮機構作動量、Ｍ_V2…所定作動量、Ｏ…原点、Ｐ１Ｄ，Ｐ１Ｐ…上反転位置、Ｐ２Ｄ，Ｐ２Ｐ…下反転位置、Ｐ３Ｄ，Ｐ３Ｐ…格納位置、Ｐ４Ｐ…下反転位置、Ｐ５Ｐ…上反転位置、Ｘ…拡大率、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ１０，Ｚ１２…払拭範囲、ｔ₁，ｔ₂…時間

Claims

揺動されるワイパアーム、前記ワイパアームに連結されたワイパブレード、及び前記ワイパアームの揺動の支点と前記ワイパブレードの先端とを接近及び離反させる接離機構を備えたワイパのワイパアームを揺動させ、前記ワイパブレードをウィンドシールドの上反転位置と下反転位置との間で払拭動作させる第１駆動源と、
前記接離機構を駆動して前記ワイパブレードによる前記ウィンドシールドの払拭範囲を変更する第２駆動源と、
前記ワイパブレードの払拭動作中に、前記第２駆動源を動作させる指令が入力された場合、前記ワイパブレードが前記上反転位置及び前記下反転位置の一方に到達した際に前記第２駆動源の動作を開始させる制御をする制御部と、
を含む車両用ワイパ装置。
前記制御部は、前記ワイパブレードの前記ウィンドシールド上の位置に応じて、前記第２駆動源の作動量を０から所定値の間で変化させて前記接離機構を駆動するように前記第２駆動源を制御する請求項１に記載の車両用ワイパ装置。
前記制御部は、前記第２駆動源を動作させるための指令が入力された場合、前記ワイパブレードが、前記上反転位置及び前記下反転位置の一方に到達してから前記上反転位置と前記下反転位置との中間位置に到達するまでの間に、前記第２駆動源の作動量を０から前記所定値まで変化させる制御を行うと共に、前記ワイパブレードが、前記中間位置に到達してから前記上反転位置及び前記下反転位置の他方に到達するまでの間に、前記第２駆動源の作動量を前記所定値から０まで変化させる制御を行う請求項２記載の車両用ワイパ装置。
前記ワイパアームの揺動の支点と前記ワイパブレードの先端との離反の程度を示す拡大率の変更が可能で、変更された拡大率を示す信号を出力する拡大率変更部をさらに含み、
前記制御部は、前記拡大率変更部から入力された信号が示す拡大率に応じた前記第２駆動源の作動量に基づいて、前記第２駆動源の動作を制御する請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用ワイパ装置。
前記制御部は、前記第１駆動源の出力軸の回転角度に対する前記第２駆動源の作動量を規定した作動量制御マップと前記拡大率とに基づいて前記拡大率に応じた第２駆動源の作動量を決定する請求項４記載の車両用ワイパ装置。