JP7102779B2

JP7102779B2 - ワイパ制御装置

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Publication number: JP7102779B2
Application number: JP2018035508A
Authority: JP
Inventors: 洋平夏目
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2022-07-20
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Description

本発明は、ワイパ制御装置に関する。

ワイパ制御装置は、マイクロコンピュータ等のコントローラにより、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子で構成された駆動回路を制御して、ワイパブレードを払拭動作させるワイパモータに印加する電圧を生成する。

ワイパシステムを構成するワイパモータが、例えばブラシ付きＤＣモータの場合、ブラシと整流子との接触不良、又はワイパモータの巻線の断線等が起こり得る。また、駆動回路を構成するスイッチング素子がショートする場合もある。

ワイパ制御装置を含むワイパシステムは、製品として出荷される際に、ワイパモータ及び駆動回路の状態が検査され、当該検査で、ワイパモータ内の電気的な接続が問題なく、かつ駆動回路を構成するスイッチング素子が正常であると判断された個体が製品として出荷される。

ワイパ制御装置には、図１２に示したような検査用回路が予め設けられている。出荷前の検査では、端子１１８を介して車両のバッテリの正極（Ｂ端子）から供給された電力が、抵抗Ｒ０２と抵抗Ｒ０３、Ｒ０４とで構成された分圧回路の抵抗Ｒ０２と抵抗Ｒ０３との間から出力され、ワイパモータ１８の一方側のモータ端子である第１端子１２６Ａに供給される。

第１端子１２６Ａに供給された電力は、ワイパモータの第１ブラシ１８Ｂ１、コンミテータ（整流子）１８Ｃ、巻線１８Ｄ、コンミテータ１８Ｃ及び第２ブラシ１８Ｂ２を介してワイパモータ１８の他方側のモータ端子である第２端子１２６Ｂに出力される。第２端子１２６Ｂに出力された電力は、抵抗Ｒ０５と抵抗Ｒ０６とで構成された分圧回路の抵抗Ｒ０５と抵抗Ｒ０６との間から出力される。抵抗Ｒ０５と抵抗Ｒ０６との間から出力された電力は、電圧を示す信号として、端子１２４Ｂを介してマイクロコンピュータ５８に入力される。

また、端子１１８を介して供給されたバッテリの電力は、抵抗Ｒ０２、Ｒ０３と抵抗Ｒ０４とで構成された分圧回路の抵抗Ｒ０３と抵抗Ｒ０４との間からも出力される。抵抗Ｒ０３と抵抗Ｒ０４との間から出力された電力は、電圧を示す信号として、端子１２４Ａ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、端子１２４Ａ、１２４Ｂから入力された信号から端子１２４Ａ、１２４Ｂの各々の電圧であるマイクロコンピュータ検知電圧（以下、「検知電圧」と略記）を算出し、検知電圧及びバッテリの電圧である電源電圧の態様に基づいて、ワイパモータ１８及び駆動回路５６の各々の状態を判定する。

特許文献１には、ワイパモータの巻線の端子間の電圧であるモータ端子電圧からモータの回路のショート又は断線の有無を判定するモータに関する発明が開示されている。

特開２０１７－３４９０２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のモータの検査では、図１２に示したような複雑な回路が必要となる。分圧回路を構成する抵抗Ｒ０２～Ｒ０６を要するのみならず、マイクロコンピュータ５８を高電圧から保護するダイオードＤ０２、Ｄ０３が別途必要になる。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、簡易な構成でワイパモータ及び駆動回路の状態を検査可能なワイパ制御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記載のワイパ制御装置は、第１端子及び第２端子を備え、前記第１端子に正電圧が供給され、かつ前記第２端子が接地された状態で所定方向に回転し、前記第１端子が接地され、かつ前記第２端子に正電圧が供給された状態で前記所定方向に対して逆方向に回転してワイパブレードを払拭動作させるワイパモータと、
一端が電源に接続されると共に他端が前記第１端子に接続された第１スイッチング素子、一端が前記第１端子に接続されると共に他端が接地された第２スイッチング素子、一端が前記電源に接続されると共に他端が前記第２端子に接続された第３スイッチング素子、及び一端が前記第２端子に接続されると共に他端が接地された第４スイッチング素子を有し、各々のスイッチング素子のオンオフにより、前記第１端子に正電圧を供給すると共に前記第２端子を接地させ、前記第１端子を接地させると共に前記第２端子に正電圧を供給する駆動回路と、一端が前記電源に接続されると共に他端が前記第１端子に接続された抵抗を介して検査用電圧を前記第１端子に供給する検査用電圧回路と、前記電源の電圧を検出する電源電圧検出部と、前記駆動回路の全スイッチング素子がオフの状態で、前記検査用電圧回路から前記第１端子に前記検査用電圧を供給した際に前記第２端子に出力された電圧が検知電圧として入力される計測部と、を備えている。

このワイパ制御装置によれば、電源に接続された抵抗と駆動回路を構成する第２スイッチング素子とで、電源の電圧を減圧する分圧回路を構成することにより、簡素な構成でワイパモータ及び駆動回路の状態を検査可能な検査用電圧を生成してワイパモータの第１端子に供給できる。また、検査用電圧をワイパモータの第１端子に供給した際にワイパモータの第２端子から出力される検知電圧により、ワイパモータ及び駆動回路の状態を検査できる。

請求項２に記載のワイパ制御装置は、請求項１に記載のワイパ制御装置において、前記計測部は、前記検知電圧及び前記電源の電圧の各々の態様に基づいて前記ワイパモータ及び前記駆動回路の状態を判定する。

このワイパ制御装置によれば、簡易な構成によって生成した検査用電圧をワイパモータの第１端子に供給した際の検知電圧及び電源の電圧の各々の態様に基づいてワイパモータ及び駆動回路の状態を判定することができる。

請求項３に記載のワイパ制御装置は、請求項２に記載のワイパ制御装置において、前記計測部は、前記電源の電圧が正常で、かつ前記検知電圧が一定の低電圧を示した場合に、前記ワイパモータの回路が断線している場合、並びに前記第２スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子のいずれかがショートしている場合、のいずれかの場合であると判定する。

このワイパ制御装置によれば、簡易な構成によって検査用電圧をワイパモータの第１端子に供給した際に、検知電圧が一定の低電圧を示した場合に、ワイパモータの回路が断線している場合であるか、第２スイッチング素子及び第４スイッチング素子のいずれかがショートしている場合であると判定することができる。

請求項４に記載のワイパ制御装置は、請求項２又は３に記載のワイパ制御装置において、前記計測部は、前記電源の電圧が正常で、かつ前記検知電圧が一定の高電圧を示した場合に、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のいずれかがショートしている場合であると判定する。

このワイパ制御装置によれば、簡易な構成によって検査用電圧をワイパモータの第１端子に供給した際に、検知電圧が一定の高電圧示した場合に、第１スイッチング素子及び第３スイッチング素子のいずれかがショートしている場合であると判定することができる。

本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置を含むワイパシステムの構成を示す概略図である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置の構成の一例の概略を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置の検査用回路の一例を示した回路ブロック図である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置における、ワイパモータ及び駆動回路が正常な場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータで検知される検知電圧である。図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、ワイパモータ及び駆動回路が正常な場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータで検知される検知電圧である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置における、ワイパモータの回路に断線箇所が存在する、いわゆるモータオープンである場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータで検知される検知電圧である。図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、ワイパモータの回路に断線箇所が存在する、いわゆるモータオープンである場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータで検知される電圧である検知電圧である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置における、駆動回路を構成するＦＥＴのいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータで検知される検知電圧である。図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、駆動回路を構成するＦＥＴのいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータで検知される検知電圧である。本発明の実施の形態に係るワイパ制御装置における、駆動回路を構成するＦＥＴのいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータで検知される検知電圧である。図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、駆動回路を構成するＦＥＴのいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される電位差を示す検知電圧である。ワイパモータ及び駆動回路の動作状態を検査するための検査用回路の一例を示したブロック図である。

図１は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０を含むワイパシステム１００の構成を示す概略図である。ワイパシステム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ガラス１２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、ワイパ制御装置１０とを備えている。

ワイパ１４、１６は、それぞれワイパアーム２４、２６とワイパブレード２８、３０とにより構成されている。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、ワイパブレード２８、３０は、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、ワイパアーム２４、２６の動作に伴ってワイパブレード２８、３０がウィンドシールドガラス１２上を往復動作し、ワイパブレード２８、３０がウィンドシールドガラス１２を払拭する。

ワイパモータ１８は、主にウォームギアで構成された減速機構５２を介して、正逆回転可能な出力軸３２を有している。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を介してワイパアーム２４、２６が各々固定されている。

本実施の形態に係るワイパ制御装置１０を含むワイパシステム１００では、出力軸３２が所定の範囲の回転角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を介してワイパアーム２４、２６に伝達され、このワイパアーム２４、２６の往復動作に伴ってワイパブレード２８、３０がウィンドシールドガラス１２上における下反転位置Ｐ２と上反転位置Ｐ１との間で往復動作をする。θ１の値は、ワイパ制御装置１０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°である。

本実施の形態に係るワイパ制御装置１０を含むワイパシステム１００では、図１に示されるように、ワイパブレード２８、３０が格納位置Ｐ３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Ｐ３は、下反転位置Ｐ２の下方に設けられている。ワイパブレード２８、３０が下反転位置Ｐ２にある状態から、出力軸３２がθ２回転することにより、ワイパブレード２８、３０は格納位置Ｐ３に動作する。回転角θ２の値は、ワイパ制御装置１０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Ｐ２と格納位置Ｐ３は一致し、ワイパブレード２８、３０は、下反転位置Ｐ２で停止し、格納される。

ワイパモータ１８には、ワイパモータ１８の回転を制御するためのワイパモータ制御回路２２が接続されている。本実施の形態に係るワイパモータ制御回路２２は、ワイパモータ１８の回路基板に設けられたサーミスタから出力された信号に基づいて、回路基板の温度を検出する温度検出回路９０とマイクロコンピュータとを含む。

ワイパモータ制御回路２２のマイクロコンピュータ５８は、ワイパモータ１８の出力軸３２の回転速度及び回転角を検知する回転角度センサ５４の検知結果に基づいてワイパモータ１８の回転速度を制御する。回転角度センサ５４は、ワイパモータ１８の減速機構５２内に設けられ、出力軸３２に連動して回転するセンサマグネットの磁界（磁力）を電流に変換して検出する。

本実施の形態に係るワイパモータ１８は、前述のように減速機構５２を有しているので、出力軸３２の回転速度及び回転角は、ワイパモータ本体の回転速度及び回転角と同一ではない。しかしながら、本実施の形態では、ワイパモータ本体と減速機構５２は一体不可分に構成されているので、以下、出力軸３２の回転速度及び回転角を、ワイパモータ１８の回転速度及び回転角とみなすものとする。

マイクロコンピュータ５８は、回転角度センサ５４が検出した出力軸３２の回転角からワイパブレード２８、３０のウィンドシールドガラス１２上での位置を算出可能で当該位置に応じて出力軸３２の回転速度が変化するように駆動回路５６を制御する。駆動回路５６は、ワイパモータ制御回路２２の制御に基づいてワイパモータ１８に印加する電圧を生成する回路であり、電源である車両のバッテリの電力をスイッチングしてワイパモータ１８に印加する電圧を生成する。

また、ワイパモータ制御回路２２のマイクロコンピュータ５８には、車両のエンジンの制御等を行う主ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９２を介してワイパスイッチ５０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、ワイパブレード２８、３０を、低速で動作させる低速作動モード選択位置（ＬＯＷ）、高速で動作させる高速作動モード選択位置（ＨＩＧＨ）、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（ＩＮＴ）、レインセンサ（図示せず）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（ＡＵＴＯ）、停止モード選択位置（ＯＦＦ）に切替可能である。また、各モードの選択位置に応じてワイパモータ１８を回転させるための指令信号を主ＥＣＵ９２を介してマイクロコンピュータ５８に出力する。例えば、ワイパスイッチ５０が、高速作動モード選択位置ではワイパモータ１８を高速で回転させ、低速作動モード選択位置ではワイパモータ１８を低速で回転させ、間欠作動モード選択位置ではワイパモータ１８を間欠的に回転させる。

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主ＥＣＵ９２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はワイパスイッチ５０からの指令信号に対応する制御を行う。具体的には、マイクロコンピュータ５８は、ワイパスイッチ５０からの指令信号に基づいて、所望する往復払拭周期でワイパブレード２８、３０が作動するように、出力軸３２の回転信号を読み取ってワイパモータ１８に印加する電圧を制御する。

図２は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０の構成の一例の概略を示すブロック図である。また、図２示したワイパモータ１８は、一例として、ブラシ付きＤＣモータである。

図２に示したワイパ制御装置１０は、ワイパモータ１８の巻線の端子に印加する電圧を生成する駆動回路５６と、駆動回路５６を構成するスイッチング素子のオン及びオフを制御するマイクロコンピュータ５８を有するワイパモータ制御回路２２とを含んでいる。マイクロコンピュータ５８には、ダイオード６８を介してバッテリ８０の電力が供給されると共に、供給される電力の電圧は、ダイオード６８とマイクロコンピュータ５８との間に設けられた電圧検出回路６０によって検知され、検知結果はマイクロコンピュータ５８に出力される。また、ダイオード６８とマイクロコンピュータ５８との間に一端が接続され、他端（－）が接地された電解コンデンサＣ１が設けられている。電解コンデンサＣ１は、マイクロコンピュータ５８の電源を安定化するためのコンデンサである。電解コンデンサＣ１は、例えば、サージ等の突発的な高電圧を蓄え、接地領域に放電することにより、マイクロコンピュータ５８を保護する。

マイクロコンピュータ５８には信号入出力回路６２を介してワイパスイッチ５０から主ＥＣＵ９２を介してワイパモータ１８の回転速度を指示するための信号が入力される。ワイパスイッチ５０から出力された信号はアナログ信号なので、当該信号は信号入出力回路６２においてデジタル化されてマイクロコンピュータ５８に入力される。また、マイクロコンピュータ５８からは、ワイパモータ１８及び駆動回路５６の状態をしめす信号が信号入出力回路６２を介して主ＥＣＵに出力される。製品出荷時の検査では、信号入出力回路６２と主ＥＣＵとの間に検査用モニタ９８が接続される。当該検査では、後述する図４等に示したように、監査用モニタに電源電圧及び検知電圧が表示される。

また、マイクロコンピュータ５８には、出力軸３２の回転に応じて変化するセンサマグネット７０の磁界を検知する回転角度センサ５４が接続されている。マイクロコンピュータ５８は、回転角度センサ５４が出力した信号に基づいて、出力軸の回転角度を算出することにより、ワイパブレード２８、３０のウィンドシールドガラス１２上での位置を特定する。

さらに、マイクロコンピュータ５８は、メモリ４８に記憶されているワイパブレード２８、３０の位置に応じて規定されたワイパモータ１８の回転速度のデータを参照して、ワイパモータ１８の回転が、特定したワイパブレード２８、３０の位置に応じた回転数になるように駆動回路５６を制御する。

駆動回路５６は、図２に示すように、スイッチング素子にＮ型のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であるＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４を用いている。ＦＥＴ１及びＦＥＴ２は、ドレインがノイズ防止コイル６６を介してバッテリ８０に各々接続されており、ソースがＦＥＴ３及びＦＥＴ４のドレインに各々接続されている。また、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４のソースは接地されている。

また、ＦＥＴ１のソース及びＦＥＴ３のドレインは、ワイパモータ１８の巻線の一端に接続されており、ＦＥＴ２のソース及びＦＥＴ４のドレインは、ワイパモータ１８の巻線の他端に接続されている。

ＦＥＴ１及びＦＥＴ４の各々のゲートにハイレベル信号が入力されることにより、ＦＥＴ１及びＦＥＴ４がオンになり、ワイパモータ１８には例えばワイパブレード２８、３０を車室側から見て時計回りに動作させるＣＷ電流７２が流れる。さらに、ＦＥＴ１及びＦＥＴ４の一方をオン制御しているとき、他方をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、小刻みにオンオフ制御することにより、ＣＷ電流７２の電圧を変調できる。

また、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３の各々のゲートにハイレベル信号が入力されることにより、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３がオンになり、ワイパモータ１８には例えばワイパブレード２８、３０を車室側から見て反時計回りに動作させるＣＣＷ電流７４が流れる。さらに、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３の一方をオン制御しているとき、他方をＰＷＭ制御により、小刻みにオンオフ制御することにより、ＣＣＷ電流７４の電圧を変調できる。

駆動回路５６の回路基板には温度検知のためのサーミスタＲＴと抵抗Ｒ１とで構成された分圧回路が実装されている。サーミスタＲＴは、温度に応じて抵抗値が変化する素子である。サーミスタＲＴの抵抗値が変化すると、サーミスタＲＴと抵抗Ｒ１とで構成された分圧回路によって分圧された電圧が変化する。マイクロコンピュータ５８は、当該分圧回路で分圧された電圧は、温度検出回路９０でマイクロコンピュータ５８が処理可能なデジタル信号に変換され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、サーミスタＲＴと抵抗Ｒ１とで構成された分圧回路で分圧された電圧の変化から駆動回路５６が実装されている回路基板の温度を算出する。本実施の形態では、サーミスタＲＴが検知した温度を、ワイパモータ１８の負荷を示す物理量として扱う。

サーミスタＲＴは、ワイパモータ１８の負荷に応じて温度が変化し、かつ発熱が顕著な箇所であれば、駆動回路５６が実装されている回路基板以外の箇所に設けてもよい。例えば、可能であれば、ワイパモータ１８のハウジング内部に実装してもよい。

本実施の形態では、電源であるバッテリ８０と駆動回路５６との間には逆接続保護回路６４及びノイズ防止コイル６６が設けられると共に、駆動回路５６に対して並列になるように電解コンデンサＣ２が設けられている。ノイズ防止コイル６６は、駆動回路５６のスイッチングによって発生するノイズを抑制するための素子である。

電解コンデンサＣ２は、駆動回路５６から生じるノイズを緩和すると共に、サージ等の突発的な高電圧を蓄え、接地領域に放電することにより、駆動回路５６に過大な電流が入力されるのを防止するための素子である。

逆接続保護回路６４は、バッテリ８０の正極と負極が図２に示した場合とは逆に接続された場合に、ワイパ制御装置１０を構成する素子を保護するための回路である。逆接続保護回路６４は、一例として、自身のドレインとゲートを接続した、いわゆるダイオード接続されたＦＥＴ等で構成される。

図２に示したワイパ制御装置１０は、ダイオードＤ１、Ｄ２と、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４とで構成された検査用回路が設けられている。検査用回路は、アノードがバッテリ８０の正極に接続された逆流防止用のダイオードＤ１と、一端がダイオードＤ１のカソードに接続されると共に、他端がワイパモータ１８の一方側のモータ端子である第１端子１２０に接続された抵抗Ｒ２を介して、ワイパモータ１８の第１端子１２０に電力を供給する。また、検査用回路は、ワイパモータ１８の他方側のモータ端子である第２端子１２２に一端が接続された抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ３の他端に一端が接続されると共に他端が接地された抵抗Ｒ４とで構成された分圧回路を有し、当該分圧回路を構成する抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間から出力された電圧がマイクロコンピュータ５８に入力される。第１端子１２０は、特許請求の範囲に記載の第１端子に相当し、第２端子１２２は、特許請求の範囲に記載の第２端子に相当する。

検査用回路には、マイクロコンピュータ５８と抵抗Ｒ３の他端（抵抗Ｒ４の一端）との間にアノードが接続されると共に、カソードがバッテリ８０の正極に接続されたダイオードＤ２が実装されており、抵抗Ｒ３、Ｒ４で構成された分圧回路から出力された電圧が過大な場合、バッテリ８０の正極側に過大な電圧を逃してマイクロコンピュータ５８を保護するようになっている。

図３は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０の検査用回路の一例を示した回路ブロック図である。出荷前の検査では、ＦＥＴ１、２、３、４が各々オフの状態で、端子１１８を介して車両のバッテリの正極から供給された電力が、ダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ２に流れ、抵抗Ｒ２を介してワイパモータ１８の第１ブラシ１８Ｂ１に電気的に接続された第１端子１２０に供給される。端子１１８の電圧は略１２Ｖであるが、オフ状態のＦＥＴ２は抵抗素子として機能するので、抵抗Ｒ２とＦＥＴ２とが一種の分圧回路を構成する。従って、抵抗Ｒ２を介して第１端子１２０に印加される検査用電圧は、端子１１８の電圧よりも低くなる。出荷前の検査では、例えば、ワイパモータ１８の断線等を識別できればよいので、ワイパモータ１８を回転させる電圧であることを要しない。むしろ、ワイパモータ１８が回転しない低電圧が抵抗Ｒ２を介して供給されるようにオフ状態のＦＥＴ２の抵抗値との関係で抵抗Ｒ２の抵抗値を設定することにより、図３に示した検査用回路を実装したままでワイパ制御装置１０を出荷することができる。

抵抗Ｒ２を介して第１端子１２０に印加された検査用電圧は、ワイパモータ１８の巻線１８Ｄ等が断線していなければ、ワイパモータ１８の第１ブラシ１８Ｂ１、コンミテータ１８Ｃ、巻線１８Ｄ、コンミテータ１８Ｃ及び第２ブラシ１８Ｂ２を介して第２端子１２２に出力される。第２端子１２２には、抵抗Ｒ３の一端が接続される。抵抗Ｒ３の他端には、抵抗Ｒ４の一端が接続され、抵抗Ｒ４の他端は接地されている。

抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とは分圧回路を構成し、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間から出力された電圧は、端子１１４を介してマイクロコンピュータ５８に入力される。第２端子１２２に出力される電圧が、ＦＥＴ１～４がオフ状態であってもオン状態であっても、マイクロコンピュータ５８への入力が可能な低電圧を呈するのであれば、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とで構成された分圧回路を要しない。

マイクロコンピュータ５８は、端子１１４から入力された信号から端子１１４の電圧である検知電圧を算出し、算出した検知電圧を電源電圧と共に検査用モニタ９８に出力する。検知電圧は、マイクロコンピュータ５８の仕様にもよるが、一例として、端子１１４と接地領域との電位差である。

電源電圧は検知電圧から算出可能な場合もあるが、本実施の形態では、電圧検出回路６０を介して検出する。また、端子１１４から入力された信号から検知電圧及び電源電圧の各々を算出する処理は、外部機器である検査用モニタ９８で行ってもよい。

図４は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０における、ワイパモータ１８及び駆動回路５６が正常な場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１１４の検知電圧である。図４（Ａ）に示したように電源電圧が正常で、かつ図４（Ｂ）に示したように検知電圧が上限値１１０Ａ以下で下限値１１２Ａ以上であれば、ワイパモータ１８及び駆動回路５６は正常と判定する。

図５は、図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、ワイパモータ１８及び駆動回路５６が正常な場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１２４Ａと端子１２４Ｂとの電位差を示す検知電圧である。図５（Ａ）に示したように電源電圧が正常で、かつ図５（Ｂ）に示したように検知電圧が上限値１１０Ｂ以下で下限値１１２Ｂ以上であれば、ワイパモータ１８及び駆動回路５６は正常と判定する。

図６は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０における、ワイパモータ１８の回路に断線箇所が存在する、いわゆるモータオープンである場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１１４の検知電圧である。モータオープンの場合は、図６（Ａ）に示したように電源電圧が正常であっても、図６（Ｂ）に示したように一定の低電圧（略０Ｖ）を示す。モータオープンは、第１ブラシ１８Ｂ１、コンミテータ１８Ｃ、巻線１８Ｄ、コンミテータ１８Ｃ及び第２ブラシ１８Ｂ２を介して第２端子１２２のいずれかで電気的な接続がなされていない状態である。従って、図６に示した現象が観測された場合は、第１端子１２０と第１ブラシ１８Ｂ１との間の断線、第１ブラシ１８Ｂ１とコンミテータ１８Ｃとの接触不良、コンミテータ１８Ｃと巻線１８Ｄとの断線、巻線１８Ｄの断線、コンミテータ１８Ｃと第２ブラシ１８Ｂ２との接触不良、及び第２ブラシ１８Ｂ２と第２端子１２２との断線等が考えられる。

図７は、図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、ワイパモータ１８の回路に断線箇所が存在する、いわゆるモータオープンである場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１２４Ａの電圧と端子１２４Ｂの電圧である検知電圧である。モータオープンの場合は、図７（Ａ）に示したように電源電圧が正常であっても、図７（Ｂ）に示したように端子１２４Ａで検知される検知電圧は徐々に減衰する振動状態を呈しながら上限値１１０Ｂ近くになり、端子１２４Ｂで検知される検知電圧は徐々に減衰する振動状態を呈しながら略０Ｖとなる。

図８は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０における、駆動回路５６を構成するＦＥＴ１及びＦＥＴ３のいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１１４の検知電圧である。ＦＥＴ１及びＦＥＴ３のいずれかがショートした場合は、図８（Ａ）に示したように電源電圧が正常であっても、図８（Ｂ）に示したように検知電圧は上限値１１０Ａ以上の一定の高電圧を示す。

図９は、図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、駆動回路５６を構成するＦＥＴ１及びＦＥＴ３のいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１２４Ａと端子１２４Ｂとの電位差を示す検知電圧である。ＦＥＴ１及びＦＥＴ３のいずれかがショートした場合は、図９（Ａ）に示したように電源電圧が正常であっても、図９（Ｂ）に示したように検知電圧は徐々に減衰する振動状態を呈しながら上限値１１０Ｂ以上の一定の高電圧示す。

図１０は、本実施の形態に係るワイパ制御装置１０における、駆動回路５６を構成するＦＥＴ２及びＦＥＴ４のいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１１４の検知電圧である。ＦＥＴ２及びＦＥＴ４のいずれかがショートした場合は、図１０（Ａ）に示したように電源電圧が正常であっても、図１０（Ｂ）に示したように検知電圧は振動状態を呈さずに一定の低電圧（略０Ｖ）となる。

図１１は、図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置における、駆動回路５６を構成するＦＥＴ２及びＦＥＴ４のいずれかがショートした場合の検査結果の一例であり、（Ａ）は電源電圧、（Ｂ）はマイクロコンピュータ５８で検知される端子１２４Ａと端子１２４Ｂとの電位差を示す検知電圧である。ＦＥＴ２及びＦＥＴ４のいずれかがショートした場合は、図１１（Ａ）に示したように電源電圧が正常であっても、図１１（Ｂ）に示したように検知電圧は略０Ｖとなる。

本実施の形態では、図４、図６、図８及び図１０の各々に示した電源電圧及び検知電圧は、検査用モニタ９８に表示する。また、マイクロコンピュータ５８は、電源電圧及び検知電圧が図４、図６、図８及び図１０に示したような各々の態様に基づいてワイパモータ１８及び駆動回路を構成するＦＥＴ１～４の状態を判定し、判定結果を検査用モニタ９８に表示させてもよい。

図４～１１に示したように、簡素化された検査用回路を有する本実施の形態に係るワイパ制御装置１０でも、実際の検査結果は、図１２に示した検査用回路を有するワイパ制御装置と略同様である。

従って、本実施の形態によれば、駆動回路５６を構成する１のスイッチング素子を低電圧の検査用電圧を生成する分圧回路として機能させる簡易な構成で、ワイパモータ及び駆動回路の状態を検査可能なワイパ制御装置を提供することができる。

１０…ワイパ制御装置、１２…ウィンドシールドガラス、１４，１６…ワイパ、１８…ワイパモータ、１８Ｂ１…第１ブラシ、１８Ｂ２…第２ブラシ、１８Ｃ…コンミテータ、１８Ｄ…巻線、２０…リンク機構、２２…ワイパモータ制御回路、２４，２６…ワイパアーム、２８，３０…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…ピボットレバー、４０…ピボットレバー、４２，４４…ピボット軸、４６…リンクロッド、４８…メモリ、５０…ワイパスイッチ、５２…減速機構、５４…回転角度センサ、５６…駆動回路、５８…マイクロコンピュータ、６０…電圧検出回路、６２…信号入出力回路、６４…逆接続保護回路、６６…ノイズ防止コイル、６８…ダイオード、７０…センサマグネット、７２…ＣＷ電流、７４…ＣＣＷ電流、８０…バッテリ、９０…温度検出回路、９２…主ＥＣＵ、９８…検査用モニタ、１００…ワイパシステム、１１０Ａ，１１０Ｂ…上限値、１１２Ａ，１１２Ｂ…下限値、１１４，１１８…端子、１２０…第１端子、１２２…第２端子、１２４Ａ，１２４Ｂ…端子、１２６Ａ…第１端子、１２６Ｂ…第２端子、θ１，θ２…回転角、Ｃ１，Ｃ２…電解コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ０２…ダイオード、Ｐ１…上反転位置、Ｐ２…下反転位置、Ｐ３…格納位置、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４，Ｒ０５，Ｒ０６…抵抗、ＲＴ…サーミスタ

Claims

第１端子及び第２端子を備え、前記第１端子に正電圧が供給され、かつ前記第２端子が接地された状態で所定方向に回転し、前記第１端子が接地され、かつ前記第２端子に正電圧が供給された状態で前記所定方向に対して逆方向に回転してワイパブレードを払拭動作させるワイパモータと、
一端が電源に接続されると共に他端が前記第１端子に接続された第１スイッチング素子、一端が前記第１端子に接続されると共に他端が接地された第２スイッチング素子、一端が前記電源に接続されると共に他端が前記第２端子に接続された第３スイッチング素子、及び一端が前記第２端子に接続されると共に他端が接地された第４スイッチング素子を有し、各々のスイッチング素子のオンオフにより、前記第１端子に正電圧を供給すると共に前記第２端子を接地させ、前記第１端子を接地させると共に前記第２端子に正電圧を供給する駆動回路と、
一端が前記電源に接続されると共に他端が前記第１端子に接続された抵抗を介して検査用電圧を前記第１端子に供給する検査用電圧回路と、
前記電源の電圧を検出する電源電圧検出部と、
前記駆動回路の全スイッチング素子がオフの状態で、前記検査用電圧回路から前記第１端子に前記検査用電圧を供給した際に前記第２端子に出力された電圧が検知電圧として入力される計測部と、
を備えたワイパ制御装置。
前記計測部は、前記検知電圧及び前記電源の電圧の各々の態様に基づいて前記ワイパモータ及び前記駆動回路の状態を判定する請求項１に記載のワイパ制御装置。
前記計測部は、前記電源の電圧が正常で、かつ前記検知電圧が一定の低電圧を示した場合に、前記ワイパモータの回路が断線している場合、並びに前記第２スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子のいずれかがショートしている場合、のいずれかの場合であると判定する請求項２に記載のワイパ制御装置。
前記計測部は、前記電源の電圧が正常で、かつ前記検知電圧が一定の高電圧を示した場合に、前記第１スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子のいずれかがショートしている場合であると判定する請求項２又は３に記載のワイパ制御装置。