JPH0362575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等車両の窓ガラスのためのワ
イパを連続及び間欠に駆動するワイパ駆動装置に
関する。

ワイパを連続及び間欠に駆動するワイパ駆動装
置としては、特開昭58−67543号に示すワイパ速
度制御システムがある。該ワイパ速度制御システ
ムは、ワイパ速度制御装置において、間欠動作を
させるためのINTスイツチ、連続動作させるた
めのCONTスイツチ、間欠時間及びワイパ速度
を制御するためのFASTスイツチとSLOWスイツ
チの操作スイツチと速度制御メモリ、該速度制御
メモリの内容に応じてワイパモータをデユテイ駆
動する制御部よりなるものである。また、上記
INTスイツチ、CONTスイツチ、SLOWスイツ
チ、FASTスイツチの状態を多重伝送信号によつ
て該スイツチから制御装置に伝達するようにした
ものである。そして、上記ワイパ速度制御システ
ムはワイパ制御部をデジタル回路で構成し、
FASTスイツチ又はSLOWスイツチをON・OFF
操作することにより、速度制御メモリの内容を増
減させ該速度制御メモリの内容に応じてワイパモ
ータをデユテイ制御して、ワイパ速度を可変制御
するものである。

しかしながら、上記ワイパ速度制御システムの
ように、制御信号の流れが一方向である開回路に
よるワイパモータの速度制御の精度は、速度カウ
ンタに入力されるクロツクパルス及び所定周期の
パルスの精度に専ら依存されることになる。従つ
て、高精度のクロツクパルス発信器やパルス発生
回路を必要とするのみならず、速度制御メモリ内
容の読出手段、信号を多重伝送するための多重伝
送制御手段等の周辺制御手段が必要となり、全体
構成が複雑となつて高価になるという問題点があ
る。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので
雨量が車速に応じた適切な速度でワイパの連続及
び間欠駆動できる構成が簡単で安価なワイパ駆動
装置を提供することを目的とするものである。し
かして、本発明によれば第２図に示す如く、直流
モータを一辺に含んで構成されたブリツジ回路
と、このブリツジ回路からの直流モータの逆起電
圧を差動増幅する差動増幅回路と、直流モータに
流れる電流を増幅するアンプ回路と、直流モータ
の回転速度を設定する回転速度設定手段と、上記
差動増幅回路と上記回転速度設定手段からの信号
を加算又は減算して直流モータを設定速度にする
信号を生ずる演算増幅回路と、この演算増幅回路
と上記アンプ回路からの信号を比較する比較回路
とを備えることを主眼とするワイパ駆動装置が提
供され、この比較回路の出力信号に基いてブリツ
ジ回路ドライブ用スイツチング手段を断続動作さ
せることにより、低速から高速までの範囲に渡つ
てワイパの駆動速度が自由に設定される。更に、
上記構成に加えて、ワイパの間欠動作時間を設定
するタイマ回路と、このタイマ回路からの信号と
定電圧源からの信号を切り換えるワイパの連続・
間欠動作切換スイツチ手段と、この動作切換スイ
ツチ手段と上記比較回路からの信号に基いて上記
ブリツジ回路ドライブ用スイツチング手段を導
通・非導通させる論理回路とを備えることによ
り、上記の如く設定されたワイパ速度レベルでの
間欠駆動をもできるようにしたワイパ駆動装置が
提供される。

以下、図面に表わされた実施例について本発明
を説明する。第３図は本発明の一実施例を示すワ
イパ駆動装置の全体を表す回路図、第４図は第３
図図示のワイパ駆動装置のうちのワイパ連続駆動
用具体的回路図、第５図は同じくワイパ間欠駆動
用具体的回路図である。

第３図及び第４図において、１はワイパ（ワイ
パブレード）駆動用の直流モータ、２は該直流モ
ータ１を含んで構成されたブリツジ回路で、直流
モータ１と抵抗３の直列回路と、抵抗４と抵抗５
の直列回路を並列接続してたすきがけ構成されて
いる。６はメイン電源スイツチで、通常（開放状
態時）は可動接点６ａが実線で示すように固定接
点６ｂに接触されて開放となつており、当該メイ
ン電源スイツチ６の投入時は点線で示すように可
動接点６ａが固定接点６ｃ側に接触して閉成する
ようになつている。固定接点６ｃは電源正極に接
続されている。

７は、メイン電源スイツチ６とブリツジ回路２
間に設けられたブリツジ回路ドライブ用スイツチ
ング手段で、PNP型トランジスタ８によつて構
成されている。このトランジスタ８のエミツタは
可動接点６ａ側に接続され、そのコレクタは直流
モータ１側に接続されている。

９は、直流モータ１と抵抗３との直列回路と逆
並列接続したフライホイールダイオード（商品
名）で、そのアノードが接地され、そのカソード
が直流モータ１の電源側に接続されており、直流
モータ１の逆起電圧を帰還し当該直流モータ１が
円滑に脈動なく回転するようにする役目をなして
いる。

１０は差動増幅回路で、ブリツジ回路２からの
直流モータ１の逆起電圧を差動増幅するためのも
のである。このために、直流モータ１と抵抗３と
の接続点Ｐに発生する電圧を差動増幅回路１０の
反転入力側に入れ、抵抗４と抵抗５の接続点Ｑに
分圧された電圧を差動増幅回路１０の非反転入力
側に入れるようにしている。

１１は、直流モータ１に流れる電流を増幅する
アンプ回路である。

１２は、直流モータ１の回転速度設定手段（を
なす可変抵抗器）である。

１３は、差動増幅回路１０からの入力信号と回
転速度設定手段１２からの速度指令入力信号を加
算して直流モータ１を設定速度にするための演算
増幅回路である。従つて、直流モータ１の回転速
度が設定値より速い場合は直流モータ１を低速回
転させる信号を出力し、直流モータ１の回転速度
が設定値より遅い場合には直流モータ１を高速回
転させる信号を出力させて直流モータ１を設定速
度にする機能を持つている。

１４，１５は抵抗で、１６は演算増幅回路１３
からの入力とアンプ回路１１からの入力信号を比
較する比較回路である。

１７は、比較回路１６からの入力信号と、後記
するワイパの連続・間欠動作切換スイツチ１８か
らの入力信号とに基いてPNP型トランジスタ８
を導通・非導通させる論理回路で、この論理回路
１７をこの例ではナンド回路１７ａによつて構成
し、ナンド回路１７ａの出力はPNP型トランジ
スタ８のベースに接続している。

以上の構成部分がワイパ連続可変速回路であ
る。

なお、第３図及び第４図において、２０はメイ
ン電源スイツチ６と並列接続された機械的スイツ
チ（メカニカルスイツチ）で、自己保持用として
直流モータ１の内部に設けられている。この機械
的スイツチ２０は、図示しないワイパブレードが
所定の原点位置に収納されているときは可動接点
２０ａが実線で示すような位置にあつて開放され
ており、ワイパブレードが回動するときには点線
で示すように固定接点２０ｂに接触して閉成する
もので、この固定接点２０ｂは電源正極に接続さ
れている。この自己保手段を設けられた理由は、
ワイパブレードを視界の妨げにならぬよう所定の
原点位置に収納できるようにするためである。

２１は、メイン電源スイツチ６開放後に直流モ
ータ１の内部の電機子コイルを短絡（シヨートサ
ーキツト）させて当該直流モータ１を停止させる
ダイナミツクブレーキ回路である。２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ、及び２１ｄは抵抗、２１ｅはPNP
トランジスタ、２１ｆ，２１ｇはNPN型トラン
ジスタである。

１９は、メイン電源スイツチ６と連動して閉成
又は開放するサブ電源スイツチで、固定接点１９
ｂがNPN型トランジスタ２１ｇのベースに接続
されている。このNPN型トランジスタ２１ｇと、
サブ電源スイツチ１９とで、メイン電源スイツチ
６開放後においても一定時間機械的スイツチ２０
を閉成して直流モータ１を一定時間駆動してワイ
パブレードを所定の原点位置に収納させるための
ダイナミツクブレーキ制御手段を構成している。

このダイナミツクブレーキ制御手段を設けた理
由は、上記したように機械的スイツチ２０が開放
（このときメイン電源スイツチ６及びサブ電源ス
イツチ１９は閉成されている）状態になつたと
き、ブレーキ回路２１が作動して直流モータ１が
停止することになるが、ワイパーの連続動作中に
おいてはワイパブレードが往復旋回することを続
けるだけで停止してしまつては困るので、上記サ
ブ電源スイツチ１９閉成中はダイナミツクブレー
キ回路２１を作動させないようにするためであ
る。

第３図及び第５図において、２２は波形整形回
路で、抵抗２１ｂと抵抗２１ｃの接続点から得ら
れる矩形波状の信号波形をパルス波形に整形する
ためのものである。

２３はタイマ回路で、波形整形回路２２からの
信号に基いてワイパの間欠動作に合せたハイ、ロ
ウの信号をワイパ連続・間欠動作切換スイツチ１
８を介してナンド回路１７ａに出力するものであ
る。

ワイパ連続・間欠動作切換スイツチ１８は、通
常は可動接点１８ａが電源正極に接続された固定
接点１８ｂに接触されてワイパが連続可変動作を
するようになつており、可動接点１８ａが点線で
示すように固定接点１８ｃに切換えられたときに
はワイパが間欠動作するように選択するものであ
る。

次に、上記構成になる本発明装置の動作につい
て説明する。

先ず、ワイパ連続可変速動作の場合について述
べる。

メイン電源スイツチ６を閉成（可動接点６ａを
固定接点６ｃに切換えた状態）させると、連動し
てサブ電源スイツチ１９は可動接点１９ａが固定
接点１９ｂに接触して閉成する。

メイン電源スイツチ６の閉成によりモータ１が
回転するため、微少時間経過後に機械的スイツチ
２０は可動接点２０ａが固定接点２０ｂに切換わ
り一定時間閉成する。しかし、サブ電源スイツチ
１９が閉成しているため、電源正極からワイパ連
続・間欠動作切換スイツチ１８およびサブ電源ス
イツチ１９を介して、トランジスタ２１ｇにベー
ス電流が供給されこのトランジスタ２１ｇが導通
することにより、NPN型トランジスタ２１ｆの
ベース・エミツタ間が短絡されこのトランジスタ
２１ｆが非導通となつているので、ブレーキ回路
２１は動作しない。

メイン電源スイツチ６を閉成した当初において
は、PNP型トランジスタ８は非導通となつてい
るので、直流モータ１は回転せず逆起電圧が低く
なつている。

接続点Ｐ，Ｑにおける逆起電圧信号は差動増幅
回路１０によつて差動増幅される。差動増幅され
た信号は回転速度設定手段１２からの信号よりも
低い値となつているので、演算増幅回路１３によ
つて演算され、直流モータ１を回転速度設定手段
１２によつて設定された速度で回転するように設
定した信号が演算増幅回路１３から出力され、抵
抗１４を介して比較回路１６に入力している。

接続点Ｐに現われる直流モータ１の電機子コイ
ルに流れる電流に応じた信号も低いものであり、
アンプ回路１１によつて増幅される。

比較回路１６は、演算増幅回路１３とアンプ回
路１１からの信号（アナログ信号）を比較し、
“ハイ”の信号（デジタル信号）を出力するので、
比較回路１６から論理回路１７に入力される信号
レベルは“ハイ”となつており、また連続・間欠
動作切換スイツチ１８から論理回路１７（ナンド
回路１７ａ）に入力される信号レベルも“ハイ”
であるため、論理回路１７の出力は“ロウ”であ
る。このため、PNP型トランジスタ８のベース
がエミツタよりも、例えば0.6V下がり、このト
ランジスタ８が導通する。

トランジスタ８の導通により直流モータ１が回
転し、ワイパの連続可変速動作が行なわれ、ワイ
パブレードが車両の窓ガラス上を往復旋回摺動す
る。

ワイパの速度は回転速度設定手段１２を調節設
定することで、所定の速度のワイパ連続可変速動
作が行なえる。

直流モータ１が回転することにより、接続点
Ｐ・Ｑ間における逆起電圧が高くなり出し、直流
モータ１が設定速度以上に高速回転している信号
が差動増幅回路１０の出力に現われると、演算増
幅回路１３から直流モータ１を低速にさせる信号
が現われ、比較回路１６の出力が“ロウ”レベル
になる。連続・間欠動作切換スイツチ１８からの
入力は“ハイ”であるため、論理回路１７の出力
は“ハイ”となり、PNP型トランジスタ８が非
導通となるので直流モータ１には電流が供給され
なくなり、直流モータ１の回転速度が落ちる。

直流モータ１の回転速度が低下すると、上記と
同様にPNP型トランジスタ８が導通して直流モ
ータ１に電流が供給されるので、直流モータ１が
再度高速回転する。

以上の動作が繰り返されることにより、直流モ
ータ１が設定された速度で回転し続けるため、ワ
イパを選択設定された速度で連続（可変速）動作
をさせることができる。

メイン電源スイツチ６が開放され、且つ機械的
スイツチ２０が切れると、その開放信号によりト
ランジスタ２１ｅのベース電位が接地（グラン
ド）電位に引つぱられるために、当該トランジス
タ２１ｅが導通するので、トランジスタ２１ｆも
導通し、直流モータ１の電機子コイルを短絡す
る。この短絡によりダイナミツクブレーキが働
き、直流モータ１は回転を停止する。

尚、メイン電源スイツチ６が開放されると、連
動してサブ電源スイツチ１９も開放されるので、
トランジスタ２１ｇが非導通になつているため、
上記ブレーキ回路２１が作動できるようになつて
いる。

この場合、メイン電源スイツチ６が開放されて
も、モータ１と連結された機械的スイツチ２０が
一定時間は閉成され自己保持されているので、電
源正極からの電流は機械的スイツチ２０、固定接
点６ｂ及び可動接点６ａを介してトランジスタ８
を導通し続けるため、ワイパブレードが原点位置
に収納されて機械的スイツチ２０が開放されるま
で、直流モータ１が駆動し続けてワイパブレード
を原点位置に収納させることができる。

ワイパ間欠可変速動作の場合について説明す
る。

第３図及び第５図において、メイン電源スイツ
チ６を閉成し、且つワイパ連続・間欠動作切換ス
イツチ１８の可動接１８ａを固定接点１８ｃに切
換える。

このことにより、可動接点１８ａからナンド回
路１７ａへの入力は一時的に“ロウ”レベルにな
る。

モータ１が停止している時は比較回路１６から
ナンド回路１７ａの入力は“ハイ”レベルであ
る。従つて、ナンド回路１７ａへの入力は“ロ
ウ”及び“ハイ”となつて、同回路１７ａの出力
は“ハイ”となり、PNP型トランジスタ８は非
導通となる。

タイマ回路２３はその時定数回路の時定数によ
つて定められた間隔で“ハイ”、“ロウ”の信号を
交互に発生する。そして、この信号は、メイン電
源スイツチ６と連動して閉成されたサブ電源スイ
ツチ１９を通じてNPN型トランジスタ２１ｇの
ベースに加えられるので、タイマ回路２３の信号
が“ロウ”のときNPN型トランジスタ２１ｇが
非導通となつており（このとき上記したようにナ
ンド回路１７ａの入力は“ハイ”及び“ロウ”と
なつているPNP型トランジスタ８が非導通の状
態にある）、ダイナミツクブレーキ回路２１は作
動可能な状態になるので、機械的スイツチ２０が
開放すると、上記ブレーキ回路２１が作動して直
流モータ１がタイマ回路２３によつて設定された
“ロウ”信号の時間だけ停止する。

尚、当然のことながら、上記ブレーキ回路２１
が作動するのは、ワイパブレードが原点位置にあ
つて機械的スイツチ２０が開放されている場合で
ある。

タイマ回路２３は、時定数回路により充放電を
繰り返すので、時定数により定められた時間経過
後に出力は“ハイ”レベルとなる。ナンド回路１
７ａの両入力が“ハイ”となるため、その出力は
“ロウ”となつてPNP型トランジスタ８が導通し
直流モータ１が回転する。このとき、機械的スイ
ツチ２０は閉成する。

また、ナンド回路１７ａの入力が“ロウ”と
“ハイ”のとき、及び両入力が“ロウ”のとき、
ナンド回路１７ａの出力は“ハイ”となつて
PNP型トランジスタ８が非導通となるため直流
モータ１には通電されないが、一旦動き始めたモ
ータ１はフライホイールダイオード９の作用によ
り回転を続けるのでワイパは作動状態にあり、ワ
イパブレードが原点位置に達することによつて機
械的スイツチ２０が開放されたとき、始めて直流
モータ１がブレーキ回路２１により強制的に制動
される。

以上の動作を繰り返すことで、ワイパの間欠動
作を連続して行うことができる。

尚、間欠動作時間t₂（ワイパブレードが原点位
置にある時間）はタイマ回路２３の設定時間を調
節すれば、自由に選択設定できる（第１図参照）。
第４図及び第５図の細かいところについては、本
発明の求める趣旨でないので、その詳細な説明は
省略する。

第４図の記号Ａ〜Ｄと第５図の記号Ａ〜Ｄとは
互いの接続点を表している。

以上述べた如く、本発明装置は上記の構成を有
するから、第１図に示すように低速から高速まで
の幅広い範囲に亙つてワイパの連続可変制御を行
い設定速度を常時一定に維持できるとともに、設
定したワイパ速度レベルでの間欠駆動を確実に行
うことができる。さらに、構成が簡単となり安価
に量産できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の動作範囲を示す説明図、
第２図は本発明装置の構成を表わすブロツク図、
第３図は本発明の一実施例を示すワイパ駆動装置
の回路図、第４図は第３図図示装置のうちのワイ
パ連続駆動用具体的回路図、第５図は同じくワイ
パ間欠駆動用具体的回路図である。 １……直流モータ、２……ブリツジ回路、６…
…メイン電源スイツチ、７……ブリツジ回路ドラ
イブ用スイツチング手段、８……PNP型トラン
ジスタ、１０……差動増幅回路、１１……アンプ
回路、１２……回転速度設定手段、１３……演算
増幅回路、１６……比較回路、１７……論理回
路、１８……連続・間欠動作切換スイツチ、１９
……サブ電源スイツチ、２０……機械的スイツ
チ、２１……ダイナミツクブレーキ回路、２１
ｆ，２１ｇ……NPN型トランジスタ、２２……
波形整形回路、２３……タイマ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイパ駆動用の直流モータと、該直流モータ
   を１辺に含んで構成されたブリツジ回路と、電源
   から上記ブリツジ回路に到る経路に設けられたブ
   リツジ回路ドライブ用スイツチング手段と、上記
   ブリツジ回路からの上記直流モータの逆起電圧を
   差動増幅する差動増幅回路と、上記直流モータに
   流れる電流を増幅するアンプ回路と、上記直流モ
   ータの回転速度を設定する回転速度設定手段と、
   上記差動増幅回路と上記回転速度設定手段からの
   信号を加算又は減算して上記直流モータを設定速
   度にする信号を生ずる演算増幅回路と、該演算増
   幅回路と上記アンプ回路からの信号を比較する比
   較回路とを備え、該比較回路からの信号に基いて
   上記ブリツジ回路ドライブ用スイツチング手段を
   導通・非導通させることを特徴とするワイパ駆動
   装置。 ２ ワイパ駆動用の直流モータと、該直流モータ
   を１辺に含んで構成されたブリツジ回路と、電源
   から上記ブリツジ回路に到る経路に設けられたブ
   リツジ回路ドライブ用スイツチング手段と、上記
   ブリツジ回路からの上記直流モータの逆起電圧を
   差動増幅する差動増幅回路と、上記直流モータに
   流れる電流を増幅するアンプ回路と、上記直流モ
   ータの回転速度を設定する回転速度設定手段と、
   上記差動増幅回路と上記回転速度設定手段からの
   信号を加算又は減算して上記直流モータを設定速
   度にする信号を生ずる演算増幅回路と、該演算増
   幅回路と上記アンプ回路からの信号を比較する比
   較回路と、ワイパの間欠動作時間を設定するタイ
   マ回路と、該タイマ回路からの信号と定電圧源か
   らの信号を切換えるワイパの連続・間欠動作切換
   スイツチ手段と、上記比較回路と上記動作切換ス
   イツチ手段からの信号に基いて上記ブリツジ回路
   ドライブ用スイツチング手段を導通・非導通させ
   る論理回路とを備えることを特徴とするワイパ駆
   動装置。