JPH10194090A - ワイパのビビリ振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイパのビビリ振動に対して能動的な制御を
行い、ユーザに不快感を与えることなく、且つ、確実に
ビビリ振動を抑制する。 【解決手段】 ビビリ振動防止装置１０で、振動センサ
５の信号から取り出したビビリ振動成分が基準値を超え
ているとき、ビビリ振動成分と逆位相の制御信号を生成
してビビリ振動成分に同期させ、この同期させた制御信
号とワイパ制御ユニット２０からの駆動信号とを合成し
てワイパモータ３に出力することで、ビビリ振動と逆位
相の力が働くようワイパモータ３を能動的に制御し、ビ
ビリ振動を相殺する。これにより、ビビリ振動を抑制す
るためにワイパモータ３のトルクを増大して高速でワイ
パ１を払拭動作させる等のユーザの意図に反した措置に
よってユーザに不快感を与えることがなく、あらゆる条
件下で確実にビビリ振動を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウィンドガラスを
払拭するワイパが小刻みに振動しながら移動するビビリ
振動が発生したとき、このビビリ振動を抑止するワイパ
のビビリ振動防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両のウィンドガラス
を払拭するワイパでは、小刻みに振動しながら移動する
ビビリ振動が発生する場合があり、このビビリ振動は、
ウィンドガラス面がセミドライ時や、撥水剤使用時、ワ
イパブレードの劣化時等に発生し易い。

【０００３】このビビリ振動対策としては、振動系を構
成する部材の剛性アップや減衰機構を設ける等の措置が
取られるが、必ずしも十分なものではない。このため、
特開昭６１−６４５６２号公報では、ワイパのビビリ状
態を検出したとき、ワイパモータのトルクを増大させて
ワイパの払拭速度を上昇させ、ビビリ状態を解消させる
技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
先行技術では、ワイパのビビリ振動発生時、ユーザが設
定したワイパの払拭速度から急に高速状態でワイパが動
くことになり、ユーザの意図に反した動作によって不快
感を与えるばかりでなく、故障と判断される虞がある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ワイパのビビリ振動に対して能動的な制御を行い、
ユーザに不快感を与えることなく、且つ、確実にビビリ
振動を抑制することのできるワイパのビビリ振動防止装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ウィンドガラスを払拭するワイパに発生するビビリ振動
を検出する手段と、上記ワイパのビビリ振動が検出され
たとき、このビビリ振動と逆位相の信号を生成する手段
と、上記ワイパのビビリ振動が検出されたとき、上記ワ
イパを駆動するアクチュエータへ出力する駆動信号を、
上記ワイパのビビリ振動が検出されないときの駆動信号
と上記逆位相の信号とを合成した信号とする手段とを備
えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記アクチュエータをモータとし、このモ
ータの駆動電流の変化に基づいて上記ワイパのビビリ振
動を検出することを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、上記逆位相の信号を、予め
設定した信号波形データに基づいて生成することを特徴
とする。

【０００９】すなわち、本発明では、ウィンドガラスを
払拭するワイパのビビリ振動が検出されたとき、このビ
ビリ振動と逆位相の信号を生成し、ワイパを駆動するア
クチュエータへ出力する駆動信号を、この逆位相の信号
とビビリ振動が検出されないときの駆動信号とを合成し
た信号として出力する。

【００１０】この際、ワイパを駆動するアクチュエータ
がモータのときには、このモータの駆動電流の変化に基
づいてビビリ振動を検出することができ、予め設定した
信号波形データに基づいてビビリ振動と逆位相の信号を
生成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施の第１
形態に係わり、図１はビビリ振動防止装置のブロック
図、図２はワイパ装置の全体構成図、図３はワイパの全
体振動波形図、図４はビビリ振動成分の波形図、図５は
制御信号の波形図、図６はワイパモータ電流によってビ
ビリ振動を検出する場合の構成図である。

【００１２】図２において、符号１は自動車等の車両に
装備されるワイパであり、図においてはウィンドガラス
（フロントウィンドガラス）２を払拭するタンデムタイ
プのワイパを示す。このワイパ１は、上記ウィンドガラ
ス２に付着する雨滴等を払拭するワイパブレード１ａが
ワイパアーム１ｂによって支持され、図示しないリンク
機構及び減速機構を介してワイパモータ３に連結されて
いる。

【００１３】上記ワイパモータ３は、上記ワイパ１の払
拭動作時のビビリ振動を防止するビビリ振動防止装置１
０を介してワイパ制御ユニット２０に接続されており、
このワイパ制御ユニットにワイパスイッチ４や図示しな
いウオッシャスイッチからの信号が入力され、ワイパス
イッチ４からの信号に基づいてワイパ１の払拭速度や間
欠作動周期を設定して上記ワイパモータ３へ駆動信号を
出力するとともに、図示しないウオッシャスイッチから
の信号に基づいてウィンドウオッシャ液を噴出するため
の図示しないウオッシャモータへ駆動信号を出力する。

【００１４】また、上記ビビリ振動防止装置１０には、
上記ワイパ１のワイパアーム１ｂに取り付けられた歪み
ゲージあるいは加速度センサからなる振動センサ５の信
号と、上記ワイパ制御ユニット２０からのワイパモータ
３の駆動信号とが入力され、上記振動センサ５からの信
号によってビビリ振動発生を検出したとき、上記ワイパ
制御ユニット２０からの駆動信号とビビリ振動と逆位相
の制御信号とを合成し、この合成信号をワイパモータ３
へ出力してワイパモータ３の駆動力を制御し、ビビリ振
動を抑制する。尚、図２においては、上記振動センサ５
は、払拭範囲が大きく（ワイパ長が長く）、ビビリ振動
の発生しやすい運転席側のワイパに取り付けられてい
る。

【００１５】すなわち、上記ワイパ１に発生するビビリ
振動は、ウィンドガラス２とワイパブレード１ａとの接
触面における摩擦にむらが生じることによる自励振動の
一種であり、ビビリ振動の発生や停止は微妙なきっかけ
で起こる。従って、ワイパ１のビビリ振動を検出し、こ
のビビリ振動と逆位相の力が働くようワイパモータ３を
能動的に制御することにより、ビビリ振動を相殺するこ
とができる。

【００１６】このため、上記ビビリ振動防止装置１０に
は、図１に示すように、上記振動センサ５の信号からビ
ビリ振動成分を取り出すフィルタ１１、サンプルアンド
ホールド回路や比較回路等からなるビビリ振動発生判定
部１２、メモリ１４とアドレスカウンタとクロック発生
回路とによる関数発生器等からなる制御信号生成部１
３、遅延回路等からなる同期化処理部１５、加算器等か
らなる駆動信号合成部１６が備えられ、上記振動センサ
５の信号から取り出したビビリ振動成分が基準値を超え
ているとき、ビビリ振動成分と逆位相の制御信号を生成
してビビリ振動成分に同期させ、この同期させた制御信
号と上記ワイパ制御ユニット２０からの駆動信号とを合
成してワイパモータ３に出力する。

【００１７】以下、上記構成によるビビリ振動防止装置
１０の動作について説明する。

【００１８】まず、ワイパスイッチ４がＯＮされると、
ワイパ制御ユニット２０からワイパモータ３の駆動信号
（ワイパスイッチ４のＯＮ，０ＦＦに対応した基準電圧
レベルと接地レベルとの２値信号）が出力され、ビビリ
振動防止装置１０を介してワイパモータ３に出力され
る。このワイパモータ３へ出力される信号は、ビビリ振
動が発生していない状態では、ビビリ振動防止装置１０
内でビビリ振動を抑制する制御信号が生成されないた
め、ワイパ制御ユニット２０からの駆動信号が変更され
ずにワイパモータ３へ出力される。

【００１９】そして、ワイパモータ３によってワイパ１
が駆動され、ワイパアーム１ｂに支持されるワイパブレ
ード１ａによるウィンドガラス２の払拭動作が開始され
ると、ワイパ全体の振動が振動センサ５によって検出さ
れ、ビビリ振動防止装置１０に入力される。ビビリ振動
防止装置１０では、振動センサ５の信号からフィルタ１
１を介して所定周波数範囲の振動成分を取り出し、ビビ
リ振動発生判定部１２で基準値と比較してビビリ振動が
発生しているか否かを判断する。すなわち、図３に示す
ようにワイパ全体の振動波形に小刻みな振動成分が乗っ
ているとき、図４に示すように、この全体の振動波形か
らフィルタ１１によって小刻みな振動成分のみを取り出
し、その振動レベルが基準値を越えているとき、ビビリ
振動発生と判断する。

【００２０】この場合、前述したようにビビリ振動は自
励振動の一種であり、常時同じ振幅を有する単振動であ
るとみなすことができ、その振幅（片振幅）ａは１ｍｍ
程度、周波数ｆは２０Ｈｚ程度である。従って、ビビリ
振動発生を判断する基準値は、例えば、振動センサ５と
して歪みゲージを用いて変位（力）によってビビリ振動
を検出する場合には、ａ＝１ｍｍを基準値として採用
し、また、加速度センサを用いて加速度によってビビリ
振動を検出する場合には、速度振幅２πｆａから１２
５．６ｍｍ／ｓを基準値として採用する。

【００２１】そして、ビビリ振動発生判定部１２でビビ
リ振動発生と判断すると、制御信号生成部１３にビビリ
振動を抑制するための制御信号生成の指令が出力され、
制御信号生成部１３では、予めメモリ１４にストアされ
ている信号波形データを読み出してビビリ振動成分と逆
位相の制御信号を生成する。この制御信号の波形は、必
ずしもビビリ振動成分の波形と逆位相で厳密に同じ波形
である必要はなく、自励振動系を破壊することのできる
外乱信号であれば良い。

【００２２】次いで、同期化処理部１５で上記制御信号
が遅延されてビビリ振動信号と同期させられ、駆動信号
合成部１６へ送られる。この駆動信号合成部１６では、
ビビリ振動に同期した制御信号をワイパ制御ユニット２
０からの駆動信号に重ね合わせ、この信号を最終的な駆
動信号としてワイパモータ３へ出力する。

【００２３】上記制御信号は、図５に示すように、２周
期程度の信号として出力される。すなわち、ビビリ振動
は単振動であり、基本的には１周期分の逆位相の制御信
号を加えればビビリ振動を十分に抑えることが可能であ
るが、より確実にビビリ振動を抑えるため、２周期分の
制御信号を加える。

【００２４】これにより、ビビリ振動を抑制するために
ワイパモータ３のトルクを増大して高速でワイパ１を払
拭動作させる等のユーザの意図に反した措置によってユ
ーザに不快感を与えることがなく、あらゆる条件下で確
実にビビリ振動を抑制することができる。

【００２５】尚、ビビリ振動が発生すると、ワイパモー
タ３の駆動電流が変化することを利用し、図６に示すよ
うに、上記振動センサ５からの信号に代えて、ワイパモ
ータ３の電流波形信号をフィルタ１１に入力するように
しても良い。この場合、制御信号がフィードバックされ
るため、系の発散が懸念されるが、電流波形信号が入力
されてから制御信号が生成されるまでには一定時間が必
要であり、発散系にはならない。

【００２６】図７及び図８は本発明の実施の第２形態に
係わり、図７はビビリ振動防止装置のブロック図、図８
はビビリ振動防止ルーチンのフローチャートである。

【００２７】本形態は、前述の第１形態におけるビビリ
振動防止装置１０の各機能、すなわち、ビビリ振動発生
判定部１２、制御信号生成部１３、同期化処理部１５、
駆動信号合成部１６の機能をコンピュータユニット３０
によるソフトウエア処理によって実現するものである。

【００２８】図７に示すように、上記コンピュータユニ
ット３０には、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、
Ａ／Ｄコンバータ３４、Ｉ／Ｏインタフェース３５、Ｄ
／Ａコンバータ３６等がバスラインを介して互いに接続
されたマイクロコンピュータを中心とし、その他図示し
ない周辺回路が備えられており、ワイパ制御ユニット２
０からのワイパモータ３の駆動信号が上記Ｉ／Ｏインタ
フェース３５を介して入力されるとともに、振動センサ
５からフィルタ１１を通った信号が上記Ａ／Ｄコンバー
タ３４を介して入力され、上記Ｄ／Ａコンバータ３６か
らの信号が駆動回路３７を介してワイパモータ３に出力
される。

【００２９】尚、本形態では、説明の都合上、ワイパ制
御ユニット２０とビビリ振動防止のためのコンピュータ
ユニット３０とを分離しているが、ワイパ制御ユニット
２０の機能をコンピュータユニット３０に含ませ、ワイ
パ制御機能やビビリ振動防止機能を１台の装置で実現し
ても良い。また、前述したように、振動センサ５に代え
てワイパモータ３の電流波形をフィルタ１１に入力する
ようにしても良い。

【００３０】本形態では、上記コンピュータユニット３
０にワイパ制御ユニット２０から駆動信号が入力される
と、この信号をトリガとして図８に示すビビリ振動防止
ルーチンが割り込み起動される。

【００３１】このルーチンでは、まず、ステップS101
で、振動センサ５からフィルタ１１を介して入力され、
Ａ／Ｄコンバータ３４でＡ／Ｄ変換された振動成分デー
タを読み込み、ステップS102で振動成分の振幅を基準値
と比較してビビリ振動が発生しているか否かを調べる。

【００３２】そして、振動成分の振幅が基準値以下のと
きには、ビビリ振動は発生していないと判断して上記ス
テップS102からステップS103へ進んでワイパモータ３の
駆動電圧を基準電圧とし、次いでステップS107へジャン
プし、この基準電圧の信号をＤ／Ａコンバータ３６から
駆動回路３７を介してワイパモータ３に出力し、ルーチ
ンを抜ける。

【００３３】この場合、最終的にワイパモータ３へ出力
される駆動信号は、ワイパ制御ユニット２０から出力さ
れる駆動信号と同じ信号となる。従って、コンピュータ
ユニット３０内に、Ｄ／Ａコンバータ３６の出力とワイ
パ制御ユニット２０からの出力とを切り換えて駆動回路
３７に供給するためのアナログスイッチを設け、ビビリ
振動が発生していないと判断したときには、アナログス
イッチを介してワイパ制御ユニット２０からの駆動信号
を出力するようにしても良いが、ワイパ制御ユニット２
０の機能をコンピュータユニット３０で処理する場合、
上述のようなアナログスイッチを使用することなくＤ／
Ａコンバータ３６を利用し、ワイパモータ３の駆動電圧
を変化させて速度制御等を行うことができる。

【００３４】一方、上記ステップS102で振動成分の振幅
が基準値を越えているときには、ビビリ振動が発生して
いると判断し、上記ステップS102からステップS104へ進
んでＲＯＭ３２の所定アドレスから制御信号の波形デー
タを読み込み、この波形データと基準電圧データとを重
ね合わせてワイパモータ３の駆動電圧とし、ステップS1
07で、この重ね合わせた駆動電圧の信号をＤ／Ａコンバ
ータ３６でＤ／Ａ変換し、駆動回路３７を介してワイパ
モータ３に出力し、ルーチンを抜ける。

【００３５】本形態においても、前述の第１形態と同
様、ユーザに不快感を与えることなく確実にビビリ振動
を抑制することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
ィンドガラスを払拭するワイパのビビリ振動が検出され
たとき、このビビリ振動と逆位相の信号を生成し、ワイ
パを駆動するアクチュエータへ出力する駆動信号を、こ
の逆位相の信号とビビリ振動が検出されないときの駆動
信号とを合成した信号として出力するため、ビビリ振動
を抑制するために高速でワイパを払拭動作させる等のユ
ーザの意図に反した措置によってユーザに不快感を与え
ることがなく、あらゆる条件下で確実にビビリ振動を抑
制することができる等優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、ビビリ振動
防止装置のブロック図

【図２】同上、ワイパ装置の全体構成図

【図３】同上、ワイパの全体振動波形図

【図４】同上、ビビリ振動成分の波形図

【図５】同上、制御信号の波形図

【図６】同上、ワイパモータ電流によってビビリ振動を
検出する構成図

【図７】本発明の実施の第２形態に係わり、ビビリ振動
防止装置のブロック図

【図８】同上、ビビリ振動防止ルーチンのフローチャー
ト

【符号の説明】 １ …ワイパ ２ …ウィンドガラス ３ …ワイパモータ ５ …振動センサ １０…ビビリ振動防止装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウィンドガラスを払拭するワイパに発生
   するビビリ振動を検出する手段と、 上記ワイパのビビリ振動が検出されたとき、このビビリ
   振動と逆位相の信号を生成する手段と、 上記ワイパのビビリ振動が検出されたとき、上記ワイパ
   を駆動するアクチュエータへ出力する駆動信号を、上記
   ワイパのビビリ振動が検出されないときの駆動信号と上
   記逆位相の信号とを合成した信号とする手段とを備えた
   ことを特徴とするワイパのビビリ振動防止装置。
2. 【請求項２】 上記アクチュエータをモータとし、この
   モータの駆動電流の変化に基づいて上記ワイパのビビリ
   振動を検出することを特徴とする請求項１記載のワイパ
   のビビリ振動防止装置。
3. 【請求項３】 上記逆位相の信号を、予め設定した信号
   波形データに基づいて生成することを特徴とする請求項
   １または請求項２記載のワイパのビビリ振動防止装置。