JP4128478B2 - ワイパモータ制御回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイパモータ制御回路に関し、特に、ワイパモータに設けられたパターンスイッチを利用してワイパスイッチがオフされたときにワイパブレードを所定の停止位置に自動停止させる機能を備えたワイパモータ制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ワイパを回転させるためのワイパ制御装置には、通常、ワイパスイッチをオフしたときにワイパブレードが所定の停止位置になく払拭動作位置にある場合に、ワイパモータへの給電を維持して所定の停止位置まで動作させて自動で停止する装置（定位置停止装置）が設けられている。この定位置停止装置には、ワイパブレードの停止位置および払拭動作位置に対応して位置検出すると共にワイパモータに給電するパターンスイッチが内蔵されている。
【０００３】
このパターンスイッチが、ワイパスイッチをオフしてもワイパブレードが所定の停止位置まで移動する間はワイパモータへの給電が維持されるように、イグニッションスイッチを介して電源が接続された電源供給ラインに接続されているワイパ駆動回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２４３４４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のワイパ駆動回路では、ワイパモータを作動させたまま車両を駐車し、ワイパスイッチをオフしてワイパを停止させることなくいきなりイグニッションスイッチをオフした場合には、ワイパモータはそれまで回転していた回転子の慣性回転によって巻線中で発電され、その発電電圧がパターンスイッチを介して電源供給ラインに印加されることとなる。すると、イグニッションスイッチがオフされたにも拘らず、ワイパモータと同じ電源供給ラインに接続された他の車両制御装置にワイパモータの発電電圧が印加され、誤動作するおそれがある。
【０００６】
例えば、図３（Ａ）に示されるように、マイコン制御によってモータを駆動する装置で、外部よりＳＷ１００がＯＮ（ＣＬＯＳＥ）した場合には、マイコン１０２の入力ポートＶ２がローレベル（Ｌ０）となってモータを駆動し、ＳＷ１００がＯＦＦ（ＯＰＥＮ）した場合には、プルアップ抵抗Ｒ１、および分圧抵抗Ｒ２により入力ポートＶ２がハイレベルとなって駆動を停止する装置がある。
【０００７】
この装置の端子ＩＧに発電電圧が印加されると、図３（Ｂ）に示されるように、時間ｔ経過後、入力ポートＶ２がマイコン入力Ｌ０レベルの判定値となり、イグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＦＦしているにも拘らず、マイコン１０２はモータ駆動ＯＮ信号を出力する可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ワイパモータの動作中にイグニッションスイッチがオフされても、イグニッションスイッチを介して電源が供給される他の車両制御装置が誤動作することを防止することができるワイパモータ制御回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のワイパモータ制御回路は、ワイパブレードを備えたワイパアームを往復駆動するためのワイパモータを制御するワイパモータ制御回路であって、イグニッションスイッチを介してバッテリに接続されると共に、ワイパモータ制御回路以外の他の車両制御装置が接続された第１給電ラインと、前記第１給電ラインとは異なるラインに設けられたワイパスイッチと、前記イグニッションスイッチがオンされたときに励磁され、前記イグニッションスイッチがオフされたときに非励磁となるコイル、及び一端が前記イグニッションコイルを介さずに前記バッテリに直接接続され、前記コイルが励磁されたときにオンし、前記コイルが非励磁となったときにオフするリレー接点を備えたリレーと、前記第１の給電ラインと互いに異なるラインとして構成され、一端が前記リレー接点の他端に接続され、他端が、前記ワイパモータに設けられると共に前記ワイパブレードの停止位置と動作位置とに対応して切り替わるパターンスイッチに接続された第２の給電ラインと、前記イグニッションスイッチがオンのときに前記ワイパスイッチの操作に応じて、前記パターンスイッチと前記モータとを接続する第１の状態と、前記第１給電ラインまたは前記第２給電ラインと前記モータとを接続する第２の状態とに切り替わるスイッチング手段と、を含んで構成されている。
【００１０】
本発明は、ワイパブレードを備えたワイパアームを往復駆動するためのワイパモータを制御するワイパモータ制御回路であって、第１給電ラインとは異なるラインに設けられたワイパスイッチと、イグニッションスイッチがオンされたときに励磁され、イグニッションスイッチがオフされたときに非励磁となるコイル、及び一端がイグニッションコイルを介さずにバッテリに直接接続され、コイルが励磁されたときにオンし、コイルが非励磁となったときにオフするリレー接点を備えたリレーと、が設けられる。
【００１１】
また、給電ラインとして、イグニッションスイッチを介してバッテリに接続されると共に、ワイパモータ制御回路以外の他の車両制御装置が接続された第１給電ラインと、第１の給電ラインと互いに異なるラインとして構成され、一端がリレー接点の他端に接続され、他端が、ワイパモータに設けられると共にワイパブレードの停止位置と動作位置とに対応して切り替わるパターンスイッチに接続された第２の給電ラインとが設けられる。更に、イグニッションスイッチがオンのときにワイパスイッチの操作に応じて、パターンスイッチとモータとを接続する第１の状態と、第１給電ラインまたは第２給電ラインとモータとを接続する第２の状態とに切り替わるスイッチング手段が設けられる。
【００１２】
このように、第１給電ライン及び第２給電ラインを互いに異なるラインとして構成し、更に一端がイグニッションコイルを介さずにバッテリに直接接続され、他端が第２給電ラインに接続され、イグニッションスイッチのオンオフに応じてオンオフするリレー接点を備えたリレーを設けることにより、ワイパ作動中にイグニッションスイッチがオフされた場合、リレーのコイルは励磁されないため、リレーのリレー接点がオフし、バッテリからの電源が遮断されると共に、ワイパモータの慣性回転により発生した発電電圧はパターンスイッチを介して第２給電ラインにのみ印加され、第１給電ラインには印加されないため、第１給電ラインに接続されイグニッションスイッチを介して電源が供給される他の車両制御装置には発電電圧が印加されず、他の車両制御装置が誤動作することを防止することができる。。
【００１５】
【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について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るワイパ制御回路を示す回路図である。このワイパ制御回路は、ワイパモータ１と、パターンスイッチ５と、第１のリレー７と、第２のリレー８と、第３のリレー６と、リレー駆動回路１０と、反転回路１１と、保持回路１２と、禁止回路１３と、ワイパスイッチ１４と、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）１６と、第１給電ライン１７と、第２給電ライン１８とを備えている。
【００１６】
ワイパモータ１は、電気的中性軸の付近に配設された低速用ブラシ２及び共通ブラシ４の他に、高速用ブラシ３を備える直流モータである。ワイパモータ１の低速用ブラシ２は第２のリレー８の常時閉接点（Ｂ接点）に接続され、高速用ブラシ３は、第２のリレー８の常時開接点（Ａ接点）に接続されている。
【００１７】
第１給電ライン１７は、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）１６を介して、バッテリ９に接続されている。この第１給電ライン１７により他の車両制御装置１５に電源が供給される。
【００１８】
第２給電ライン１８は、ＩＧスイッチ１６を介さずに、バッテリ９のプラス端子に接続されると共に、バッテリ９とパターンスイッチ５とを接続する。また、後述する第３のリレー６を介して第２給電ライン１８と並列の給電ライン３０には、ダイオードＤ７を経由して第１のリレー７や反転回路１１等、ワイパモータ１の回転を駆動制御するための各回路が接続されている。
【００１９】
第１のリレー７は、ワイパモータ１とバッテリ９との接続を断続する。図示されるように第１のリレー７の常時開接点（Ａ接点）は、第２給電ライン１８に接続され、常時閉接点（Ｂ接点）は、接続ライン１９によりパターンスイッチ５の共通接点５Ｃに接続されている。
【００２０】
第２のリレー８は、高速用ブラシ３または低速用ブラシ２を選択する。上述したように第２のリレー８の常時開接点（Ａ接点）は、ワイパモータ１の高速用ブラシ３に接続され、第２のリレー８の常時閉接点（Ｂ接点）はワイパモータ１の低速用ブラシ２に接続されている。第２のリレー８の共通接点（Ｃ接点）は第１のリレー７の共通接点（Ｃ接点）に接続されている。
【００２１】
第３のリレー６は、第２給電ライン１８に設けられ、ＩＧスイッチ１６のオンオフ動作に連動して第２給電ライン１８及び第２給電ライン１８に並列の給電ライン３０を断続する。第３のリレー６のメーク接点６ａは直接バッテリ９に接続され、コモン接点６ｂは第２給電ライン１８に接続されている。
【００２２】
パターンスイッチ５は、ワイパモータ１の減速された出力軸の回転位置により接点が切換えられる。具体的には、図示しないワイパブレードが払拭動作を行う動作位置では、共通接点５Ｃが駆動接点（ＲＵＮ）５Ａに接触し、ワイパブレードが視野の妨げとならない自動停止位置では、共通接点５Ｃが停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂと接触する。パターンスイッチ５の駆動接点（ＲＵＮ）５Ａは第２給電ライン１８に接続され、停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂはワイパモータ１の共通ブラシ４に接続され接地されている。
【００２３】
なお、パターンスイッチ５は、ワイパモータ１とバッテリ９との接続を断続する第１リレー７がオフ状態の場合でも、パターンスイッチ５が停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂに切り替えられるまで、ワイパモータ１の駆動が続けられるように駆動接点（ＲＵＮ）５Ａを経由してワイパモータ１に電流を供給する。
【００２４】
ワイパスイッチ１４は、低速作動を指示する第１のスイッチＳＷ１及び高速作動を指示する第２のスイッチＳＷ２の２つのスイッチを備えている。２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２の一方の端子は、バッテリ９のマイナス端子に接続された接地ライン２０に接続され、他方の端子は、反転回路１１及び第２のリレー８のコイルＲＬ２に接続されている。また、２つの操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２の他方の端子間には、ダイオードＤ２が接続され、第１又は第２のいずれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２が閉ざされ作動位置とされた場合も、反転回路１１にローレベルの信号を与えるように構成されている。第２の操作スイッチＳＷ２が閉ざされると、第２のワイパスイッチＳＷ２の接点を直接経由して第２のリレー８のコイルＲＬ２が励磁されて高速用ブラシ３が選択される。
【００２５】
反転回路１１は、リレー駆動回路１０に信号を与える回路である。具体的には、ＰＮＰトランジスタＴＲ３と抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３とから構成され、ワイパスイッチ１４のＳＷ１、ＳＷ２のいずれか一方が閉じられると、トランジスタＴＲ３がオン状態となり、リレー駆動回路１０にハイレベル（＋Ｂ）の信号を与える。
【００２６】
リレー駆動回路１０は、第１のリレー７を励磁する回路である。具体的には、第１のリレー７のコイルＲＬ１を励磁するトランジスタＴＲ１及び保護抵抗Ｒ５と、チャタリングを防止するＣＲ回路Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１と、ノイズを防止するＣＲ回路Ｒ４、Ｃ３とから構成されている。リレー駆動回路１０では、反転回路１１からハイレベル（＋Ｂ）の信号が与えられたときに、トランジスタＴＲ１がオン状態となり、第１のリレー７のコイルＲＬ１を励磁する。
【００２７】
保持回路１２は、一定の条件のもとに、ワイパスイッチ１４の操作に拘らず、リレー駆動回路１０に信号を与えて第１のリレー７の励磁を保持する回路である。保持回路１２は、第１のリレー７のＣ接点とリレー駆動回路１０とを接続する抵抗Ｒ３及びダイオードＤ１と、ダイオードＤ１のアノードを接地ライン２０に落とすことができるように接続されたトランジスタＴＲ２と、トランジスタＴＲ２のベースとパターンスイッチ５の共通接点５Ｃとを接続するＣＲ回路Ｒ６、Ｒ７、Ｃ２とから構成されている。保持回路１２では、第１のリレー７のＣ接点にバッテリ９からの電源電圧（＋Ｂ）が供給されているとき、すなわち、ワイパモータ１の高速又は低速ブラシ２、３にハイレベルの電圧が供給されているときには、抵抗Ｒ３及びダイオードＤ１を経由してリレー駆動回路１０のトランジスタＴＲ１のベースに電圧を与え、第１のリレー７の励磁を自己保持する。一方、パターンスイッチ５の共通接点５Ｃの電圧、すなわち、接続ライン１９の電圧が電源電圧＋Ｂにされると、トランジスタＴＲ２をオンにして自己保持を解放する。
【００２８】
禁止回路１３は、一定の条件にもとに、反転回路１１の作動を禁止する回路である。禁止回路１３は反転回路１１の抵抗Ｒ１１に並列に接続されたトランジスタＴＲ４と、そのトランジスタＴＲ４のベースに接続され、タイマを構成するコンデンサＣ４及び抵抗Ｒ８と、コンデンサＣ４の充放電回路を構成する抵抗Ｒ９、Ｒ１０及びダイオードＤ５から構成されている。コンデンサＣ４のマイナス端はパターンスイッチ５の共通接点５Ｃに接続されている。
【００２９】
禁止回路１３のコンデンサＣ４は、常時は抵抗Ｒ８、Ｒ９等を通じて放電されており、トランジスタＴＲ４のベース電圧は電源電圧（＋Ｂ）となっている。このため、常時は、トランジスタＴＲ４はオフ状態となり、禁止回路１３は反転回路１１に何ら影響を与えない。しかし、パターンスイッチ５の共通接点５Ｃの接触が駆動接点５Ａから停止接点５Ｂに切換わると、共通接点５Ｃの電圧が電源電圧（＋Ｂ）から接地電圧（０Ｖ）に切換わり、コンデンサＣ４のマイナス端子の電圧が電源電圧（＋Ｂ）から急激に接地電圧（０Ｖ）に落とされる。このため、コンデンサＣ４が抵抗Ｒ８、ＴＲ４、Ｒ１２を経由して充電されるまでの間、トランジスタＴＲ４にベース電流が流れて、トランジスタＴＲ４はその間オン状態にされる。トランジスタＴＲ４がオン状態の間は、反転回路１１のトランジスタＴＲ３のベース・エミッタ間の電圧は同電位とされるので、トランジスタＴＲ３はオンとなることができない。このため、パターンスイッチ５の接点が駆動接点５Ａから停止接点５Ｂに切換わった直後、コンデンサＣ４が充電されるまでの所定時間の間は、ワイパスイッチ１４のいずれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２が閉じられても、反転回路１１は作動することができず、リレー駆動回路１０にハイレベルの信号を与えることができないので、第１のリレー７の励磁が禁止される。
【００３０】
このような回路構成に基づき、本実施の形態のワイパモータ制御回路の作動について説明する。
【００３１】
なお、ワイパスイッチ１４は、いずれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２を操作しても基本的な作動は同じであるので、ここでは第１のスイッチＳＷ１を操作するものとして説明する。
【００３２】
ＩＧスイッチ１６をオンすると、電流が供給されて第３のリレー６のコイルＲＬ３が励磁される。コイルＲＬ３の励磁に伴い、第３のリレー６の接点がブレーク接点６ｃからメーク接点６ａに切換えられ、コモン端子６ｂは直接バッテリ９から電源供給される。この状態でワイパスイッチ１４をオンすると、反転回路１１からハイレベルの信号がリレー駆動回路１０に与えられ、このリレー駆動回路１０により第１のリレー７が励磁されて第１のリレー７の接点がＡ接点に切換えられる。これにより、バッテリ９から、第３のリレー６のメーク接点６ａ、コモン接点６ｂ、第１のリレー７のＡ接点、Ｃ接点、第２のリレー８のＣ接点、Ｂ接点を経由して、ワイパモータ１に電源が供給される。
【００３３】
ワイパ作動中にＩＧスイッチ１６がオフされた場合には、第１給電ライン１７には電源が供給されず、第３のリレー６のコイルＲＬ３は励磁されない。したがって第３のリレー６の接点は、メーク接点６ａからブレーク接点６ｃに切換えられる。これにより、バッテリ９からの電源が遮断され、電源が回路内に供給されなくなる。このとき、パターンスイッチ５の駆動接点（ＲＵＮ）５Ａにおいても電源が遮断されるため、ワイパモータ１は慣性回転により発電作動して発電電圧を発生する。
【００３４】
ワイパモータ１の発電電圧は、第２のリレー８のＢ接点、Ｃ接点、第１のリレーのＣ接点、Ｂ接点、パターンスイッチ５の共通接点５Ｃ、駆動接点（ＲＵＮ）５Ａを経由して、第２給電ライン１８に印加される。しかしながら、第１給電ライン１７及び第２給電ライン１８は互いに異なるラインとして構成されているため、第１給電ライン１７にはワイパモータ１の発電電圧は印加されない。したがって、第１給電ライン１７に接続されている他の車両制御装置１５には発電電圧が印加されず、他の車両制御装置１５が誤動作されてしまうことを防止することができる。
［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態に係るワイパ制御回路を示す回路図である。
【００３５】
本実施の形態では、第１給電ライン１７にワイパモータ１の回転を駆動制御するための各回路が接続されており、バッテリ９からワイパモータ１に電源が供給される。また、パターンスイッチ５の駆動接点（ＲＵＮ）５Ａは、第２給電ライン１８に設けられた第３のリレー６のコモン接点６ｂに直接接続されている。さらに、第１の実施の形態では給電ライン３０が第２給電ライン１８に並列に設けられた構成となっているが、本実施の形態では給電ライン３０は設けられていない構成となっている。これらの点を除き、本実施の形態に係るワイパ制御回路は、上述した第１の実施の形態に係るワイパモータ制御回路と同様の構成となっている。
【００３６】
このような回路構成に基づき、本実施の形態のワイパモータ制御回路の作動について説明する。
【００３７】
なお、上述の第１の実施の形態と同様、ワイパスイッチ１４は、いずれのスイッチＳＷ１、ＳＷ２を操作しても基本的な作動は同じであるので、ここでは第１のスイッチＳＷ１を操作するものとして説明する。
【００３８】
ＩＧスイッチ１６及びワイパスイッチ１４がオン状態の場合には、第１給電ライン１７により、バッテリ９から、第１のリレー７のＡ接点、Ｃ接点、第２のリレー８のＣ接点、Ｂ接点を経由して、ワイパモータ１に電源が供給される。
【００３９】
ＩＧスイッチ１６がオン状態でワイパスイッチ１４がオフされたときには、第２給電ライン１８により、第３のリレー６のメーク接点６ａ、コモン接点６ｂ、パターンスイッチ５の駆動接点（ＲＵＮ）５Ａ、共通接点５Ｃ、第１のリレー７のＢ接点、Ｃ接点、第２のリレー８のＣ接点、Ｂ接点を介してバッテリ９からワイパモータ１に電源が供給されるため、パターンスイッチ５が停止接点（ＳＴＯＰ）５Ｂに切り替えられるまでは、ワイパモータ１の回転は維持される。
【００４０】
また、ワイパスイッチ１４の状態に拘らず、ＩＧスイッチ１６がオフされたときには、第１給電ライン１７からワイパモータ１への給電が絶たれると共に、ＩＧスイッチ１６のオフに連動して第３のリレー６もオフされて、第２給電ライン１８からの給電も絶たれる。
【００４１】
したがって、ワイパ作動中に、ＩＧスイッチ１６がオフされた場合には、第１給電ライン１７及び第２給電ライン１８の双方からの給電が絶たれた状態となり、ワイパモータ１は慣性回転により発電作動して発電電圧を発生する。
【００４２】
ワイパモータ１の発電電圧は、第２のリレー８のＢ接点、Ｃ接点、第１のリレーのＣ接点、Ｂ接点、パターンスイッチ５の共通接点５Ｃ、駆動接点（ＲＵＮ）５Ａを経由して、第２給電ライン１８に印加される。しかしながら、第１給電ライン１７及び第２給電ライン１８は互いに異なるラインとして構成されているため、第１給電ライン１７にはワイパモータ１の発電電圧は印加されない。したがって、第１給電ライン１７に接続されている他の車両制御装置１５には発電電圧が印加されず、他の車両制御装置１５が誤動作されてしまうことを防止することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、ワイパモータ１の発電電圧が印加される第２給電ライン１８にはパターンスイッチ５及び第３のリレー６のみが接続されており、ワイパモータ１の回転を駆動制御するための各回路は発電電圧が印加されない第１給電ライン１７に接続されているため、回路を構成するトランジスタＴＲ１、ＴＲ３に、コレクターエミッタ間の耐電圧が高い高価なトランジスタを用いる必要がなくなる。
【００４４】
なお、本実施の形態において、第３のリレー６を第２給電ライン１８に設けることにより、モータ内部でのショートを防止する効果がある。
【００４５】
また、第２給電ライン１８に設けられるスイッチング手段は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態で示されるようにリレー（第３のリレー６）を用いて構成してもよいし、半導体素子を用いて構成してもよい。
【００４６】
なお、上述において、ＩＧスイッチ１６のオン状態とは、より具体的には、イグニッションキー（図示せず）がＡＣＣポジション（アクセサリーポジション）、ＩＧ１ポジション（イグニッション第１ポジション）、ＩＧ２ポジション（イグニッション第２ポジション）の何れかにある状態をいう。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るワイパモータ制御回路の概略構成図である。
【図２】第２の実施の形態に係るワイパモータ制御回路の概略構成図である。
【図３】図３（Ａ）は、マイコン制御でモータ駆動する装置の概略構成図であり、図３（Ｂ）は、マイコンの各入力ポートに印加される電圧レベルと、モータ駆動信号の出力タイミングを示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…ワイパモータ、５…パターンスイッチ、６…第３のリレー、７…第１のリレー、９…バッテリ、１４…ワイパスイッチ、１６…イグニッションスイッチ、１７…第１給電ライン、１８…第２給電ライン

Claims (1)

1. ワイパブレードを備えたワイパアームを往復駆動するためのワイパモータを制御するワイパモータ制御回路であって、
   イグニッションスイッチを介してバッテリに接続されると共に、ワイパモータ制御回路以外の他の車両制御装置が接続された第１給電ラインと、
   前記第１給電ラインとは異なるラインに設けられたワイパスイッチと、
   前記イグニッションスイッチがオンされたときに励磁され、前記イグニッションスイッチがオフされたときに非励磁となるコイル、及び一端が前記イグニッションコイルを介さずに前記バッテリに直接接続され、前記コイルが励磁されたときにオンし、前記コイルが非励磁となったときにオフするリレー接点を備えたリレーと、
   前記第１の給電ラインと互いに異なるラインとして構成され、一端が前記リレー接点の他端に接続され、他端が、前記ワイパモータに設けられると共に前記ワイパブレードの停止位置と動作位置とに対応して切り替わるパターンスイッチに接続された第２の給電ラインと、
   前記イグニッションスイッチがオンのときに前記ワイパスイッチの操作に応じて、前記パターンスイッチと前記モータとを接続する第１の状態と、前記第１給電ラインまたは前記第２給電ラインと前記モータとを接続する第２の状態とに切り替わるスイッチング手段と、
   を含むワイパモータ制御回路。

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