Brevet FR2655301A1 — publié le 19910607

L'invention concerne les dispositifs assurant une fonction de balayage mécanique, et s'applique tout particulièrement aux essuie-glace de véhicule automobile. La Demande de brevet No 89 08442, déposée le 26 juin 1989 au nom de la Demanderesse, propose un perfectionnement aux dispositifs de balayage électromécaniques Ce perfectionnement comprend un moyen de pilotage pour engendrer un signal électrique de consigne, évoluant en fonction du temps selon une loi de balayage choisie, et au moins une voie de balayage, comprenant: un moteur de balayage, un étage de commande de ce moteur, un détecteur de la position de la partie menée du moteur, et un circuit d'asservissement pour appliquer à l'étage de commande un signal électrique d'erreur représentant la différence entre le signal de consigne et une représentation correspondante de la position détectée. Cette nouvelle disposition est très intéressante, dans la mesure o elle simplifie considérablement la conception des dispositifs de balayage tels que les essuie-glace En particulier, elle élimine la nécessité d'une tringlerie. En outre, elle augmente beaucoup la richesse de possibilités que l'on peut obtenir pour le balayage lui-même: vitesses multiples, fonctionnement coup par coup, position de parquage des essuie-glace, notamment. Il s'est avéré toutefois que, dans des situations d'exception, l'asservissement pouvait se trouver dans l'impossibilité de forcer le moteur à se trouver dans la position de consigne souhaitée à l'instant considéré. Déjà gênant pour un essuie-glace unique, ceci est beaucoup plus ennuyeux avec plusieurs essuie-glace, puisqu'ils peuvent alors interférer. La présente invention a essentiellement pour but d'apporter une solution à ce problème. Selon l'invention, le dispositif de balayage asservi défini plus haut comporte en outre: un comparateur de l'amplitude du signal électrique d'erreur à un seuil, et un moyen de blocage du moyen de pilotage lorsque l'amplitude du signal électrique d'erreur dépasse le seuil. En pratique, le comparateur opère en valeur absolue, et de préférence sur signaux numériques Il est particulièrement avantageux, mais non nécessaire, que le moyen de pilotage, le détecteur de position, le circuit d'asservissement et le comparateur opèrent sur signaux numériques Dans ce cas, la prise en compte de l'étendue de balayage de chaque voie s'effectue au niveau de l'étage de commande du moteur, ainsi que du détecteur de position, ou bien du circuit de traitement qui l'accompagne. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le moyen de pilotage comporte une horloge, un compteur d'adresse et une table de fonctions adressée par ce compteur au rythme des impulsions d'horloge; le moyen de blocage interrompt la fourniture d'impulsions d'horloge au compteur d'adresse tant que l'amplitude du signal électrique d'erreur dépasse le seuil Ce seuil peut être fixé à une fraction de l'ordre du dixième de la tension (ou du signal) maximale de commande du moteur De la sorte, on obtient une fonction particulièrement intéressante, comme on le verra plus loin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et du dessin annexe, dont la figure unique illustre un mode de réalisation préférentiel de l'invention. Comportant pour l'essentiel des éléments de caractère certain, le dessin annexé est à considérer comme intégré à la description Il pourra donc servir non seulement à compléter celle-ci, mais aussi pour contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant. Le dessin fait apparaître en 1 le moyen de pilotage commun à plusieurs voies de balayage 2 A, 2 B et 2 C. Le moyen de pilotage 1 comprend une horloge 10 suivie d'une porte ET 11 dont l'autre entrée est normalement à l'état vrai, et qui va donc transmettre les impulsions d'horloge à un compteur d'adresse 12 qui vient adresser une table de fonctions 13 Celle-ci fournit, au fil des impulsions d'horloge, des valeurs numériques représentant une fonction sinusoïdale La période de cette fonction définit la vitesse de balayage, et peut être ajustée en agissant sur la fréquence des impulsions de l'horloge 10 Un fonctionnement au coup par coup peut également être obtenu en commandant la transmission des impulsions d'horloge pendant une seule alternance de la fonction sinusoïdale. Les valeurs sinusoïdales ainsi disponibles en sortie de la table 13 sont appliquées à une entrée d'additionneurs-soustracteurs 20 A, 20 B et 20 C faisant respectivement partie des voies de balayage 2 A, 2 B, 2 C. Dans la suite, on décrira seulement en détail la voie 2 A, les autres étant pour l'essentiel de structure semblable. Chaque voie comporte un moteur 22 A, sur l'arbre duquel est monté un codeur numérique d'angle 23 A. Bien qu'il puisse être procédé autrement, on admet ici que la sortie du codeur numérique d'angle est normalisée par rapport à l'excursion totale demandée au moteur 22 A de la voie considérée Si par exemple on souhaite des angles de balayage différents pour les trois voies, la pleine échelle de sortie des codeurs numériques d'angle 23 A, 23 B et 23 C sera la même, et correspondra à la pleine excursion de balayage du moteur associé. Les valeurs de position angulaire ainsi codées en 23 A sont transmises à un circuit de traitement 24 A dans chaque voie Le circuit de traitement a pour effet éventuellement de réaliser une mise en forme des signaux de codage si nécessaire, et surtout de tenir compte de la vitesse dans la boucle d'asservissement, pour préserver la stabilité de celle-ci, d'une façon connue de l'homme du métier. La sortie du circuit de traitement 24 A vient comme seconde entrée sur l'additionneur 20 A respectivement associé Celui-ci fournit alors à un étage de commande 21 A du moteur concerné un signal numérique. Ce signal numérique tient lieu de signal d'erreur, et l'étage de commande concerné va s'en servir pour commander la position du moteur dans le sens tendant à corriger l'erreur. Là encore, chaque étage de commande devra tenir compte de la pleine excursion affectée au moteur concerné Ces étages de commande peuvent être réalisés de différentes manières Un moyen convenable consiste, s'agissant en 22 d'un moteur à courant continu, de réaliser une commande impulsionnelle de celui-ci, avec un nombre d'impulsions de commande qui dépend de l'amplitude du signal d'erreur. Les boucles d'asservissement ainsi obtenues fonctionnent de la manière décrite dans le Brevet antérieur No 89 08442, dont elles constituent un perfectionnement sous forme numérique On comprend qu'elles vont permettre en principe de positionner chaque moteur 22 d'une manière définie par la table de fonctions 13, compte tenu de l'excursion de balayage affectée à ce moteur. Et, dès lors qu'on dispose d'une table de fonctions 13 unique, les trois voies de balayage vont fonctionner d'une manière synchronisée. Toutefois, il peut intervenir des conditions dans lesquelles le couple d'un des moteurs n'est pas suffisant, malgré la commande qui lui est affectée, pour vaincre des résistances provenant de frottements ou d'obstacles s'opposant au balayage. La présente invention vient apporter une solution élégante à ce problème. A cet effet, les signaux d'erreur disponibles en sortie de chacun des additionneurs-soustracteurs 20 A, B, 20 C sont également transmis respectivement à des comparateurs numériques 3 A, 3 B et 3 C, munis chacun de seuils. Les signaux numériques de seuil des différents comparateurs peuvent être différents Ici, dans la mesure o le signal d'erreur est le même, l'adaptation à l'excursion de chaque moteur intervenant en aval, ces seuils peuvent être identiques. Les comparateurs opèrent en valeur absolue, c'est-à-dire qu'ils ignorent l'information de signe représentée la plupart du temps par le bit de poids supérieur des signaux numériques. Lorsqu'un des comparateurs détecte que le signal d'erreur de la voie qui lui est associée dépasse le seuil, sa sortie vient, à travers la porte OU 4, faire passer à faux la seconde entrée de la porte ET 11, et par conséquent stopper la transmission d'impulsions d'horloge vers le compteur d'adresse 12 et la table de fonctions 13 Il en résulte que la valeur de consigne est figée à sa valeur instantanée en cours, tant que l'un des comparateurs voit un signal d'erreur dépassant son seuil. S'il s'agit de frottements excessifs, que le moteur peut vaincre, mais avec retard par rapport à son fonctionnement habituel, alors le signal d'erreur va progressivement diminuer, et l'on va pouvoir retrouver, lorsqu'il redescend en dessous du seuil, un fonctionnement synchrone des différentes voies de balayage. S'il s'agit au contraire d'un obstacle que le moteur ne peut vaincre, alors le dispositif de balayage est complètement bloqué dans toutes ses voies A ce moment, un signal d'alarme peut être transmis à une unité de traitement externe pour intervenir. Une situation classique est celle o, en hiver, les essuie-glace d'un véhicule sont bloqués par le givre. L'information d'alarme pourrait alors servir par exemple à mettre en fonction le dégivrage, jusqu'à ce que le dispositif de balayage puisse à nouveau fonctionner. Bien entendu, dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, tout ou partie des fonctions numériques impliquées pourront être réalisées à l'intérieur d'un dispositif du genre microprocesseur. En variante, la présente invention peut être également mise en oeuvre dans une réalisation analogique. En ce cas, le moyen de pilotage 1 peut être constitué d'un générateur de dents de scie commandé, suivi d'un générateur sinusoïdal, par intégration de la dent de scie Les étages 20 sont des amplificateurs opérationnels Les codeurs angulaires peuvent être alors soit numériques, soit analogiques, de même que l'organe de traitement de boucle 24. Dans tous les cas, il est également possible de ne pas utiliser en commun la table de fonctions 13, mais au contraire de prévoir une table de fonctions 13 pour chaque voie de balayage, ce qui peut servir si l'on désire des fonctions de balayage plus sophistiquées ou légèrement différentes pour les différentes voies Dans ces conditions, on pourra alors revenir à des tensions de seuil différentes pour les différents comparateurs 3 A à 3 C Bien entendu, les lois de balayage ne sont pas nécessairement sinusoïdales. Typiquement, on peut utiliser pour réaliser un balayage d'essuie-glace s'étendant sur 1100 des moteurs à courant continu dont la tension de commande maximale est de l'ordre de 10 volts, soit environ 100 millivolts par degré de balayage Les expériences menées jusqu'à présent par la Demanderesse ont montré que la fixation du seuil des comparateurs à environ 1/20 de la pleine commande du moteur permettait d'obtenir un résultat satisfaisant. Toutefois, cette valeur pourra être modifiée en fonction des applications. L'invention peut être intéressante pour un dispositif de balayage à une seule voie, mais elle prend toute sa signification dans un dispositif de balayage à deux voies, voire à trois voies, comme il en existe sur certains poids lourds ou véhicules de transport en commun. Dans ce qui précède, on a donné au dispositif une fonction de surveillance de situations anormales Il peut également servir, de façon très avantageuse, dans des situations normales, pour régulariser la vitesse de balayage Dans ce cas, on fixe les seuils des comparateurs à une valeur plus basse que ce qui a été indiqué précédemment De façon a priori inattendue, il s'est avéré qu'ensuite les dispositifs de balayage opérant d'une manière synchronisée s'attendaient les uns les autres, lorsque l'un d'entre eux rencontrait temporairement une force de frottement supérieure à la normale. REVENDICATIONS 1. Dispositif de balayage asservi, notamment pour essuie glace, du type comprenant: un moyen de pilotage ( 1) pour engendrer un signal électrique de consigne, évoluant en fonction du temps selon une loi de balayage choisie, et au moins une voie de balayage ( 2 A, B, C), comprenant: un moteur de balayage ( 22), un étage de commande de ce moteur ( 21), un détecteur ( 23) de la position de la partie menée du moteur, et un circuit d'asservissement ( 20,24) pour appliquer à l'étage de commande un signal électrique d'erreur représentant la différence entre le signal de consigne et une représentation correspondante de la position détectée, caractérisé en ce qu'il comporte un comparateur ( 3 A, B, C) de l'amplitude du signal électrique d'erreur à un seuil, et un moyen ( 4, 11) de blocage du moyen de pilotage lorsque l'amplitude du signal électrique d'erreur dépasse le seuil. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux voies de balayage, (A,B C) commandées à partir du même signal de consigne, et deux comparateurs ( 3 A, 3 B, 3 C) commandant le blocage dans une fonction OU ( 4). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le comparateur ( 3) opère en valeur absolue. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le seuil correspond à une fraction de l'ordre du dixième de la tension maximale de commande du moteur. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit d'asservissement ( 24) établit ladite représentation en fonction de la position et de la vitesse de la partie menée du moteur. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le moyen de pilotage ( 1), le détecteur de position ( 23), le circuit d'asservissement ( 20, 24) et le comparateur ( 3) opèrent sur signaux numériques, la prise en compte de l'étendue de balayage s'effectuant au niveau de l'étage de commande du moteur ainsi que du détecteur de position. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de pilotage ( 1) comporte une horloge ( 10), un compteur d'adresse ( 12) et une table de fonction ( 13) adressée par ce compteur au rythme des impulsions d'horloge, et en ce que le moyen de blocage ( 11) interrompt la fourniture d'impulsions d'horloge au compteur d'adresse.