Brevet FR2736023A1 — publié le 19970103

DISPOSITIF DE PROTECTION D'UN MOTEUR D'ESSUIE-VITRES DANS UN VEHICULE AUTOMOBILE ET SON PROCEDE DE COMMANDE L'invention concerne un dispositif de protection d'un moteur d'essuie-vitres, dans un véhicule automobile, destiné a entraîner les balais d'essuie-vitres sur le pare-brise en temps de pluie, et son procédé de commande. En fonction de la densité de la pluie, donc du degré d'humidité du pare-brise, le moteur doit vaincre un couple résistant plus ou moins important selon les frottements exercés par les balais. Plus le couple résistant que doit vaincre le moteur pour fonctionner est grand, plus le moteur chauffe entraînant sa destruction éventuelle au bout d'un certain temps. L'essuyage du pare-brise d'un véhicule automobile est un facteur très important de la sécurité des automobilistes par temps de pluie. Un essuie-vitre, ou essuie-glace, est constitué d'un porte-balai métallique dans lequel est fixé le talon du balai qui est sa partie épaisse lui assurant sa stabilité. Le balai en caoutchouc se prolonge par une lame, ou lèvre, qui enlève l'eau à chaque aller-retour par retournement. Un moteur entraîne le ou les deux balais et doit vaincre les frottements dus a la plus ou moins grande quantité d'eau s'écoulant sur le pare-brise, aux poussières ou aux saletés diverses. Actuellement, le moteur d'essuie-vitres, qui est relié par câblage à une manette de commande permettant de choisir la vitesse de balayage en fonction de l'humidité du pare-brise, n'est protégé que par un fusible qui ne saute pas, car le moteur ne présente pas de court-circuit, et par conséquent ne l'empêche pas de griller. Un autre moyen de protection actuel est constitué par un disjoncteur thermique calibré exactement pour le moteur auquel il est associé. Son principal inconvénient est son prix élevé. L'invention résout ce problème en proposant une gestion électronique de l'alimentation du moteur d'essuievitres qui comprend un contact à ouverture à l'arrêt fixe des essuie-vitres, à partir de la seule information du premier front de basculement du contact. A partir de cette information, l'électronique est capable de calculer le temps de balayage ou la vitesse avec laquelle s'effectue chaque balayage. L'invention utilise pour cela des systèmes électroniques tels qu'un microprocesseur, des relais électromagnétiques et des mémoires. Plus précisément, un premier objet de l'invention est un dispositif de protection d'un moteur d'essuie-vitres relié à un circuit d'alimentation en tension continue, commandé par une manette selon trois modes de balayage correspondant à deux vitesses de fonctionnement différentes, une première vitesse dite petite étant inférieure à la seconde dite grande, et doté d'un contact d'arrêt fixe destiné à indiquer les instants où les essuie-vitres sont en position de repos, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation du moteur est un système électronique comprenant - un premier relais électromagnétique autorisant l'alimentation par une tension continue, - un second relais électromagnétique, connecté entre le premier relais et le moteur, et autorisant le fonctionnement du moteur en petite ou en grande vitesse, - une unité de commande reliée au contact d'arrêt fixe des essuie-vitres et à la manette de commande, - des moyens de comptage, - des moyens de comparaison, - des cases de mémorisation des valeurs du temps de balayage, des seuils de temps de balayage, des temporisations, et des seuils de dépassements du temps de balayage. Un second objet de l'invention est un procédé de commande d'un dispositif de protection d'un moteur d'essuie-vitres, caractérisé en ce qu'il consiste en un contrôle du fonctionnement du moteur, pour ces deux vitesses de balayage, par: - une mesure du temps de balayage défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie-vitres, - une phase de détection de blocage des essuie-vitres, - une comparaison de la valeur du temps de balayage avec un seuil de balayage, déterminé en fonction de la vitesse du moteur, - un comptage du nombre de dépassements dudit seuil de balayage par le temps de balayage, entraînant 1) dans le cas de la petite vitesse de fonctionnement - un arrêt du moteur si ce nombre de dépassements est supérieur à un seuil, et - une remise en fonctionnement du moteur après une temporisation; 2) dans le cas de la grande vitesse de fonctionnement - un passage en petite vitesse du moteur et le contrôle de son fonctionnement, avec en plus une comparaison du temps de balayage avec un seuil de balayage de valeur comprise entre les seuils de balayage respectifs correspondant à la grande et à la petite vitesse, en dessous duquel le moteur repasse en grande vitesse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est un exemple de réalisation d'un dispositif de protection selon l'invention; - la figure 2 est l'organigramme des étapes du procédé de commande du dispositif selon l'invention. Selon l'invention, la protection du moteur d'essuievitres, dans un véhicule automobile, est obtenue par une gestion électronique de l'alimentation en tension continue du moteur. Comme le montre la figure 1, le moteur 1 est équipé d'un contact 2 d'arrêt fixe des essuie-vitres et est relié à un système électronique 3 de gestion de l'alimentation du moteur par une tension continue V, de l'ordre de 12 volts fournie par une batterie par exemple. Une manette 4 de commande permet à l'automobiliste de choisir, à partir d'une position de repos A, le mode de balayage des essuie-vitres en fonction du degré d'humidité du pare-brise, selon trois possibilités généralement.Une première vitesse, dite petite vitesse PV, assure le balayage en cas de pluie normale, une seconde vitesse supérieure à la première, dite grande vitesse GV, est utilisée en cas de forte pluie, et enfin un mode de cadencement CV permet d'essuyer le pare-brise cycliquement en cas de faible humidité, la vitesse du balayage proprement dit étant égale à la petite vitesse mais deux balayages successifs étant séparés par une temporisation. Auparavant, cette manette de commande assurait la liaison directe entre la batterie et le moteur ainsi alimenté. Selon l'invention, cette manette est connectée au système électronique qui va gérer l'alimentation du moteur en fonction de la demande de l'automobiliste. Le contact 2 d'arrêt fixe s'ouvre à chaque fois que le moteur a ramené les essuie-vitres en position de repos, en bas du pare-brise après un balayage aller-retour complet. Le système électronique 3 reçoit de ce contact l'information du premier front de basculement de la partie contact à ouverture de l'arrêt fixe et calcule, à partir de cette seule information, la vitesse avec laquelle s'effectue chaque balayage, ou le temps de chaque balayage défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie-vitres.En contrôlant ce temps de balayage de façon continue, on connaît le fonctionnement des essuie-vitres qui, soit balaient librement et dans de bonnes conditions, soit doivent vaincre un couple résistant important, notamment quand le pare-brise s'assèche. Pour piloter le moteur en fonction d'une part de la commande imposée par la manette 4 et d'autre part du temps de balayage réel des essuie-vitres, le système électronique 3 comporte deux relais 5 et 6 reliés en série entre la source de tension continue V et le moteur 1. Le premier relais 5 a pour fonction d'assurer l'alimentation en tension du moteur et le second relais 6 oriente cette tension d'alimentation soit vers la voie petite vitesse du moteur, soit vers la voie grande vitesse. Le système électronique comporte également une unité centrale de commande ou microprocesseur 7, recevant les différentes informations de la manette 4 et du contact 2 d'arrêt fixe des essuie-vitres, et pilotant les relais 5 et 6 selon une stratégie de commande qui va être développée dans la suite de cette description. Le système comporte aussi plusieurs cases mémoires 8 nécessaires à la mémorisation des informations dont a besoin le microprocesseur, ainsi que des moyens de comptage 9, ou compteurs, et des moyens de comparaison 10. Le procédé de protection d'un moteur d'essuie-vitres selon l'invention repose sur le principe suivant. L'essuie-vitre étant commandé en petite vitesse, le microprocesseur contrôle le fonctionnement du moteur en mesurant le temps de balayage. Si ce temps est anormalement long, il faut détecter tout d'abord si les essuie-vitres sont bloqués, c'est-à-dire s'ils ne peuvent pas balayer le pare-brise. Dans ce cas, il faut arrêter temporairement le moteur pour qu'il refroidisse. Si les essuie-vitres ne sont pas bloqués mais présentent des frottements trop importants au niveau du pare-brise et que le moteur doit vaincre, le système électronique arrête le moteur temporairement pour permettre son refroidissement. Après ce laps de temps, le moteur est remis en marche et contrôlé électroniquement. Dans le cas où le moteur est commandé en grande vitesse, et que le temps de balayage est anormal, le microprocesseur vérifie d'abord s'il y a blocage du balayage des essuie-vitres, puis commande son fonctionnement en petite vitesse qu'il contrôle comme précédemment, avec arrêt du moteur si nécessaire. Par contre, si les conditions de fonctionnement redeviennent normales, le moteur est à nouveau piloté en grande vitesse et le contrôle de son bon fonctionnement assuré. On pourra remarquer que le passage du moteur de la grande à la petite vitesse suffit souvent à augmenter la vitesse de balayage, car une particularité des moteurs d'essuie-vitres est de disposer d'un couple nettement plus important en petite qu'en grande vitesse, au point que pour un couple résistant identique, la petite vitesse peut générer un balayage plus rapide que la grande. De façon plus détaillée, comme le montre l'organigramme de la figure 2 en relation avec la figure 1, le procédé de protection comporte les étapes suivantes, remplies par l'unité centrale 7 du système électronique 3 de gestion, dans le cas où la manette de commande 4 est sur la position "petite vitesse" PV. Tout d'abord, on réalise la mesure continue et la mémorisation du temps de balayage T1 défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie-vitres, données par le premier front de basculement du contact 2 d'arrêt fixe, cette étape a étant effectuée par des moyens de comptage 9 du système électronique 3. Puis, on réalise la comparaison de chaque valeur du temps mesuré T1 avec un seuil T6 (étape b), afin de détecter un éventuel blocage des essuie-vitres. Ce seuil de blocage T6 est mémorisé dans une case mémoire 8 du système électronique 3 et déterminé à la fois par les caractéristiques du moteur d'essuie-vitres et par celles du véhicule, c'est-à-dire par le temps moyen de balayage dans les pires conditions de fonctionnement possibles. Si le temps mesuré à partir d'un premier front de basculement du contact 2, est effectivement supérieur à ce seuil, c'est dû à un fonctionnement défectueux des essuie-vitres qui restent bloqués, et l'unité centrale 7 décide alors d'arrêter le moteur (étape c) par coupure du premier relais électromagnétique 5, et de ne le remettre en fonctionnement qu'après une temporisation T7 suffisante pour son refroidissement (étape d).Dans le cas contraire, on réalise la comparaison de chaque valeur du temps de balayage T1 avec un premier seuil T2 de balayage, déterminé en fonction de la vitesse du moteur et placé dans une case mémoire 8 du système 3. Cette étape e est remplie par des moyens de comparaison 10. Si le temps mesuré T1 est inférieur au seuil T2, le système électronique continue d'alimenter normalement le moteur selon le mode en petite vitesse. Mais si le temps mesuré T1 est supérieur au seuil T2, le microprocesseur 7 incrémente un des moyens de comptage 9, ou compteur, comptabilisant le nombre C de dépassements dudit seuil T2 par le temps de balayage (étape f). Dès que le moteur doit vaincre des frottements importants, le balayage est plus lent pendant une certaine durée, ce qui incrémente le compteur plusieurs fois. Pour cette raison, est ensuite réalisée l'étape g de comparaison du nombre C de dépassements avec un premier seuil C1 mis en mémoire, qui entraîne l'arrêt du moteur (étape h) par la coupure du premier relais 5 si ce nombre de dépassements C est supérieur au seuil C1 de dépassements, afin de permettre son refroidissement.Simultanément, le moyen de comptage 9 est remis à zéro. Après une étape i de temporisation T4, également mise en mémoire dans le système électronique, le système effectue une nouvelle tentative de remise en fonctionnement du moteur, en petite vitesse et le contrôle du fonctionnement du moteur se poursuit par la reprise des étapes précédemment décrites. Quand le temps de balayage T1 redevient inférieur au seuil T2, le compteur est remis à zéro ou décrémenté, selon la stratégie employée. Dans le cas où la manette de commande est sur la position "grande vitesse" GV, le contrôle de son fonctionnement comporte les étapes suivantes, remplies par le système électronique 3 et dont le déroulement est représenté par des traits discontinus sur la figure 2. D'abord, la mesure continue du temps de balayage T1 défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuievitres est faite par des moyens de comptage 9, avec mémorisation des valeurs de ce temps de balayage T1 (étape a'), suivie de la comparaison de chaque valeur du temps en cours de mesure T1 avec le seuil T6 de détection du blocage des essuie-vitres précédemment évoqué (étape b'). En cas de blocage, le moteur est arrêté (étape c) avec déclenchement d'une temporisation T7 (étape d') avant la remise en route du moteur. En cas contraire, une comparaison du temps de balayage T1 avec un deuxième seuil T3 de balayage, déterminé en fonction de la vitesse du moteur, est faite par des moyens de comparaison 10 (étape e').Si le temps mesuré T1 est inférieur au seuil T3, le système électronique continue d'alimenter normalement le moteur selon le mode en grande vitesse. Mais si le temps mesuré T1 est supérieur au seuil T3, le microprocesseur incrémente un compteur effectuant le comptage du nombre C' de dépassements dudit seuil T3 par le temps de balayage, à cause d'efforts anormaux que le moteur doit fournir (étape f'). Pour décider du comportement anormal du moteur, on effectue la comparaison du nombre C' de dépassements avec un second seuil C2 mémorisé (étape g), et si ce nombre C' de dépassements est supérieur au seuil C2, le procédé prévoit le passage du moteur en petite vitesse, par coupure du second relais 6. Le contrôle du fonctionnement du moteur s'effectue alors en petite vitesse, en commençant par la mesure et la mémorisation du temps de balayage T1 (étape a) et la détection du blocage des essuie-vitres (étapes b à d). Dans le cas où ils ne sont pas bloqués, on effectue la comparaison du temps mesuré T1 avec un troisième seuil T5 de balayage dont la valeur est comprise entre les premiers seuils respectifs T3 et T2 correspondant à la grande et à la petite vitesses du moteur (étape h'). Détectant ce phénomène, on réalise le comptage du nombre C" de dépassements dudit troisième seuil T5 par le temps de balayage (étape i'), et la comparaison du nombre C" de dépassements avec un seuil C3 (étape j') afin de constater une réelle diminution du couple résistant du moteur. Dans ce cas, le nombre de dépassements étant supérieur au seuil C3, le système électronique 3 réactive le relais 6 pour remettre le moteur en grande vitesse, tout en continuant de contrôler le temps de balayage avec des consignes de temps de balayage T3 et de seuil de dépassements C2 correspondant à cette grande vitesse. Si le temps de balayage est supérieur au seuil T5, on maintient le moteur en petite vitesse mais on contrôle le fonctionnement du moteur en petite vitesse selon les étapes e à i précédemment décrites, avec arrêt temporaire du moteur, par coupure du premier relais 5, si le temps de balayage T1 mesuré est toujours supérieur au premier seuil T2 de petite vitesse. Dans le cas où le moteur est commandé selon le troisième mode de balayage dit de cadencement, correspondant à la petite vitesse de balayage avec temporisation entre deux balayages successifs, le contrôle du fonctionnement du moteur en vitesse de cadencement comporte toujours la mesure continue du temps de balayage T1 défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie-vitres (étape a"), puis la comparaison de chaque valeur du temps mesuré T1 avec le seuil de blocage T6, précédemment défini pour la détection du blocage des essuie-vitres en petite et grande vitesses (étape b") . Si le temps en cours de mesure T1 est supérieur au seuil T6, l'arrêt du moteur est commandé (étape c") par coupure du premier relais 5, sa remise en fonctionnement n'ayant lieu qu'après une étape d" de temporisation T7, de valeur supérieure à la durée de cadencement normale pour assurer le refroidissement du moteur. L'invention permet donc de protéger le moteur des essuie-vitres d'un véhicule automobile contre les surchauffes provoquées par un balayage défectueux des essuie-vitres et pouvant entraîner sa destruction. La gestion complètement électronique de l'alimentation du moteur, à partir de la vitesse de balayage des essuievitres, résoud les problèmes dus aux frottements anormaux des balais d'essuie-vitre sur le pare-brise alors détectés et pris en compte. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection d'un moteur d'essuie-vitres relié à un circuit d'alimentation en tension continue, commandé par une manette selon trois modes de balayage correspondant à deux vitesses de fonctionnement différentes, une première vitesse dite petite vitesse, inférieure à une deuxième dite grande vitesse, et doté d'un contact d'arrêt fixe destiné à indiquer les instants où les essuie-vitres sont en position de repos, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation du moteur (1) est un système électronique (3) comprenant - un premier relais (5) électromagnétique autorisant l'alimentation par une tension continue (V), - un second relais (6) électromagnétique, connecté entre le premier relais (5) et le moteur (1), et autorisant le fonctionnement du moteur en petite ou en grande vitesse, - une unité de commande (7) reliée au contact d'arrêt fixe (2) des essuie-vitres et à la manette de commande (4), et pilotant les deux relais électromagnétiques (5,6), - des moyens de comptage (9), - des moyens de comparaison (10) - des cases (8) de mémorisation des valeurs du temps de balayage (T1), des seuils (T2, T3, T5, T6) de temps de balayage, des temporisations (T4, T7), et des seuils (C1, C2, C3) de dépassements du temps de balayage. 2. Procédé de commande d'un dispositif de protection d'un moteur d'essuie-vitres selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en un contrôle du fonctionnement du moteur, pour ces deux vitesses de balayage, par: - une mesure du temps de balayage (T1) défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie-vitres, - une phase de détection de blocage des essuie-vitres, - une comparaison de la valeur du temps de balayage (T1) avec un seuil (T2, T3) de balayage déterminé en fonction de la vitesse du moteur, - un comptage du nombre (C, C') de dépassements dudit seuil de balayage (T2, T3) par le temps de balayage, entraînant 1) dans le cas de la petite vitesse de fonctionnement - un arrêt du moteur si ce nombre (C) de dépassements est supérieur à un seuil (C1), et - une remise en fonctionnement du moteur après une temporisation (T4); 2) dans le cas de la grande vitesse de fonctionnement - un passage en petite vitesse du moteur et le contrôle de son fonctionnement, avec en plus une comparaison du temps de balayage (T1) avec un seuil de balayage (T5) de valeur comprise entre les seuils respectifs (T3 et T2) correspondant à la grande et à la petite vitesse, en dessous duquel le moteur repasse en grande vitesse. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la phase de détection du blocage des essuie-vitres consiste à : - comparer chaque valeur du temps mesuré (T1) avec un seuil (T6) de détection de blocage des essuie-vitres, déterminé par les caractéristiques du véhicule et du moteur d'essuie-vitres, - arrêter le moteur en cas de dépassement dudit seuil de blocage (T6), - remettre le moteur en fonctionnement après une temporisation (T7). 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contrôle du fonctionnement du moteur en petite vitesse, comporte les étapes suivantes - la mesure continue et la mémorisation (a) des valeurs du temps de balayage (T1) défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie-vitres, - la détection du blocage des essuie-vitres, - la comparaison (e) de chaque valeur du temps de balayage (T1) avec un premier seuil (T2) de balayage déterminé en fonction de la vitesse du moteur, - le comptage (f) du nombre (C) de dépassements dudit seuil (T2) par le temps de balayage (T1), - la comparaison (g) du nombre (C) de dépassements avec un premier seuil (C1) de dépassements, l'arrêt (h) du moteur si ce nombre (C) de dépassements est supérieur audit seuil (C1), et - la remise en fonctionnement (i) du moteur après une temporisation (T4); - la reprise des étapes (a) à (i). 5. Procédé selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le contrôle du fonctionnement du moteur en grande vitesse comporte les étapes suivantes : - la mesure continue et la mémorisation (a') des valeurs du temps de balayage (T1) défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie-vitres, - la détection de blocage des essuie-vitres, - la comparaison (e') de chaque valeur du temps de balayage (T1) avec un second seuil (T3) de balayage déterminé en fonction de la vitesse du moteur, - le comptage (f') du nombre (C') de dépassements dudit deuxième seuil (T3) par le temps de balayage (T1), - la comparaison (g') du nombre (C') de dépassements avec un deuxième seuil (C2) de dépassements, - le passage du moteur en petite vitesse si ce nombre (C') de dépassements est supérieur au deuxième seuil (C2), et le contrôle selon les étapes (a) à (d), - la comparaison (h') du temps de balayage (T1) avec un troisième seuil (T5) de balayage dont la valeur est généralement comprise entre les seuils de balayage respectifs (T3 et T2) correspondant à la grande et à la petite vitesse du moteur, - le comptage (i') du nombre (C") de dépassements dudit troisième seuil (T5) par le temps de balayage, - la comparaison (j') du nombre (C") de dépassements avec un troisième seuil (C3) de dépassements, - le passage en grande vitesse du moteur si le nombre (C") de dépassements est supérieur au troisième seuil (C3), et le contrôle selon les étapes (a') à (f'). - le maintien du moteur en petite vitesse si le temps de balayage (T1) est supérieur au troisième seuil (T5). 6. Procédé selon la revendication 2, le moteur étant commandé selon le troisième mode de balayage dit de cadencement correspondant à la petite vitesse de fonctionnement, caractérisé en ce que le contrôle du fonctionnement du moteur en vitesse de cadencement comporte les étapes suivantes - la mesure continue (a") du temps de balayage (T1) défini entre deux positions d'arrêt fixe des essuie vitres, - la comparaison (b") de chaque valeur du temps mesuré (T1) avec le seuil (T6) de détection de blocage des essuie-vitres, déterminé par les caractéristiques du véhicule et du moteur d'essuie-vitres, - l'arrêt (c") du moteur si le temps de balayage (T1) est supérieur au seuil de temps (T6), et - la remise en fonctionnement (d") du moteur après une temporisation (T7), de valeur supérieure à la durée de cadencement normale pour assurer le refroidissement du moteur; - reprise des étapes (a") à (d"). 7. Procédé selon les revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que l'arrêt du moteur des étapes (h et c") est effectué par coupure du premier relais électromagnétique (5) du système électronique de gestion (3). 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le passage du moteur en petite vitesse, à l'étape est est effectué par coupure du second relais électromagnétique (6) du système électronique de gestion (3). 9. Procédé selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le comptage des dépassements par le temps de balayage (T1) des étapes (f), (f'), et 10. Procédé selon les revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que la mesure et la mémorisation du temps de balayage (T1) des étapes (a), 11. Procédé selon les revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que la comparaison de chaque valeur du temps de balayage (T1) des étapes (e), (e'), (h') et (b") est effectuée par les moyens de comparaison (10) du système électronique de gestion (3).