Brevet FR2744685A1 — publié le 19970814

Système d'essuie-glace commandé par un moteur La présente invention concerne un système d'essuie-glace assurant un mouvement alternatif pour un bras d'essuie-glace en inversant le sens de rotation d'un moteur électrique. Classiquement, un système d'essuie-glace pour automobile comprend typiquement un mécanisme d'articulation destiné à convertir le mouvement de sortie rotatif d'un moteur électrique en un mouvement de basculement alternatif d'un bras d'essuie-glace. Il est cependant possible de supprimer un tel mécanisme d'articulation, en commandant le moteur de manière à inverser alternativement le sens de rotation de la sortie du moteur électrique et de transmettre directement ce mouvement au bras d'essuie-glace. La figure 3 représente un schéma électrique d'un système d'essuie-glace proposé antérieurement qui effectue un mouvement alternatif d'un bras d'essuie-glace en inversant le sens de rotation d'un moteur électrique. Les deux bornes d'entrée du moteur d'essuie-glace M sont connectées à des contacts mobiles appartenant à des premier et deuxième relais RL i et RL 2. Dans chacun des relais RL 1 et RL 2, l'un des contacts fixes est connecté à une ligne d'alimentation en puissance et le contact fixe restant est mis à la masse. Le système comprend en outre une plaque de détection de position 5, comprenant un organe discoide, conducteur de l'électricité et tournant en synchronisme avec le moteur d'essuie-glace M, afin de détecter les points d'inversion du mouvement du bras d'essuie-glace (non représenté sur les dessins) une fois arrivé aux deux positions extrêmes. La plaque de détection de position 5 comprend un segment circulaire 5a continu, s'étendant sur 360 , et un segment de secteur 5b, s'étendant sur un angle limité, 2 2744685 réalisé d'une seule pièce et coaxialement avec le segment circulaire continu 5a. Un premier contact 6a et une deuxième contact 6b sont mis en contact de coulissement avec le segment circulaire continu 5a et le segment en secteur 5b respectivement. Le premier contact 6a est mis à la masse et le deuxième contact 6b est connecté à une borne d'entrée 12 appartenant à un contrôleur 4, ceci via un circuit d'interface. Le segment de secteur 5b s'étend sur un angle correspondant aux deux points d'inversion et le deuxième contact 6b vient en contact avec le segment de secteur 5b lorsqu'il atteint chaque point d'inversion. Lorsque le deuxième contact 6b est en contact avec le segment de secteur 5b, les deux contacts 6a et 6b, sont connectés électriquement l'un à l'autre si bien que le niveau d'entrée à la borne d'entrée I2 passe d'un niveau de masse, faible, à un niveau d'alimentation en puissance, élevé. Le contrôleur 4 peut détecter le point d'inversion à partir du niveau du signal que l'on a à la borne d'entrée I2. Lorsque l'interrupteur d'essuie-glace SW est fermé et qu'un signal élevé est de cette manière appliquée à une borne d'entrée I1 du contrôleur 4, du courant électrique est fourni au moteur M dans le sens indiqué par Ix et le moteur M commence à tourner dans le sens indiqué par X. Cette rotation continue sur toute la durée pendant laquelle le contact 6b n'est pas en contact avec le segment de secteur 5b. Lorsque le moteur M a tourné jusqu'à ce que le deuxième contact 6b vienne en contact avec le segment de secteur 5b et que le signal résultant de la connexion électrique entre les deux contacts 6a et 6b est fourni au contrôleur 4 pour indiquer l'arrivée du point d'inversion, l'état des relais ayant été illustré sur la figure 3 change, passant un nouvel état dans lequel le premier relais RL1 est commuté et les deux bornes d'entrée du moteur M sont, toutes deux, mises à la masse. Il en 3 2744685 résulte que non seulement la fourniture de puissance électrique au moteur M est achevé mais qu'également une action de freinage régénératrice est appliquée au moteur M, du fait que les deux bornes d'entrée sont directement connectées l'une à l'autre. Ceci fait que le moteur M arrête immédiatement. L'action de freinage régénératrice telle qu'utilisée ici signifie une action de freinage produite dans le moteur lorsque les deux bornes d'entrée de ce moteur sont connectées soit directement soit via un chemin à faible résistance. Le contrôleur 4 envoie ensuite un signal depuis une borne de sortie 02 après écoulement d'un intervalle de temps prescrit, afin de commuter l'état du deuxième relais RL2, de manière que du courant électrique soit conduit dans le sens indiqué par la flèche Iy. Il s'ensuit que le moteur M tourne à présent dans le sens indiqué par la flèche Y et que l'action de balayage du bras d'essuie-glace est inversée. Ensuite, l'action est répétée jusqu'à ce que le circuit o oeuvre l'interrupteur d'essuie-glace SW soit coupé. Selon ce système, il y a un certain retard de temps entre le moment auquel le deuxième contact vient en contact avec le segment de secteur 5b et le moment auquel l'action de freinage régénératrice du moteur commence réellement. Ceci est imputable au fait d'une constante CR, qui existe dans le circuit associé à la plaque de détection de position 5. une telle constante CR dans le circuit est nécessaire pour assurer une stabilité du fonctionnement de la plaque de détection de position 5. Egalement, le fonctionnement du relais implique un certain retard de temps. La vitesse de balayage du bras d'essuie-glace varie également selon la présence d'huile, de poussières et d'autres matières sur la surface du pare-brise. Par conséquent, une certaine fluctuation est chose inévitable dans la distance de laquelle la pale d'essuie- glace se déplace du point d'inversion tel que défini par la plaque de 4 2744685 détection de position et le point auquel l'action de freinage régénératrice commence. Par conséquent, la position réelle de la bande de la lame d'essuie-glace tend à varier selon le système de surface du pare-brise. Cependant, ceci n'est pas commercialement acceptable pour l'utilisateur. Au vu de ces problèmes de l'art antérieur, un objet de la présente invention est de proposer un système d'essuie-glace utilisant un moteur réversible qui puisse fonctionner sans mécanisme d'articulation, pour la conversion d'un mouvement rotatif venant d'un moteur en un mouvement angulaire alternatif d'un bras d'essuie-glace. Un deuxième objet de la présente invention est de proposer un système d'essuie-glace utilisant un moteur réversible qui puisse inverser son mouvement, en un emplacement fixe, et à tout moment. Un troisième objet de la présente invention est de proposer un système d'essuie-glace utilisant un moteur réversible, qui soit à la fois une structure simple et qui soit fiable en utilisation. Selon la présente invention, ces objets ainsi que d'autres peuvent être atteints en proposant un système d'essuie-glace destiné à faire effectuer un mouvement alternatif angulaire d'un bras d'essuie-glace, en commandant de façon réversible un moteur électrique, comprenant: un moteur électrique réversible; un contrôleur, comprenant des premier et deuxième moyens de relais afin de fournir de façon réversible un courant électrique au moteur électrique; et un organe détecteur de position, électro-conducteur, fixé à un arbre de sortie du moteur électrique, et comprenant un premier segment s'étendant sur une première plage angulaire, un deuxième segment s'étendant sur 360 coaxialement par rapport au deuxième segment et un troisième segment s'étendant sur 360- à l'exclusion d'une ouverture en forme de secteur 2744685 coaxiale vis-à-vis des premier et deuxième segments, et s'étend sur une deuxième plage angulaire, légèrement supérieure à la première plage angulaire, l'organe de détection de position conducteur d'électricité fournissant un signal de commande au contrôleur, afin de détecter chaque point d'inversion de la fourniture de courant électrique au moteur, en coopération avec les premier, deuxième et troisième contacts, placés en contact de coulissement avec les premier, deuxième et troisième segments respectivement; le troisième contact qui est en contact de coulissement avec le troisième segment fournissant de façon sélective un chemin pour une action de freinage régénératrice du moteur en coopération avec les troisièmes moyens à relais commandés par le contrôleur. Du fait que le troisième moyen de relais et le troisième segment de détection de position sont prévus séparément de ceux utilisés pour commander l'alimentation en puissance du moteur électrique et, par conséquent, sont relativement exempts de toute constante de temps de grande valeur, il est possible de démarrer l'action de freinage régénératrice à un emplacement angulaire prescrit sans impliquer tout retard notable, si bien que le bras d'essuie-glace peut être stoppé en une position angulaire prescrite à chaque point final, avec une précision élevée à tout moment et répétitivement. Le troisième moyen de relais peut être commandé d'un certain nombre de manières possibles, dans la mesure o il peut fournir un chemin pour l'action de freinage régénératrice, avec un positionnement temporel approprié. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, un jeu de contacts du troisième moyen de relais est interposé dans une ligne de mise à la masse des premier et deuxième moyens de relais d'une manière faisant que la ligne de mise à la masse puisse être sélectivement connectée à un élément parmi la 6 2744685 ligne de masse et le deuxième contact, le premier contact et le troisième contact étant connectés à une ligne d'alimentation en puissance et à la ligne de masse, respectivement. En plus, une entrée du contrôleur peut être connectée au deuxième segment et le contrôleur peut comprendre un circuit d'interface qui peut détecter un niveau de masse et un niveau de tension intermédiaire. La présente invention va être décrite à présent en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est le schéma d'un circuit d'un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 2 est un diagramme temps destiné 3 représenter le fonctionnement du système d'essuie-glace illustré en figure 1; la figure 3 est un schéma de circuit d'un système d'essuie-glace classique utilisant un moteur réversible. La figure 1 est un schéma de circuit d'une partie essentielle d'un premier mode de réalisation de la présente invention, et les parties correspondant à celles de la figure 3 sont désignées par des numéros de référence identiques. Ce mode de réalisation comprend un organe de détection de position qui inclut une plaque de détection de position 2 et trois contacts 3a, 3b et 3c, mis en contact de coulissement avec la plaque de détection de position 2. La plaque de détection de position 2 tourne en synchronisme avec le moteur et est constituée d'un organe conducteur de l'électricité qui comprend un premier segment 2a correspondant au segment de secteur, un deuxième segment 2b correspondant au segment circulaire et un troisième segment 2c s'étendant sur un grand angle et présentant une ouverture en forme de secteur. Normalement, la plaque de détection de position 2a est fixée coaxialement sur une roue à vis qui est entraînée en rotation par une vis reliée à un arbre de sortie du 7 2744685 moteur M. Les trois segments 2a, 2b et 2c inclus dans la plaque de détection de position 2 sont représentés sur la figure 1, avec une symétrie par rapport à un axe vertical, et l'étendue angulaire de l'ouverture en forme de secteur du troisième segment 2c est légèrement supérieure à celle du premier segment 2a configuré en segment. Les trois contacts 3a, 3b et 3c sont associés aux segments 2a, 2b et 2c respectifs de la plaque de détection de position 2, de manière à définir trois états possibles de contact sur des plages angulaires désignées par A, B(D) et C sur la figure 1. Les deux bornes d'entrée du moteur électrique M sont connectées aux contacts mobiles des relais RL1 et RL2, et l'un des contacts fixes de chacun de ces relais est connecté à un contact mobile d'un troisième relais RL3 qui est commandé par un signal venant du contrôleur 4 comme décrit ci-après. Les contacts fixes restants des premier et deuxième relais RL1 et RL2 sont connectés à la ligne de puissance. L'un des contacts fixes du troisième relais RL3 est connecté au deuxième contact 3b de la plaque de détection de position 2 et l'autre contact fixe est mis à la masse. Le premier contact 3a et le troisième contact 3c sont connectés à la ligne d'alimentation électrique et à la masse, respectivement. Le deuxième contact est également connecté aux bornes d'entrée I2 et I3 via des transistors Q1 et Q2, respectivement. Le transistor Q1 fournit un signal de haut niveau à la borne d'entrée I2 lorsqu'une tension inférieure à une tension intermédiaire prescrite est appliquée à sa base. Le transistor Q2 fournit un signal de haut niveau à la borne d'entrée I3 lorsqu'une tension de niveau de masse est appliquée à sa base. Le mode de fonctionnement de ce système est décrit ci-après en référence au diagramme de temps de la figure 2. Initialement, la position angulaire de la 8 2744685 plaque de détection de position 2 est telle que les contacts 3a, 3b et 3c sont situés dans la plage A. Lorsque l'interrupteur d'essuie-glace SW est fermé, les relais RL1 et RL3 sont mis en service et le moteur M commence à tourner dans le sens indiqué par X. Dans la plage A, le deuxième contact 3b est relié éleçtriquement au premier contact 3a, si bien qu'une tension élevée est appliquée aux bases des deux transistors Q1 et Q2, et les deux bornes d'entrée I2 et I3 sont à l'état bas. Lorsque les contacts se déplacent sur la plage B (du fait de la rotation de la plaque de détection de position 2), le premier contact 3a est placé hors de contact vis-à-vis de l'organe conducteur de l'électricité, et les bases des transistors Q1 et Q2 avec le deuxième contact 3b sont placés à un niveau de tension intermédiaire, par le fait d'être connectés à la ligne de puissance via le moteur électrique M. Il en résulte que la deuxième borne d'entrée I2 est placée à un niveau élevé, tandis que la troisième borne d'entrée I3 reste au niveau bas. Cependant, du fait que le troisième relais RL3 est encore en service, du courant continue à passer par le moteur électrique via RL1, RL2 et RL3. Etant donné que les contacts se déplacent sur la plage C, le troisième contact 3c est à présent relié électriquement au deuxième 3b, tandis que le premier contact 3a reste hors de contact de l'un quelconque des contacts restants. Du fait que les bases des transistors Q1 et Q2 sont ramenées au niveau de la masse, la deuxième borne d'entrée I2 se trouve à un niveau élevé (le transistor Q1 est mis en service) et la troisième borne d'entrée I3 est également à un niveau élevé (le transistor Q1 est mis hors service). Cet état provoque la mise hors service du troisième relais RL3, mais l'alimentation de courant électrique au moteur électrique M continue via les relais RL1, RL2 9 2744685 et les deuxième et troisième contacts 3b et 3c. Etant donné que les contacts continuent à se déplacer sur la plage D, la connexion électrique existant entre les deuxième et troisième contacts 3b et 3c est coupée, mais le moteur électrique M continue à tourner sous l'effet de l'inertie. Cette structure dans la connexion entre les deuxième et troisième contacts 3b et 3c est nécessaire pour éviter tout risque de court-circuit. Dès que le premier contact 3a vient en contact avec le premier segment 2a, bien que les états des deux relais RL1 et RL2 sont tels qu'illustrés sur la figure 3, les deux bornes d'entrée du moteur électrique M sont directement connectées l'une à l'autre, et le moteur N passe à l'arrêt immédiat par le fait d'être soumis à une action de freinage régénératrice. Au même moment, un minuteur est coupé, comme représenté sur la figure 2 et lors de l'écoulement de la durée de ce minuteur, les états des trois relais sont inversés par rapport aux états existants. En d'autres termes, un état analogue à l'état initial est re-restauré, mais le sens de rotation du moteur électrique M est inversé par rapport à ce qu'il était dans l'état initial. Ensuite, le moteur tourne dans le sens indiqué par la flèche Y et le processus décrit ci-dessus est répété, si bien que le moteur effectue le mouvement alternatif souhaité. Il est possible que l'action de freinage régénératrice soit produite sur chaque extrémité finale de la plage angulaire d'essuyage du pare-brise. Ainsi, le moteur M suit les plages fonctionnelles dans l'ordre A-B-C-D-A-D-C-B-A-B-C-D-... Cependant, il est également possible de prévoir un mécanisme d'articulation simple en association avec le moteur, de manière que l'action d'inversion faite à l'une des extrémités finales de la plage angulaire d'essuyage soit effectuée par ce mécanisme d'articulation, tandis que l'action d'inversion s'exécutant à l'autre des extrémités finales de la 2744685 plage angulaire d'essuyage soit effectuée électriquement à l'aide de l'action de freinage régénératrice telle que décrite ci-dessus. Dans ce cas, le moteur fonctionne sur les plages correspondant aux séquences de A-B-C-D-C-B-A-B-C-D-... Par exemple, la demande de brevet japonais publiée No. 7-165023 décrit un moteur d'essuie-glace intégrant un tel mécanisme d'articulation qui effectue une action d'inversion à chaque position angulaire finale du bras d'essuie-glace. Normalement, la plage angulaire ayant été mécaniquement définie par le mécanisme d'articulation est choisie supérieure à l'angle normal de balayage du bras d'essuie- glace pendant le fonctionnement normal, si bien que l'une des positions angulaires finales définies mécaniquement peut être réservée pour la position rétractée du bras d'essuie-glace, pour effectuer la rétraction de la pale d'essuyage et l'écarter du champ de vision du conducteur du véhicule, et la position angulaire finale associée du bras de l'action de balayage normal peut être définie par un dispositif électrique tel qu'un dispositif décrit dans cette demande. Ainsi, selon la présente invention, au lieu de se baser sur les relais qui sont directement reliés au moteur électrique pour commander, avec une possibilité d'inversion, le fonctionnement du moteur pour obtenir un freinage régénérateur du moteur, un relais séparé et un segment de détection de position séparé sont utilisés pour déterminer le début de chaque action de freinage régénératrice. Le circuit associé au relais séparé et au segment de détection de position séparé est relativement exempt de constantes de temps de grande valeur et n'est pas impliqué dans le circuit de puissance destiné à la commande réelle du moteur électrique. Par conséquent, selon la présente invention, l'action de freinage régénératrice se produit en un emplacement angulaire prescrit sans 11 2744685 impliquer de retard de temps notable, si bien que le bras d'essuie-glace peut être stoppé en une position angulaire prescrite en tout point final, avec une précision élevée et à tout moment, et à chaque fois en opposition à ce qui se produit avec un agencement classique qui repose seulement sur les deux relais pour commander, de façon réversible, le moteur électrique afin qu'il effectue une action de freinage régénératrice à chaque point final du mouvement d'essuyage. Bien que la présente invention ait été décrite en termes de mode de réalisation de celui-ci, il est évident que l'homme de l'art considérera que différentes modifications et changements sont possibles sans quitter le champ de l'invention tel que défini dans les revendications annexées. 12 2744685 REVENDICATIONS 1. - Système d'essuie-glace destiné à faire effectuer un mouvement alternatif angulaire d'un bras d'essuie-glace, en commandant de façon réversible un moteur (M) électrique comprenant: un moteur électrique réversible; un contrôleur, comprenant des premier et deuxième moyens de relais afin de fournir de façon réversible un courant électrique audit moteur électrique; et un organe détecteur de position, électro-conducteur, fixé à un arbre de sortie dudit moteur (M) électrique, caractérisé par le fait que le détecteur de position (2) comprend un premier segment (2a) s'étendant sur une première plage angulaire, un deuxième segment (2b) s'étendant sur 360 coaxialement par rapport audit deuxième segment (2b) et un troisième segment (2c) s'étendant sur 360 à l'exclusion d'une ouverture en forme de secteur coaxiale vis- à-vis desdits premier et deuxième segments (2a, 2b), et s'étendant sur une deuxième plage angulaire, légèrement supérieure à ladite première plage angulaire, que ledit organe de détection de position conducteur d'électricité fournit un signal de commande audit contrôleur (4), afin de détecter chaque point d'inversion de ladite fourniture de courant électrique audit moteur (M), en coopération avec lesdits premier, deuxième et troisième contacts, placés en contact de coulissement avec lesdits premier, deuxième et troisième segments (2a, 2b, 2c) respectivement; et en ce que ledit troisième contact, qui est en contact de coulissement avec ledit troisième segment (2c), fournit de façon sélective un chemin pour une action de freinage régénératrice dudit moteur (M) en coopération 13 2744685 avec des troisièmes moyens de relais (RL3) commandés par ledit contrôleur (4). 2. - Système d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un jeu de contacts appartenant au troisième moyen de relais (RL3) est interposé dans une ligne de mise à la masse desdits premier et deuxième moyens de relais (RL1, RL2) d'une manière faisant que ladite ligne de mise à la masse peut être reliée sélectivement à un élément parmi une ligne de masse et ledit deuxième contact, ledit premier contact et ledit troisième contact étant reliés à une ligne d'alimentation électrique et à une ligne de masse respectivement. 3. - Système d'essuie-glace selon la revendication 2, dans lequel l'entrée dudit contrôleur (4) est connecté audit deuxième segment (2b) et ledit contrôleur (4) comprenant un circuit d'interface pouvant détecter un niveau de masse et un niveau de tension intermédiaire.