Brevet FR2759656A1 — publié le 19980821

l Etat de la technique La présente invention concerne un dispositif de commande d'un moteur d'essuie-glace, notamment de véhicule automobile. Selon le document DE-OS-28 47 765, on connaît dé- jà un circuit pour protéger un moteur contre toute surcharge, avec un circuit de mesure comprenant un circuit de mémoire équipé d'un élément de mémoire. A chaque détection d'un cou- rant de surcharge du moteur, cet élément se charge et dans l'intervalle entre les détections successives il peut de nou- veau se décharger par les courants de surcharge du moteur qui se produisent de manière particulière. Un circuit d'exploitation est relié à l'élément de mémoire qui, pour une tension dépassant un seuil de déclenchement prédéterminé de l'élément de mémoire, émet un signal de sortie arrêtant le moteur. Les surcharges de moteur, de courte durée, n'entraînent alors l'arrêt du moteur que si ces surcharges correspondent pour chaque intervalle de temps considéré à une surcharge dangereuse pour le moteur. En d'autres termes, les surcharges de courte durée du moteur sont enregistrées pen- dant un intervalle de temps pour couper le circuit du moteur lorsqu'on atteint un seuil prédéterminé. La tension mesurée sur une résistance shunt et qui correspond au courant du moteur est appliquée à un compa- rateur. En cas de dépassement d'un seuil de tension, ce com- parateur émet en sortie une tension correspondant à la différence entre les deux tensions appliquées à l'entrée. Cette tension de sortie charge un condensateur formant un élément de mémoire appelé ci-après condensateur de mémoire. La constante de temps de charge du condensateur formant élé- ment de mémoire est choisie plus faible que la constante de temps de décharge. Cela permet d'accumuler les charges cor- respondantes dans le condensateur de mémoire. Lorsque la ten- sion aux bornes du condensateur dépasse un autre seuil, cela coupe le circuit électrique du moteur. L'inconvénient de ce circuit est que les surchar- ges successives, de courte durée, s'accumulent. On arrive ainsi à un effet d'accroissement réalisé par le choix du rap- port de la constante de temps de charge et de décharge du condensateur de mémoire. Un autre inconvénient est que l'élément de mé- moire n'est sollicité que par un courant de surcharge du mo- teur, c'està-dire que le seuil est seulement dépassé en cas de surcharge. En particulier, ce circuit ne peut pas être uti- lisé dans une installation d'essuie-glace avec une forme d'intensité caractéristique du mouvement de balayage des es- suie-glace car la forme du courant subit de fortes variations et la surcharge autorisée serait accumulée d'une manière non voulue. Avantages de l'invention Dans une installation d'essuie-glace, dans les positions de changement de sens du balai entraîné par son mo- teur le couple de charge est minimum et ainsi le courant est minimum. L'invention concerne un dispositif de commande d'un moteur d'essuieglace, notamment de véhicule automobile, caractérisé par: - un dispositif fournissant une tension de mesure qui repré- sente l'intensité du courant traversant le moteur, - un dispositif de surveillance pour constater un état de charge élevé du moteur qui compare la tension de mesure à un premier seuil et, - pour chaque dépassement du premier seuil, un premier élé- ment de mémoire est chargé par un courant de charge, pro- portionnel au courant de moteur, - la tension établie par le courant de charge en fonction des éléments de mémoire est comparée à un seuil prédéterminé et, - lorsqu'on atteint la valeur limite, le moteur est coupé et, - de plus, à chaque dépassement en dessous du premier seuil par la tension de mesure, l'élément de mémoire est remis à l'état initial par le dispositif de surveillance, notamment par une mise en court-circuit. Ce dispositif de commande offre l'avantage d'utiliser la forme particulière du courant du moteur d'essuyage avec des minima qui se répètent de manière cycli- que pour détecter une surcharge du moteur d'essuyage provo- quée par le blocage ou le fonctionnement difficile du balai. Ainsi, un élément de mémoire intégré dans le courant du mo- teur est au moins court-circuité deux fois, en fonctionnement normal, à l'intérieur d'un cycle de balayage ce qui évite de transférer la surcharge autorisée d'un demi-cycle d'essuyage au demi-cycle d'essuyage suivant et d'atteindre la valeur li- mite correspondant à la coupure du moteur d'essuyage par l'accumulation de la surcharge autorisée. Comme la forme chronologique du courant du moteur d'essuyage subit de fortes variations au cours d'un cycle d'essuyage, cette intégration du courant du moteur donne une valeur quasi efficace contenant l'intensité et la durée du courant du moteur. Plus la surcharge est forte et plus in- tense sera le courant du moteur. Le moteur tourne toutefois plus lentement et il faut plus de temps jusqu'à ce que le ba- lai atteigne de nouveau sa position d'inversion. L'intégration est ainsi plus lente. Il est en outre avantageux que l'élément de mé- moire se charge avec un courant de charge proportionnel au courant du moteur et correspond ainsi à l'intégrale du cou- rant du moteur. L'invention concernent entre autres les caracté- ristiques suivantes: - lorsqu'on atteint la valeur limite, l'élément de mémoire doit être déchargé à travers une résistance et le circuit de surveillance prévoit un second seuil qui doit être com- paré à la tension par l'élément de mémoire et en cas de dé- passement en dessous du second seuil, l'élément de mémoire est remis à l'état initial en particulier court-circuité et le moteur est de nouveau branché; - le dispositif de surveillance comporte une source de cou- rant commandée en tension pour générer un courant de charge proportionnel au courant du moteur pour un condensateur de mémoire constituant un élément de mémoire. Dessins Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: la figure 1 montre un schéma simplifié du dispositif de commande, - la figure 2 montre les chronogrammes du courant du moteur d'essuyage et de la tension aux bornes de l'élément de mé- moire pour un fonctionnement normal, - la figure 3 montre les chronogrammes et la mise en oeuvre de la protection de surcharge en cas de blocage des balais, - la figure 4 montre le chronogramme du courant du moteur lorsque les balais d'essuie-glace fonctionnent avec diffi- culté. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre schématiquement la coopération des différents composants du circuit d'un dispositif de com- mande. Un moteur d'essuyage 10 est branché par un transistor 12 comme interrupteur, sur une tension d'alimentation Uv du réseau embarqué du véhicule. Un dispositif du circuit du mo- teur comprend une résistance shunt 14 aux bornes de laquelle on prend une tension de mesure Um, proportionnelle à l'intensité Im du courant traversant le moteur. La tension de mesure Um commande une source de courant 16 commandée en tension, comme par exemple un ampli- ficateur opérationnel. En fonction de la tension de mesure Um, il y a un courant de charge Ic et lorsqu'un autre inter- rupteur 18 est ouvert, il charge un condensateur C, consti- tuant un élément de mémoire, à une tension Uc. La tension de mesure Um est en outre appliquée à une entrée d'un premier comparateur 24 par exemple un compa- rateur dont la seconde entrée reçoit une tension constante qui fixe un premier seuil Si. Le signal de sortie 26 du pre- mier comparateur 24 est appliqué à une commande d'interrup- teur 28 pour l'autre interrupteur 18. Le transistor 12 est commandé par un second com- parateur 30 dont l'entrée reçoit la tension de condensateur Uc. Comme second comparateur 30, on utilise un déclencheur de Schmitt. Le niveau de branchement et le niveau de coupure du second comparateur 30 définissent ainsi chaque fois un second seuil S2 et une valeur limite G. Le signal de sortie du se- cond comparateur 30 est un signal de commutation 32 qui com- mute le transistor 12. Le signal de commutation 32 du second comparateur est également appliqué au circuit de commande d'interrupteur 28; en fonction du signal de sortie 26 du premier comparateur 24 et du signal de commutation 32 du se- cond comparateur 30, ce circuit 28 commute l'interrupteur 18 à l'aide d'un second signal de commutation 34. La figure 2 montre dans sa partie supérieure, le chronogramme de l'intensité Im du courant du moteur d'essuyage en fonction du temps t pour le fonctionnement nor- mal sans surcharge. Pour chaque cycle d'essuyage Tw, on ren- contre deux valeurs maximales pour le courant. Le second tracé dans la partie inférieure de la figure 2, correspond à la tension Uc aux bornes du condensateur; cette tension est tracée de manière synchronisée sur la courbe d'intensité Im. Les lignes en trait interrompu représentent le premier seuil Sl et la valeur limite G. La figure 3 représente l'intensité Im du courant du moteur d'essuyage et la tension Uc aux bornes du condensa- teur en fonction du temps t et la mise en oeuvre de la pro- tection de surcharge en cas de blocage du balai. La caractéristique du blocage est l'augmentation de l'intensité du courant Im du moteur. La figure 4 montre la forme du courant du moteur Im lorsque le balai d'essuie-glace fonctionne avec difficul- té. La caractéristique du fonctionnement difficile est la croissance des minima et maxima de l'intensité Im du courant du moteur, c'est-à-dire un décalage des intensités vers des niveaux plus élevés. Le dispositif de commande d'un moteur d'essuie- glace 10 selon la figure 1 fonctionne de la manière sui- vante: N'importe quelle installation d'essuyage, connue en soi, montée dans un véhicule automobile, et comprenant au moins un balai, nettoie le pare-brise ou la lunette arrière d'un véhicule par un mouvement oscillatoire entre deux posi- tions d'inversion de sens de fonctionnement. La courbe de l'intensité du moteur Im qui lui correspond apparaît à la fi-5 gure 2. L'intensité Im du moteur comporte des minima qui se répètent de manière cyclique pour les positions d'inversion du balai. Entre les positions d'inversion, au niveau du champ d'essuyage, on passe par des intensités maximales différentes à chaque fois, car les valeurs maximales dépendent de la vi- tesse de balayage des balais, de la vitesse de circulation du véhicule et du degré d'humidité de la vitre. La figure 2 montre à titre d'exemple qu'en cas de circulation dans un tunnel, l'humidité de la vitre diminue pendant une courte durée si bien que le maximum de l'intensité augmente dans ce cycle d'essuyage Tw. Le premier seuil Si du premier comparateur 24 est prédéterminé pour se trouver dans la zone inférieure du cou- rant du moteur selon la figure 2. Lorsqu'on mesure l'intensité Im du courant du moteur ou une tension de mesure Um inférieure au seuil Si, la commande 28 de l'interrupteur fournit un second signal de commutation 34 à l'interrupteur 18 pour le fermer. On obtient alors un circuit électrique fermé passant par la source de courant 16 et l'interrupteur 18 qui évite la charge du condensateur C. La tension Uc aux bornes du condensateur C reste nulle. Lorsque le balai quitte sa position d'inversion, le courant Im du moteur augmente et dépasse à l'instant tl le premier seuil Si. Le signal 26 du premier comparateur 24 com- mute et en conséquence la commande 28 ouvre l'interrupteur 18. Le courant de charge Ic de la source de courant 16, pro- portionnel au courant Im du moteur, charge le condensateur C et génère ainsi une tension aux bornes du condensateur Uc correspondant à l'intégrale de l'intensité du moteur. La ten- sion de condensateur Uc est appliquée à l'entrée du second comparateur 30. Lorsque le balai se rapproche de la position d'inversion suivante, l'intensité Im du courant du moteur di- minue jusqu'à atteindre de nouveau le premier seuil S1 à l'instant t2. Le premier comparateur 24 émet alors un signal de sortie 26 pour la commande d'interrupteur 28; celui-ci ferme l'interrupteur 18 et court-circuite ainsi le condensa- teur C. La tension aux bornes du condensateur Uc est ramenée à zéro. Lors d'une nouvelle montée de l'intensité Im du courant du moteur à cause d'une opération de balayage, les opérations de commutation décrites ci-dessus pour les ins- tants tl et t2 se répètent. Lorsque le balai d'essuie-glace se bloque à cause de la neige ou de la glace, l'intensité Im du courant du mo- teur augmente tellement fortement à partir de l'instant t3 selon la figure 3, qu'à l'instant t4 la tension Uc aux bornes du condensateur atteint la valeur limite G. On définit par exemple cette valeur limite sous la forme d'une intensité Im du moteur égale à 50 Ampères appliqués au maximum pendant 0,6 secondes. On évite ainsi, en toute sécurité, la surchauffe du moteur 10 et du dispositif de commande. Lorsqu'on atteint le niveau de coupure défini comme valeur limite G, le second comparateur 30 bloque le transistor 12 par un signal de commutation 32 pour couper le circuit électrique du moteur et arrêter le moteur 10. Le si- gnal de commutation 32 est également appliqué à la commande d'interrupteur 28. Celui-ci maintient l'interrupteur 18 ou- vert, car sinon l'interrupteur 18 se fermerait immédiatement pour une intensité Im de courant dans le moteur ou pour une tension de mesure Um nuls. C'est pourquoi à partir de l'instant t4, la ten- sion de condensateur Uc se décharge par la résistance 22. A l'instant t5, la tension de condensateur Uc atteint le second seuil S2 dans le second comparateur 30 (niveau de branchement du déclencheur de Schmitt) ce qui referme de nouveau le pre- mier interrupteur 12; le moteur 10 est réalimenté et un nou- veau cycle d'essuyage commence dans la mesure o entre temps le conducteur n'a pas arrêté ce mode de fonctionnement. En même temps, l'interrupteur 18 est fermé et il court-circuite le condensateur C et la tension Uc du condensateur est remise à l'état initial. Par un dimensionnement approprié de la résistance de décharge 22 du condensateur C du niveau de commutation du second comparateur 30, on règle une durée Ta = t5 - t4 pen- dant laquelle le moteur 10 est coupé. La durée Ta est définie5 suivant l'installation d'essuyage et dépend des caractéristi- ques du moteur. On règle par exemple une durée Ta de 25 se- condes. A l'instant t6, l'intensité Im du courant du mo- teur et ainsi la tension de mesure Um atteignent le premier seuil Si, si bien que comme déjà indiqué, le condensateur C est alors chargé par le courant de charge Ic de la source de courant 16. Si la cause du blocage du balai a disparu, la poursuite du mouvement correspond au fonctionnement normal représenté à la figure 2. Mais si le balai continue d'être bloqué, la protection de surcharge décrite ci-dessus se ré- pète jusqu'à ce que le conducteur du véhicule coupe le réseau embarqué par le contact d'allumage. La valeur limite G et le second seuil S2 sont toutefois choisis l'un par rapport à l'autre pour qu'en cas de blocage qu'on ne peut éliminer et si le dispositif de commande reste branché, cela évite en sé- curité tout endommagement du système d'essuyage. Si le balai fonctionne difficilement comme à la figure 4, par exemple parce que la vitre est sèche, les mini- ma de l'intensité et en tout cas également les maxima de l'intensité sont décalés vers les valeurs élevées, si bien que la valeur quasi efficace devient trop élevée. A partir d'un certain degré de difficulté de fonctionnement, on ne passe plus en dessous du premier seuil Sl et le condensateur C n'est plus remis à zéro. Le courant de charge Ic, charge le condensateur C jusqu'à ce que la tension Uc aux bornes du condensateur atteigne la valeur limite G et corresponde à la surcharge. La suite des opérations correspond à la descrip- tion de la figure 3 à l'instant t4 - t6. Il est important pour une efficacité optimale du moyen de protection contre la surcharge et le blocage, que la position des seuils S1, S2 et de la valeur limite G se cor- respondent. Le premier seuil Si est limité vers les valeurs basses par la condition selon laquelle pour un fonctionnement normal du balai, la valeur intégrée de l'intensité Im du cou- rant du moteur ou de la tension Uc aux bornes du condensateur5 doit redescendre à l'intérieur d'un demi-cycle d'essuyage Tw/2. Le premier seuil Si ne doit pas être trop élevé pour ne plus permettre de détecter un mauvais fonctionnement non ac- ceptable du système d'essuyage parce que les minima d'intensité élevés se situent toujours en dessous du premier10o seuil Si et que l'intégrateur C est remis à l'état initial à l'intérieur d'un demi-cycle d'essuyage Tw/2. La position de la valeur limite G doit être choi- sie en fonction du premier seuil Si et des données relatives à la puissance du moteur d'essuyage 10. Le second seuil S2 est choisi en fonction de la valeur limite G pour qu'en cas de blocage définitif ou de difficulté de fonctionnement et de poursuite du fonctionne- ment du système d'essuyage, on évite avec certitude d'endommager le moteur 10 et le dispositif de commande. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Dispositif de commande d'un moteur d'essuie-glace (10), notamment de véhicule automobile, caractérisé par un dispositif (14) fournissant une tension de mesure (Um) qui représente l'intensité (Im) du courant traversant le moteur (10), * un dispositif de surveillance pour constater un état de charge élevé du moteur (10) qui compare la tension de me- sure (Um) à un premier seuil (Si) et, * pour chaque dépassement du premier seuil (Si), un premier élément de mémoire (C) est chargé par un courant de charge (Ic), proportionnel au courant de moteur (In), * la tension (Uc) établie par le courant de charge (Ic) en fonction des éléments de mémoire (C) est comparée à un seuil prédéterminé (G) et, * lorsqu'on atteint la valeur limite (G), le moteur (10) est coupé et, * de plus, à chaque dépassement en dessous du premier seuil (Si) par la tension de mesure (Um), l'élément de mémoire (C) est remis à l'état initial par le dispositif de sur- veillance, notamment par une mise en court-circuit. 2 ) Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'on atteint la valeur limite (G), l'élément de mémoire (C) doit être déchargé à travers une résistance (22) et le circuit de surveillance prévoit un second seuil (S2) qui doit être comparé à la tension (Uc) par l'élément de mémoire (C) et en cas de dépassement en dessous du second seuil (S2), l'élément de mémoire (C) est remis à l'état initial, en par- ticulier court-circuité et le moteur (10) est de nouveau branché. 3 ) Dispositif de commande selon l'une quelconque des reven- dications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance comporte une source de courant (16) commandée en tension pour générer un courant de charge (Ic) proportionnel au courant (Im) du moteur pour un conden- sateur de mémoire (C) formant un élément de mémoire.