Brevet FR2789036A1 — publié le 20000804

l La présente invention concerne un procédé de prévention du givrage d'une vitre de véhicule automobile, ou de dégivrage automatique de cette vitre, notamment du pare- brise ou de la lunette arrière, ainsi qu'une installation pour prévenir le givrage ou dégivrer automatiquement la vitre. L'invention trouve plus particulièrement à s'appliquer à une vitre de véhicule munie de moyen commandés d'essuyage de sa surface extérieure, notamment d'un dispositif d'essuie- glace ou d'essuie-vitre. io Pour un bon fonctionnement du véhicule et de ses équipements, notamment de ses dispositifs d'essuie-glace, et pour une utilisation en toute sécurité du véhicule, avec notamment une bonne visibilité, il est souhaitable que les vitres soient dépourvues de givre, notamment en ce qui i5 concerne le pare-brise et la lunette arrière. Dans ce but, I'invention propose un procédé de prévention du givrage d'une vitre de véhicule automobile, ou de dégivrage automatique de cette vitre, notamment du pare- brise ou de la lunette arrière, qui est associée à au moins des moyens commandés d'essuyage de sa surface extérieure, caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins une première étape de détection de la présence de givre à la surface extérieure de la vitre; - et au moins une première étape de mise en ceuvre des moyens commandés d'essuyage de la surface extérieure selon au moins un premier cycle d'essuyage en fonction des résultats de la première étape de détection. Selon d'autres caractéristiques du procédé - l'étape de mise en oeuvre des moyens commandés d'essuyage de la surface extérieure selon au moins un premier cycle d'essuyage, consécutive à la détection de la présence de givre, est précédée par une étape de mise en oeuvre de moyens de chauffage de la vitre à essuyer; - l'étape de détection de la présence de givre est associée à une étape de comparaison de la température extérieure ambiante par rapport à une valeur de référence de température basse; - I'étape de détection est précédée par au moins une étape de détermination de l'état d'arrêt ou d'utilisation du véhicule; - I'étape de détection est précédée par au moins une étape d'évaluation de la consommation préalable en énergie électrique des moyens commandés d'essuyage et/ou des moyens commandés de chauffage de la vitre mis en oeuvre pour la prévention du givrage ou pour le dégivrage selon le procédé selon l'invention; - l'étape d'évaluation de la consommation est préalable à l'étape de détermination de l'état d'arrêt ou d'utilisation du véhicule et postérieure à une étape de mise en oeuvre des moyens commandés d'essuyage de la surface extérieure. L'invention propose aussi une installation, notamment pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, pour prévenir le givrage d'une vitre, ou pour dégivrer automatiquement cette vitre, notamment le pare-brise ou la lunette arrière, d'un véhicule automobile comportant des moyens commandés d'essuyage de la vitre, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de détection de la présence de givre à la surface extérieure de la vitre, et une unité de commande de la mise en oeuvre des moyens commandés d'essuyage de la surface extérieure selon au moins un premier cycle d'essuyage, en fonction des données qui lui sont transmises par les moyens de détection. Selon d'autres caractéristiques de l'installation - les moyens de détection sont des moyens de détection des conditions de formation de givre à la surface extérieure comportant un capteur de mesure de la température extérieure ambiante, un capteur de la température de la surface extérieure de la vitre et un capteur de mesure du taux extérieur d'humidité relative pour comparaison de la température de la surface extérieure de la vitre par rapport au point de rosée, et pour comparaison de la température de la surface externe de la vitre par rapport à au moins une io première valeur critique de la température sensiblement proche de O C, par exemple +1 à +3 C; - elle comporte des moyens de chauffage de la vitre qui sont mis en oeuvre par l'unité de commande préalablement à une mise en ceuvre des moyens commandés d'essuyage de la i5 vitre à essuyer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une installation conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est un organigramme illustrant les principales étapes d'un procédé conforme aux enseignements de l'invention faisant appel au dispositif de la figure 1; - les figures 3 à 10 sont des vues deux à deux similaires à celles des figures 1 et 2 qui correspondent à d'autres exemples de réalisation de l'invention. Dans la description qui va suivre, des éléments ou des étapes identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres ou signes de référence. Le givrage d'une vitre, par exemple du pare-brise d'un véhicule, ou de la lunette arrière, est la formation de givre sur la surface extérieure de cette vitre, c'est-à-dire la formation d'une couche de glace qui résulte de la brusque congélation des gouttelettes surfondues qui existent au sein des brouillards et des nuages dont la température est négative. Le contact d'un corps solide, tel que par exemple une vitre met fin à cet état de déséquilibre, et il se forme une couche de cristaux de glace très petits et brillants. On appelle point de rosée la température Tr pour laquelle la vapeur d'eau contenue dans l'air, en un lieu donné et à une pression atmosphérique constante, devient saturante. L'humidité relative HR est le rapport, exprimé en centièmes, de l'humidité absolue, quelle que soit son expression, à la valeur correspondante qui caractérise l'air saturé. L'humidité relative HR peut par exemple être mesurée au moyen d'un hygrostat ou d'un hygromètre. Lorsqu'un véhicule automobile est en stationnement prolongé à l'arrêt, et particulièrement en stationnement prolongé à l'extérieur, il est exposé à la formation de givre sur sa peau extérieure, et plus particulièrement sur les faces extérieures de ses vitres, et notamment sur son pare-brise avant et sur sa lunette arrière. La formation de givre se produit lorsque les conditions climatiques (température et humidité), sont propices à l'apparition du phénomène de givrage. Un conducteur qui souhaite utiliser son véhicule dans de bonnes conditions de sécurité doit veiller à faire disparaître le givre des vitres, et plus particulièrement du pare-brise et de la lunette arrière, au moins dans les zones de visibilité nécessaires à la conduite. Pour ce faire, il peut gratter la vitre, ou les vitres, afin d'enlever mécaniquement le givre. L'invention a pour but de proposer différents exemples de réalisation d'une installation et d'un procédé permettant de prévenir la formation du givre, ou de dégivrer, automatiquement les vitres, en utilisant des équipements du véhicule tels que notamment ses essuie-glaces et les dispositifs de chauffage des vitres à dégivrer. Selon une première solution illustrée aux figures 1 et 2, 1o il est fait appel à une installation et à un procédé dans lesquels on détecte la formation de givre par des moyens faisant appel à des mesures de températures et d'humidité relative. Comme on peut le voir à la figure 1, I'installation 10 i5 comporte une unité centrale de commande 12 qui reçoit des informations et des données provenant de différents composants et organes. Parmi ceux-ci on distingue un capteur 14 de mesure de la température Ts de la surface extérieure de la vitre (non représentée), un capteur 16 de la température extérieure ambiante Ta, et un capteur 18 du taux d'humidité relative HR. Ces capteurs 14, 16 et 18 transmettent leurs données de mesure de températures à l'unité centrale de calcul et de commande 12. L'unité centrale 12 reçoit aussi un signal provenant d'un commutateur général 20 de mise en service de l'installation 10. Pour son alimentation en énergie électrique, I'unité centrale de calcul et de commande 12 est reliée par des fils 22 et 24 respectivement au pôle positif de la batterie du véhicule et à la masse électrique de celui-ci. L'unité centrale 12 reçoit aussi un signal +APC provenant du commutateur rotatif de mise en marche du véhicule lorsque celui-ci est actionné. L'unité centrale 12 est susceptible de commander la mise en marche d'un dispositif d'essuie-glace représenté schématiquement sous la forme de son moteur d'entraînement 26 par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation 28 et elle reçoit du moteur 26, par l'intermédiaire d'une ligne 30 des signaux représentatifs de la position du moteur 26, c'est-à- dire o0 du ou des balais d'essuie-glace. Par exemple, dans le cas d'un véhicule automobile dans lequel un calculateur d'habitacle contrôle complètement le fonctionnement du moteur d'essuyage 26, en fonction notamment d'ordres de commande qui lui sont adressés par le conducteur au moyen d'un organe de commande manuelle, tel qu'un commodo (non représenté) et éventuellement par un capteur de pluie de conception connue, la fonction de prévention du givrage est réalisée en associant à ce calculateur les capteurs représentés à la figure 11, les interfaces nécessaires (amplificateurs et convertisseurs analogique-numérique) pour ces capteurs, et un module logiciel de programmation additionnel pour traiter les données et les informations fournies par les capteurs et élaborer les ordres de commande, notamment de fonctionnement des essuie- glaces, en application du procédé selon l'invention. La conversion analogique-numérique des données fournies par les capteurs peut être intégrée au microcontrôleur central du calculateur. La commande du moteur d'essuyage 26 peut être sous 3o une forme conventionnelle de tout ou rien, le moteur 26 comportant alors une borne de commande à grande vitesse et une borne de commande à petite vitesse. Selon une autre réalisation, la commande de la vitesse de rotation du moteur d'essuyage 26 peut être du type variable en continu avec une borne unique de commande du moteur. Selon une autre possibilité d'architecture électrique, les moyens d'essuyage peuvent être commandés par un module électronique dédié à cette application comportant une liaison de données avec le calculateur électronique d'habitacle du véhicule pour recevoir les ordres de commande manuelle classique d'essuie-glace fournis par le commodo. io Dans ce cas, les capteurs illustrés à la figure 1 sont reliés à ce module dédié d'essuyage qui comporte alors les moyens additionnels de traitement des données et des informations fournies par les capteurs et de prise de décision et d'élaboration des ordres de commandes dédiés à la fonction de prévention du givrage ou de dégivrage, ces moyens étant réalisés sous la forme de moyens structurels et/ou logiciels. En se reportant à la représentation schématique de la figure 1, on remarque que l'organe ou unité 12 de contrôle et de commande, ainsi que le moteur d'essuyage 26, sont alimentés directement par le pôle positif de la batterie du véhicule sans passer par le contact général du véhicule. Des moyens, non représentés en détail, de contrôle de l'énergie électrique consommée sont inclus dans l'installation, de façon à éviter une décharge intempestive complète de la batterie résultant de la mise en oeuvre de l'invention. Ces moyens de contrôle comprennent des moyens de protection contre le blocage du moteur 26 ainsi qu'un compteur d'énergie consommée qui peut par exemple être estimée de manière approximative par comptage du nombre de cycles d'essuyage réalisés, en application de la mise en oeuvre de l'invention, depuis le dernier arrêt du véhicule. En cas de dépassement d'une consommation maximale d'énergie autorisée, ou encore de dépassement d'un nombre de cycles d'essuyage tel que par exemple cent cycles, l'installation est inhibée jusqu'à la prochaine utilisation du véhicule qui est identifiée par l'unité centrale de commande 12 grâce au signal +APC qui lui est transmis lors de la mise en marche à nouveau du véhicule par établissement du contact général. Pour que l'installation soit active le plus longtemps 0o possible, une séquence de balayage d'essuyage pour la prévention du givrage ou pour le dégivrage n'est autorisée qu'après un temps donné minimal faisant suite à une séquence précédente, par exemple de l'ordre de quinze minutes. Selon une variante, on peut utiliser un intervalle de temps d'inhibition plus court pendant les quinze premières heures d'utilisation de l'installation, puis un intervalle de temps d'inhibition + long par la suite, ce qui correspond à une optimisation de l'utilisation de l'installation et du procédé conforme aux enseignements de l'invention pour un véhicule utilisé de manière quotidienne. Par ailleurs, l'installation et le procédé selon l'invention ne sont mis en service que suite à un ordre de commande volontaire et positif de l'utilisateur qui agit à cet effet sur le commutateur 20. L'installation représentée par exemple à la figure 1 peut être utilisée, avec sa logique de contrôle et de commande, pour commander simultanément le dégivrage du pare-brise et de la lunette arrière. La même installation peut être utilisée, en ajoutant un capteur supplémentaire (non représenté) de mesure de la 3o température de la surface extérieure de la lunette arrière, afin de différencier les décisions et les ordres d'essuyage du pare- brise et de la lunette arrière respectivement, en augmentant ainsi l'efficacité globale de l'installation et du procédé conformes aux enseignements de l'invention. On décrira maintenant le premier exemple de procédé selon l'invention en se reportant à l'algorithme de la figure 2. Après une première étape E1 de mise en service de l'installation au moyen du commutateur 20, et une étape E2 d'initialisation, on procède à une première étape E3 de test pour déterminer, indirectement, si le véhicule est arrêté ou en cours de roulage grâce au signal +APC. Si le véhicule n'est io pas arrêté, on procède de manière répétée à l'étape de test E3. Si le véhicule est à l'arrêt, on procède ensuite à une première étape E4 de mesures, au moyen des capteurs 16 et 18, de la température extérieure ambiante Ta et du taux d'humidité relative HR. L'unité centrale 12 procède ensuite au calcul du point de rosée Tr lors de l'étape suivante E5. L'unité centrale 12 reçoit aussi en permanence, du capteur 14, la mesure de la température Ts de la surface extérieure de la vitre, par exemple du pare-brise, qui lui permet, lors de l'étape suivante E6 de déterminer si il y a formation de buée ou de rosée sur le pare-brise, c'est-à-dire si Ts une nouvelle itération des étapes E3 à E6. Si Ts à 0 C et à une valeur de seuil critique Tcl. Si la relation 0 C centrale 12 procède à nouveau à l'étape de test E7. Au contraire, si la température Ts de la surface extérieure de la vitre a franchi successivement, à la baisse, les deux valeurs de seuil Tr puis Tcl, cette dernière étant proche de 0 C et par exemple égale à 1 C, il existe alors un risque imminent de givrage de la vitre. Lors d'une étape E8, I'unité de commande 12 agit sur le moteur d'essuyage 26 pour provoquer une première séquence d'essuyage de la vitre, celle-ci pouvant comporter plusieurs cycles consécutifs de balayage alterné de la vitre ou des vitres io équipées d'un essuie-glace. L'unité de commande 12 procède ensuite à une étape E9 de test de la consommation d'énergie électrique résultant de la mise en ceuvre de l'invention. Si un seuil autorisé et déterminé de consommation d'énergie électrique est atteint, l'unité de commande 12 met fin au processus de prévention du dégivrage. Au contraire, à l'issue de l'étape E9, si le seuil autorisé n'a pas été atteint, I'unité centrale de commande 12 réitère le processus en procédant à nouveau à l'étape de test E3, après une étape de temporisation E10. En comparant l'installation illustrée à la figure 3 à celle de la figure 2, on voit que la deuxième solution de prévention du givrage selon l'invention comporte dans l'installation 10 un relais 34 de commande de l'alimentation en énergie électrique de moyens de chauffage de la vitre tels que par exemple un réseau de fils chauffants incorporés à la vitre ou des moyens de soufflage d'air chaud sur la vitre. Le pilotage de la mise en marche de ces moyens de chauffage, et donc du relais 34, est assuré par l'unité centrale de commande 12 au moyen d'une ligne 32. Comme on le voit à la figure 4, le processus mis en oeuvre par l'unité de commande 12 est analogue, jusqu'à Il l'étape E8, à celui décrit précédemment en référence à la figure 2. Un hystérésis peut être utilisé qui permet d'éviter de répéter la première étape E8 d'essuyage lorsque la température Ts oscille autour de la première valeur critique de seuil Tcl qui est par exemple égale à 1 C. L'étape E8 est suivie par une deuxième étape E7bis de test au cours de laquelle on compare la température Ts de la surface extérieure de la vitre à une deuxième valeur critique io de seuil Tc2 qui est inférieure à la première valeur critique de seuil Tcl. Tant que la deuxième valeur critique de seuil Tc2 n'est pas franchie à la baisse par la température Ts, I'unité centrale 12 réitère l'étape de test E7bis. Au contraire, dès que cette deuxième valeur critique Tc2 est franchie à la baisse par la température extérieure Ts de la vitre, I'unité centrale 12 déclenche une étape Ech de chauffage de la vitre qui est immédiatement suivie par une nouvelle étape E8bis d'essuyage à nouveau de la vitre. L'étape de chauffage Ech est temporisée selon une durée déterminée, par exemple de l'ordre de 10 minutes, en fonction de la puissance de chauffage utilisée, qui est suffisante pour garantir que la couche de givre est fondue à coup sûr. La deuxième étape d'essuyage par balayage E8bis peut bien entendu comporter plusieurs cycles de balayage alterné. Un hystérésis peut être utilisé qui permet d'éviter de répéter la deuxième étape E8 d'essuyage lorsque la température Ts oscille autour de la deuxième valeur critique de 3o seuil Tc2. L'estimation de la consommation d'énergie électrique effectuée lors de l'étape E9 peut être effectuée selon différentes modalités, c'est-à-dire par exemple par comptage des cycles de balayage effectués, ainsi qu'en fonction du temps cumulé de chauffage du pare-brise. En ce qui concerne la troisième solution illustrée aux figures 5 et 6, la détection des conditions de formation éventuelle de givre est effectuée au moyen d'un capteur connu 34 de détection de la présence d'eau, sur la surface extérieure de la vitre, telle que par exemple de la pluie, de la buée ou de la rosée. io Dans le processus mis en oeuvre par l'unité de commande 12, l'étape E6 de test vise alors à déterminer si le capteur 36 a détecté, ou non, la présence d'eau sur le pare- brise, cette étape étant répétée tant que le capteur n'a pas détecté une telle présence d'eau. En cas de présence d'eau, I'unité centrale de commande 12 procède ensuite à l'étape E7 de comparaison de la température Ts par rapport à la première valeur critique de seuil Tcl et par rapport à 0 C. La temporisation utilisée dans la première solution n'est plus nécessaire car l'essuyage est déclenché uniquement lorsqu'une quantité d'eau définie s'est déposée sur la vitre. Si la température Ts de la surface extérieure de la vitre se maintient entre 0 C et Tcl, les essuie-glaces sont à nouveau actionnés dès que la présence d'un dépôt d'humidité est détectée par le capteur 36. Le capteur 36 est soit un capteur de buée externe et de rosée spécialement conçu dans ce but, soit un capteur de pluie existant, par exemple pour la commande automatique d'essuie- glaces du véhicule, dont les fonctionnalités sont étendues à la détection des dépôts lents ou faible d'humidité telle que la rosée ou la buée. La quatrième solution illustrée aux figures 7 et 8 est analogue à la précédente en faisant de plus appel à des moyens 34, analogues à ceux décrits et représentés à la figure 3, de déclenchement d'une étape Ech de chauffage de la vitre intercalée entre la première étape E8 d'essuyage et la deuxième étape E8bis d'essuyage après une deuxième étape E7bis de comparaison de la température Ts de la surface extérieure de la vitre par rapport à une deuxième valeur critique de seuil Tc2. L'utilisation conjointe du chauffage et de l'essuyage du pare-brise augmente l'efficacité de l'invention en garantissant l'élimination complète de toute trace de givre qui aurait pu se former malgré l'essuyage préventif de l'étape E8. De plus, en faisant appel à une comparaison avec une i5 deuxième valeur critique de seuil Tc2, la qualité du résultat est indépendante de l'homogénéité de la température Ts de la surface extérieure de la vitre. La cinquième solution illustrée aux figure 8 et 9 est analogue, du point de vue structurel et fonctionnel, à la précédente solution, mais il est fait ici appel à une détection du givre formé sur la vitre au moyen d'un capteur 38 de la présence de givre sur la vitre. Le capteur 38 peut être un dispositif utilisé par ailleurs pour la détection de la pluie dans le but d'automatiser l'essuyage des vitres en utilisation normale du véhicule et qui est capable de surcroît de détecter et de distinguer le givre. Le capteur 38 est placé de préférence à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Comme on peut le voir à la figure 10, dès que du givre 3o est détecté à l'étape E6, une étape Ech de chauffage de la vitre est déclenchée pendant une durée d'environ dix minutes, qui est suivie par une étape E8 d'essuyage pour éliminer l'eau résultant de la fusion du givre lors de l'opération de chauffage. Une variante, non représentée, de cette cinquième solution consiste à associer à l'unité de commande 12 un capteur supplémentaire de la température extérieure ambiante Ta qui permet une double détection, avec le capteur 38, de la présence de givre et de l'existence d'une température extérieure basse, ceci afin de pallier le risque de fausses détections du givre. REVENDICATIONS 1. Procédé de prévention du givrage d'une vitre de véhicule automobile, ou de dégivrage automatique de cette vitre, notamment du pare-brise ou de la lunette arrière, qui est associée à au moins des moyens commandés (26) d'essuyage de sa surface extérieure, caractérisé en ce qu'il comporte: au moins une première étape (E6, E7) de détection de la présence de givre à la surface extérieure de la vitre; - et au moins une première étape (E8) de mise en io oeuvre des moyens commandés (26) d'essuyage de la surface extérieure selon au moins un premier cycle d'essuyage en fonction des résultats de la première étape de détection (E6, E7). 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape (E8) de mise en oeuvre des moyens commandés (26) d'essuyage de la surface extérieure selon au moins un premier cycle d'essuyage, consécutive à la détection de la présence de givre, est précédée par une étape (Ech) de mise en oeuvre de moyens de chauffage de la vitre à essuyer. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape (E6) de détection de la présence de givre est associée à une étape de comparaison de la température extérieure ambiante par rapport à une valeur de référence de température basse. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de détection est précédée par au moins une étape (E3) de détermination de l'état d'arrêt ou d'utilisation du véhicule. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de détection est précédée par au moins une étape (E9) d'évaluation de la consommation préalable en énergie électrique des moyens commandés (26) d'essuyage et/ou des moyens commandés (32, 34) de chauffage de la vitre mis en oeuvre pour la prévention du givrage ou pour le dégivrage selon le procédé selon l'invention. 6. Procédé selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape (E9) d'évaluation de la consommation est préalable à l'étape (E3) de détermination de l'état d'arrêt ou d'utilisation 1o du véhicule et postérieure à une étape (E8, E8bis) de mise en oeuvre des moyens commandés (26) d'essuyage de la surface extérieure. 7. Installation pour prévenir le givrage d'une vitre, ou pour dégivrer automatiquement cette vitre, notamment le pare- brise ou la lunette arrière, d'un véhicule automobile comportant des moyens commandés d'essuyage de la vitre, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (14, 16, 18, 36, 38) de détection de la présence de givre à la surface extérieure de la vitre, et une unité (12) de commande de la mise en oeuvre des moyens commandés (26) d'essuyage de la surface extérieure selon au moins un premier cycle d'essuyage, en fonction des données qui lui sont transmises par les moyens de détection (14, 16, 18, 36, 38). 8. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (32, 34) de chauffage de la vitre qui sont mis en oeuvre par l'unité de commande (12) préalablement à une mise en oeuvre des moyens commandés (26) d'essuyage de la vitre à essuyer.