Brevet FR2867736A1 — publié le 20050923

L'invention concerne des procédés de détection, de commande et de relevé de défaillance d'un balai d'essuie-glace, un support d'enregistrement et une unité de commande pour leurs mises en oeuvre. Plus précisément, l'invention concerne un balai d'essuie-glace d'un véhicule automobile déplacé dans un mouvement de va-et-vient entre deux positions extrêmes de sa course par un moteur électrique alimenté en courant. Jusqu'à présent, la position du balai d'essuie-glace est détectée à l'aide d'un détecteur propre à mesurer la position d'une des pièces mécaniques mises en oeuvre pour déplacer le balai. Typiquement ce détecteur détecte une position angulaire particulière de l'arbre du moteur qui déplace le balai. De tels détecteurs sont coûteux et encombrants. L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de détection de la position du balai d'essuie-glace ne nécessitant pas de mesurer directement la position d'une des pièces mécaniques mises en oeuvre pour déplacer ce balai. L'invention a donc pour objet un procédé de détection, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de relevé de l'évolution de l'intensité du courant d'alimentation du moteur au cours du temps, cette intensité étant représentative de la position du balai le long de sa course, et une étape de détermination, à partir des ces relevés, d'un minimum et/ou d'un maximum d'intensité, chaque minimum correspondant au passage du balai dans une des positions extrêmes de sa course et chaque maximum correspondant au passage du balai dans sa position médiane. Dans le procédé ci-dessus, le passage du balai dans une position extrême ou médiane de sa course est uniquement détecté à partir des informations relevées par un capteur de courant. Il n'est donc plus nécessaire d'avoir recours aux détecteurs connus propres à mesurer directement la position d'une pièce mécanique mise en oeuvre pour déplacer ce balai. Suivant d'autres caractéristiques supplémentaires prises seules ou en combinaison, le procédé conforme à l'invention se caractérise en ce que: l'étape de détermination comporte: - une opération de construction d'un modèle de prédiction de l'évolution de l'intensité du courant au cours du temps, 2867736. 2 - une opération de prédiction de l'instant où l'intensité du courant passe par un minimum et/ou un maximum à l'aide du modèle de prédiction construit et de l'évolution de l'intensité du courant actuellement relevée, et - une étape de mesure de l'intervalle de temps restant avant d'atteindre cet instant prédit; - l'étape de détermination comporte une opération d'observation a posteriori de l'évolution de l'intensité pour relever l'instant auquel l'intensité du courant est passée par un minimum et/ou un maximum. L'invention a également pour objet un procédé pour révéler automatiquement une défaillance dans la détection du passage d'un balai d'essuie-glace d'un véhicule automobile dans une position de repos, ce balai étant déplacé par un moteur électrique dans un mouvement de va-et- vient et la position de repos correspondant à une position extrême ou médiane de sa course, caractérisé en ce qu'il comporte: - une première étape de détection du passage du balai dans la position de repos en mettant en oeuvre un procédé de détection conforme à l'invention, - une seconde étape de détection du passage du balai dans la position de repos à l'aide d'un détecteur de position de repos, ce détecteur étant propre à détecter la présence du balai dans la position de repos en relevant directement la position d'au moins une pièce mécanique déplacée par le moteur électrique, et - une étape d'indication d'une défaillance si les informations fournies par les deux étapes de détection ne sont pas concordantes. L'invention a également pour objet un procédé de commande du déplacement d'un balai d'essuie-glace vers sa position de repos, la position de repos correspondant à une position extrême ou médiane de sa course, ce procédé comportant: - une étape de commande de l'arrêt du déplacement du balai lorsque la position de repos du balai est détectée, caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape pour révéler automatiquement une défaillance dans la détection du passage du balai dans la position de repos réalisée à l'aide d'un procédé conforme à l'invention, et - si une défaillance est révélée, une étape de commande de l'arrêt du déplacement du balai uniquement lorsque le passage du balai dans la position de repos est détecté à l'aide d'un procédé de détection conforme à l'invention. L'invention a également pour objet un support d'enregistrement d'informations, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions pour la mise en oeuvre d'au moins un des procédés conforme à l'invention lorsque ces instructions sont exécutées par un calculateur électronique. L'invention a également pour objet une unité de commande d'un dispositif de déplacement d'un balai d'essuie-glace pour un véhicule automobile, caractérisé en ce que cette unité utilise l'un quelconque des procédés conforme aux caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels: - la figure 1 est une illustration schématique de l'architecture d'un dispositif de déplacement d'un balai d'essuie-glace et d'une unité de commande de ce dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est un organigramme d'un procédé de détection du passage d'un balai d'essuie-glace dans une position extrême conforme à l'invention, la figure 3 est un graphique illustrant l'évolution typique de l'intensité d'un courant d'alimentation du dispositif de déplacement du balai d'essuie-glace de la figure 1, et - la figure 4 est un organigramme d'un procédé de commande du déplacement d'un balai d'essuie-glace vers une position de repos conforme à l'invention. La figure 1 représente un pare-brise 2 d'un véhicule automobile équipé d'un balai 4 d'essuie-glace propre à se déplacer entre deux positions extrêmes 6 et 8. Ici la position 6 est la position de repos du balai 4 et la position 8 est la position limite d'essuyage. Etant donné l'incertitude sur l'emplacement exacte des positions 6 et 8, ces positions sont représentées ici par des bandes. En effet, l'emplacement exact des positions 6 et 8 dépend de nombreux paramètres tels que la vitesse de déplacement du véhicule, le vent etc. Pour déplacer le balai 4 entre ces deux positions extrêmes, un dispositif 10 conventionnel de déplacement du balai 4 est prévu. Seuls les éléments de ce dispositif 10 nécessaires à la compréhension de l'invention seront décrits ici. Le dispositif 10 comporte un moteur électrique commandable 12 et un mécanisme d'embiellage 14. Le moteur 12 est apte à entraîner en rotation un arbre 16 mécaniquement accouplé à une entrée du mécanisme 14. Le mécanisme 14 comporte une sortie accouplée au balai 4. Ce mécanisme 14 est apte à transformer le mouvement rotatif sur 360 de l'arbre 16 en un mouvement de va-et-vient du balai 4 entre les deux positions extrêmes 6 et 8. Le dispositif 10 comporte également un détecteur 18 propre à indiquer que le balai 4 est dans la position de repos. A cet effet, typiquement, l'arbre 16 comporte une bande conductrice pour repérer la position de repos et le détecteur 18 est apte à détecter cette bande conductrice. Le dispositif 10 est commandé par une unité de commande 20. Cette unité 20 comporte une sortie de commande raccordée au moteur 12 et deux entrées d'acquisition de données raccordées respectivement au détecteur 18 et à un capteur 24 de courant. Cette unité 20 est réalisée de façon classique à l'aide d'un calculateur électronique programmable 26 associé à une mémoire 28 comportant des instructions à exécuter. Ici, la mémoire 28 comporte les instructions nécessaires pour exécuter les procédés des figures 2 et 4. Le capteur 24 est apte à mesurer l'intensité du courant d'alimentation du moteur 12. Un premier mode de fonctionnement de l'unité 20 pour détecter le passage du balai 4 dans la position 8 va maintenant être décrit en regard de la figure 2. A l'arrêt, le balai 4 est dans sa position de repos. Dès que la mise en marche du dispositif 10 est commandée, l'unité 20 exécute en parallèle un processus 40 de commande du moteur et un processus 42 de détection de la position du balai 4. Plus précisément, dans ce mode de fonctionnement, le processus 42 estime l'instant de passage du balai 4 dans la position 8. Le processus 40 pour commander le déplacement du balai dans un mouvement de va-et-vient entre les positions 6 et 8 est classique et ne sera pas décrit ici. Lors de l'exécution du processus 42, l'unité 20 relève et enregistre en permanence, lors d'une étape 50, l'intensité du courant mesurée par le capteur 24 pour connaître l'évolution du courant au cours du temps. Un graphique 52 dans la figure 3 comporte une courbe 54 représentant un exemple typique de l'évolution de l'intensité de ce courant au cours du temps. L'axe des abscisses du graphique 52 est gradué en milli-secondes et l'axe des ordonnées est gradué en ampères. L'instant 0 sur l'axe des abscisses correspondant à l'instant de mise en marche du dispositif 10. En parallèle à l'étape 50, l'unité 20 établit l'instant to auquel le balai 4 sort de sa position de repos. A cet effet, elle utilise, par exemple, les informations délivrées par le détecteur 18. Dès que le balai 4 est sorti de la position de repos, à l'instant to, l'unité 20 procède à une étape 54 d'initialisation d'une horloge propre à mesurer le temps écoulé t depuis l'instant to. Ce temps écoulé est représentatif de la position du balai 4 le long de sa course et correspond donc à une estimation de la positon du balai 4. Ensuite, lors d'une étape 56, l'unité 20 calcule la valeur d'un seuil SI correspondant à l'intensité moyenne du courant d'alimentation du moteur 12 lorsque le balai 4 est dans sa position de repos. Ce seuil est représenté par une ligne SI sur la figure 3. A cet effet, par exemple, l'unité 20 calcule la moyenne des valeurs relevées par le capteur 24 entre l'instant où le balai atteint la position 6 et l'instant to. Ensuite, lors d'une étape 58, l'unité 20 attend qu'un intervalle de temps prédéterminé éT1 se soit écoulé avant de poursuivre l'exécution du processus 42. La valeur de l'intervalle 6T1 est choisie de manière à ce que le balai 4 ait parcouru plus de 50% de sa course entre les positions 6 et 8. 6T1 sera, par exemple, égal à 700 ms. Lorsque l'étape d'attente 58 est terminée, l'unité 20 détermine à l'avance un instant tp de passage du balai 4 dans la position 8 lors d'une étape 60. Pour cela, l'unité 20 commence par construire, lors d'une opération 62, un modèle de prédiction de l'évolution de l'intensité du courant. Ceci est rendu possible à cause du fait que l'évolution du courant décrit sensiblement une parabole entre deux instants successifs où le balai est dans une position extrême de sa course. De plus, il a été constaté que chaque minimum de l'intensité correspond, en alternance, à la présence du balai 4 dans la position 6 ou 8. Lors de l'opération 62, l'unité 20 sélectionne, lors d'une sous opération 64, quatre points, situés par exemple à intervalle régulier, sur la courbe 54 entre l'instant to et l'instant courant t. Ces points sont représentés par des points noirs 68 sur la courbe 54. A partir des ces points 68, quatre groupes de trois points sont construits. Ensuite, lors d'une sous-opération 66, pour chaque groupe de points un polynôme de degré deux passant par ces trois points est calculé. Ce polynôme correspond à l'équation d'une parabole. L'unité 20 sélectionne alors, lors d'une sous-opération 70, le polynôme construit lors de la sous-opération 66 qui représente le mieux l'évolution de l'intensité entre les instants to et t. A cet effet, trois points d'évaluation sont sélectionnés entre les points 68. Ces points d'évaluation sont représentés par des points blancs 72 sur la courbe 54. L'écart entre ces points d'évaluation et la valeur prédite pour ces trois points à l'aide de chacun des polynômes construits est calculé. Le polynôme sélectionné en tant que modèle de prédiction est celui permettant d'obtenir les écarts les plus faibles par rapport aux trois points d'évaluation choisis. La parabole correspondant au polynôme ainsi sélectionné est représentée sur le graphique 52 par une portion de parabole 74. Le fait d'utiliser quatre points 68 au lieu des trois nécessaires pour construire un polynôme de degré 2 permet ici de limiter les conséquences dues à une mesure erronée ou à une valeur aberrante de l'intensité du courant en un point donné. Une fois le modèle de prédiction construit, l'unité 20 procède à une opération 76 de calcul de l'instant tp à l'aide de ce modèle de prédiction. Cela revient à calculer le prochain instant pour lequel la courbe 54 va passer par un minimum. Ici, la valeur de l'instant tp est choisie égale à l'instant auquel la parabole 74 coupe la ligne Si. Cet instant peut être aisément déterminé à partir de l'équation de la parabole 74. Une fois que la valeur de l'instant tp a été estimée à l'avance, l'unité 20 mesure, lors d'une étape 80, l'intervalle de temps restant avant d'atteindre l'instant prédit tp. Ici, cet intervalle de temps restant est mesuré à l'aide de l'horloge initialisée lors de l'étape 54. Un second mode de fonctionnement de l'unité 20 pour commander le déplacement du balai 4 vers sa position de repos va maintenant être décrit en regard du procédé de la figure 4 dans le cas particulier où la position de repos correspond à la position 6. Initialement, l'activation du dispositif 10 est commandée par l'utilisateur. L'unité 20 exécute alors en parallèle un procédé 100 pour révéler une défaillance du détecteur 18 et un procédé classique 102 de commande du déplacement du balai 4 entre les positions 6 et 8. Lors du procédé 100, l'unité 20 exécute en parallèle deux étapes 106 et 108 de détection de la présence du balai 4 dans la position de repos 6. Lors de l'étape 106, à chaque fois que le détecteur 18 détecte la présence du balai 4 dans sa position de repos, l'instant tk où se produit cet événement est mémorisé. Lors de l'étape 108, l'évolution de l'intensité du courant mesuré par le capteur 24 est relevée et enregistrée en permanence, lors d'une opération 110, de manière à pouvoir reconstruire une courbe de l'évolution de l'intensité telle que la courbe 54 de la figure 3. Ensuite, avec un léger temps de retard par rapport à l'exécution de l'étape 110, l'unité 20 détermine, lors d'une opération 112, les instants où l'intensité passe par un minimum à l'aide de la courbe enregistrée. Pour cela, l'unité 20 observe l'évolution de l'intensité et calcule à l'aide de méthodes classiques l'instant où l'intensité est passée par un minimum. Comme indiqué précédemment, les instants où l'intensité est minimale, correspondent à l'une des positions extrêmes de la course du balai 4. De manière à discriminer un instant ta lors duquel le balai 4 est dans la position 6 d'un instant tp lors duquel le balai 4 est dans la position 8, un compteur est incrémenté de un, lors d'une opération 114, à chaque fois qu'un minimum est détecté. Ainsi, l'instant ta correspond à une valeur paire du compteur. Chaque instant ta correspond donc à l'instant où la présence du balai 4 est détectée dans sa position de repos. Ensuite, lors d'une étape 116, l'unité 20 compare les informations obtenues lors des étapes 106 et 108. A cet effet, l'unité 20 vérifie que l'instant tk auquel le détecteur 18 indique la présence du balai 4 dans la position de repos est proche de l'instant ta. Les instants tk et ta seront considérés comme proches s'ils sont séparés l'un de l'autre par un intervalle de temps 3T4 pré-établi. Typiquement, la valeur de l'intervalle 6T4 sera inférieure à 100 ms et de préférence supérieure à 50 ms. Si les instants tk et ta sont proches, cela signifie que le détecteur 18 fonctionne correctement et le procédé retourne aux étapes 106 et 108. Dans le cas contraire, le détecteur 18 ne fonctionne pas correctement et l'unité 20 procède à une étape 120 d'indication d'une défaillance du détecteur 18. Lorsque l'unité 20 reçoit une commande de désactivation du dispositif 10, l'unité 20 interrompt l'exécution du procédé 102 et procède à une étape 130 de commande de l'arrêt du balai 4 dans sa position de repos. A cet effet, l'unité 20 vérifie, lors d'une opération 132, la présence d'une indication de défaillance pour le détecteur 18. Si aucune indication de défaillance n'est présente, alors l'unité 20 commande, lors d'une opération 134, l'arrêt du dispositif 10 lorsque le détecteur 18 indique que le balai 4 est dans la position 6. Dans le cas contraire, l'unité 20 commande, lors d'une opération 136, l'arrêt du dispositif 10 immédiatement après que le passage du balai 4 ait été détecté lors de l'étape 108. L'étape 136 correspond donc à un mode de commande dégradé de l'arrêt du dispositif 10 qui permet d'arrêter le dispositif 10 lorsque le balai 4 est à proximité de la position 6. Le procédé de la figure 4 présente plusieurs avantages par rapport à des procédés similaires connus. Tout d'abord, le procédé de détection d'une défaillance proposé ici est plus rapide et efficace que les procédés connus. En effet, les procédés connus consistent essentiellement à détecter une défaillance du détecteur 18 si aucun passage du balai 4 dans la position 6 n'a été détecté dans un intervalle de temps supérieur ou égal à celui nécessaire pour que le balai 4 effectue un aller-retour complet entre les positions 6 et 8. Ici, l'indication d'une défaillance du détecteur 18 peut être réalisée bien avant que le balai 4 ait effectué un aller- retour complet entre les positions 6 et 8. En plus, ce procédé permet de discriminer entre une défaillance du détecteur 18 et du moteur 12. Le procédé de la figure 4 représente également l'avantage, par rapport aux procédés similaires connus, de permettre l'arrêt du balai 4 dans une position ne gênant pas le conducteur même si le détecteur 18 est défaillant. Ici, le procédé de la figure 4 a été décrit dans le cas particulier où lors de l'étape 136, le déplacement du balai 4 est arrêté dès que l'instant ta de passage dans la position 6 est détecté à partir des valeurs précédemment enregistrées de l'intensité. En variante, pour arrêter le balai 4 avec une plus grande précision dans la position 6, l'instant ta n'est pas déterminé a posteriori mais a priori. A cet effet, l'étape 108 est par exemple remplacée par le procédé de la figure 2 adapté au cas où c'est le passage dans la position 6 qui est détecté. Avantageusement, l'unité 20 mettra en oeuvre le procédé de la figure 2 uniquement pour réaliser l'opération 136. Dans les procédés ci-dessus, l'estimation de la position du balai 4 est représentée par le temps écoulé depuis l'instant où le dernier minimum d'intensité s'est produit. Cependant, on notera qu'il est possible de calculer à partir du temps écoulé et de la vitesse de déplacement du balai la distance que le balai a parcourue depuis son dernier passage dans l'une de ses positions extrêmes. Dès lors, il est possible de convertir la valeur du temps écoulé en une position angulaire de ce balai. Toutefois, dans les procédés décrits ici, l'utilisation d'un temps écoulé comme mesure de la position du balai simplifie le procédé, puisque justement il n'est pas nécessaire de convertir le temps écoulé dans une autre unité telle que, par exemple, une valeur de position angulaire. Cette simplification permet d'exécuter plus rapidement les procédés décrits ici. Ici, le processus 42 a été décrit dans le cas particulier où celui-ci utilise un détecteur 18 pour relever l'instant de passage du balai dans la position 6. En variante, lors du processus 42, l'instant où le balai 4 passe par la position 6 est aussi détecté en utilisant l'intensité du courant d'alimentation du moteur. En effet, le passage du balai 4 dans la position 6 correspond aussi à un minimum d'intensité. Dans cette variante, le processus 42 ne nécessite pas la mise en oeuvre d'un détecteur tel que le détecteur 18. Ici, le processus 42 et l'étape 108 ont été décrits dans le cas particulier de la détection des positions extrêmes de la course du balai 4. En variante, ce processus et cette étape sont adaptés pour détecter le passage du balai 4 au milieu de sa course. En effet, le milieu de la course du balai 4 correspond à un maximum de l'évolution de l'intensité du courant au cours du temps. Dès lors, dans cette variante, les étapes de détermination d'un minimum sont remplacées par des étapes de détermination d'un maximum. Finalement, on remarquera que contrairement à la valeur de l'intensité du courant qui dépend du type de moteur et de sa commande, la présence d'un extrémum dans l'évolution du courant ne dépend pas des caractéristiques du moteur 12. Dès lors les procédés décrits ici peuvent être appliqués à différents moteurs sans nécessité d'adaptation importante des différents paramètres de ces procédés. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection du passage d'un balai d'essuie-glace dans une position extrême ou médiane de sa course, pour un balai d'essuie-glace d'un véhicule automobile, ce balai étant déplacé dans un mouvement de vaet- vient entre ces deux positions extrêmes par un moteur électrique alimenté en courant, caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape (50) de relevé de l'évolution de l'intensité d'un courant d'alimentation d'un moteur d'entraînement du balai au cours du temps, et - une étape (60) de détermination, à partir des ces relevés, d'un minimum et/ou d'un maximum d'intensité, chaque minimum correspondant au passage du balai dans une des positions extrêmes de sa course et chaque maximum correspondant au passage du balai dans sa position médiane. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination (60) comporte: - une opération (62) de construction d'un modèle de prédiction de l'évolution de l'intensité du courant au cours du temps, - une opération (76) de prédiction de l'instant où l'intensité du courant passe par un minimum et/ou un maximum à l'aide du modèle de prédiction construit et de l'évolution de l'intensité du courant actuellement relevée, et - une étape (80) de mesure de l'intervalle de temps restant avant d'atteindre cet instant prédit. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination (112) comporte une opération d'observation a posteriori de l'évolution de l'intensité pour relever l'instant auquel l'intensité du courant est passée par un minimum et/ou un maximum. 4. Procédé pour révéler automatiquement une défaillance dans la détection du passage d'un balai d'essuie-glace d'un véhicule automobile dans une position de repos, ce balai étant déplacé par un moteur électrique dans un mouvement de va-et-vient et la position de repos correspondant à une position extrême ou médiane de sa course, caractérisé en ce qu'il comporte: - une première étape (108) de détection du passage du balai dans la position de repos en mettant en oeuvre un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, - une seconde étape (106) de détection du passage du balai dans la position de repos à l'aide d'un détecteur de position de repos, ce détecteur étant propre à détecter la présence du balai dans la position de repos en relevant directement la position d'au moins une pièce mécanique déplacée par le moteur électrique, et - une étape (120) d'indication d'une défaillance si les informations fournies par les deux étapes de détection ne sont pas concordantes. 5. Procédé de commande du déplacement d'un balai d'essuie-glace vers sa position de repos, la position de repos correspondant à une position extrême ou médiane de sa course, ce procédé comportant: - une étape (130) de commande de l'arrêt du déplacement du balai lorsque la position de repos du balai est détectée, caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape (100) pour révéler automatiquement une défaillance dans la détection du passage du balai dans la position de repos réalisée à l'aide d'un procédé conforme à la revendication 4, et - si une défaillance est révélée, une étape (136) de commande de l'arrêt du déplacement du balai uniquement lorsque le passage du balai dans la position de repos est détecté à l'aide d'un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3. 6. Support (28) d'enregistrement d'informations, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions pour l'exécution de l'un quelconque des procédés conforme aux revendications 1 à 5, lorsque ces instructions sont exécutées par un calculateur électronique. 7. Unité (20) de commande d'un dispositif de déplacement d'un balai d'essuie-glace pour un véhicule automobile, caractérisé en ce que cette unité utilise l'un quelconque des procédés conforme aux revendications 1 à 5.