Brevet FR3041583A1 — publié le 20170331

Dispositif d'entraînement d'au moins un essuie-glace de véhicule automobile DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif d'entraînement d'au moins un essuie-glace de véhicule automobile, et un véhicule automobile muni dudit dispositif. Elle a également pour objet un procédé d'essuyage d'une surface vitrée de véhicule, notamment automobile, au moyen d'au moins un essuie-glace entraîné par un moteur électrique, ainsi qu'un procédé d'alimentation électrique d'un moteur d'entraînement d'au moins un essuie-glace de véhicule automobile. ETAT DE L'ART Les véhicules automobiles sont couramment équipés d'un système d'essuyage et de lavage du pare-brise afin d'éviter que la vision qu'a le conducteur de son environnement ne soit perturbée. Ces systèmes comprennent des essuie-glaces comportant chacun un bras d'entraînement d'un balai qui comporte une lame racleuse réalisée en une matière élastique. Cette lame frotte contre le pare-brise et évacue l'eau en l'amenant en dehors du champ de vision du conducteur. Les essuie-glaces sont actionnés par au moins un moteur électrique d'essuyage à courant continu. Celui-ci comporte classiquement un induit tournant qui est alimenté par un collecteur, et un inducteur à aimant permanent. Le moteur d'essuyage est raccordé à au moins une source électrique embarquée du véhicule. Le fonctionnement d'un moteur électrique peut globalement être réparti en deux situations : un premier cas où le moteur électrique est consommateur et un second cas où le moteur électrique est générateur. Lorsque le produit de la vitesse par le couple du moteur électrique est positif, le moteur fonctionne alors en mode consommateur, c'est-à-dire qu'il consomme de l'énergie électrique. Lorsque le produit de la vitesse par le 3041583 2 couple est négatif, le moteur électrique fonctionne en mode générateur, c'est-à-dire qu'il génère de l'énergie électrique. Dans un système d'essuyage, lorsque le moteur d'essuyage se trouve en mode générateur, l'énergie électrique est dissipée sous forme 5 d'énergie thermique. Cette énergie électrique est donc perdue et ceci forme un premier inconvénient. On sait également que pour un moteur à courant continu, la phase de démarrage est la période qui consomme le plus courant, du fait de l'inertie du système et des frottements. Le pic de courant qui survient 10 pendant ce démarrage dimensionne un certain nombre de composant électrique, électronique et mécanique. A titre d'exemple, le dissipateur thermique doit prendre en compte l'excès de calories généré par le pic de courant, et ceci conditionne l'encombrement du dissipateur thermique. D'une manière générale, ce pic de courant implique des inconvénients que 15 l'invention se propose de résoudre. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, en proposant un dispositif d'entraînement d'un essuie-glace de véhicule automobile qui permet de limiter par exemple la puissance et l'encombrement de la source embarquée du véhicule. Le système 20 d'essuyage peut également être mieux dimensionné puisqu'il n'est plus dépendant des phases de démarrage du moteur d'essuyage. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a ainsi pour objet un dispositif d'entraînement d'au moins 25 un essuie-glace de véhicule automobile, comprenant un moteur électrique d'essuyage destiné à entraîner ledit au moins un essuie-glace et raccordé à au moins une source électrique embarquée du véhicule, ledit moteur électrique d'essuyage étant apte à produire de l'énergie électrique. Le dispositif selon l'invention comprend des moyens de stockage de 30 l'énergie électrique produite par ledit moteur électrique d'essuyage. 3041583 3 Ainsi, avantageusement, les moyens de stockage permettent de stocker l'énergie électrique produite par le moteur électrique d'essuyage lorsque celui-ci est en mode générateur. L'énergie ainsi stockée peut être utilisée à tout moment pour alimenter le moteur électrique d'essuyage, en 5 particulier lors d'un démarrage ou redémarrage du moteur électrique d'essuyage électrique. En outre, les moyens de stockage permettent de limiter la dissipation d'énergie produite par le moteur électrique d'essuyage sous forme d'énergie thermique. Le dispositif s'avère en outre particulièrement respectueux de l'environnement, la source électrique 10 embarquée du véhicule pouvant être de dimensions inférieures et/ou plus légères et/ou moins puissante, ce qui contribue à la réduction de l'émission de CO2 par le véhicule. Enfin, l'invention permet de réduite la taille, le poids et globalement l'impact environnemental du système d'essuyage. Comme l'invention est susceptible d'apporter son bénéfice à chaque 15 mouvement du balai d'essuyage entre une position de repos (aligné le long du capot du véhicule) et une position dite de retournement (aligné le long du montant de pare-brise), le gain énergétique peut être au final significatif. Ce gain est encore augmenté en considérant que, en phase ascendante du balai, le flux d'air relatif tend à pousser le balai et permet d'interrompre 20 l'alimentation électrique plus tôt. Le moteur électrique d'essuyage est avantageusement raccordé à ladite au moins une source électrique et aux moyens de stockage. Le moteur électrique d'essuyage peut être raccordé à ladite au moins une source électrique via les moyens de stockage. Ainsi, les moyens 25 de stockage peuvent être reliés électriquement à ladite au moins une source électrique et audit moteur électrique d'essuyage. Le moteur électrique d'essuyage est typiquement un moteur à courant continu. Le moteur électrique d'essuyage peut être apte à produire de 30 l'énergie électrique à partir d'une énergie mécanique extérieure au moteur 3041583 4 électrique d'essuyage, notamment par l'inertie du mouvement des balais d'essuyage et des bras. Le dispositif peut comprendre des moyens de conversion de l'énergie mécanique reçue par le moteur électrique d'essuyage en énergie 5 électrique. Le dispositif peut être configuré de sorte que l'énergie électrique produite par le moteur électrique d'essuyage est produite lorsque le produit de la vitesse de rotation du moteur électrique d'essuyage par le couple moteur est négatif. 10 Le dispositif peut comprendre des moyens de commande aptes à commander, avant un démarrage du moteur électrique d'essuyage, un stockage, dans les moyens de stockage, de l'énergie électrique issue de ladite au moins une source électrique. Le dispositif peut comprendre des moyens de commande aptes à 15 commander, lors du démarrage du moteur électrique d'essuyage, une alimentation en énergie électrique du moteur électrique d'essuyage à partir de l'énergie électrique stockée dans les moyens de stockage. Lesdits moyens de commande peuvent être aptes à commander, lors du démarrage du moteur électrique d'essuyage, une alimentation en 20 énergie électrique du moteur électrique d'essuyage, ladite énergie électrique comprenant une portion nominale fournie par ladite au moins une source électrique, le reste de ladite énergie électrique étant fourni par les moyens de stockage. Le dispositif peut comprendre des moyens de commande aptes à 25 commander, lorsque le moteur électrique d'essuyage est apte à produire de l'énergie électrique, un stockage de l'énergie électrique produite par le moteur électrique d'essuyage dans les moyens de stockage. De manière complémentaire, ladite au moins une source électrique ne fournit de préférence pas d'énergie électrique au moteur électrique d'essuyage 30 lorsque le ledit moteur électrique d'essuyage est apte à produire de l'énergie électrique. 3041583 5 Les moyens de commande peuvent être par exemple un calculateur du véhicule. L'invention a également pour objet un système d'essuyage d'une surface vitre de véhicule. Le système d'essuyage selon l'invention 5 comprend un dispositif d'entraînement décrit ci-dessus. L'invention a également pour objet un véhicule automobile. Le véhicule automobile selon l'invention comprend un dispositif d'entraînement décrit ci-dessus. L'invention a également pour objet un procédé d'essuyage d'une 10 surface vitrée, notamment un pare-brise, de véhicule automobile au moyen d'au moins un essuie-glace entraîné par un moteur électrique, ledit moteur étant raccordé à au moins une source électrique embarquée du véhicule, ledit moteur étant apte à produire de l'énergie électrique. Le procédé selon l'invention met en oeuvre des moyens de stockage 15 de l'énergie électrique produite par ledit moteur électrique d'essuyage. Le procédé peut comprendre, avant un démarrage du moteur électrique d'essuyage, une étape de stockage, dans lesdits moyens de stockage, de l'énergie électrique issue de ladite au moins une source électrique. 20 Le procédé peut comprendre, lors du démarrage du moteur électrique d'essuyage, une étape d'alimentation en énergie électrique du moteur électrique d'essuyage à partir de l'énergie électrique stockée dans les moyens de stockage. Le procédé peut comprendre, lorsque le moteur électrique 25 d'essuyage est apte à produire de l'énergie électrique, une étape de stockage de l'énergie électrique dans lesdits moyens de stockage, ladite au moins une source électrique ne fournissant pas d'énergie électrique au moteur électrique d'essuyage lors de cette étape. L'invention a également pour objet un procédé d'alimentation 30 électrique d'un moteur d'entraînement d'au moins un essuie-glace de véhicule automobile, ledit moteur étant raccordé à au moins une source 3041583 6 électrique embarquée du véhicule, ledit moteur étant apte à produire de l'énergie électrique. Le procédé selon l'invention met en oeuvre des moyens de stockage de l'énergie électrique produite par ledit moteur. Selon ce procédé d'alimentation, il est prévu une étape où le 5 stockage électrique est opéré avant une première activation du moteur électrique d'essuyage, lors d'une mise en fonctionnement du système d'essuyage. DESCRIPTION DES FIGURES 10 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un diagramme représentant l'évolution du courant 15 consommé par un moteur électrique d'essuyage et du courant par la batterie en fonction du temps, selon un système dépourvu de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif d'entraînement selon l'invention, - la figure 3 est une vue de détail de la figure 2, 20 - la figure 4 est un diagramme utile à la compréhension de l'invention, - les figures 5 à 8 illustrent le dispositif d'entraînement selon l'invention lors de différentes phases de fonctionnement du moteur électrique d'essuyage électrique du dispositif, et 25 - la figure 9 est une vue schématique en perspective d'un système d'essuyage d'une vitre de véhicule. DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 illustre l'évolution au cours du temps du courant fourni 30 par une source électrique embarquée du véhicule, qui fournit en courant le 3041583 7 moteur électrique à courant continu actionnant les essuie-glaces du véhicule automobile, ce dernier étant dépourvu de l'invention. Lors d'une première phase a, qui correspond au démarrage du moteur électrique d'essuyage, on observe un pic de courant. En effet, la 5 phase de démarrage est la période qui consomme le plus courant, puisque l'on doit vaincre l'inertie du système ainsi que les frottements des lames d'essuie-glaces sur le pare-brise. Lors d'une phase b de montée des balais d'essuie-glaces, le moteur électrique d'essuyage fonctionne en mode moteur et le courant consommé par le moteur est stationnaire. Lors de la 10 phase c qui suit la phase b, les essuie-glaces possèdent suffisamment de vitesse pour glisser seuls et le moteur électrique d'essuyage fonctionne en mode générateur. On observe alors un pic de courant généré par le moteur électrique d'essuyage, ce qui constitue une énergie dissipée et non réutilisée. La phase d qui suit est identique à la phase a et correspond à un 15 nouveau démarrage du moteur électrique d'essuyage, les essuie-glaces étant entraînés dans l'autre sens. Pour remédier à ce problème d'énergie non réutilisée, et tel qu'illustré à la figure 2, l'invention utilise un dispositif 1 de stockage d'énergie électrique produite par le moteur électrique d'essuyage 2. Le 20 dispositif de stockage 1 est relié électriquement à la fois au moteur électrique d'essuyage 2 et à une source électrique 3 embarquée du véhicule, à savoir la batterie (en général de 12V, 24V ou 48V) du véhicule. Le dispositif de stockage 1 peut être disposé à l'intérieur du moteur électrique d'essuyage 2 ou à l'extérieur de celui-ci. Selon un exemple, le 25 dispositif de stockage 1 peut partager un même boîtier mécanique que le moteur électrique d'essuyage 2. Ainsi, grâce au dispositif de stockage 1, il devient possible de stocker le courant fourni par le moteur électrique d'essuyage 2 lorsque le moteur électrique d'essuyage 2 est en mode générateur. 30 Selon la figure 3, le dispositif de stockage 1 peut comprendre un interrupteur de puissance 11, un convertisseur 12 de tension continue 3041583 8 bidirectionnel, par exemple du type convertisseur DC-DC, et une cellule 13 de stockage d'énergie, par exemple un super condensateur ou une batterie. La figure 4, en liaison avec les figures 5 à 8, illustre le 5 fonctionnement du dispositif d'entraînement selon l'invention muni du dispositif de stockage 1, en montrant l'évolution au cours du temps du courant consommé par le moteur électrique d'essuyage 2, du courant consommé par le dispositif de stockage 1, et du courant fourni par la batterie 3, via le réseau de bord du véhicule. 10 Lors d'une première phase A, lorsque le réseau de bord vient d'être alimenté par la source électrique embarquée 3 et avant le premier mouvement d'essuyage, le dispositif de stockage 1 se charge : il consomme du courant IA issu de la batterie 3. Durant cette phase, le moteur électrique d'essuyage 2 est inactif, il ne consomme donc pas de 15 courant (figure 5). Lors d'une deuxième phase B, qui correspond au premier démarrage du moteur électrique d'essuyage 2, le moteur 2 consomme un courant référencé IB. Comme la consommation en courant du moteur électrique d'essuyage 2 est supérieure au courant nominal IBN maximum que la 20 batterie 3 peut délivré, le courant nominal IBN est prélevé sur le réseau de bord, donc sur la batterie 3, et le courant excédant le courant nominal, c'est-à-dire le courant IB - IBN, est fourni par le dispositif de stockage 1 grâce à l'énergie stockée lors de la phase A. Ainsi, lors de cette phase B de démarrage du moteur électrique d'essuyage 2, la batterie 3 fournit 25 uniquement le courant nominal IBN (figure 6), le reste du courant nécessaire à l'activation du moteur électrique d'essuyage 2 étant fourni par le dispositif de stockage électrique 1. La phase C qui suit est une phase de récupération d'énergie électrique. En effet, à partir du moment où le moteur électrique d'essuyage 30 n'est plus alimenté et jusqu'à son arrivée à l'angle de retournement des essuie-glaces, le moteur électrique d'essuyage 2 est en mode générateur. 3041583 9 Il fournit alors de l'énergie électrique, illustré par un courant électrique Ic sur la figure 7, au dispositif de stockage 1. L'énergie électrique est typiquement issue de l'énergie mécanique fournie par le moteur électrique d'essuyage en mode générateur, l'énergie mécanique étant convertie en 5 énergie électrique par des moyens de conversion du mouvement mécanique en énergie électrique, comme par exemple par induction électromagnétique. Le dispositif de stockage 1 stocke alors l'énergie électrique fournie par le moteur électrique d'essuyage 2 afin de la restituer ultérieurement. Durant cette phase C de récupération d'énergie, la 10 batterie 3 ne fournit pas de courant au système d'essuyage. Enfin, lors de la phase D, qui est une phase de redémarrage du moteur électrique d'essuyage 2, correspondant par exemple au mouvement initié après le retournement des essuie-glaces, le dispositif de stockage 1 se décharge en fournissant l'énergie accumulée au moteur électrique 15 d'essuyage 2. Cette phase est identique à la phase B décrite ci-dessus. Le moteur électrique d'essuyage 2 consomme alors le courant I. Comme la consommation en courant du moteur électrique d'essuyage est supérieure au courant nominal ION autorisé, le courant nominal ION est prélevé sur le réseau de bord, donc sur la batterie 3, et le courant excédant le courant 20 nominal, c'est-à-dire ID - ION, est fourni par le dispositif de stockage 1. Il est à noter qu'entre les phases B et C a lieu une phase linéaire de montée ou de descente des balais d'essuie-glaces, le moteur électrique d'essuyage 2 fonctionnant en mode moteur et le courant consommé par le moteur électrique d'essuyage 2 étant stationnaire et fourni par la batterie 3 25 uniquement. La figure 9 représente un système d'essuyage 4 comportant ici deux essuie-glaces 50 comportant chacun un bras d'entraînement 51 dont une extrémité est reliée à un balai 52 et l'extrémité opposée est reliée par un système de tringlerie ou timonerie 53 à un arbre de sortie d'un boîtier de 30 motorisation 6. 3041583 10 On notera enfin que le dispositif d'entrainement peut comprendre un moyen de commande 14 qui pilote le fonctionnement du dispositif de stockage 1. Selon un mode de réalisation, le moteur électrique d'essuyage 2 peut incorporer ce moyen de commande 14. Alternativement, le moyen 5 de commande peut être reçu dans un boîtier électronique équipant le véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Dispositif d'entraînement d'au moins un essuie-glace (50) de véhicule, comprenant au moins un moteur électrique d'essuyage (2) destiné à entraîner ledit au moins un essuie-glace (50) et apte à être raccordé à au moins une source électrique embarquée (3) du véhicule, ledit moteur électrique d'essuyage (2) étant apte à produire de l'énergie électrique, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comprend des moyens de stockage (1) de l'énergie électrique produite par le moteur électrique d'essuyage (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur électrique d'essuyage (2) est raccordé à ladite au moins une source électrique embarquée (3) et aux moyens de stockage (1). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moteur électrique d'essuyage (2) est raccordé à ladite au moins une source électrique (3) via les moyens de stockage (1). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur électrique d'essuyage (2) est un moteur à courant continu. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur électrique d'essuyage (2) est apte à produire de l'énergie électrique à partir d'une énergie mécanique extérieur au moteur électrique d'essuyage (2). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de conversion de l'énergie mécanique reçue par le moteur électrique d'essuyage (2) en énergie électrique. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (14) aptes à commander, avant un démarrage du moteur électrique d'essuyage (2), un stockage, dans les moyens de stockage (1), de l'énergie électrique issue de ladite au moins une source électrique embarquée (3). 3041583 12 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (14) aptes à commander, lors du démarrage du moteur électrique d'essuyage (2), une alimentation en énergie électrique du moteur électrique d'essuyage (2) à partir de 5 l'énergie électrique stockée dans les moyens de stockage (1). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande sont aptes à commander, lors du démarrage du moteur électrique d'essuyage (2), une alimentation en énergie électrique du moteur électrique d'essuyage (2), ladite énergie électrique comprenant 10 une portion nominale (IBN) fournie par ladite au moins une source électrique embarquée (3), le reste de ladite énergie électrique (IB) étant fourni par les moyens de stockage (1). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande aptes à commander, lorsque le 15 moteur électrique d'essuyage (2) est apte à produire de l'énergie électrique, un stockage de l'énergie électrique (Ic) produite par le moteur électrique d'essuyage (2) dans les moyens de stockage (1). 11. Système d'essuyage (4) d'une surface vitrée d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'entraînement selon l'une 20 des revendications 1 à 10. 12. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 11. 13. Procédé d'essuyage d'une surface vitrée d'un véhicule au moyen d'au moins un essuie-glace (50) entraîné par un moteur électrique 25 d'essuyage (2), ledit moteur électrique d'essuyage (2) étant raccordé à au moins une source électrique embarquée (3) du véhicule, ledit moteur électrique d'essuyage (2) étant apte à produire de l'énergie électrique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il met en oeuvre des moyens de stockage (1) de l'énergie électrique produite par ledit moteur électrique 30 d'essuyage (2). 3041583 13 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend, avant un démarrage du moteur électrique d'essuyage (2), une étape de stockage, dans lesdits moyens de stockage (1), de l'énergie électrique issue de ladite au moins une source électrique embarquée (3). 5 15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend, lors du démarrage du moteur électrique d'essuyage (2), une étape d'alimentation en énergie électrique du moteur électrique d'essuyage (2) à partir de l'énergie électrique stockée dans les moyens de stockage (2). 10 16. Procédé d'alimentation électrique d'un moteur électrique d'essuyage (2) entraînant au moins un essuie-glace (50) de véhicule automobile, ledit moteur électrique d'essuyage (2) étant raccordé à au moins une source électrique embarquée (3) du véhicule, ledit moteur électrique d'essuyage (2) étant apte à produire de l'énergie électrique, caractérisé en ce que le 15 procédé met en oeuvre des moyens de stockage (1) de l'énergie électrique produite par ledit moteur électrique d'essuyage (2).