Brevet FR3071794A1 — publié le 20190405

BALAI D'ESSUIE-GLACE La présente invention concerne les balais d'essuie-glace utilisés dans les dispositifs d'essuyage des véhicules automobiles. Ces balais d'essuie-glace sont généralement en caoutchouc synthétique ou naturel et subissent une usure au cours du temps. Cette usure dépend du temps d'utilisation mais aussi 10 fortement des conditions d'utilisation. De plus, les balais d'essuie-glace sont également sensibles aux conditions environnementales même en dehors de leur plage d'activation. Ces facteurs rendent difficile la détermination de l'usure d'un balai d'essuie-glace. Or, la visibilité en cas d'intempéries étant un paramètre de sécurité essentiel pour l'utilisateur, il convient de fournir une solution permettant d'alerter l'utilisateur du besoin de changer ses 15 balais d'essuie-glace. Il est connu dans l'état de la technique d'utiliser un capteur de couple au niveau du moteur d'entraînement des essuie-glaces pour déterminer le couple généré par le moteur et en déduire le coefficient de frottement du balai et donc son usure en comparant le coefficient de frottement avec celui d'un balai neuf. 20 Cependant, une telle solution requiert l'utilisation de moteurs électronisés et d'autre part d'avoir accès au programme informatique du boîtier de servitude intelligent (BSI) qui diffèrent en fonction des constructeurs ce qui rend difficile une solution universelle. La présente invention vise donc à proposer une solution pour déterminer de façon fiable l'usure d'un balai d'essuie-glace. 25 A cet effet, la présente invention concerne un capteur d'usure destiné à être positionné sur un dispositif d'essuyage notamment de véhicule automobile, le dispositif d'essuyage comprenant une lame d'essuyage soumise à l'usure dans lequel le capteur d'usure comporte un capteur d'humidité pour tenir compte des conditions climatiques auxquelles la lame 30 d'essuyage est exposée. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'humidité est un capteur à silicium poreux. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comporte également un dispositif accéléromètre comprenant au moins un accéléromètre et est configuré pour 5 déterminer un nombre de cycles d'utilisation à partir des mesures du, au moins un, accéléromètre. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure est configuré pour déterminer des conditions environnementales à partir des mesures du dispositif accéléromètre. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comprend un capteur de température. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comprend des 15 moyens de communication sans fil. Selon un autre aspect de la présente invention, les moyens de communication sans fil comprennent une antenne radio-fréquence. 20 Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comprend une horloge. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comprend un détecteur de luminosité. 25 Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comprend des moyens de récupération d'énergie et est autonome en énergie. Selon un autre aspect de la présente invention, les moyens de récupération d'énergie 30 sont configurés pour récupérer l'énergie cinétique lors de l'utilisation de l'essuie-glace ou l'énergie issue de toute vibration générée par l'utilisation du véhicule. 3 Selon un autre aspect de la présente invention, les moyens de récupération d'énergie comprennent des cellules photovoltaïques. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comprend au moins 5 un condensateur configuré pour stocker l'énergie récupérée par les moyens de récupération d'énergie. Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure comprend une balise de positionnement (aussi appelée de « géolocalisation »), par exemple de type « GPS » ou 10 « Galileo ». Selon un autre aspect de la présente invention, le capteur d'usure est recouvert d'un revêtement gélatineux semi-rigide et comprend un système de fixation permettant la mise en place du capteur sur son support. La présente invention concerne également un balai d'essuie-glace comprenant une lame d'essuyage soumise à l'usure et un capteur d'usure tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description 20 suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une vue schématique avant d'un véhicule automobile muni d'un dispositif d'essuie-glaces, 25 La figure 2 représente un schéma d'un ensemble comprenant un bras et un balai d'un dispositif d'essuie-glace selon la présente invention, la figure 3 représente un schéma d'un capteur d'usure selon la présente invention, la figure 4 représente un tableau d'intervalles de température et les 30 coefficients de pondération associés utilisés dans l'algorithme de détermination de l'usure du balai, 4 la figure 5 représente un schéma d'une communication entre un capteur d'usure et un téléphone portable selon la présente invention. Sur toutes les figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de 5 référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un 10 seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations. La présente invention concerne un capteur d'usure et un balai d'essuie-glace pour véhicule automobile. La figure 1 représente la partie avant d'un véhicule automobile 1 15 comprenant un pare-brise 3 et un dispositif d'essuyage 5 comprenant deux bras d'essuyage 7 munis chacun d'un balai d'essuyage 9. Il est à noter que la présente invention peut également être réalisé au niveau d'un dispositif d'essuyage arrière d'un véhicule automobile. La figure 2 représente un ensemble comprenant un bras d'essuyage 7 et un balai d'essuyage 9. L'ensemble est configuré de sorte que le balai d'essuyage 7 peut être aisément démonté du bras d'essuyage 9, par exemple par encliquetage entre le bras d'essuyage 7 et le balai d'essuyage 9. Le balai d'essuyage 9 comprend une lame d'essuyage 9a destinée à venir en contact avec le pare-brise 3 lorsque le balai d'essuyage 9 est monté sur le véhicule automobile 1. Le balai d'essuyage 9 peut donc être aisément remplacé lorsque l'usure de la lame d'essuyage 9a le nécessite. De plus, le balai d'essuyage 9 est équipé d'un capteur d'usure 11 configuré pour déterminer l'usure de la lame d'essuyage 9a. Alternativement, le capteur d'usure 11 peut être déporté du balai d'essuyage 9 et positionné par exemple sur le bras d'essuyage 7 ou sur tout autre élément situé à proximité du balai d'essuyage 9. Le capteur d'usure peut comprendre un moyen de fixation permettant de le fixer sur son support (positionné sur le balai d'essuyage 9 ou sur le bras d'essuyage 7 par exemple). La fixation est par exemple réalisée par encliquetage ou sertissage ou moulage. Comme représenté sur la figure 3, le capteur d'usure 11 comprend un capteur 5 d'humidité 13 qui permet de déterminer les conditions climatiques auxquelles la lame d'essuyage 9a est exposée. Le capteur d'humidité 13 est par exemple réalisé par un capteur à silicium poreux dont l'impédance varie en fonction du taux d'humidité dans le silicium poreux. 5 Le capteur d'usure 11 peut également comprendre un dispositif accéléromètre 15 comprenant au moins un accéléromètre pour détecter un mouvement du balai d'essuyage 9. Si un seul accéléromètre est utilisé, son orientation est ajustée pour détecter un mouvement perpendiculaire à l'axe du balai d'essuyage 9 ce qui correspond à la direction de déplacement du balai d'essuyage 9. Il est également possible d'utiliser un accéléromètre multi-axes, 10 notamment un accéléromètre à trois axes ou plusieurs accéléromètres, par exemple trois accéléromètres disposés selon un trièdre pour pouvoir détecter tous les mouvements du balai d'essuyage 9. De plus, l'utilisation d'un ou plusieurs accéléromètres peut permettre de détecter des variations de conditions environnementales. En effet, en cas de gel ou de forte chaleur, la lame d'essuyage 9 peut adhérer plus fortement au pare-brise lors de l'activation du dispositif 15 d'essuyage 5 de sorte que l'accélération sera plus importante lorsque le balai d'essuyage sera mis en mouvement. Or, ces conditions environnementales ayant une forte influence sur l'usure de la lame d'essuyage, il est possible d'ajuster la détermination de l'usure de la lame d'essuyage par la détermination de ces variations de conditions environnementales. Le capteur d'usure 11 peut également comprendre un capteur de température 17, par 20 exemple un thermocouple ou une thermistance ce qui permet de déterminer les périodes de gel ou de fortes chaleurs. Le capteur d'usure 11 peut également comprendre un capteur de luminosité 19, par exemple une photodiode. En effet, certaines lames d'essuyage 9a sont sensibles aux rayons ultraviolets (UV), notamment les lames d'essuyage 9a en caoutchouc naturel de sorte qu'un 25 capteur de luminosité 19 permet d'estimer la quantité d'UV à laquelle est exposée la lame d'essuyage 9a. Le capteur d'usure 11 comprend également une unité de traitement 21 connectée aux différents moyens de mesure du capteur d'usure 11 décrits précédemment. L'unité de traitement 21 est par exemple réalisée par un microcontrôleur ou un microprocesseur et peut 30 comprendre une horloge interne 25. L'unité de traitement 21 est configurée pour déterminer un niveau d'usure de la lame d'essuyage 9a à partir des mesures des différents capteurs du capteur d'usure 11. Les mesures des différents capteurs peuvent être combinées selon un 6 algorithme prédéfini tenant compte des différentes mesures. Par exemple, différents coefficient de pondération de l'usure peuvent être définis en fonction d'intervalles de mesures des différents capteurs et ces coefficients de pondération sont combinés pour définir une fonction définissant l'usure de la lame en fonction du temps, les différents coefficients de 5 pondération modifiant la pente de la fonction. Par exemple, concernant les températures, différents intervalles peuvent être définis comme représenté sur le tableau de la figure 4. Par exemple un premier intervalle Ii pour les températures inférieures à -20°C associé à un premier coefficient de pondération Pl, un deuxième intervalle 12 pour les températures comprises entre -20°C et 0°C associé à un 10 deuxième coefficient de pondération P2, un troisième intervalle 13 pour les températures comprises entre 0°C et 30°C associé à un troisième coefficient de pondération P3 et un quatrième intervalle pour les températures supérieures à 30°C associé à un quatrième coefficient de pondération P4. Dans cet exemple, le coefficient de pondération P1 sera par exemple très élevé pour prendre en compte une usure rapide de la lame d'essuyage 9a lorsque 15 les températures sont inférieures à -20°C tandis que le coefficient de pondération P3 sera faible car entre 0 et 30°C l'usure de la lame 9a est réduite. Le nombre d'intervalles et la valeur des limites des intervalles sont donnés à titre d'exemple et d'autres valeurs peuvent être utilisées sans sortir du cadre de l'invention. De la même manière, différents coefficient de pondération peuvent être appliqués pour 20 l'humidité et pour les autres paramètres. Ces paramètres peuvent ensuite être combinés, par exemple par une somme ou une multiplication ou une autre fonction mathématique dans l'algorithme afin d'obtenir un coefficient d'usure et l'appliquer pour la durée d'utilisation correspondante. Ainsi, en prenant en compte les mesures des capteurs associés aux différents paramètres d'influence d'usure de la lame d'essuyage 9a, il est possible de déterminer de 25 manière fiable le niveau d'usure d'une lame d'essuyage 9a au cours du temps. Le capteur d'usure 11 peut également comprendre des moyens de communication sans fil 23 (représentés sur la figure 3), par exemple une antenne radio-fréquence permettant par exemple une communication de type WifiTM ou Bluetooth0 avec un téléphone portable 24 (visible sur la figure 5) ou un ordinateur de bord du véhicule automobile. Par téléphone 30 portable, on entend ici notamment un téléphone intelligent ou « smartphone » en anglais ou tout autre dispositif électronique portable permettant une communication sans fil telle qu'une tablette ou un ordinateur portable. Une application dédiée est par exemple installée sur le 7 téléphone portable et est configurée pour communiquer régulièrement avec le capteur d'usure et récupérer le niveau d'usure déterminé par le capteur d'usure 9. D'autres paramètres peuvent aussi être récupérés via la communication avec le capteur d'usure 9. Le capteur d'usure 11 peut également fonctionner comme une étiquette, aussi appelée 5 tag en anglais, configurée pour interagir avec un lecteur distant, situé par exemple au niveau de l'ordinateur de bord du véhicule automobile. Dans ce cas, le lecteur envoie un signal vers l'étiquette qui communique avec le lecteur en modulant et en renvoyant le signal émis par le lecteur, les données étant transmises par la modulation du signal reçu. L'étiquette peut également utiliser le signal transmis par le lecteur comme une source d'énergie. L'étiquette 10 peut comprendre deux états de fonctionnement, un état de veille pour permettre d'économiser de l'énergie et un état actif lorsque des signaux électromagnétiques sont reçus au niveau de l'antenne et fournissent de l'énergie. Les signaux électromagnétiques reçus correspondent ainsi à un signal d'activation. Ainsi, une communication à intervalles de temps prédéfinis, par exemple chaque mois, 15 peut être établie entre le téléphone portable (ou l'ordinateur de bord) et le capteur d'usure comme représenté sur la figure 5. Cette communication permet de transmettre l'estimation de l'usure de la lame d'essuyage 9a réalisée par le capteur d'usure 11 au téléphone portable (ou à l'ordinateur de bord), ce dernier pouvant envoyer un signal à l'utilisateur pour l'informer du niveau d'usure de la lame d'essuyage, notamment lorsque le niveau d'usure atteint un seuil 20 prédéterminé, par exemple 95 % de la durée de vie théorique de la lame d'essuyage 9a. Le signal peut correspondre à un signal sonore, à un signal visuel ou à une vibration. Les signaux peuvent être différents en fonction du pourcentage d'usure, par exemple un signal visuel vert lorsque le pourcentage d'usure est inférieur à 80 %, un signal visuel orange lorsque le pourcentage d'usure est compris entre 80 et 95 % et un signal visuel rouge combiné à un 25 signal sonore lorsque le pourcentage d'usure dépasse 95 %. Selon un mode de réalisation particulier, le capteur d'usure 11 est autonome en énergie et comprend des moyens de récupération d'énergie comme par exemple un panneau photovoltaïque, un balancier mécanique permettant de récupérer une partie de l'énergie cinétique fournie par le déplacement du balai d'essuyage lors de l'activation du dispositif 30 d'essuyage ou des vibrations générées au niveau du véhicule automobile, un dispositif piézoélectrique, une antenne radio-fréquence configurée pour récupérer l'énergie des ondes radiofréquence environnantes ou une combinaison des dispositifs précités ou tout autre dispositif 8 de récupération d'énergie connus de l'état de la technique. Ces moyens de récupération d'énergie peuvent être associés à un condensateur de forte capacité configuré pour emmagasiner une partie de l'énergie récupérée et la restituer ultérieurement. Le capteur d'usure 11 peut également comprendre une balise de positionnement ou 5 balise GPS 27 permettant de localiser le balai d'essuyage 9. En effet, suivant le lieu du véhicule, certains paramètres environnementaux d'influence de l'usure du balai d'essuyage 9 peuvent être déterminés et pris en compte par l'unité de traitement 21 pour déterminer le niveau d'usure du balai d'essuyage 9. Ces paramètres environnementaux correspondent par exemple à la pollution de l'air ou à la présence de sable ou d'autres particules abrasives par 10 exemple. De plus, le balai d'essuyage étant capable de communiquer avec un téléphone portable (ou un ordinateur de bord) comme décrit précédemment, il est également possible de transmettre des informations concernant des paramètres d'influence de l'usure du balai via ladite communication. Par exemple, en l'absence d'une balise GPS 27, la position peut être 15 fournie au balai d'essuyage par le téléphone portable (ou l'ordinateur de bord) afin de permettre à l'unité de traitement 21 de prendre en compte ce paramètre. A l'inverse les paramètres mesurés par le capteur d'usure 11 peuvent être transmis au téléphone portable (ou à l'ordinateur de bord). Ainsi, la température mesurée par le capteur d'usure 11 peut être utilisée pour déterminer une température extérieure ou le capteur 20 d'humidité peut être utilisé pour déclencher automatiquement le dispositif d'essuyage. Le capteur d'usure 11 peut être recouvert d'un revêtement protecteur, par exemple un revêtement gélatineux semi-rigide pour éviter toute dégradation des composants du capteur d'usure 11. Un dispositif de fixation permet alors la fixation sur son support, par exemple une fixation par encliquetage, par vissage ou par sertissage. 25 Un exemple de fonctionnement d'un balai d'essuyage 9 muni d'un capteur d'usure 11 va maintenant être décrit. Le capteur d'usure 11 est fixé sur le balai d'essuyage 9 qui peut être un balai d'essuyage installé sur un véhicule neuf ou une pièce détachée installée en remplacement d'un balai d'essuyage 9 usé. L'unité de traitement 21 du capteur d'usure 11 est synchronisée avec le téléphone 30 portable 24 (ou l'ordinateur de bord). Une synchronisation ou une mise à zéro est réalisée à chaque changement du balai d'essuyage 9, soit pour établir la connexion entre le nouveau capteur d'usure 11 et le téléphone portable 24 (ou l'ordinateur de bord), soit pour réinitialiser 9 le niveau d'usure lors d'un changement de balai d'essuyage 9. Le capteur d'usure 11 est donc configuré pour déterminer l'usure de la lame 9a du balai d'essuyage 9 au cours du temps et pour pondérer cette usure en fonction des signaux reçus des différents capteurs du capteur d'usure 11 comme les variations de température, la durée 5 d'utilisation du système d'essuyage, l'hygrométrie, etc. L'unité de traitement 21 est par exemple configurée pour récupérer une mesure des différents composants du capteur d'usure 11 à intervalles de temps réguliers. Les intervalles de temps pouvant être fixes ou dépendants de la valeur d'autres paramètres, par exemple en cas de forte humidité, l'intervalle de temps entre deux mesures d'accélération pourra être réduit. L'unité de traitement 21 combine donc, à 10 intervalles de temps réguliers, l'ensemble des mesures pour déterminer le niveau d'usure de la lame d'essuyage 9a. L'intervalle de temps entre chaque mesure ou chaque détermination de l'usure peut aussi dépendre du niveau d'énergie disponible. Le téléphone portable 24 (lorsqu'il est à proximité du véhicule, c'est-à-dire dans la portée du protocole de communication utilisé entre le téléphone 24 et le capteur d'usure 11) 15 ou l'ordinateur de bord sont par exemple configurés pour détecter le capteur d'usure 11 et lui envoyer une demande d'estimation de l'usure de la lame 9a du balai d'essuyage 9 à intervalles de temps réguliers, par exemple chaque mois. Le capteur d'usure 11 reçoit le signal émis par le téléphone portable 24 (ou l'ordinateur de bord) correspondant à une requête d'envoi du niveau d'usure. Le capteur d'usure 11 envoie 20 alors la dernière valeur d'usure de la lame 9a déterminée au téléphone 24 (ou à l'ordinateur de bord) et ce dernier met à jour la valeur d'usure stockée. L'utilisateur peut alors voir le niveau d'usure de son ou ses balais d'essayage 9 en consultant son téléphone portable (ou l'ordinateur de bord), par exemple via un menu dédié. Lorsque le niveau d'usure atteint 95 %, un voyant et/ou une alarme peuvent être activés pour 25 avertir l'utilisateur du besoin de changement du balai d'essuyage 9. Ainsi, l'utilisation d'un balai d'essuyage 9 comprenant un capteur d'usure 11 comprenant des moyens de mesure des paramètres d'influence de l'usure de la lame 9a du balais d'essuyage 9 permet de déterminer de manière fiable l'usure de la lame d'essuyage 9a et 30 donc le moment du changement de balai d'essuyage 9. En effet, un essuyage efficace permet d'accroître la visibilité et donc la sécurité en cas d'intempéries. De plus, le changement de balai d'essuyage 9 étant une action simple, elle est souvent réalisé par l'utilisateur lui-même de 10 sorte que le capteur d'usure 11 permet d'informer l'utilisateur du moment opportun pour procéder au changement de balai d'essuyage et ainsi maintenir une efficacité d'essuyage optimale tout en évitant de changer des balais d'essuyage REVENDICATIONS1. Capteur d'usure (11) destiné à être positionné sur un dispositif d'essuyage (5) notamment de véhicule automobile (1), le dispositif d'essuyage (5) comprenant une lame d'essuyage (9a) soumise à l'usure caractérisé en ce que le capteur d'usure (11) comporte un capteur d'humidité (13) pour tenir compte des conditions climatiques auxquelles la lame d'essuyage (9a) est exposée. 2. Capteur d'usure (11) selon la revendication 1 dans lequel le capteur d'humidité (13) est un capteur à silicium poreux. 3. Capteur d'usure (11) selon la revendication 1 ou 2 comportant également un dispositif accéléromètre (15) comprenant au moins un accéléromètre et configuré pour déterminer un nombre de cycles d'utilisation à partir des mesures du, au moins un, accéléromètre. 4. Capteur d'usure (11) selon la revendication 3 dans lequel le capteur d'usure (11) est 20 configuré pour déterminer des conditions environnementales à partir des mesures du dispositif accéléromètre (15). 5. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications précédentes comprenant un capteur de température (17). 25 6. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens de communication sans fil (23). 7. Capteur d'usure (11) selon la revendication 6 dans lequel les moyens de 30 communication sans fil (23) comprennent une antenne radio-fréquence. 8. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications précédentes comprenant une 12 horloge (25). 9. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications précédentes comprenant un détecteur de luminosité (19). 5 10. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens de récupération d'énergie, ledit capteur d'usure (11) étant autonome en énergie. 11. Capteur d'usure (11) selon la revendication 10 dans lequel les moyens de 10 récupération d'énergie sont configurés pour récupérer l'énergie cinétique lors de l'utilisation de l'es suie-glace. 12. Capteur d'usure (11) selon la revendication 10 dans lequel les moyens de récupération d'énergie comprennent des cellules photovoltaïques. 15 13. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications 10 à 12 comprenant au moins un condensateur configuré pour stocker l'énergie récupérée par les moyens de récupération d'énergie. 14. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications précédentes comprenant une balise de positionnement, par exemple de type « GPS » ou « Galileo » (27). 15. Capteur d'usure (11) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le capteur d'usure (11) est recouvert d'un revêtement gélatineux semi-rigide. 16. Balai d'essuie-glace (9) comprenant une lame d'essuyage (9a) soumise à l'usure et un capteur d'usure selon l'une des revendications précédentes.30