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Title:
CONTROL CIRCUIT AND METHOD FOR AN ELECTRIC MOTOR, IN PARTICULAR FOR DRIVING A WINDSHIELD WIPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/138367
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a control circuit (3) for an electric motor, in particular for driving a windshield wiper, including a control means (16) comprising an output for controlling the electric motor, the control means being capable of varying the angle of the motor between a given minimum value and maximum value. In particular, the control means (16) comprises an input for receiving a speed set point and is capable of controlling the angular speed of the motor according to the speed set point, the control circuit likewise including a set point means (14) comprising an input for receiving values of the angle of the motor and an output for providing a speed set point to the control means, the set point means (14) being capable of determining the speed set point from a continuous function of the motor angle. The invention likewise relates to a driving mechanism (2) for producing an alternating rotary motion comprising a circuit (3) such as described previously and an electric drive motor (4), as well as to a windshield wiper device (1) including at least one driving mechanism (2) such as described previously and an windshield wiper arm (5) driven by the driving mechanism.

Inventors:
BONNEFOUS EDOUARD (FR)
Application Number:
PCT/EP2011/057135
Publication Date:
November 10, 2011
Filing Date:
May 04, 2011
Export Citation:
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Assignee:
ECE (FR)
BONNEFOUS EDOUARD (FR)
International Classes:
B60S1/08; B60S1/16
Domestic Patent References:
WO1998030422A11998-07-16
WO1999006251A11999-02-11
WO2002022409A12002-03-21
WO1996007566A11996-03-14
Foreign References:
US20090248243A12009-10-01
US20100024148A12010-02-04
EP2006172A22008-12-24
US4271381A1981-06-02
FR2893575A12007-05-25
FR2744685A11997-08-14
Attorney, Agent or Firm:
CASALONGA, Axel (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Circuit de commande (3) pour moteur électrique, notamment d' entraînement d' essuie-glace, comprenant un moyen de commande ( 16) comportant une sortie pour commander le moteur électrique, le moyen de commande ( 16) étant apte à faire varier l ' angle du moteur entre une valeur minimale et une valeur maximale données, caractérisé en ce que le moyen de commande ( 16) comporte une entrée pour recevo ir une consigne de vitesse et est apte à commander la vitesse angulaire du moteur selon la consigne de vitesse, le circuit de commande comprenant également un moyen de consigne ( 14) comportant une entrée pour recevoir des valeurs de l ' angle moteur et une sortie pour fournir une consigne de vitesse au moyen de commande, le moyen de consigne ( 14) étant apte à déterminer la consigne de vitesse à partir d 'une fonction continue de l ' angle moteur.

2. Circuit selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de consigne ( 14) est apte à déterminer une première valeur angulaire du moteur, supérieure à la valeur minimale, et une deuxième valeur angulaire comprise entre la première valeur angulaire et la valeur maximale, à fournir une consigne de vitesse variant avec la valeur de l ' angle moteur lorsque celle-ci est comprise entre la valeur minimale et la première valeur ou entre la deuxième valeur et la valeur maximale , et à fournir une consigne de vitesse de valeur absolue constante lorsque la valeur de l ' angle moteur est comprise entre la première et la deuxième valeur.

3. Circuit selon la revendication 2, dans lequel le moyen de consigne ( 14) comporte également une entrée pour sélectionner un mode utilisateur et dans lequel la valeur de la consigne de vitesse constante, la valeur maximale, la valeur minimale, la première valeur et la deuxième valeur de l ' angle moteur sont déterminées en fonction du mode utilisateur.

4. Circuit selon l 'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de commande ( 16) comporte également une entrée pour recevoir les valeurs de la vitesse angulaire du moteur, et est apte à commander le couple moteur en fonction de l'écart entre la vitesse angulaire du moteur et la consigne de vitesse.

5. Circuit selon la revendication précédente, comprenant également un moyen de détermination (15) comportant une entrée pour recevoir des valeurs de l'angle moteur, et une sortie pour fournir au moyen de commande, la vitesse angulaire du moteur, le moyen de détermination (15) étant apte à calculer la vitesse angulaire du moteur à partir des valeurs de l'angle moteur.

6. Circuit selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le moyen de commande peut comporter également une entrée pour recevoir une consigne d'angle moteur et une entrée pour recevoir des valeurs d'angle moteur, et peut être apte, lors de phases d'arrêt du moteur, à commander le moteur en fonction de l'écart entre l'angle moteur et la consigne d'angle moteur.

7. Dispositif d'entraînement (2) pour réaliser un mouvement rotatif alternatif comportant un circuit selon l'une des revendications 1 à 6, et un moteur électrique d'entraînement (4).

8. Dispositif d'entraînement (2) selon la revendication précédente, dans lequel le moteur est un moteur synchrone, de préférence sans balai.

9. Dispositif d'essuie-glace (1), en particulier pour véhicule automobile ou pour aéronef, comprenant au moins un dispositif d'entraînement (2) selon l'une des revendications 7 à 8, et un bras d'essuie glace (5) entraîné par le dispositif d'entraînement.

10. Procédé de commande d'un moteur électrique, notamment d'entraînement d'essuie-glace, dans lequel on commande le moteur de manière à faire varier l'angle moteur entre une valeur minimale et une valeur maximale données, caractérisé en qu'on commande également la vitesse angulaire du moteur selon une consigne de vitesse, ladite consigne de vitesse étant déterminée à partir d'une fonction continue de l'angle moteur.

11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on détermine une première valeur angulaire du moteur, supérieure à la valeur minimale, et une deuxième valeur angulaire comprise entre la première valeur angulaire et la valeur maximale, on fournit une consigne de vitesse variant avec la valeur de l ' angle moteur lorsque celle-ci est comprise entre la valeur minimale et la première valeur ou entre la deuxième valeur et la valeur maximale, et on fournit une consigne de vitesse constante lorsque la valeur de l ' angle moteur est comprise entre la première et la deuxième valeur.

12. Procédé selon la revendication 1 1 , dans lequel la valeur de la consigne de vitesse constante, la valeur maximale , la valeur minimale, la première valeur et la deuxième valeur de l ' angle moteur sont déterminées en fonction d' un mode utilisateur.

13. Procédé selon l 'une des revendications 10 à 12, dans lequel on commande également le couple moteur en fonction de l ' écart entre la vitesse angulaire du moteur et la consigne de vitesse.

14. Procédé selon l 'une des revendications 10 à 12, dans lequel on commande le moteur en fonction de l ' écart entre l ' angle moteur et une consigne d' angle moteur, lors de phases d' arrêt du moteur.

Description:
Circuit et procédé de commande pour moteur électrique, notamment d'entraînement d'essuie-glace

La présente invention concerne les circuits et procédés de commande pour moteur électrique, notamment d'entraînement d'essuie-glace. L'invention concerne également un dispositif d'entraînement pour réaliser un mouvement rotatif alternatif dans un sens puis dans un autre, ainsi qu'un dispositif d'essuie-glace. De tels mouvements sont utilisés typiquement pour l'essuyage de pare-brises de véhicules, par exemple les automobiles, les poids lourds, les trains, les aéronefs, etc.

Il est connu, notamment pour entraîner l'essuie-glace arrière d'un véhicule automobile, d'utiliser un moteur effectuant un mouvement pendulaire. L'angle moteur est alors proportionnel à l'angle du bras de l'essuie-glace, selon un rapport de réduction constant. Un tel exemple est notamment décrit dans le brevet US 4271 381. Le réducteur peut ainsi être une roue associée à une vis sans fin, et les changements de sens de balayage de l'essuie-glace peuvent être commandés par des interrupteurs électriques d'alimentation, qui sont solidaires de l'arbre de sortie du moteur, et qui alimentent le moteur à courant continu. D'autres exemples sont également décrits dans les documents FR 2893575, WO 98/30422, WO 99/06251, FR 2744685, WO 02/22409 et WO 96/07566. Dans ces dispositifs, le moteur est commandé en fonction de l'angle du moteur, notamment les deux angles délimitant le secteur de balayage de l'essuie-glace et l'angle d'arrêt, ou en fonction de butées mécaniques matérialisant ces angles caractéristiques. Le moteur est alors commandé en tout, rien ou inverse. Cependant, les dispositifs ne sont pas adaptés pour les applications dans lesquelles le couple, notamment aérodynamique, l'inertie et la longueur du bras d'essuie-glace sont plus élevés. En effet, pour ces applications, les demi-tours de l'essuie- glace ne peuvent pas être opérés par commutation brutale. De plus, les moteurs fonctionnent en boucle ouverte et donc à couple maximum, ce qui diminue le rendement de fonctionnement de celui-ci aux faibles vitesses de rotation.

On connaît également des dispositifs comportant généralement un moteur et un convertisseur mécanique réalisant d 'une part une réduction de vitesse du moteur électrique et d' autre part une transformation du mouvement de rotation en un mouvement de va-et- vient. Dans un tel dispositif, l ' axe du moteur tourne toujours dans le même sens, plus ou moins rapidement. Un système de type bielle et manivelle assure par exemple la transformation du mouvement rotatif en un mouvement alternatif. Par ailleurs, pour les aéronefs, les dispositifs présentent également une position d' arrêt (dite de parking) se situant généralement en dehors du secteur de balayage du pare- brise. Pour cela, le mécanisme de bielle-manivelle peut comprendre une came excentrée et un cliquet. Avec un tel dispositif, le sens de rotation du moteur détermine le mode de fonctionnement de l' essuie- glace : balayage du secteur de pare-brise lorsque le moteur tourne dans un sens donné et positionnement en position d ' arrêt lorsque le moteur tourne dans l ' autre sens .

Les dispositifs comprenant un système de bielle-manivelle présentent plusieurs inconvénients. En effet, ces dispositifs comprennent de nombreuses pièces et sont conçus pour une géométrie déterminée (angle de balayage, position de parking, etc) . Ainsi, de tels dispositifs sont chers, comp lexes, encombrants, et nécessitent un espace suffisant pour pouvoir effectuer la transformation de mouvement rotatif en mouvement de va-et-vient. De plus, en raiso n des nombreuses pièces, le convertisseur mécanique a une masse non négligeable qui est le plus souvent embarquée à bord d'un véhicule. Enfin, le dispositif étant conçu pour une géométrie déterminée, il est nécessaire de recréer plusieurs pièces lorsqu' on souhaite fabriquer un tel dispositif pour une nouvelle application.

Un but de la présente invention est donc de proposer un circuit permettant de commander un moteur, notamment d' entraînement d' essuie-glace, de manière plus efficace, par exemple en limitant la consommation électrique et r échauffement du moteur. Par ailleurs, un but de l 'invention est de proposer un dispositif d' entraînement compact, fiable et facile à installer, permettant de convenir à tout type d' application tout en nécessitant peu ou pas de mo difications structurelles.

A cet effet, dans un mode de réalisation, il est proposé un circuit de commande pour moteur électrique, notamment d' entraînement d' essuie-glace, comprenant un moyen de commande comportant une sortie pour commander le moteur électrique, le moyen de commande étant apte à faire varier l ' angle du moteur entre une valeur minimale et une valeur maximale données. En particulier, le moyen de commande comporte une entrée pour recevoir une consigne de vitesse et est apte à commander la vitesse angulaire du moteur selon la consigne de vitesse, le circuit de commande comprenant également un moyen de co nsigne comportant une entrée pour recevoir des valeurs de l ' angle moteur et une sortie pour fournir une consigne de vitesse au moyen de commande, le moyen de consigne étant apte à déterminer la consigne de vitesse à part ir d'une fonction co ntinue de l ' angle moteur.

On entend par fonction continue, une fonction pour laquelle, lorsque l ' angle moteur s ' approche d 'un angle donné, la consigne de vitesse s ' approche de la valeur de consigne pour ledit angle donné. Cela signifie en particulier que la consigne de vitesse varie en fonction de l ' angle moteur sans variation brusque de valeur. Ainsi, le circuit est apte à commander la vitesse du moteur de façon à limiter la puissance électrique consommée par le moteur, tout en conservant un dispositif compact, léger et fiable. Par exemple, la variation de la consigne de vitesse peut être inférieure ou égale, pour une variation donnée de l' angle moteur, à une valeur déterminée. La variation de la consigne de vitesse peut être inférieure ou égale à un quart, préférentiellement à un sixième, p lus préférentiellement à un huitième, et encore plus préférentiellement à un dixième de la consigne de vitesse maximale, pour toute variation de l ' angle moteur égale à un vingtième de la différence entre la valeur maximale et une valeur minimale de l ' angle du moteur, c ' est-à-dire pour toute variation de l ' angle moteur égale à un vingtième du secteur balayé. Lorsque le circuit de commande est un circuit analogique et que l' angle moteur est fourni par un capteur de position délivrant un signal continu, la consigne de vitesse peut être une fonction continue de l ' angle moteur.

Lorsque le circuit de commande est un circuit numérique et que l ' angle moteur est un signal échantillonné, la consigne de vitesse peut être aussi une fonction échantillonnée, mais qui est déterminée, pour chaque échantillon de l ' angle moteur, selon une fonction continue.

En particulier, lors des demi-tours du moteur, la consigne de vitesse diminue, s 'annule et change de signe. On évite ainsi les changements brutaux de sens de rotation, ainsi que les pertes énergétiques importantes. Par ailleurs, pour commander la vitesse du moteur selon la consigne de vitesse, le couple du moteur est ajusté, ce qui permet de n'utiliser que le couple nécessaire et suffisant.

Le moyen de consigne peut être apte à déterminer une première valeur angulaire du moteur, supérieure à la valeur minimale, et une deuxième valeur angulaire comprise entre la première valeur angulaire et la valeur maximale, à fournir une consigne de vitesse variant avec la valeur de l ' angle moteur lorsque celle-ci est comprise entre la valeur minimale et la première valeur ou entre la deuxième valeur et la valeur maximale, et à fournir une consigne de vitesse de valeur absolue constante (correspondant à la consigne de vitesse maximale souhaitée en valeur abso lue) lorsque la valeur de l ' angle moteur est comprise entre la première et la deuxième valeur. La consigne de vitesse présente alors trois parties en fonction de l ' angle moteur : une première partie cro issante correspondant à une augmentation de la vitesse du moteur jusqu' à atteindre la vitesse maximale souhaitée, une deuxième partie constante correspondant au balayage à la vitesse voulue du pare-brise, et une troisième partie décroissante correspondant à une diminution de la vitesse du moteur avant le changement de sens . Une telle consigne de vitesse permet notamment d' obtenir un mouvement de rotation uniforme entre la première et la deuxième valeur, c ' est-à-dire au milieu du secteur de balayage, ce qui permet un confort visuel pour l 'utilisateur. De plus, on limite les effets de l ' inertie sur le moteur, ainsi que les pertes énergétiques, puisque la vitesse du moteur est commandée pour augmenter ou diminuer pro gressivement.

Le moyen de consigne peut co mporter également une entrée pour la sélection d 'un mode utilisateur, la consigne de vitesse maximale souhaitée, la valeur maximale, la valeur minimale, la première valeur et la deuxième valeur de l ' angle moteur pouvant être déterminées en fonction du mode utilisateur sélectionné. Le mode utilisateur correspond à un mode de fonctionnement de l ' essuie-glace, par exemple en fonctio n de l ' importance de la pluie tombant sur le pare-brise.

Le moyen de commande peut comporter également une entrée pour recevoir les valeurs de la vitesse angulaire du moteur, et peut être apte à commander le couple moteur en fonction de l ' écart entre la vitesse angulaire du moteur et la consigne de vitesse. La vitesse angulaire du moteur est alors contrôlée en boucle fermée par le moyen de commande. Autrement dit, la vitesse angulaire du moteur est commandée par asservissement par le moyen de commande. On obtient ainsi une meilleure vitesse angulaire, notamment par rapport à la consigne de vitesse.

Le moyen de commande peut comporter également une entrée pour recevoir une consigne d ' angle moteur et une entrée pour recevoir des valeurs de l' angle moteur, et peut être apte, lors de phases d' arrêt du moteur, à commander le moteur en fonction de l ' écart entre l' angle moteur et la consigne d ' angle moteur. L ' angle moteur est alors contrôlé en boucle fermée par le moyen de commande.

Le circuit peut également comprendre un moyen de détermination comportant une entrée pour recevoir des valeurs de l ' angle moteur, et une sortie pour fournir au moyen de commande, la vitesse angulaire du moteur, le moyen de détermination étant apte à calculer la vitesse angulaire du moteur à partir des valeurs de l ' angle moteur.

L 'invention concerne également, selon un autre aspect, un dispositif d ' entraînement pour réaliser un mouvement rotatif alternatif comportant un circuit tel que décrit précédemment, et un moteur électrique d' entraînement.

Le moteur peut être un moteur synchrone, de préférence sans balai.

L 'invention concerne également un dispositif d' essuie-glace, en particulier pour véhicule automobile ou pour aéronef, comprenant au mo ins un dispositif d ' entraînement tel que décrit précédemment, et un bras d' essuie glace entraîné par le dispositif d' entraînement, éventuellement par l ' intermédiaire d'une transmission mécanique. La transmission mécanique est de préférence à réduction fixe. La transmission mécanique peut être une roue et une vis sans fin, ou un dispositif à trains d ' engrenages directs .

Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de commande d' un moteur électrique, notamment d ' entraînement d' essuie-glace, dans lequel on commande le moteur de manière à faire varier l ' angle moteur entre une valeur minimale et une valeur maximale données, et dans lequel on commande également la vitesse angulaire du moteur selon une consigne de vitesse, ladite consigne de vitesse étant déterminée à partir d'une fonction continue de l ' angle moteur.

Avantageusement, on détermine une première valeur angulaire du moteur, supérieure à la valeur minimale, et une deuxième valeur angulaire comprise entre la première valeur angulaire et la valeur maximale, on fournit une consigne de vitesse variant avec la valeur de l' angle moteur lorsque celle-ci est comprise entre la valeur minimale et la première valeur ou entre la deuxième valeur et la valeur maximale, et on fournit une consigne de vitesse constante (correspondant à une consigne de vitesse maximale souhaitée) lorsque la valeur de l ' angle moteur est comprise entre la première et la deuxième valeur.

La valeur de la consigne de vitesse constante, la valeur maximale, la valeur minimale, la première valeur et la deuxième valeur de l' angle moteur peuvent être déterminées en fo nction d'un mode utilisateur. Avantageusement, on commande également le couple moteur en fonction de l'écart entre la vitesse angulaire du moteur et la consigne de vitesse.

On peut également commander le moteur en fonction de l'écart entre l'angle moteur et une consigne d'angle moteur, lors de phases d'arrêt du moteur.

L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation particulier, pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement un dispositif d'essuie- glace selon l'invention ;

- la figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement selon l'invention ;

- la figure 3 représente un exemple d'une consigne de vitesse en fonction de l'angle moteur, selon l'invention, et

- la figure 4 représente la variation de l'angle moteur en fonction du temps, selon l'invention.

Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un dispositif d'essuie-glace 1. Le dispositif d'essuie-glace 1 comprend un dispositif d'entraînement 2, comportant un circuit de commande 3 et un moteur d'entraînement 4, et un bras d'essuie-glace 5 entraîné par le moteur 4 et balayant la surface d'un pare brise 6, par exemple d'un aéronef.

Plus particulièrement, le bras d'essuie-glace 5 parcourt, par des allers-retours, un secteur de balayage du pare-brise qui est délimité par une première position 7 et une deuxième position 8 du bras d'essuie-glace. La première et la deuxième position du bras d'essuie- glace correspondent aux deux bords du secteur de balayage : il s'agit des limites de la surface essuyée ainsi que des positions de l'essuie- glace dans lesquelles le sens de rotation s'inverse. On considère dans la suite de la description que la première position 7 correspond à une valeur minimale 0 m i n de l'angle moteur, et que la deuxième position 8 correspond à une valeur maximale 0 max de l'angle moteur. De plus, le bras d'essuie-glace 5 peut également être positionné dans une position d'arrêt 9, dite de parking, correspondant un angle moteur 6 pa rk. La position d'arrêt 9 peut notamment être située en-dehors du secteur de balayage du pare-brise, voire peut être située en-dehors du pare-brise 6, tel que cela est représenté sur la figure 1.

Selon l'utilisation qui est faite du dispositif d'entraînement, notamment en termes de couple et de vitesse, le dispositif d'entraînement 2 peut comprendre également un réducteur 10, monté entre le moteur 4 et le bras d'essuie-glace 5. Le réducteur d'angle 10 peut être formé par exemple d'une part une vis sans fin montée solidaire de l'arbre de sortie du moteur 4 et d'autre part d'un engrenage solidaire de l'essuie-glace 5, ou bien par trois trains d'engrenages directs.

Le moteur 4 est un moteur capable d'entraîner son arbre de sortie dans un premier sens de rotation et dans le sens de rotation inverse. Le moteur 4 effectue donc une rotation pendulaire ou réversible. Le moteur 4 peut être un moteur électrique, par exemple un moteur synchrone, de préférence sans balais. Ce type de moteur est adapté à la présente utilisation et permet avec une grande fiabilité de tourner dans un sens puis dans l'autre, même avec des changements de sens de rotation fréquents. Ce moteur sans balais est avantageusement du type comportant un stator bobiné extérieur et un rotor magnétique central.

Selon un mode de réalisation, le moteur 4 peut également comprendre un frein statique, par exemple un frein à manque de courant (non-représenté) permettant de maintenir l'angle moteur constant lorsque celui-ci n'est plus alimenté en courant. Le frein statique est notamment utilisé lors des phases d'arrêt, pour limiter la rotation du moteur sous l'effet d'éléments extérieurs tels que le vent. Le moteur ne consomme alors pas d'énergie pour maintenir le bras d'essuie glace dans sa position d'arrêt.

Le moteur 4 peut aussi comprendre un capteur 11. Le capteur 11 peut être un codeur ou un résolveur, disposé sur l'axe du rotor magnétique. Le capteur 11 permet par exemple de mesurer la position angulaire Θ, voire la vitesse angulaire (dG/dt), du moteur 4, et transmet les valeurs mesurées au circuit de commande 3. Il peut également s ' agir d'un capteur de type magnétique, mécanique, optique, etc.

Le dispositif d' entraînement comprend également le circuit de commande 3. Le circuit de commande 3 comprend une sortie pour commander le moteur 4. Il peut s ' agir d'une sortie d ' alimentat ion électrique du moteur 4. Dans ce cas, le courant et la tension imposés au moteur 4 peuvent permettre de commander le couple et la vitesse angulaire du moteur.

Le circuit de commande 3 comprend également une première entrée pour sélectionner un mode utilisateur MU. Ce mo de utilisateur peut être sélectionné par l'utilisateur qui est situé derrière le pare- brise et qui adapte la vitesse de balayage des essuie-glaces en fonct io n des conditions météorologiques : par exemple balayage intermittent, balayage lent, balayage rapide, pas de balayage. Le mode utilisateur peut également être fourni par un détecteur de pluie, disposé sur le pare-brise et déterminant la vitesse de balayage nécessaire pour essuyer le pare-brise.

Le circuit de commande comprend également une entrée pour recevoir les valeurs du capteur 1 1 . Les valeurs d' angle moteur Θ ou de vitesse moteur (d9/dt) du moteur 4 sont utilisées pour commander en conséquence le moteur et/ou pour effectuer un asservissement. Alternativement, le circuit de commande peut également détecter les positions d' arrêt du moteur par des butées mécaniques 12, 1 3 situées, respectivement, à proximité de la position d ' arrêt du bras d' essuie- glace, et à proximité de la deuxième position du bras d ' essuie-glace . Les butées 12, 13 peuvent permettre au moyen de commande, à chaque mise sous tension, de positionner le moteur dans une position de référence déterminée en détectant une vitesse angulaire nulle.

Le circuit de commande 3 comprend notamment un moyen de consigne 14 comprenant une entrée pour recevoir le mode utilisateur MU, une entrée pour recevoir le signal du capteur de position 1 1 , et une sortie pour délivrer une consigne de vitesse (d9/dt) c . Le circuit de commande 3 comprend également un moyen de détermination 1 5 comportant une entrée pour recevoir les signaux du capteur de position 1 1 , et une sortie pour délivrer des valeurs de vitesse angulaire calculées à partir des données du capteur de position 1 1 . Enfin, le circuit de commande comprend un moyen de commande 16 comportant une entrée pour recevo ir la consigne de vitesse (d9/dt) c délivrée par le moyen de consigne 14, une entrée pour recevoir les valeurs de vitesse angulaire (dG/dt) délivrées par le moyen de détermination 15 , et une sortie pour commander le moteur 4, par exemple une sortie d' alimentation électrique du moteur 4.

La figure 2 décrit schématiquement un mode de réalisation du circuit de commande 3 . En particulier, la figure 2 décrit un exemp le de moyen de commande 16.

Le mo yen de commande 16 co mprend un premier comparateur 17 capable de comparer la vitesse angulaire (dO/dt) déterminée par le moyen de détermination 15 et la consigne de vitesse (d6/dt) c fournie par le moyen de consigne 14. Le premier comparateur 17 délivre en sortie une grandeur représentative de l ' écart entre la vitesse angulaire (d6/dt) et la consigne de vitesse (d9/dt) c , à un premier correcteur 1 8. Le premier correcteur 1 8 permet de modifier la commande du moteur 4 de façon à réduire, voire supprimer, l' écart entre la vitesse angulaire du moteur et la consigne de vitesse. Le premier comparateur 17 et le premier correcteur 1 8 forment donc un asservissement en boucle fermée de la vitesse angulaire du moteur, afin d' obtenir une vitesse angulaire du moteur aussi proche que possible de la consigne de vitesse .

La commande de la vitesse et de l ' angle du moteur en boucle fermée peut permettre également de détecter, à partir de la consigne de couple, des phénomènes d' oscillation du bras essuie-glace . En effet, selon la masse du bras et la raideur torsionnelle de la transmission mécanique, on peut observer un phénomène d ' oscillation de type « masse-ressort » entretenu par les frottements entre le bras et le pare- brise . Une telle oscillation peut générer un sur-couple et endommager le dispositif. Le moyen de commande 3 peut être apte à détecter une telle oscillation, et à commander le moteur en conséquence pour limiter, voire annuler, ce phénomène. Le premier correcteur 1 8 délivre ainsi en sortie un courant, dit actif, I q r ef. Le courant I q _ r e f permet de commander le coup le du moteur 4 : il s ' agit d' un premier courant correspondant à une commande vectorielle du moteur. Dans le cas d'une commande vectorielle, le couple du moteur est commandé par le courant, et la vitesse est commandée par la tension. Cependant, le couple peut également permettre de commander la vitesse du moteur. En effet, la vitesse angulaire du moteur peut être contrôlée par le courant d ' alimentation du moteur, en raison des différents moments de force qui s ' exercent sur le bras d' essuie-glace, et qui peuvent diminuer la vitesse angulaire du moteur : le couple du moteur permet de s 'opposer à ces moments, et ainsi d' obtenir la vitesse angulaire souhaitée.

Ainsi, le circuit de commande 3 permet d' ajuster le couple, et donc le courant d ' alimentation du moteur 4, en fonction des besoins . I l n' est pas nécessaire d ' appliquer le couple maximum du moteur à tout instant pour être sûr d'obtenir la vitesse angulaire souhaitée. En limitant ainsi le couple du moteur, et donc le courant d ' alimentation, le circuit de commande permet de réduire la puissance électrique fournie au moteur 4 , et donc permet d' augmenter le rendement du dispositif. Par ailleurs, en limitant le courant d ' alimentation du moteur, le circuit de commande limite également les pertes thermiques provoquées par la résistance interne du moteur. On obtient ainsi un meilleur rendement et un échauffement moindre du moteur.

Le premier moyen de correction 1 8 peut également être apte à déterminer, à partir des écarts entre la consigne de vitesse et la vitesse angulaire du moteur, le couple nécessaire au moteur, et donc le couple de freinage correspondant aux frottements du bras sur le pare-brise et/ou aux frottements de l ' air sur le bras . Dans la mesure où le couple de frottements du bras sur le pare-brise est le même dans les deux sens de fonctionnement du bras, alors le couple de frottement de l ' air est moteur ou freinant selo n le sens de fonctionnement du bras, le premier moyen de correction peut distinguer les deux couples, et en déduire , par exemple, la vitesse du véhicule (en fonction du couple de frottement de l ' air et pour une pression atmosphérique donnée) ou bien encore l ' état de surface du pare-brise, sec ou mouillé (en fonction du couple de frottement du bras essuie-glace sur le pare-brise) .

Le courant I q _ r e f est ensuite délivré à un deuxième comparateur 19, qui reçoit également le courant I q délivré au moteur par le circuit de commande . Le deuxième comparateur 19 est capable de comparer le courant de référence I q _ r e f et le courant appliqué I q . Le deuxième comparateur 19 délivre en sortie une grandeur représentative de l' écart entre ces deux grandeurs, à un deuxième correcteur 20. Le deuxième correcteur 20 permet également de modifier la commande du moteur 4 de façon à compenser l ' écart entre la valeur de courant souhaitée I q _r e f et la valeur I q effectivement appliquée. Le deuxième comparateur 19 et le deuxième correcteur 20 forment donc un asservissement en boucle fermée du courant actif I q d ' alimentation du moteur.

Le moyen de commande 16 peut comprendre également un asservissement en boucle fermé du courant Id_ r e f qui est le deuxième courant correspondant à la commande vectorielle du moteur 4. Le courant Id_ r e f est délivré à un troisième comparateur 21 , qui reço it également le courant la délivré au moteur par le circuit de commande. Le troisième comparateur 21 est capable de comparer le courant de référence la r e f et le courant appliqué la- Le troisième comparateur 2 1 délivre en sortie une grandeur représentative de l ' écart entre ces deux grandeurs, à un troisième correcteur 22. Le troisième correcteur 22 permet également de mo difier la commande du moteur 4 de façon à compenser l' écart entre la valeur de courant souhaitée Id_ r e f et la valeur la effectivement appliquée. Le troisième comparateur 21 et le troisième correcteur 22 forment donc un asservissement en bouc le fermée du courant actif la d' alimentation du moteur.

Le deuxième correcteur 20 délivre ainsi en sortie un courant actif corrigé I q _ C O rr et le tro isième correcteur 22 délivre en sortie un courant actif corrigé la con - Les courants I q _ C O rr et la C O rr permettent de commander le couple du moteur 4 : il s ' agit de la commande vectorielle du moteur. Cette commande vectorielle est ensuite convertie en commande scalaire appliquée sur les trois phases du moteur. Ainsi, le moyen de commande 16 comprend également un moyen de conversion 23. Le moyen de conversion 23 comprend une entrée pour recevoir les valeurs d'angle moteur Θ, et deux entrées pour recevoir les courants I q _ C orr et Id CO rr. Le moyen de conversion 23 permet de convertir la commande vectorielle en commande scalaire, en délivrant en sortie les trois courants I a , Ib, I c . Les courants I a , Ib, I c sont les courants qui sont délivrés par le moyen de commande 16 et qui sont directement appliqués au moteur 4, afin d'obtenir la rotation de l'arbre de sortie du moteur. Le moyen de conversion 23 peut ainsi mettre en œuvre une transformée de Park, afin d'obtenir les courants I a , Ib, I c en fonction des courants I q _ CO rr et la corr de la commande vectorielle.

Le moyen de commande 16 comprend enfin un quatrième comparateur 24 et un moyen d'inversion 25 recevant en entrée les courants I a , Ib, et Θ, et délivrant en sortie les courants I q et la correspondants. Le quatrième comparateur 24 et le moyen d'inversion 25 permettent d'asservir en boucle fermée les courants de commande du moteur. Dans le cas présent, le moyen d'inversion 25 peut mettre en œuvre une transformée inverse de Park.

La figure 3 représente un exemple de consigne de vitesse délivrée par le moyen de consigne 14, pour un mode utilisateur donné, lorsque le bras d'essuie-glace essuie la surface de balayage.

La consigne de vitesse comprend une première partie 26, pour des valeurs de l'angle moteur Θ comprises entre 9 m i n et une première valeur θι. Sur la première partie, la consigne de vitesse augmente de manière continue avec l'angle moteur Θ. La première partie correspond à la consigne de vitesse du bras essuie-glace lorsque celui-ci se trouve dans la première position 7 (correspondant 6 m i n ) et part en direction de la deuxième position 8 (correspondant 9 max ). La première partie 26 correspond à une phase d'accélération progressive du bras d'essuie- glace, jusqu'à atteindre la vitesse angulaire constante déterminée (correspondant à la vitesse angulaire maximale souhaitée (d9/dt) max ), lorsque la position du bras d'essuie-glace est à la première valeur θι. En particulier, le circuit de commande 16 applique au moteur 4 un courant augmentant progressivement afin d' obtenir la vitesse angulaire souhaitée, tout en limitant la puissance électrique consommée par le moteur. De préférence, l' accélération du bras d' essuie- glace est constante durant toute la durée de la première partie 26.

La première valeur θ ι peut être déterminée par le moyen de consigne 14, notamment en fonction du mode utilisateur. En effet, la consigne de vitesse doit être égale à la vitesse angulaire maximale souhaitée (d9/dt) max par l 'utilisateur, lorsque le bras se trouve à la première valeur θ ι . Si la vitesse utilisateur est élevée, le moyen de consigne 14 peut choisir une première valeur θ ι plus élevée afin de disposer d'un plus grand secteur angulaire pour augmenter la vitesse angulaire du moteur. On obtient alors une accélération modérée, et donc une puissance électrique diminuée.

A l' inverse, si la vitesse utilisateur est petite, la première valeur θ ι pourra être choisie plus petite car un faible secteur angulaire sera nécessaire pour atteindre la vitesse angulaire souhaitée.

Lorsque la vitesse angulaire maximale déterminée est atteinte, la consigne de vitesse présente alors une deuxième partie 27 sur laquelle elle reste constante, pour des valeurs de l ' angle moteur Θ comprises entre la première valeur θ ι et une deuxième valeur θ 2 . Ce secteur angulaire correspond au secteur central de la surface de balayage. Le fait d ' avoir une vitesse angulaire constante sur ce secteur permet d' offrir un meilleur confort visuel à l'utilisateur.

Lorsque la valeur angulaire atteint la deuxième valeur θ 2 , la consigne de vitesse présente alors une troisième partie 28 , pour des valeurs de l ' angle moteur Θ comprises entre la deuxième valeur θ 2 et la valeur 0 max . Sur la troisième partie, la consigne de vitesse diminue de manière continue avec l ' angle moteur Θ . La troisième partie correspond à la consigne de vitesse du bras essuie-glace lorsque celui- ci se rapproche de la deuxième position 8 (correspondant 9 max ) et se prépare à effectuer un demi-tour. La troisième partie 28 correspond à une phase de décélération progressive du bras d' essuie-glace , jusqu' à atteindre la vitesse angulaire nulle, lorsque la position du bras d' essuie-glace est à la valeur 9 max . En particulier, le circuit de commande 16 applique au moteur 4 un courant diminuant progressivement afin d' obtenir la vitesse angulaire nulle. La décélération du bras d' essuie-glace peut par exemple être constante durant toute la durée de la troisième partie 28.

La deuxième valeur θ 2 peut être déterminée par les moyens de consigne 14, en fonction des caractéristiques de décél ération de la vitesse angulaire et de la vitesse ut ilisateur.

La consigne de vitesse comprend une quatrième partie 29, pour des valeurs de l ' angle moteur Θ comprises entre 9 max et la deuxième valeur θ 2 . Sur la quatrième partie, la consigne de vitesse augmente de manière continue avec l' angle moteur Θ . La quatrième partie correspond à la consigne de vitesse du bras essuie-glace lorsque celui- ci se trouve dans la deuxième position 8 (correspondant 9 max ) et part en direction de la première position 7 (correspondant 9 m i n ) . La quatrième partie 29 correspond à une phase d ' accélération progressive du bras d ' essuie-glace, jusqu ' à atteindre la vitesse angulaire constante déterminée (correspondant à la vitesse angulaire maximale souhaitée (-(d0/dt) max )), lorsque la position du bras d ' essuie-glace est à la deuxième valeur θ 2 . En particulier, le circuit de commande 1 6 applique au moteur 4 un courant augmentant progressivement afin d' obtenir la vitesse angulaire souhaitée, tout en limitant la puissance électrique consommée par le moteur.

La deuxième valeur θ 2 peut être déterminée de manière différente pour délimiter la troisième partie 28 et la quatrième partie 29. En effet, dans la troisième partie 28 , la deuxième valeur θ 2 est déterminée en fonction des propriétés de décélératio n, alors que dans la quatrième partie 29, la deuxième valeur θ 2 est déterminée en fonction des propriétés d ' accélération. Ainsi, lors du changement de sens du bras d ' essuie-glace à la deuxième position 8 , la deuxième valeur θ 2 peut être modifiée par le moyen de consigne 14.

Lorsque la vitesse angulaire maximale est atteinte, la consigne de vitesse présente alors une cinquième partie 30 sur laquelle elle reste constante, pour des valeurs de l ' angle moteur Θ comprises entre la deuxième valeur θ 2 et la première valeur Θ ] . Ce secteur angulaire correspond toujours au secteur central de la surface de balayage .

Lorsque la valeur angulaire atteint la première valeur θ ι , la consigne de vitesse présente alors une sixième partie 3 1 , pour des valeurs de l ' angle moteur Θ comprises entre la première valeur θ ι et la valeur 9 m i n . Sur la sixième partie, la consigne de vitesse diminue de manière continue avec l' angle moteur Θ . La sixième partie correspond à la consigne de vitesse du bras essuie-glace lorsque celui-ci se rapproche de la première position 7 (correspondant 9 m i n ) et se prépare à effectuer un demi-tour. La sixième partie 3 1 correspond à une phase de décélération progressive du bras d ' essuie-glace, jusqu' à atteindre la vitesse angulaire nulle, lorsque la position du bras d' essuie-glace est à la valeur 9 m i n . En particulier, le circuit de commande 1 6 applique au moteur 4 un courant diminuant progressivement afin d ' obtenir la vitesse angulaire nulle.

La première valeur θ ι de la sixième partie 3 1 peut également être différente de la première valeur θ ι de la première partie 26.

La figure 4 représente la variatio n de l ' angle moteur en fonction du temps, lorsque le moteur est commandé selon une consigne de vitesse conforme à celle représentée sur la figure 3.

Sur la figure 4, on constate que l 'angle Θ présente une forme générale de sinusoïde ou de quasi-sinusoïde, avec des portions rectilignes entre les valeurs θ ι et θ 2 . L ' angle Θ ne varie donc pas de manière brutale dans le temps : il est alors possible de garder le couple du moteur à une valeur faible, et donc d' obtenir un rendement plus élevé.

L 'invention n' est cependant pas limitée à ce mode de réalisation. En particulier, le moyen de consigne peut également délivrer une consigne de vitesse comprenant une durée déterminée durant laquelle, lorsque l ' angle du moteur est 9 m i n ou 9 max , la consigne de vitesse reste nulle. Dans ce cas, le moyen de commande peut asservir la position du moteur, et pas la vitesse du moteur, afin d' obtenir un positionnement plus précis. Par ailleurs, le frein statique permet de maintenir le moteur dans la position arrêtée voulue, et donc d ' éviter que le moteur ne marche en permanence pour se replacer à la position voulue. Une consigne de vitesse nulle pendant une durée déterminée lors d'un demi-tour peut permettre de refroidir le moteur, en limitant notamment les pertes thermiques par effet joule.

On peut ainsi mo difier facilement la cadence de balayage du bras d' essuie-glace : par exemple le balayage peut être intermittent en petite vitesse, en petite vitesse, en grande vitesse, intermittent en grande vitesse ou encore intermittent par demi-cycle (arrêt du bras à chaque demi-tour) . Dans les deux derniers cas, on limit e r échauffement du moteur tout en gardant un essuyage du pare-brise efficace et régulièrement opéré .

De même, le moyen de consigne peut également être apte à délivrer une consigne de vitesse avec laquelle le secteur de balayage est modifiée selon les cadences, c ' est-à-dire que les demi-tours du bras d' essuie-glace peuvent être prévus pour des angles différents de 9 m i n et B max - Ainsi, lorsque la cadence de balayage cho isie par l 'utilisateur présente une vitesse élevée, les angles G m i n et 6 max peuvent être par exemple plus proches l 'un de l ' autre, c ' est-à-dire que le secteur de balayage peut être plus petit, afin de compenser la déformation élastique du bras d' essuie-glace à chaque demi-tour, sous l' effet de l' inertie.

Grâce au circuit de commande selon l ' invention, il est possible de limiter le pic d' intensité lors des phases d ' accélération, et donc d'utiliser le moteur avec un meilleur rendement. Les pertes par effet joules sont diminuées . Par ailleurs, la vitesse de balayage ne dépassant j amais la vitesse maximale déterminée, on obtient un confort visuel pour l'utilisateur par rapport au dispositif comprenant un système bielle-manivelle dont la vitesse varie de manière quasi-sinusoïdale avec l ' angle du bras d' essuie-glace. Enfin, il est aisément possib le d' améliorer le compromis accélération du bras/vitesse maximale de balayage, ou de modifier les angles de la surface de balayage et de parking.

Le dispositif présente également moins de pièces mécaniques qu 'un système bielle-manivelle, et présente donc un coût et un encombrement mo indres. Il n ' est plus nécessaire de re-développer le dispositif pour chaque type de véhicule. De p lus, il est possible d'utiliser le même dispositif pour actionner l' essuie-glace gauche et P essuie-glace droit d 'un véhicule . Le disposit if est également plus facile à mo nter, grâce à un blo c électronique, à un bloc moteur et à bras qui peuvent être réglés séparément et qui sont plus indépendants que ceux de l ' art antérieur. Ainsi, à part le capteur de position du moteur qui délivre un signal au circuit de commande, chaque bloc du dispositif est indépendant et nécessite peu de câblages avec les autres blocs .

Enfin, le premier moyen de correction peut également être apte à déterminer, à partir des écarts entre la consigne de vitesse et la vitesse angulaire du moteur, le couple nécessaire au moteur, et donc le couple de freinage correspondant aux frottements du bras sur le pare- brise et/ou aux frottements de l ' air sur le bras . Dans la mesure où le couple de freinage a la même intensité dans les deux sens de fo nctionnement du bras, tandis le couple de frottement de l ' air peut être moteur ou freinant selon le sens de fonctionnement du bras, le premier moyen de correction peut distinguer ces deux couples, et en déduire, par exemple, la vitesse du véhicule (en fonction du couple de frottement de l ' air et pour une pression atmo sphérique donnée) ou bien encore l ' état de surface du pare-brise, sec ou mouillé (en fonction du couple de frottement du bras essuie-glace sur le pare-brise) .

La commande de la vitesse et de l ' angle du moteur en boucle fermée permet également de détecter des phénomènes d' oscillation du bras essuie-glace . En effet, selon la masse du bras et la raideur du système, on peut observer un phénomène d' oscillation de typ e « masse-ressort » dû aux frottements entre le bras et le pare-brise. Une telle oscillation peut générer un surcouple et endommager le dispositif. L ' asservissement en boucle fermée de la vitesse de balayage du bras permet de détecter une telle oscillation, et de commander le moteur en conséquence pour annuler, empêcher ou atténuer ce phénomène directement lorsque celui-ci a lieu.