FR2787406A1 - Procede de commande de nettoyage d'une surface de plaque par controle optique dynamique, et equipement de mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de commande de nettoyage d'une surface de plaque (10) par contrôle optique dynamique de son état, la plaque ayant une épaisseur limitée par la surface à nettoyer (10b) et une surface interne (10a), dans lequel au moins un flux lumineux modulé est émis par une source (1) à travers l'épaisseur de la plaque et réfléchi par la surface à nettoyer (10b). L'intensité lumineuse de la lumière modulée réfléchie est mesurée en plusieurs sites élémentaires sous la forme de niveaux d'amplitude de signal successivement transmis à travers un canal d'enregistrement (2), les niveaux de chaque canal étant cumulés pendant un cycle d'échantillonnage déterminé par multiplexage (3) et analyse synchrone (4), et les valeurs des cumuls sont mémorisées dans un micro-contrôleur (5). Selon ce procédé, les valeurs des cumuls sont comparées dans ce micro-contrôleur pour chaque canal en se rapportant aux valeurs courantes, aux valeurs mémorisées et à des valeurs flottantes, pour réaliser des comparaisons à court terme et à plus long terme, un régime de nettoyage, adapté au nombre de canaux pour lesquels les comparaisons dépassent des seuils prédéterminés, étant déclenché.

Description

La présente invention relève du domaine des automatismes de gestion d'état

de surfaces, notamment de l'état de propreté de vitres et de pare- brise de véhicules automobiles, par contrôle et commande d'installations de nettoyage et de lavage automatiques. Il est connu du brevet DE 42 29 491 un dispositif de gestion d'unité d'essuyage de pare- brise, composé d'un générateur d'impulsions couplé à un récepteur d'impulsions qui est relié, à travers un bloc de traitement de signal, à un bloc d'évaluation de signal et au bloc de commande de l'unité d'essuyage. Ce dispositif de gestion présente le défaut de ne pas permettre une détermination précise du type de l0 salissure qui recouvre la surface à nettoyer et donc du régime d'essuyage et de lavage le plus adapté. De plus ce dispositif ne prévoit pas de sécurité en cas d'anomalies et

présente un coût d'entretien et de fabrication élevé.

Par ailleurs, il existe un régulateur d'essuie-glace décrit dans le brevet JP 05-

5698. Ce régulateur comporte une source lumineuse et un photorécepteur disposé à s15 proximité du pare-brise, un premier et un second comparateur, un bloc opérationnel et un bloc de transmission au système de commande des essuie-glaces. Ce régulateur enregistre la quantité de flux lumineux qui traverse le pare-brise et compare le signal de sortie du photorécepteur à un signal étalon. Un bloc opérationnel donne une valeur moyenne du signal du photorécepteur. Dans le cas o une nouvelle valeur moyenne est supérieure à la valeur enregistrée, le bloc opérationnel transmet cette valeur moyenne comme valeur étalon. Dans le cas o le signal de sortie du photorécepteur reste pendant un temps suffisant inférieur au signal étalon, le système de commande

des essuie-glaces est déclenché à travers le bloc de transmission.

Un tel régulateur ne permet que de détecter la présence d'eau et ne fournit aucune information sur le degré de salissure de la surface à nettoyer. De plus, son

installation est complexe.

L'état de la technique décrit de nombreux autres capteurs de pluie, notamment EP 0 311 005 et EP 0 545 0806; cependant, ces dispositifs ne permettent pas une adaptation prévisionnelle des moyens de nettoyage aux différents

phénomènes climatiques qui se succèdent au cours du temps.

L'invention vise au contraire à fournir une telle adaptation avec un niveau de performance élevé, en optimisant à chaque instant le régime de nettoyage au type et au degré de salissure de la surface à nettoyer. Pour atteindre ce but, il est proposé de choisir le régime de nettoyage approprié en exploitant des mesures successives représentatives de l'état de propreté de la surface à nettoyer, réalisées en différents

lieux, par une double analyse différentielle.

Plus précisément, I'invention a pour objet un procéde de commande de nettoyage d'une surface de plaque, en particulier de vitre automobile, par contrôle optique dynamique de son état, la plaque ayant une épaisseur limitée par la surface à nettoyer et une surface interne, dans lequel au moins un flux lumineux modulé est émis à travers l'épaisseur de la plaque et réfléchi par la surface à nettoyer, I'intensité lumineuse de la lumière modulée réfléchie étant mesurée en plusieurs sites élémentaires sous la forme de niveaux d'amplitude de signal successivement transmis à travers un canal d'enregistrement. Les niveaux de chaque canal sont cumulés dans un intervalle de temps donné pour former des échantillons à mémoriser. Dans un algorithme de détection, des écarts relatifs entre, d'une part, les valeurs des échantillons courants de chaque canal et, d'autre part, soit des valeurs d'échantillons du même canal mémorisées à court terme, soit également des valeurs antérieures flottantes sont déterminés pour former deux évaluations différentielles. Au moins l'une d'elles est comparée à au moins un seuil prédéterminé. Un régime de nettoyage, adapté au nombre de canaux pour lesquels les évaluations sont supérieures à des valeurs de seuils prédéterminées, est requis. Chaque requête est transmise à un algorithme de niveau supérieur qui décide d'une séquence opératoire de nettoyage la

plus appropriée au confort de conduite.

Dans le présent exposé, le terme de plaque se rapporte indifféremment au pare-brise, aux vitres ou aux enveloppes de modules d'éclairage d'un véhicule automobile. Une conduite de véhicule est dite confortable lorsqu'il est possible de rétablir une vision ou un éclairage correct à travers la plaque, dans un temps inférieur à une durée de sécurité déterminée, et lorsque des changements de cadence d'essuyage erratiques ou non adaptés aux circonstances sont évités. Les régimes de fonctionnement pour les balais d'essuie-glace se définissent par la cadence des cycles de balayage, à savoir classiquement: I'arrêt fixe (cadence nulle), le balayage périodique intermittent (cadence basse), le balayage à vitesse lente (cadence moyenne), le balayage à vitesse rapide (cadence élevée); et pour le lavage, le nombre de cycles de balayage pendant lesquels le liquide de lavage est projeté sur la

plaque, par exemple deux à cinq cycles de balayage.

Dans une forme particulière de réalisation de procédé de commande de nettoyage conforme à l'enseignement de l'invention, une mesure du niveau de lumière ambiante étant effectuée et mémorisée à la même cadence que celle des mesures des niveaux de lumière modulée de chaque canal, les résultats des comparaisons des valeurs absolues des écarts relatifs en lumière modulée ne sont pris en compte que si la variation du niveau de lumière ambiante au même instant est inférieure à un seuil déterminé. Selon un exemple de réalisation, les valeurs absolues d'écarts relatifs à court terme et/ou à plus long terme entre les échantillons de niveaux de lumière modulée sont comparées à au moins un seuil prédéterminé, l'écart à court terme étant déterminé entre l'échantillon courant et un échantillon antérieur rapproché dans le lo temps, et l'écart à plus long terme étant déterminé entre l'échantillon courant et un échantillon antérieur plus éloigné dans le temps, séparé de l'échantillon courant par un

intervalle de temps prédéterminé.

Selon d'autres exemples de réalisation, les valeurs absolues des écarts relatifs sont déterminées entre, d'une part, l'échantillon courant et, d'autre part, soit un échantillon antérieur rapproché dans le temps soit également une valeur de référence flottante. Dans un mode de réalisation de l'algorithme de détection, les mesures de lumière modulée effectuées sont traitées dans un algorithme à quatre branches correspondant aux phases ou événements suivants d'un cycle de balayage: - une phase " de repos ", pendant laquelle sont déterminées les valeurs absolues des écarts entre les échantillons de lumière modulée à l'aide d'un des exemples de détermination précédent; - un événement " début de cycle " de balayage, o le compteur de minima est remis à zéro; - une phase de " travail ", pendant laquelle des minima sont recherchés sur chaque canal, en mémorisant le niveau de lumière modulée le plus bas trouvé à un instant donné et en mesurant une remontée du niveau courant, par rapport au niveau mémorisé, supérieure à une valeur prédéterminée, en réinitialisant le niveau mémorisé à ce niveau courant, puis en incrémentant un compteur de minima; - un événement " fin de cycle "> de balayage, o le nombre de minima trouvés pour un canal donné pendant la phase de travail est comparé à un seuil prédéterminé, par exemple 2; dans le cas o le nombre de minima dépasse le seuil, une présence d'eau est identifiée sur ce canal et le nombre de canaux o la présence de salissure est identifiée est augmenté d'une unité; ce nombre détermine le régime d'essuyage

requis à partir de cet instant.

Selon des variantes, la détermination des valeurs absolues des écarts entre les échantillons de lumière modulée à l'aide d'un des exemples de détermination précédent est également effectuée en phase de travail. Selon un mode de réalisation de l'algorithme décisionnel, le mode d'essuyage est géré en fonction d'une requête élaborée par l'algorithme de détection, et d'une analyse d'un historique du cumul sur une période donnee du nombre de canaux ayant identifié une salissure, par exemple la pluie, afin de contrôler les transitions du mode o10 de nettoyage courant vers le mode requis lorsque le mode de nettoyage requis

correspond à une cadence d'essuyage différente, par exemple inférieure.

L'invention concerne également un équipement de commande de nettoyage d'une surface de plaque par contrôle optique dynamique pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant au moins une source lumineuse et un groupe de canaux photorécepteurs à éléments photosensibles indépendants, la source et le groupe étant disposés du côté de la surface interne de la plaque à nettoyer, une unité de traitement électronique dont une première entrée et une première sortie sont couplées à un

micro-contrôleur couplé à son tour à une unité de commande d'un système d'essuie-

glace et de lave-glace de la surface à nettoyer, dont une sortie est rebouclée sur une deuxième entrée du micro-contrôleur. Le microcontrôleur régule également l'alimentation de la source à travers l'unité de traitement électronique. Cet équipement comporte également un bloc multiplexeur connecté aux sorties des canaux photorécepteurs et dont la sortie est reliée à une deuxième entrée de l'unité de

traitement électronique.

Dans une forme de réalisation particulière, I'équipement de mise en ceuvre comporte un film translucide de diffusion de la lumière disposé entre la plaque et un canal photorécepteur ambiant supplémentaire optiquement isolé des sources lumineuses, une sortie de ce canal supplémentaire étant couplée à une troisième

entrée du micro-contrôleur.

Selon des caractéristiques particulières: - la surface photosensible de chaque photorécepteur est équipée d'un filtre optique infrarouge et chaque source émet de la lumière infrarouge; ou bien chaque photorécepteur est couplé à un filtre passe-bande, par exemple à couches minces ou à réseau interférentiel, et chaque source émet une lumière dans la bande passante du filtre, en lumière visible ou infrarouge; - la source lumineuse est une diode, qui émet dans le spectre infrarouge ou visible, et est entourée d'un masque de guidage de la lumière émise; - les photorécepteurs sont disposés aux sommets d'un polygone dont le centre correspond à la position de la source émettrice; - le photorécepteur ambiant, les photorécepteurs et la ou les sources émettrices sont liés à une plaque de circuit imprimé, par exemple en époxy, disposée

en regard de la surface interne de la plaque à surveiller.

L'invention n'est pas limitée à la détection optique: il est possible d'utiliser les algorithmes conformes à son enseignement à partir d'une détection autre que optique, par exemple ultrasonore, capacitive, électromagnétique, etc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture

de la description détaillée qui suit et qui se rapporte à des exemples de réalisation

illustrés par les figures annexées représentant respectivement: - la figure 1, un schéma synoptique en vue latérale d'un exemple d'équipement de contrôle optique dynamique selon l'invention; - les figures 2a à 2d, des graphes des niveaux d'amplitude échantillonnés en fonction du temps et les écarts relatifs à court et à long terme entre ces échantillons; - la figure 3, un exemple de classification des salissures en fonction de valeurs d'écarts relatifs entre des échantillons; - la figure 4, un exemple d'algorithme décisionnel du procédé de commande de nettoyage; - la figure 5, un autre exemple d'algorithme décisionnel de commande de nettoyage à partir d'un algorithme de détection et d'un historique; et la figure 6, un algorithme de détection à quatre branches couvrant le cycle de fonctionnement du système de balayage, plus particulièrement adapté à

l'algorithme décisionnel selon la figure précédente.

En référence à la vue latérale de la figure 1, un équipement selon l'invention comporte des sources lumineuses infrarouge 1, deux dans l'exemple de réalisation, et des canaux photorécepteurs infrarouge 2, au nombre de huit dans l'exemple formant deux carrés dans un plan perpendiculaire à celui de la figure; les canaux sont reliés à l'entrée d'un bloc multiplexeur 3 couplé à un micro-contrôleur 5 par l'intermédiaire d'une unité de traitement électronique 4, le microcontrôleur 5 étant relié à un système

d'essuyage et de lavage 6 du pare-brise 10 d'un véhicule.

Dans d'autres exemples de réalisation non représentés, chaque photodétecteur est entouré de plusieurs diodes qui émettent successivement un flux lumineux selon une cadence prédéterminée, de sorte que chaque photorécepteur reçoive successivement le flux provenant de chacune des diodes émettrices qui

l'entourent après réflexion sur le parebrise.

L'équipement est disposé dans la zone nettoyée. Cette zone est complétée par une zone de repos situee autour de la position d'arrêt du balai et dans laquelle le 1o cycle de balayage est dit en phase " de repos ". En mouvement, cette phase débute juste après l'événement de " fin de cycle ", repéré par exemple par un capteur de position, et se termine juste avant l'événement " début de cycle ", séparé de l'événement fin de cycle par un intervalle de temps prédéterminé ou déterminé par le

capteur de position. En absence de mouvement, cette phase correspond à l'arrêt.

Suivant le type de balayage: parallèle, antagoniste ou linéaire, l'équipement est disposée à un emplacement stratégique adapté, en particulier en position haute

(centrale, gauche ou droite) dans le cas d'un pare-brise.

En fonctionnement, un flux de lumière modulée est émis par chaque source 1 et guidé par un masque M en direction de la face interne 10a du parebrise 10 dont la face externe 10b est à surveiller. La lumière réfléchie par la face externe 10b au niveau de chaque site de détection, porteur ou non de salissures S, est reçue indépendamment par chaque face photosensible 2a des canaux photorécepteurs 2. Le temps d'acquisition du niveau de lumière modulée sur chaque canal est d'environ 1 ms. Dans une variante de réalisation, I'équipement fonctionne en lumière visible et les photorécepteurs sont couplés à des filtres à réseau interférentiel, représentés par la

référence 2b sur la figure 1.

Chaque canal fournit au bloc multiplexeur 3 un signal électrique d'amplitude proportionnelle au flux lumineux modulé reçu. Le bloc multiplexeur 3 sélectionne successivement les signaux reçus simultanément des canaux photorécepteurs pour

fournir un signal représentant la détection sur chaque site à l'unité de traitement 4.

Cette unité convertit, par démodulation synchrone et amplification, ces signaux en niveaux de tension correspondant à l'amplitude du flux lumineux modulé provenant de chaque site de détection. L'unité de traitement est de type convertisseur connu de

l'homme du métier.

Ces niveaux élémentaires sont appliquées au micro-contrôleur 5 qui choisit le régime de fonctionnement optimal du dispositif de nettoyage 6, en fonction d'algorithmes décrits ci-après, grâce à un microprocesseur associé à des moyens

d'échantillonnage, de mémorisation et de comparaison intégrés au microcontrôleur.

Le procédé de commande est mis en oeuvre par des algorithmes de traitement des donnees provenant du bloc 4 et des données sur la phase en cours du cycle de nettoyage fournie par le dispositif 6. Le micro- contrôleur régule également la commande des sources lumineuses par l'intermédiaire de l'unité de traitement 4 afin

de moduler l'intensité des sources.

0o Selon la forme de réalisation particulière illustrée, un canal photorécepteur

supplémentaire 7 est prévu pour fournir un signal représentatif de la lumière ambiante.

La lumière ambiante est diffusée à travers un film translucide diffusant 8, captée par le canal 7 qui applique une valeur de niveau au microcontrôleur par amplification du

signal opérée par l'unité de traitement électronique 4.

Selon le procédé de commande de l'invention, les étapes suivantes sont effectuées. La lumière modulée réfléchie par la surface à nettoyer, puis détectée en chaque site par un canal (i) le nombre total de canaux étant supérieur ou égal à 1, est représentée à l'instant courant "n" par un ensemble de niveaux d'amplitude échantillonnés An(1), An(2),... A,(i), chaque échantillon étant lui-même le résultat du cumul dans le microcontrôleur d'un nombre déterminé de valeurs élémentaires successives du niveau, de 2 valeurs dans l'exemple de réalisation. Dans d'autres exemples, ce nombre peut être égal à 3 ou 4, et les valeurs de niveaux élémentaires

peuvent être cumulées ou moyennées.

Dans l'exemple de mise en oeuvre, chaque échantillon courant d'amplitude An(i) de chaque canal (i) est comparé en valeur relative au dernier échantillon enregistré A,1(i) à l'instant d'enregistrement précédent (n1) et à l'échantillon An.m(i) précédemment enregistré à l'instant d'enregistrement n-m, mesuré typiquement quelques secondes auparavant, selon les écarts relatifs (1) et (2) respectifs suivants An(i) = (An(i) An,,t(i)) / An(i) (1) ) = (A.(i) - An.m(i)) I An(i), avec n > m > 2 (2) L'écart relatif primaire An(i) permet de déterminer le type de salissure actif sur la face à surveiller à l'instant de l'enregistrement du niveau d'amplitude courant, par exemple des gouttes d'eau, et l'écart relatif secondaire A'n(i) permet de suivre l'apparence des salissures en évolution dynamique lente, par exemple des gouttelettes

d'eau ou de la boue en formation, à l'aide des algorithmes décrits ciaprès.

Dans le cas o une information relative au niveau de bruit lumineux ambiant est fournie au micro-contrôleur à partir du canal photorécepteur supplémentaire, le procédé selon l'invention est complété de la façon suivante. Un échantillon d'amplitude de la lumière ambiante est mémorisée à tout instant dans le micro-contrôleur. Sa variation relative A 0 est déterminée à partir du niveau d'amplitude courant AOn et du niveau d'amplitude enregistré en dernier A0O,1 à partir de la relation suivante: A n = (AOn - A0O_1) / AOn (3) lo Les échantillons des signaux provenant des canaux de lumière modulée sont ignorés lorsque la variation relative AO est supérieure à une valeur plafond de variation de lumière ambiante AA, prise égale à 10% dans l'exemple de réalisation. La prise en compte de cette variation relative permet de mieux éliminer les perturbations de commande du dispositif de nettoyage, par exemple un déclenchement intempestif du balayage, liées aux variations périodiques ou aléatoires de lumière ambiante. Ces perturbations apparaissent par exemple par conduite du véhicule sur une route bordée

d'arbres, ou au passage dans un tunnel.

Il a été représenté respectivement sur les figures 2a et 2b, un graphe de l'amplitude des échantillons: An(i), A n,(i), A n.2(i),..., An9,(i) successivement obtenus pour le canal (i) au cours du temps t en secondes, et un graphe des écarts An(%): An, An-1, An-2.. An-7, en valeur relative d'amplitude entre chaque échantillon et l'échantillon précédent, en ne retenant que les écarts relatifs dépassant un seuil de pluie + Ap. Ces graphes montrent que, dans l'exemple présenté, six valeurs des écarts relatifs dépassent le seuil, ce qui signifie que la présence de salissures est détectée sur le canal (i), résultat qui sera pris en compte pour choisir le mode de fonctionnement du

système de nettoyage.

Il a été représenté respectivement sur les figures 2c et 2d un graphe de l'amplitude des échantillons An(i), An1(i), An.2(i),..., An_9(i) successivement obtenus pour le canal (i) au cours du temps t en secondes, et un graphe des écarts en valeur relative A',, S'n, S'-2..... entre chaque échantillon et un échantillon mémorisé précédemment à un instant antérieur séparé d'une durée égale à m fois la durée élémentaire séparant l'enregistrement de deux échantillons successifs, m étant constant dans l'exemple illustré et égal à 5, et en ne retenant que les écarts relatifs dépassant un seuil + S'p. Ces graphes montrent que, dans cet exemple, cinq valeurs des écarts relatifs dépassent le seuil, ce qui signifie que la présence de salissure est détectée sur le canal (i), résultat qui sera pris en compte pour choisir le mode de

fonctionnement du dispositif de nettoyage.

La figure 3 indique des valeurs d'écarts relatifs (en %) A et A' typiquement obtenues dans l'exemple de réalisation, classées en fonction de différents types de salissure, pluie, boue, neige. Les valeurs comprises entre +Ap et +Ab (ou -Ap et -Ab) ou bien entre +A'p et +A'b (ou -A'p et -A'b) sont représentatives de la présence de pluie; les valeurs comprises entre Ab et Ae ou bien entre A'b et A'e sont représentatives de la présence de boue, tandis que les valeurs supérieures à Ae ou A 'e sont représentatives de la présence de neige. Pour simplifier, les seuils Ap, Ab et Ae sont respectivement pris égaux à A'p, A'b et A'e. Les valeurs de seuil sont de 3% pour Ap, 20% pour Ab et 50% pour Ae. Lorsque A ou A' dépasse une valeur de seuil, la présence de salissures correspondante est enregistrée et un régime de nettoyage adapté est déclenché en fonction du nombre de canaux concernés. Les cycles de calcul des valeurs relatives A et A', et le cas échéant de A0, sont réalisés

conformément aux formules (1) à (3).

Les déterminations sont effectuées simultanément pour chaque canal de photoréception, et cycliquement à une cadence rapide, de 14 ms dans l'exemple de réalisation, de sorte que l'état de chaque canal est considéré comme analysé en continu. L'analyse se fonde sur les comparaisons de données suivantes: - si les valeurs absolues des écarts relatifs sont de valeur inférieure ou égale respectivement aux valeurs de seuil Ap et A'p, aucune salissure n'est enregistrée comme apparue sur la face surveillée; - si les valeurs absolues des écarts relatifs sont supérieures respectivement aux valeurs Ap et A'p, Ab et A'b, ou Ae et A'e, pour au moins un canal, une salissure de pluie, boue ou neige, est enregistrée comme présente sur cette face; - le type et le degré de salissure dans le type identifié sont déterminés par le nombre de canaux photorécepteurs dont les valeurs absolues des écarts relatifs An(i) et A'n(i) sont enregistrés comme supérieurs respectivement à Ap et A'p, Ab et A'b, ou AeetA'e; - en fonction du type et du degré de salissure ainsi déterminé, un régime de

fonctionnement du dispositif de nettoyage pour éliminer cette salissure est déclenché.

Dans l'exemple de traitement de données illustré par l'algorithme de détection et de décision de la figure 4, différents régimes de nettoyage sont déclenchés en I0 fonction de l'analyse des enregistrements de différents états de salissure définis par type et degré, de la manière suivante: - à l'étape 101: détection de la phase en cours du cycle de balayage: l'analyse ne débute que si le système est en phase de repos; - à l'étape 102 (optionnelle): I'analyse n'est déclenchée que si le niveau relatif de lumière ambiante reste inférieur à la valeur plafond (A0 < AA); - à l'étape 104: détermination du nombre de canaux kIl pour lesquels les écarts A et 5', déterminées à l'étape 103, sont supérieurs à l'un des seuils de pluie, soit Ap soit A'p; - à l'étape décisionnelle 105: si toutes les valeurs A et A' sont inférieures aux seuils de pluie Ap et 5'p (kIl = 0), aucune salissure n'est enregistrée et une commande d'arrêt des balais ou de maintien en position arrêt est déclenchée à l'étape 105'; - à l'étape décisionnelle 106: si une salissure de pluie est enregistrée pour un seul canal (kl = 1), la première vitesse des balais (petite vitesse, en abrégé PV) est déclenchée à l'étape 106'; - à l'étape 107: détermination du nombre de canaux k2 pour lesquels les écarts A et A', sont supérieurs aux seuils de boue Ab ou A'b; - à l'étape décisionnelle 108: si des salissures sont enregistrées pour plus d'un canal, composées de salissures de pluie et d'au plus une salissure de boue pour un canal (k2 = 1), le type de salissure " pluie " est enregistré, et la deuxième vitesse d'essuyage (grande vitesse, en abrégé GV) est déclenchée à l'étape 108'; à l'étape 109: si des salissures de boue sont enregistrées pour plus d'un canal (k2 > 2), le type de salissure " boue " est enregistré, et la première vitesse d'essuyage PV ainsi qu'une séquence de cycles de lavage consécutifs, 3 cycles dans I'exemple de réalisation, sont déclenchés; - à l'étape 110: détermination du nombre de canaux k3 pour lesquels les écarts A ou A' sont supérieurs aux seuils de neige Se ou S'e; - à l'étape décisionnelle 111: si une salissure de neige est enregistrée pour au moins un canal (k3 > 1), le type de salissure " neige " est enregistré, et la première

vitesse d'essuyage PV est déclenchée ou maintenue (étape 111').

Dans une variante, des étapes supplémentaires sont incluses dans l'algorithme pour déterminer la valeur du rang m intervenant dans la valeur de la différence secondaire 5' en fonction du régime de nettoyage ou de la variation de la

lumière ambiante, pour augmenter la fiabilité de la décision.

Dans une réalisation, est retenu et mémorisé en tant qu'échantillon de référence flottante tout échantillon suivi d'échantillons dont la différence d'amplitude avec celle de l'échantillon en question ne dépasse pas un seuil prédéterminé pendant une durée déterminée. Ce seuil est choisi pour tenir compte du bruit de quantification de l'organe de traitement et la durée déterminée prend des valeurs différentes selon que le système d'essuyage est à l'arrêt ou bien en mouvement, par exemple

respectivement 3 à 15 secondes et 0,2 à 0,4 seconde.

Selon un autre mode de réalisation de l'algorithme de détection, les valeurs des échantillons courants et les valeurs d'échantillons mémorisées en dernier sont lo comparées à des valeurs d'échantillons correspondant à un état de référence flottant, les mesures de lumière ambiante et de lumière modulée étant effectuées lorsque le

système de balayage est en phase de travail.

Pour illustrer ce mode de réalisation, quatre régimes de balayage sont prévus: - attente ou arrêt: immobilité du système d'essuyage en phase de repos initiale; - intermittence " I ": temps d'immobilité variant avec la quantité de salissure à nettoyer; - petite vitesse continue " PV ";

- grande vitesse continue " GV ".

Le moteur d'entraînement des balais fonctionne selon ces 4 régimes et conformément aux requêtes de changement de régime de fonctionnement. Ces changements obéissent à des algorithmes permettant une rapide montée en cadence, par exemple dans le cas d'une éclaboussure impromptue, et une descente en cadence contrôlée et progressive, pour assurer le confort de conduite de l'utilisateur. Les mémoires du micro-contrôleur contiennent les variables de base utilisées dans ces algorithmes et incrémentées de la façon suivante: - " Mode de fonctionnement courant": régime de balayage en vigueur et effectif; - " Requête " de mode de fonctionnement: variable derégime de balayage qu'il faudrait appliquer au moteur au vu de la présence de salissures sur la plaque et requérant une mémorisation pour le prochain régime de fonctionnement; - " Historique ": les détections de lumière modulée et non modulée sont mémorisées dans un tableau, pour effectuer une rétrospective a posteriori sur, par exemple, les 20 derniers cycles de balayage, et évitant des transitions brusques jugées erratiques par l'utilisateur;et - " Compteur ": mémorisation du nombre de cycles de balayage imposé pour éviter les arrêts de balayage brusques, ou mémorisation du nombre de minima, ou encore mémorisation du nombre de canaux ayant détecté une ou des salissures. L'algorithme de niveau supérieur illustré à la figure 6 coordonne un algorithme de détection 303 adapté aux régimes de fonctionnement, capable d'élaborer une Requête de mode de fonctionnement du système de nettoyage, et un algorithme d'analyse de l'Historique 306, à des étapes décisionnelles, 304 à 307, de commande

lo de régime de fonctionnement du système de nettoyage.

Cet algorithme integre une phase d'initialisation 301 des paramètres des modes de fonctionnement actuel et requis en phase de repos, ainsi que l'Historique et les variables associées. En fonction de l'échantillonnage successif des niveaux d'amplitude de lumière modulée, indiquée à l'étape 302, I'algorithme de détection 303 élabore la remise à jour de la Requête du futur mode de fonctionnement du système de nettoyage. Un exemple d'algorithme de détection structuré en fonction de la

position courante du balai est décrit plus loin.

Les étapes décisionnelles intègrent les informations relatives à la Requête comparées au mode de balayage courant et à l'Historique. Ces étapes permettent de trancher notamment dans le cas o la cadence requise est inférieure à la cadence courante. Elles sont articulées comme suit: à l'étape 304, la cadence de balayage du mode de fonctionnement requis est comparé à la cadence de balayage du mode de fonctionnement courant; - à l'étape 305, dans le cas o la cadence requise est inférieure à la cadence courante, le Compteur du nombre de cycles de balayage imposé restant à effectuer est examiné; si ce Compteur affiche zéro, une analyse de l'Historique permet de décider du mode de fonctionnement à commander; - à l'étape 306, analyse de l'Historique qui repose, pendant une période de périodes d'échantillonnage, sur le cumul du nombre de canaux ayant identifié une salissure; - à l'étape 307, la décision du régime de fonctionnement est prise en intégrant les résultats de l'analyse de l'Historique par mise à jour du Mode de fonctionnement courant, dans lequel un nombre minimal de cycles de balayage est imposé afin d'éviter des transitions par à-coup: ainsi une transition " GV-Arrêt " se fait avec au moins un

cycle en " PV ".

Dans le cas o la cadence requise est supérieure à la cadence courante (étape 304), la mise à jour du Mode courant est directe (étape 308), sans analyse de I'Historique, par exemple avec peu d'attente en " I " et en " PV " avant de passer en

" GV " depuis l'arrêt, afin de rétablir la visibilité au plus vite dans des cas dangereux.

Dans le cas o le Compteur de cycles de balayage imposés restant à effectuer indique une valeur différente de zéro (étape 305), ce Compteur est décrémenté si le système est en fin de cycle (étapes 309-310). Dans le cas contraire, l0 dans les étapes 307-311 ou 308-311, le Compteur est initialisé à une valeur imposée, égale à la valeur minimale imposée du nombre de cycles d'essuyage du mode courant. Après mise à jour de l'Historique (étape 312), I'algorithme est rebouclé au

niveau de la prise en compte de l'échantillonnage de la lumière modulée (étape 302).

Selon l'exemple de réalisation de l'algorithme de détection illustré à la figure 6, cet algorithme est structuré en deux algorithmes de traitement, basé sur la détection des minima et des salissures, suivant que le système de balayage est respectivement en mouvement (en début de cycle, en phase de travail ou en fin de cycle) ou en phase de repos. Un minimum est détecté en comparant l'amplitude des échantillons au fur et à mesure de leur élaboration à la valeur de l'amplitude la plus petite trouvée conservée en mémoire. Si l'amplitude de l'échantillon testé est plus petite, la valeur de cette

amplitude remplace la valeur mémorisée.

A l'étape 401, le détecteur acquiert les niveaux d'amplitude de lumière modulée et ambiante et la position du système d'essuyage. Puis le détecteur transmet

les commandes de mode de fonctionnement.

Suite à cette étape, la phase dans laquelle se trouve les systèmes d'essuyage est identifié (étape 402) et un algorithme approprié est déroulé, avant l'émission d'une requête de mode de fonctionnement ou de cadence, conformément aux étapes successives suivantes: - système est en début de cycle (étape 403): le compteur des minima relatifs est remis à zéro à l'étape 404; - système est en phase de travail (étape 405): les minima de l'amplitude des échantillons de lumière modulée sont recherchés et dénombrés dans chaque canal (étape 406); si le nombre de minima dans un canal donné excède un seuil prédéterminé, 3 dans l'exemple de réalisation, ce canal est considéré comme ayant détecté une salissure telle que des gouttes d'eau, de la boue...;le seuil est supérieur au nombre de passages du ou des balais devant les canaux, car ces passages entraînent des perturbations de niveau de lumière modulée pouvant se traduire par des extrema de niveau; si l'amplitude de l'échantillon testé est supérieure à la somme de la valeur en mémoire et d'un seuil prédéterminé, alors un minimum a été atteint et le compteur de minima est incrémenté (étape 407); la valeur du seuil est choisie entre 2 et 4 fois la valeur du pas de numérisation dans l'exemple de réalisation, de façon à éliminer les petites fluctuations de l'amplitude, notamment le bruit de quantification ou

1o numérisation des amplitudes;.

- système est en fin de cycle (étape 408): les résultats de la phase de travail sont traités de la façon suivante: le nombre de minima détectés sur le premier canal est comparé à un seuil prédéterminé (étape 410), 2 dans l'exemple, et s'il est supérieur à ce seuil le compteur de canaux est incrémenté (étape 411);lorsque les résultats de tous les canaux sont traités, le Compteur de canaux contient alors le nombre de canaux ayant détecté la présence de salissure; - système est en phase de repos (étape 412): I'algorithme des minima n'est pas utilisé, mais la détection directe, sur chaque canal, d'une présence de salissure (étape 413), laquelle est faite par analyse des valeurs absolues des écarts relatifs de

lumières modulée et ambiante et incrémentation du compteur de canaux (étape 414).

L'analyse des valeurs absolues des écarts relatifs A, et A,-1 des échantillons à l'étape 413 est conduite par comparaison relative des échantillons courants et des derniers échantillons enregistrés, An et An1, à une valeur d'échantillon de référence flottante précédemment enregistrée. La référence flottante est recalibrée périodiquement dans le temps, ou en fonction de différents événements extérieurs se traduisant par une variation de niveau, c'est-à-dire une augmentation ou une baisse de niveau, supérieure à une valeur de seuil déterminée, la référence flottante étant alors remplacée par la valeur courante qui suit l'événement. Le déclenchement des commandes " GV ", " PV ", " i " (intermittence) et " arrêt ", est opéré dans l'exemple de réalisation selon le nombre de canaux décomptés dans le Compteur de canaux par rapport aux seuils suivants: - au moins 7 canaux décomptés: mode " GV " déclenché; - de 5 à 6 canaux décomptés: mode " PV "; - de 3 à 4 canaux décomptés: mode " I "

- au plus 2 canaux décomptés: " arrêt ".

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Il est possible de déterminer les écarts non seulement par rapport aux valeurs d'échantillons courants, mais alternativement par rapport aux valeurs antérieures à court, à long terme ou à l'échantillon de référence flottante. Pour augmenter la dynamique de la commande, il est possible de prendre en compte des valeurs de niveaux d'amplitude interpolées correspondant à des canaux virtuels

disposés entre deux canaux réels.

Par ailleurs, la géométrie de la disposition de ces canaux peut être variée: 1o dispositions en motif hexagonal ou en barrette. Les photorécepteurs et les diodes photoémettrices peuvent être disposées sur des supports ou intégrés dans ceux-ci, par exemple sur des supports en époxy. De plus, les diodes et les photorécepteurs peuvent être échangées, en gardant la même sensibilité, I'adaptation du traitement

électronique approprié étant à la portée de l'homme du métier.

La phase de repos pendant laquelle les détections sont en général réalisées, peut englober également les débuts et fins de cycle, ce qui accroît le nombre

d'échantillons mesurés et donc la fiabilité des mesures.

La position d'arrêt des balais correspond aussi bien à une position basse et horizontale, proche de la ceinture de caisse du véhicule, qu'à une position haute, dans

laquelle les balais sont dressés verticalement.

De plus, le procédé de commande conforme à l'invention peut être adapté pour déclencher d'autres types de fonctionnalité, par exemple: détection de givre pour la commande de chauffage de pare-brise; détection de pluie pour fermeture automatique de toit ouvrant ou de vitre, notamment à l'arrêt; etc.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande de nettoyage d'une surface (10b) de plaque (10), en particulier de vitre automobile, par contrôle optique dynamique de son état, la plaque ayant une épaisseur limitée par la surface à nettoyer (10b) et une surface interne (10a), dans lequel au moins un flux lumineux modulé est émis à travers l'épaisseur de la plaque et réfléchi par la surface à nettoyer, I'intensité lumineuse de la lumière modulée réfléchie étant mesurée en plusieurs sites élémentaires sous la forme de niveaux d'amplitude de signal successivement transmis à travers un canal d'enregistrement (1), et les niveaux de chaque canal étant cumulés dans un intervalle de temps donné pour former des échantillons (An(i)) à mémoriser, caractérisé en ce que, dans un algorithme de détection, des écarts relatifs (A,(i), A'n(i)) entre, d'une part, les valeurs des échantillons courants de chaque canal (An(i)) et, d'autre part, soit des valeurs d'échantillons du même canal mémorisées à court terme (An_1(i)), soit également des valeurs antérieures flottantes, sont déterminés pour former deux évaluations différentielles, puis l'une au moins de ces évaluations est comparée à au moins un seuil prédéterminé (Ap, Ab, Ae; A'p, A'b, A'e), un régime de nettoyage, adapté au nombre de canaux pour lesquels les évaluations sont supérieures à des valeurs de seuils prédéterminées, étant ensuite requis, et en ce que chaque requête est transmise à un algorithme de niveau supérieur qui décide d'une séquence

opératoire de nettoyage la plus appropriée au confort de conduite.

2. Procédé de commande de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une mesure du niveau de lumière ambiante (A0n) est effectuée et mémorisée à la même cadence que celle des mesures des niveaux de lumière modulée de chaque canal, les résultats des comparaisons des valeurs absolues des écarts relatifs en lumière modulée n'étant pris en compte que si la variation du niveau de lumière

ambiante (An) au même instant est inférieure à un seuil déterminé.

3. Procédé de commande de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les valeurs antérieures flottantes sont des valeurs d'échantillons plus éloignés dans le temps, l'écart à court terme (An(i)) étant déterminé entre l'échantillon courant (An(i)) et un échantillon antérieur rapproché dans le temps (An.1(i)) I'écart à plus long terme (A'n(i)) étant déterminé entre l'échantillon courant (An(i)) et un échantillon antérieur plus éloigné dans le temps (An.m(i)), séparé de l'échantillon

courant par un intervalle de temps prédéterminé.

4. Procédé de commande de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les valeurs absolues des écarts relatifs sont déterminées entre, d'une part, I'échantillon courant et, d'autre part, soit un échantillon antérieur rapproché dans le temps soit également une valeur de référence flottante représentant l'une des valeurs choisies entre une valeur recalibrée périodiquement dans le temps ou en fonction de différents événements extérieurs se traduisant par une variation de niveau supérieure à une valeur de seuil déterminée, la référence flottante étant alors

lo remplacée par la valeur courante qui suit l'événement.

5. Procédé de commande de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mesures de lumière modulée effectuées sont traitées dans un algorithme de détection à quatre branches correspondant aux phases ou événements suivants d'un cycle de balayage - une phase " de repos ", pendant laquelle sont déterminées les valeurs absolues des écarts entre les échantillons de lumière modulée à l'aide d'un des exemples de détermination précédent; - un événement " début de cycle " de balayage, o un compteur de minima est remis à zéro; - une phase de " travail ", pendant laquelle des minima sont recherchés sur chaque canal, en mémorisant le niveau de lumière modulée le plus bas trouvé à un instant donné et en mesurant une remontée du niveau courant, par rapport au niveau mémorisé, supérieure à une valeur prédéterminée, en réinitialisant le niveau mémorisé à ce niveau courant, puis en incrémentant un compteur de minima; - un événement " fin de cycle " de balayage, o la présence d'eau est identifiée sur un canal donné lorsque le nombre de minima trouvés pour ce canal pendant la phase de travail est supérieur à un seuil prédéterminé, le nombre de canaux pour lesquels la présence de salissure est identifié étant augmenté d'une unité,

ce nombre déterminant le régime d'essuyage requis à partir de cet instant.

6. Procédé de commande de nettoyage selon la revendication 1 en

combinaison avec l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la

détermination des valeurs absolues des écarts entre les échantillons de lumière

modulée est également effectuée en phase de travail.

7. Procédé de commande de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'algorithme décisionnel gère le mode d'essuyage en fonction de la requête (415) élaborée par l'algorithme de détection (303), et d'une analyse d'un historique (306) du cumul sur une période donnée du nombre de canaux ayant identifié une salissure, afin de contrôler les transitions du mode de nettoyage courant vers le mode requis lorsque le mode de nettoyage requis correspond à une cadence d'essuyage différente.

8. Procédé de commande de nettoyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les transitions du mode de nettoyage courant vers le mode requis sont lo contrôlées (304) lorsque le mode de nettoyage requis correspond à une cadence

d'essuyage inférieure.

9. Equipement de commande de nettoyage d'une surface (10b) de plaque (10) par contrôle optique dynamique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une

quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au

moins une source lumineuse (1) et un groupe de canaux photorécepteurs (2) à éléments photosensibles indépendants, la source et le groupe étant disposés du côté de la surface interne (10a) de la plaque à nettoyer, une unité de traitement électronique (4) dont une première entrée et une première sortie sont couplées à un micro-contrôleur (5) couplé à son tour à une unité de commande d'un système d'essuie-glace et de lave- glace (6) de la surface à nettoyer, dont une sortie est rebouchée sur une deuxième entrée du micro-contrôleur (5), le micro-contrôleur régulant également l'alimentation de la source (1) à travers l'unité de traitement électronique (4), et un bloc multiplexeur (3) connecté aux sorties des canaux photorécepteurs (2) et dont la sortie est reliée à une deuxième entrée de l'unité de

traitement électronique (4).

10. Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte également un film translucide de diffusion de la lumière (8) disposé entre la plaque (10) et un canal photorécepteur supplémentaire de lumière ambiante (7), optiquement isolé des sources lumineuses, une sortie de ce canal supplémentaire étant couplée à

une troisième entrée du micro-contrôleur (5) via l'unité de traitement (4).

11. Equipement selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce

que la surface photosensible (2a) de chaque photorécepteur est équipée d'un filtre

optique infrarouge et chaque source (1) émet en lumière infrarouge.

12. Equipement selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce

que chaque photorécepteur est couplé à un filtre passe-bande et chaque source émet une lumière dans la bande passante du filtre, en lumière visible ou infrarouge selon

que l'équipement fonctionne en infrarouge ou en lumière visible.

13. Equipement selon la revendication 12, caractérisée en ce que le filtre passe-bande est à couches minces ou à réseau interférentiel (2b), et en ce que la source lumineuse est une diode qui émet dans le spectre infrarouge ou visible, et est

entourée d'un masque de guidage (M) de la lumière émise.

14. Equipement selon l'une quelconque des revendications 9 à 13,

lo caractérisée en ce que les photorécepteurs sont disposés aux sommets d'un polygone

dont le centre correspond à la position de la source émettrice.

15. Equipement selon l'une quelconque des revendications 9 à 14,

caractérisée en ce que le photorécepteur ambiant, les photorécepteurs et la ou les sources émettrices sont liés à une plaque de circuit imprimé en époxy, disposée en

regard de la surface interne de la plaque à surveiller.