FR2876969A1 - Anti-squealing device for windshield wiper, has piezoelectric actuator to modulate force, applied by wiper brush on windshield, with ultrasonic frequency, and transform electric signal from supply circuit into inaudible mechanical vibration - Google Patents

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Abstract

The device has a piezoelectric actuator (9) to modulate force, applied by a brush of a windshield wiper on a windshield, with ultrasonic frequency. The actuator is supplied by a supply circuit (10) which generates an electric signal when a control module (12) of a windshield wiper driving mechanism (11) and the mechanism are activated and the wiper is rotated. The actuator transforms the signal into an inaudible mechanical vibration. The piezoelectric actuator (9) modulates the force while maintaining the contact between the brush and the windshield The circuit (10) is respectively active and inactive at the same time as that of the windshield wiper driving mechanism (11). Independent claims are also included for the following: (A) a windshield wiper (B) a method for preventing squealing of a windshield wiper on a windshield.

Description

Dispositif anti-crissement pour essuie-glace, essuie-glace et procédéAnti-crinkle device for windscreen wiper, windscreen wiper and method

contre le crissement d'un essuie-glace.  against the squeal of a windshield wiper.

La présente invention relève du domaine des essuie-glaces, notamment utilisés sur des vitres de véhicules.  The present invention relates to the field of windscreen wipers, in particular used on windows of vehicles.

Un essuie-glace comprend en général un bras supportant un balai pouvant facilement être changé en cas d'usure, et un moteur d'entraînement du bras, de façon que l'essuie-glace balaie la surface voulue de la vitre. Un exemple de balai essuie-glace est fourni par le document EP-A-O 863 057.  A wiper generally includes a broom-carrying arm that can be easily changed in case of wear, and an arm drive motor, so that the wiper sweeps the desired surface of the window. An example of a wiper blade is provided in EP-A-0 863 057.

Or, il s'avère que lors de l'action d'un essuie-glace sur une vitre, des instabilités vibratoires peuvent se produire, provoquant un fort bruit de crissement. Ces instabilités sont généralement attribuées à un arcboutement de la lame d'essuie-glace qui est une structure élastique contre la vitre, le relâchement de la structure élastique s'effectuant de manière périodique. Lorsque la périodicité du relâchement de la lame d'essuie-glace coïncide avec un mode de vibration de la vitre, il en résulte un bruit haute fréquence désagréable pour l'oreille et s'apparentant à un couinement.  However, it turns out that during the action of a wiper on a window, vibratory instabilities can occur, causing a loud squealing noise. These instabilities are generally attributed to an arcboutement of the wiper blade which is an elastic structure against the window, the relaxation of the elastic structure being effected periodically. When the periodicity of the release of the wiper blade coincides with a mode of vibration of the window, the result is a high frequency noise unpleasant for the ear and akin to squealing.

Le document EP-A-O 863 057 propose une géométrie particulière de lame d'essuie-glace. Toutefois, une lame d'essuie-glace donnée peut être montée sur différents véhicules équipés de pare-brise ayant des caractéristiques vibratoires variées et le phénomène de crissement n'est pas supprimé de façon satisfaisante.  EP-A-0 863 057 proposes a particular geometry of windscreen wiper blade. However, a given wiper blade can be mounted on different vehicles equipped with windshields having various vibration characteristics and the crunching phenomenon is not satisfactorily suppressed.

L'invention vise à apporter une solution plus générale et plus efficace au problème du crissement des essuie-glaces.  The invention aims to provide a more general and more effective solution to the problem of screeching windscreen wipers.

Le dispositif anti-crissement pour essuie-glace, selon un aspect de l'invention, comprend un moyen pour moduler en fréquence ultrasonore l'effort appliqué par le balai d'essuie-glace sur le pare- brise, tout en maintenant le contact entre le balai et le pare-brise. En modulant l'effort appliqué par le bras d'essuie-glace sur le balai, on parvient à stabiliser les oscillations dues à l'arc-boutement et au relâchement sur le pare-brise. En déplaçant les vibrations dans le domaine ultrasonore, on supprime les désagréments dus au bruit.  The wiper anti-cringe device, according to one aspect of the invention, comprises means for modulating in ultrasonic frequency the force applied by the wiper blade on the windshield, while maintaining the contact between the broom and the windshield. By modulating the force applied by the wiper arm on the blade, it is possible to stabilize the oscillations due to bracing and relaxation on the windshield. By moving the vibrations in the ultrasound domain, the annoyance caused by the noise is eliminated.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen de modulation comprend un actionneur piézoélectrique. L'actionneur piézoélectrique peut être d'encombrement réduit et vibrer à une fréquence supérieure à 20 kHz.  In one embodiment of the invention, the modulation means comprises a piezoelectric actuator. The piezoelectric actuator can be compact and vibrate at a frequency greater than 20 kHz.

Avantageusement, le moyen de modulation est relié à la commande du moteur d'essuie-glace de façon que le moyen de modulation soit actif dès que l'essuie-glace se déplace. L'ajout du moyen de modulation peut être effectué avec un minimum de modifications d'un essuie-glace standard. Par ailleurs, le moyen de modulation peut être inactif lorsque l'essuie-glace est immobile, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie.  Advantageously, the modulation means is connected to the control of the wiper motor so that the modulation means is active as soon as the windscreen wiper moves. The addition of the modulation means can be performed with a minimum of modifications of a standard wiper. Furthermore, the modulation means can be inactive when the wiper is stationary, which reduces the power consumption.

La présente invention concerne également un essuie-glace comprenant un bras, une lame supportée par le bras, et un ressort agissant sur le bras pour appuyer la lame sur un pare-brise. L'essuie-glace comprend en outre un moyen pour moduler en fréquence ultrasonore l'effort appliqué par la lame d'essuie-glace sur le pare-brise, tout en maintenant le contact entre la lame et le pare-brise.  The present invention also relates to a wiper comprising an arm, a blade supported by the arm, and a spring acting on the arm to support the blade on a windshield. The wiper further comprises means for modulating in ultrasonic frequency the force applied by the wiper blade on the windshield, while maintaining contact between the blade and the windshield.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen de modulation comprend un actionneur ultrasonore.  In one embodiment of the invention, the modulation means comprises an ultrasonic actuator.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen de modulation est disposé entre le bras et la lame. On évite ainsi des modifications sous le capot qui risqueraient de s'avérer onéreuses. La lame comprend une armature et une partie souple. Le moyen de modulation peut être disposé entre le bras et l'armature.  In one embodiment of the invention, the modulation means is disposed between the arm and the blade. This avoids changes under the hood that could prove to be expensive. The blade includes a frame and a flexible portion. The modulation means may be disposed between the arm and the frame.

Avantageusement, le moyen de modulation est commandé par un circuit de commande relié à une commande de moteur d'essuie-glace.  Advantageously, the modulation means is controlled by a control circuit connected to a wiper motor control.

L'invention propose également un procédé contre le crissement d'un essuieglace sur un pare-brise, procédé dans lequel on module en fréquence ultrasonore l'effort appliqué par le balai d'essuie-glace sur le parebrise, tout en maintenant le contact entre le balai et le pare-brise. On peut appliquer un effort de faible amplitude, de fréquence fs, modulé par un signal de fréquence fc, avec fs supérieur à fc. On peut prévoir un signal de fréquence f, carré et un signal de fréquence fs sinusoïdal.  The invention also proposes a method against the squeal of a windscreen wiper on a windscreen, a method in which the force applied by the wiper blade on the windshield is modulated in ultrasonic frequency, while maintaining the contact between the broom and the windshield. It is possible to apply a force of small amplitude, of frequency fs, modulated by a signal of frequency fc, with fs greater than fc. It is possible to provide a signal of frequency f, square and a signal of sinusoidal frequency fs.

L'actionneur se situe sur une pièce permanente d'un véhicule automobile et non sur une pièce d'usure, telle que le balai d'essuie-glace, garantissant ainsi la permanence de l'effet anti-crissement même après le remplacement d'un balai d'essuie-glace usagé par un balai d'essuie-glace neuf.  The actuator is located on a permanent part of a motor vehicle and not on a wear part, such as the wiper blade, thus ensuring the permanence of the anti-squeal effect even after the replacement of the wiper blade. a wiper blade used by a new wiper blade.

Par ailleurs, un actionneur piézoélectrique est très économique en énergie, ce qui permet de l'alimenter par le circuit d'alimentation générale d'un véhicule automobile sans modification significative. Le système peut fonctionner contre des crissements de fréquences diverses, ce qui ne nécessite pas d'étude particulière visant à déterminer la fréquence du crissement sur tel ou tel véhicule. Le système peut aussi fonctionner pour des parties souples de lame d'essuie-glace de profils différents.  Moreover, a piezoelectric actuator is very economical in energy, which allows to feed it through the general power supply circuit of a motor vehicle without significant modification. The system can operate against various frequency crunches, which does not require special study to determine the frequency of squealing on a particular vehicle. The system can also work for flexible parts of wiper blade of different profiles.

Enfin, le système peut être dépourvu de capteur et de calculateur de commande et fonctionner en boucle ouverte, ce qui s'avère particulièrement économique.  Finally, the system may be devoid of sensor and control computer and operate in open loop, which is particularly economical.

La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un essuie-glace selon un aspect de l'invention; -la figure 2 est un schéma électrique du dispositif anti- crissement selon un aspect de l'invention; et -la figure 3 est un diagramme temporel du signal de commande du dispositif anti-crissement.  The present invention will be better understood on studying the detailed description of some embodiments taken by way of non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which: FIG. 1 is a cross-sectional view of a windscreen wiper according to one aspect of the invention; FIG. 2 is an electrical diagram of the anti-scoring device according to one aspect of the invention; and FIG. 3 is a timing diagram of the control signal of the anti-squeal device.

Comme on peut le voir sur la figure 1, l'essuie-glace 1 est prévu pour être en appui sur un pare-brise 2. L'essuie-glace 1 comprend un bras 3 articulé sur un châssis 4 du véhicule et entraîné par un mécanisme d'entraînement en rotation 11, voir figure 2. Un ressort 5 de raideur k est disposé entre le bras 3 et le châssis 4 pour mettre en appui l'essuieglace 1 contre le pare-brise 2. L'essuie-glace 1 se complète par un balai d'essuie-glace 6 pourvu d'une lame 7 en contact avec le pare-brise 2 et d'un talon 8 ou armature supporté par le bras 3. Le bras 3 présente, en section transversale, une forme d'U, le talon 8 étant maintenu entre les deux bras 3a, 3b du U. Entre le talon 8 et le fond 3c du U du bras 3, est disposé un actionneur piézoélectrique 9 permettant de moduler l'effort d'appui du balai 6 sur le pare-brise 2.  As can be seen in FIG. 1, the windscreen wiper 1 is designed to rest on a windshield 2. The windscreen wiper 1 comprises an arm 3 hinged to a chassis 4 of the vehicle and driven by a rotation drive mechanism 11, see Figure 2. A stiffness spring 5 k is disposed between the arm 3 and the frame 4 to press the wiper 1 against the windshield 2. The wiper 1 is complete with a wiper blade 6 provided with a blade 7 in contact with the windshield 2 and a heel 8 or armature supported by the arm 3. The arm 3 has, in cross section, a shape of U, the heel 8 being held between the two arms 3a, 3b of the U. Between the heel 8 and the bottom 3c of the U of the arm 3, is disposed a piezoelectric actuator 9 for modulating the support force of the blade 6 on the windshield 2.

Comme on peut le voir sur la figure 2, l'actionneur piézoélectrique 9 est alimenté par un circuit 10 relié au module 12 d'alimentation électrique du mécanisme d'entraînement 11 de l'essuie-glace 1, de telle sorte que le circuit 10 soit soumis au même signal que le mécanisme d'entraînement 11 et soit donc actif et respectivement inactif en même temps que le mécanisme d'entraînement 11. Le module de commande 12 est relié à un bouton de commande d'essuie-glace ou à un système automatique de déclenchement d'essuie-glace, non représenté et au circuit général d'alimentation du véhicule, par 2876969 s exemple sous 12 volts continu. Le module de commande 12 et le mécanisme d'entraînement 11 peuvent être de type standard. Le circuit 10, alimenté lorsque le mécanisme d'entraînement 11 est alimenté, peut, par exemple, être réalisé par un circuit intégré à transistors MOS.  As can be seen in FIG. 2, the piezoelectric actuator 9 is powered by a circuit 10 connected to the power supply module 12 of the drive mechanism 11 of the windscreen wiper 1, so that the circuit 10 is subjected to the same signal as the drive mechanism 11 and is therefore active and respectively inactive at the same time as the drive mechanism 11. The control module 12 is connected to a windshield wiper control knob or to a automatic wiper release system, not shown and the general power supply circuit of the vehicle, for example 2876969 s under 12 volts DC. The control module 12 and the drive mechanism 11 may be of standard type. The circuit 10, powered when the drive mechanism 11 is powered, can, for example, be performed by an integrated circuit MOS transistors.

On comprend donc que le mécanisme d'entraînement 11 et son module de commande 12 étant d'ores et déjà présents sur un véhicule, il est particulièrement simple et économique d'ajouter l'actionneur piézoélectrique 9 et son circuit associé 10 en les reliant aux fils d'alimentation du mécanisme d'entraînement 11, sans qu'il soit nécessaire d'apporter des modifications significatives au mécanisme d'entraînement 11, ou encore au module de commande 12.  It is therefore clear that the drive mechanism 11 and its control module 12 are already present on a vehicle, it is particularly simple and economical to add the piezoelectric actuator 9 and its associated circuit 10 by connecting them to supply wires of the drive mechanism 11, without it being necessary to make any significant modifications to the drive mechanism 11 or to the control module 12.

Différents types de signaux peuvent être utilisés pour commander l'actionneur piézoélectrique 9.  Different types of signals can be used to control the piezoelectric actuator 9.

Dans l'exemple illustré sur la figure 3, dans laquelle l'abscisse est le temps (sans unité) et l'ordonnée le niveau (sans unité), le signal de commande de l'actionneur piézoélectrique 9 généré par le circuit associé 10, présente un signal généré à partir d'un signal de base sinusoïdal de fréquence fs et modulé par un signal carré périodique de fréquence f, nettement inférieur à la fréquence fs. Un tel signal appliqué par l'actionneur piézoélectrique 9, avec une amplitude telle que la force exercée par l'actionneur piézoélectrique 9 reste inférieure à la force exercée par le ressort 5, permet de remédier aux problèmes de crissement du balai d'essuie-glace sur le pare-brise et d'accroître considérablement le confort d'utilisation d'un véhicule, tout en restant simple et économique.  In the example illustrated in FIG. 3, in which the abscissa is the time (without unit) and the ordinate the level (without unit), the control signal of the piezoelectric actuator 9 generated by the associated circuit 10, presents a signal generated from a sinusoidal base signal of frequency fs and modulated by a periodic square wave signal of frequency f, which is much smaller than the frequency fs. Such a signal applied by the piezoelectric actuator 9, with an amplitude such that the force exerted by the piezoelectric actuator 9 remains lower than the force exerted by the spring 5, makes it possible to remedy the problems of squeal of the wiper blade on the windshield and greatly increase the comfort of use of a vehicle, while remaining simple and economical.

Lorsque le module de commande 12 est rendu actif et provoque l'activation du mécanisme d'entraînement 11 et la rotation de l'essuie-glace, le circuit 10 d'alimentation de l'actionneur piézoélectrique 9 est également alimenté et génère un signal électrique de fréquence élevée, notamment supérieure à 16 kHz, par exemple 20 kHz tel qu'illustré sur la figure 3. L'actionneur piézoélectrique 9 transforme le signal électrique en une vibration mécanique inaudible pour l'homme et qui empêche le balai d'essuie-glace de crisser sur le pare-brise du véhicule.  When the control module 12 is made active and causes the activation of the drive mechanism 11 and the rotation of the wiper, the supply circuit 10 of the piezoelectric actuator 9 is also powered and generates an electrical signal of high frequency, in particular greater than 16 kHz, for example 20 kHz as illustrated in FIG. 3. The piezoelectric actuator 9 transforms the electrical signal into a mechanical vibration that is inaudible to man and which prevents the wiper blade from ice crunch on the windshield of the vehicle.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1-Dispositif anti-crissement pour essuie-glace, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen pour moduler en fréquence ultrasonore l'effort appliqué par le balai (6) d'essuie-glace sur le pare-brise (2), tout en maintenant le contact entre le balai et le pare-brise.  1-anti-cring device for wiper, characterized in that it comprises a means for modulating in ultrasonic frequency the force applied by the wiper blade (6) on the windshield (2), while maintaining contact between the broom and the windshield. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de modulation comprend un actionneur piézoélectrique (9).  2-Device according to claim 1, characterized in that the modulation means comprises a piezoelectric actuator (9). 3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le moyen de modulation est relié à la commande du moteur d'essuie- glace de façon que ledit moyen de modulation soit actif dès que l'essuie- glace se déplace.  3-Device according to claim 1 or 2, characterized in that the modulation means is connected to the control of the wiper motor so that said modulating means is active as soon as the windscreen wiper moves. 4-Essuie-glace (1) comprenant un bras (3), une lame supportée par le bras, et un ressort (5) agissant sur le bras pour appuyer la lame sur un parebrise (2), caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen pour moduler en fréquence ultrasonore l'effort appliqué par la Iame d'essuie-glace sur le pare-brise, tout en maintenant le contact entre la lame et le pare- brise.  4-Wiper (1) comprising an arm (3), a blade supported by the arm, and a spring (5) acting on the arm to support the blade on a windshield (2), characterized in that it comprises means for modulating in ultrasonic frequency the force applied by the wiper blade on the windshield, while maintaining the contact between the blade and the windshield. 5-Essuie-glace selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen de modulation comprend un actionneur ultrasonore (9).  5-windscreen wiper according to claim 4, characterized in that the modulation means comprises an ultrasonic actuator (9). 6-Essuie-glace selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que le moyen de modulation est disposé entre le bras et la lame.  6-Wiper according to claim 4 or 5, characterized in that the modulating means is disposed between the arm and the blade. 7-Essuie-glace selon la revendication 6, caractérisé par le fait que, la lame comprenant une armature (8) et une partie souple (7), le moyen de modulation est disposé entre le bras (3) et l'armature (8).  7-Wiper according to claim 6, characterized in that, the blade comprising a frame (8) and a flexible portion (7), the modulation means is arranged between the arm (3) and the armature (8). ). 8-Essuie-glace selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que le moyen de modulation est commandé par un circuit de commande (10) relié à une commande (12) de moteur d'essuieglace.  8-Wiper according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the modulation means is controlled by a control circuit (10) connected to a wiper motor control (12). 9-Procédé contre le crissement d'un essuie-glace sur un pare-brise, dans lequel on module en fréquence ultrasonore l'effort appliqué par le balai d'essuie-glace sur le pare-brise, tout en maintenant le contact entre le balai et le pare-brise.  9-Process against the squeal of a wiper on a windshield, in which the force applied by the wiper blade on the windshield is modulated in ultrasonic frequency, while maintaining the contact between the broom and windshield. 10-Procédé selon la revendication 9, dans lequel on applique un effort de faible amplitude de fréquence f, modulé par un signal de fréquence fc, avec fs supérieur à fe.  10-A method according to claim 9, wherein a low amplitude effort of frequency f, modulated by a signal of frequency fc, is applied with fs greater than fe. 11-Procédé selon la revendication 10, dans lequel le signal de fréquence fc est carré et lequel le signal de fréquence fs est sinusoïdal.  11. The method according to claim 10, wherein the frequency signal fc is square and the frequency signal fs is sinusoidal.
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