FR2963765A1 - Windscreen wiper installation for motor vehicle, has piezo sensor element whose output signal is guided to electronic stage that comprises servo system for actuating another piezo actuator element - Google Patents
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Abstract
Description
INSTALLATION D'ESSUIE-GLACE DE VEHICULE AUTOMOBILE INSTALLATION OF AUTOMOTIVE VEHICLE WIPES
La présente invention concerne une installation d'essuie-glace de véhicule automobile comprenant une raclette d'essuie-glace pouvant se fixer à un bras d'essuie-glace qui porte une lame en caoutchouc fixée avec sa partie talon sur la raclette et qui comporte une lèvre venant en contact d'appui sur la surface à essuyer, la lèvre étant reliée au talon par l'intermédiaire d'une partie charnière de la lame comprenant au moins un premier élément piézo actionneur générant une flexion de la lèvre pour influencer l'angle de raclage. Une telle configuration d'essuie-glace est connue, par exemple du brevet américain US 6, 216, 31 1 B 1. The present invention relates to a motor vehicle windscreen wiper system comprising a wiper blade that can be attached to a wiper arm which carries a rubber blade attached with its heel portion to the squeegee and which comprises a lip coming into bearing contact on the surface to be wiped, the lip being connected to the heel via a hinge portion of the blade comprising at least a first piezo actuator element generating a bending of the lip to influence the scraping angle. Such a windshield wiper configuration is known, for example from US Pat. No. 6,216,31 1 B 1.
La fonction d'essuyage du pare-brise d'un véhicule est régulièrement critiquée. Les utilisateurs de véhicules signalent souvent un manque d'efficacité de l'essuyage, comme des voiles, des stries etc... un certain niveau sonore, résultant du retournement de la lèvre, bruit s'apparentant à un crissement, un couinement, raclement, etc... The wiping function of the windshield of a vehicle is regularly criticized. Vehicle users often report a lack of efficiency of wiping, such as sails, streaks, etc., a certain sound level, resulting from the overturning of the lip, noise resembling a squealing, squeaking, scraping , etc ...
L'essuyage efficace et silencieux représente un équilibre entre la maîtrise d'un paramètre microscopique précis, c'est-à-dire le contact permanent de la lame en caoutchouc sur quelques dizaines de microns de verre seulement tout au long du balayage et la maîtrise des paramètres macroscopiques nombreux, parfois difficiles à maîtriser, corrélés entre eux, non réglables individuellement en raison d'un processus de fabrication industrielle. Quelques exemples de paramètres macroscopiques importants sont la géométrie du pare-brise, l'état de la surface du pare-brise, la géométrie de la caisse, les dimensions de la lame en caoutchouc, l'orientation du bras-balai par rapport à la vitre, la pression du bras sur le balai, la rigidité du système etc.30 The efficient and quiet wiping represents a balance between the control of a precise microscopic parameter, that is to say the permanent contact of the rubber blade on a few tens of microns of glass only throughout the sweep and the control many macroscopic parameters, sometimes difficult to control, correlated with each other, not individually adjustable due to an industrial manufacturing process. Some examples of important macroscopic parameters are the windshield geometry, the state of the windshield surface, the body geometry, the dimensions of the rubber blade, the orientation of the arm-broom in relation to the glass, arm pressure on the broom, rigidity of the system etc.30
On définit l'angle de raclage comme étant l'angle entre la vitre et la lèvre. L'essuyage fonctionne bien lorsque cet angle est de 45° +/-10° hors de la zone de retournement. The scraper angle is defined as the angle between the window and the lip. Wiping works well when this angle is 45 ° +/- 10 ° out of the turning zone.
Le brevet américain US 6, 216, 31 1 B 1 décrit une raclette d'essuie-glace, qui comprend un élément piézo électrique pouvant appliquer une force supplémentaire sur une partie charnière de la lame en caoutchouc pour forcer la lame en caoutchouc à effectuer une flexion dans un sens dépendant de la polarité d'une tension appliquée à l'élément piézo. US Pat. No. 6,216,31 B1 discloses a wiper blade, which comprises a piezoelectric element that can apply additional force to a hinge portion of the rubber blade to force the rubber blade to effect a bending in a direction depending on the polarity of a voltage applied to the piezo element.
Ainsi la lèvre de la lame en caoutchouc peut être forcée dans le bon sens pendant le balayage pour éviter un crissement. Comme l'actionnement de l'élément piézo n'est pas réglé avec un système en boucle fermée, l'angle de raclage de la lèvre en caoutchouc ne peut pas être réglé à une valeur consigne. Thus the lip of the rubber blade can be forced in the right direction during the scan to avoid squealing. Since the actuation of the piezo element is not adjusted with a closed-loop system, the scraping angle of the rubber lip can not be set to a set point.
Le but de la présente invention est de proposer une installation d'essuie-glace de véhicule automobile comprenant des éléments piézo avec lesquels l'angle de raclage de la lèvre d'une lame en caoutchouc d'un essuie-glace peut-être relié et ajusté à une valeur consigne pendant le fonctionnement de l'essuie-glace. The object of the present invention is to provide a motor vehicle wiper system comprising piezo elements with which the scraping angle of the lip of a rubber blade of a windscreen wiper can be connected and adjusted to a set point during the operation of the windscreen wiper.
La présente invention a pour objet une installation d'essuie-glace de véhicule automobile comprenant une raclette d'essuie-glace fixée à un bras d'essuie-glace et qui porte une lame en caoutchouc fixée avec sa partie talon sur la raclette et qui comporte une lèvre venant en contact d'appui sur la surface à essuyer, la lèvre étant reliée au talon par l'intermédiaire d'une partie charnière de la lame, comprenant au moins un premier élément piézo actionneur générant une flexion de la lèvre pour influencer l'angle de raclage, dans lequel la partie charnière de la lame reçoit au moins un deuxième élément piézo capteur pour mesurer l'angle de raclage, son signal de sortie alimentant un étage électronique qui comporte un système asservi pour l'actionnement du premier élément piézo actionneur. The present invention relates to a windshield wiper installation of a motor vehicle comprising a wiper blade attached to a wiper arm and which carries a rubber blade fixed with its heel portion on the squeegee and which comprises a lip coming into bearing contact on the surface to be wiped, the lip being connected to the heel via a hinge portion of the blade, comprising at least a first piezo actuator element generating a bending of the lip to influence the scraping angle, in which the hinge portion of the blade receives at least one second piezo sensor element for measuring the scraping angle, its output signal supplying an electronic stage which comprises a servo system for actuating the first element piezo actuator.
De préférence, le signal de l'actionnement du premier élément piézo actionneur est un signal alterné en fonction du sens du mouvement du bras d'essuie-glace et est coupé lors des phases de retournement du bras d'essuie-glace. Preferably, the signal of the actuation of the first piezo actuator element is an alternating signal depending on the direction of movement of the wiper arm and is cut during the reversal phases of the wiper arm.
Selon un mode de réalisation l'étage électronique comprend un comparateur, qui compare les polarités du signal du deuxième élément piézo capteur et du signal de l'actionnement du premier élément piézo actionneur, dans le cas où les deux polarités sont identiques, la polarité du signal de l'actionnement du premier élément piézo actionneur n'est pas changée, dans le cas où les deux polarités sont différentes la polarité du signal d'actionnement du premier élément piézo actionneur est inversée. According to one embodiment, the electronic stage comprises a comparator, which compares the polarities of the signal of the second piezoelectric sensor element and the signal of the actuation of the first piezoelectric actuator element, in the case where the two polarities are identical, the polarity of the signal of the actuation of the first actuator piezo element is not changed, in the case where the two polarities are different the polarity of the actuation signal of the first actuator piezo element is reversed.
De préférence le système asservi de l'étage électronique règle l'angle de balayage de la lèvre à + 45°(+/- 10°) ou - 45° (+/-10°) selon le sens du mouvement du bras de l'essuie-glace. Selon un mode de réalisation, les deux éléments piézo ont une forme de lame, sont placés à l'intérieur de la lame en caoutchouc, à proximité l'une de l'autre, côte à côte. Preferably the controlled system of the electronic stage sets the sweep angle of the lip at + 45 ° (+/- 10 °) or - 45 ° (+/- 10 °) depending on the direction of movement of the arm of the 'wiper. According to one embodiment, the two piezo elements have a blade shape, are placed inside the rubber blade, close to each other, side by side.
25 Les deux éléments piézo s'étendent de préférence au travers de la lame en caoutchouc, depuis l'arête de la lèvre jusqu'à l'extrémité supérieure du talon. The two piezo elements preferably extend through the rubber blade from the edge of the lip to the upper end of the heel.
Avantageusement, l'étage électronique est intégré dans la surface 30 supérieure du talon.20 Advantageously, the electronic stage is integrated in the upper surface of the heel.
De préférence, les éléments piézo sont intégrés dans la lame en caoutchouc, soit dans une découpe préalablement réalisée dans le caoutchouc soit emprisonnés durant le moulage du caoutchouc. Preferably, the piezo elements are integrated in the rubber blade, either in a cut previously made in the rubber or trapped during the molding of the rubber.
Selon un autre mode de réalisation préféré, plusieurs paires des premiers et deuxièmes éléments piézo sont réparties sur la longueur de la lame en caoutchouc. According to another preferred embodiment, several pairs of the first and second piezo elements are distributed over the length of the rubber blade.
Selon ce mode de réalisation, les paires d'éléments piézo avec leurs 10 étages électroniques sont reliées entre elles en parallèle. According to this embodiment, the pairs of piezo elements with their electronic stages are interconnected in parallel.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré en référence au dessin, sur lequel : The invention will be better understood on reading the description of a preferred embodiment with reference to the drawing, in which:
15 Fig. 1 montre une coupe transversale d'une lame en caoutchouc d'un essuie-glace comprenant des éléments piézo selon l'invention ; Fig. 1 shows a cross section of a rubber blade of a wiper comprising piezo elements according to the invention;
Fig. 2 montre une coupe transversale d'une lame d'essuie-glace selon l'invention, posée sur une vitre à essuyer; Fig. 3 montre schématiquement le système des éléments piézo avec leurs étages électroniques; et Fig. 2 shows a cross section of a wiper blade according to the invention, placed on a window to be wiped; Fig. 3 schematically shows the system of piezo elements with their electronic stages; and
Fig. 4 montre un diagramme avec les différents signaux pendant un cycle 25 de raclage. Fig. 4 shows a diagram with the different signals during a scraping cycle.
Fig. 1 montre une coupe transversale d'une lame en caoutchouc d'une installation essuie-glace. La lame en caoutchouc 1 comporte une partie talon 2 au moyen de laquelle la lame est fixée sur un balai non représenté. 30 Pour cela deux rainures 12 sont prévues pour recevoir les éléments correspondants de la raclette 3 visible sur Fig. 2. 20 Une lèvre 4, qui vient en contact avec la surface à essuyer, à savoir la vitre d'un pare-brise, est reliée au talon 2 par l'intermédiaire d'une zone charnière 6 flexible. Le long de l'axe méridien vertical de la lame 1 en caoutchouc sont disposés deux éléments piézo 7 et 8, dont un élément piézo 7 fonctionne comme actionneur et l'autre élément piézo 8 fonctionne comme capteur. Les deux éléments piézo s'étendent sur cet axe méridien depuis un emplacement situé prés de l'arête de la lèvre 4, en contact avec la surface à essuyer jusqu'à l'extrémité supérieure du talon 2. A cette extrémité supérieure est intégré, dans le talon 2, l'étage électronique 9 du système piézo. Fig. 1 shows a cross section of a rubber blade of a wiper installation. The rubber blade 1 has a heel portion 2 by means of which the blade is fixed on a broom not shown. For this purpose, two grooves 12 are provided to receive the corresponding elements of the squeegee 3 visible in FIG. 2. A lip 4, which comes into contact with the surface to be wiped, namely the glass of a windshield, is connected to the heel 2 via a flexible hinge zone 6. Along the vertical meridian axis of the rubber blade 1 are arranged two piezo elements 7 and 8, one piezo element 7 operates as an actuator and the other piezo element 8 operates as a sensor. The two piezo elements extend on this meridian axis from a location near the edge of the lip 4, in contact with the surface to be wiped up to the upper end of the heel 2. At this upper end is integrated, in the heel 2, the electronic stage 9 of the piezo system.
Fig.2 montre une coupe transversale d'une lame en caoutchouc selon l'invention, posée sur une vitre à essuyer 5. En raison de la pression appliquée sur le balai, la lèvre 4 est inclinée vers la gauche. Dans cette position, le bras de l'essuie-glace peut se déplacer de gauche à droite. L'angle de raclage consigne a est de 45°. Il est défini comme l'angle entre la surface à essuyer et l'orientation de l'axe méridien à l'endroit de l'arête d'essuyage de la lèvre 4. On voit bien que les deux éléments piézo capteur 8 et actionneur 7 sont fléchis parallèlement et que la lèvre 4 est inclinée dans le sens du balayage en garantissant l'angle de raclage a. Fig.2 shows a cross section of a rubber blade according to the invention, placed on a glass wipe 5. Due to the pressure applied to the blade, the lip 4 is inclined to the left. In this position, the wiper arm can move from left to right. The scraping angle set at a is 45 °. It is defined as the angle between the surface to be wiped and the orientation of the meridian axis at the edge of the wiping edge of the lip 4. It is clear that the two elements piezo sensor 8 and actuator 7 are bent parallel and the lip 4 is inclined in the direction of sweeping ensuring the scraping angle a.
Fig.3 montre schématiquement le circuit asservi de contrôle des éléments piézo. FIG. 3 schematically shows the slave circuit for controlling the piezo elements.
L'élément piézo capteur 8 envoie à l'étage électronique 9 un signal qui correspond à l'angle de raclage en position. The sensor piezo element 8 sends to the electronic stage 9 a signal which corresponds to the scraping angle in position.
La polarité du signal du capteur 8 correspond au sens d'inclinaison de la lèvre 4. Un comparateur 10 compare la polarité avec une polarité consigne qui correspond au sens du mouvement du bras. Si ces polarités sont identiques, la polarité d'un signal de commande pour l'élément piézo actionneur 7 n'est pas changée, si les polarités ne sont pas identiques, la polarité du signal de commande pour l'élément piézo actionneur 7 est inversée pour changer le sens d'inclinaison de la lèvre 4, pour éviter tout crissement de la lèvre 4 sur le pare-brise. The polarity of the signal of the sensor 8 corresponds to the direction of inclination of the lip 4. A comparator 10 compares the polarity with a set polarity which corresponds to the direction of movement of the arm. If these polarities are identical, the polarity of a control signal for the piezoelectric actuator element 7 is not changed, if the polarities are not identical, the polarity of the control signal for the piezoelectric actuator element 7 is reversed. to change the direction of inclination of the lip 4, to avoid squealing of the lip 4 on the windshield.
En même temps, le signal de l'élément piézo capteur 8 est comparé à un signal de consigne et à un signal de commande pour que l'élément piézo actionneur soit réglé dans un système asservi de telle sorte que la lame en caoutchouc soit fléchie jusqu'à ce qu'elle atteigne l'angle de raclage de 45° (+/-10°) ou bien -45° (+/-10°) selon le sens du mouvement du bras de l'essuie-glace. At the same time, the signal of the sensor piezo element 8 is compared with a setpoint signal and a control signal so that the piezo actuator element is set in a slave system so that the rubber blade is flexed to it reaches the scraping angle of 45 ° (+/- 10 °) or -45 ° (+/- 10 °) depending on the direction of movement of the wiper arm.
Des expériences ont montré que cet angle de raclage fournit les meilleurs résultats en efficacité et niveau sonore de l'installation d'un essuie-glace. Fig.4 montre un diagramme montrant le développement du signal S du capteur 8 dans le temps T et la consigne de commande pour l'élément piézo actionneur 7. Experiments have shown that this scraping angle provides the best results in efficiency and noise level of the installation of a wiper. FIG. 4 shows a diagram showing the development of the signal S of the sensor 8 in the time T and the control setpoint for the piezoelectric actuator element 7.
20 Ce diagramme représente en ordonnées les différentes phases du cycle d'un essuie-glace à savoir P 1 : départ du cycle en arrêt fixe ; P2 : montée (arrêt fixe vers opposé arrêt fixe) ; P3 : retournement de la lèvre en opposé arrêt fixe ; 25 P4 : descente (opposé arrêt fixe vers arrêt fixe) ; P5 : retournement de la lèvre en arrêt fixe ; P6 : fin du cycle, retour en arrêt fixe. This diagram represents, on the ordinate, the different phases of the cycle of a windscreen wiper, namely P 1: starting of the cycle at a fixed stop; P2: rise (fixed stop to opposite fixed stop); P3: reversal of the lip opposite fixed stop; P4: descent (opposite fixed stop to fixed stop); P5: turning of the lip in fixed stop; P6: end of cycle, return to fixed stop.
Le signal du capteur est un signal alterné, qui change de polarité au 30 moment du retournement de la lèvre, quand le mouvement du bras d'essuie-glace est inversé. Le signal de commande pour l'élément piézo actionneur 7 est arrêté pendant l'inversion du mouvement du bras de15 The sensor signal is an alternating signal, which changes polarity at the time of lip rollover, when the movement of the wiper arm is reversed. The control signal for the piezo actuator element 7 is stopped during the inversion of the movement of the arm 15.
l'essuie-glace. Pendant le mouvement du bras lors de l'alimentation électrique de l'élément piézo actionneur 7 la consigne est fixée à une valeur constante déterminée dans le système asservi de l'étage électronique 9. Dans la deuxième partie d'un cycle de raclage la polarité du signal de commande pour l'élément piézo actionneur 7 est inversée. the wiper. During the movement of the arm during the power supply of the piezo actuator element 7 the setpoint is set to a constant value determined in the controlled system of the electronic stage 9. In the second part of a scraping cycle the polarity of the control signal for the piezo actuator element 7 is reversed.
Sur la lame en caoutchouc 1 plusieurs paires d'éléments piézo 10 capteurs et actionneurs 7,8 peuvent être réparties à des distances régulières pour augmenter l'efficacité du système. On the rubber blade 1 several pairs of piezoelectric elements 10 sensors and actuators 7,8 can be distributed at regular distances to increase the efficiency of the system.
De préférence ces couples d'éléments capteurs actionneurs avec leurs étages électroniques peuvent être reliés entre eux en parallèle. Ainsi l'installation d'essuie-glace d'un véhicule automobile proposée garantit le bon essuyage, sans bruit, d'une vitre, en jouant sur le paramètre essentiel à savoir l'angle de raclage. 15 Preferably these pairs of actuator sensor elements with their electronic stages can be connected to each other in parallel. Thus the wiper installation of a proposed motor vehicle ensures the proper wiping, without noise, a window, playing on the essential parameter namely the scraping angle. 15
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- 2010-08-10 FR FR1056524A patent/FR2963765B1/en not_active Expired - Fee Related
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