FR3137430A1

FR3137430A1 - Dispositif de vérification du fonctionnement d’une électrovanne solénoïde

Info

Publication number: FR3137430A1
Application number: FR2206591A
Authority: FR
Inventors: Amine BENKIRANE; Denis Thebault
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-01-05

Abstract

L’invention concerne une électrovanne à solénoïde (2) comprenant un plongeur métallique (14) mobile en translation dans un cylindre (22) entre deux positions extrêmes dans lesquelles le plongeur métallique (14) est en butée contre une première extrémité (30) ou une seconde extrémité (32) du cylindre (22), les positions extrêmes du plongeur métallique (14) correspondant à un état d’ouverture complet et de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde (2), l’électrovanne à solénoïde (2) comprenant un dispositif de détection de la position du plongeur (14) dans le cylindre (22), le dispositif de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre comprenant au moins une paire d’électrodes (38, 40, 42, 44) disposée dans le cylindre (22) de sorte à être en contact avec le plongeur métallique (14) lorsque ce dernier occupe une position spécifique dans le cylindre (22), le dispositif de détection de la position du plongeur dans le cylindre (22) comprenant un organe de détection d’un signal électrique issu du contact entre le plongeur métallique (14) et la au moins une paire d’électrodes (38, 40, 42, 44). Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Dispositif de vérification du fonctionnement d’une électrovanne solénoïde

L’invention concerne un dispositif de vérification du fonctionnement d’une électrovanne solénoïde, notamment mis en œuvre pour un système de nettoyage d’une surface de véhicule automobile destiné à être embarqué sur un véhicule automobile.

De nombreuses surfaces, par exemple des capteurs d’assistance à la conduite de véhicules automobiles, peuvent faire l’objet de différents types de salissures. On peut par exemple citer les différentes caméras ou encore les capteurs de distance, les capteurs à ultrason, les radars, les lidars ou encore les capteurs de pluie placés sur le véhicule.

Or, ces salissures peuvent conduire à un dysfonctionnement de certains dispositifs d’aide à la conduite ou à l’apparition de difficultés pour un utilisateur du véhicule (manque de visibilité à cause de salissures sur le pare-brise). Il est donc nécessaire de prévoir au moins un dispositif de nettoyage de ces surfaces.

Classiquement, de tels dispositifs de nettoyage comprennent un réservoir dans lequel du liquide de nettoyage est stocké et d’un circuit de distribution fluidique composé de différentes canalisations ou tuyaux permettant d’acheminer le liquide de nettoyage vers au moins une buse de nettoyage placée devant une surface de manière à projeter du liquide de nettoyage sur cette dernière (il y a en règle générale plusieurs buses de nettoyage pour plusieurs surfaces).

Une pompe destinée à projeter du liquide de nettoyage dans le circuit de distribution fluidique jusqu’à la buse de nettoyage est généralement montée directement sur le réservoir. Plus précisément, un tube d’admission de liquide de la pompe est monté en force dans une ouverture ménagée dans le réservoir (un joint permet de garantir l’étanchéité de l’ensemble), l’orifice de sortie de liquide est quant à lui connecté au circuit de distribution fluidique.

Il est également connu de placer, sur le circuit de distribution fluidique, au moins une vanne entre la pompe et la ou les buses de nettoyage, (ou encore un bloc de distribution de liquide de nettoyage comprenant par exemple plusieurs, chaque vanne pouvant être reliée fluidiquement à une ou plusieurs buses de nettoyage). Cette vanne permet par exemple une ouverture sélective des vannes pour ne projeter du liquide de nettoyage qu’à travers une buse de nettoyage située face à une surface devant être nettoyée. Il est également possible d’utiliser une vanne comme palier intermédiaire permettant une pressurisation maximale d’une partie du circuit de distribution fluidique située entre la pompe et la vanne afin de limiter les pertes de charge jusqu’à une buse de nettoyage. Les vannes utilisées peuvent par exemple être des électrovannes à solénoïde.

Lorsque qu’un dysfonctionnement d’un capteur d’aide à la conduite dû à la présence de salissures est détecté (de manière automatique par exemple) ou lorsqu’un utilisateur active une commande de nettoyage, la pompe prélève du liquide de nettoyage dans le réservoir, le liquide étant à une pression similaire à la pression atmosphérique (la pression dépend de la hauteur de liquide de nettoyage dans le réservoir), et le propulse dans le circuit de distribution fluidique à une pression plus élevée (la différence de pression étant dépendante du dimensionnement de la pompe). Le liquide de nettoyage pressurisé passe par une vanne en position ouverte et est projeté par la ou les buses de nettoyage sur un ou des capteurs (ou une autre surface à nettoyer).

Comme expliqué auparavant, le dispositif de nettoyage permet de garantir la propreté de capteurs pouvant être cruciaux pour un utilisateur du véhicule et donc d’assurer en partie leur bon fonctionnement. Il est donc nécessaire de pouvoir vérifier le bon fonctionnement du dispositif de nettoyage afin d’éviter que ce dernier ne soit constaté qu’après un défaut de fonctionnement d’un ou plusieurs capteurs. Ceci devient de plus en plus crucial pour les véhicules automobiles autonomes. En effet, cela pourrait permettre d’avertir un utilisateur du véhicule tout en faisant basculer, si possible, le fonctionnement du dispositif de nettoyage ou des capteurs en mode dégradé. Un défaut de fonctionnement peut par exemple provenir d’un défaut au niveau de la pompe (ne fonctionnant plus ou fonctionnant mal), des conduites (par exemple percées) ou encore du bloc de distribution de liquide (défaut total ou partiel d’ouverture ou de fermeture d’une ou plusieurs vannes).

Afin de vérifier l’état de fonctionnement d’une vanne, par exemple une électrovanne à solénoïde, il est connu de surveiller l’évolution de la pression en amont de cette vanne pour vérifier que cette dernière correspond à une pression attendue. On peut par exemple vérifier que la pression augmente comme attendu lorsque du liquide de nettoyage est injecté en amont de la vanne et que cette dernière est fermée ou encore que la pression décroisse à la vitesse attendue lorsque la vanne est ouverte (i.e. après l’augmentation de pression). Un décalage entre les valeurs de pression mesurées et celles attendues permet de suspecter un défaut de fonctionnement de la vanne.

Cependant, une telle méthode de diagnostic présente l’inconvénient de vérifier le fonctionnement d’une vanne de manière indirecte via la mesure de pression d’une portion d’un circuit de distribution fluidique. La détection d’une variation (ou d’une absence de variation) anormale pouvant résulter d’un défaut extérieur à la vanne (pompe, intégrité d’un tube, etc.). De plus, et dans le cas d’un bloc de plusieurs vannes, la détection d’une anomalie de pression ne permet pas de déterminer quelle vanne est défectueuse.

L’invention a notamment pour but de fournir un dispositif de vérification du fonctionnement d’une électrovanne solénoïde, notamment mis en œuvre pour un système de nettoyage d’une surface de véhicule automobile, de manière plus précise que selon l’art antérieur.

A cet effet, l’invention a pour objet une électrovanne à solénoïde comprenant un plongeur métallique mobile en translation dans un cylindre entre deux positions extrêmes dans lesquelles le plongeur métallique est en butée contre une première extrémité ou une seconde extrémité du cylindre, les positions extrêmes du plongeur correspondant à un état d’ouverture complet et de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde, l’électrovanne à solénoïde comprenant un dispositif de détection de la position du plongeur métallique dans le cylindre, le dispositif de détection de la position du plongeur métallique dans le cylindre comprenant au moins une paire d’électrodes disposée dans le cylindre de sorte à être en contact avec le plongeur métallique lorsque ce dernier occupe une position spécifique dans le cylindre, le dispositif de détection de la position du plongeur métallique dans le cylindre comprenant un organe de détection d’un signal électrique issu du contact entre le plongeur métallique et la au moins une paire d’électrodes.

Ainsi, on obtient une électrovanne dont le diagnostic d’un bon fonctionnement est contrôlé via une détection de la position du plongeur métallique à l’intérieur de l’électrovanne (i.e. en contact avec une extrémité du cylindre ou entre les deux extrémités). Dès lors, l’état de fonctionnement est contrôlé par vérification directe du fonctionnement de l’électrovanne (par la position du plongeur métallique) et non de manière indirecte, ce qui permet un contrôle plus précis permettant de déterminer si un défaut de fonctionnement d’un dispositif incluant l’électrovanne provient ou non de l’électrovanne elle-même, en particulier d’un défaut de positionnement du plongeur métallique.

Suivant d’autres caractéristiques optionnelles de l’électrovanne à solénoïde prises seules ou en combinaison :

le dispositif de détection de la position du plongeur métallique dans le cylindre comprend une première et une seconde paires d’électrodes, la première paire d’électrodes étant disposée sur la première extrémité et la seconde paire d’électrodes sur la seconde extrémité du cylindre de sorte à être en contact avec le plongeur métallique en butée contre respectivement la première extrémité et la seconde extrémité du cylindre, le dispositif de détection de la position du plongeur métallique dans le cylindre comprenant un organe de détection d’un signal électrique issu du contact entre le plongeur métallique et d’une des première et secondes paires d’électrodes. Cela permet non seulement une détection de la position du plongeur métallique mais également de son déplacement à l’intérieur du cylindre ;
Le dispositif de détection de la position du plongeur métallique dans le cylindre peut comprendre une unité de détection du signal électrique raccordée à au moins une électrode ;
Une électrode de chaque paire d’électrodes peut être reliée à une masse électrique. Il s’agit d’une manière de détecter la position du plongeur métallique ;
L’unité de détection du signal électrique peut être comprise dans une unité de contrôle de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde. Cela permet d’obtenir une architecture compacte du dispositif de contrôle de l’électrovanne à solénoïde et de détection du fonctionnement de cette dernière ;
Au moins un joint d’étanchéité est placé entre une extrémité du cylindre et le plongeur métallique, le joint d’étanchéité comprenant des éléments conducteurs agencés pour permettre la transmission d’un courant électrique entre chaque paire d’électrodes et le plongeur métallique. L’utilisation d’un tel joint d’étanchéité hybride permet d’assurer une étanchéité au niveau des extrémités du cylindre, tout en assurant un contact électrique et en jouant un rôle d’amortisseur du plongeur métallique arrivant en butée au niveau d’une extrémité du cylindre ;
Le joint d’étanchéité peut comprendre des éléments conducteurs surmoulés sur le corps du joint d’étanchéité et agencés pour être en contact avec le plongeur métallique et chaque paire d’électrodes ou des éléments conducteurs noyés dans la le corps principal du joint d’étanchéité conférant une propriété de conducteur électrique au joint d’étanchéité, et
Le joint d’étanchéité peut être fixé au plongeur ou à une extrémité du cylindre.

L’invention a également pour objet un système de nettoyage d’une surface de véhicule automobile destiné à être embarqué sur un véhicule automobile comprenant au moins une électrovanne à solénoïde selon l’invention.

L’invention a également pour objet un procédé de vérification du fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention, le procédé comprenant la répétition, au moins une fois, d’une étape de détection de la position du plongeur métallique dans le cylindre par mesure d’un signal électrique issu du contact du plongeur métallique avec une paire d’électrodes.

Ainsi, et quel que soit l’état d’activation de l’électrovanne à solénoïde, le procédé vise à vérifier que le plongeur métallique se situe dans la position attendue vis-à-vis de l’état d’activation de l’électrovanne.

Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du procédé de vérification prises seules ou en combinaison :

Le procédé peut comprendre la répétition, au moins une fois, des étapes suivantes :

- détection d’une première position du plongeur métallique dans le cylindre par détection d’un signal électrique issu du contact du plongeur métallique avec une première paire d’électrodes,

- changement de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde par une unité de contrôle de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde, et

- détection d’une seconde position du plongeur métallique dans le cylindre par détection d’un signal électrique issu du contact du plongeur métallique avec une seconde paire d’électrodes.

Il s’agit ici d’une chronologie de détection de l’état de fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde lors d’une activation séquentielle notamment d’ouverture et de fermeture de cette dernière ;

La première position du plongeur métallique peut correspondre à un état de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde et la seconde position du plongeur métallique correspond à un état d’ouverture complet de l’électrovanne à solénoïde ;
la première position du plongeur métallique peut correspondre à un état d’ouverture complet de l’électrovanne à solénoïde et la seconde position du plongeur métallique correspond à un état de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde ;
le procédé de vérification peut comprendre une étape de détection d’une position intermédiaire du plongeur métallique par absence de détection de signal électrique au niveau des paires d’électrodes. Cela permet de vérifier le déplacement du plongeur métallique quittant une première extrémité du cylindre et en cours de déplacement vers une seconde extrémité du cylindre ; et
Les étapes de détection de la position du plongeur métallique peuvent être réalisées lors de l’ouverture de l’électrovanne à solénoïde et lors de la fermeture de l’électrovanne à solénoïde.

Brève description des figures

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

est une représentation d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention,

est une représentation des étapes d’un procédé de vérification de fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention, illustrant un fonctionnement normal de l’électrovanne à solénoïde,

est une représentation des étapes d’un procédé de vérification de fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention, illustrant un premier cas d’anomalie de fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde,

est une représentation des étapes d’un procédé de vérification de fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention, illustrant un second cas d’anomalie de fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde,

est une représentation des étapes d’un procédé de vérification de fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention, illustrant un troisième cas d’anomalie de fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde, et

est une représentation des étapes d’un procédé de vérification de fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention, illustrant un quatrième cas d’anomalie de fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde.

Description détaillée

On se réfère désormais à la illustrant une électrovanne à solénoïde 2, par exemple destinée à faire partie d’un système de nettoyage d’une surface de véhicule automobile lui-même destiné à être embarqué sur un véhicule automobile

L’électrovanne à solénoïde 2 comprend un orifice d’entrée de liquide 4 et un orifice de sortie de liquide 6 (ces derniers pourraient être inversés), un conduit s’étendant entre les deux orifices d’entrée 4 et de sortie 6 de liquide. Le conduit comprend une portion de diamètre réduit dont une des extrémités peut être obturée par un plongeur métallique 14 (nommé ci-après « plongeur 14 ») ou non afin d’empêcher ou de permettre le passage, d’un fluide, par exemple de liquide de nettoyage, au travers du conduit.

L’extrémité peut l’être obturée par un clapet 12 porté par le plongeur 14. Le clapet 12 peut par exemple être réalisé en polytétrafluoroéthylène et la masselotte en fer doux. L’ensemble formé du plongeur 14 et du clapet 12 est mobile en translation dans un cylindre 22 selon une direction représentée par la flèche 16 afin de laisser passer ou de bloquer le passage du liquide dans le conduit entre l’orifice d’entrée 4 et l’orifice de sortie 6.

Le plongeur 14 peut être relié à un ressort 18 dont l’état de compression permet, en l’absence d’apport d’énergie à l’électrovanne à solénoïde 2, de maintenir le plongeur 14 en état d’obturation du conduit (vanne normalement fermée) ou en état d’ouverture du conduit (vanne normalement ouverte). Le ressort 18 est relié à un organe d’ajustement 20, par exemple une vis d’ajustement, permettant d’ajuster le positionnement de l’ensemble ressort 18/plongeur 14/ clapet 12.

Le plongeur 14 est placée dans un cylindre 22, classiquement métallique, autour duquel s’étend un bobinage 24, classiquement en cuivre, les extrémités du bobinage étant reliés à un connecteur 26 pour alimenter l’électrovanne à solénoïde 2 en électricité. L’application d’un courant électrique génère un champ électromagnétique agissant sur le ressort 18 et le plongeur 14 pour les déplacer dans le cylindre 22 afin de libérer ou d’obturer le conduit et ainsi permettre ou non le passage de liquide. Un arrêt de l’alimentation électrique conduit à un retour à l’état initiale de l’électrovanne à solénoïde 2.

L’électrovanne à solénoïde 2 peut en outre comprendre une enveloppe externe 36 en matière plastique, par exemple en matière thermoplastique, confinant les éléments métalliques de l’électrovanne à solénoïde 2 (le support 14, le cylindre 22, le ressort 18, le bobinage 24 mais également un support de bobine 28). La présence de celle-ci permet d’assurer une protection des éléments métalliques vis-à-vis de l’environnement extérieur de l’électrovanne à solénoïde 2.

Le plongeur 14 est mobile en translation dans le cylindre 22 entre deux positions extrêmes dans lesquelles le plongeur 14 est en butée contre une première extrémité 30 ou une seconde extrémité 32 du cylindre 22. Le placement du plongeur 14 en butée contre la première extrémité 30 correspond à un état de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde 2 et le placement du plongeur 14 en butée contre la seconde extrémité 32 correspond à un état d’ouverture complet de l’électrovanne à solénoïde 2, ce second état étant visible sur la .

L’électrovanne à solénoïde 2 comprend un dispositif de détection de la position du plongeur 14 dans le cylindre 22 comprenant au moins une paire d’électrodes (38, 40, 42, 44) disposée dans le cylindre 22 de sorte à être en contact avec le plongeur 14 lorsque ce dernier occupe une position spécifique dans le cylindre 22, le dispositif de détection de la position du plongeur 14 dans le cylindre 22 comprenant un organe de détection d’un signal électrique issu du contact entre le plongeur 14 et la au moins une paire d’électrodes (38, 40, 42, 44).

Comme expliqué plus haut, ce permet de vérifier la position du plongeur 14 en contact ou non avec la paire d’électrodes (38, 40, 42, 44) pour diagnostiquer le fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde 2. Dans ce qui va suivre, un mode de réalisation à deux paires d’électrodes va être décrit. Cependant, une seule paire d’électrodes peut être mis en œuvre. En tout état de cause, le nombre de paire d’électrodes peut varier.

Préférentiellement, le dispositif de détection de la position du plongeur 14 dans le cylindre 22 peut comprendre deux paires d’électrodes, une première paire d’électrodes 38 et 40 disposées au niveau de la première extrémité 30 du cylindre 22 et une seconde paire d’électrodes 42 et 44 disposées au niveau de la seconde extrémité 32 du cylindre 22.

La première paire d’électrodes 38/40 est disposée sur la première extrémité 30 et la seconde paire d’électrodes 42/44 est disposée sur la seconde extrémité 32 du cylindre 22 de sorte à être en contact avec le plongeur 14 en butée respectivement contre la première extrémité 30 ou la seconde extrémité 32 du cylindre 22. Ainsi, le plongeur 14 qui est métallique fait office de contact électrique entre les deux électrodes de chaque paire d’électrodes 38/40 et 42/44. Ce contact électrique permet la fermeture d’un circuit électrique comme cela sera décrit par la suite.

Le dispositif de détection de la position du plongeur 14 dans le cylindre 22 comprend en outre un organe de détection d’un signal électrique issu du contact entre le plongeur 14 et la au moins une paire d’électrodes, dans l’exemple décrit la première paire d’électrodes 38/40 et une seconde paire d’électrodes 42/44. En d’autres termes, une fois le plongeur 14 en butée contre une extrémité du cylindre 22 et donc au contact de la première paire d’électrodes 38/40 ou de la seconde paire d’électrodes 42/44, un courant électrique peut passer d’une électrode à l’autre via le plongeur 14 et un signal électrique issu de ce passage de courant peut être détecté par l’organe de détection. Comme nous le verrons par la suite (voir figures 2 à 6), la détection d’un signal électrique peut être représentée de manière binaire : 1 pour la détection d’un signal électrique au niveau de la première paire d’électrodes 38/40 ou de la seconde paire d’électrodes 42/44 et 0 pour l’absence de détection d’un signal électrique au niveau de la première paire d’électrodes 38/40 ou de la seconde paire d’électrodes 42/44.

Cette détection est révélatrice de la position du plongeur 14 et donc de la configuration d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2. En effet :

La détection d’un signal électrique au niveau de la première paire d’électrodes 38/40 indique que le plongeur 14 est en butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22 et donc que l’électrovanne à solénoïde 2 est dans une configuration de fermeture complète,
La détection d’un signal électrique au niveau de la seconde paire d’électrodes 42/44 indique que le plongeur 14 est en butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22 et donc que l’électrovanne à solénoïde 2 est dans une configuration d’ouverture complète, et
L’absence de détection de signal électrique au niveau de la première paire d’électrodes 38/40 ou de la seconde paire d’électrodes 42/44 indique que le plongeur 14 est dans une position intermédiaire entre une position de butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22 et une position de butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22. L’électrovanne à solénoïde 2 est donc en cours d’ouverture ou en cours de fermeture en fonction des positions de départ et d’arrivée du plongeur 14 lors de la réception d’une instruction reçue d’une unité de contrôle 8’.

Le dispositif de détection de la position du plongeur 14 dans le cylindre 22 peut comprendre une unité de détection 8, de manière classique un microcontrôleur, du signal électrique raccordée à au moins une électrode.

Cette unité de détection 8 peut être comprise dans une unité de contrôle 8’, typiquement une unité de commande électronique, de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2. Ainsi, on obtient une architecture compacte dans laquelle un même ensemble va piloter l’ouverture et la fermeture de l’électrovanne à solénoïde 2, et également vérifier le bon fonctionnement de cette dernière, par exemple en détectant que le plongeur 14 se déplace dans le cylindre 22 comme cela est attendu.

Il est possible qu’une électrode de la première paire d’électrodes ou de la seconde paire d’électrodes soit reliée à une masse électrique. Il s’agit sur la des électrodes 40 et 44. Cette liaison est combinée avec une liaison de l’autre électrode de la première paire d’électrodes ou de la seconde paire d’électrodes à l’unité de détection 8. Dès lors, la fermeture d’un circuit électrique assurée par le plongeur 14 correspond à une mise à la masse. C’est cette mise à la masse qui est détectée par l’unité de détection 8 et qui permet de connaître, comme expliqué plus haut, la position du plongeur 14 dans le cylindre 22.

Alternativement à une liaison à une masse électrique, il serait possible d’utiliser le cylindre 22 comme électrode reliée à une masse électrique ou à l’unité de détection 8. Dès lors, la première et la seconde paires d’électrodes seraient formées par une électrode isolée et par le cylindre 22.

Il serait possible de mettre en œuvre une détection d’un signal électrique autre qu’une mise à la masse, l’objectif étant avant tout de détecter la fermeture ou non d’un circuit électrique en fonction de la position du plongeur 14.

Avantageusement, au moins un joint d’étanchéité peut être placé entre une extrémité du cylindre 22 et le plongeur 14, le joint d’étanchéité comprenant des éléments conducteurs agencés pour permettre la transmission d’un courant électrique entre chaque paire d’électrodes et le plongeur 14. En d’autres termes, le joint d’étanchéité permet la transmission d’un signal par la mise en contact de la première paire d’électrodes 38/40 ou de la seconde paire d’électrodes 42/44 avec le plongeur 14. Ce joint d’étanchéité peut être fixé sur le plongeur 14 ou sur le cylindre 22, en étant donc en contact permanent avec le plongeur 14 ou avec la première ou la seconde paire d’électrodes.

Comme expliqué plus haut, l’utilisation d’un tel joint d’étanchéité hybride permet d’assurer une étanchéité au niveau des extrémités du cylindre, tout en assurant un contact électrique et en jouant un rôle d’amortisseur du plongeur arrivant en butée au niveau d’une extrémité du cylindre. Le contact électrique est typiquement assuré par des éléments conducteurs surmoulés sur le corps du joint d’étanchéité, par exemple réalisé en silicone ou tout autre matériau satisfaisant pour la réalisation d’une étanchéité locale. Alternativement à l’utilisation d’éléments conducteurs surmoulés, il est possible d’utiliser un joint d’étanchéité conducteur fabriqué par l’utilisation d’éléments conducteurs noyés dans la masse.

Dans l’exemple illustré sur la :

Un joint d’étanchéité 46 est porté par le plongeur 14 et est en contact avec la première paire d’électrodes 38 et 40 lorsque le plongeur 14 est en butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22, et
Deux joints d’étanchéité 48 et 50 sont disposés contre les électrodes 42 et 44 de la seconde paire d’électrodes et sont en contact avec le plongeur 14 lorsque celui-ci est en butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22.

Le nombre de joints d’étanchéité peut varier, tout comme l’élément supportant ces joints d’étanchéité (le plongeur 14 ou le cylindre 22). Le contact électrique peut également s’effectuer sans joint d’étanchéité, par exemple car contact direct entre le plongeur 14 et les paires d’électrodes.

Nous allons maintenant décrire les figures 2 à 6 illustrant différents résultats issus d’un procédé de vérification du fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde selon l’invention.

Comme expliqué plus haut, il est possible de détecter, au moins une fois et quel que soit l’état d’activation de l’électrovanne à solénoïde 2 (avec par exemple une seule paire d’électrodes), de vérifier que l’état d’ouverture de cette dernière est bien celui attendu en détectant la position du plongeur 14 dans le cylindre 22 par mesure d’un signal électrique issu du contact du plongeur 14 avec la première paire d’électrodes 38/40 ou la seconde paire d’électrodes 42/44. Les figures 2 à 6 illustrent un cas de vérification du fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde 2 à deux reprises, lorsque celle-ci est activée et désactivée.

Sur chacune de ces figures :

La courbe 52 illustre l’état d’activation de l’électrovanne à solénoïde 2. Cette courbe est représentative des instructions envoyées par l’unité de commande 8’ à l’électrovanne à solénoïde 2,
La courbe 54 illustre la détection d’un signal par une première paire d’électrodes, dans notre cas la première paire d’électrodes 38/40,
La courbe 56 illustre la détection d’un signal par une seconde paire d’électrodes, dans notre cas la seconde paire d’électrodes 42/44,
La courbe 58 illustre l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2 déterminée à partir de la détection de signaux électriques, et
Les blocs 60 et 62 illustrent les fenêtres de diagnostic du fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde.

Nous allons désormais décrire le fonctionnement normal d’une électrovanne à solénoïde 2 selon l’invention.

L’électrovanne à solénoïde 2 est dans notre cas est une électrovanne normalement fermée et le plongeur 14 est dans une première position correspondant à un état de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde 2. Cela signifie que cette dernière est fermée au repos, l’application d’un courant électrique pour déplacement du plongeur 14 permettant l’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2. Dans cet état de repos, un signal électrique est détecté par l’unité de détection 8 au niveau du circuit électrique comprenant la première paire d’électrodes 38/40 alors qu’aucun signal n’est détecté au niveau du circuit électrique comprenant la seconde paire d’électrodes 42/44, comme cela est visible aux niveaux des courbes 54 et 56. La courbe 58 illustre dès lors une première configuration de l’électrovanne à solénoïde, ici fermée.

Il est à noter que l’électrovanne à solénoïde 2 pourrait être une vanne normalement ouverte et la première position du plongeur 14 (en contact avec la seconde paire d’électrodes 42/44) correspondrait dès lors à un état d’ouverture complet de l’électrovanne à solénoïde 2. Ce cas ne sera pas décrit par la suite.

A un temps T1, un signal de changement de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2 est envoyé à cette dernière, ici une commande d’ouverture correspondant à une alimentation électrique du bobinage 24. La première fenêtre de diagnostic 60 débute également au temps T1.

Cette activation doit conduire à un déplacement du plongeur 14 de la première extrémité 30 du cylindre 22 à la seconde extrémité 32 du cylindre 22. Dès lors, le plongeur 14 cesse d’être en contact avec la première paire d’électrodes 38/40 (i.e. sa première position) pour venir par la suite en butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22 (i.e. sa seconde position) et donc être en contact avec la seconde paire d’électrodes 42/44. Cela se matérialise au niveau des courbes 54 et 56 :

On détecte la première position du plongeur 14 (en butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22) pendant quelques instants faisant suite à la commande d’activation de l’électrovanne à solénoïde 2 (contact avec la première paire d’électrodes 38/40), puis
On détecte le début d’un changement de l’état d’ouverture de cette dernière par l’absence de signal électrique au niveau des deux paires d’électrodes (perte de contact avec la première paire d’électrode 38/40 et changement au niveau de la courbe 54), puis
On détecte la seconde position du plongeur 14 (en butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22) par le biais du contact entre le plongeur 14 et la seconde paire d’électrodes 42/44 (changement au niveau de la courbe 56).

On déduit de cette chronologie que l’électrovanne à solénoïde 2 est tout d’abord fermée, puis qu’elle commence à s’ouvrir pour être au final totalement ouverte (courbe 58 dont les deux variations lors de la première fenêtre de diagnostic 60 correspondent aux changements successifs des courbes 54 et 56). La première fenêtre diagnostic 60 s’étend sur une durée assurant la détection des trois états successifs de l’électrovanne à solénoïde 2. Cette durée dépend des spécificités de l’électrovanne à solénoïde 2, principalement de la vitesse de déplacement du plongeur 14 et de la taille du cylindre 22.

A un temps T2, un signal de changement de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2 est envoyé à cette dernière, ici une commande de fermeture correspondant à un arrêt de l’alimentation électrique du bobinage 24. La première fenêtre de diagnostic 62 débute également au temps T2.

Cette désactivation doit conduire à un déplacement du plongeur 14 de la seconde extrémité 32 du cylindre 22 à la première extrémité 30 du cylindre 22. Dès lors, le plongeur 14 cesse d’être en contact avec la seconde paire d’électrodes 42/44 (i.e. sa seconde position) pour venir par la suite à butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22 (i.e. sa première position) et donc être en contact avec la première paire d’électrodes 38/40. Cela se matérialise au niveau des courbes 54 et 56 illustrant une chronologie inversée par rapport à celle faisant suite à l’activation de l’électrovanne à solénoïde 2 :

On détecte la seconde position du plongeur 14 (en butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22) pendant quelques instants faisant suite à la commande de désactivation de l’électrovanne à solénoïde 2 (contact avec la seconde paire d’électrodes 42/44), puis
On détecte le début d’un changement de l’état d’ouverture de cette dernière par l’absence de signal électrique au niveau de la première paire d’électrodes 38/40 et de la seconde paire d’électrodes 42/44, puis
On détecte la première position du plongeur 14 (en butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22) par le biais du contact entre le plongeur 14 et la première paire d’électrodes 38/40.

On déduit de cette chronologie que l’électrovanne à solénoïde 2 est tout d’abord ouverte, puis qu’elle commence à se fermer pour être au final totalement fermée (courbe 58). La première fenêtre diagnostic 62 s’étend également sur une durée assurant la détection des trois états d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2.

On comprend donc dans l’exemple illustré sur la que les étapes de détection de la position du plongeur 14 sont réalisées lors de l’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2 et lors de la fermeture de cette dernière.

Les figures 3 à 6 illustrent plusieurs anomalies pouvant être détectées par le procédé de vérification selon l’invention :

Sur la , on observe, après le temps T1, la détection de la première position du plongeur 14 correspondant ici à un été de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde 2 puis un début d’ouverture par déplacement du plongeur 14 sans que ce dernier n’arrive dans sa seconde position en butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22, ce qui se matérialiserait par la détection d’un signal électrique sur le circuit comprenant la seconde paire d’électrodes 42/44 et donc par un changement au niveau de la courbe 56. Après le temps T2, on observe un retour du plongeur 14 en butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22 grâce à détection du contact entre le plongeur 14 et la première paire d’électrodes 38/40. Cette chronologie permet de conclure à une anomalie à l’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2 qui ne n’atteint pas son état d’ouverture complet ;
Sur la , on observe, après le temps T1, les détections de la première position, de la position intermédiaire et de la seconde position du plongeur 14 par mesure des signaux électriques comme détaillé plus haut pour la . Cela démontre un fonctionnement normal de l’électrovanne à solénoïde 2 à l’ouverture. Cependant, et après le temps T2, on observe un déplacement du plongeur 14 en position intermédiaire (plus aucun contact avec une paire d’électrodes) mais pas de retour de ce dernier en butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22. Cette chronologie permet de conclure à une anomalie à la fermeture de l’électrovanne à solénoïde 2 qui ne n’atteint pas son état de fermeture complet ;
Sur la , on observe, après le temps T1, les détections de la première position, de la position intermédiaire et de la seconde position du plongeur 14 par mesure des signaux électriques comme détaillé plus haut pour la . Cela démontre un fonctionnement normal de l’électrovanne à solénoïde 2 à l’ouverture. Cependant, et après le temps T2, on observe qu’un signal électrique est toujours détecté au niveau du circuit électrique comprenant la seconde paire d’électrodes 42/44 après une instruction de fermeture de l’électrovanne à solénoïde 2. Cela signifie donc que le plongeur 14 reste en butée contre la seconde extrémité 32 du cylindre 22. Cette chronologie permet de conclure à un défaut de fermeture de l’électrovanne à solénoïde 2 qui est donc bloquée en position ouverte ;
Sur la , on observe une détection continue de la première position du plongeur 14 en butée contre la première extrémité 30 du cylindre 22, de par le contact du plongeur 14 avec la première paire d’électrodes 38/40, et ce quelles que soit les informations d’activation ou non reçues par l’électrovanne à solénoïde 2, notamment une instruction d’ouverture au temps T1. Cette chronologie permet de conclure à un défaut d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde 2 qui est donc bloquée en position fermée.

Liste de références

2 : électrovanne à solénoïde

4 : orifice d’entrée de liquide

6 : orifice de sortie de liquide

8 : unité de détection

8’ : unité de contrôle

10 : masses électriques

12 : clapet

14 : plongeur

16 : direction de déplacement de la masselotte et du clapet

18 : ressort

20 : organe d’ajustement

22 : cylindre

24 : bobinage

26 : connecteur

28 : support de bobine

30 : première extrémité du cylindre

32 : seconde extrémité du cylindre

36 : enveloppe externe

38, 40, 42, 44 : électrodes

46, 48, 50 : joints d’étanchéité

52 : courbe d’activation de l’électrovanne à solénoïde

54 : courbe de détection d’un signal par une première paire d’électrodes

56 : courbe de détection d’un signal par une seconde paire d’électrodes

58 : courbe de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde

60, 62 : fenêtres de diagnostic du fonctionnement de l’électrovanne à solénoïde

T1 : commande d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde

T2 : commande de fermeture de l’électrovanne à solénoïde

Claims

Electrovanne à solénoïde (2) comprenant un plongeur métallique (14) mobile en translation dans un cylindre (22) entre deux positions extrêmes dans lesquelles le plongeur métallique (14) est en butée contre une première extrémité (30) ou une seconde extrémité (32) du cylindre (22), les positions extrêmes du plongeur métallique (14) correspondant à un état d’ouverture complet et de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde (2),caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22), le dispositif de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre comprenant au moins une paire d’électrodes (38, 40, 42, 44) disposée dans le cylindre (22) de sorte à être en contact avec le plongeur métallique (14) lorsque ce dernier occupe une position spécifique dans le cylindre (22), le dispositif de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22) comprenant un organe de détection d’un signal électrique issu du contact entre le plongeur métallique (14) et la au moins une paire d’électrodes (38, 40, 42, 44).
Electrovanne à solénoïde (2) selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22) comprend une première et une seconde paires d’électrodes (38, 40, 42, 44), la première paire d’électrodes (38, 40) étant disposée sur la première extrémité (30) et la seconde paire d’électrodes (42, 44) sur la seconde extrémité (32) du cylindre (22) de sorte à être en contact avec le plongeur métallique (14) en butée contre respectivement la première extrémité (30) et la seconde extrémité (32) du cylindre (22), le dispositif de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22) comprenant un organe de détection d’un signal électrique issu du contact entre le plongeur métallique (14) et d’une des première et secondes paires d’électrodes (38, 40, 42, 44).
Electrovanne à solénoïde (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22) comprend une unité de détection (8) du signal électrique raccordée à au moins une électrode (38, 42).
Electrovanne à solénoïde (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle une électrode (40, 44) de chaque paire d’électrodes (38, 40, 42, 44) est reliée à une masse électrique (10).
Electrovanne à solénoïde (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de détection (8) du signal électrique est comprise dans une unité de contrôle (8’) de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde (2).
Electrovanne à solénoïde (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins un joint d’étanchéité (46, 48, 50) est placé entre une extrémité (30, 32) du cylindre (22) et le plongeur métallique (14), le joint d’étanchéité (46, 48, 50) comprenant des éléments conducteurs agencés pour permettre la transmission d’un courant électrique entre chaque paire d’électrodes (38, 40, 42, 44) et le plongeur métallique (14).
Electrovanne à solénoïde (2) selon la revendication précédente, dans lequel le joint d’étanchéité (46, 48, 50) comprend des éléments conducteurs surmoulés sur le corps du joint d’étanchéité (46, 48, 50) et agencés pour être en contact avec le plongeur métallique (14) et chaque paire d’électrodes (38, 40, 42, 44) ou des éléments conducteurs noyés dans la le corps principal du joint d’étanchéité (46, 48, 50) conférant une propriété de conducteur électrique au joint d’étanchéité (46, 48, 50).
Electrovanne à solénoïde (2) selon la revendication précédente, dans laquelle le joint d’étanchéité (46, 48, 50) est fixé au plongeur métallique (14) ou à une extrémité (30, 32) du cylindre (22).
Système de nettoyage d’une surface de véhicule automobile destiné à être embarqué sur un véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend au moins une électrovanne à solénoïde (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Procédé de vérification du fonctionnement d’une électrovanne à solénoïde (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé comprenant la répétition, au moins une fois, d’une étape de détection de la position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22) par mesure d’un signal électrique issu du contact du plongeur métallique (14) avec la au moins une paire d’électrodes (38, 40, 42, 44).
Procédé de vérification selon la revendication 10, le procédé comprenant la répétition, au moins une fois, des étapes suivantes :
détection d’une première position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22) par détection d’un signal électrique issu du contact du plongeur métallique (14) avec une première paire d’électrodes (38, 40, 42, 44),

changement de l’état d’ouverture de la l’électrovanne à solénoïde (2) par une unité de contrôle (8’) de l’état d’ouverture de l’électrovanne à solénoïde (2), et

détection d’une seconde position du plongeur métallique (14) dans le cylindre (22) par détection d’un signal électrique issu du contact du plongeur métallique (14) avec une seconde paire d’électrodes (38, 40, 42, 44).
Procédé de vérification selon la revendication 11, dans lequel la première position du plongeur métallique (14) correspond à un état de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde (2) et la seconde position du plongeur métallique (14) correspond à un état d’ouverture complet de l’électrovanne à solénoïde (2).
Procédé de vérification selon la revendication 11, dans lequel la première position du plongeur métallique (14) correspond à un état d’ouverture complet de l’électrovanne à solénoïde (2) et la seconde position du plongeur métallique (14) correspond à un état de fermeture complet de l’électrovanne à solénoïde (2).
Procédé de vérification selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, comprenant une étape de détection d’une position intermédiaire du plongeur métallique (14) par absence de détection de signal électrique au niveau des paires d’électrodes (38, 40, 42, 44).
Procédé de vérification selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel les étapes de détection de la position du plongeur métallique (14) sont réalisées lors de l’ouverture de l’électrovanne à solénoïde (2) et lors de la fermeture de l’électrovanne à solénoïde (2).