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Détecteur de la présence de gouttelettes d'eau sur la vitre d'un véhicule et appareil de commande d'essuie-glace incorporant un tel détecteur
La présente invention concerne un détecteur de la présence de gouttelettes d'eau sur une vitre. Elle concerne en outre un dispositif de commande d'essuie-glace comportant ce détecteur.
La présente invention a pour objet un détecteur de la présence de gouttelettes d'eau sur une vitre de véhi- cule qui soit facile ä construire et à assembler, et dont le cout de production soit faible.
La présente invention a pour autre objet un appareil de commande d'essuie-glace incorporant le détecteur, qui doit simple ä fabriquer et dont le coût de fabrication soit faible.
Selon la présente invention, on propose un détecteur de la presence de gouttelettes d'eau sur la vitre d'un véhicule, caractérisd en ce qu'il comprend une source lumineuse pouvant émettre des rayons lumineux vers une face de la vitre, et un element optique de
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diffraction monté sur la vitre et pouvant fonctionner en combinaison avec la réfraction de cette vitre pour acheminer les rayons lumineux de la source vers un photodétec- teur pouvant émettre un signal électrique dépendant de l'intensitédelalumièreincidente.
Selon la präsente invention on prdvit, en outre, un appareil de commande d'essuie-glace de pare-brise, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un détecteur permettant de détecter la presence de gouttelettes d'eau sur la vitre d'un véhicule, du type comportant une source lumineuse pouvant émettre des rayons lumineux vers la vitre et un élément optique de diffraction porté par la vitre et pouvant fonctionner pour acheminer les rayons lumineux réfractés par la vitre dans la direction d'un photodétecteur qui produit un signal électrique correspondant ä l'intensité de la lumière incidente ;
- desmoyensde traitement électrique pour le signal électrique produit par le photodetecteur ; et - desnoyensde commande electrique pour actionner l'essuie-glace.
La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints, sur lesquels :
Les figures l et 2 illustrent le fonctionnement d'un détecteur formé selon la présente invention dans deux conditions différentes de travail ; et
La figure 3 est unachema electrique sous forme de blocs de l'appareil de commande pour un essuie-glace comportant le dispositif de la figure 1.
Comme cela est illustré en figures 1 et 2, un détecteur permettant de détecter la présence de gouttelettes d'eau 2 sur une vitre 3 d'un véhicule est représen- tée dans ses grandes lignes par la référence 1. La vitre 3 illustrée en figures 1 et 2 est constituée par le
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pare-brise du véhicule, mais cela ne constitue pas une limitation de la présente invention en ce sens que le détecteur 1 peut être également employé pour la détection de la présence de gouttelettes d'eau sur la fenêtre arrière - du véhicule. Ce cas est partiellement illustre et en particulier, une portion 4 de la partie avant de la caisse et une portion 5 du tableau de bord correspondant ä la position du conducteur sont egalement representees.
Le détecteur 1 comprend une source lumineuse 6 montée sur la portion 4 de la partie avant de la caisse du véhicule, un element optique de diffraction 7 fixé ä la face de la vitre 3 à l'intérieur du véhicule et un pho- todetecteur 8 monté sur la portion 5 du tableau de bord.
Commodément, la source 6 produit un faisceau collimate, presque monochromatique, de lumiere et est constitud d'une diode électroluminescente alors que le photode- tecteur 8 pourrait comprendre un phototransistor courant.
L'element optique 7 est constitué d'une lentille holographique dont la caractéristique principale est de diffracter les rayons lumineux la frappant avec un angle d'incidence prédéterminé dans la direction d'un point précis qu'on appelle foyer de la lentille.
En utilisation, en fixant la position de la source lumineuse 6 et de l'élément optique 7, il est possible de déterminer la position du foyer de ce dernier, vers laquelle les rayons lumineux provenant de la source 6 sont acheminés.
Le photodetecteur 8 est monté ä l'endroit du foyer, celui-ci étant de préférence situd sur la portion 5 du tableau de bord.
En l'absence de gouttelettes d'eau sur la vitre 3 (figure l) les rayons lumineux émis par la source 6 et tombant sur la surface extérieure de la vitre 3 sont soumis ä une réfraction par la vitre elle-mem et ultérieurement ä une diffraction. due ä l'element optique 7 qui en provoque la focalisation sur le photodétecteur 8. Dans ces conditions,
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le signal électrique emis par le photodétecteur 8 est maximum.
Lorsqu'une gouttelette d'eau est interposée dans le trajet optique des rayons lumineux Smis par la source 6 (voir figure 2), la déviation des rayons interceptés par la gouttelette est amenée ä se provoquer en ce sens qu'elle agit en surface dioptrique sphérique. Cela provoque une réduction de l'intensité de la lumière tombant sur le photodétecteur 8 et, évidemment, une rdduction du signal électrique développé par ce dernier.
L'appareil électrique, représenté dans ses grandes lignes par la reference 11, est illustre en figure 3 ; celui-ci, sur la base de l'intensité de la lumibre qui est acheminée jusqu'au photodétecteur 8 fonctionne pour commander l'actionnement de l'essuie-glace, non illustre pour simplifier la figure, mais pouvant évidemment essuyer la face extérieure de la vitre 3.
L'appareil 11 comprend un détecteur 1 qui, dans le présent mode de réalisation, comporte une diode dlectro- luminescente 12 comme source de lumière et un phototransistor 13 comme photodetecteur. L'appareil 11 comprend en outre une source 14 de courant électrique pouvant alimenter la diode 12 et un circuit de traitement et de commande qui comprend. en aval du phototransistor 13, un condensateur 15, un bloc 16 amplificateur de signal, un bloc détecteur 17, un bloc comparateur 18, un bloc amplificateur de puissance 21, et un bloc 22 pour commander unnoteur dlectrique 23 permettant d'actionner l'essuie-glace.
Comme cela est connu, un phototransistor est un transistor à jonction dans lequel l'éclairage de la base se traduit par l'injection de charges électriques à partir de l'émetteur. Par conséquent, la valeur de l'. intensité de la lumière acheminée jusqu'au phototransistor 13 correspond ä un signal électrique proportionnel qui est traité dans les blocs 16,17, 18 et 21. En particuliere
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bloc 16 amplifie ce signal électrique, le bloc 17 détecte sa présence et le transmet au bloc 18 qui effectue une comparaison de l'amplitude du signal ä un signal de refe-
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rence prédéterminé.
Si le signal provenant du bloc 17 est inférieur ä la valeur de reference (ce qui signifie qu'il y a des gouttelettes d'eau 2 sur la vitre 3), l'appareil 11, via les blocs 21 et 22, commande la fourniture d'électricité au moteur 23, lequel met en marche l'essuie-glace.
Comme on l'a spécifié ci-dessus, l'appareil 11 commande automatiquement le fonctionnement de l'essuieglace (au moins un balais), chaque fois qu'il détecte la présence de gouttelettes sur la surface de la vitre meine.
Naturellement, il est possible de modifier l'appareil 11 de fagon qu'il commande l'actionnement de l'essuie-glace, par exemple, pour deux ou trois passages lors de chaque détection des gouttelettes d'eau.
La description précédente fait apparaltre les avantages de la presente invention.
Plus particulièrement, le conducteur n'a pas à exécuter de manipulations et peut donc se concentrer seulement sur la conduite du véhicule. Cet avantage est davantage evident dans des conditions particulières telles que, par exemple, en cas de pluie intermittente et dans le cas de route humide où la vitre est aspergée par l'eau projetée par les autres véhicules, et dans lesquelles le conducteur, en l'absence de l'appareil 11, doit souvent actionner l'essuie-glace mais avec une fréquence irreguliere. En outre, la simplicité de la construction et la facilité de montage du dispositif 1 et de l'appareil 11 doivent être soulignées, ce qui permet de réduire le coüt de fabrication.
Enfin, il est clair que le dispositif 1 et l'appareil 11 décrits et illustres ici peuvent être modifiés et que des variantes peuvent leur être apportées sans s'écarteur du domaine de la présente invention.
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En particulier, l'appareil 11 pourrait comprendre une multitude de dispositifs 1 montés en parallèle et disposes le long du pare-brise 3 ä des intervalles prédéter- nines. Cet agencement permettrait de nettoyer le pare-brise 3 même lorsguespar exemple, dans la seconde des conditions particulières ddcrites ci-dessus, les gouttelettes d'eau présentes sur le pare-brise 3 peuvent être espacées de la position de conduite mais n'en sont pas moins importantes pour une visibilité correcte (pensons, par exemple, aux larges vitres des vdhicules industriels ou des véhicules de transport de marchandises ou de passagers).
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'etre décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.
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Detector for the presence of water droplets on the window of a vehicle and wiper control device incorporating such a detector
The present invention relates to a detector for the presence of water droplets on a window. It further relates to a wiper control device comprising this detector.
The subject of the present invention is a detector for the presence of water droplets on a vehicle window which is easy to build and assemble, and whose production cost is low.
Another subject of the present invention is a windscreen wiper control apparatus incorporating the detector, which must be simple to manufacture and whose manufacturing cost is low.
According to the present invention, a detector is provided for the presence of water droplets on the glass of a vehicle, characterized in that it comprises a light source capable of emitting light rays towards a face of the glass, and an element optics of
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diffraction mounted on the pane and able to operate in combination with the refraction of this pane to route the light rays from the source to a photodetector capable of emitting an electrical signal dependent on the intensity of the incident light.
According to the present invention, there is further provided a windscreen wiper control apparatus, characterized in that it comprises: - at least one detector making it possible to detect the presence of water droplets on the window of a vehicle, of the type comprising a light source capable of emitting light rays towards the window and an optical diffraction element carried by the window and capable of operating to convey the light rays refracted by the window in the direction of a photodetector which produces an electrical signal corresponding to the intensity of the incident light;
- electrical processing means for the electrical signal produced by the photodetector; and - electric control means for actuating the wiper.
The present invention will be clearly understood from the following description given in conjunction with the attached drawings, in which:
Figures 1 and 2 illustrate the operation of a detector formed according to the present invention in two different working conditions; and
FIG. 3 is an electrical diagram in the form of blocks of the control device for a wiper comprising the device of FIG. 1.
As illustrated in FIGS. 1 and 2, a detector making it possible to detect the presence of water droplets 2 on a window 3 of a vehicle is broadly represented by the reference 1. The window 3 illustrated in figures 1 and 2 consists of the
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vehicle windshield, but this does not constitute a limitation of the present invention in that the detector 1 can also be used for detecting the presence of water droplets on the rear window - of the vehicle. This case is partially illustrated and in particular, a portion 4 of the front part of the body and a portion 5 of the dashboard corresponding to the position of the driver are also shown.
The detector 1 comprises a light source 6 mounted on the portion 4 of the front part of the vehicle body, an optical diffraction element 7 fixed to the face of the window 3 inside the vehicle and a photodetector 8 mounted on portion 5 of the dashboard.
Conveniently, the source 6 produces a collimated, almost monochromatic, beam of light and is made up of a light-emitting diode whereas the photodetector 8 could comprise a current phototransistor.
The optical element 7 consists of a holographic lens whose main characteristic is to diffract the light rays striking it with a predetermined angle of incidence in the direction of a precise point which is called the focal point of the lens.
In use, by fixing the position of the light source 6 and of the optical element 7, it is possible to determine the position of the focus of the latter, to which the light rays coming from the source 6 are routed.
The photodetector 8 is mounted at the location of the focus, the latter preferably being located on the portion 5 of the dashboard.
In the absence of water droplets on the pane 3 (FIG. 1) the light rays emitted by the source 6 and falling on the exterior surface of the pane 3 are subjected to refraction by the pane itself and subsequently to a diffraction. due to the optical element 7 which causes it to focus on the photodetector 8. Under these conditions,
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the electrical signal emitted by the photodetector 8 is maximum.
When a droplet of water is interposed in the optical path of the light rays Smis by the source 6 (see FIG. 2), the deviation of the rays intercepted by the droplet is caused to occur in that it acts on the dioptric surface spherical. This causes a reduction in the intensity of the light falling on the photodetector 8 and, obviously, a reduction in the electrical signal developed by the latter.
The electrical appliance, broadly represented by the reference 11, is illustrated in FIG. 3; this, on the basis of the intensity of the light which is conveyed to the photodetector 8 operates to control the actuation of the wiper, not illustrated to simplify the figure, but can obviously wipe the outer face of the window 3.
The apparatus 11 comprises a detector 1 which, in the present embodiment, comprises a light-emitting diode 12 as the light source and a phototransistor 13 as the photodetector. The apparatus 11 further comprises a source 14 of electric current capable of supplying the diode 12 and a processing and control circuit which comprises. downstream of the phototransistor 13, a capacitor 15, a block 16 signal amplifier, a detector block 17, a comparator block 18, a power amplifier block 21, and a block 22 for controlling an electric motor 23 enabling the wiper to be actuated -ice.
As is known, a phototransistor is a junction transistor in which the illumination of the base results in the injection of electrical charges from the emitter. Therefore, the value of. intensity of the light sent to the phototransistor 13 corresponds to a proportional electrical signal which is processed in blocks 16, 17, 18 and 21. In particular
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block 16 amplifies this electrical signal, block 17 detects its presence and transmits it to block 18 which performs a comparison of the amplitude of the signal with a signal of refe-
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predetermined rate.
If the signal from block 17 is less than the reference value (which means that there are water droplets 2 on the glass 3), the device 11, via blocks 21 and 22, controls the supply of electricity to motor 23, which starts the wiper.
As specified above, the device 11 automatically controls the operation of the wiper (at least one brush), each time it detects the presence of droplets on the surface of the clear glass.
Naturally, it is possible to modify the device 11 so that it controls the actuation of the wiper, for example, for two or three passages during each detection of the water droplets.
The preceding description shows the advantages of the present invention.
More particularly, the driver does not have to carry out manipulations and can therefore concentrate only on driving the vehicle. This advantage is more evident in special conditions such as, for example, in the case of intermittent rain and in the case of a wet road where the window is sprayed with water projected by other vehicles, and in which the driver, in l absence of the apparatus 11, often has to actuate the wiper but with an irregular frequency. In addition, the simplicity of construction and the ease of assembly of the device 1 and the device 11 must be emphasized, which makes it possible to reduce the manufacturing cost.
Finally, it is clear that the device 1 and the apparatus 11 described and illustrated here can be modified and that variants can be made to them without departing from the scope of the present invention.
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In particular, the apparatus 11 could include a multitude of devices 1 mounted in parallel and arranged along the windshield 3 at predetermined intervals. This arrangement would make it possible to clean the windshield 3 even when, for example, in the second of the particular conditions described above, the water droplets present on the windshield 3 can be spaced from the driving position but are not no less important for correct visibility (think, for example, of the large windows of industrial vehicles or vehicles for the transport of goods or passengers).
The present invention is not limited to the exemplary embodiments which have just been described, it is on the contrary liable to modifications and variants which will appear to those skilled in the art.