Titre : Dispositif de nettoyage d’une surface optique d’un capteur, système de détection et procédé de fabrication

Domaine de l’invention

[0001] L’invention concerne un dispositif de nettoyage d’une surface optique d’un capteur de véhicule, un système de détection et un procédé de fabrication.

Etat de la technique

[0001] Les véhicules automobiles sont de plus en plus équipés d’éléments optiques, tels que des capteurs de position. Les capteurs de position ont pour fonction de recueillir des informations sur l'environnement du véhicule, afin notamment de fournir au conducteur une aide à la conduite et/ou à la manœuvre de ce véhicule. A cette fin, un capteur est couramment installé sur le véhicule de manière à collecter des informations sur l'environnement du véhicule. Ces capteurs sont toutefois particulièrement exposés aux salissures telles qu'eau sale, poussières ou autres types de projections. Or, de telles salissures forment un obstacle à l'émission et à la réception des informations et peuvent perturber le fonctionnement du capteur, voire rendre son fonctionnement impossible.

[0002] Il a été proposé d’utiliser des dispositifs de nettoyage d’une surface optique de capteurs pour les débarrasser de ces salissures. Le problème est que ces dispositifs de nettoyage sont d’une structure complexe et ne permettent pas de nettoyer l’ensemble de la surface du capteur. Le capteur ne fonctionne alors pas correctement.

[0003] Il y a un besoin pour un dispositif d’essuyage d’une surface optique d’un capteur de véhicule qui résout ce problème.

Exposé de l’invention

[0004] Le but de l’invention est de fournir un dispositif de nettoyage d’une surface optique d’un capteur d’un véhicule qui permet de nettoyer l’ensemble de la surface du capteur.

[0005] Pour cela l’invention propose un dispositif de nettoyage d’une surface optique d’un capteur d’un véhicule, le dispositif comprenant au moins un segment en forme d’arc de cercle avec un canal de circulation de fluide de nettoyage, l’au moins un segment comprenant au moins une arrivée de fluide de nettoyage dans le canal et au moins une buse de diffusion de liquide de nettoyage vers la surface optique depuis le canal de circulation de fluide, dans lequel l’au moins une buse comportant un conduit de sortie du fluide de nettoyage et un déflecteur, et le déflecteur s’étend dans le prolongement du conduit, le déflecteur étant apte à dévier le flux de fluide de nettoyage selon un certain angle vers la surface optique. [0006] Selon une variante, le au moins un segment comprend une pluralité de buses avec un déflecteur, les déflecteurs étant aptes à dévier le flux de fluide de nettoyage selon un premier angle ou un deuxième angle différent du premier angle vers la surface optique.

[0007] Selon une variante, le déflecteur comporte une première section disposée dans le prolongement du conduit et une deuxième section déviant le flux de fluide vers la surface optique selon un certain angle.

[0008] Selon une variante, le au moins un segment comprend une base et un couvercle délimitant entre eux le canal de circulation de fluide de nettoyage, le conduit de buse s’étendant au travers du couvercle jusqu’au déflecteur.

[0009] Selon une variante, le couvercle comprend des nervures sollicitant la base des canaux.

[0010] Selon une variante, le conduit de buse forme un angle de 90°, ou est incliné par rapport à une normale au couvercle.

[0011] Selon une variante, le conduit de buse débouche dans le canal de circulation au travers d’un téton du couvercle.

[0012] Selon une variante, le au moins un segment comprend une pluralité de buses ayant un déflecteur apte à dévier le flux de fluide de nettoyage selon un même angle et positionnées selon un rayon de longueur différente sur l’arc de cercle.

[0013] L’invention se rapporte aussi à un système de détection comprenant un capteur optique d’un véhicule et un dispositif de nettoyage tel que décrit précédemment, le dispositif étant configuré pour nettoyer la surface optique du capteur.

[0014] Selon une variante, le capteur comporte une surface optique cylindrique, les buses du dispositif étant adaptées à diriger le flux de fluide de nettoyage selon différents angles sur la surface optique.

[0015] L’invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication d’un dispositif de nettoyage tel que décrit précédemment, le au moins un segment du dispositif comprenant un couvercle, le procédé comprenant une étape de moulage de couvercle de segment à l’aide d’une broche définissant le conduit et d’une cale définissant en partie le déflecteur, la broche s’emboîtant dans la cale.

[0016] L’ensemble des modes de réalisation préférés ainsi que l’ensemble des avantages du dispositif de nettoyage selon l’invention se transposent mutatis mutandis au présent système de détection au procédé et inversement. Les différents modes de réalisation peuvent être pris en combinaison ou considérés isolément.

Brève description des figures

[0017] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées qui montrent :

[0018] [Fig 1], la figure 1 est une vue d’un dispositif de nettoyage dans un système de détection ;

[0019] [Fig 2], la figure 2 est une d’un détail du dispositif de nettoyage ;

[0020] [Fig 3], la figure 3 est une vue d’un exemple de réalisation d’un autre détail du dispositif de nettoyage ;

[0021] [Fig 4], la figure 4 est une vue d’un autre exemple de réalisation d’un détail du dispositif de nettoyage ;

[0022] [Fig 5], la figure 5 est une vue d’encore un autre exemple de réalisation d’un détail du dispositif de nettoyage.

[0023] Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle. Des éléments semblables sont en général dénotés par des références semblables dans les figures. Dans le cadre du présent document, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros ou lettres de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.

Description détaillée de modes de réalisation de l’invention

[0024] L’invention propose un dispositif de nettoyage d’une surface optique d’un capteur d’un véhicule, le dispositif comprenant au moins un segment en forme d’arc de cercle avec un canal de circulation de fluide de nettoyage. L’au moins un segment comprend au moins une arrivée de fluide de nettoyage dans le canal et au moins une buse de diffusion de liquide de nettoyage vers la surface optique depuis le canal de circulation de fluide. Dans ce dispositif, l’au moins une buse comporte un conduit de sortie du fluide de nettoyage et un déflecteur. Le déflecteur s’étend dans le prolongement du conduit et est apte à dévier le flux (ou jet) de fluide de nettoyage selon un certain angle vers la surface optique. L’acheminement et la déflection du fluide sont améliorés grâce à une structure simple. L’ensemble de la surface du capteur est mieux nettoyé, ce qui permet au capteur de fonctionner correctement.

[0025] La figure 1 est une vue d’un dispositif 10 de nettoyage dans un système de détection 11. Le dispositif 10 de nettoyage peut notamment être utilisé dans un système 11 de détection d’un véhicule comprenant un capteur 12. Le capteur 12 permet de recueillir des informations sur la position et l'environnement du véhicule automobile, afin notamment de fournir au conducteur une aide à la conduite et/ou à la manœuvre de ce véhicule. Le capteur 12 est installé sur le véhicule de manière à collecter des informations sur l'environnement frontal, arrière et/ou latéral du véhicule : le capteur 12 est par exemple installé en face avant et/ou en face arrière. Le capteur 12 peut être un capteur optique. Le capteur 12 est par exemple un LIDAR, acronyme de « light detection and ranging » ou de « laser imaging, detection, and ranging ».

[0026] Le capteur 12 est en interaction avec l’environnement au travers d’une surface optique 13. Il peut s’agir d’une surface de protection entre l’élément optique et l’environnement. Par exemple, il peut s’agir de la surface d’une vitre rapportée entre le capteur et l’environnement, ou une surface d’un boîtier enfermant un capteur (telle qu’une face d’un boîtier LIDAR). La surface peut être opaque (dans les longueurs d’onde du visible). La surface peut être transparente aux longueurs d’onde d’émission et réception du capteur 12. Également, on peut envisager plusieurs capteurs en interaction avec l’environnement au travers d’une seule surface optique.

[0027] La forme de la surface optique 13 peut varier selon l’emplacement et l’utilité du capteur 12 dans le véhicule et en fonction de l’encombrement autour du capteur. La surface optique 13 peut comporter des portions arrondies et d’autres rectilignes. Selon la figure 1, la surface optique 13 a une forme cylindrique.

[0028] Le dispositif 10 comprend un ou plusieurs segments 14. Selon la figure 1, le dispositif comprend à titre d’exemple quatre segments 141, 142, 143, 144 ; il est envisageable que le dispositif 10 comprenne un autre nombre de segments. Les segments 14 peuvent être configurés pour être fixés deux à deux.

[0029] Les segments peuvent être identiques entre eux ou présenter des différences de forme. La forme des segments s’adapte donc à la forme et à l’environnement de la surface optique 13. Les segments 14 forment des modules ; les segments 14 sont des modules indépendants les uns des autres. Dans le dispositif 10, au moins certains des segments sont des modules identiques ; ceci permet d’assembler le dispositif de manière simple mais aussi de remplacer des segments défectueux de manière simple. Cela facilite la fabrication du dispositif. Selon la figure 1, tous les segments sont des modules identiques.

[0030] Les segments 14 ont une forme allongée entre deux extrémités. Les segments 14 sont configurés pour être fixés les uns aux autres de sorte à former un arc de cercle. Un arc de cercle est une portion de courbe délimitée par deux points de cette courbe ; un arc de cercle est une portion de la circonférence d’un cercle avec un centre et un rayon. L’arc de cercle définit une direction axiale Z qui passe par le centre de l’arc de cercle, une direction radiale Y qui est selon un rayon de l’arc de cercle et une direction tangentielle X qui est tangentielle à la portion de cercle de l’arc de cercle. L’arc de cercle peut s’étendre dans un plan, un espace à deux dimensions, mais peut aussi présenter une conformation telle que l’arc de cercle soit partiellement dans un plan et s’étende en trois dimensions. La forme spécifique de chaque segment 14 dépend de la forme de la surface optique 13. Au moins certains des segments sont en arc de cercle, selon la définition ci -dessus. Ceci permet de contourner au moins partiellement la surface optique 13.

[0031] La figure 2 montre un détail du dispositif de nettoyage, à savoir, un exemple de segment 14. Le segment 14 est en forme d’arc de cercle, tel que défini ci- dessus. Un segment peut être dans un plan ou comporter une pente entre ses extrémités. En vue de dessus, le segment 14 demeure un arc de cercle. La forme du segment dépend aussi de l’environnement de la surface optique 13 et s’adapte à l’encombrement autour de la surface optique 13. Les segments 14 peuvent comporter une forme d’arc de cercle qui diffère d’un segment à l’autre. Ceci permet de s’adapter à la forme et à l’environnement de la surface optique 13.

[0032] Certains segments 14 peuvent présenter une forme en arc de cercle et certains segments peuvent présenter une forme rectiligne ou bien une forme quelconque. La forme du dispositif est telle que les segments font face à la surface optique 13. La surface optique 13 est au moins partiellement entourée par le dispositif 10 (au moins dans les portions à travers lesquelles le ou les capteurs 12 sont en interaction avec l’environnement et qui sont à nettoyer). Le dispositif 10 peut présenter une forme fermée (telle que sur la figure 1) ou ouverte. Le dispositif 10 peut présenter une forme globalement circulaire avec les directions X, Y, Z définies ci-dessus. On peut envisager selon la figure 1 que les segments 14 forment une structure annulaire. Deux, trois , quatre (ou autre) segments 14 peuvent former à titre d’exemple la structure annulaire.

[0033] Comme cela est visible sur les figures 3 à 5 montrant un segment 14 en coupe, les segments 14 comportent chacun un canal 16 de circulation de fluide de nettoyage. Le canal 16 des segments est un conduit d'écoulement de forme creuse et allongée, permettant le passage du fluide pour le nettoyage de la surface optique 13. Le canal 16 suit la forme du segment 14, à savoir un arc de cercle tel que décrit précédemment. Chaque canal 16 s’étend sur au moins une partie de la longueur du segment 14 respectif, mais sans s’étendre d’un segment à un autre ; un canal 16 définit un conduit d’écoulement propre à chaque segment 14. Les canaux 16 étant indépendants les uns des autres, le dispositif peut présenter une forme ouverte, telle qu’une boucle ouverte.

[0034] Selon la figure 1, les segments 14 comprennent chacun au moins une arrivée 18 de fluide de nettoyage dans le canal 16 et au moins une buse 20 de diffusion du fluide de nettoyage vers la surface optique 13 depuis le canal 16. L’arrivée 18 est reliée à un réseau de distribution de fluide de nettoyage et permet l’alimentation du canal 16 en fluide de nettoyage. Chaque segment 14 comprend donc sa propre arrivée 18 de fluide ; les segments 14 sont alors alimentés chacun de manière indépendante en fluide. L’arrivée 18 peut s’étendre selon l’axe Z, mais on peut envisager une autre forme, telle que coudée, pour s’adapter à l’environnement du capteur. Le canal 16 de chaque segment 14 permet ensuite la distribution de fluide de nettoyage vers la ou les buses 20 de diffusion du fluide. Quatre buses 20 sont représentées à titre d’exemple sur le segment 14 de la figure 2. Les segments comportent leur propre nombre de buses 20, en fonction de l’emplacement des segments 14 par rapport à la surface optique 13 et par rapport à la portion de surface optique 13 à nettoyer. De même, les buses 20 sont réparties sur chaque segment 14 en fonction de la portion de surface optique 13 à nettoyer.

[0035] Les figures 3 à 5 montrent en détail les canaux 16 de circulation de fluide. En particulier, les figures 3 à 5 montrent les buses 20 comportant un conduit 22 de sortie de fluide de nettoyage et un déflecteur 24. Le déflecteur 24 s’étend dans le prolongement du conduit 22. Le conduit 22 est tangent au déflecteur 24. Le déflecteur 24 est apte à dévier le flux de fluide de nettoyage selon un certain angle 26 vers la surface optique 13. Le déflecteur prolonge le conduit 22. Le flux de fluide sort du canal 16 dans le prolongement du conduit 22 avant d’être dévié ; il y a un écart entre la sortie du canal 16 et la zone de déviation. Le flux de fluide n’est pas dévié directement à la sortie du canal 16. Ceci permet la création d’un flux de fluide de bonne qualité en sortie du conduit 22 pour être ensuite dévié vers la surface optique 13. En d’autres termes, ceci permet un flux mieux formé, plus homogène, plus ramassé de sorte à être mieux orienté vers la surface optique 13. Les flux dirigés vers la surface optique 13 ont un meilleur profil. Ceci permet d’éviter des pertes de fluide en sortie du canal et donc un gaspillage de fluide de nettoyage.

[0036] Le déflecteur 24 peut dévier le flux selon un angle 26 de déviation défini en fonction de la position de la buse par rapport au capteur 12. Le au moins un segment 14 peut comprendre une pluralité de buses 20 avec le déflecteur 24, les déflecteurs 24 étant aptes à dévier le flux de fluide de nettoyage selon un premier angle 26 ou un deuxième angle 26 différent du premier angle vers la surface optique. Selon la figure 1, les buses 20 dévient le flux de fluide selon différents angles 26 de déviation. Selon un premier angle 26, le flux 28 de fluide est dévié plus en hauteur que le flux 30 dévié selon un autre angle 26. Ceci permet de mieux couvrir la surface 30 du capteur et ainsi d’améliorer le nettoyage de la surface optique 13. La déviation selon le flux 28 étant plus haute que pour le flux 30, l’angle de diffusion du flux 28 peut être inférieur à l’angle de diffusion du flux 30 - et inversement (l’angle de diffusion correspondant à l’ouverture du flux en regard de la surface optique 13). Grâce à la qualité du flux obtenu avec le déflecteur 24 dans le prolongement du conduit 22, l’angle de diffusion des flux 28, 30 obtenu par les buses 20 est mieux maîtrisé, ce qui améliore la qualité du nettoyage. Par ailleurs, le dispositif n’est pas limité à deux angles 26 de déviation possibles ; l’angle 26 de déviation est ajusté en fonction de la position des buses et la surface à nettoyer.

[0037] Selon les figures 3 à 5, le déflecteur 24 comporte une première section 241 disposée dans le prolongement du conduit 22 et une deuxième section 242 déviant le flux de fluide vers la surface optique 13 selon un certain angle 26. La section 241 permet de prolonger le flux de fluide en dehors du canal 16 dans le prolongement du conduit 22. Puis la section 242 permet d’orienter, de dévier le flux de fluide selon les flux 28 ou 30 sur la figure 1. La section 241 permet un écart entre la sortie du canal 16 et la zone de déviation assurée par la section 242. Ceci contribue à la qualité du flux et donc les avantages mentionnés ci- dessus.

[0038] Comme cela est visible sur les figures 3 à 5, le ou les segments 14 peuvent comprendre une base 32 et un couvercle 34 délimitant entre eux le canal 16 de circulation de fluide de nettoyage, le conduit 22 de buse s’étendant au travers du couvercle 34 jusqu’au déflecteur 24. La fabrication du canal 16 ainsi que du conduit 22 est ainsi facilitée. Le conduit 22 au travers du couvercle 34 est fabriqué de manière plus simple.

[0039] Le couvercle 34 peut être fixé sur la base 32 par soudure, soudure au laser, clipsage, collage ou vissage. Le couvercle 34 peut comprendre des nervures 36 sollicitant la base 32 des canaux 16. Ceci permet de renforcer l’étanchéité des segments 14, et donc d’éviter les pertes de fluide de nettoyage. Plus spécifiquement, le canal 16 est entre deux nervures 36 ; les nervures 36 et le canal 16 du segment 14 sont concentriques en arc de cercle. L’extrémité des nervures 36 peut être soudée, par exemple par ultrason, sur la base 32. Le couvercle 34 peut en outre reposer sur le pourtour de la base 32 de sorte à augmenter encore l’étanchéité des segments.

[0040] Les figures 3 à 5 montrent différents exemple du conduit 22 au travers du couvercle 34 du segment 14. En particulier, ces figures montrent différentes inclinaison du conduit 22 dans le couvercle 34. Ceci contribue à maîtriser l’angle de déviation du flux et la qualité du nettoyage. Sur toutes ces figures, le déflecteur 24, et en particulier la partie 241, sont dans le prolongement du conduit 22. Le déflecteur 24 est en saillie du couvercle 34, la section 241 raccordant la section 242 au couvercle. Selon la figure 3, le conduit 22 de buse est orthogonal au couvercle 34. Le conduit forme un angle de 90° par rapport au couvercle. Ceci permet de définir un angle 26 de déviation du flux vers la mi-hauteur de la surface optique 13. Selon la figure 4, le conduit 22 est incliné par rapport à une normale au couvercle 34. Le conduit 22 est dirigé plus vers l’intérieur de l’arc de cercle défini par le segment 14 (selon la direction Y). Depuis la position à 90° de la figure 3, le conduit 22 est incliné dans le sens horaire. Ceci permet de définir un angle de déviation du flux vers le bas de la surface optique 13. Selon la figure 5, le conduit 22 est incliné par rapport à une normale au couvercle 34. Le conduit 22 est dirigé plus vers l’extérieur de l’arc de cercle défini par le segment 14 (à l’opposé de la direction Y). Depuis la position à 90° de la figure 3, le conduit 22 est incliné dans le sens anti -horaire. Ceci permet de définir un angle de déviation du flux vers de haut de la surface optique 13.

[0041] Le conduit 22 de buse peut déboucher dans le canal 16 de circulation au travers d’un téton 38 du couvercle. Les figures 3 à 5 montrent le téton 38. Le téton 38 est une surépaisseur de la face interne du couvercle 34, tournée vers l’intérieur du canal 16. Ceci permet de prolonger la longueur du conduit 22. Ceci permet de mieux guider le flux de fluide en sortie du couvercle 34. Ainsi, le flux de fluide est mieux formé en sortie du couvercle 34. Ceci permet de réduire l’épaisseur du couvercle 34 sans nuire à la qualité du flux formé par la buse.

[0042] Le ou les segments 14 peuvent comprendre une pluralité de buses 20 ayant un déflecteur 24 apte à dévier le flux de fluide de nettoyage selon un même angle et positionnées selon un rayon 40 de longueur différente sur l’arc de cercle. La figure 2 montre cette caractéristique. La figure 2 montre un segment 14 en arc de cercle avec des buses 20 disposées radialement en des positions différentes. Les buses 24 sont décalées radialement les unes par rapport aux autres sur le segment 14. Selon un rayon 40 d’une certaine longueur, deux buses 20 sont positionnées sur un arc de cercle avec chacune un déflecteur d’angle 26 de déviation du flux d’angle différent. Sur un autre rayon d’une autre longueur, deux buses 20 sont positionnées sur un arc de cercle avec chacune un déflecteur d’angle 26 de déviation du flux d’angle différent. Ceci permet d’éviter que les flux soient coplanaires et se rencontrent. Ceci permet d’optimiser les flux et le nettoyage de la surface optique 13.

[0043] L’invention se rapporte aussi au système 11 de détection visible sur la figure 1, comprenant le capteur 12 d’un véhicule et le dispositif 10 de nettoyage. Le dispositif 10 est configuré pour nettoyer la surface optique 13 du capteur. Les buses 20 du dispositif sont adaptées à diriger le flux de fluide de nettoyage selon différents angles sur la surface optique. Selon une mode de réalisation, la surface optique 13 du capteur 12 est cylindrique, les segments 14 formant une structure annulaire sur au moins une partie de la circonférence de la surface optique. Les avantages décrits du dispositif 10 s’appliquent au système 11.

[0044] L’invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication du dispositif 10 de nettoyage. Selon la figure 3, le procédé comprend une étape de moulage du couvercle 34 du segment 14 à l’aide d’une broche 42 définissant le conduit 22 et d’une cale 44 définissant en partie le déflecteur 24, la broche 42 s’emboîtant dans la cale 44. Grâce au déflecteur 24 qui s’étend dans le prolongement du conduit 22 et qui dévie le fluide avec un écart par rapport à la sortie du conduit 22, un espace plus important permet à la cale 44 de présenter un nez 46 moins fragile que selon l’art antérieur. Ainsi, la broche 42 peut prendre appui sur la cale 44. La broche 42 peut s’emboîter dans le nez 46 de la cale 44. La broche 42 peut s’emboîter dans une entaille 48 du nez 46 de la broche. Ceci permet d’éviter la formation d’une peau en surface du couvercle 34, à la sortie du conduit 22. La fabrication du couvercle 34 et en particulier du conduit 22 est aisée. Il n’est pas nécessaire de procéder à une reprise après l’opération de moulage du couvercle. Ce procédé et avantages s’appliquent aussi aux modes de réalisation des figues 4 et 5.

[0045] Selon la figure 3, la cale 44 présente le nez 46 permettant la définition de la section 241 du déflecteur 24 et un front 50 permettant la définition de la section 242 du déflecteur 24. L’inclinaison entre le nez 46 et le front 50 permet la définition de l’angle 26. La définition de la cale 44 permet la définition de l’angle 26 de déviation du flux de fluide. La présence de la section 241, qui offre un écart entre la sortie du fluide hors du conduit 22 et la zone de déviation permet de disposer d’une cale 44 plus solide en son nez 46 - et donc une prise d’appui de la broche 42. Par ailleurs, le démoulage est facilité.

[0046] Par ailleurs, le téton 38 facilite aussi la fabrication du conduit 22. Ceci permet de rallonger la broche 42 sans pour autant risquer de la casser. Cela offre aussi plus de choix possibles pour le diamètre du conduit. Notamment, il est possible de réduire le diamètre du conduit, car il est possible d’utiliser une broche 42 de petit diamètre.

[0047] La description et les avantages du procédé en lien avec la figure 3 s’appliquent aussi aux figures 4 et 5. Selon les figures 4 et 5, la broche peut être inclinée par rapport à la cale, ce qui offre une large possibilité d’inclinaison du conduit. En outre, sur les figures 2 à 5, le conduit 22 n’est pas en bordure de couvercle, ce qui facilite le retrait de la broche.

[0048] Les avantages décrits pour le dispositif 10 s’appliquent au système et au procédé (ainsi qu’au produit obtenu par le procédé) et inversement.

[0049] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus.