FR3139088A1 - Système de nettoyage d’une surface optique - Google Patents

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Frederic Giraud
Jean Michel Jarasson
Frederic Bretagnol
Gerald Caillot
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Abstract

Système de nettoyage d’une surface optique L’invention concerne un système de nettoyage (1) d’une surface optique (3) d’un dispositif optique (2), ce système de nettoyage comprenant : un balai d’essuyage (10) de la vitre, ce balai étant agencé pour essuyer une zone d’essuyage (6) de la vitre distincte de la surface optique, ce balai portant une buse (11) de projection de fluide, notamment d’air, en direction de la surface optique (3),notamment un appareil pour mettre en mouvement du fluide, notamment un compresseur ou un ventilateur, destiné à alimenter la buse de projection (11). Figure pour l’abrégé : Figure 2

Description

Système de nettoyage d’une surface optique
La présente invention concerne un système de nettoyage d’une surface optique d’un dispositif optique, lequel dispositif optique est assemblé avec une vitre de véhicule, notamment un pare-brise.
Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien.
Dans certains véhicules, il est prévu une caméra, par exemple de type infrarouge, monté dans un orifice du pare-brise et qui se trouve hors de l’épure de balayage du ou des balais d’essuyage. Dans ce cas, il est préconisé d’avoir des systèmes de lavage spécifique de la caméra car il reste fréquemment, après nettoyage, des gouttes sur la caméra. Des gouttes sont également présentes lorsqu’il pleut.
L’invention vise notamment à enlever des gouttes éventuelles sur la caméra ou de la pollution telle que par exemple de la poussière, de la neige, des débris de feuille, des déchets organiques déposée sur la surface optique de la caméra, qui se trouve hors de l’épure de balayage.
L’invention a ainsi pour objet un système de nettoyage d’une surface optique d’un dispositif optique, ce système de nettoyage comprenant :
  • un balai d’essuyage d’une vitre, ce balai étant agencé pour essuyer une zone d’essuyage de la vitre distincte de la surface optique, ce balai portant une buse de projection de fluide, notamment d’air, en direction de la surface optique,
  • notamment un appareil pour mettre en mouvement du fluide, notamment un compresseur ou un ventilateur, destiné à alimenter la buse de projection.
L’invention permet de nettoyer, grâce au jet de fluide, notamment un jet d’air, la surface optique du dispositif optique de sorte à s’assurer que cette surface optique soit suffisamment propre pour permettre son bon fonctionnement. Par exemple, l’air projeté par la buse selon l’invention permet de chasser d’éventuelles gouttes d’eau présentes sur cette surface optique. Ces gouttes pourraient perturber la détection d’ondes électromagnétiques telles que des ondes infrarouges ou visibles, par le dispositif optique. La surface optique est notamment la surface par laquelle les ondes pénètrent dans le dispositif optique, cette surface étant par exemple en regard d’une lentille du dispositif optique.
Ce dispositif optique forme un capteur infrarouge par exemple. Ce dispositif optique pourrait également être agencé en émetteur d’ondes électromagnétiques, par exemple un émetteur infrarouge.
L’invention permet en outre de profiter du balai d’essuyage pour ajouter cette fonction additionnelle de nettoyage de la surface optique du dispositif optique. La présence de la buse de projection sur le balai permet ainsi d’amener le fluide, notamment l’air, au plus près de la surface optique à nettoyer.
Le nettoyage permis par l’invention est de type sans contact entre le balai et la surface optique à nettoyer. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le dispositif optique est assemblé avec la vitre, en étant en saille de cette vitre. L’invention permet de nettoyer sans avoir à passer le balai au contact de la surface optique en saillie de la vitre, ce qui évite le risque d’endommager le dispositif optique, par exemple par un frottement trop appuyé du balai sur la surface optique. Ainsi le nettoyage se fait grâce au jet de fluide et non par un contact du balai sur la surface optique.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif optique est assemblé avec une vitre de véhicule, notamment un pare-brise. Notamment le dispositif optique fat saille sur le pare-brise.
Selon l’un des aspects de l’invention, le fluide est de l’air seul, ou un liquide seul, ou un mélange de liquide et d’air. Ce mélange de liquide et d’air peut former une mousse projetée sur la surface optique à nettoyer.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection est disposée à une extrémité du balai d’essuyage, notamment une extrémité du balai, parmi ses deux extrémités opposées, qui passe le plus près de la surface optique lors du balayage.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection comprend un orifice de sortie de fluide, notamment en forme de convergent pour accélérer le fluide.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice de sortie de fluide est configuré de sorte à orienter le fluide projeté en dehors de la zone d’essuyage.
Autrement dit, le fluide qui est projeté par cette buse de projection ne sert pas pour le nettoyage de la zone d’essuyage.
Selon l’un des aspects de l’invention, la sortie de la buse présente un axe de sortie de fluide qui est tangent à l’axe du balai d’essuyage.
En variante, la sortie de la buse présente un axe de sortie de fluide qui forme un angle non nul avec l’axe longitudinal du balai d’essuyage, par exemple un angle inférieur à 20°, voire inférieur à 5°.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection comprend un canal interne de fluide débouchant sur la sortie de fluide.
Selon l’un des aspects de l’invention, ce canal interne de fluide présente une entrée de fluide configurée pour permettre la connexion d’un tuyau d’amenée de fluide vers la buse.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection est formée par une pièce distincte du balai et qui est assemblée avec le balai, notamment par encliquetage, vissage ou soudage.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection peut être fixée de manière démontable sur le balai.
En variante, la buse fait partie du balai, étant notamment formée sur un embout d’extrémité du balai. Cet embout d’extrémité est habituellement appelé « Endclip » en anglais. Cet embout d’extrémité peut présenter un profilé aérodynamique, et se fixe sur une monture qui porte la lame racleuse du balai.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection peut être fixé à demeure, à savoir de manière indémontable, sur le balai.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection est disposée dans le prolongement longitudinal du balai d’essuyage.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système de nettoyage comprend au moins un tuyau reliant un compresseur à la buse de projection.
Selon l’un des aspects de l’invention, le balai d’essuyage est agencé pour être attaché à un bras balai, et au moins un tuyau qui relie le compresseur à la buse de projection, longe, au moins sur une certaine longueur, le bras balai.
Selon l’un des aspects de l’invention, le bras balai est connecté à un moteur électrique agencé pour le mettre en mouvement d’essuyage.
Selon l’un des aspects de l’invention, le moteur électrique est couplé à un capteur de position angulaire agencé pour déterminer l’angle que fait le bras balai par rapport à une position de référence.
Selon l’un des aspects de l’invention, le compresseur, notamment de type électrique, est agencé pour comprimer du fluide, par exemple de l’air, qui est ensuite amené vers la buse de projection.
Selon l’un des aspects de l’invention, le compresseur est placé sur un support fixe distinct du balai d’essuyage.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système de nettoyage comprend un réservoir d’air comprimé alimenté par de l’air comprimé issu du compresseur, et la buse de projection est alimentée par de l’air comprimé provenant de ce réservoir d’air comprimé.
Grâce à ce réservoir qui sert de réservoir tampon, l’invention permet d’avoir à disposition immédiate de l’air comprimé qui peut être amené très rapidement vers la buse de projection.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système de nettoyage comprend une vanne, notamment une électrovanne, agencée pour, en position ouverte, laisser circuler de l’air comprimé du réservoir vers la buse de projection, et en position fermée, stopper la circulation d’air comprimé du réservoir vers la buse de projection.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette vanne peut être commandée avec un temps de réaction très rapide, permettant de délivrer dans un temps très court de l’air comprimé à la buse de projection.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse de projection est reliée à un réservoir de liquide additionnel, notamment un liquide lave-glace, de manière à pouvoir être alimentée, sélectivement, par ce liquide seul, ou par un mélange de ce liquide et de l’air, ou par de l’air seul.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système de nettoyage comprend une pompe agencée pour délivrer du liquide depuis le réservoir de liquide vers la buse de projection.
Selon l’un des aspects de l’invention, un chemin de liquide provenant du réservoir de liquide et un chemin d’air provenant du réservoir d’air se rejoignent au sein d’un tuyau commun, en amont de la buse de projection de sorte que cette buse de projection puisse être alimentée sélectivement par de l’air et/ou du liquide.
Selon l’un des aspects de l’invention, une vanne anti-retour est placée sur le chemin d’air pour empêcher du liquide d’être refoulé dans le réservoir d’air.
Selon l’un des aspects de l’invention, une vanne anti-retour est placée sur le chemin de liquide pour empêcher de l’air d’être refoulé dans le réservoir de liquide.
Selon un autre des aspects de l’invention, la buse de projection est placée à distance des extrémités du balai, par exemple à un emplacement du balai qui est éloigné de ses extrémités à plus de 5% ou plus de 10% de la longueur totale du balai.
Selon l’un des aspects de l’invention, la buse est réalisée en matière plastique.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif optique est une caméra, notamment une caméra infrarouge, agencée pour détecter la présence de gouttes d’eau sur la vitre, de sorte à déclencher le fonctionnement du balai d’essuyage en cas de détection de gouttes d’eau.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’appareil de mise en mouvement de l’air peut être un ventilateur, à la place du compresseur. Ce ventilateur est notamment à pales radiales.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif optique fait saillie de la vitre de sorte que la surface optique à nettoyer déborde de la vitre.
Ainsi le nettoyage de cette surface optique par un jet d’air n’endommage pas le dispositif optique à la différence, par exemple, du passage d’un balai sur le dispositif optique, passage qui est susceptible d’endommager le dispositif optique par abrasion car celui est débordant par rapport à la vitre. On évite également la génération de bruits indésirables par le passage du balai sur le dispositif optique débordant de la vitre, ou l’usure prématurée et le dépôt de matière caoutchouc provenant de la lame sur le dispositif optique.
L’invention a encore pour objet une buse de projection d‘air agencée pour être fixée sur un balai d’essuyage en vue de former un système de nettoyage tel que décrit plus haut.
L’invention a également pour objet un procédé de nettoyage d’une surface optique (3) d’un dispositif optique, ce procédé de nettoyage comprenant l’étape suivante:
  • projeter un jet de fluide en direction de la surface optique à l’aide d’une buse de projection de fluide porté par un balai d’essuyage de la vitre, ce balai étant agencé pour essuyer une zone d’essuyage de la vitre distincte de la surface optique.
Selon l’un des aspects de l’invention, le procédé comporte l’étape suivante :
  • commander la projection du jet de fluide entre une position angulaire de début de projection et une position angulaire de fin de projection.
Autrement dit, le jet de fluide, notamment d’air, n’est pas assuré pendant toute la phase de fonctionnement du balai d’essuyage, mais seulement pendant un laps de temps limité durant lequel la buse de projection se trouve au plus près de la surface optique à nettoyer.
Par exemple, la surface optique à nettoyer se trouve au plus proche de la buse lorsque le balai est dans une position angulaire de A degrés par rapport à une position de référence, et le jet d’air est déclenché entre une position angulaire de début de projection de (A- d) degrés et une position angulaire de fin de projection de (A+d) degrés, l’angle A étant par exemple de 75° ou 80° et l’angle d étant par exemple de l’ordre de 10° ou 5°.
Ainsi le jet d’air est déclenché par intermittence.
Selon l’un des aspects de l’invention, la détection de la position angulaire du balai est assurée par un détecteur de position angulaire disposé au niveau du moteur électrique du balai. Ce détecteur est par exemple du type à effet Hall.
Selon un autre des aspects de l’invention, le fluide est délivré à la buse de manière continue sur toute la course montante et descendante du balai.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la illustre, schématiquement et partiellement, un système de nettoyage selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ;
- la illustre, schématiquement et partiellement, le système de nettoyage de la en cours de fonctionnement ;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en coupe, le dispositif optique du système de la , en saillie de la vitre ;
- la illustre, schématiquement et partiellement, un système de nettoyage selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention.
On a représenté, sur les figures 1 et 2, un système de nettoyage 1 d’une surface optique 3 d’un dispositif optique 2, lequel dispositif optique 2 est assemblé avec un pare-brise 4 de véhicule.
Comme visible sur la , le dispositif optique 2 est assemblé avec le pare-brise 4, en étant en saille de ce pare-brise 4.
La surface optique 3 est la surface par laquelle les ondes pénètrent dans le dispositif optique 2, qui dans l’exemple décrit forme un capteur infrarouge.
Le système de nettoyage 1 comprend un balai d’essuyage 10 agencé pour essuyer une zone d’essuyage 6 du pare-brise 4 distincte de la surface optique 3.
Ce balai 10 porte une buse 11 de projection d’air en direction de la surface optique 3.
La buse 11 délivre ainsi un jet d’air 12 vers la surface optique 3.
Cette buse de projection 11 est disposée à une extrémité 14 du balai, parmi ses deux extrémités opposées, qui passe le plus près de la surface optique 3 lors du balayage.
La buse de projection 11 comprend un orifice de sortie d’air 15, en forme de convergent pour accélérer le fluide.
Cet orifice de sortie de fluide 15 est configuré de sorte à orienter le fluide projeté en dehors de la zone d’essuyage 6.
Autrement dit, le fluide qui est projeté par cette buse de projection 11 ne sert pas pour le nettoyage de la zone d’essuyage 6.
La sortie 15 de la buse 11 présente un axe FS de sortie de fluide qui est tangent à un axe longitudinal WL du balai d’essuyage 10.
La buse de projection 11 peut comprendre un canal interne de fluide débouchant sur la sortie de fluide 15.
La buse de projection 11 est formée par une pièce distincte du balai 10 et qui est assemblée avec le balai 10, notamment par encliquetage, vissage ou soudage.
La buse de projection 11 peut être fixée de manière démontable sur le balai 10, et est disposée dans le prolongement longitudinal du balai d’essuyage 10.
La buse 11 est connectée à un tuyau 16 d’amenée de fluide vers la buse 11.
Ce tuyau 16 relie un compresseur électrique 17 à la buse de projection 11.
Le balai d’essuyage 10 est attaché à un bras balai 18, et le tuyau 16 qui relie le compresseur 17 à la buse de projection 11, longe, sur une certaine longueur, le bras balai 18.
Le compresseur 17 est agencé pour comprimer de l’air qui est ensuite amené vers la buse de projection 11. Ce compresseur 17 est placé sur un support fixe distinct du balai d’essuyage.
Le bras balai 18 est connecté à un moteur électrique 19 agencé pour le mettre en mouvement d’essuyage.
Le moteur électrique 19 est couplé à un capteur de position angulaire 20 agencé pour déterminer l’angle que fait le bras balai 18 par rapport à une position de référence.
Dans l’exemple décrit, le système de nettoyage 1 comprend en outre un réservoir d’air comprimé 22 alimenté par de l’air comprimé issu du compresseur 17 qui est placé en amont, et la buse de projection 11 est alimentée par de l’air comprimé provenant de ce réservoir d’air comprimé 22.
Grâce à ce réservoir 22 qui sert de réservoir tampon, l’invention permet d’avoir à disposition immédiate de l’air comprimé qui peut être amené très rapidement vers la buse de projection 11.
Le système de nettoyage 1 comprend en outre une électrovanne 23 agencée pour, en position ouverte, laisser circuler de l’air comprimé du réservoir 22 vers la buse de projection 11, et en position fermée, stopper la circulation d’air comprimé du réservoir 22 vers la buse de projection 11.
Cette vanne 23 peut être commandée avec un temps de réaction très rapide, permettant de délivrer dans un temps très court de l’air comprimé à la buse de projection 11. Ceci permet notamment d’avoir un jet d’air pulsé.
Dans le cas d’un jet d’air pulsé, il est possible d’avoir une seule séquence ouverture/ fermeture de la vanne 23 dans la surface optique à nettoyer, ou, en variante, avoir plusieurs séquences ouverture/fermeture de la vanne 23 dans la surface optique à nettoyer. Ceci est permis par la haute réactivité de l’électrovanne autorisant par exemple des cycles dont la durée de cycle est inférieure à 20 ms, et par le fait que le pulse présente une durée de vie très courte.
S’il est utilisé un ventilateur ou « blower » en anglais, il faut prévoir d’activer la buse suffisamment en amont de la surface optique à nettoyer car son temps de mise en route peut prendre plusieurs secondes, et le ventilateur reste allumé pendant que le temps nécessaire du nettoyage.
La buse 11 est réalisée en matière plastique.
Le dispositif optique 2 est une caméra infrarouge agencée pour participer au système d’aide à la conduite autonome du véhicule.
L’appareil de mise en mouvement de l’air peut être un ventilateur, à la place du compresseur 17. Ce ventilateur est notamment à pales radiales.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif optique fait saillie de la vitre
Le nettoyage à l’aide du système 1 se fait de la manière suivante :
  • projeter le jet d’air 12 en direction de la surface optique 3 à l’aide de la buse de projection 11, en commander la projection du jet 12 entre une position angulaire (A-d) de début de projection et une position angulaire (A+d) de fin de projection.
Autrement dit, le jet de d’air 12 n’est pas assuré pendant toute la phase de fonctionnement du balai d’essuyage, mais seulement pendant un laps de temps limité durant lequel la buse de projection 11 se trouve au plus près de la surface optique 3 à nettoyer.
Par exemple, la surface optique 3 à nettoyer se trouve au plus proche de la buse lorsque le balai est dans une position angulaire de A degrés par rapport à une position de référence, et le jet d’air 12 est déclenché entre une position angulaire de début de projection de (A- d) degrés et une position angulaire de fin de projection de (A+d) degrés, l’angle A étant par exemple de 75° ou 80° et l’angle d étant par exemple de l’ordre de 10° ou 5°.
La détection de la position angulaire du balai 10 est assurée par le détecteur de position angulaire 20 disposé au niveau du moteur électrique 19 du balai. Ce détecteur 20 est par exemple du type à effet Hall.
Dans un autre exemple de mise en œuvre de l’invention illustré sur la , la buse de projection 11 est reliée à un réservoir de liquide additionnel 25, ici un liquide lave-glace, de manière à pouvoir être alimentée, sélectivement, par ce liquide seul, ou par un mélange de ce liquide et de l’air, ou par de l’air seul.
Le système de nettoyage comprend une pompe 26 agencée pour délivrer du liquide depuis le réservoir de liquide 25 vers la buse de projection 11.
Un chemin de liquide 27 provenant du réservoir de liquide 26 et un chemin d’air 28 provenant du réservoir d’air 22 se rejoignent au sein d’un tuyau commun 29, en amont de la buse de projection 11 de sorte que cette buse de projection puisse être alimentée sélectivement par de l’air et/ou du liquide.
Une vanne anti-retour 30 est placée sur le chemin d’air 28 pour empêcher du liquide d’être refoulé dans le réservoir d’air.
Une autre vanne anti-retour 31 est placée sur le chemin de liquide 27 pour empêcher de l’air d’être refoulé dans le réservoir de liquide 26.
Dans ce mode de réalisation, il est possible de distribuer vers la buse 11, en fonction de besoins de nettoyage, du liquide seul, ou un mélange de ce liquide et de l’air, ou de l’air seul.
Dans un exemple de réalisation non illustré, la buse de projection est placée à distance des extrémités du balai, par exemple à un emplacement du balai qui est éloigné de ses extrémités à plus de 5% ou plus de 10% de la longueur totale du balai.

Claims (10)

  1. Système de nettoyage (1) d’une surface optique (3) d’un dispositif optique (2), ce système de nettoyage comprenant :
    • un balai d’essuyage (10) d’une vitre, ce balai étant agencé pour essuyer une zone d’essuyage (6) de la vitre distincte de la surface optique, ce balai portant une buse (11) de projection de fluide, notamment d’air, en direction de la surface optique (3),
    • notamment un appareil pour mettre en mouvement du fluide, notamment un compresseur (17) ou un ventilateur, destiné à alimenter la buse de projection (11).
  2. Système selon la revendication précédente, dans lequel le fluide est de l’air seul, ou un liquide seul, ou un mélange de liquide et d’air.
  3. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la buse de projection (11) est disposée à une extrémité du balai d’essuyage, notamment une extrémité (14) du balai, parmi ses deux extrémités opposées, qui passe le plus près de la surface optique lors du balayage.
  4. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la sortie (15) de la buse (11) présente un axe de sortie de fluide (FS) qui est tangent à l’axe (WL) du balai d’essuyage.
  5. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système de nettoyage comprend au moins un tuyau (16) reliant un compresseur (17) à la buse de projection (11).
  6. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un bras balai est connecté à un moteur électrique (19) agencé pour le mettre en mouvement d’essuyage, et le moteur électrique (19) est couplé à un capteur de position angulaire (20) agencé pour déterminer l’angle que fait le bras balai par rapport à une position de référence.
  7. Système selon la revendication précédente, dans lequel le système de nettoyage comprend un réservoir (22) d’air comprimé alimenté par de l’air comprimé issu du compresseur (17), et la buse de projection est alimentée par de l’air comprimé provenant de ce réservoir d’air comprimé (22).
  8. Système selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le système de nettoyage comprend une vanne (23), notamment une électrovanne, agencée pour, en position ouverte, laisser circuler de l’air comprimé du réservoir vers la buse de projection (11), et en position fermée, stopper la circulation d’air comprimé du réservoir vers la buse de projection (11).
  9. Buse de projection d‘air (11) agencée pour être fixée sur un balai d’essuyage en vue former un système de nettoyage selon l’une des revendications précédentes.
  10. Procédé de nettoyage d’une surface optique (3) d’un dispositif optique, ce procédé de nettoyage comprenant l’étape suivante :
    • projeter un jet de fluide (12) en direction de la surface optique (3) à l’aide d’une buse de projection de fluide (11) porté par un balai d’essuyage d’une vitre, ce balai étant agencé pour essuyer une zone d’essuyage de la vitre distincte de la surface optique.
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