WO2023280886A1 - Système de nettoyage d'une surface de détection d'un capteur - Google Patents

Système de nettoyage d'une surface de détection d'un capteur Download PDF

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WO2023280886A1
WO2023280886A1 PCT/EP2022/068649 EP2022068649W WO2023280886A1 WO 2023280886 A1 WO2023280886 A1 WO 2023280886A1 EP 2022068649 W EP2022068649 W EP 2022068649W WO 2023280886 A1 WO2023280886 A1 WO 2023280886A1
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WO
WIPO (PCT)
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acceleration
sensor
detection surface
drops
cleaning
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/068649
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English (en)
Inventor
Frederic Bretagnol
Radu-George BUTE
Original Assignee
Valeo Systèmes d'Essuyage
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/46—Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
    • B60S1/48—Liquid supply therefor
    • B60S1/52—Arrangement of nozzles; Liquid spreading means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation

Definitions

  • the present invention relates to a system for cleaning a detection surface of a vehicle sensor. It finds a particular but non-limiting application in the field of vehicles or in the field of building.
  • a system for cleaning a detection surface of a sensor for a vehicle which comprises a device for projecting an air flow which projects an air flow onto the sensing surface of said sensor in order to remove obstructing elements on said sensing surface which obstruct and disturb the field of view of said sensor and thereby clean said sensing surface of said obstructing elements.
  • These obstructing elements are drops of water or dust.
  • the detection surface is the surface in the field of view of the sensor.
  • a disadvantage of this state of the prior art is that the cleaning system is not effective if the drops of water or dust are small. They are too difficult to remove with the airflow, unless you have a very powerful airflow projection device, which then becomes too bulky and too expensive.
  • the present invention aims to propose a system for cleaning a detection surface of a sensor for a vehicle which makes it possible to perform effective cleaning of the detection surface of a sensor for a vehicle.
  • the invention proposes a system for cleaning a detection surface of a sensor, characterized in that said cleaning system comprising: - a cleaning device comprising a plurality of nozzles configured to deposit drops of liquid on an acceleration surface located upstream of said detection surface, - a tank connected to said cleaning device and configured to store said liquid, - A device for accelerating the movement of said drops of liquid from said acceleration surface to said detection surface.
  • said cleaning system may also comprise one or more additional characteristics taken alone or according to all the technically possible combinations, among the following.
  • said detection surface and said acceleration surface form part of said sensor, or - said detection surface and said acceleration surface are not part of said sensor.
  • said drops have a volume of between 2 ⁇ l and 50 ⁇ l.
  • the liquid has a surface tension greater than a surface tension of said detection surface.
  • said cannulas are spaced from each other so that said drops form a water front.
  • said detection surface and said acceleration surface are on the same plane.
  • said cleaning device further comprises a perforated ramp connected on one side to said cannulas and on the other side to said reservoir.
  • said cleaning device further comprises a support element for said perforated ramp.
  • part of the detection surface is partially coincident with part of the acceleration surface.
  • said acceleration device is: - a device for projecting an air flow, or - a device composed of a mesh of electrodes configured to be crossed by an electric current, or - a device configured to create a Leindefrost effect, or - a device configured to synthesize an ultrasonic wave propagating in the acceleration surface, or - a device composed of particles of different polarities.
  • the device configured to synthesize an ultrasonic wave propagating in the acceleration surface comprises at least one wave transducer coupled acoustically with the acceleration surface.
  • the surface tension of the liquid is 78mJ/m2 and the surface tension of the detection surface is 20mJ/m2.
  • said cannulas have a diameter of between 1 and 6 mm.
  • said cannulas are spaced apart by a distance equal to the diameter of the drops +-10%.
  • said cannulas are arranged at a distance from the acceleration surface of between 0 and 100% of the diameter of the drops.
  • said detection surface and said acceleration surface are inclined by an angle of inclination greater than 20°.
  • said cannulas are configured to deposit a drop at a pressure less than or equal to 0.5 bar.
  • said cleaning device further comprises a projecting element of said ramp, configured to protect said acceleration surface.
  • said support element is further configured to receive said acceleration device.
  • said cleaning device further comprises a water distributor to said cannulas.
  • said water distributor is arranged between two series of cannulas distributed symmetrically on either side of said water distributor.
  • said detection surface and said acceleration surface form part of said sensor, or - said detection surface and said acceleration surface are not part of said sensor.
  • part of the detection surface is partially coincident with part of the acceleration surface.
  • said sensor is an optical sensor.
  • said sensor is a vehicle sensor.
  • said sensor is a radar, a lidar or a camera.
  • said sensor is a building sensor.
  • said sensor is a solar panel or a photovoltaic panel.
  • a method for cleaning a detection surface of a sensor for a vehicle characterized in that said cleaning method comprises the steps of: - depositing drops of liquid on an acceleration surface of said sensor located upstream of said detection surface by means of a plurality of cannulas of a cleaning device, - accelerating the movement of said drops of liquid from said accelerating surface onto said detection surface by means of an accelerating device.
  • FIG. 1 is a figure of a system for cleaning a detection surface of a sensor, said cleaning system comprising a cleaning device, a reservoir and an acceleration device, according to a non-limiting embodiment of the invention ,
  • FIG. 1 is a perspective view of an assembly comprising a sensing surface of a sensor and the cleaning device of the cleaning system of the , according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 1 is a side view of the cleaning device of the cleaning system of the , according to a non-limiting embodiment
  • FIG. 1 is a bottom view of the cleaning device of the cleaning system of the , according to a non-limiting embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view of the cleaning device of the cleaning system of the , devoid of a support element, according to a non-limiting embodiment
  • FIG. 1 is a sectional view of the cleaning device of the cleaning system of the , according to a non-limiting embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view of a support member of the cleaning device of the cleaning system of the , according to a non-limiting embodiment
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for cleaning a detection surface of a sensor, implemented by the cleaning system of the , according to a non-limiting embodiment.
  • the cleaning system 1 of a detection surface 20 of a sensor 2 according to the invention is described with reference to FIGS. 1 to 9 according to non-limiting embodiments.
  • Sensor 2 is configured to perform a detection function. It includes a field of view, otherwise known as a detection field.
  • the senor 2 is an optical sensor.
  • the senor 2 is a lidar, a radar or a camera.
  • sensor 2 is configured to detect static or dynamic objects.
  • the radar is a sensor configured to emit radar waves and receive returning radar waves.
  • the lidar is a sensor configured to emit an outgoing laser beam and receive return waves.
  • the camera is configured to capture electromagnetic radiation (IR, visible, UV).
  • the senor 2 is a solar panel or a photovoltaic panel. In this case, sensor 2 is configured to detect and capture solar energy.
  • the senor 2 is a vehicle sensor.
  • the vehicle is a motor vehicle.
  • Motor vehicle means any type of motorized vehicle.
  • the sensor 2 is a vehicle sensor, and it is a camera, in one non-limiting embodiment, the camera is arranged behind the rear windshield of the vehicle towards the top of said windshield. In another non-limiting embodiment, the sensor 2 is a building sensor.
  • the detection surface 20 is the surface through which the sensor 2 performs its detection function.
  • the detection surface 20 is thus the surface which is in the field of vision of the sensor 2. It thus covers said field of vision.
  • this means that the detection surface 20 is traversed by the emitted radar waves and the return radar waves.
  • this means that the detection surface 20 is traversed by the laser beam and the return waves.
  • the detection surface 20 is either associated with sensor 2, or it is part of sensor 2.
  • the detection surface 20 is the surface which must be cleaned when it is covered with elements g2 which obstruct the field of vision of the sensor 2 and consequently the latter will not be able to carry out its detection function correctly.
  • g2 elements are otherwise called g2 obstructing elements.
  • the obstructing elements g2 are drops of water or dust. Waterdrops are drops of water that come from rain or fog. Often, these drops of water or dust are static on the detection surface 20.
  • the detection surface 20 is otherwise called the surface to be cleaned 20.
  • the surface to be cleaned 20 is between 50mm and 300mm. This is the case for example of a vehicle sensor 2 such as a camera.
  • the surface to be cleaned 20 is between 500mm and 1500mm in length and width. This is the case for example of a building sensor 2 such as a solar or photovoltaic sensor.
  • cleaning system 1 includes: - a cleaning device 10, - a tank 11, - an acceleration device 12.
  • the tank 11 of the cleaning system 1 is described in detail below.
  • the tank 11 is connected to said cleaning device 10 and is configured to store a cleaning liquid Lq, otherwise called liquid Lq.
  • the liquid Lq is water.
  • the liquid is a superhydrophobic liquid.
  • the liquid Lq has a surface tension ⁇ 3 greater than a surface tension ⁇ 1 of said detection surface 20 and far from said surface tension ⁇ 1. This facilitates the rolling of the drops g1 of liquid Lq on the detection surface 20.
  • the surface tension ⁇ 3 is equal to 78mJ/m 2 (milli-joules/square meter).
  • the surface tension ⁇ 1 is equal to 20 mJ/m 2 (milli-joules/square meter) for a hydrophobic surface. It will be noted that a window-washing liquid comprises a surface tension (30mJ/m 2 ) relatively close to the surface tension ⁇ 1 of the detection surface 20.
  • the drops g1 of liquid Lq therefore roll more with difficulty. In the rest of the description, the drops g1 of liquid Lq are otherwise called drops g1.
  • the cleaning device 10 of the cleaning system 1 is now described in detail below.
  • the cleaning device 10 is placed at a distance from the surface to be cleaned 20. Furthermore, as illustrated in FIGS. 2 and 5, the cleaning device 10 is placed above an acceleration surface 21, in particular its cannulas 100 described below, to enable it to deposit the drops g1 of liquid Lq on said acceleration surface 21.
  • the acceleration surface 21 is a surface on which drops g1 of liquid Lq will be deposited by the cannulas 100 of the cleaning device 10, and accelerated by the acceleration device 12 described below.
  • the acceleration surface 21 is located upstream of the detection surface 20 with respect to the field of view of the sensor 2.
  • upstream it is meant that the acceleration surface 21 is located before the detection surface 20 in the direction of propagation of the liquid Lq.
  • the acceleration surface 21 comprises a surface tension ⁇ 2 different from the surface tension ⁇ 1 of said detection surface 20. This makes it possible to obtain rolling angles (called in English "rolling angle ”) of drops g1 of liquid Lq greater than 80°, or even greater than 90° or 160°.
  • the detection surface 20 and the acceleration surface 21 are on the same plane. This allows the drops g1 of liquid Lq to slide more easily and thus more easily evacuate the obstructing elements g2.
  • the detection surface 20 and the acceleration surface 21 are inclined by an angle of inclination greater than 20° relative to a reference axis.
  • the detection surface 20 and the acceleration surface 21 are inclined by an angle of inclination comprised between 20° and 30° with respect to a reference axis.
  • the reference axis in this case is the vehicle axis.
  • the detection surface 20 and the acceleration surface 21 are horizontal. In a non-limiting example, this applies for a building sensor 2 such as a solar or photovoltaic sensor.
  • the detection surface 20 and the acceleration surface 21 are not sufficiently inclined for the obstructing elements g2, in particular when they are static , are naturally driven by gravity out of the detection surface 20.
  • the obstructing elements g2 could be evacuated naturally by gravity.
  • the evacuation time by gravity is long, which hinders the detection function of sensor 2, or even renders it ineffective, during this evacuation time, otherwise called dead time.
  • the natural evacuation by gravity is not efficient enough and there are always residues of clogging elements g2.
  • the detection surface 20 and the acceleration surface 21 do not form part of the sensor 2.
  • the cleaning system 1 (in particular the cleaning device 10 and the acceleration device 12 ) is located at a distance from the sensor 2 and in particular from the surface to be cleaned 20.
  • the cannulas 100 deposit drops g1 on a surface outside the sensor 2.
  • a sensor 2 is a vehicle sensor such as a camera which is located behind the rear windshield of said vehicle.
  • the cleaning system 1 is not positioned directly near the camera 2 but rather farther upstream from the camera 2 at a so-called dead zone distance.
  • the cleaning system 1 is then located on the windshield on the outside or on the bodywork in height relative to the camera 2.
  • the acceleration surface 21 and thus forms part in this case of the windshield or of the bodywork, and the detection surface 20 is part of the windshield.
  • said detection surface 20 and acceleration surface 21 form part of sensor 2.
  • sensor 2 comprises detection surface 20, namely that to be cleaned, and the surface of acceleration 21.
  • the cleaning system 1 (in particular the cleaning device 10 and the acceleration device 12) is located close to the surface to be cleaned 20.
  • the cannulas 100 deposit drops g1 on a surface portion of the sensor 2.
  • a sensor 2 is a building sensor such as a solar sensor or a photovoltaic sensor.
  • the total surface formed by the detection surface 20 and the acceleration surface 21 of the sensor 2 is substantially rectangular.
  • the total surface is between 100mm and 1500mm.
  • a part of the acceleration surface 21 can partially merge with a part of the detection surface 20. This means that the drops g1 of liquid Lq can be accelerated on a part of the detection surface 20.
  • said detection surface 20 is part of sensor 2 and acceleration surface 21 is not part of sensor 2.
  • sensor 2 comprises detection surface 20, namely that at clean, but not the acceleration surface 21.
  • the cleaning system 1 (in particular the cleaning device 10 and the acceleration device 12) is located close to the surface to be cleaned 20.
  • the cannulas 100 deposit drops g1 on a surface outside sensor 2.
  • the cleaning device 10 includes a plurality of cannulas 100.
  • the cleaning device 10 further comprises: - a perforated ramp 101, - a support element 102 of said perforated ramp 101, - a water dispenser 103, - a projecting element 104 of the perforated ramp 101.
  • the cleaning device 10 further comprises a hook element 105.
  • the elements of the cleaning device 10 are described in detail below.
  • the cannulas 100 are configured to generate and deposit drops g1 of liquid Lq on the acceleration surface 21 of the sensor 2 located upstream of said detection surface 20.
  • the drops g1 have a volume v0 of between 2 ⁇ l and 50 ⁇ l (microliter). This makes it possible to have drops g1 small enough to limit the consumption of liquid Lq, and large enough so that they can roll on the acceleration surface 21 and on the detection surface 20. They will have a sufficient rolling angle.
  • the cannulas 100 are configured to deposit a drop g1 at a pressure less than or equal to 0.5 bar.
  • the cannulas 100 thus operate at low pressure, which makes it possible to control the manufacture of the drops g1 and the deposition of the drops g1 on the acceleration surface 21. If the pressure is too high, there will be a jet of liquid Lq rather than a formation of drop g1 of liquid Lq.
  • the cannulas 100 have a diameter d1 of between 0.5 mm and 6 mm (millimeter). Note that with a diameter d1 of 0.5mm, g1 drops of 6mm can be created.
  • the cannulas 100 are spaced from each other so that the drops g1 deposited form a water front w1 (otherwise called "Wave front" and illustrated on the ).
  • the cannulas 100 are spaced apart by a distance d2 (illustrated in the ) equal to the diameter d0 of the drops g1 by plus or minus 10%.
  • This water front w1 is a fusion of the drops g1 which is created after the deposition of said drops g1 on the acceleration surface 21 and will make it possible to more effectively cover the entire surface to be cleaned, namely the detection surface 20. with the diameter range d0 of 2 ⁇ l and 50 ⁇ l, this makes it possible to obtain a coalescence of the drops g1 so that they come together in larger drops to form a water front w1.
  • the cannulas 100 are arranged at a distance d3 (illustrated in the ) of the acceleration surface 21 between 0 and 100% of the diameter d0 of the drops g1.
  • the cannulas 100 are thus calibrated according to the diameter d0 of the drops g1. They are close to the acceleration surface 21.
  • This distance d3 is the distance between the bottom of the cannulas 100 and the acceleration surface 21. This allows the drops g1 to detach from the cannulas 100.
  • the drop g1 is in contact with the cannula 100 and at the same time with the acceleration surface 21.
  • the drop g1 is no longer in contact with the cannula 100 when it is in contact with the acceleration surface 21.
  • the drop g1 will pick up speed at the outlet of the cannula 100 before exploding and splitting into several small drops on the surface d acceleration 21.
  • the small drops slide on the detection surface 20 and cause the obstructing elements g2, there will remain areas between the small drops where the detection surface 20 will not be cleaned. There will therefore remain traces on the detection surface 20 which will hinder the sensor 2 in carrying out its detection function.
  • the perforated ramp 101 includes holes (not shown) into which the cannulas 100 fit.
  • the perforated ramp 101 and the cannulas 100 form a single piece for sealing reasons.
  • the perforated ramp 101 is connected on one side to the cannulas 100 and on the other side to the reservoir 11 via a connection pipe 106 illustrated in figures 7 and 8.
  • the support element 102 of said ramp 101 comprises a cavity 1020 into which said ramp 101 can be inserted.
  • the cavity 1020 is longitudinal.
  • the support element 102 of said ramp 101 is further configured to receive the acceleration device 12.
  • the support element 102 comprises a cavity additional 1021 in which the acceleration device 12 can be inserted. This is the case when the acceleration device 12 comprises a device for projecting an air flow as described below.
  • the additional cavity 1021 is arranged at the bottom of the cavity 1020 and facing the cannulas 100.
  • the support element 102 further comprises a protective cover 1022 configured to protect the connection pipe 106 described previously.
  • the support member 102 further comprises an orifice 1023 into which the water dispenser 103 can be inserted to connect to the connection pipe 106 as illustrated in the figure below. .
  • This orifice 1023 leads to the cavity 1020.
  • the support element 102 further comprises a support element 1024 configured to rest on a support 3 (illustrated in the ) on which said cleaning device 10 will land.
  • a support 3 illustrated in the said support element 1024 is composed of two support legs.
  • the water distributor 103 is configured to distribute the liquid Lq to the cannulas 100.
  • the ramp 101 is thus connected to the reservoir 11 via the water distributor 103.
  • the water distributor 103 is connected to the tank 11 via the connection pipe 106.
  • the distribution of liquid Lq in the cannulas 100 is done homogeneously, continuously and for a limited period of time.
  • homogeneous it is meant that the distribution of liquid Lq allows the creation of drops g1 of the same size for all the cannulas 100 at the same time.
  • continuous we mean that the distribution of liquid Lq allows the creation of drops g1 one after the other by a cannula 100.
  • the limited period of time makes it possible to reduce the consumption of liquid Lq.
  • the time period is 0.5 seconds. This makes it possible to create a water front w1 or a line of drops g1.
  • the water distributor 103 in order to have a homogeneous and continuous distribution, is arranged between two series 100a and 100b (illustrated in FIGS. 7 and 8 for example) of cannulas 100 distributed symmetrically on both sides. other side of the water distributor 103.
  • the water distributor 103 is T-shaped. It will be noted that in the case where the water distributor 103 is arranged at one end of the ramp 101 and not in the middle, the water distribution would risk being discontinuous and uneven.
  • inhomogeneous is meant a distribution not evenly distributed, the nearest cannulas 100 receiving more liquid Lq than the furthest cannulas 100, which could create differences in size between the g1 drops created.
  • the cleaning system 1 may further comprise a solenoid valve (not shown) to control the opening time of the water distributor 103. There will be thus a limited time period of water distribution.
  • the projecting element 104 of said ramp 101 is configured to protect the acceleration surface 21 from external attacks such as, in non-limiting examples, dirt, wind, etc.
  • the projecting element 104 and the support element 102 form a single piece.
  • the projecting element 104 extends above the cannulas 100.
  • the attachment element 105 is configured to attach the cleaning device 10 to a support 3 (illustrated in the ) which is either part of the sensor 2, or which is independent of the sensor 2.
  • the support 3 is the body of the vehicle or the vehicle breeze.
  • the support 3 is the structure of said sensor 2.
  • the attachment element 105 is a screw.
  • the acceleration device 12 of the cleaning system 1 is now described in detail below.
  • the acceleration device 12 is configured to accelerate the movement of the drops g1 of liquid Lq from said acceleration surface 21 onto said detection surface 20.
  • the cleaning time of the detection surface 20 is thus reduced.
  • the dead time which may exist when the sensor 2 performs its detection function is thus reduced, dead time due to the obstructing elements g2 which interfere with said function of detection.
  • the viscosity of the drops g1 changes with the temperature. It increases when it is cold.
  • the drops g1 risk not flowing quickly enough on the acceleration surface 21 and then on the detection surface 20 and thus risk not sufficiently entraining the obstructing elements. g2 so as to evacuate them outside the detection surface 20.
  • the surface condition of the detection surface 20 is overcome. Indeed, if the detection surface 20 is not sufficiently hydrophobic, the drops g1 will have difficulty in roll naturally by gravity on the detection surface 20 and will have difficulty in effectively driving the obstructing elements g2.
  • the angle of inclination of the detection surface 20 is overcome. Indeed, if the angle of inclination is less than 20%, the drops g1 will have difficulty in roll naturally by gravity on the detection surface 20 and will have difficulty in effectively driving the obstructing elements g2.
  • the acceleration of the drops g1 makes it possible to give them enough kinetic energy to roll correctly on the acceleration surface 21 and on the detection surface 20 and thus effectively entrain the obstructing elements g2 so as to evacuate them outside the detection surface 20.
  • the acceleration device 12 is described according to various non-limiting embodiments below.
  • the acceleration device 12 is a device for projecting an air flow.
  • the device for projecting an air flow is thus a fan.
  • the air flow is directed on the drops g1 so as to accelerate them.
  • the device for projecting an air flow is placed in the additional cavity 1021 of the support element 102 of the ramp 101 described above.
  • the acceleration device 12 is a device composed of a mesh of electrodes configured to be traversed by an electric current. Electric current is alternating. This creates a creeping motion to the g1 drops to accelerate their movement. The drops g1 are thus rendered hydrophilic. This mesh of electrodes is integrated into the acceleration surface 21.
  • the acceleration device 12 is a device configured to create a Leindefrost effect by heating the acceleration surface 21.
  • the Leidenfrost effect is the phenomenon which heats up a drop of liquid on a hot plate. Thus, instead of boiling violently and vaporizing, the g1 drops take on a very rounded shape and become ultra-mobile.
  • the acceleration surface 21 is heated to more than 160°.
  • the acceleration device 12 is placed at the level of the acceleration surface 21.
  • the acceleration device 12 is a flexible substrate comprising piezoelectric elements.
  • the acceleration device 12 is composed of thermo-resistors.
  • the acceleration device 12 is a device configured to synthesize an ultrasonic wave propagating in the acceleration surface (21).
  • the device includes at least one wave transducer acoustically coupled with the acceleration surface (21). This device allows the setting in motion and the acceleration of the liquid on the acceleration surface (21) under the action of the ultrasonic wave.
  • the liquid takes the form of very rounded and therefore ultra-mobile g1 drops. This thus allows simple and effective cleaning of the detection surface (20) when these drops g1 reach the latter.
  • the acceleration device 12 is a device configured to synthesize an ultrasonic wave propagating in the acceleration surface (21) as well as in the detection surface (20).
  • the device comprises at least one wave transducer acoustically coupled with the acceleration surface (21) and with the detection surface (20).
  • the liquid takes the form of very rounded and therefore ultra-mobile drops g1 on the acceleration surface (21).
  • the setting in motion and the acceleration of the liquid under the action of the ultrasonic wave on the acceleration surface (21) facilitates the spreading of the liquid on the detection surface (20), of the layer formed by the liquid. It also makes it possible to effectively evacuate the soiled liquid from the detection surface.
  • the droplets of soiled liquid which are attached to the detection surface under the effect of the action of capillary forces can easily be evacuated.
  • the acceleration device 12 is a device composed of particles of different polarities.
  • the acceleration device 12 is integrated in the acceleration surface 21, namely it is the acceleration surface 21 which is composed of particles of different polarities.
  • the drops g1 polarize; the polarization causes small rebounds of the drops g1 which results in accelerations of said drops g1.
  • the cleaning system 1 is configured to implement a cleaning method 5 of a detection surface 20 of a sensor 2.
  • the cleaning method 5 is illustrated on the includes the steps: - E1 illustrated F1 (g1, 21, 1 (100)) to deposit drops g1 of liquid Lq on an acceleration surface 21 located upstream of said detection surface 20 by means of a plurality of cannulas 100 of a cleaning device 10, - E2 illustrated F2(g1, 21, 12) to accelerate the displacement of said drops g1 of liquid Lq from said acceleration surface 21 onto said detection surface 20 by means of an acceleration device 12.
  • the description of the invention is not limited to the embodiments described above and to the field described above.
  • the total surface 22 formed by the detection surface 20 and the acceleration surface 21 is curved.
  • the total surface 22 is oval or round.
  • the sensor 2 is a light emitter such as in a non-limiting example a headlight.
  • a non-limiting example of sensor 2 located behind the rear windshield of a vehicle has been given.
  • the cleaning system 1 can also apply to a sensor 2 located behind the front windshield of a vehicle.
  • the invention described has in particular the following advantages: - it makes it possible to effectively clean a detection surface 20 of the sensor 2 by combining the use of drops g1 of liquid Lq and an acceleration of said drops g1, - it makes it possible to effectively replace a solution using a device for projecting an air flow alone whose air flow alone is not effective if the obstructing elements g2 are too small, - it is effective regardless of the size of the obstructing elements g2, - it can treat large surfaces unlike a rotary solution using centrifugal force to eliminate obstructing elements g2, - it makes it possible to avoid having parts vibrating, unlike a solution using ultrasound to eliminate obstructing elements g2; it is a solution applicable on polymer parts, - it makes it possible to address the same size of sensors 2 as for the other solutions used, - the cleaning system 1 can be placed at a distance from the sensor 2 and in particular from its detection surface 20 to allow good integration of the cleaning system 1 in a vehicle, - it

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Abstract

L'invention concerne un système de nettoyage (1) d'une surface de détection d'un capteur, caractérisé en ce que ledit système de nettoyage (1) comprenant : - un dispositif de nettoyage (10) comprenant une pluralité de canules (100) configurées pour déposer des gouttes (g1) de liquide (Lq) sur une surface d'accélération située en amont de ladite surface de détection, - un réservoir (11) connecté audit dispositif de nettoyage (10) et configuré pour stocker ledit liquide (Lq), - un dispositif d'accélération (12) du déplacement desdites gouttes (g1) de liquide (Lq) de ladite surface d'accélération sur ladite surface de détection.

Description

Système de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur
La présente invention se rapporte à un système de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur pour véhicule. Elle trouve une application particulière mais non limitative dans le domaine des véhicules ou dans le domaine du bâtiment.
Il est connu de l’homme du métier d’avoir un système de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur pour véhicule qui comprend un dispositif de projection d’un flux d’air qui projette un flux d’air sur la surface de détection dudit capteur afin d’enlever des éléments obstruants se trouvant sur ladite surface de détection qui obstruent et perturbent le champ de vision dudit capteur et ainsi nettoyer ladite surface de détection desdits éléments obstruants. Ces éléments obstruants sont des gouttes d’eau ou des poussières. La surface de détection est la surface se trouvant dans le champ de vision du capteur.
Un inconvénient de cet état de la technique antérieur est que le système de nettoyage n’est pas efficace si les gouttes d’eau ou poussières sont petites. Elles sont trop difficiles à enlever avec le flux d’air, à moins d’avoir un dispositif de projection d’un flux d’air très puissant, mais qui devient alors trop encombrant et trop coûteux.
La présente invention vise à proposer un système de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur pour véhicule qui permette d’effectuer un nettoyage efficace de la surface de détection d’un capteur pour véhicule.
A cet effet, l’invention propose un système de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur caractérisé en ce que ledit système de nettoyage comprenant :
- un dispositif de nettoyage comprenant une pluralité de canules configurées pour déposer des gouttes de liquide sur une surface d’accélération située en amont de ladite surface de détection,
- un réservoir connecté audit dispositif de nettoyage et configuré pour stocker ledit liquide,
- un dispositif d’accélération du déplacement desdites gouttes de liquide de ladite surface d’accélération sur ladite surface de détection.
L’utilisation de gouttes de liquide pour nettoyer la surface de détection du capteur et l’accélération de ses gouttes de liquide permet d’avoir suffisamment d’énergie cinétique pour entraîner les éléments obstruants qui sont sur la surface de détection du capteur, et ainsi les évacuer en dehors de ladite surface de détection de sorte que cette dernière soit propre, et ce quelque soit la taille desdits éléments obstruants.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, ledit système de nettoyage peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, parmi les suivantes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite surface de détection et ladite surface d’accélération font partie dudit capteur, ou
- ladite surface de détection et ladite surface d’accélération ne font pas partie dudit capteur.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites gouttes ont un volume compris entre 2μl et 50μl.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le liquide possède une tension de surface supérieure à une tension de surface de ladite surface de détection.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites canules sont espacées les unes des autres de sorte que lesdites gouttes forment un front d’eau.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite surface de détection et ladite surface d’accélération sont sur un même plan.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif de nettoyage comprend en outre une rampe perforée connectée d’un côté auxdites canules et d’un autre côté audit réservoir.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif de nettoyage comprend en outre un élément support de ladite rampe perforée.
Selon un mode de réalisation non limitatif, une partie de la surface de détection est partiellement confondue avec une partie de la surface d’accélération.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif d’accélération est :
- un dispositif de projection d’un flux d’air, ou
- un dispositif composé d’un maillage d’électrodes configuré pour être traversé par un courant électrique, ou
- un dispositif configuré pour créer un effet Leindefrost, ou
- un dispositif configuré pour synthétiser une onde ultrasonore se propageant dans la surface d’accélération, ou
- un dispositif composé de particules de polarités différentes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le dispositif configuré pour synthétiser une onde ultrasonore se propageant dans la surface d’accélération comprend au moins un transducteur d’ondes couplé acoustiquement avec la surface d’accélération.
Selon un mode de réalisation non limitatif, la tension de surface du liquide est de 78mJ/m2 et la tension de surface de la surface de détection est de 20mJ/m2.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites canules ont un diamètre compris entre 1 et 6mm.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites canules sont espacées d’une distance égale au diamètre des gouttes +-10%.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites canules sont disposées à une distance de la surface d’accélération comprise entre 0 et 100% du diamètre des gouttes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite surface de détection et ladite surface d’accélération sont inclinées d’un angle d’inclinaison supérieur à 20°.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites canules sont configurées pour déposer une goutte à une pression inférieure ou égale à 0.5bar.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif de nettoyage comprend en outre un élément en saillie de ladite rampe, configuré pour protéger ladite surface d’accélération.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit élément support est en outre configuré pour recevoir ledit dispositif d’accélération.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif de nettoyage comprend en outre un distributeur d’eau auxdites canules.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit distributeur d’eau est disposé entre deux séries de canules réparties de façon symétriques de part et d’autre dudit distributeur d’eau.
Il est proposé un ensemble comportant une surface de détection d’un capteur et le système de nettoyage, tel que décrit précédemment.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite surface de détection et ladite surface d’accélération font partie dudit capteur, ou
- ladite surface de détection et ladite surface d’accélération ne font pas partie dudit capteur.
Selon un mode de réalisation non limitatif, une partie de la surface de détection est partiellement confondue avec une partie de la surface d’accélération.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit capteur est un capteur optique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit capteur est un capteur de véhicule.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit capteur est un radar, un lidar ou une caméra.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit capteur est un capteur de bâtiment.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit capteur est un panneau solaire ou un panneau photovoltaïque.
Il est en outre proposé un procédé de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur pour véhicule, caractérisé en ce que ledit procédé de nettoyage comprend les étapes de :
- déposer des gouttes de liquide sur une surface d’accélération dudit capteur située en amont de ladite surface de détection au moyen d’une pluralité de canules d’un dispositif de nettoyage,
- accélérer le déplacement desdites gouttes de liquide de ladite surface d’accélération sur ladite surface de détection au moyen d’un dispositif d’accélération.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :
est une figure d’un système de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur, ledit système de nettoyage comprenant un dispositif de nettoyage, un réservoir et un dispositif d’accélération, selon un mode de réalisation non limitatif de l’invention,
est une vue en perspective d’un ensemble comprenant une surface de détection d’un capteur et le dispositif de nettoyage du système de nettoyage de la , selon un mode de réalisation non limitatif,
est une vue de profil du dispositif de nettoyage du système de nettoyage de la , selon un mode de réalisation non limitatif,
est une vue de dessous du dispositif de nettoyage du système de nettoyage de la , selon un mode de réalisation non limitatif,
est un premier zoom sur une partie du dispositif de nettoyage de la , selon un mode de réalisation non limitatif,
est une agrandie d’une partie du premier zoom de la , selon un mode de réalisation non limitatif,
est une vue en perspective du dispositif de nettoyage du système de nettoyage de la , dépourvu d’un élément support, selon un mode de réalisation non limitatif,
est une vue en coupe du dispositif de nettoyage du système de nettoyage de la , selon un mode de réalisation non limitatif,
est une vue en perspective d’un élément support du dispositif de nettoyage du système de nettoyage de la , selon un mode de réalisation non limitatif,
est un organigramme d’un procédé de nettoyage d’une surface de détection d’un capteur, mis en œuvre par le système de nettoyage de la , selon un mode de réalisation non limitatif.
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Le système de nettoyage 1 d’une surface de détection 20 d’un capteur 2 selon l’invention est décrit en référence aux figures 1 à 9 selon des modes de réalisation non limitatifs.
Le capteur 2 est configuré pour réaliser une fonction de détection. Il comprend un champ de vision, autrement appelé champ de détection.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le capteur 2 est un capteur optique.
Dans des variantes de réalisation non limitatives, le capteur 2 est un lidar, un radar ou une caméra. Dans ce cas, le capteur 2 est configuré pour détecter des objets statiques ou dynamiques. Dans le cas d’un radar, le radar est un capteur configuré pour émettre des ondes radars et recevoir des ondes radars de retour. Dans le cas d’un lidar, le lidar est un capteur configuré pour émettre un faisceau laser émis et recevoir des ondes de retour. Dans le cas d’une caméra, la caméra est configurée pour capter un rayonnement électromagnétique (IR, visible, UV).
Dans d’autres variantes de réalisation non limitatives, le capteur 2 est un panneau solaire ou un panneau photovoltaïque. Dans ce cas, le capteur 2 est configuré pour détecter et capter l’énergie solaire.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le capteur 2 est un capteur de véhicule. Dans un mode de réalisation non limitatif, le véhicule est un véhicule automobile. Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé. Lorsque le capteur 2 est un capteur de véhicule, et que c’est une caméra, dans un mode de réalisation non limitatif, la caméra est disposée derrière le pare-brise arrière du véhicule vers le haut dudit pare-brise. Dans autre mode de réalisation non limitatif, le capteur 2 est un capteur de bâtiment.
Tel qu’illustré sur la et la , il existe une surface de détection 20 du capteur 2. La surface de détection 20 est la surface au travers de laquelle le capteur 2 réalise sa fonction de détection. La surface de détection 20 est ainsi la surface qui se trouve dans le champ de vision du capteur 2. Elle recouvre ainsi ledit champ de vision. Par exemple, dans le cas du radar, cela signifie que la surface de détection 20 est traversée par les ondes radars émises et les ondes radars de retour. Par exemple, dans le cas du lidar, cela signifie que la surface de détection 20 est traversée par le faisceau laser et les ondes de retour. Comme on va le voir plus loin, la surface de détection 20 est soit associée au capteur 2, soit elle fait partie du capteur 2.
La surface de détection 20 est la surface qui doit être nettoyée lorsqu’elle est recouverte d’éléments g2 qui obstruent le champ de vision du capteur 2 et par conséquent ce dernier ne pourra réaliser correctement sa fonction de détection. De tels éléments g2 sont autrement appelés éléments obstruants g2. Dans des exemples de réalisation non limitatifs, les éléments obstruants g2 sont des gouttes d’eau ou des poussières. Les gouttes d’eau sont des gouttes d’eau qui proviennent de la pluie ou du brouillard. Souvent, ces gouttes d’eau ou poussières sont statiques sur la surface de détection 20.
La surface de détection 20 est autrement appelée surface à nettoyer 20. Dans un exemple non limitatif, la surface à nettoyer 20 est comprise entre 50mm et 300mm. C’est le cas par exemple d’un capteur 2 de véhicule tel qu’une caméra. Dans un exemple non limitatif, la surface à nettoyer 20 est comprise entre 500mm et 1500mm en longueur et largeur. C’est le cas par exemple d’un capteur 2 de bâtiment tel qu’un capteur solaire ou photovoltaïque.
Tel qu’illustré sur la , le système de nettoyage 1 comprend :
- un dispositif de nettoyage 10,
- un réservoir 11,
- un dispositif d’accélération 12.
Les éléments du système de nettoyage 1 sont décrits en détail ci-après.
Le réservoir 11 du système de nettoyage 1 est décrit en détail ci-après.
Tel qu’illustré sur la , le réservoir 11 est connecté audit dispositif de nettoyage 10 et est configuré pour stocker un liquide de nettoyage Lq, autrement appelé liquide Lq. Dans un exemple non limitatif, le liquide Lq est de l’eau. Dans un mode de réalisation non limitatif, le liquide est un liquide superhydrophobe. Dans un mode de réalisation non limitatif, le liquide Lq possède une tension de surface γ3 supérieure à une tension de surface γ1 de ladite surface de détection 20 et éloignée de ladite tension de surface γ1. Cela permet de faciliter le roulement des gouttes g1 de liquide Lq sur la surface de détection 20. Dans un exemple non limitatif, la tension de surface γ3 est égale à 78mJ/m2 (milli-joules/mètre carré). Dans un exemple non limitatif, la tension de surface γ1 est égale à 20mJ/m2 (milli-joules/mètre carré) pour une surface hydrophobe. On notera qu’un liquide lave vitre comprend une tension de surface (30mJ/m2) relativement proche de la tension de surface γ1 de la surface de détection 20. Les gouttes g1 de liquide Lq roule donc plus difficilement. Dans la suite de la description, les gouttes g1 de liquide Lq sont autrement appelées gouttes g1.
Le dispositif de nettoyage 10 du système de nettoyage 1 est maintenant décrit en détail ci-après.
Tel qu’illustré sur la , le dispositif de nettoyage 10 est placé à distance de la surface à nettoyer 20. Par ailleurs, tel qu’illustré sur les figures 2 et 5, le dispositif de nettoyage 10 est placé au dessus d’une surface d’accélération 21, notamment ses canules 100 décrites plus loin, pour lui permettre de déposer les gouttes g1 de liquide Lq sur ladite surface d’accélération 21.
La surface d’accélération 21 est une surface sur laquelle des gouttes g1 de liquide Lq vont être déposées par les canules 100 du dispositif de nettoyage 10, et accélérées par le dispositif d’accélération 12 décrit plus loin. La surface d’accélération 21 est située en amont de la surface de détection 20 par rapport au champ de vision du capteur 2. Par « en amont » on entend que la surface d’accélération 21 est située avant la surface de détection 20 dans le sens de propagation du liquide Lq. Dans un mode de réalisation non limitatif, la surface d’accélération 21 comprend une tension de surface γ2 différente de la tension de surface γ1 de ladite surface de détection 20. Cela permet d’obtenir des angles de roulement (appelé en anglais « rolling angle ») de gouttes g1 de liquide Lq supérieurs à 80°, voire supérieurs à 90° ou 160°.
Dans un mode de réalisation non limitatif illustré sur la , la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 sont sur un même plan. Cela permet que les gouttes g1 de liquide Lq glissent plus facilement et évacuent ainsi plus facilement les éléments obstruants g2.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 sont inclinées d’un angle d’inclinaison supérieur à 20° par rapport à un axe de référence. Dans une variante de réalisation non limitative, la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 sont inclinées d’un angle d’inclinaison compris entre 20° et 30° par rapport à un axe de référence. Dans un exemple non limitatif, cela s’applique pour un capteur 2 de véhicule tel qu’une caméra située au niveau du pare-brise arrière. L’axe de référence est dans ce cas l’axe véhicule.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 sont horizontales. Dans un exemple non limitatif, cela s’applique pour un capteur 2 de bâtiment tel qu’un capteur solaire ou photovoltaïque.
On notera que dans ces cas d’inclinaisons entre 20° et 30° ou de non inclinaison, la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 ne sont pas suffisamment inclinées pour que les éléments obstruants g2, notamment lorsqu’ils sont statiques, soient entraînés naturellement par gravité hors de la surface de détection 20.
Dans le cas d’un angle d’inclinaison plus élevé que 30°, les éléments obstruants g2 pourraient être évacuées naturellement par gravité. Cependant le temps d’évacuation par gravité est long ce qui gêne la fonction de détection du capteur 2, voire la rend inefficace, pendant ce temps d’évacuation autrement appelé temps mort. En outre, l’évacuation naturelle par gravité n’est pas assez efficace et il reste toujours des résidus d’éléments obstruants g2.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif, la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 ne font pas partie du capteur 2. Ainsi, le système de nettoyage 1 (notamment le dispositif de nettoyage 10 et le dispositif d’accélération 12) est situé à distance du capteur 2 et notamment de la surface à nettoyer 20. Les canules 100 déposent des gouttes g1 sur une surface en dehors du capteur 2. Dans un exemple non limitatif, cela s’applique lorsqu’un capteur 2 est un capteur de véhicule tel qu’une caméra qui est située derrière le pare-brise arrière dudit véhicule. Pour éviter de gêner la visibilité du conducteur, le système de nettoyage 1 n’est pas positionné directement à proximité de la caméra 2 mais plutôt plus éloigné en amont de la caméra 2 à une distance dite zone morte. Le système de nettoyage 1 se situe alors sur le pare-brise à l’extérieur ou sur la carrosserie en hauteur par rapport à la caméra 2. La surface d’accélération 21 et fait ainsi partie dans ce cas du pare-brise ou de la carrosserie, et la surface de détection 20 fait partie du pare-brise.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, ladite surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 font partie du capteur 2. Ainsi, le capteur 2 comprend la surface de détection 20, à savoir celle à nettoyer, et la surface d’accélération 21. Ainsi, le système de nettoyage 1 (notamment le dispositif de nettoyage 10 et le dispositif d’accélération 12) est situé à proximité de la surface à nettoyer 20. Les canules 100 déposent des gouttes g1 sur une partie de surface du capteur 2. Dans un exemple non limitatif, cela s’applique lorsqu’un capteur 2 est capteur de bâtiment tel qu’un capteur solaire ou un capteur photovoltaïque. Dans un mode de réalisation non limitatif, la surface totale formée par la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 du capteur 2 est sensiblement rectangulaire. Dans un mode de réalisation non limitatif, la surface totale est comprise entre 100mm et 1500mm. Dans ce cas également, dans un mode de réalisation non limitatif, une partie de la surface d’accélération 21 peut partiellement se confondre avec une partie de la surface de détection 20. Cela signifie que les gouttes g1 de liquide Lq peuvent être accélérées sur une partie de la surface de détection 20.
Dans un troisième mode de réalisation non limitatif, ladite surface de détection 20 fait partie du capteur 2 et la surface d’accélération 21 ne fait pas partie du capteur 2. Ainsi, le capteur 2 comprend la surface de détection 20, à savoir celle à nettoyer, mais pas la surface d’accélération 21. Ainsi, le système de nettoyage 1 (notamment le dispositif de nettoyage 10 et le dispositif d’accélération 12) est situé à proximité de la surface à nettoyer 20. Les canules 100 déposent des gouttes g1 sur une surface en dehors du capteur 2.
Tel qu’illustré sur les figures 1 à 8, le dispositif de nettoyage 10 comprend une pluralité de canules 100.
Dans des modes de réalisation non limitatifs, le dispositif de nettoyage 10 comprend en outre :
- une rampe perforée 101,
- un élément support 102 de ladite rampe perforée 101,
- un distributeur d’eau 103,
- un élément en saillie 104 de la rampe perforée 101.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de nettoyage 10 comprend en outre un élément d’accroche 105.
Les éléments du dispositif de nettoyage 10 sont décrits en détail ci-après.
Les canules 100 sont configurées pour générer et déposer des gouttes g1 de liquide Lq sur la surface d’accélération 21 du capteur 2 située en amont de ladite surface de détection 20.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les gouttes g1 ont un volume v0 compris entre 2μl et 50μl (microlitre). Cela permet d’avoir des gouttes g1 suffisamment petites pour limiter la consommation de liquide Lq, et suffisamment grandes pour qu’elles puissent rouler sur la surface d’accélération 21 et sur la surface de détection 20. Elles auront un angle de roulement suffisant.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les canules 100 sont configurées pour déposer une goutte g1 à une pression inférieure ou égale à 0.5bar. Les canules 100 fonctionnent ainsi à basse pression ce qui permet de maîtriser la fabrication des gouttes g1 et le dépôt des gouttes g1 sur la surface d’accélération 21. Si la pression est trop grande, on aura un jet de liquide Lq plutôt qu’une formation de goutte g1 de liquide Lq.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les canules 100 ont un diamètre d1 compris entre 0.5mm et 6 mm (millimètre). On notera qu’avec un diamètre d1 de 0.5mm on peut créer des gouttes g1 de 6mm.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les canules 100 sont espacées les unes des autres de sorte à ce que les gouttes g1 déposées forment un front d’eau w1 (autrement appelée en anglais « Wave front » et illustrée sur la ). Dans une variante de réalisation non limitative, les canules 100 sont espacées d’une distance d2 (illustrée sur la ) égale au diamètre d0 des gouttes g1 de plus ou moins 10%. Ce front d’eau w1 est une fusion des gouttes g1 qui se créée après le dépôt desdites gouttes g1 sur la surface d’accélération 21 et va permettre de couvrir plus efficacement toute la surface à nettoyer, à savoir la surface de détection 20. Combiné avec la plage de diamètre d0 de 2μl et 50μl, cela permet d’obtenir une coalescence des gouttes g1 de sorte qu’elles se réunissent en plus grosses gouttes pour former un front d’eau w1.
En outre, les canules 100 sont disposées à une distance d3 (illustrée sur la ) de la surface d’accélération 21 comprise entre 0 et 100% du diamètre d0 des gouttes g1. Les canules 100 sont ainsi calibrées en fonction du diamètre d0 des gouttes g1. Elles sont proches de la surface d’accélération 21. Cette distance d3 est la distance entre le bas des canules 100 et la surface d’accélération 21. Cela permet que les gouttes g1 se détachent des canules 100. A 0%, la goutte g1 est en contact avec la canule 100 et en même temps avec la surface d’accélération 21. A 100%, la goutte g1 n’est plus en contact avec la canule 100 quand elle est en contact avec la surface d’accélération 21. Si la distance d3 est supérieure à 100% du diamètre d0, alors la distance d3 est trop grande, la goutte g1 va prendre de la vitesse en sortie de la canule 100 avant d’exploser et de se diviser en plusieurs petites gouttes sur la surface d’accélération 21. Lorsque les petites gouttes glisseront sur la surface de détection 20 et entraîneront les éléments obstruants g2, il restera des zones entre les petites gouttes où la surface de détection 20 ne sera pas nettoyée. Il restera donc des traces sur la surface de détection 20 ce qui gênera le capteur 2 pour réaliser sa fonction de détection.
La rampe perforée 101 comprend des orifices (non illustrés) dans lesquels s’insèrent les canules 100.
Tel qu’illustré sur les figures 7 à 8, dans un mode de réalisation non limitatif, la rampe perforée 101 et les canules 100 ne forment qu’une seule pièce pour des raisons d’étanchéité. La rampe perforée 101 est connectée d’un côté aux canules 100 et de l’autre côté au réservoir 11 via un tuyau de connexion 106 illustré sur les figures 7 et 8.
Tel qu’illustré sur la , l’élément support 102 de ladite rampe 101 comprend une cavité 1020 dans laquelle ladite rampe 101 peut s’insérer. La cavité 1020 est longitudinale.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément support 102 de ladite rampe 101 est en outre configuré pour recevoir le dispositif d’accélération 12. A cet effet, dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément support 102 comprend une cavité supplémentaire 1021 dans laquelle le dispositif d’accélération 12 peut s’insérer. C’est le cas, lorsque le dispositif d’accélération 12 comprend un dispositif de projection d’un flux d’air comme décrit plus loin. Tel qu’illustré sur la , dans une variante de réalisation non limitative, la cavité supplémentaire 1021 est disposée au bas de la cavité 1020 et en regard des canules 100.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément support 102 comprend en outre un capot de protection 1022 configuré pour protéger le tuyau de connexion 106 décrit précédemment.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément support 102 comprend en outre un orifice 1023 dans lequel le distributeur d’eau 103 peut s’insérer pour se connecter au tuyau de connexion 106 comme illustré sur la . Cet orifice 1023 débouche sur la cavité 1020.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément support 102 comprend en outre un élément d’appui 1024 configuré pour prendre appui sur un support 3 (illustré sur la ) sur lequel ledit dispositif de nettoyage 10 va se poser. Dans l’exemple non limitatif illustré sur la ledit élément d’appui 1024 est composé de deux pattes d’appui.
Tel qu’illustré sur les figures 7 et 8, le distributeur d’eau 103 est configuré pour distribuer le liquide Lq aux canules 100. La rampe 101 est ainsi connectée au réservoir 11 via le distributeur d’eau 103. Dans un mode de réalisation non limitatif, le distributeur d’eau 103 est relié au réservoir 11 via le tuyau de connexion 106.
Pour obtenir un front d’eau w1 tel que décrit précédemment, dans un mode de réalisation non limitatif, la distribution de liquide Lq dans les canules 100 se fait de manière homogène, continue et pendant une période de temps limitée. Par homogène, on entend que la distribution de liquide Lq permet la création de gouttes g1 de même taille pour toutes les canules 100 en même temps. Par continue, on entend que la distribution de liquide Lq permet la création de gouttes g1 l’une après l’autre par une canule 100. La période de temps limitée permet de diminuer la consommation en liquide Lq. Dans un mode de réalisation non limitatif, la période de temps est de 0.5 seconde. Cela permet de créer un front d’eau w1 ou une ligne de gouttes g1. Dans un mode de réalisation non limitatif, pour avoir une distribution homogène et continue le distributeur d’eau 103 est disposé entre deux séries 100a et 100b (illustrées sur les figures 7 et 8 par exemple) de canules 100 réparties de façon symétrique de part et d’autre du distributeur d’eau 103. Dans un mode de réalisation non limitatif, le distributeur d’eau 103 est en forme de T. On notera que dans le cas où le distributeur d’eau 103 serait disposé à une extrémité de la rampe 101 et non pas au milieu, la distribution d’eau risquerait d’être discontinue et inhomogène. Par inhomogène, on entend une distribution non répartie également, les canules 100 les plus proches recevant plus de liquide Lq que les canules 100 les plus éloignées ce qui pourrait créer des différences de taille entre les gouttes g1 créées.
Dans un mode de réalisation non limitatif, pour créer des séquences d’injection de gouttes g1, le système de nettoyage 1 peut en outre comprend une électrovanne (non illustrée) pour contrôler le temps d’ouverture du distributeur d’eau 103. On aura ainsi une période de temps limitée de distribution d’eau.
Tel qu’illustré sur les figures 5 et 6, l’élément en saillie 104 de ladite rampe 101 est configuré pour protéger la surface d’accélération 21 des agressions extérieures telle que dans des exemples non limitatifs, des salissures, du vent etc. Dans un mode de réalisation non limitatif, l’élément en saillie 104 et l’élément support 102 ne forment qu’une seule pièce. L’élément en saillie 104 s’étend au dessus des canules 100.
Tel qu’illustré sur la , l’élément d’accroche 105 est configuré pour accrocher le dispositif de nettoyage 10 à un support 3 (illustré sur la ) qui fait soit partie du capteur 2, soit qui est indépendant du capteur 2. Ainsi, dans le cas d’un capteur 2 d’un véhicule, dans un exemple non limitatif, le support 3 est la carrosserie du véhicule ou le pare-brise du véhicule. Ainsi, dans le cas d’un capteur 2 d’un bâtiment, tel qu’un capteur solaire ou un capteur photovoltaïque, dans un exemple non limitatif, le support 3 est la structure dudit capteur 2. Dans un exemple non limitatif, l’élément d’accroche 105 est une vis.
Le dispositif d’accélération 12 du système de nettoyage 1 est maintenant décrit en détail ci-après.
Le dispositif d’accélération 12 est configuré pour accélérer le déplacement des gouttes g1 de liquide Lq de ladite surface d’accélération 21 sur ladite surface de détection 20. Cela permet d’entraîner des éléments obstruants g2 tels que dans un exemple non limitatif des gouttes d’eau statiques ou des poussières statiques, qui se trouvent sur la surface de détection 20 et ainsi de les évacuer en dehors de ladite surface de détection 20. Avec ces gouttes g1, on accélère ainsi l’écoulement des éléments obstruants g2 qui pourrait se faire naturellement par gravité pour libérer rapidement la surface de détection 20 qui est la surface de détection du capteur 20, des éléments obstruants g2.
Les avantages d’une telle accélération des gouttes g1 sont décrits ci-après.
En accélérant les gouttes g1, on réduit ainsi le temps de nettoyage de la surface de détection 20. On réduit ainsi le temps mort qui peut exister lorsque le capteur 2 réalise sa fonction de détection, temps mort dû aux éléments obstruants g2 qui gênent ladite fonction de détection.
Par ailleurs, on notera que la viscosité des gouttes g1 change avec la température. Elle augmente quand il fait froid. En accélérant les gouttes g1 au lieu de les laisser rouler naturellement sur la surface d’accélération 21 puis sur la surface de détection 20, on s’affranchit des éléments extérieurs tel que la température ou encore le vent. En effet, sans accélération, s’il fait trop froid, les gouttes g1 risquent de ne pas s’écouler assez rapidement sur la surface d’accélération 21 puis sur la surface de détection 20 et risquent ainsi de ne pas entraîner suffisamment les éléments obstruants g2 de sorte à les évacuer en dehors de la surface de détection 20.
En outre, en accélérant les gouttes g1, on s’affranchit de l’état de surface de la surface de détection 20. En effet, si la surface de détection 20 n’est pas assez hydrophobe, les gouttes g1 vont avoir du mal à rouler de façon naturelle par gravité sur la surface de détection 20 et vont avoir du mal à entraîner efficacement les éléments obstruants g2.
Enfin, en accélérant les gouttes g1, on s’affranchit de l’angle d’inclinaison de la surface de détection 20. En effet, si l’angle d’inclinaison est inférieur à 20%, les gouttes g1 vont avoir du mal à rouler de façon naturelle par gravité sur la surface de détection 20 et vont avoir du mal à entraîner efficacement les éléments obstruants g2.
Ainsi, l’accélération des gouttes g1 permet de leur donner assez d’énergie cinétique pour rouler correctement sur la surface d’accélération 21 et sur la surface de détection 20 et ainsi entraîner efficacement les éléments obstruants g2 de sorte à les évacuer en dehors de la surface de détection 20.
Le dispositif d’accélération 12 est décrit selon différents modes de réalisation non limitatifs ci-après.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur la et la , le dispositif d’accélération 12 est un dispositif de projection d’un flux d’air. Le dispositif de projection d’un flux d’air est ainsi un ventilateur. Le flux d’air est dirigé sur les gouttes g1 de sorte à les accélérer. Dans un exemple non limitatif, le dispositif de projection d’un flux d’air est placé dans la cavité supplémentaire 1021 de l’élément support 102 de la rampe 101 décrite précédemment.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif non illustré, le dispositif d’accélération 12 est un dispositif composé d’un maillage d’électrodes configuré pour être traversé par un courant électrique. Le courant électrique est alternatif. Cela crée un mouvement de reptation aux gouttes g1 pour accélérer leur mouvement. On rend ainsi les gouttes g1 hydrophiles. Ce maillage d’électrodes est intégré dans la surface d’accélération 21.
Dans un troisième mode de réalisation non limitatif, le dispositif d’accélération 12 est un dispositif configuré pour créer un effet Leindefrost en chauffant la surface d’accélération 21. L’effet Leidenfrost est le phénomène qui met en caléfaction une goutte d'un liquide sur une plaque chaude. Ainsi, au lieu de bouillir violemment et de se vaporiser, les gouttes g1 prennent une forme très arrondie et deviennent ultra-mobiles. Dans un exemple non limitatif, la surface d’accélération 21 est chauffée à plus de 160°. Le dispositif d’accélération 12 est placé au niveau de la surface d’accélération 21. Dans un exemple non limitatif, le dispositif d’accélération 12 est un substrat flexible comprenant des éléments piézoélectriques. Dans un autre exemple non limitatif, le dispositif d’accélération 12 est composé de thermo-résistances.
Dans un quatrième mode de réalisation non limitatif, le dispositif d’accélération 12 est un dispositif configuré pour synthétiser une onde ultrasonore se propageant dans la surface d’accélération (21). Le dispositif comprend au moins un transducteur d’ondes couplé acoustiquement avec la surface de d’accélération (21). Ce dispositif permet la mise en mouvement et l’accélération du liquide sur la surface d’accélération (21) sous l’action de l’onde ultrasonore. Le liquide prend la forme de gouttes g1 très arrondie et donc ultra-mobiles. Cela permet ainsi un nettoyage simple et efficace de la surface de détection (20) quand ces gouttes g1 parviennent sur celle-ci.
Dans un exemple non limitatif, le dispositif d’accélération 12 est un dispositif configuré pour synthétiser une onde ultrasonore se propageant dans la surface d’accélération (21) ainsi que dans la surface de détection (20). Le dispositif comprend au moins un transducteur d’ondes couplé acoustiquement avec la surface de d’accélération (21) et avec la surface de détection (20). Le liquide prend la forme de gouttes g1 très arrondie et donc ultra-mobiles sur la surface d’accélération (21). Notamment, la mise en mouvement et l’accélération du liquide sous l’action de l’onde ultrasonore sur la surface d’accélération (21) facilite l’étalement du liquide sur la surface détection (20), de la nappe formée par le liquide. Elle permet en outre d’évacuer efficacement le liquide souillé hors de la surface de détection. Les gouttelettes de liquide souillé qui sont accrochées à la surface de détection sous l’effet de l’action des forces capillaires peuvent aisément être évacuées.
Dans un cinquième mode de réalisation non limitatif, le dispositif d’accélération 12 est un dispositif composé de particules de polarités différentes. Le dispositif d’accélération 12 est intégré dans la surface d’accélération 21, à savoir c’est la surface d’accélération 21 qui est composée de particules de polarités différentes. Au contact de la surface d’accélération 21, les gouttes g1 se polarisent ; la polarisation provoque de petits rebonds des gouttes g1 ce qui entraîne des accélérations desdites gouttes g1.
Ainsi, le système de nettoyage 1 est configuré pour mettre en œuvre un procédé de nettoyage 5 d’une surface de détection 20 d’un capteur 2. Le procédé de nettoyage 5 est illustré sur la comprend ainsi les étapes :
- E1 illustrée F1(g1, 21, 1(100)) de déposer des gouttes g1 de liquide Lq sur une surface d’accélération 21 située en amont de ladite surface de détection 20 au moyen d’une pluralité de canules 100 d’un dispositif de nettoyage 10,
- E2 illustrée F2(g1, 21, 12) d’accélérer le déplacement desdites gouttes g1 de liquide Lq de ladite surface d’accélération 21 sur ladite surface de détection 20 au moyen d’un dispositif d’accélération 12.
Bien entendu la description de l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et au domaine décrit ci-dessus. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, la surface totale 22 formée par la surface de détection 20 et la surface d’accélération 21 est courbe. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, la surface totale 22 est ovale ou ronde. Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, le capteur 2 est un émetteur lumineux tel que dans un exemple non limitatif un phare. Ainsi, dans la description, un exemple non limitatif de capteur 2 situé derrière le pare-brise arrière d’un véhicule a été donné. Mais bien entendu, dans un autre mode de réalisation non limitatif, le système de nettoyage 1 peut s’appliquer également à un capteur 2 situé derrière le pare-brise avant d’un véhicule.
Ainsi, l’invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- elle permet de nettoyer efficacement une surface de détection 20 du capteur 2 en combinant l’utilisation de gouttes g1 de liquide Lq et une accélération desdites gouttes g1,
- elle permet de remplacer efficacement une solution utilisant un dispositif de projection d’un flux d’air seul dont le seul flux d’air n’est pas efficace si les éléments obstruants g2 sont trop petits,
- elle est efficace quelque soit la taille des éléments obstruants g2,
- elle permet de traiter de grandes surfaces contrairement à une solution rotative utilisant la force centrifuge pour éliminer les éléments obstruants g2,
- elle permet d’éviter d’avoir des pièces en vibration contrairement à une solution utilisant les ultrasons pour éliminer les éléments obstruants g2 ; c’est une solution applicable sur des pièces en polymères,
- elle permet d’adresser la même taille de capteurs 2 que pour les autres solutions utilisées,
- le système de nettoyage 1 peut être placé à distance du capteur 2 et notamment de sa surface de détection 20 pour permettre une bonne intégration du système de nettoyage 1 dans un véhicule,
- c’est une solution qui s’adapte à des capteurs 2 de véhicule se trouvant par exemple derrière le pare-brise arrière ou avant, tel qu’une caméra, pare-brise qui ne peut recevoir de système de nettoyage à proximité dudit capteur 2 mais seulement à distance ; c’est une solution moins encombrante qu’un ou plusieurs dispositifs de projection d’un flux d’air qui devraient être utilisés dans ce cas pour pouvoir générer un flux d’air suffisamment puissant pour parcourir la distance qui le sépare dudit capteur 2 pour le nettoyer.

Claims (13)

  1. Système de nettoyage (1) d’une surface de détection (20) d’un capteur (2), caractérisé en ce que ledit système de nettoyage (1) comprenant :
    - un dispositif de nettoyage (10) comprenant une pluralité de canules (100) configurées pour déposer des gouttes (g1) de liquide (Lq) sur une surface d’accélération (21) située en amont de ladite surface de détection (20),
    - un réservoir (11) connecté audit dispositif de nettoyage (10) et configuré pour stocker ledit liquide (Lq),
    - un dispositif d’accélération (12) du déplacement desdites gouttes (g1) de liquide (Lq) de ladite surface d’accélération (21) sur ladite surface de détection (20).
  2. Système de nettoyage (1) selon la revendication précédente, selon lequel lesdites gouttes (g1) ont un volume (v0) compris entre 2μl et 50μl.
  3. Système de nettoyage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel le liquide (Lq) possède une tension de surface (γ3) supérieure à une tension de surface (γ1) de ladite surface de détection (20).
  4. Système de nettoyage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel lesdites canules (100) sont espacées les unes des autres de sorte que lesdites gouttes (g1) forment un front d’eau (w1).
  5. Système de nettoyage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ledit dispositif de nettoyage (10) comprend en outre une rampe perforée (101) connectée d’un côté auxdites canules (100) et d’un autre côté audit réservoir (11).
  6. Système de nettoyage (1) selon la revendication précédente, selon lequel ledit dispositif de nettoyage (10) comprend en outre un élément support (102) de ladite rampe perforée (101).
  7. Système de nettoyage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ledit dispositif d’accélération (12) est :
    - un dispositif de projection d’un flux d’air, ou
    - un dispositif composé d’un maillage d’électrodes configuré pour être traversé par un courant électrique, ou
    - un dispositif configuré pour créer un effet Leindefrost, ou
    - un dispositif configuré pour synthétiser une onde ultrasonore se propageant dans la surface d’accélération (21), ou
    - un dispositif composé de particules de polarités différentes.
  8. Ensemble comportant une surface de détection (20) d’un capteur (2) et le système de nettoyage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  9. Ensemble selon la revendication précédente, selon lequel ledit capteur (2) est un capteur optique.
  10. Ensemble selon la revendication précédente 8 ou 9, selon lequel :
    - ladite surface de détection (20) et ladite surface d’accélération (21) font partie dudit capteur (2), ou
    - ladite surface de détection (20) et ladite surface d’accélération (21) ne font pas partie dudit capteur (2).
  11. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes 8 à 10, selon lequel ladite surface de détection (20) et ladite surface d’accélération (21) sont sur un même plan.
  12. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes 8 à 11, selon lequel une partie de la surface de détection (20) est partiellement confondue avec une partie de la surface d’accélération (21).
  13. Procédé de nettoyage (5) d’une surface de détection (20) d’un capteur (2) pour véhicule (3), caractérisé en ce que ledit procédé de nettoyage (5) comprend les étapes de :
    - déposer des gouttes (g1) de liquide (Lq) sur une surface d’accélération (21) dudit capteur (2) située en amont de ladite surface de détection (20) au moyen d’une pluralité de canules (100) d’un dispositif de nettoyage (10),
    - accélérer le déplacement desdites gouttes (g1) de liquide (Lq) de ladite surface d’accélération (21) sur ladite surface de détection (20) au moyen d’un dispositif d’accélération (12).
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