WO2024003378A1 - Système de nettoyage d'une surface optique - Google Patents

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WO2024003378A1
WO2024003378A1 PCT/EP2023/068081 EP2023068081W WO2024003378A1 WO 2024003378 A1 WO2024003378 A1 WO 2024003378A1 EP 2023068081 W EP2023068081 W EP 2023068081W WO 2024003378 A1 WO2024003378 A1 WO 2024003378A1
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liquid
sensor
optical surface
projection
cleaning
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PCT/EP2023/068081
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Maxime BAUDOUIN
William TERRASSE
Frédéric BRETAGNOL
Original Assignee
Valeo Systèmes d'Essuyage
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    • G01S2007/4977—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen including means to prevent or remove the obstruction

Definitions

  • the present invention relates to the field of sensors, and more particularly to systems for cleaning such sensors.
  • Vehicles, and particularly motor vehicles increasingly include automated systems, including driver assistance systems.
  • driving assistance systems include in particular one or more sensor(s) making it possible to collect data on an environment of the vehicle as well as at least one control unit configured to interpret the data thus collected and to share it with a user of the vehicle and/or to make the necessary decisions as a result of this information.
  • these sensors are, most often, arranged outside the vehicle, for example carried by the bodywork of this vehicle, and can for example be dirty, which can make it difficult, or even impossible, to acquire information. by these sensors. It is therefore necessary to provide a cleaning system capable of effectively removing debris, dirt, organic elements and other disruptive elements.
  • One solution is to project liquid in large quantities and then dry an optical surface of the sensor concerned, but such a solution which requires a device for projecting cleaning liquid and a blowing device generates a significant amount of space, so that the devices do not do not interfere with each other, which complicates their installation on the vehicle.
  • the aim of the present invention is therefore to propose a system for cleaning an optical surface of a sensor, and for example a curved optical surface, combining good cleaning performance and limited bulk.
  • the invention therefore relates to a system for cleaning an optical surface of a sensor, comprising a device for blowing an air flow comprising at least one outlet for the air flow configured to project the air flow. air towards the optical surface of the sensor, and a liquid projection cleaning device, comprising at least one liquid projection nozzle configured to project a jet of liquid towards the optical surface of the sensor.
  • the blowing device is configured so that the air flow leaving the outlet mouth forms a protective barrier for the jet of liquid projected by the at least one projection nozzle of the cleaning device by projection of liquid.
  • the sensor intended to be cleaned by the cleaning system according to the invention may be a sensor used within a driving assistance system of a vehicle, for example an automobile, for example within an autonomous vehicle.
  • the sensor has an optical surface that the cleaning system according to the invention is able to clean in particular by a projection of liquid, which can just as easily be cleaning liquid or water.
  • the optical surface can take any shape and in particular take a cylindrical shape or a frustoconical shape around a main axis, forming an axis of revolution, the shape of the optical surface allowing said sensor to detect data from an environment external to the vehicle to at least 280° around the main axis of said sensor.
  • the combination of the blowing device and the liquid spray cleaning device can improve the speed and efficiency of cleaning the optical surface of the sensor.
  • the liquid projection cleaning device makes it possible, among other things, to remove solid dirt placed on the optical surface, via the projection of a liquid under pressure, and the blowing device has a first function of protecting the projection of liquid against the surface. optical by forming a protective barrier. It is understood in particular that this protective barrier makes it possible to limit the disturbance of the liquid projected against the optical surface, this disturbance being able to be caused by surrounding debris or even by unfavorable climatic conditions. By protective barrier, it is appropriate to understand an aerodynamic flow directed towards the optical surface to be cleaned and which delimits with this optical surface and the means supporting this optical surface a zone protected from external disturbances.
  • the air flow projected by the blowing device can also be used to redirect towards the optical surface drops of liquid which would not be directed directly towards the optical surface at the outlet of the projection nozzle, so that the liquid is not dispersed and is used effectively and without loss for cleaning the optical surface.
  • the at least one liquid projection nozzle is arranged between the optical surface to be cleaned and the blowing device. More specifically, the projection nozzle is between the optical surface to be cleaned and an air duct configured to bring the air flow to the outlet mouth.
  • the air flow forming the protective barrier is directed onto the optical surface of the sensor.
  • the air flow forming the protective barrier can in particular be directed onto the same area of the optical surface of the sensor as that on which the jet of liquid is directed.
  • the blowing device also has the function of participating in cleaning the optical surface in addition to its protective barrier function. More particularly, the blow cleaning device may have the function of drying the remaining drops on the optical surface after the passage of the cleaning fluid to prevent remaining traces from disturbing the acquisition of data by the sensor and may also have the function to eject dirt from the optical surface, while maintaining its protective barrier function.
  • the blow cleaning device comprises at least one air duct delimited by an internal wall which defines an internal volume capable of housing at least partially the sensor, at least the projection nozzle of the cleaning device. cleaning by projection of liquid being placed between the internal wall and the sensor.
  • the air duct helps to form a protective wall for the liquid projection nozzle(s), in addition to the protection generated by the protective barrier of the air flow.
  • the liquid jet is effectively protected from aerodynamic disturbances and the cleaning device can perform its cleaning function optimally.
  • the liquid projection cleaning device is made integral with the internal wall of the air duct.
  • the optical surface of the sensor is a surface of revolution of main axis R
  • the cleaning system comprising a plurality of projection nozzles distributed at least partially according to a curve of revolution around the main axis R and configured to each project a jet of liquid onto the optical surface of the sensor, the air flow leaving the outlet mouth forming a protective barrier for each of the jets of liquid projected by the at least one projection nozzle of the liquid projection cleaning device.
  • each projection nozzle is arranged, if we consider the radial direction perpendicular to the main axis, between the air outlet mouth of the blowing device and the optical surface to be cleaned, and is protected by the air flow projected from the air outlet vent.
  • the blowing device as a whole is further away from the main axis of the sensor than the liquid projection cleaning device.
  • the plurality of projection nozzles allows a homogeneous distribution of the liquid jet over a large optical surface, and their distribution at least partially according to a curve of revolution around the main axis makes it possible to ensure this homogeneity of projection when the optical surface is a surface of revolution.
  • the protective barrier formed by the projection of air flows through the at least one outlet protects all of the nozzles.
  • the blowing device comprises an air flow inlet mouth, the at least one liquid projection nozzle being arranged, considering the main axis, between the inlet mouth of the air flow and the air flow outlet of the blowing device.
  • a surface of the outlet mouth of the air flow is at least partially concave so as to reproduce a curved shape of the optical surface to be cleaned which is located opposite the outlet mouth of the flow of air. This makes it possible to project an air flow onto a larger tangential portion of the optical surface.
  • the cleaning system comprises a plurality of air flow outlets which are at least partially inscribed in a surface of revolution around the main axis.
  • the cleaning system associated with the sensor can have both a blowing device and a liquid projection cleaning device which are curved to follow the profile of the optical surface to be cleaned, in particular in a perpendicular plane to the main axis of the optical surface.
  • the blowing cleaning device comprises at least one device for generating an air flow, the air duct(s) being fluidly connected to the device for generating the air flow.
  • the air blowing cleaning device comprises a device for generating the air flow in the form of a motorized fan which, driven in rotation, makes it possible to generate the air flow under pressure, and a volute here forming an air conduit through which the flow of pressurized air is directed to an outlet surface facing the optical surface to be cleaned.
  • the liquid projection cleaning device comprises at least one supply ramp supplying the at least one projection nozzle.
  • the liquid projection cleaning device may comprise a single supply ramp which extends between the air blowing device and the optical surface to be cleaned so as to project the flow of cleaning liquid on the entire optical surface of the sensor.
  • the liquid projection cleaning device may comprise at least two supply ramps, each connected to a cleaning liquid storage tank and to an associated pump, the two supply ramps each extending between the air blowing device and the optical surface to be cleaned so as to project liquid flows onto distinct zones of the optical surface of the sensor, and such that the at least two supply ramps ensure the scanning of all areas of the optical surface requiring cleaning.
  • the supply ramp of the liquid projection cleaning device comprises at least two portions fluidly connected to each other and each comprising at least one projection nozzle.
  • a first portion of the feed ramp extends along a rectilinear direction and a second portion of the feed ramp is curved.
  • the second portion of the supply ramp is curved so as to follow the shape of the optical surface to be cleaned, around the main axis of this optical surface.
  • the first portion and the second portion of the supply ramp are offset relative to each other in the direction of the main axis of the optical surface. This makes it possible to shift the axial position, parallel to this main axis, of two projection nozzles to adapt to the fact that one of the projection nozzles can be located radially, with reference to the main axis, at a greater distance. of the optical surface than another projection nozzle.
  • the axial offset of the projection nozzles is accompanied by a modification of the orientation of the raised nozzle, to maintain an effective angle of impact on the surface to be cleaned.
  • an elbow portion extends between the first portion and the second portion of the supply ramp. It is understood that the bent portion makes it possible to fluidly connect the first portion and the second portion of the supply ramp which extend in planes offset from each other.
  • the supply rail comprises at least one liquid inlet at one inlet end, the liquid inlet being intended to be connected to a liquid reservoir.
  • a passage section of the supply ramp is constant.
  • a passage section of the supply ramp is scalable.
  • the passage section decreases as one moves away from a fluid inlet in the supply rail so that the flow of cleaning liquid opposite the projection nozzle farthest from the The fluid inlet is sufficient to allow a projection of cleaning liquid at an appropriate pressure.
  • the supply ramp comprises a base portion integral with the internal wall of the air duct.
  • the feed ramp also includes an upper portion which covers the base portion so as to delimit a volume of said feed ramp.
  • the supply ramp comprises a projecting cover face from which the projection nozzle(s) are arranged, said cover face being at least partially covered by the air duct.
  • the curvature of the blowing device as defined by the shape of the internal wall of the at least one air duct is such that the free end of the air duct, presenting the outlet of the flow air turned towards the optical surface, partially covers the supply ramp of the liquid cleaning device.
  • This covering makes it possible to form a protective housing, particularly with regard to aerodynamic disturbances, without hindering the projection of cleaning liquid towards the optical surface.
  • the supply ramp forms a single-piece assembly fixed opposite the internal wall of the air duct by at least one support means integral with said internal wall.
  • the feed ramp comprises at least one free end opposite the inlet end in a direction of main elongation of the feed ramp, said feed ramp being fixed opposite of the internal wall of the air duct at least at its inlet end and at its free end by a support means integral with said internal wall.
  • At least one of the support means comprises at least one means for fixing the supply ramp.
  • the fixing means is a snap-fit fixing.
  • the blowing device has at least one curvature configured to orient an outlet mouth of the air flow towards the optical surface of the sensor.
  • the curvature contributes to delimiting an internal volume of the blow cleaning device, the liquid projection cleaning device being disposed in the internal volume of said blow cleaning device.
  • the outlet mouth at least partially covers the supply ramp of the projection nozzle of the liquid projection cleaning device and/or partially covers the projection nozzle.
  • the invention also relates to an optical assembly comprising a sensor and a cleaning system according to any of the preceding characteristics, the sensor comprising at least one base and an optical surface, the at least one projection nozzle of the cleaning device by projection of liquid being placed between the base of the sensor and the device for blowing an air flow.
  • the blow cleaning device and the liquid spray cleaning device are configured to respectively project an air flow and a liquid flow towards the optical surface.
  • the particular arrangement of the cleaning device by projection of liquid, namely between the blowing device and the optical surface to be cleaned, allows, when the two flows are projected at the same time, to generate a protective barrier, with a cleaning effect or not depending on the orientation of the air flow, configured to protect this flow of liquid against aerodynamic disturbances.
  • These aerodynamic disturbances may appear in particular when cleaning operations are carried out while the vehicle on which the optical assembly is applied is in motion.
  • the liquid spray and blow cleaning devices can be respectively configured and positioned so as to be able to project a flow of liquid or air towards the optical surface with an angle of impact on the surface which allows effective cleaning and so as not to be in the detection field of the sensor facing the optical surface.
  • the liquid projection cleaning and blowing devices can in particular each be arranged facing the base of the sensor and be oriented to project the corresponding flow onto the optical surface of the sensor.
  • the liquid projection cleaning device is configured to project a jet of cleaning liquid at an angle of between 40 and 60° relative to a plane perpendicular to the main axis of the optical surface .
  • the blowing device is configured to project a flow of air at an angle of between 30 and 50° relative to a plane perpendicular to the main axis of the optical surface.
  • the inclination of the jet of cleaning liquid is more marked relative to the same plane perpendicular to the main axis of the optical surface than the inclination of the air flow, to compensate for the fact that the liquid projection cleaning device is closer to the surface to be cleaned than the blowing cleaning device.
  • the base of the sensor has a cylindrical shape comprising at least three straight sides which each extend in a plane and at least one convex side which fits into a circle whose center is on an axis main part of the optical surface, the cleaning system having a complementary shape with the base of the sensor.
  • the second portion of the supply ramp is arranged facing the circular portion of the base of the sensor and the first portion of the supply ramp is arranged facing one of the right sides from the sensor base.
  • liquid projection cleaning device This allows the liquid projection cleaning device to follow the particular shape of the sensor base, and thus to be as close as possible to the optical surface of the sensor. This improves the cleaning of the optical surface of the sensor by the liquid projection cleaning device.
  • FIG. 1 is a general perspective view of an optical assembly according to the invention comprising at least one sensor and a cleaning system comprising a cleaning device by blowing an air flow and a cleaning device by spraying a liquid , the cleaning device by spraying a liquid being arranged between the cleaning device by blowing an air flow and the sensor;
  • FIG. 1 is a general perspective view of the cleaning system of the optical assembly of the ;
  • FIG. 1 is a sectional view of the optical assembly of the , making more particularly visible the position of the liquid projection cleaning device between the blowing cleaning device and the sensor and a protective barrier formed by the air flow;
  • FIG. 1 is a sectional view of the optical assembly of the , forming a variation of what is illustrated on the in that the air flow forming the protective barrier is here projected onto an optical surface of the sensor.
  • the optical assembly 1 comprising at least one sensor 2 and a cleaning system 4.
  • the optical assembly 1 according to the invention can be part of a driving assistance system of a vehicle, for example an automobile, and allows, among other things, to acquire data on a motor vehicle environment.
  • the sensor 2 according to the invention can be a sensor 2 of the LIDAR type, for the Anglo-Saxon acronym “LIght Detection And Ranging” which allows the means of transmitting and receiving light waves to evaluate distances separating the vehicle from any obstacle.
  • the sensor 2 comprises at least a base 6 and an optical surface 8.
  • the optical surface 8 here has a shape of revolution around a main axis R or otherwise called axis of revolution, and the detection field of the optical surface is d 'at least 180°, here of the order of 270° as illustrated schematically by the graduation at the top of the optical surface illustrated on the .
  • the base 6 is configured to accommodate at least one set of electronic and/or electrical components, ensuring the operation of said sensor 2 and making it possible to ensure the processing of the data collected by means of the optical surface 8, and/or the communication of these data for example to a control center external to the sensor 2.
  • an electronic control unit of the cleaning system can be housed in the base 6, this control unit being configured to control in particular the operation of the pumps allowing the projection of cleaning liquid and the operation of the fans allowing the projection of a flow of air.
  • the cleaning system control unit can be arranged elsewhere than in the base 6 of the sensor and it can be integrated into an electronic control unit of the vehicle.
  • the base 6 of the sensor 2 has a cylindrical shape with an envelope comprising at least three sides which each extend in a rectilinear manner and at least one circular portion which fits into a circle whose center is on the main axis R of the optical surface 8 which connects at least two of the three rectilinear sides.
  • the base 6 of the sensor 2 comprises at least three straight sides 10 forming a U and a convex side 12 which connects two straight sides of the base 6, distinct from the right side forming the base of the U.
  • the base 6 of the sensor 2 further comprises a first transverse face 14 and a second transverse face, not visible, opposite each other along the main axis R of the optical surface 8, the transverse faces of the base 6 connecting together the straight sides 10 and the convex side 12 of the base 6.
  • the optical surface 8 of the sensor 2 projects from the first transverse face 14 of the base 6 and extends around its main axis R.
  • the optical surface 8 of the sensor 2 is in particular intended to house a detection unit, not visible, intended to acquire data on the environment of the motor vehicle as mentioned previously.
  • the optical surface 8 has a frustoconical shape with a plane cone base 18, opposite the first transverse face 14 of the base 6 along the main axis R of the optical surface 8.
  • the cone base 18 is extends in particular in a plane parallel to the planes of the transverse faces of the base 6.
  • the optical surface 8 is made of a transparent material so as to allow both the emission and reception of waves and the protection of the detection unit from the external environment.
  • the optical surface 8 notably allows the acquisition of data at least 280° around said sensor 2.
  • the optical surface 8 may comprise a “dead” zone 20 through which no waves are intended. to spend.
  • This “dead” zone 20 is found here in the extension of the right flank 10 which defines the base of the U shape of the base 6 of the sensor 2, or in other words, the right flank which extends opposite the flank curved 12 of the base 6.
  • zones 22 of the optical surface 8 of the sensor 2 requiring to be cleaned in order not to hinder the transmission and reception of the waves are located in the extension of the two right sides in opposition and the convex side 12 of the base 6.
  • the term "zone(s) 22 of the optical surface 8" refers to the zones 22 of the optical surface 8 through which the waves and which need to be cleaned.
  • the cleaning system 4 of the optical assembly 1, comprises at least one cleaning device 24 by blowing an air flow and a cleaning device by spraying a liquid 26.
  • the cleaning system 4 is in particular configured to ensure the cleaning of the optical surface 8 of the sensor 2, and in particular of the zones 22 of the latter, so as to improve and facilitate the acquisition of data from the environment external to the vehicle. More particularly, the cleaning system 4 is configured to rid the optical surface 8 of elements disrupting data acquisition such as for example dirt, an organic element or any other detritus which may be deposited on the optical surface 8.
  • the cleaning system 4 also comprises a complementarity of shapes with the base 6 of the sensor 2, so as to be as close as possible to the optical surface 8 of the latter.
  • Such complementarity of shapes between the cleaning system 4 and the base 6 of the sensor 2 will be detailed later in the remainder of the description.
  • the blow cleaning device 24, particularly visible at the comprises at least one device for generating an air flow 28 and at least one air duct 30 fluidly connected to said device for generating the air flow 28 and configured to direct the air flow in the direction of one of the zones 22 of the optical surface 8.
  • the device for generating the air flow 28 can for example be composed of a propeller driven in rotation by a motor, not visible, within a volute so as to generate the flow of air under pressure and to direct it from an air outlet of the air flow generation device 28 towards an inlet 32 of the at least one air duct 30.
  • the volute is held in position by a volute support 34.
  • the volute support 34 and the at least one air duct 30 can for example be in one piece, that is to say be formed of a alone.
  • the air flow generation device 28 can take any other form, as long as this allows the formation of the pressurized air flow as described above.
  • a cleaning system is shown here with two air flow generation devices 28 arranged facing each other and each connected distinctly from one another to at least an air duct 30.
  • a single air flow generation device 28 could be implemented to supply all of the air ducts.
  • the cleaning system 4 can comprise, as visible in Figures 1 and 2 in particular, two sets of air ducts 30, the air ducts 30 of each of the sets of air ducts 30 being fluidly connected to a separate air flow generation device 28. It is then understood that the two sets of air ducts 30 are configured such that each of the zones 22 of the optical surface 8 of the sensor 2 is swept by an air flow at the outlet of one of the air ducts. 30. All of the characteristics described in relation to the at least one set of air ducts 30 apply mutatis mutandis to the at least two sets of air ducts 30.
  • the blowing device 24, and in particular its outlet(s) allowing the projection of an air flow, and the cleaning device by liquid projection 26, and in particular its nozzle(s) allowing the projection of a cleaning liquid are arranged within the cleaning system such that the blowing device generates an air flow capable of forming a protective barrier for the cleaning device by spraying liquid 26.
  • the at least one air duct 30 comprises an elongated body 36 delimited by the inlet mouth 32 and by an outlet mouth 38 configured to distribute the air flow, put under pressure by the air flow generation device 28, in the direction of the optical surface, in a zone making it possible to form such a protective barrier. It will be described in more detail below, in particular with reference to Figures 4 and 5, how a protective barrier is formed.
  • the blowing cleaning device 24 comprises several sets of air ducts 30 fluidly connected to the same device for generating the air flow 28, and more particularly here five air ducts 30 fluidly connected to the same device for generating the air flow 28.
  • Each of the air ducts 30 of the set of air ducts 30 is such that its outlet mouth 38 is directed towards a zone 22 distinct from the optical surface 8 of the sensor 2. It is understood that the outlet mouths 38 of the air ducts 30 of the set of air ducts 30 are fluidically distinct from each other and are configured to distribute the air flow pressurized by the air flow generating device 28 towards at least two distinct zones 22 of the optical surface 8. It is further understood that there are as many air ducts 30 as there are distinct zones 22 of the optical surface 8 to be cleaned. As visible on the in particular, the outlet vents 38 can be configured to direct the air flow towards the optical surface but not necessarily onto an area to be cleaned, particularly in the context where the projected air flow is only intended to form a protective barrier. In this case, the outlet vents 38 are configured to project the air flow regularly around the periphery of the optical surface, at a free end thereof, to ensure the protective barrier which is formed is continuous.
  • outlets are at least partially inscribed in a surface of revolution around the main axis R.
  • each of the inlet mouths 32 of the air ducts 30 has an inlet surface of equal size to the other inlet surfaces. Furthermore, the inlet mouths 32 of each of the air ducts 30 are juxtaposed on top of each other in a direction parallel to the main axis R of the optical surface 8 of the optical assembly 1 and such that planes of each of the entrance mouths 32 are combined in the same plane. Thus, the same quantity of air flow travels, from the outlet of the air flow generation device 28, through each of the air ducts 30 of the set of air ducts 30.
  • the outlet 38 of each of the air ducts 30 of the set of air ducts 30 has an outlet surface which is equal to the outlet surface of the other outlets, even if the section of Air passage can vary in shape from one outlet to another. It is thus guaranteed that the same quantity of air flow exits from each of the outlets 38 of each of the air ducts 30 and that the blowing of the air flow is homogeneous between each of the outlets 38, such so as to form a homogeneous protective barrier around sensor 2.
  • the set of air ducts 30 comprises at least a first part 42 of its air ducts 30 whose outlets 38 extend in parallel planes which coincide with one another. others and a second part 44 of its air ducts 30 whose outlets 38 each extend in intersecting planes of each other.
  • the outlets of the air ducts 30 of the first part 42 of the set of air ducts 30 are aligned along a straight line, while the outlets of the ducts of air 30 of the second part 44 of the set of air ducts 30 are arranged consecutively so as to fit into a circle whose center is on the main axis R of the optical surface 8 of the sensor 2.
  • the first part 42 of the set of air ducts 30 is arranged facing at least one of the right flanks 10 of the base 6 of the sensor 2, while the second part 44 of the set of ducts d
  • the air 30 is arranged facing the convex side 12 of the base 6.
  • the first part 42 of the set of air ducts 30 comprises two successive air ducts 30 and the second part 44 of the set of air ducts 30 comprises three successive air ducts 30.
  • the wall of the blow cleaning device 24 participating in delimiting said duct and facing the base of the sensor when the cleaning system is arranged around the sensor is an internal wall 40.
  • the internal wall(s) 40 participate in defining an internal volume 46 of the cleaning system capable of housing at least partially the sensor and in particular at least partially the base of the sensor.
  • the liquid projection cleaning device 26 is arranged facing at least one of the internal walls 40, the internal volume 46 delimited by these internal walls 40 being dimensioned to accommodate at least partially both the base of the sensor and the liquid projection cleaning device 26.
  • the main function of the blowing device 24 is to generate a protective barrier to ensure that the jet of liquid projected onto the area to be cleaned of the optical surface is not disturbed. This is made possible in particular by the position of the liquid projection nozzles which are arranged between the blowing device and the sensor. This is also made possible by the configuration of the blowing device, with an air outlet which partially covers the cleaning device by spraying liquid, and in particular partially covers the supply ramp associated with the nozzles. projection.
  • the sectional view of the makes more particularly visible a jet of liquid, represented in solid lines, projected by the liquid projection cleaning device 26 and a flow of air, represented in dotted lines, projected by the blowing device 24, and the advantage of an arrangement such as has been mentioned and according to which the liquid projection cleaning device 26 is arranged between the blowing device 24 and the sensor, or more particularly between the blowing device 24 and the base 6 of the sensor.
  • the air flow projected by the blowing device 24 forms the protective barrier previously mentioned making it possible to protect the projection nozzle(s) of the liquid projection cleaning device 26, and more particularly the jet of liquid projected against the surface optics 8.
  • the protective barrier formed by the air flow makes it possible in particular to limit the disruption of the liquid jet which may be caused by disadvantageous climatic conditions and/or projections of debris towards the liquid jet.
  • the air flow only has a protective barrier function, insofar as the air flow projected by the blowing device is directed onto the free end 18 of the optical surface 8, that is to say the end of the optical surface opposite the base 6, and not on the area to be cleaned of the optical surface.
  • the air flow projected by the blowing device 24 forms a protective barrier to the extent that this air flow creates, with the sensor and the structure of the air blowing device, an isolated zone in which the or the projection nozzles of the fluid projection cleaning device 26.
  • the air flow projected by the blowing device 24 is directed directly onto the area to be cleaned of the optical surface 8 of the sensor 2, and more particularly onto the same area of the optical surface as that on which the jet of liquid projected by the liquid projection cleaning device 26.
  • the projection of an air flow by the blowing device contributes to forming both the protective barrier previously mentioned while actively participating in the cleaning of said optical surface 8.
  • the blow cleaning device 24 has at least one curvature configured to direct the air flow towards the optical surface 8 of the sensor 2, whether the air flow is directed directly onto an area to be cleaned of the optical surface 8 such that visible to the or towards a free end of the optical surface as visible to the . More precisely, the curvature is delimited by the shape of the internal wall 40 of the at least one air duct 30 of the blow cleaning device 24. Even more precisely and according to the example of the invention illustrated, the curvature is defined by the shape of the internal surfaces of all air ducts 30 of the air duct assembly 30 of the blow cleaning device 24.
  • the curvature is defined in a section plane comprising the main axis R of the optical surface when the cleaning system is mounted around the sensor, and by curvature we mean the fact that a part of at least one air duct 30 , and in particular its end part opposite the inlet mouth 32, has a curved shape directed towards the optical surface 8 of the sensor 2 so as to bring its outlet mouth 38 closer to one of the zones 22 of the optical surface 8.
  • curvature advantageously makes it possible to direct the outlet mouth 38 of the at least one air duct 30 towards the optical surface 8, and where appropriate towards the zone 22 of the optical surface 8 against which the air flow circulating in said air duct 30 must be projected.
  • This curvature can allow partial covering of the cleaning device by projection of liquid through the air duct and more particularly by the outlet mouth 38.
  • each of the air ducts 30 of the set of air ducts 30 comprises an internal wall 40 which contributes to delimiting the internal volume 46 of the cleaning system 4.
  • the liquid projection cleaning device 26 is arranged in the internal volume 46 of the blowing cleaning device 24.
  • the liquid projection cleaning device will be described in more detail below -after, but we can understand that the cleaning device by spraying liquid 26 extends at least partly between the sensor 2, and more particularly the base 6 of this sensor, and the cleaning device by blowing 24 of flow air, and more particularly the internal wall 40 participating in delimiting air ducts participating in delimiting the internal volume 46 of the blow cleaning device 24.
  • liquid projection cleaning device 26 and more particularly its liquid projection nozzles 62, are arranged, if we consider the direction of the main axis R, between the inlet mouth air flow outlet 32 and the air flow outlet 38.
  • the liquid projection cleaning device 26 comprises at least one supply ramp 48 which extends between an inlet end 50 and a free end 52.
  • the inlet end 50 of the supply ramp 48 comprises in particular a liquid inlet 54 intended to be connected to a liquid reservoir, not visible here in the figures. It is also visible on the that the inlet end 50 of the supply ramp 48 is arranged as close as possible to the device for generating the air flow 28.
  • the cleaning device by spraying liquid comprises two ramps of supply arranged symmetrically on either side of a median plane of the cleaning system, so that the inlet ends 50 are both arranged as close as possible to the air flow generation device 28, to facilitate connection to a cleaning liquid supply hose, and that the free ends 52 are arranged in the internal volume 46 of the blow cleaning device 24.
  • the supply ramps 48 extend advantageously in the internal volume 46 over the same distance in order to guarantee homogeneous cleaning between the two supply ramps 48, with a first supply ramp 48a which extends in the internal volume 46 facing the first side 72 of the base 6, while a second supply ramp 48b extends opposite the second side 74 of the base 6. This makes it possible to scan the entirety of the zones 22 of the optical surface 8 with the flows of liquid expelled by each of the projection nozzles 62 of the first feed ramp 48a and the second feed ramp 48b.
  • the supply ramp 48 of the liquid projection cleaning device 26 comprises at least two portions fluidly connected to each other, in particular a first portion 56 of the feed ramp 48 extending along a rectilinear direction and a second portion 58 of the feed ramp 48 having a curved shape and forming part of a circle centered on the main axis R of the optical surface.
  • the first portion 56 of the supply ramp 48 is arranged between the first part 42 of the set of air ducts 30 and one of the straight sides 10 of the base of the sensor and the second portion 58 of the supply ramp 48 is disposed at least between the second part 44 of the air duct assembly 30 and the convex side 12 of the base of the sensor.
  • the feed ramp 48 also comprises at least one bent portion 60, particularly visible at the , which extends between the first portion 56 and the second portion 58 and such that it fluidly connects them.
  • Such an elbow portion 60 generates an offset between the first portion 56 of the feed ramp 48 and the second portion 58 of said feed ramp 48 in the vertical direction, that is to say parallel to the direction of the main axis of the optical surface. More precisely, the first portion 56 of the feed ramp 48 is centered on a first plane and the second portion 58 of the feed ramp 48 is centered on a second plane, the first plane and the second plane being distinct one from the other and such that said planes are offset relative to each other in a direction parallel to the main axis R of the optical surface.
  • the liquid projection cleaning device 26 comprises at least one projection nozzle 62 allowing the projection of cleaning liquid towards one or more zones of the optical surface 8.
  • Each projection nozzle is configured to direct a flow of cleaning liquid opposite the internal wall 40 of the air duct 30 opposite which the liquid projection cleaning device 26 is arranged.
  • the at least one projection nozzle 62 is fluidly connected to the supply ramp 48, such that the latter supplies liquid to said projection nozzle 62.
  • a first face 64, or covering face, of the feed ramp 48 is defined as the face of the feed ramp projecting from which the at least one projection nozzle 62 is arranged.
  • the first face 64 of the supply ramp is at least partially covered by the at least one air duct 30 due to the curvature of the air duct and in particular the curvature of the end of the air duct carrying the outlet surface 38
  • the orientation of the projection nozzle is such that the first face 64 of the supply ramp 48 does not block the ejection of the liquid flow by the projection nozzle 62 in the direction of the optical surface.
  • the liquid projection cleaning device 26 comprises at least two projection nozzles 62 supplied with fluid by the supply ramp 48. More particularly, each of the first portion 56 and the second portion 58 of the supply ramp 48 comprises at least one of the two projection nozzles 62.
  • the projection nozzles 62 are then arranged along the supply ramp 48 such that they each direct a flow of liquid onto a zone 22 distinct from the optical surface 8 of the sensor 2. This makes it possible to optimize the cleaning of the optical surface 8 of the sensor 2.
  • the liquid projection cleaning device 26 is here integral with the internal wall 40 of the air duct 30, and more particularly, in the example illustrated, the liquid projection cleaning device 26 is integral with the internal wall 40 of several air ducts 30.
  • the cleaning system 4 comprises at least one support means 66 capable of fixing the supply ramp 48 facing the internal wall 40 of the at least one air duct 30
  • the support means 66 is integral with the internal wall 40 of the at least one air duct 30. More precisely, here, the supply ramp 48 is fixed facing the internal wall 40 of the air duct 30 at least at its inlet end 50 and at its free end 52 by a support means 66 integral with said internal wall 40.
  • a first support means 66a is arranged facing the free end 52 of the supply ramp 48 and a second support means 66b is arranged facing the less than the inlet end 50 of the supply ramp 48.
  • Each of these support means 66a, 66b comes from the material with the internal wall 40 of one of the air ducts 30. More particularly the first means support 66a comes from material with the internal wall of one of the air ducts of the second part 44 of the set of air ducts 30 and the second support means 66b, comes from material with the internal wall 40 of one of the air ducts of the first part 42 of the set of air ducts 30.
  • the second support means 66b also comes from the material with the volute support 34 mentioned previously.
  • the second support means 66b forms a one-piece assembly with the volute support 34 and at least one of the air ducts of the first part 42 of the set of air ducts 30, of so that rigidity is ensured of the second support means allowing optimal maintenance of the inlet end 50 of the feed ramp 48, and more particularly of the first portion 56 of said feed ramp 48.
  • At least one of the support means 66 comprises at least one fixing means 68 of the supply ramp 48. More precisely, and according to the example of the invention illustrated, the second support means 66b comprises a first fixing means 68a and a second fixing means 68b of the supply ramp 48.
  • the two fixing means 68a, 68b each comprise at least two arms 70 which define a U shape with the second support means 66b and in which the first portion 56 of the feed ramp 48 is housed.
  • the at least one fixing means 68 is a snap-fit fixing.
  • the two fixing means 68a, 68b of the first portion 56 of the supply ramp 48 are snap-fit fixings.
  • the support means as they have just been described allow the implementation of the supply ramp 48 according to a first configuration in which it is produced in one piece, for example by additive manufacturing, with the cleaning liquid passage section which is defined by a single piece of substantially rectangular section, but also according to a second configuration according to which the supply ramp is formed by a base and a cover delimiting between them the liquid circulation conduit cleaning.
  • the cover is the portion of the feed ramp which carries the at least one projection nozzle and the base is the portion of the power ramp which is in contact with the at least one support means.
  • the cover of the supply ramp is arranged to cover the base portion then fixed by gluing, welding or any other fixing process making it possible to ensure tightness of said supply ramp at the junction between the base and the cover .
  • the base of the supply ramp can be formed in one piece with the internal wall of the air duct so that the support means and the fixing means are formed by the base.
  • a passage section of the feed ramp 48 is defined as being the section in a plane perpendicular to the direction of main elongation of said feed ramp 48.
  • the passage section of the supply ramp 48 is constant between its inlet end 50 and its free end 52.
  • the passage section of the feed ramp 48 is scalable.
  • the first example of the invention can in particular be implemented in cases such as illustrated in the figures where the cleaning system comprises two supply ramps, since the distance between the fluid inlet and the free end n does not imply too great a pressure loss, while the second example of the invention can in particular be implemented when a single ramp is provided, facing each of the zones of the optical surface to be cleaned.
  • the passage section decreases continuously from the inlet end 50 of said supply ramp 48 to its free end 52.
  • Such a characteristic allows in particular to increase a flow rate of the liquid in the supply ramp 48 in order to maintain a constant liquid outlet pressure between the at least one projection nozzle 62 formed in the first portion 56 of the supply ramp 48 and the at least one projection nozzle 62 formed in the second portion 58.
  • the feed ramp 48 can have reduced passage sections in certain places only.
  • the reduced passage sections can be located upstream of the projection nozzles 62 furthest from the inlet end 50 of the supply ramp 48 according to its direction of main elongation, in such a way again to keep a homogeneous flow of liquid at the outlet of each of the projection nozzles 62 of the supply ramp 48.
  • the invention as it has just been described achieves the goals it has set for itself by proposing a system for cleaning an optical sensor surface which makes it possible to combine, in a reduced footprint, a cleaning function by liquid projection and a cleaning function by blowing an air flow, by proposing an arrangement of means implementing each of these two functions which makes it possible to ensure the proper achievement of each of the functions.

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Abstract

La présente invention concerne un système de nettoyage (4) d'une surface optique (8) d'un capteur (2), comprenant un dispositif de soufflage (24) d'un flux d'air comprenant au moins une bouche de sortie (38) du flux d'air configurée pour projeter le flux d'air en direction de la surface optique (8) du capteur (2), et un dispositif de nettoyage par projection de liquide (26), comprenant au moins une buse de projection (62) de liquide, configurée pour projeter un jet de liquide sur la surface optique (8) du capteur (2), le dispositif de nettoyage par soufflage (24) étant configuré pour que le flux d'air en sortie de la bouche de sortie (38) forme une barrière protectrice du jet de liquide projeté par l'au moins une buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide (26).

Description

Système de nettoyage d’une surface optique
La présente invention se rapporte au domaine des capteurs, et plus particulièrement des systèmes de nettoyage de tel capteurs.
Les véhicules, et particulièrement les véhicules automobiles, comprennent de plus en plus de systèmes automatisés, qui sont notamment des systèmes d’aide à la conduite. De tels systèmes d’aide à la conduite comprennent notamment un ou plusieurs capteur(s) permettant de collecter des données sur un environnement du véhicule ainsi qu’au moins une unité de contrôle configurée pour interpréter les données ainsi recueillies et pour les partager avec un utilisateur du véhicule et/ou pour prendre les décisions qui s’imposent en conséquence de ces informations.
Dès lors, on comprend qu’il est particulièrement important d’assurer le bon fonctionnement de ces capteurs, tout au long de la vie du véhicule. Notamment, ces capteurs sont, le plus souvent, agencés à l’extérieur du véhicule, par exemple portés par la carrosserie de ce véhicule, et peuvent par exemple être salis, ce qui peut rendre difficile, voire impossible, l’acquisition d’informations par ces capteurs. Il faut donc prévoir un système de nettoyage capable de retirer efficacement les détritus, salissures, éléments organiques et autres éléments perturbateurs. Une solution est de projeter du liquide en grande quantité puis de sécher une surface optique du capteur concerné, mais une telle solution qui nécessite un dispositif de projection de liquide de nettoyage et un dispositif de soufflage génère un encombrement important, afin que les dispositifs ne se gênent pas mutuellement, ce qui complexifie leur installation sur le véhicule. Par ailleurs, la mise en œuvre de systèmes de nettoyage par projection de liquide peut s’avérer complexe dans la mesure où le nettoyage de ces capteurs peut se faire alors que le véhicule est en cours de roulage, de sorte que le flux de liquide projeté peut se retrouver perturbé aérodynamiquement. Il convient de tenir compte de ces perturbations possibles dans l’agencement des buses de projection par liquide et cela ajoute à la complexité de l’installation précédemment évoquée.
Il résulte de ce constat que les systèmes de nettoyage actuels nécessitent d’être modifiés pour pouvoir offrir de bonnes performances de nettoyage avec un encombrement optimisé. Et ces systèmes de nettoyage doivent notamment être adaptés à de nouvelles formes de capteurs, par exemple les capteurs de type LIDAR de l’acronyme anglo-saxon « LIght Detection And Ranging », pour des applications de véhicule autonomes notamment, ces capteurs pouvant présenter une surface optique de forme cylindrique ou tronconique pour détecter des données de l’environnement extérieur du véhicule avec un champ de détection d’une ouverture angulaire supérieure à 180° et pouvant aller notamment à 280°. De tel capteurs présentent alors une surface optique de révolution circulaire qui complexifie d’autant plus leur nettoyage et les systèmes de nettoyage actuels doivent être conçus pour permettre un nettoyage efficace de ces surfaces optiques complexes.
Le but de la présente invention est donc de proposer un système de nettoyage d’une surface optique d’un capteur, et par exemple une surface optique courbe, combinant de bonnes performances de nettoyage et un encombrement limité.
L’invention porte donc sur un système de nettoyage d’une surface optique d’un capteur, comprenant un dispositif de soufflage d’un flux d’air comprenant au moins une bouche de sortie du flux d’air configurée pour projeter le flux d’air en direction de la surface optique du capteur, et un dispositif de nettoyage par projection de liquide, comprenant au moins une buse de projection de liquide configurée pour projeter un jet de liquide vers la surface optique du capteur. Selon l’invention, le dispositif de soufflage est configuré pour que le flux d’air en sortie de la bouche de sortie forme une barrière protectrice du jet de liquide projeté par l’au moins une buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide.
Le capteur destiné à être nettoyé par le système de nettoyage selon l’invention peut être un capteur utilisé au sein d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule, par exemple automobile, par exemple au sein d’un véhicule autonome. Le capteur présente une surface optique que le système de nettoyage selon l’invention est apte à nettoyer notamment par une projection de liquide, qui peut tout aussi bien être du liquide de nettoyage ou bien de l’eau. La surface optique peut prendre toute forme et notamment prendre une forme cylindrique ou une forme tronconique autour d’un axe principal, formant axe de révolution, la forme de la surface optique permettant audit capteur de détecter des données d’un environnement extérieur au véhicule à au moins 280° autour de l’axe principal dudit capteur.
La combinaison du dispositif de soufflage et du dispositif de nettoyage par projection de liquide permet d’améliorer la rapidité et l’efficacité du nettoyage de la surface optique du capteur. Le dispositif de nettoyage par projection de liquide permet entre autres de décrocher les salissures solides disposés sur la surface optique, via la projection d’un liquide sous pression, et le dispositif de soufflage a une première fonction de protéger la projection de liquide contre la surface optique en formant une barrière protectrice. On comprend notamment que cette barrière protectrice permet de limiter la perturbation du liquide projeté contre la surface optique, cette perturbation pouvant être faite par des débris environnants ou encore par des conditions climatiques défavorables. Par barrière protectrice, il convient de comprendre un flux aérodynamique dirigé vers la surface optique à nettoyer et qui délimite avec cette surface optique et des moyens supports de cette surface optique une zone à l’abri des perturbations extérieures. Par ailleurs, le flux d’air projeté par le dispositif de soufflage peut également servir à rediriger en direction de la surface optique des gouttes de liquide que ne seraient pas dirigées directement vers la surface optique en sortie de buse de projection, de sorte que le liquide n’est pas dispersé et est utilisé efficacement et sans perte pour le nettoyage de la surface optique.
En d’autres termes, selon l’invention, l’au moins une buse de projection de liquide est disposée entre la surface optique à nettoyer et le dispositif de soufflage. Plus particulièrement, la buse de projection est entre la surface optique à nettoyer et un conduit d’air configuré pour amener le flux d’air à la bouche de sortie.
Selon une caractéristique de l’invention, le flux d’air formant la barrière protectrice est dirigé sur la surface optique du capteur. Le flux d’air formant la barrière protectrice peut notamment être dirigé sur la même zone de la surface optique du capteur que celle sur laquelle le jet de liquide est dirigé. Dans cette configuration, le dispositif de soufflage a également la fonction de participer au nettoyage de la surface optique en plus de sa fonction de barrière protectrice. Plus particulièrement, le dispositif de nettoyage par soufflage peut avoir pour fonction de sécher les gouttes restantes sur la surface optique après le passage du fluide de nettoyage pour éviter que des traces restantes perturbent l’acquisition de données par le capteur et peut également avoir pour fonction d’éjecter des salissures de la surface optique, tout en conservant sa fonction de barrière protectrice.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de nettoyage par soufflage comprend au moins un conduit d’air délimité par une paroi interne qui définit un volume interne apte à loger au moins partiellement le capteur, au moins la buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide étant disposée entre la paroi interne et le capteur. De la sorte, le conduit d’air participe à former un muret de protection pour la ou les buses de projection de liquide, en complément de la protection générée par la barrière protectrice du flux d’air. Le jet de liquide est protégé efficacement des perturbations aérodynamiques et le dispositif de nettoyage peut réaliser sa fonction de nettoyage de manière optimale.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de nettoyage par projection de liquide est rendu solidaire de la paroi interne du conduit d’air.
Selon une caractéristique de l’invention, la surface optique du capteur est une surface de révolution d’axe principal R, le système de nettoyage comportant une pluralité de buses de projection réparties au moins partiellement selon une courbe de révolution autour de l’axe principal R et configurées pour projeter chacune un jet de liquide sur la surface optique du capteur, le flux d’air en sortie de la bouche de sortie formant une barrière protectrice de chacun des jets de liquide projeté par l’au moins une buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide. En d’autres termes, chaque buse de projection est disposée, si l’on considère la direction radiale perpendiculaire à l’axe principal, entre la bouche de sortie d’air du dispositif de soufflage et la surface optique à nettoyer, et est protégée par le flux d’air projeté par la bouche de sortie d’air. Le dispositif de soufflage est dans son ensemble plus éloigné de l’axe principal du capteur que le dispositif de nettoyage par projection de liquide.
La pluralité de buses de projection permet une répartition homogène du jet de liquide sur une grande surface optique, et leur répartition au moins partiellement selon une courbe de révolution autour de l’axe principal permet d’assurer cette homogénéité de projection lorsque la surface optique est une surface de révolution. Dans ce contexte, la barrière protectrice formée par la projection de flux d’air par l’au moins une bouche de sortie protège l’ensemble des buses.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de soufflage comporte une bouche d’entrée du flux d’air, l’au moins une buse de projection de liquide étant disposée, en considérant l’axe principal, entre la bouche d’entrée du flux d’air et la bouche de sortie du flux d’air du dispositif de soufflage.
Selon une caractéristique de l’invention, une surface de la bouche de sortie du flux d’air est au moins partiellement concave de sorte à reproduire une forme incurvée de la surface optique à nettoyer qui se trouve en regard de la bouche de sortie du flux d’air. Ceci permet de projeter un flux d’air sur une plus grande portion tangentielle de la surface optique.
Selon une caractéristique de l’invention, le système de nettoyage comporte une pluralité bouches de sortie du flux d’air est au moins partiellement inscrites dans une surface de révolution autour de l’axe principal.
En d’autres termes, le système de nettoyage associé au capteur peut présenter à la fois un dispositif de soufflage et un dispositif de nettoyage par projection de liquide qui sont incurvés pour suivre le profil de la surface optique à nettoyer, notamment dans un plan perpendiculaire à l’axe principal de la surface optique.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de nettoyage par soufflage comprend au moins un dispositif de génération d’un flux d’air, le ou les conduits d’air étant reliés fluidiquement au dispositif de génération du flux d’air.
En d’autres termes, le dispositif de nettoyage par soufflage d’air comporte un dispositif de génération du flux d’air sous forme d’un ventilateur motorisé qui, entrainé en rotation, permet de générer le flux d’air sous pression, et une volute formant ici un conduit d’air à travers lequel le flux d’air sous pression est dirigé jusqu’à une surface de sortie tournée vers la surface optique à nettoyer.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de nettoyage par projection de liquide comprend au moins une rampe d’alimentation alimentant l’au moins une buse de projection.
Selon un exemple de l’invention, le dispositif de nettoyage par projection de liquide peut comprendre une unique rampe d’alimentation qui s’étend entre le dispositif de soufflage d’air et la surface optique à nettoyer de telle sorte à projeter le flux de liquide de nettoyage sur l’ensemble de la surface optique du capteur. Selon un autre exemple de l’invention, le dispositif de nettoyage par projection de liquide peut comprendre au moins deux rampes d’alimentation, chacune reliée à un réservoir de stockage de liquide de nettoyage et à une pompe associée, les deux rampes d’alimentation s’étendant chacune entre le dispositif de soufflage d’air et la surface optique à nettoyer de manière à projeter des flux de liquide sur des zones distinctes de la surface optique du capteur, et de telle sorte que les au moins deux rampes d’alimentation assurent le balayage de l’ensemble des zones de la surface optique nécessitant d’être nettoyées.
Le fait d’avoir deux rampes d’alimentation plutôt qu’une permet de faciliter la réalisation de la pièce plastique, notamment dans le contexte où la rampe présente une courbure pour suivre le galbe de la surface optique à nettoyer. Cette configuration permet également de faciliter le montage dans le contexte où les rampes d’alimentation doivent être disposées dans un volume interne du dispositif de nettoyage par soufflage, ce qui implique de devoir glisser chaque rampe d’alimentation le long d’une paroi interne d’un conduit d’air formant le dispositif de nettoyage par soufflage.
Le fat d’avoir deux rampes d’alimentation permet avantageusement de sectoriser le nettoyage, en alimentant en liquide de nettoyage qu’une seule desdites rampes d’alimentation, notamment dans les cas où des saletés ne sont détectées que sur une partie de la surface optique.
Selon une caractéristique de l’invention, la rampe d’alimentation du dispositif de nettoyage par projection de liquide comprend au moins deux portions reliées fluidiquement l’une à l’autre et comprenant chacune au moins une buse de projection.
Selon une caractéristique de l’invention, une première portion de la rampe d’alimentation s’étend le long d’une direction rectiligne et une deuxième portion de la rampe d’alimentation est courbée. Dans l’ensemble formé par le dispositif de nettoyage, la deuxième portion de la rampe d’alimentation est incurvée de sorte à suivre la forme de la surface optique à nettoyer, autour de l’axe principal de cette surface optique.
Selon une caractéristique de l’invention, la première portion et la deuxième portion de la rampe d’alimentation sont décalées l’une par rapport à l’autre selon la direction de l’axe principal de la surface optique. Ceci permet de décaler la position axiale, parallèlement à cet axe principal, de deux buses de projection pour s’adapter au fait que l’une des buses de projection peut se trouver radialement, en référence à l’axe principal, à plus grande distance de la surface optique qu’une autre buse de projection. Le cas échéant, le décalage axial des buses de projection s’accompagne d’une modification de l’orientation de la buse surélevée, pour conserver un angle d’impact efficace sur la surface à nettoyer.
Selon une caractéristique de l’invention, une portion coudée s’étend entre la première portion et la deuxième portion de la rampe d’alimentation. On comprend que la portion coudée permet de relier fluidiquement la première portion et la deuxième portion de la rampe d’alimentation qui s’étendent dans des plans décalés l’un par rapport à l’autre.
Selon une caractéristique de l’invention, la rampe d’alimentation comprend au moins une entrée de liquide à une extrémité d’entrée, l’entrée de liquide étant destinée à être reliée à un réservoir de liquide.
Selon une caractéristique de l’invention, une section de passage de la rampe d’alimentation est constante.
Selon une caractéristique de l’invention, une section de passage de la rampe d’alimentation est évolutive. Dans le cas d’une unique rampe d’alimentation qui dessert l’ensemble des buses de projection pour projeter le flux de liquide sur l’ensemble des zones de la surface optique nécessitant d’être nettoyées, on tire avantage d’une telle caractéristique en ce qu’elle permet d’adapter le débit du flux de liquide au sein la rampe d’alimentation pour que chacune des buses de projection puisse être apte à projeter du liquide de nettoyage à une même pression. Par exemple la section de passage est décroissante à mesure que l’on s’éloigne d’une entrée de fluide dans la rampe d’alimentation de sorte que le débit de liquide de nettoyage en regard de la buse de projection la plus éloignée de l’entrée de fluide soit suffisant pour permettre une projection de liquide de nettoyage à une pression appropriée.
Selon une caractéristique de l’invention, la rampe d’alimentation comporte une portion de base venue de matière avec la paroi interne du conduit d’air.
Dans une telle configuration de la rampe d’alimentation, celle-ci comprend également une portion supérieure qui recouvre la portion de base de telle sorte à délimiter un volume de ladite rampe d’alimentation.
Selon une caractéristique de l’invention, la rampe d’alimentation comprend une face de couverture en saillie de laquelle sont disposées la ou les buses de projection, ladite face de couverture étant au moins partiellement recouverte par le conduit d’air.
Plus particulièrement, la courbure du dispositif de soufflage telle qu’elle est définie par la forme de la paroi interne du au moins un conduit d’air est telle que l’extrémité libre du conduit d’air, présentant la bouche de sortie du flux d’air tournée vers la surface optique, recouvre en partie la rampe d’alimentation du dispositif de nettoyage par liquide. Ce recouvrement permet de former un logement de protection, notamment par rapport aux perturbations aérodynamiques, sans pour autant gêner la projection de liquide de nettoyage en direction de la surface optique.
Selon une caractéristique de l’invention, la rampe d’alimentation forme un ensemble monobloc fixé en regard de la paroi interne du conduit d’air par au moins un moyen de support venu de matière avec ladite paroi interne.
Selon une caractéristique de l’invention, la rampe d’alimentation comprend au moins une extrémité libre opposée à l’extrémité d’entrée selon une direction d’allongement principal de la rampe d’alimentation, ladite rampe d’alimentation étant fixée en regard de la paroi interne du conduit d’air au moins à son extrémité d’entrée et à son extrémité libre par un moyen de support venu de matière avec ladite paroi interne.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins un des moyens de support comprend au moins un moyen de fixation de la rampe d’alimentation.
Selon une caractéristique de l’invention, le moyen de fixation est une fixation par encliquetage.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de soufflage présente au moins une courbure configurée pour orienter une bouche de sortie du flux d’air en direction de la surface optique du capteur. De la sorte, la courbure participe à délimiter un volume interne du dispositif de nettoyage par soufflage, le dispositif de nettoyage par projection de liquide étant disposé dans le volume interne dudit dispositif de nettoyage par soufflage. Dans cette configuration, la bouche de sortie est en recouvrement au moins partiel de la rampe d’alimentation de la buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide et/ou en recouvrement partiel de la buse de projection. On tire notamment avantage de la disposition du dispositif de nettoyage par projection de liquide dans un tel volume interne délimité par le dispositif de soufflage en ce que cela permet de limiter l’encombrement du système de nettoyage.
L’invention porte également sur un ensemble optique comprenant un capteur et un système de nettoyage selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, le capteur comprenant au moins une base et une surface optique, l’au moins une buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide étant disposé entre la base du capteur et le dispositif de soufflage d’un flux d’air.
Le dispositif de nettoyage par soufflage et le dispositif de nettoyage par projection de liquide sont configurés pour projeter respectivement un flux d’air et un flux de liquide en direction de la surface optique. La disposition particulière du dispositif de nettoyage par projection de liquide, à savoir entre le dispositif de soufflage et la surface optique à nettoyer, permet, lorsque les deux flux sont projetés en même temps, de générer une barrière protectrice, à effet nettoyant ou non selon l’orientation du flux d’air, configurée pour protéger ce flux de liquide contre des perturbations aérodynamiques. Ces perturbations aérodynamiques peuvent notamment apparaître lorsque les opérations de nettoyage sont effectuées pendant que le véhicule sur lequel est appliqué l’ensemble optique est en mouvement.
Les dispositifs de nettoyage par projection de liquide et par soufflage peuvent être respectivement configurés et positionnés de manière à pouvoir projeter un flux de liquide ou d’air vers la surface optique avec un angle d’impact sur la surface qui permette un nettoyage efficace et de manière à ne pas se trouver dans le champ de détection du capteur en regard de la surface optique.
Les dispositifs de nettoyage par projection de liquide et de soufflage peuvent notamment être disposés chacun en regard de la base du capteur et être orientés pour projeter le flux correspondant sur la surface optique du capteur.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de nettoyage par projection de liquide est configuré pour projeter un jet de liquide de nettoyage selon un angle compris entre 40 et 60° par rapport à un plan perpendiculaire à l’axe principal de la surface optique.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de soufflage est configuré pour projeter un flux d’air selon un angle compris entre 30 et 50° par rapport à un plan perpendiculaire à l’axe principal de la surface optique.
Selon une caractéristique de l’invention, l’inclinaison du jet de liquide de nettoyage est plus marquée par rapport au même plan perpendiculaire à l’axe principal de la surface optique que l’inclinaison du flux d’air, pour compenser le fait que le dispositif de nettoyage par projection de liquide est plus proche de la surface à nettoyer que ne l’est le dispositif de nettoyage par soufflage.
Selon une caractéristique de l’invention, la base du capteur présente une forme cylindrique comprenant au moins trois flancs droits qui s’étendent chacun dans un plan et au moins un flanc bombé qui s’inscrit dans un cercle dont le centre est sur un axe principal de la surface optique, le système de nettoyage présentant une complémentarité de formes avec la base du capteur.
On permet ainsi au système de nettoyage d’être au plus proche de la surface optique du capteur, améliorant ainsi ses performances de nettoyage tout en réduisant son encombrement.
Selon une caractéristique de l’invention, la deuxième portion de la rampe d’alimentation est disposée en regard de la portion circulaire de la base du capteur et la première portion de la rampe d’alimentation est disposée en regard d’un des flancs droits de la base du capteur.
On permet ainsi au dispositif de nettoyage par projection de liquide de suivre la forme particulière de la base du capteur, et ainsi d’être au plus près de la surface optique du capteur. On améliore ainsi le nettoyage de la surface optique du capteur par le dispositif de nettoyage par projection de liquide.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
est une vue générale en perspective d’un ensemble optique selon l’invention comprenant au moins un capteur et un système de nettoyage comprenant un dispositif de nettoyage par soufflage d’un flux d’air et un dispositif de nettoyage par projection d’un liquide, le dispositif de nettoyage par projection d’un liquide étant disposé entre le dispositif de nettoyage par soufflage d’un flux d’air et le capteur ;
est une vue générale en perspective du système de nettoyage de l’ensemble optique de la  ;
est une vue rapprochée rendant plus particulièrement visiblement l’agencement d’une partie du dispositif de nettoyage par projection de liquide de la en regard d’une paroi interne du dispositif de nettoyage par soufflage d’un flux d’air ;
est une vue en coupe de l’ensemble optique de la , rendant plus particulièrement visible la position du dispositif de nettoyage par projection de liquide entre le dispositif de nettoyage par soufflage et le capteur et une barrière protectrice formé par le flux d’air ;
est une vue en coupe de l’ensemble optique de la , formant une variante de ce qui est illustré sur la en ce que le flux d’air formant la barrière protectrice est ici projeté sur une surface optique du capteur.
La illustre un ensemble optique 1 comprenant au moins un capteur 2 et un système de nettoyage 4. L’ensemble optique 1 selon l’invention peut faire partie d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule, par exemple automobile, et permet entres autres d’acquérir des données sur un environnement du véhicule automobile. Par exemple le capteur 2 selon l’invention peut être un capteur 2 de type LIDAR, pour l’acronyme anglo-saxon « LIght Detection And Ranging » qui permet au moyen d’émission et de réception d’ondes lumineuses d’évaluer des distances séparant le véhicule d’un quelconque obstacle.
Le capteur 2 comprend au moins une base 6 et une surface optique 8. La surface optique 8 comporte ici une forme de révolution autour d’un axe principal R ou autrement appelé axe de révolution, et le champ de détection de la surface optique est d’au moins 180°, ici de l’ordre de 270° tel que cela est illustré schématiquement par la graduation au sommet de la surface optique illustrée sur la .
La base 6 est configurée pour loger au moins un ensemble de composants électroniques et/ou électriques, assurant le fonctionnement dudit capteur 2 et permettant d’assurer le traitement des données recueillies au moyen de la surface optique 8, et/ou la communication de ces données par exemple à un centre de contrôle externe au capteur 2. Par ailleurs, une unité de contrôle électronique du système de nettoyage peut être logée dans la base 6, cette unité de contrôle étant configurée pour piloter notamment le fonctionnement des pompes permettant la projection de liquide de nettoyage et le fonctionnement des ventilateurs permettant la projection d’un flux d’air. De manière alternative, l’unité de contrôle du système de nettoyage peut être disposée ailleurs que dans la base 6 du capteur et elle peut être intégrée dans une unité de contrôle électronique du véhicule.
La base 6 du capteur 2 présente une forme cylindrique avec une enveloppe comprenant au moins trois côtés qui s’étendent chacun de façon rectiligne et au moins une portion circulaire qui s’inscrit dans un cercle dont un centre est sur l’axe principal R de la surface optique 8 qui relie au moins deux des trois côtés rectilignes. Dit autrement, la base 6 du capteur 2 comprend au moins trois flancs droits 10 formant un U et un flanc bombé 12 qui relie deux flancs droits de la base 6, distincts du flanc droit formant la base du U.
La base 6 du capteur 2 comprend par ailleurs une première face transversale 14 et une deuxième face transversale, non visible, opposées l’une de l’autre suivant l’axe principal R de la surface optique 8, les faces transversales de la base 6 reliant ensemble les flancs droits 10 et le flanc bombé 12 de la base 6.
La surface optique 8 du capteur 2 fait saillie de la première face transversale 14 de la base 6 et s’étend autour de son axe principal R. La surface optique 8 du capteur 2 est notamment destinée à loger une unité de détection, non visible, destinée à acquérir des données sur l’environnement du véhicule automobile tel qu’évoqué précédemment. Tel que visible, la surface optique 8 présente une forme tronconique avec une base de cône 18 plane, opposée à la première face transversale 14 de la base 6 selon l’axe principal R de la surface optique 8. La base de cône 18 s’étend notamment dans un plan parallèle aux plans des faces transversales de la base 6.
La surface optique 8 est faite d’un matériau transparent de telle sorte à permettre aussi bien l’émission que la réception des ondes et la protection de l’unité de détection de l’environnement extérieur.
Tel qu’évoqué précédemment, une telle surface optique 8 permet notamment l’acquisition de données à au moins 280° autour dudit capteur 2. La surface optique 8 peut comprendre une zone « morte » 20 au travers de laquelle aucune onde n’est destinée à passer. Cette zone « morte » 20 se trouve ici dans le prolongement du flanc droit 10 qui définit la base de la forme en U de la base 6 du capteur 2, ou autrement dit, le flanc droit qui s’étend à l’opposé du flanc bombé 12 de la base 6. Ainsi, on comprend que des zones 22 de la surface optique 8 du capteur 2 nécessitant d’être nettoyées afin de ne pas gêner la transmission et la réception des ondes se trouvent dans le prolongement des deux flancs droits en opposition et du flanc bombé 12 de la base 6. Dans la suite de la description, on comprendra que le terme « zone(s) 22 de la surface optique 8 » fait référence aux zones 22 de la surface optique 8 au travers desquelles passent les ondes et qui nécessitent d’être nettoyées.
Le système de nettoyage 4 de l’ensemble optique 1, selon un aspect de l’invention, comprend au moins un dispositif de nettoyage par soufflage 24 d’un flux d’air et un dispositif de nettoyage par projection d’un liquide 26. Le système de nettoyage 4 est notamment configuré pour assurer le nettoyage de la surface optique 8 du capteur 2, et notamment des zones 22 de cette dernière, de telle sorte à améliorer et faciliter l’acquisition des données de l’environnement extérieur au véhicule. Plus particulièrement, le système de nettoyage 4 est configuré pour débarrasser la surface optique 8 d’élément perturbateur à l’acquisition de données tel que par exemple une salissure, un élément organique ou tout autre détritus qui pourra se déposer sur la surface optique 8.
Le système de nettoyage 4 selon l’invention comprend par ailleurs une complémentarité de formes avec la base 6 du capteur 2, de telle sorte à être au plus près de la surface optique 8 de ce dernier. Une telle complémentarité de formes entre le système de nettoyage 4 et la base 6 du capteur 2 sera détaillée plus loin dans la suite de la description.
Le dispositif de nettoyage par soufflage 24, particulièrement visible à la , comprend au moins un dispositif de génération d’un flux d’air 28 et au moins un conduit d’air 30 relié fluidiquement audit dispositif de génération du flux d’air 28 et configuré pour diriger le flux d’air en direction d’une des zones 22 de la surface optique 8. Le dispositif de génération du flux d’air 28 peut être par exemple composé d’une hélice entrainée en rotation par un moteur, non visible, au sein d’une volute de telle sorte à générer le flux d’air sous pression et à le diriger depuis une sortie d’air du dispositif de génération du flux d’air 28 vers une bouche d’entrée 32 du au moins un conduit d’air 30. Selon l’exemple de l’invention, la volute est maintenue en position par un support de volute 34. Le support de volute 34 et l’au moins un conduit d’air 30 peuvent par exemple être monobloc, c’est-à-dire être formés d’un seul tenant.
Il convient par ailleurs de considérer que le dispositif de génération du flux d’air 28 peut prendre tout autre forme, tant que celle-ci permet la formation du flux d’air sous pression tel que décrit ci-dessus.
A titre d’exemple, il est représenté ici un système de nettoyage avec deux dispositifs de génération de flux d’air 28 disposés en regard l’un de l’autre et reliés chacun et distinctement l’un de l’autre à au moins un conduit d’air 30. Il convient de noter qu’un seul dispositif de génération de flux d’air 28 pourrait être mis en œuvre pour alimenter l’ensemble des conduits d’air. Par ailleurs, le système de nettoyage 4 peut comprendre, tel que visible sur les figures 1 et 2 notamment, deux ensembles de conduits d’air 30, les conduits d’air 30 de chacun des ensembles de conduits d’air 30 étant reliés fluidiquement à un dispositif de génération du flux d’air 28 distincts. On comprend alors que les deux ensembles de conduits d’air 30 sont configurés de telle sorte que chacune des zones 22 de la surface optique 8 du capteur 2 soit balayé par un flux d’air en sortie de l’un des conduits d’air 30. L’ensemble des caractéristiques décrites en rapport avec l’au moins un ensemble de conduits d’air 30 s’appliquent mutatis mutandis aux au moins deux ensembles de conduits d’air 30.
Selon l’invention, le dispositif de soufflage 24, et notamment sa ou ses bouches de sortie permettant la projection d’un flux d’air, et le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26, et notamment sa ou ses buses permettant la projection d’un liquide de nettoyage, sont agencés au sein du système de nettoyage de telle sorte que le dispositif de soufflage génère un flux d’air apte à former une barrière protectrice pour le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26.
Notamment, dans l’exemple illustré, l’au moins un conduit d’air 30 comprend un corps 36 allongé délimité par la bouche d’entrée 32 et par une bouche de sortie 38 configurée pour distribuer le flux d’air, mis sous pression par le dispositif de génération du flux d’air 28, en direction de la surface optique, dans une zone permettant de former une telle barrière protectrice. Il sera décrit plus en détails ci-après, notamment en référence aux figures 4 et 5, en quoi une barrière protectrice est formée.
Selon l’exemple de l’invention illustré, le dispositif de nettoyage par soufflage 24 comprend plusieurs ensemble de conduits d’air 30 reliés fluidiquement à un même dispositif de génération du flux d’air 28, et plus particulièrement ici cinq conduits d’air 30 reliés fluidiquement à un même dispositif de génération du flux d’air 28.
Chacun des conduits d’air 30 de l’ensemble de conduits d’air 30 est tel que sa bouche de sortie 38 est dirigée vers une zone 22 distincte de la surface optique 8 du capteur 2. On comprend que les bouches de sortie 38 des conduits d’air 30 de l’ensemble de conduits d’air 30 sont fluidiquement distinctes les unes des autres et sont configurées pour distribuer le flux d’air mis sous pression par le dispositif de génération du flux d’air 28 vers au moins deux zones 22 distinctes de la surface optique 8. On comprend par ailleurs qu’il y a autant de conduits d’air 30 qu’il y a de zones 22 distinctes de la surface optique 8 à nettoyer. Tel que cela est visible sur la notamment, les bouches de sortie 38 peuvent être configurées pour diriger le flux d’air en direction de la surface optique mais non forcément sur une zone à nettoyer, notamment dans le contexte où le flux d’air projeté n’a que vocation à former une barrière protectrice. Dans ce cas, les bouches de sortie 38 sont configurées pour projeter le flux d’air de façon régulière sur le pourtour de la surface optique, au niveau d’une extrémité libre de celle-ci, pour s’assurer la barrière protectrice qui est formée soit continue.
Dans ce contexte, les bouches de sortie sont au moins partiellement inscrites dans une surface de révolution autour de l’axe principal R.
Tel que visible à la , chacune des bouches d’entrées 32 des conduits d’air 30 présente une surface d’entrée de dimension égale aux autres surfaces d’entrée. Par ailleurs, les bouches d’entrée 32 de chacun des conduits d’air 30 sont juxtaposées les unes sur les autres selon une direction parallèle à l’axe principal R de la surface optique 8 de l’ensemble optique 1 et de telle sorte que des plans de chacune des bouches d’entrée 32 soient confondus dans un même plan. Ainsi, une même quantité de flux d’air parcourt, depuis la sortie du dispositif de génération du flux d’air 28, chacun des conduits d’air 30 de l’ensemble de conduits d’air 30.
Toujours visible à la , la bouche de sortie 38 de chacun des conduits d’air 30 de l’ensemble de conduits d’air 30 présente une surface de sortie qui est égale à la surface de sortie des autres bouches de sortie, et ce même si la section de passage d’air peut varier en formes d’une bouche de sortie à l’autre. On garantit ainsi qu’une même quantité de flux d’air sort depuis chacune des bouches de sortie 38 de chacun des conduits d’air 30 et que le soufflage du flux d’air est homogène entre chacune des bouches de sortie 38, de telle sorte à former une barrière protectrice homogène autour du capteur 2.
Selon l’exemple de l’invention, l’ensemble de conduits d’air 30 comprend au moins une première partie 42 de ses conduits d’air 30 dont les bouches de sortie 38 s’étendent dans des plans parallèles et confondus les uns des autres et une deuxième partie 44 de ses conduits d’air 30 dont les bouches de sortie 38 s’étendent chacune dans des plans sécants les uns des autres. En d’autres termes, les bouches de sortie des conduits d’air 30 de la première partie 42 de l’ensemble de conduits d’air 30 sont alignées le long d’une droite, tandis que les bouches de sortie des conduits d’air 30 de la deuxième partie 44 de l’ensemble de conduits d’air 30 sont disposées consécutivement de manière à s’inscrire dans un cercle dont un centre est sur l’axe principal R de la surface optique 8 du capteur 2.
On comprend, en rapport avec la , que la première partie 42 de l’ensemble de conduits d’air 30 est disposée en regard d’au moins un des flancs droits 10 de la base 6 du capteur 2, tandis que la deuxième partie 44 de l’ensemble de conduits d’air 30 est disposée en regard du flanc bombé 12 de la base 6. Selon l’exemple de l’invention illustré, la première partie 42 de l’ensemble de conduits d’air 30 comprend deux conduits d’air 30 successifs et la deuxième partie 44 de l’ensemble de conduits d’air 30 comprend trois conduits d’air 30 successifs.
Pour chacun des conduits d’air, la paroi du dispositif de nettoyage par soufflage 24 participant à délimiter ledit conduit et tournée vers la base du capteur lorsque le système de nettoyage est disposé autour du capteur est une paroi interne 40. La ou les parois internes 40 participent à définir un volume interne 46 au système de nettoyage apte à loger au moins partiellement le capteur et notamment au moins partiellement la base du capteur.
Dans l’exemple illustré, le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 est disposé en regard d’au moins une des parois internes 40, le volume interne 46 délimité par ces parois internes 40 étant dimensionné pour loger au moins partiellement à la fois la base du capteur et le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26.
Tel que cela a été évoqué, le dispositif de soufflage 24 a principalement pour fonction de générer une barrière protectrice pour s’assurer que le jet de liquide projeté sur la zone à nettoyer de la surface optique ne soit pas perturbé. Ceci est notamment rendu possible par la position des buses de projection de liquide qui sont disposées entre le dispositif de soufflage et le capteur. Ceci est également rendu possible par la configuration du dispositif de soufflage, avec une bouche de sortie d’air qui est en recouvrement partiel du dispositif de nettoyage par projection de liquide, et notamment en recouvrement partiel de la rampe d’alimentation associée aux buses de projection.
La vue en coupe de la rend plus particulièrement visible un jet de liquide, représenté en traits pleins, projeté par le dispositif de nettoyage projection de liquide 26 et un flux d’air, représenté en traits pointillés, projeté par le dispositif de soufflage 24, et l’avantage d’une disposition telle qu’elle a pu être évoquée et selon laquelle le dispositif de nettoyage projection de liquide 26 est disposé entre le dispositif de soufflage 24 et le capteur, ou plus particulièrement entre le dispositif de soufflage 24 et la base 6 du capteur. Ainsi, le flux d’air projeté par le dispositif de soufflage 24 forme la barrière protectrice précédemment évoquée permettant de protéger la ou les buses de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide 26, et plus particulièrement le jet de liquide projeté contre la surface optique 8. La barrière protectrice formée par le flux d’air permet notamment de limiter la perturbation du jet de liquide pouvant être occasionnée par des conditions climatiques désavantageuse et/ou des projections de débris vers le jet de liquide. Dans l’exemple de l’invention de la , le flux d’air a uniquement une fonction de barrière protectrice, dans la mesure où le flux d’air projeté par le dispositif de soufflage est dirigé sur l’extrémité libre 18 de la surface optique 8, c’est-à-dire l’extrémité de la surface optique opposée à la base 6, et non pas sur la zone à nettoyer de la surface optique.
Le flux d’air projeté par le dispositif de soufflage 24 forme une barrière protectrice dans la mesure où ce flux d’air crée, avec le capteur et la structure du dispositif de soufflage d’air, une zone isolée dans laquelle est disposé la ou les buses de projection du dispositif de nettoyage par projection de fluide 26.
Selon un autre exemple de l’invention illustré à la , le flux d’air projeté par le dispositif de soufflage 24 est dirigé directement sur la zone à nettoyer de la surface optique 8 du capteur 2, et plus particulièrement sur la même zone de la surface optique que celle sur laquelle est dirigé le jet de liquide projeté par le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26. De la sorte, la projection d’un flux d’air par le dispositif de soufflage participe à former à la fois la barrière protectrice précédemment évoquée tout en participant activement au nettoyage de ladite surface optique 8.
Le dispositif de nettoyage par soufflage 24 présente au moins une courbure configurée pour diriger le flux d’air vers la surface optique 8 du capteur 2, que le flux d’air soit dirigé directement sur une zone à nettoyer de la surface optique 8 tel que visible à la ou vers une extrémité libre de la surface optique tel que visible à la . De manière plus précise, la courbure est délimitée par la forme de la paroi interne 40 du au moins un conduit d’air 30 du dispositif de nettoyage par soufflage 24. De manière encore plus précise et selon l’exemple de l’invention illustré, la courbure est définie par la forme des surfaces internes de tous les conduits d’air 30 de l’ensemble de conduits d’air 30 du dispositif de nettoyage par soufflage 24.
La courbure est définie dans un plan de coupe comprenant l'axe principal R de la surface optique lorsque le système de nettoyage est monté autour du capteur, et on entend par courbure le fait qu’une partie du au moins un conduit d’air 30, et notamment sa partie d’extrémité à l’opposé de la bouche d’entrée 32, présente une forme courbe dirigée vers la surface optique 8 du capteur 2 de telle sorte à rapprocher sa bouche de sortie 38 d’une des zones 22 de la surface optique 8. On comprend donc qu’une telle courbure permet avantageusement de diriger la bouche de sortie 38 de l’au moins un conduit d’air 30 en direction de la surface optique 8, et le cas échéant en direction de la zone 22 de la surface optique 8 contre laquelle doit être projeté le flux d’air circulant dans ledit conduit d’air 30. Cette courbure peut permettre un recouvrement partiel du dispositif de nettoyage par projection de liquide par le conduit d’air et plus particulièrement par la bouche de sortie 38.
La vue en coupe de la rend particulièrement visible que la courbure de la paroi interne 40 de l’au moins un conduit d’air 30 participe à délimiter le volume interne 46 précédemment évoqué. Ici, chacun des conduits d’air 30 de l’ensemble de conduits d’air 30 comprend une paroi interne 40 qui participe à délimiter le volume interne 46 du système de nettoyage 4.
Dans cette configuration, tel que visible sur les figures, le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 est disposé dans le volume interne 46 du dispositif de nettoyage par soufflage 24. Le dispositif de nettoyage par projection de liquide va être décrit plus en détails ci-après, mais on peut comprendre que le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 s’étend au moins en partie entre le capteur 2, et plus particulièrement la base 6 de ce capteur, et le dispositif de nettoyage par soufflage 24 de flux d’air, et plus particulièrement la paroi interne 40 participant à délimiter des conduits d’air participant à délimiter le volume interne 46 du dispositif de nettoyage par soufflage 24.
Il convient également de noter que le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26, et plus particulièrement ses buses de projection 62 de liquide, sont disposés, si l’on considère la direction de l’axe principal R, entre la bouche d’entrée de flux d’air 32 et la bouche de sortie de flux d’air 38.
Le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 comprend au moins une rampe d’alimentation 48 qui s’étend entre une extrémité d’entrée 50 et une extrémité libre 52. L’extrémité d’entrée 50 de la rampe d’alimentation 48 comprend notamment une entrée de liquide 54 destinée à être reliée à un réservoir de liquide, non visible ici sur les figures. Il est par ailleurs visible sur la que l’extrémité d’entrée 50 de la rampe d’alimentation 48 est disposée au plus proche du dispositif de génération du flux d’air 28. Dans l’exemple illustré, le dispositif de nettoyage par projection de liquide comporte deux rampes d’alimentation disposées symétriquement de part et d’autre d’un plan médian du système de nettoyage, de sorte que les extrémités d’entrée 50 sont toutes deux disposées au plus proche du dispositif de génération du flux d’air 28, pour faciliter le raccordement à un flexible d’alimentation en liquide de nettoyage, et que les extrémités libres 52 sont disposées dans le volume interne 46 du dispositif de nettoyage par soufflage 24.
On peut définir un plan médian M de la base 6 du capteur 2, visible à la , qui sépare ce dernier en deux parties identiques et miroir l’une de l’autre, à savoir un premier côté 72 de base 6 et un deuxième côté 74 de base 6. Dans ce contexte, les rampes d’alimentation 48 s’étendent avantageusement dans le volume interne 46 sur une même distance afin de garantir un nettoyage homogène entre les deux rampes d’alimentation 48, avec une première rampe d’alimentation 48a qui s’étend dans le volume interne 46 en regard du premier côté 72 de la base 6, tandis qu’une deuxième rampe d’alimentation 48b s’étend en regard du deuxième côté 74 de la base 6. On permet ainsi de balayer l’intégralité des zones 22 de la surface optique 8 avec les flux de liquide expulsés par chacune des buses de projection 62 de la première rampe d’alimentation 48a et de la deuxième rampe d’alimentation 48b.
Les caractéristiques décrites en rapport avec l’au moins une rampe d’alimentation 48 s’appliquent alors mutatis mutandis à chacune des deux rampes d’alimentation 48.
Selon l’invention, et visible aux figures 2 et 3, la rampe d’alimentation 48 du dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 comprend au moins deux portions reliées fluidiquement l’une à l’autre, notamment une première portion 56 de la rampe d’alimentation 48 s’étendant le long d’une direction rectiligne et une deuxième portion 58 de la rampe d’alimentation 48 présentant une forme courbée et s’inscrivant dans un cercle centré sur l’axe principal R de la surface optique.
La première portion 56 de la rampe d’alimentation 48 est disposée entre la première partie 42 de l’ensemble de conduits d’air 30 et un des flancs droits 10 de la base du capteur et la deuxième portion 58 de la rampe d’alimentation 48 est disposée au moins entre la deuxième partie 44 de l’ensemble de conduit d’air 30 et le flanc bombé 12 de la base du capteur.
La rampe d’alimentation 48 comprend par ailleurs au moins une portion coudée 60, particulièrement visible à la , qui s’étend entre la première portion 56 et la deuxième portion 58 et de telle sorte qu’elle les relie fluidiquement. Une telle portion coudée 60 génère un décalage entre la première portion 56 de la rampe d’alimentation 48 et la deuxième portion 58 de ladite rampe d’alimentation 48 selon la direction verticale, c’est-à-dire parallèlement à la direction de l’axe principal de la surface optique. De manière plus précise, la première portion 56 de la rampe d’alimentation 48 est centrée sur un premier plan et la deuxième portion 58 de la rampe d’alimentation 48 est centrée sur un deuxième plan, le premier plan et le deuxième plan étant distincts l’un de l’autre et de telle sorte que lesdits plans soient décalés l’un par rapport à l’autre suivant une direction parallèle à l’axe principal R de la surface optique.
Tel que visible à la , le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 comprend au moins une buse de projection 62 permettant la projection de liquide de nettoyage en direction d’une ou plusieurs zones de la surface optique 8. Chaque buse de projection est configurée pour diriger un flux de liquide de nettoyage à l’opposé de la paroi interne 40 du conduit d’air 30 en regard de laquelle le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 est disposé. L’au moins une buse de projection 62 est reliée fluidiquement à la rampe d’alimentation 48, de telle sorte que cette dernière alimente en liquide ladite buse de projection 62.
On définit une première face 64, ou face de couverture, de la rampe d’alimentation 48 comme la face de la rampe d’alimentation en saillie de laquelle est disposée l’au moins une buse de projection 62. La première face 64 de la rampe d’alimentation est au moins partiellement recouverte par l’au moins un conduit d’air 30 du fait de la courbure du conduit d’air et notamment de la courbure de l’extrémité du conduit d’air portant la surface de sortie 38. L’orientation de la buse de projection est telle que la première face 64 de la rampe d’alimentation 48 ne bloque pas l’éjection du flux de liquide par la buse de projection 62 en direction de la surface optique.
Selon un exemple de l’invention, le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 comprend au moins deux buses de projection 62 alimentées en fluide par la rampe d’alimentation 48. Plus particulièrement, chacune de la première portion 56 et de la deuxième portion 58 de la rampe d’alimentation 48 comprend au moins une des deux buses de projection 62. Les buses de projection 62 sont alors agencées le long de la rampe d’alimentation 48 de telle sorte qu’elles dirigent chacune un flux de liquide sur une zone 22 distincte de la surface optique 8 du capteur 2. On permet ainsi d’optimiser le nettoyage de la surface optique 8 du capteur 2.
Le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 est ici solidaire de la paroi interne 40 du conduit d’air 30, et plus particulièrement, dans l’exemple illustré, le dispositif de nettoyage par projection de liquide 26 est solidaire de la paroi interne 40 de plusieurs conduits d’air 30. A cette fin, le système de nettoyage 4 comprend au moins un moyen de support 66 apte à fixer la rampe d’alimentation 48 en regard de la paroi interne 40 du au moins un conduit d’air 30. Selon une caractéristique de l’invention, le moyen de support 66 est venu de matière avec la paroi interne 40 de l’au moins un conduit d’air 30. De manière plus précise, ici, la rampe d’alimentation 48 est fixée en regard de la paroi interne 40 du conduit d’air 30 au moins à son extrémité d’entrée 50 et à son extrémité libre 52 par un moyen de support 66 venu de matière avec ladite paroi interne 40.
Selon l’exemple de l’invention visible aux figures 2 et 3, un premier moyen de support 66a est disposé en regard de l’extrémité libre 52 de la rampe d’alimentation 48 et un deuxième moyen de support 66b est disposé en regard au moins de l’extrémité d’entrée 50 de la rampe d’alimentation 48. Chacun de ces moyens de support 66a, 66b est issu de matière avec la paroi interne 40 d’un des conduits d’air 30. Plus particulièrement le premier moyen de support 66a est issu de matière avec la paroi interne d’un des conduits d’air de la deuxième partie 44 de l’ensemble de conduits d’air 30 et le deuxième moyen de support 66b, est issu de matière avec la paroi interne 40 d’un des conduits d’air de la première partie 42 de l’ensemble de conduits d’air 30.
Le deuxième moyen de support 66b est également issu de matière avec le support de volute 34 évoqué précédemment. En d’autres termes, le deuxième moyen de support 66b forme un ensemble monobloc avec le support de volute 34 et au moins l’un des conduits d’air de la première partie 42 de l’ensemble de conduits d’air 30, de sorte que l’on on assure une rigidité du deuxième moyen de support permettant un maintien optimal de l’extrémité d’entrée 50 de la rampe d’alimentation 48, et plus particulièrement de la première portion 56 de ladite rampe d’alimentation 48.
Selon une caractéristique de l’invention visible à la , au moins un des moyens de support 66 comprend au moins un moyen de fixation 68 de la rampe d’alimentation 48. De manière plus précise, et selon l’exemple de l’invention illustré, le deuxième moyen de support 66b comprend un premier moyen de fixation 68a et un deuxième moyen de fixation 68b de la rampe d’alimentation 48. Les deux moyens de fixation 68a, 68b comprennent chacun au moins deux bras 70 qui définissent une forme en U avec le deuxième moyen de support 66b et dans lequel est logée la première portion 56 de la rampe d’alimentation 48. Selon un exemple de l’invention, l’au moins un moyen de fixation 68 est une fixation par encliquetage. Ici, les deux moyens de fixation 68a, 68b de la première portion 56 de la rampe d’alimentation 48 sont des fixations par encliquetage.
Les moyens de support tels qu’ils viennent d’être décrits permettent la mise en œuvre de la rampe d’alimentation 48 selon une première configuration dans laquelle celle-ci est réalisée d’un seul tenant, par exemple par fabrication additive, avec la section de passage du liquide de nettoyage qui est définie par une unique pièce de section sensiblement rectangulaire, mais également selon une deuxième configuration selon laquelle la rampe d’alimentation est formée par une base et un couvercle délimitant entre eux le conduit de circulation de liquide de nettoyage.
Dans cette deuxième configuration de la rampe d’alimentation, qui est la configuration illustrée ici sur les figures, cette dernière le couvercle est la portion de la rampe d’alimentation qui porte l’au moins une buse de projection et la base est la portion de la rampe d’alimentation qui est en contact avec l’au moins un moyen de support.
Le couvercle de la rampe d’alimentation est disposé en recouvrement de la portion de base puis fixé par collage, soudage ou tout autre process de fixation permettant d’assurer une étanchéité de ladite rampe d’alimentation à la jonction entre la base et le couvercle.
Alternativement, dans le contexte de cette deuxième configuration de la rampe d’alimentation, la base de la rampe d’alimentation peut être formée d’un seul tenant avec la paroi interne du conduit d’air de sorte que les moyens de support et les moyens de fixation sont formés par la base.
Quelle que soit la configuration précédemment évoquée de la rampe d’alimentation, on définit une section de passage de la rampe d’alimentation 48 comme étant la section dans un plan perpendiculaire à la direction d’allongement principal de ladite rampe d’alimentation 48. Selon un premier exemple de l’invention, la section de passage de la rampe d’alimentation 48 est constante entre son extrémité d’entrée 50 et son extrémité libre 52. Selon un deuxième exemple de l’invention, la section de passage de la rampe d’alimentation 48 est évolutive. Le premier exemple de l’invention peut notamment être mis en œuvre dans les cas tels qu’illustrés sur les figures où le système de nettoyage comporte deux rampes d’alimentation, puisque la distance entre l’entrée de fluide et l’extrémité libre n’implique pas de perte de charge trop importantes, tandis que le deuxième exemple de l’invention peut notamment être mis en œuvre lorsqu’une seule rampe est prévue, en regard de chacune des zones de la surface optique à nettoyer. De manière plus précise, dans ce deuxième exemple de l’invention, la section de passage décroit de manière continue depuis l’extrémité d’entrée 50 de ladite rampe d’alimentation 48 jusqu’à son extrémité libre 52. Une telle caractéristique permet notamment d’augmenter un débit du liquide dans la rampe d’alimentation 48 afin de conserver une pression de sortie du liquide constante entre l’au moins une buse de projection 62 formée dans la première portion 56 de la rampe d’alimentation 48 et l’au moins une buse de projection 62 formée dans la deuxième portion 58.
Selon un autre exemple de l’invention, la rampe d’alimentation 48 peut avoir des sections de passage réduites à certains endroits uniquement. Par exemple les sections de passage réduites peuvent être localisées en amont des buses de projection 62 les plus éloignées de l’extrémité d’entrée 50 de la rampe d’alimentation 48 selon sa direction d’allongement principal, de telle sorte là encore à conserver un débit homogène du liquide en sortie de chacune des buses de projection 62 de la rampe d’alimentation 48.
L’invention telle qu’elle vient d’être décrite atteint bien les buts qu’elle s’est fixés en proposant un système de nettoyage d’une surface optique de capteur qui permet de combiner, dans un encombrement réduit, une fonction de nettoyage par projection de liquide et une fonction de nettoyage par soufflage de flux d’air, en proposant un agencement des moyens mettant en œuvre chacune de ces deux fonctions qui permette d’assurer la bonne réalisation de chacune des fonctions.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention, dès lors qu’ils mettent en œuvre un système de nettoyage configuré pour qu’un dispositif de nettoyage par projection de liquide soit disposé entre le capteur dont il faut nettoyer la surface optique et un dispositif de nettoyage par soufflage d’un flux d’air.

Claims (11)

  1. Système de nettoyage (4) d’une surface optique (8) d’un capteur (2), comprenant
    - un dispositif de soufflage (24) d’un flux d’air comprenant au moins une bouche de sortie (38) du flux d’air configurée pour projeter le flux d’air en direction de la surface optique (8) du capteur (2), et
    - un dispositif de nettoyage par projection de liquide (26), comprenant au moins une buse de projection (62) de liquide, configurée pour projeter un jet de liquide sur la surface optique (8) du capteur (2), le dispositif de nettoyage par soufflage (24) étant configuré pour que le flux d’air en sortie de la bouche de sortie (38) forme une barrière protectrice du jet de liquide projeté par l’au moins une buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide (26).
  2. Système de nettoyage (4) selon la revendication précédente, dans lequel le flux d’air formant la barrière protectrice est dirigé sur la surface optique (8) du capteur (2).
  3. Système de nettoyage (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de soufflage (24) comprend au moins un conduit d’air (30) débouchant sur la bouche de sortie (38) du flux d’air et délimité par une paroi interne (40) qui définit un volume interne (46) apte à loger au moins partiellement le capteur (2), au moins la buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide (26) étant disposée entre la paroi interne (40) et le capteur (2).
  4. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface optique (8) du capteur est une surface de révolution d’axe principal (R), le système de nettoyage comportant une pluralité de buses de projection (62) réparties au moins partiellement selon une courbe de révolution autour de l’axe principal (R) et configurées pour projeter chacune un jet de liquide sur la surface optique du capteur, le flux d’air en sortie de la bouche de sortie (38) formant une barrière protectrice de chacun des jets de liquide projeté par l’au moins une buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide (26).
  5. Système de nettoyage (4) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de soufflage comporte une bouche d’entrée (32) du flux d’air, l’au moins une buse de projection (62) de liquide étant disposée, en considérant l’axe principal (R), entre la bouche d’entrée (32) du flux d’air et la bouche de sortie (38) du flux d’air du dispositif de soufflage (24).
  6. Système de nettoyage selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, comportant une pluralité de bouches de sortie (38) du flux d’air au moins partiellement inscrites dans une surface de révolution autour de l’axe principal (R).
  7. Système de nettoyage (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de nettoyage par projection de liquide (26) comprend au moins une rampe d’alimentation (48) alimentant l’au moins une buse de projection (62).
  8. Système de nettoyage (4) selon la revendication précédente, dans lequel la rampe d’alimentation (48) du dispositif de nettoyage par projection de liquide (26) comprend au moins deux portions (56, 58) reliées fluidiquement l’une à l’autre et comprenant chacune au moins une buse de projection (62).
  9. Système de nettoyage selon la revendication précédente dans lequel une première portion (56) de la rampe d’alimentation (48) s’étend le long d’une direction rectiligne et une deuxième portion (58) de la rampe d’alimentation (48) est courbée.
  10. Système de nettoyage (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de soufflage (24) présente au moins une courbure configurée pour orienter la bouche de sortie (38) du flux d’air en direction de la surface optique (8) du capteur (2).
  11. Ensemble optique (1) comprenant un capteur (2) et un système de nettoyage (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le capteur (2) comprenant au moins une base (6) et une surface optique (8), l’au moins une buse de projection du dispositif de nettoyage par projection de liquide (26) étant disposé entre la base (6) du capteur (2) et le dispositif de soufflage (24) d’un flux d’air.
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