WO2024126564A1 - Dispositif de nettoyage d'une surface d'un élément optique, système de détection et véhicule - Google Patents

Dispositif de nettoyage d'une surface d'un élément optique, système de détection et véhicule Download PDF

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WO2024126564A1
WO2024126564A1 PCT/EP2023/085540 EP2023085540W WO2024126564A1 WO 2024126564 A1 WO2024126564 A1 WO 2024126564A1 EP 2023085540 W EP2023085540 W EP 2023085540W WO 2024126564 A1 WO2024126564 A1 WO 2024126564A1
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WO
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nozzle
optical element
air
cleaning
liquid
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/085540
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English (en)
Inventor
Maxime BAUDOUIN
Nicolas HORNYCH
Quentin FAURIOL
Nicolas Kuchly
Original Assignee
Valeo Systemes D'essuyage
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/46—Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
    • B60S1/48—Liquid supply therefor
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    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/54—Cleaning windscreens, windows or optical devices using gas, e.g. hot air

Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning a surface of an optical element, a detection system comprising the cleaning device and a vehicle comprising the detection system.
  • EP3988837 provides a vehicle cleaning system for cleaning a vehicle front-end LIDAR, the cleaning system comprising a liquid nozzle configured to eject cleaning liquid toward the LIDAR from ejection ports and a fan configured to ejecting air to the LIDAR from an air nozzle, in which the directions of the ejection ports of the liquid nozzle and the air nozzle are perpendicular to each other.
  • the disadvantage of such a device is that it is bulky.
  • the aim of the invention is to provide a device for cleaning a surface of an optical element which is less bulky.
  • the invention proposes a device for cleaning a surface of an optical element of a vehicle, comprising an air nozzle with an outlet oriented towards the surface of the optical element, a liquid nozzle of cleaning system including outlet ports oriented toward the surface of the optical element, the cleaning liquid nozzle and the air nozzle are configured to spray the cleaning liquid and air onto the surface of the optical element from the same side of the surface of the optical element.
  • the cleaning liquid nozzle is arranged to open closer to the surface of the optical element than the air nozzle.
  • the air nozzle is arranged to open closer to the surface of the optical element than the cleaning liquid nozzle.
  • the cleaning liquid nozzle is attached to the air nozzle such that the cleaning liquid is projected into the air nozzle.
  • the cleaning liquid nozzle and the air nozzle are capable of projecting the liquid and the air separately onto the surface of the optical element.
  • the cleaning liquid nozzle and the air nozzle are capable of projecting the liquid and the air jointly onto the surface of the optical element.
  • the cleaning liquid nozzle and the air nozzle are superimposed.
  • the air nozzle and the cleaning liquid nozzle are capable of projecting the air and the liquid in directions of propagation of the air and the liquid on the surface of the optical element which are parallel.
  • the air nozzle and the cleaning liquid nozzle are capable of projecting the air and the liquid in directions of propagation of the air and the liquid which are intersecting with each other, up to until the air and liquid reach the surface of the optical element. Once the air and the liquid are in contact with the surface of the optical element, the air and the liquid propagate on the surface of the optical element in a common parallel direction.
  • the air nozzle and the cleaning liquid nozzle are offset relative to each other along one side of the surface of the optical element.
  • the device further comprises an air blowing member through the air nozzle, the blowing member being a fan or a compressor.
  • the invention also relates to a detection system for a vehicle comprising an optical element comprising an environment detection surface and a cleaning device as described above, configured to clean the surface of the optical element.
  • the air nozzle and the cleaning liquid nozzle are on the same side of the detection surface chosen from an upper side, a lower side, a lateral side.
  • the invention also relates to a vehicle with the system as described above.
  • the invention proposes a device for cleaning a surface of a vehicle optical element.
  • the cleaning device includes an air nozzle with an outlet oriented toward the surface of the optical element and a cleaning liquid nozzle including outlet ports oriented toward the surface of the optical element.
  • the cleaning liquid nozzle and the air nozzle are configured to spray the cleaning liquid and air onto the surface of the optical element from the same side of the surface of the optical element. This makes the cleaning device less bulky.
  • the device 10 allows the cleaning of a surface 12 of at least one optical element 14 of a vehicle.
  • the optical element 14 can be a driving assistance means.
  • the optical element 14 makes it possible to collect information on the position and the environment of the motor vehicle, in particular to provide the driver with assistance in driving and/or maneuvering this vehicle. It may be a means of taking pictures to help the driver, particularly in parking and/or reversing maneuvers (a camera for example); it can also be a means of transmitting and/or receiving signals, also to help the driver in his maneuvers but also in his driving (such as a sensor, an optical sensor, for example a LIDAR, acronym for “light detection and ranging” or “laser imaging, detection, and ranging”).
  • the optical element 14 interacts with the environment through the surface 12, in particular, an optical surface 12.
  • surface 12 is a flat area or not (such as curved or cylindrical).
  • the surface is limited by sides 121, 122, etc.
  • the sides of the surface are the boundaries, the ends of the surface, in different directions in space. It can also be the sides, the limits of an area of the physical surface of the optical element, which could be described as an area of interest through which the optical element interacts with the environment; the area of interest can therefore be equal to or less than the physical surface of the optical element.
  • the sides can be rectilinear, curved or other.
  • the surface 12 of the figures is planar and has four sides 121, 122, 123, 124. In the case of a cylindrical surface, the sides are the limit between the lateral envelope of the cylinder and the disks of either side of the lateral envelope.
  • Surface 12 can be a protective surface between the optical element and the environment.
  • it may be the surface of a window between the optical element and the environment, or a surface of a box enclosing a sensor (such as a face of a LIDAR box).
  • It may be a constituent of the optical element, such as the surface of a focusing lens of a camera.
  • the surface can be opaque (in visible wavelengths).
  • the surface may be transparent to the emission and reception wavelengths of the optical element. Also, we can consider several optical elements interacting with the environment through a single surface 12.
  • the device 10 ensures the cleaning of the surface 12. More specifically, the device 10 ensures the cleaning of the optical surface 12 without contact with the surface or movement of cleaning members. This allows robust and effective cleaning of the optical surface 12 over time, both of dust and solid or liquid splashes. Thus, the operation of the optical element 14 is improved.
  • the device 10 comprises an air nozzle 16 with an outlet oriented towards the surface 12 of the optical element 14.
  • the nozzle 16 is capable of projecting air onto the surface 12 in order to remove drops of liquid - such as drops of rainwater or drops of cleaning fluid for example.
  • the nozzle 16 generally makes it possible to avoid stagnant drops of liquid on the surface 12 which would harm the proper functioning of the optical element 14.
  • the device 10 also comprises a nozzle 18 of cleaning liquid comprising outlet orifices oriented towards the surface 12 of the optical element 14.
  • the nozzle 18 is capable of projecting a cleaning liquid under pressure onto the surface 12 in order to clean all dust, earth, insects from the surface 12.
  • the nozzle 18 makes it possible to a general way of avoiding any stagnant projections on the surface 12 which would harm the proper functioning of the optical element 14.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are configured to respectively project the cleaning liquid and the air onto the surface 12 of the optical element 14 from the same side of the surface of the optical element 14. In other words, the nozzle 18 and the nozzle 16 are in the same orientation relative to the surface. This makes it possible to better integrate the nozzle 18 and the nozzle 16 into the environment of the surface 12 so as to make the cleaning device less bulky. Additionally, cleaning the surface can be achieved by activating the washing function (through the nozzle, with cleaning liquid) and the blowing function (through the nozzle, with air) sequentially , simultaneous or independently of each other.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are capable of projecting the liquid and the air separately onto the surface of the optical element.
  • the functions can be activated separately one after the other (regardless of the order of the functions), sequentially or independently of one another.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are also capable of projecting the liquid and the air jointly onto the surface of the optical element. This way the functions can be activated simultaneously. Regardless of operation, cleaning is improved.
  • the two functions are activated simultaneously, better stability of the liquid flow on the surface 12 is ensured and therefore better cleaning of the surface.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are on the side 121.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 can be arranged on any side of the surface 12.
  • the implementation on the side 121 – corresponding to an upper side of the surface when the optical element 14 is in place in a vehicle - is advantageous for vehicles at low speeds, the air flow of the vehicle not disturbing the propagation of the air and the liquid on the surface.
  • the implementation on the side 123 opposite the side 121 – corresponding to a lower side of the surface when the optical element 14 is in place in a vehicle — is advantageous for vehicles at high speeds or on the roof of the vehicle, the air flow of the vehicle favoring the propagation of air and liquid on the surface.
  • the implementation on the side 122 or side 124 – corresponding to the lateral sides of the surface when the optical element 14 is in place in a vehicle – is advantageous for an arrangement of the optical element 14 on a wing of the vehicle.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 can be on the same side of the surface 12, which can be the physical limit of the surface as described previously. However, the nozzle 18 and the nozzle 16 can be on the same side of the zone of interest of the surface 12. The same considerations described apply to the zone of interest of the surface 12.
  • the air nozzle 16 and the cleaning liquid nozzle 18 are capable of projecting the air and the liquid in directions of propagation of the air and the liquid on the surface of the optical element which are parallel. In other words, once the air and the liquid have been projected onto the surface 12, the air and the liquid propagate on the surface in a common, parallel direction.
  • the air nozzle 16 and the cleaning liquid nozzle 18 are capable of projecting the air and the liquid in directions of propagation of the air and the liquid which are intersecting with each other. , until the air and the liquid reach the surface 12 of the optical element. Once the air and the liquid are in contact with the surface 12 of the optical element, the air and the liquid propagate on the surface 12 of the optical element in a common parallel direction.
  • the cleaning device 10 may include an air blowing member 20 through the air nozzle 16.
  • the blowing member 20 supplies the nozzle 16 with air.
  • An air pipe 22 routes the air from the blowing member 20 to the nozzle 16.
  • the positioning of the blowing member 20 near the optical element 14 depends on the space around the optical element 14.
  • the blowing member 20 is positioned behind the optical element 14 or in other words opposite the surface 12. This allows both to begin to shape the flow of air before it reaches the nozzle 16 but also to arrange the blowing member in a position which does not disturb the detection of the environment by the optical element 14.
  • the blowing member 20 can be a fan or a compressor. A fan makes it possible to produce a blow towards the nozzle 16 which is continuous with a high air flow and lower pressure.
  • a compressor is an actuator which compresses air, which can be distributed by a discharge means, such as a solenoid valve.
  • a compressor makes it possible to produce blowing towards the nozzle 16 which is punctual and at high frequency, with an air flow rate lower than the flow rate generated by the fan and with a pressure greater than the pressure generated by the fan.
  • the implementation of the fan or compressor depends on the space available around the optical element 14 and the type of optical element 14.
  • the air flow is thus more constant along the surface 12.
  • the liquid 19 is projected from the outlet orifices 26 of the nozzle 18 onto the surface 12.
  • the projection of liquid is further from the surface than the projection of air.
  • a projection of liquid with an angle of incidence between 10° and 40°, preferably 15°, is conducive to good propagation of the liquid on the surface 12.
  • the washing and blowing functions are superimposed; the nozzle 18 and the nozzle 16 are superimposed.
  • the nozzle 18 is on the nozzle 16.
  • the nozzle can be supported by the nozzle 16.
  • the nozzle 18 projects the liquid in the air flow onto the surface. Once the surface 12 is reached, the liquid 19 and the air 17 propagate over the surface in parallel, common directions.
  • the cleaning liquid nozzle 18 is arranged to open closer to the surface of the optical element 14 than the air nozzle 16.
  • the liquid 19 is projected from the outlet orifices 26 of the nozzle 18 as close as possible to the surface 12.
  • the projection of liquid 19 can be tangential to the surface or inclined at an angle less than 10°.
  • the air projection 17 is further from the surface than the liquid projection 19.
  • the nozzle 16 is supplied with air in the same manner as previously by the pipe 22 (itself connected to the blowing member 20).
  • the pipe 22 is positioned above the nozzle 18.
  • the pipe 22 allows a first shaping of the air flow 17 before it reaches the nozzle 16.
  • the nozzle 16 allows a proper shaping for good propagation of the air on the surface 12.
  • the nozzle 16 can be shaped for a particular shaping of the air flow. According to , the washing and blowing functions are superimposed; the nozzle 18 and the nozzle 16 are superimposed. Nozzle 16 may be on nozzle 18. Nozzle 16 may be supported by nozzle 18. Nozzle 16 is superimposed on nozzle 18. Nozzle 16 projects air in the liquid flow onto the surface, if applicable . Once the surface 12 is reached, the liquid 19 and the air 17 propagate over the surface in parallel, common directions.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are on the same side 121, but are offset relative to each other along the side 121 of the surface 12 of the optical element 14.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are side by side. This allows the nozzle 16 and the nozzle 18 to both emerge as close as possible to the surface 12 of the optical element 14. This allows air and liquid flows to be tangential to the surface 12. It It is also possible to provide an additional nozzle 18.
  • a nozzle 18 can be provided on either side of the nozzle 16.
  • the nozzle 16 is between the nozzles 18.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are capable of projecting the liquid and the air separately onto the surface of the optical element.
  • the functions can be activated separately one after the other (regardless of the order of the functions), sequentially or independently of one another.
  • the nozzle 18 and the nozzle 16 are also capable of projecting the liquid and the air jointly onto the surface of the optical element. This allows the functions to be activated simultaneously. The same advantages as above are repeated here.
  • FIG. 10 There shows another example of the cleaning device 10.
  • FIG. 10 There shows a side view of the device 10 of the .
  • the nozzle 16 arranged to open closer to the surface 12 of the optical element than the nozzle 18.
  • the cleaning liquid nozzle 18 is fixed to the air nozzle 16 such that the cleaning liquid is projected into the air nozzle.
  • the washing or blowing functions are activated sequentially, simultaneously or independently of one another, this makes it possible to orient the two flows at the outlet of the nozzle 16 tangentially to the surface 12.
  • the air and the liquid are projected onto the surface 12 in directions of propagation of the air and the liquid on the surface of the optical element which are parallel.
  • the flow of liquid 19 is projected directly into the air flow.
  • the cleaning device 10 may include a pump (not visible in the figures) for supplying the nozzle 18 with cleaning liquid.
  • the pump can be connected by a pipe (not visible) to a liquid inlet 23 in the nozzle 18.
  • the inlet 23 is at one end of the nozzle 18.
  • the inlet 23 is between the ends of the nozzle 18. Other positioning of the inlet 23 relative to the nozzle 18 are possible.
  • the invention also relates to a detection system 30 for a vehicle comprising the optical element 14 with the environment detection surface 12 and the cleaning device 10, configured to clean the surface 12 of the optical element 14 Thanks to the positioning of the nozzle 16 and the nozzle 18 on the same side of the surface 12, the bulk of the device 10 is smaller.
  • the flows of air and liquid coming from the same side, or even being parallel on the surface 12 this makes it possible to activate the washing and blowing functions sequentially, simultaneously or independently one of the 'other. This offers more possibilities for cleaning the surface, and therefore obtaining quality cleaning of the optical element over time.
  • the invention also relates to a vehicle with the system described. This improves driving and assists in driving the vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

L'invention propose un dispositif (10) de nettoyage d'une surface (12) d'un élément optique (14) d'un véhicule, comprenant une buse (16) d'air avec une sortie orientée en direction de la surface de l'élément optique, un gicleur (18) de liquide de nettoyage comprenant des orifices de sortie orientés en direction de la surface de l'élément optique, le gicleur (18) de liquide de nettoyage et la buse (16) d'air sont configurés pour projeter le liquide de nettoyage et l'air sur la surface (12) de l'élément optique depuis un même côté de la surface de l'élément optique. L'invention se rapporte aussi à un système de détection pour un véhicule comprenant le dispositif et à un véhicule comprenant le système. L'invention permet de rendre le dispositif de nettoyage moins encombrant.

Description

Dispositif de nettoyage d’une surface d’un élément optique, système de détection et véhicule Domaine de l’invention
L’invention concerne un dispositif de nettoyage d’une surface d’un élément optique, un système de détection comprenant le dispositif de nettoyage et un véhicule comprenant le système de détection.
 Etat de la technique
Les capteurs optiques – en particulier de position – qui équipent désormais un grand nombre de véhicules automobiles ont pour fonction de recueillir des informations sur l'environnement du véhicule, afin notamment de fournir au conducteur une aide à la conduite et/ou à la manœuvre de ce véhicule. A cette fin, un capteur optique est couramment installé sur le véhicule de manière à collecter des informations sur l'environnement du véhicule tel que l’environnement frontal et/ou arrière du véhicule : le système de détection est donc par exemple installé en face avant et/ou en face arrière.
De telles localisations sont toutefois particulièrement exposées aux salissures telles qu'eau sale, poussières ou autres types de projections. Or de telles salissures forment un obstacle à l'émission et à la réception des informations et peuvent perturber le fonctionnement de l’élément optique, voire rendre son fonctionnement impossible.
Le document EP3988837 propose un système de nettoyage de véhicule pour nettoyer un LIDAR frontal de véhicule, le système de nettoyage comprenant une buse à liquide configurée pour éjecter du liquide de nettoyage vers le LIDAR à partir d’orifices d’éjection et un ventilateur configuré pour éjecter de l'air vers le LIDAR à partir d'une buse à air, dans lequel les directions des orifices d'éjection de la buse à liquide et de la buse à air sont perpendiculaires l'une à l'autre. L’inconvénient d’un tel dispositif est qu’il est encombrant.
Il y a un besoin pour un dispositif de nettoyage d’une surface d’un élément optique qui soit moins encombrant.
Le but de l’invention est de fournir un dispositif de nettoyage d’une surface d’un élément optique qui soit moins encombrant.
Pour cela l’invention propose un dispositif de nettoyage d’une surface d’un élément optique d’un véhicule, comprenant une buse d’air avec une sortie orientée en direction de la surface de l’élément optique, un gicleur de liquide de nettoyage comprenant des orifices de sortie orientés en direction de la surface de l’élément optique, le gicleur de liquide de nettoyage et la buse d’air sont configurés pour projeter le liquide de nettoyage et l’air sur la surface de l’élément optique depuis un même côté de la surface de l’élément optique.
Selon une variante, le gicleur de liquide de nettoyage est agencé pour déboucher plus près de la surface de l’élément optique que la buse d’air.
Selon une variante, la buse d’air est agencée pour déboucher plus près de la surface de l’élément optique que le gicleur de liquide de nettoyage.
Selon une variante, le gicleur de liquide de nettoyage est fixé à la buse d’air de telle sorte que le liquide de nettoyage est projeté dans la buse d’air.
Selon une variante, le gicleur de liquide de nettoyage et la buse d’air sont aptes à projeter le liquide et l’air séparément sur la surface de l’élément optique.
Selon une variante, le gicleur de liquide de nettoyage et la buse d’air sont aptes à projeter le liquide et l’air conjointement sur la surface de l’élément optique.
Selon une variante, le gicleur de liquide de nettoyage et la buse d’air sont superposés.
Selon une variante, la buse d’air et le gicleur de liquide de nettoyage sont aptes à projeter l’air et le liquide selon des directions de propagation de l’air et du liquide sur la surface de l’élément optique qui sont parallèles.
Selon une variante, la buse d’air et le gicleur de liquide de nettoyage sont aptes à projeter l’air et le liquide selon des directions de propagation de l’air et du liquide qui sont sécantes l’une à l’autre, jusqu’à ce que l’air et le liquide atteignent la surface de l’élément optique. Une fois que l’air et le liquide sont en contact avec la surface de l’élément optique, l’air et le liquide se propagent sur la surface de l’élément optique selon une direction parallèle, commune.
Selon une variante, la buse d’air et le gicleur de liquide de nettoyage sont décalés l’un par rapport à l’autre le long d’un côté de la surface de l’élément optique.
Selon une variante, le dispositif comprend en outre un organe de soufflage d’air à travers la buse d’air, l’organe de soufflage étant un ventilateur ou un compresseur.
L’invention se rapporte aussi à un système de détection pour un véhicule comprenant un élément optique comprenant une surface de détection de l’environnement et un dispositif de nettoyage tel que décrit précédemment, configuré pour nettoyer la surface de l’élément optique.
Selon une variante, la buse d’air et le gicleur de liquide de nettoyage sont sur le même côté de la surface de détection choisie parmi un côté supérieur, un côté inférieur, un côté latéral.
L’invention se rapporte aussi à un véhicule avec le système tel que décrit précédemment.
L’ensemble des modes de réalisation préférés ainsi que l’ensemble des avantages du dispositif de nettoyage selon l’invention se transposent mutatis mutandis au présent système de nettoyage et au véhicule, et inversement. Les différents modes de réalisation peuvent être pris en combinaison ou considérés isolément.
 Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées qui montrent :
, la est une vue d’un exemple de dispositif de nettoyage ;
, la est une vue de côté du dispositif de la  ;
, la est une vue d’un autre exemple de dispositif de nettoyage ;
, la est une vue d’un autre exemple de dispositif de nettoyage ;
, la est une vue d’un autre exemple de dispositif de nettoyage ;
, la est une vue de côté du dispositif de la .
Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle. Des éléments semblables sont en général dénotés par des références semblables dans les figures. Dans le cadre du présent document, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros ou lettres de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.
Description détaillée de modes de réalisation de l’invention
L’invention propose un dispositif de nettoyage d’une surface d’un élément optique de véhicule. Le dispositif de nettoyage comprend une buse d’air avec un sortie orientée en direction de la surface de l’élément optique et un gicleur de liquide de nettoyage comprenant des orifices de sortie orientés en direction de la surface de l’élément optique. Le gicleur de liquide de nettoyage et la buse d’air sont configurés pour projeter le liquide de nettoyage et l’air sur la surface de l’élément optique depuis un même côté de la surface de l’élément optique. Ceci permet de rendre le dispositif de nettoyage moins encombrant.
La montre un exemple de dispositif 10 de nettoyage selon l’invention. Le dispositif 10 permet le nettoyage d’une surface 12 d’au moins un élément optique 14 de véhicule. L’élément optique 14 peut être un moyen d’assistance à la conduite. L’élément optique 14 permet de recueillir des informations sur la position et l'environnement du véhicule automobile, afin notamment de fournir au conducteur une aide à la conduite et/ou à la manœuvre de ce véhicule. Il peut s’agir d’un moyen de prise de vue pour aider le conducteur notamment dans ses manœuvres de stationnement et/ou de marche arrière (une caméra par exemple) ; il peut aussi s’agir d’un moyen d’émission et/ou de réception de signaux, également pour aider le conducteur dans ses manœuvres mais aussi dans sa conduite (tel qu’un capteur, un capteur optique, par exemple un LIDAR, acronyme de « light detection and ranging » ou de « laser imaging, detection, and ranging »).
L’élément optique 14 est en interaction avec l’environnement au travers de la surface 12, en particulier, une surface 12 optique. D’une manière générale, la surface 12 est une étendue plane ou non (telle que courbe voir cylindrique). La surface est limitée par des côtés 121, 122, etc. Les côtés de la surface sont les limites, les extrémités de la surface, dans différentes directions dans l’espace. Il peut aussi s’agir des côtés, des limites d’une zone de la surface physique de l’élément optique, qui pourrait être qualifiée de zone d’intérêt au travers de laquelle l’élément optique est en interaction avec l’environnement ; la zone d’intérêt peut donc être égale ou inférieure à la surface physique de l’élément optique. Selon la forme de la surface 12, les côtés peuvent être rectilignes, courbes ou autre. A titre d’exemple, la surface 12 des figures est plane et comportent quatre côtés 121, 122, 123, 124. Dans le cas d’une surface cylindrique, les côtés sont la limite entre l’enveloppe latérale du cylindre et les disques de part et d’autre de l’enveloppe latérale.
La surface 12 peut être une surface de protection entre l’élément optique et l’environnement. Par exemple, il peut s’agir de la surface d’une vitre rapportée entre l’élément optique et l’environnement, ou une surface d’un boîtier enfermant un capteur (telle qu’une face d’un boîtier LIDAR). Il peut s’agir d’un constituant de l’élément optique, tel que la surface d’une lentille de focalisation d’une caméra. La surface peut être opaque (dans les longueurs d’onde du visible). La surface peut être transparente aux longueurs d’onde d’émission et réception de l’élément optique. Également, on peut envisager plusieurs éléments optiques en interaction avec l’environnement au travers d’une seule surface 12.
Le dispositif 10 assure le nettoyage de la surface 12. Plus spécifiquement, le dispositif 10 assure le nettoyage de la surface optique 12 sans contact avec la surface ni déplacement d’organes de nettoyage. Ceci permet un nettoyage robuste dans le temps et efficace de la surface optique 12, tant de poussières que de projections solides ou liquides. Ainsi, le fonctionnement de l’élément optique 14 est amélioré.
Le dispositif 10 comprend une buse 16 d’air avec une sortie orientée en direction de la surface 12 de l’élément optique 14. La buse 16 est apte à projeter de l’air sur la surface 12 afin de retirer des gouttes de liquide – telles que des gouttes d’eau de pluie ou des gouttes de liquide de nettoyage par exemple. La buse 16 permet d’une manière générale d’éviter des gouttes de liquide stagnantes sur la surface 12 qui nuiraient au bon fonctionnement de l’élément optique 14. Le dispositif 10 comprend aussi un gicleur 18 de liquide de nettoyage comprenant des orifices de sortie orientés en direction de la surface 12 de l’élément optique 14. Le gicleur 18 est apte à projeter un liquide de nettoyage sous pression sur la surface 12 afin de nettoyer toutes poussières, terre, insectes de la surface 12. Le gicleur 18 permet d’une manière générale d’éviter toutes projections stagnantes sur la surface 12 qui nuiraient au bon fonctionnement de l’élément optique 14.
Le gicleur 18 et la buse 16 sont configurés pour projeter respectivement le liquide de nettoyage et l’air sur la surface 12 de l’élément optique 14 depuis un même côté de la surface de l’élément optique 14. En d’autres termes, le gicleur 18 et la buse 16 sont selon une même orientation par rapport à la surface. Ceci permet de mieux intégrer le gicleur 18 et la buse 16 dans l’environnement de la surface 12 de sorte à rendre le dispositif de nettoyage moins encombrant. En outre, le nettoyage de la surface peut être réalisé par l’activation de la fonction de lavage (par le gicleur, avec le liquide de nettoyage) et de la fonction de soufflage (par la buse, avec l’air) de manière séquentielle, simultanée ou indépendamment l’une de l’autre. Le gicleur 18 et la buse 16 sont aptes à projeter le liquide et l’air séparément sur la surface de l’élément optique. Ainsi les fonctions peuvent être activées séparément l’une après l’autre (quel que soit l’ordre des fonctions), de manière séquentielle ou indépendamment l’une de l’autre. Le gicleur 18 et la buse 16 sont aussi aptes à projeter le liquide et l’air conjointement sur la surface de l’élément optique. Ainsi les fonctions peuvent être activées simultanément. Quel que soit le fonctionnement, le nettoyage est amélioré. En outre, lorsque les deux fonctions sont activées simultanément, on assure une meilleure stabilité du flux de liquide sur la surface 12 et donc un meilleur nettoyage de la surface.
Sur les figures, le gicleur 18 et la buse 16 sont sur le côté 121. Toutefois, le gicleur 18 et la buse 16 peuvent être disposés sur l’un quelconque des côtés de la surface 12. L’implémentation sur le côté 121 – correspondant à un côté supérieur de la surface lorsque l’élément optique 14 est en place dans un véhicule – est avantageuse pour des véhicules à vitesses basses, le flux d’air du véhicule ne perturbant pas la propagation de l’air et du liquide sur la surface. L’implémentation sur le côté 123 opposé au côté 121 – correspondant à un côté inférieur de la surface lorsque l’élément optique 14 est en place dans un véhicule – est avantageuse pour des véhicules à vitesses hautes ou bien sur le toit du véhicule, le flux d’air du véhicule favorisant la propagation de l’air et du liquide sur la surface. L’implémentation sur le côté 122 ou côté 124 – correspondant aux côtés latéraux de la surface lorsque l’élément optique 14 est en place dans un véhicule – est avantageuse pour une disposition de l’élément optique 14 sur une aile du véhicule.
Il est à noter que le gicleur 18 et la buse 16 peuvent être sur un même côté de la surface 12, qui peut être la limite physique de la surface comme décrit précédemment. Toutefois, le gicleur 18 et la buse 16 peuvent être sur un même côté de la zone d’intérêt de la surface 12. Les mêmes considérations décrites s’appliquent à la zone d’intérêt de la surface 12.
La buse 16 d’air et le gicleur 18 de liquide de nettoyage sont aptes à projeter l’air et le liquide selon des directions de propagation de l’air et du liquide sur la surface de l’élément optique qui sont parallèles. En d’autres termes, une fois que l’air et le liquide ont été projetés sur la surface 12, l’air et le liquide se propagent sur la surface selon une direction parallèle, commune.
Selon une variante, la buse 16 d’air et le gicleur 18 de liquide de nettoyage sont aptes à projeter l’air et le liquide selon des directions de propagation de l’air et du liquide qui sont sécantes l’une à l’autre, jusqu’à ce que l’air et le liquide atteignent la surface 12 de l’élément optique. Une fois que l’air et le liquide sont en contact avec la surface 12 de l’élément optique, l’air et le liquide se propagent sur la surface 12 de l’élément optique selon une direction parallèle, commune.
L’air et le liquide ayant été projetés depuis un même côté de la surface, ils se propagent dans la même direction sur la surface 12. Les directions de balayage de l’air et du liquide sur la surface sont confondues. Ceci est en particulier vrai lorsque le véhicule est à l’arrêt ou à vitesse basse ou réduite. Selon les figures, avec le gicleur 18 et la buse 16 sur le bord supérieur 121, l’air et le liquide se propagent de haut en bas sur la surface 12. Depuis le côté inférieur 123, l’air et le liquide se propagent de bas en haut sur la surface 12. Depuis l’un des côtés latéraux 122 ou 124, l’air et le liquide se propagent de gauche à droite ou de droite à gauche sur la surface 12. L’avantage d’une propagation selon une même direction est de pouvoir mieux gérer les flux sur la surface 12 et ainsi de mieux nettoyer la surface 12.
Le dispositif 10 de nettoyage peut comporter un organe de soufflage 20 d’air à travers la buse 16 d’air. L’organe de soufflage 20 alimente la buse 16 en air. Un conduite 22 d’air achemine l’air depuis l’organe de soufflage 20 jusqu’à la buse 16. Le positionnement de l’organe de soufflage 20 à proximité de l’élément optique 14 dépend de l’encombrement autour de l’élément optique 14. De préférence, l’organe de soufflage 20 est positionné derrière l’élément optique 14 ou en d’autres termes à l’opposé de la surface 12. Ceci permet à la fois de commencer à mettre en forme le flux d’air avant qu’il parvienne à la buse 16 mais aussi de disposer l’organe de soufflage en une position qui ne perturbe pas la détection de l’environnement par l’élément optique 14. L’organe de soufflage 20 peut être un ventilateur ou un compresseur. Un ventilateur permet de produire un soufflage vers la buse 16 qui est continue avec un haut débit d’air et une pression moindre. Un compresseur est un actionneur qui permet de comprimer l’air, qui peut être distribué par un moyen de décharge, du type une électrovanne. Un compresseur permet de produire un soufflage vers la buse 16 qui est ponctuel et à haute fréquence, avec un débit d’air inférieur au débit généré par le ventilateur et avec un pression supérieure à la pression générée par le ventilateur. L’implémentation du ventilateur ou du compresseur dépend de l’espace disponible autour de l’élément optique 14 et du type d’élément optique 14.
L’implémentation du gicleur 18 et de la buse 16 peut être réalisée de plusieurs manières.
Sur les figures 1 et 2, la buse 16 d’air est agencée pour déboucher plus près de la surface de l’élément optique 14 que le gicleur 18 de liquide de nettoyage. La montre une vue de côté du dispositif 10 de la . La buse 16 est alimentée en air par la conduite 22 (elle-même reliée à l’organe de soufflage 20). La conduite 22 permet une première mise en forme du flux d’air 17 avant que celui-ci parvienne à la buse 16. La buse 16 permet une mise en forme propre à une bonne propagation de l’air sur la surface 12. La buse 16 peut être conformée pour une mise en forme particulière du flux d’air. L’air 17 est projeté en sortie 24 de la buse 16 au plus près de la surface 12. La projection est de manière tangentielle à la surface 12. Une projection tangentielle de l’air sur la surface 12 (ou inférieure à 10°) est avantageuse pour limiter les turbulences provoquées par l’air. Le flux d’air est ainsi plus constant le long de la surface 12. Le liquide 19 est projeté depuis les orifices 26 de sortie du gicleur 18 sur la surface 12. La projection de liquide est plus éloignée de la surface que la projection d’air. Une projection de liquide avec un angle d’incidence entre 10° et 40°, de préférence 15°, est propice à une bonne propagation du liquide sur la surface 12. Selon les figures 1 et 2, les fonctions de lavage et de soufflage sont superposées ; le gicleur 18 et la buse 16 sont superposés. Le gicleur 18 est sur la buse 16. Le gicleur peut être supporté par la buse 16. Le gicleur 18 projette le liquide dans le flux d’air sur la surface. Une fois la surface 12 atteinte, le liquide 19 et l’air 17 se propagent sur la surface selon des directions parallèles, communes.
Sur la , le gicleur 18 de liquide de nettoyage est agencé pour déboucher plus près de la surface de l’élément optique 14 que la buse 16 d’air. La est une vue de côté du dispositif 10. Le liquide 19 est projeté depuis les orifices 26 de sortie du gicleur 18 au plus près de la surface 12. La projection de liquide 19 peut être tangentielle à la surface ou inclinée d’un angle inférieur à 10°. La projection d’air 17 est plus éloignée de la surface que la projection de liquide 19. La buse 16 est alimentée en air de la même manière que précédemment par la conduite 22 (elle-même reliée à l’organe de soufflage 20). La conduite 22 est positionnée par-dessus le gicleur 18. La conduite 22 permet une première mise en forme du flux d’air 17 avant que celui-ci parvienne à la buse 16. La buse 16 permet une mise en forme propre à une bonne propagation de l’air sur la surface 12. La buse 16 peut être conformée pour une mise en forme particulière du flux d’air. Selon la , les fonctions de lavage et de soufflage sont superposées ; le gicleur 18 et la buse 16 sont superposés. La buse 16 peut être sur le gicleur 18. La buse 16 peut être supportée par le gicleur 18. La buse 16 est superposée sur le gicleur 18. La buse 16 projette l’air dans le flux de liquide sur la surface, le cas échéant. Une fois la surface 12 atteinte, le liquide 19 et l’air 17 se propagent sur la surface selon des directions parallèles, communes.
Selon la , le gicleur 18 et la buse 16 sont sur un même côté 121, mais sont décalés l’un par rapport à l’autre le long du côté 121 de la surface 12 de l’élément optique 14. Le gicleur 18 et la buse 16 sont côte à côte. Ceci permet à la buse 16 et au gicleur 18 de déboucher tous deux au plus près de la surface 12 de l’élément optique 14. Ceci permet d’avoir des flux d’air et de liquide qui sont tangentiels à la surface 12. Il est aussi envisageable de prévoir un gicleur 18 additionnel. Un gicleur 18 peut être prévu de part et d’autre de la buse 16. La buse 16 est entre les gicleurs 18. Le gicleur 18 et la buse 16 sont aptes à projeter le liquide et l’air séparément sur la surface de l’élément optique. Ainsi les fonctions peuvent être activées séparément l’une après l’autre (quel que soit l’ordre des fonctions), de manière séquentielle ou indépendamment l’une de l’autre. Le gicleur 18 et la buse 16 sont aussi aptes à projeter le liquide et l’air conjointement sur la surface de l’élément optique. Ainsi les fonctions peuvent être activées simultanément. Les mêmes avantages que précédemment sont repris ici.
La montre un autre exemple du dispositif 10 de nettoyage. La montre une vue de côté du dispositif 10 de la . La buse 16 agencée pour déboucher plus près de la surface 12 de l’élément optique que le gicleur 18. Le gicleur 18 de liquide de nettoyage est fixé à la buse 16 d’air de telle sorte que le liquide de nettoyage est projeté dans la buse d’air. Ainsi, que les fonctions de lavage ou de soufflage soient actionnées séquentiellement, simultanément ou indépendamment l’une de l’autre, ceci permet d’orienter les deux flux à la sortie de la buse 16 de manière tangentielle à la surface 12. Ainsi, l’air et le liquide sont projetés sur la surface 12 selon des directions de propagation de l’air et du liquide sur la surface de l’élément optique qui sont parallèles. Dans l’hypothèse d’un actionnement simultané des fonctions de lavage et de soufflage, le flux de liquide 19 est projeté directement dans le flux d’air. Ceci permet d’avoir des flux qui s’entraînent mutuellement, ce qui améliore le nettoyage de la surface 12. Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, les fonctions de lavage et de soufflage sont superposées ; le gicleur 18 et la buse 16 sont superposés. Le gicleur 18 peut être supporté par la buse 16. Le gicleur 18 peut être superposé sur la base 16.
Le dispositif 10 de nettoyage peut comporter une pompe (non visible sur les figures) d’alimentation du gicleur 18 en liquide de nettoyage. La pompe peut être reliée par un tuyau (non visible) à une entrée 23 de liquide dans le gicleur 18. Selon la , l’entrée 23 est à une extrémité du gicleur 18. Selon la , l’entrée 23 est entre les extrémités du gicleur 18. D’autres positionnement de l’entrée 23 par rapport au gicleur 18 sont envisageables.
L’invention se rapporte aussi à un système 30 de détection pour un véhicule comprenant l’élément optique 14 avec la surface 12 de détection de l’environnement et le dispositif 10 de nettoyage, configuré pour nettoyer la surface 12 de l’élément optique 14. Grâce au positionnement de la buse 16 et du gicleur 18 sur un même côté de la surface 12, l’encombrement du dispositif 10 est moindre. En outre, les flux d’air et de liquide provenant d’un même côté, voire étant parallèles sur la surface 12, ceci permet d’activer les fonctions de lavage et de soufflage de manière séquentielle, simultanée ou indépendante l’une de l’autre. Ceci offre plus de possibilités pour nettoyer la surface, et donc d’obtenir un nettoyage de qualité dans le temps de l’élément optique. Il est possible de positionner le gicleur 18 et la buse 16 sur un côté supérieur 121, un côté inférieur 123, un côté latéral 122, 124, ce qui offre différentes configurations possibles pour le nettoyage de la surface, selon le véhicule et le positionnement de l’élément optique 14 dans le véhicule. L’invention se rapporte aussi à un véhicule avec le système décrit. Ceci améliore la conduite et l’aide à la conduite du véhicule.
La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus.

Claims (14)

  1. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique (14) d’un véhicule, comprenant
    • Une buse (16) d’air avec une sortie orientée en direction de la surface de l’élément optique,
    • Un gicleur (18) de liquide de nettoyage comprenant des orifices de sortie orientés en direction de la surface de l’élément optique,
    Le gicleur (18) de liquide de nettoyage et la buse (16) d’air sont configurés pour projeter le liquide de nettoyage et l’air sur la surface (12) de l’élément optique depuis un même côté de la surface de l’élément optique.
  2. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon la revendication 1, dans lequel le gicleur (18) de liquide de nettoyage est agencé pour déboucher plus près de la surface (12) de l’élément optique que la buse (16) d’air.
  3. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon la revendication 1, dans lequel la buse (16) d’air est agencée pour déboucher plus près de la surface (12) de l’élément optique que le gicleur (18) de liquide de nettoyage.
  4. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon la revendication précédente, dans lequel le gicleur (18) de liquide de nettoyage est fixé à la buse (16) d’air de telle sorte que le liquide de nettoyage est projeté dans la buse (16) d’air.
  5. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le gicleur (18) de liquide de nettoyage et la buse (16) d’air sont aptes à projeter le liquide et l’air séparément sur la surface (12) de l’élément optique.
  6. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le gicleur (18) de liquide de nettoyage et la buse (16) d’air sont aptes à projeter le liquide et l’air conjointement sur la surface (12) de l’élément optique.
  7. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le gicleur (18) de liquide de nettoyage et la buse (16) d’air sont superposés.
  8. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la buse (16) d’air et le gicleur (18) de liquide de nettoyage sont aptes à projeter l’air et le liquide selon des directions de propagation de l’air et du liquide sur la surface (12) de l’élément optique qui sont parallèles.
  9. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la buse (16) d’air et le gicleur (18) de liquide de nettoyage sont aptes à projeter l’air et le liquide selon des directions de propagation de l’air et du liquide qui sont sécantes l’une à l’autre jusqu’à ce que l’air et le liquide atteignent la surface (12) de l’élément optique.
  10. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon la revendication 1, dans lequel la buse (16) d’air et le gicleur (18) de liquide de nettoyage sont décalés l’un par rapport à l’autre le long d’un côté de la surface (12) de l’élément optique.
  11. Dispositif (10) de nettoyage d’une surface (12) d’un élément optique d’un véhicule selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un organe de soufflage (20) d’air à travers la buse (16) d’air, l’organe de soufflage étant un ventilateur ou un compresseur.
  12. Système (30) de détection pour un véhicule comprenant un élément optique (14) comprenant une surface (12) de détection de l’environnement et un dispositif (10) de nettoyage selon l’une des revendications précédentes configuré pour nettoyer la surface (12) de l’élément optique (14).
  13. Système (30) selon la revendication précédente, dans lequel la buse (16) d’air et le gicleur (18) de liquide de nettoyage sont sur le même côté de la surface (12) de détection choisie parmi un côté supérieur, un côté inférieur, un côté latéral.
  14. Véhicule avec le système (30) selon l’une des deux revendications précédentes.
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