Brevet FR3027006A1 — publié le 20160415

WFR2163 1 DISPOSITIF DE PROTECTION D'UN CAPTEUR OPTIQUE La présente invention se rapporte à un dispositif de protection d'un capteur optique. De nos jours, des caméras de vision arrière équipent un grand nombre des véhicules automobiles, et elles font en particulier partie d'un système d'aide au parking qui permet de se garer plus facilement dans un emplacement sans se retourner et de détecter les obstacles situés derrière le véhicule. On connaît des caméras qui sont installées à l'intérieur de l'habitacle contre la lunette / vitre arrière en visant vers l'arrière depuis la lunette arrière du véhicule. Ces caméras sont bien protégées des influences climatiques extérieures et peuvent par exemple bénéficier des systèmes de dégivrage et de nettoyage de la lunette arrière, par exemple d'un fil chauffant intégré dans la vitre de la lunette arrière. Cependant, l'angle de vue n'est pas optimal, notamment pour une aide au parking et pour cette raison, on préfère que la caméra soit agencée au niveau du pare-chocs arrière ou au niveau de la plaque d'immatriculation arrière du 20 véhicule. Dans ce cas, la caméra est donc fortement exposée aux projections de saletés qui peuvent se déposer sur son optique et ainsi réduire son efficacité, voire la rendre inopérante. En particulier par temps de pluie, on constate des projections de pluie et 25 de saletés qui peuvent grandement affecter l'opérabilité du système de vision. Pour contrer le dépôt de saletés sur la caméra, il est connu d'agencer un dispositif de nettoyage de l'optique de la caméra, généralement un gicleur de liquide de nettoyage, à proximité de celle-ci, pour supprimer les éléments polluants qui se sont déposés au cours du temps. 30 Cependant, l'optique de la caméra, qui est un élément relativement fragile, n'est pas protégée de projections pouvant l'endommager. 3027006 WFR2163 2 Il est aussi connu de monter la caméra à l'intérieur de l'habillage externe du véhicule, et de la protéger des agressions extérieures par l'intermédiaire d'une vitre de protection fixée à l'habillage. Bien que la caméra soit protégée des agressions extérieures, la caméra 5 reste soumise au dépôt de polluants se trouvant à l'intérieur de l'habillage du véhicule, et le nettoyage de la caméra est particulièrement difficile dans un tel aménagement. On connaît du document W02005039934 au nom de la demanderesse un montage d'une caméra de vision arrière dans un boîtier de protection 10 comportant une fenêtre de vision. Ce montage comporte en outre un dispositif de projection d'un liquide de nettoyage sur la vitre de vision. Ainsi, la caméra est bien protégée tout en permettant d'assurer une vision optimale après un nettoyage. Cependant, ce montage s'avère trop encombrant et les caméras 15 disponibles actuellement sur le marché sont étanches de sorte que l'on préfère les monter directement sur un élément de carrosserie au niveau du pare-chocs ou de la plaque d'immatriculation. Un nouveau concept apparu depuis ne tend pas à nettoyer la caméra dès qu'elle est sale pour maintenir son opérabilité, mais de la garder propre en permanence contre les projections de pluie ou de poussière. A cet effet, il est connu de projeter en permanence un rideau d'air devant la caméra faisant écran qui empêche le dépôt de saletés (voir par exemple les documents JP 2012-201122 ou W003104052). Toutefois, la projection du rideau d'air formant écran de protection n'est en fonctionnement que lorsque le véhicule est en marche. Lorsque ce dernier est à l'arrêt, par exemple en stationnement sur un parking, la caméra n'est pas protégée du tout et des saletés, boues, poussières, pluie, givre etc. peuvent se déposer sur la caméra, notamment sur son optique. Pour remédier à ce problème, on connaît du document W02005/021329 30 au nom de la Demanderesse un système de vision arrière comportant un volet monté mobile en déplacement entre une position de fermeture et une position d'ouverture dans lesquelles ledit volet est disposé respectivement devant et à 3027006 WFR2163 3 l'écart de l'objectif de la caméra, ainsi que des moyens moteurs aptes à entraîner en déplacement le volet entre la position de fermeture et la position d'ouverture. Ainsi, lorsque le véhicule est à l'arrêt, le volet est dans sa position de fermeture et protège la caméra des salissures. 5 Quoiqu'efficace, cette solution est néanmoins couteuse car elle nécessite au moins un moteur pour déplacer le volet entre les positions d'ouverture et de fermeture et une électronique de commande adéquate. De plus le mécanisme d'entraînement est complexe et peut se gripper rendant le système de vision arrière inopérable dans la position de fermeture du volet ou exposant la caméra 10 à toutes les salissures au cas où le volet est bloqué en position d'ouverture. La présente invention se propose de remédier au moins partiellement aux inconvénients ci-dessus mentionnés en présentant un dispositif de protection d'un capteur optique qui soit efficace, peu onéreux, et dont la maintenance peut être réduite. 15 A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de protection d'un capteur optique comprenant: - un capteur optique - un boîtier de protection, le capteur optique étant installé à l'intérieur du boîtier, 20 - un écran mécanique de protection, disposé en face du capteur optique et pouvant prendre une position de protection dans laquelle l'écran mécanique ferme le boîtier de protection et une position escamotée dans laquelle l'écran mécanique libère le champ de vision du capteur optique, 25 caractérisé en ce qu'il comprend une pompe de refoulement d'air reliée par l'intermédiaire d'une conduite de refoulement au boîtier de protection pour injecter de l'air à l'intérieur du boîtier de protection de sorte que l'air injecté déplace l'écran mécanique de protection depuis sa position de protection vers la position escamotée. Ainsi, l'air injecté a une fonction double, une première relative au nettoyage de l'optique du capteur optique et une seconde pour déplacer l'écran 3027006 WFR2163 4 mécanique de protection depuis sa position de fermeture vers sa position d'ouverture. Un autre avantage consiste dans le fait que l'on peut réduire l'alimentation en air aux seuls instants où le système de vision arrière doit 5 fonctionner, ce qui réduit aussi la consommation énergétique et permet d'installer une pompe de refoulement d'air de meilleur coût, étant donné que le nombre d'heures de fonctionnement peut être réduit. De plus, la caméra est mieux protégée contre certains phénomènes climatiques, par exemple le givre qui aura plus tendance à se déposer sur 10 l'écran mécanique de protection que sur l'optique du capteur optique. Le dispositif de protection selon l'invention peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : L'écran mécanique de protection peut être réalisé en une matière rigide. Alternativement, l'écran mécanique de protection est réalisé en une 15 matière élastique souple. L'écran mécanique de protection comprend par exemple un volet pivotant. 20 Le volet pivotant peut être maintenu par gravité dans sa position de protection. Le volet pivotant peut également être maintenu par un élément élastique, notamment un ressort dans sa position de protection. 25 Selon un mode de réalisation, l'écran mécanique de protection comprend des secteurs circulaires en matière souple de sorte à former un diaphragme fermant le boîtier de protection dans la position de protection et se pliant vers l'extérieur pour libérer la champ de vision du capteur 30 optique dans la position escamotée. Le dispositif comprend par exemple au moins une buse de projection d'air devant le capteur optique, la buse de projection étant agencée dans une paroi latérale et reliée à une pompe de refoulement d'air via une 3027006 WFR2163 5 conduite de refoulement de sorte que l'air projeté par la buse de projection d'air affleure le capteur optique. Le dispositif comprend par exemple un nombre pair de buses de 5 projection, les buses de projection étant disposées deux à deux diamétralement opposées par rapport au capteur optique. En particulier, le dispositif peut comprendre au moins une buse de projection dont au moins une composante du jet est dirigée en direction 10 de l'écran mécanique de protection. Le flux d'air en sortie de la buse de projection est par exemple un flux d'air laminaire. 15 Le dispositif peut comprendre un élément chauffant disposé dans la conduite de refoulement. La pompe de refoulement d'air comporte par exemple une prise d'air à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile. 20 L'invention concerne également un système de vision arrière pour véhicule automobile comprenant un capteur optique et un dispositif tel que défini ci-dessus. 25 D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une vue identique à celle de la figure 1 avec la pompe de 30 refoulement d'air en fonctionnement, - la figure 3 est une vue schématique d'un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 4 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, 3027006 WFR2163 6 - la figure 5 est une vue schématique d'un quatrième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 6 est une vue schématique d'un cinquième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, 5 - la figure 7 est une vue schématique en coupe transversale de front d'un sixième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 8 est une vue schématique du sixième de mode réalisation avec l'écran mécanique de protection en position fermée. 10 Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Les figures 1 et 2 montrent un système 1 de vision arrière pour véhicule automobile comprenant un capteur optique 3 et un dispositif de protection 5 de ce capteur 3. La figure 1 montre le dispositif 5 à l'arrêt tandis que la figure 2 15 montre le dispositif 5 en état de fonctionnement. Le capteur optique 3 est par exemple une caméra destinée à être montée à l'arrière d'un véhicule automobile, par exemple au niveau d'un pare-chocs ou d'une plaque d'immatriculation (non représentés). Le capteur optique 3 comporte par exemple une optique 7 convexe 20 (bombée) tel qu'une optique ceil de poisson (« fish-eye » en anglais). Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif de protection 5 comprend au moins une buse de projection d'air 9 disposée devant le capteur optique 3. Comme on voit sur la figure 2, le flux d'air est dirigé selon une direction sensiblement perpendiculaire par rapport à l'axe optique 11 du capteur optique 25 3. Dans le présent exemple, le flux d'air est dirigé du haut vers le bas en direction du sol (non représenté). La buse de projection 9 est donc disposée sur un côté du capteur optique 3 de sorte que l'air projeté affleure le capteur optique 3, en particulier son optique convexe 7. 30 Pour former une sorte de rideau d'air faisant écran contre les saletés, le flux d'air en sortie de la buse de projection 9 est un flux d'air laminaire. 3027006 WFR2163 7 La buse de projection 9 est alimentée en air par une pompe de refoulement d'air 13 et est reliée à une sortie d'air de celle-ci par l'intermédiaire d'une conduite de refoulement 15. La pompe de refoulement 13 est par exemple réalisée sous forme d'un 5 pulseur d'air, notamment à rouleau ou à hélice, ou un compresseur. Dans le cadre d'un véhicule poids lourds, la pompe peut être le compresseur d'air comprimé du véhicule pour le système de freinage avec son réservoir d'air comprimé. Un élément chauffant 17 optionnel est disposé dans la conduite de 10 refoulement 15. L'élément chauffant 17 peut être par exemple une résistance chauffante électrique, ou un composant céramique PTC. Ceci est particulièrement intéressant pour réaliser un dégivrage ou un séchage rapide de l'optique convexe 7 du capteur 3. La pompe de refoulement 13 peut être disposée plus loin, par exemple à 15 l'intérieur de l'habitacle. A cet effet, la pompe de refoulement d'air comporte une prise d'air 19 à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile. Ainsi, l'air soufflé en direction du capteur optique 3 est déjà filtré et conditionnée notamment en température et taux d'humidité par le système de climatisation du véhicule. 20 Comme on le voir sur la figure 1, le capteur optique 3 est installé à l'intérieur d'un boîtier de protection 21, plus spécifiquement au niveau du fond 23. Le fond 23 du boîtier de protection 21 peut être formé par une paroi spécifique ou par la face frontale du capteur 3 portant l'optique 7 de ce dernier. Le boîtier de protection 21 présente en outre au moins une paroi latérale 25 27, en particulier une paroi cylindrique si le boîtier 21 est de forme cylindrique ou quatre parois latérales pour un boîtier 21 de forme rectangulaire. Pour protéger le capteur optique 3 en particulier lorsque le véhicule est à l'arrêt ou encore si le système 1 de vision arrière n'est pas en fonctionnement, le dispositif de protection 5 comprend un écran mécanique de protection 31 30 disposé en face du capteur optique 3 et pouvant prendre une position de protection (voir figure 1) dans laquelle l'écran mécanique 31 ferme le boîtier de 3027006 WFR2163 8 protection 21 et une position escamotée (voir figure 2) dans laquelle l'écran mécanique 31 libère le champ de vision du capteur optique 3. Le déplacement de l'écran mécanique de protection 31 entre les deux positions est opéré par l'air injecté par la pompe de refoulement d'air 13 dans 5 boîtier de protection 21. En effet, l'injection de l'air crée une surpression de sorte que l'air projeté par la buse 9 (voir flèches 29) déplace l'écran mécanique de protection 31 depuis sa position de protection (figure 1) vers la position escamotée (figure 2). Selon l'exemple de la figure 1, l'écran mécanique de protection 31 est 10 réalisé en une matière rigide, par exemple en matière plastique ou métallique. Il s'agit par exemple d'un volet pivotant qui est articulé par une charnière 33 sur la paroi latérale 27, par exemple sur la paroi latérale du haut 35 de sorte qu'il soit maintenu par gravité dans sa position abaissée de protection (figure 1). Selon une variante non représentée, l'air est injecté directement dans le 15 boîtier de protection 21 par la conduite de refoulement 5 sans buse 9. La figure 3 montre un second mode de réalisation du dispositif de protection 5. Ce mode de réalisation diffère de celui des figures 1 et 2 par le fait que l'écran mécanique de protection 31 est réalisé en une matière élastique souple, par exemple une peau de silicone. 20 Afin de garantir l'abaissement de l'écran 31, celui-ci peut présenter à son extrémité inférieure, opposée à celle qui est attachée au boîtier 21 un lest 37. Ce mode de réalisation fonctionne de la même manière que celui-des figures 1 et 2. La figure 4 montre un troisième mode de réalisation. Sur cette figure 4, on 25 voit le capteur optique 3 de face au centre du boîtier de protection 21, c'est-à- dire on regarde selon une direction parallèle à l'axe optique 11. Selon ce mode de réalisation, le dispositif 5 comprend un nombre pair de buses 9 de projection, ici quatre, et les buses de projection 9 sont disposées deux à deux diamétralement opposées par rapport au capteur optique 3. 30 Ainsi, on crée un flux d'air sortant du boîtier de protection 21 qui est sensiblement parallèle à l'axe optique 11, ce qui favorise le dégagement du 3027006 WFR2163 9 champ de vision du capteur 3 en escamotant l'écran de protection 31 qui n'est pas représenté sur cette figure. La figure 5 montre un quatrième mode de réalisation. Sur cette figure 5, on voit le capteur optique 3 de face au centre du boîtier de protection 21, c'est- 5 à-dire on regarde selon une direction parallèle à l'axe optique 11. Selon ce mode de réalisation, le dispositif comprend au moins une, dans le présent cas cinq buses 9 de projection. Parmi ces buses 9, il y en a trois 92 dont au moins une composante du jet est dirigée en direction de l'écran mécanique de protection 31. 10 Cette disposition permet de renforcer l'action d'escamotage de l'écran 31 par des flux d'air injectés. La figure 6 montre un cinquième mode de réalisation. Sur cette figure 6, on voit le capteur optique 3 en coupe transversale de dessus. L'écran mécanique de protection 31 est dans ce mode de réalisation 15 formé par deux volets rigides 310 et 312 qui sont, vue de face, articulés latéralement par des charnières 331 et 332 pourvu chacun d'un élément élastique, notamment un ressort par exemple hélicoïdale, pour maintenir les volets 331 et 332 dans leur position de protection. Dans cet exemple de réalisation, le dispositif de protection comprend deux 20 buses 9 dirigées vers les volets 331 et 332 pour les ouvrir de façon plus efficace. Les figures 7 et 8 montrent un sixième mode de réalisation. Sur ces figures 7 et 8, on voit le capteur optique 3 de face au centre du boîtier de protection 21, c'est-à-dire on regarde selon une direction parallèle à l'axe 25 optique 11. Pour une meilleure compréhension, l'écran de protection 31 n'a pas été représenté sur la figure 7 tandis que la figure 8 montre le dispositif 5 avec l'écran de protection 31 dans sa position fermée. Le capteur optique 31 se trouve donc derrière l'écran 31 et n'est pas visible sur cette figure 8. 30 Selon ce mode de réalisation, l'écran mécanique de protection 31 est réalisé par des secteurs circulaires 350 en matière souple de sorte à former un diaphragme fermant le boîtier 21 de protection dans la position de protection et 3027006 WFR2163 10 se pliant vers l'extérieur pour libérer la champ de vision du capteur optique 31 dans la position escamotée. Ce mode de réalisation se distingue par sa simplicité de montage et son faible coût tout en assurant une protection efficace au capteur optique 3. 5 On comprend donc que le dispositif de protection 5 selon l'invention permet de protéger le capteur optique 3 aussi bien lorsque le système de vision arrière ne fonctionne pas que lorsque ce dernier est en fonctionnement, ceci sans nécessiter l'installation de moteurs ou de commandes complexes. Bien sûr, d'autre variantes sont possibles sont sortir du cadre de la 10 présente invention. Ainsi, on peut par exemple combiner certaines caractéristiques des divers modes de réalisation. REVENDICATIONS1. Dispositif de protection (5) d'un capteur optique (3) comprenant: - un capteur optique (3) - un boîtier de protection (21), le capteur optique (3) étant installé à l'intérieur (23) du boîtier (21), - un écran mécanique de protection (31 ; 331 ; 332 ; 350), disposé en face du capteur optique (3) et pouvant prendre une position de protection dans laquelle l'écran mécanique (31 ; 331 ; 332 ; 350) ferme le boîtier de protection (21) et une position escamotée dans laquelle l'écran mécanique (31 ; 331 ; 332 ; 350) libère le champ de vision du capteur optique (3), caractérisé en ce qu'il comprend une pompe de refoulement d'air (13) reliée par l'intermédiaire d'une conduite de refoulement (15) au boîtier de protection (21) pour injecter de l'air à l'intérieur du boîtier de protection (21) de sorte que l'air injecté déplace l'écran mécanique de protection (31 ; 331 ; 332 ; 350) depuis sa position de protection vers la position escamotée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran mécanique (31 ; 331 ; 332) de protection est réalisé en une matière rigide. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran mécanique de protection (31 ; 350) est réalisé en une matière élastique souple. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écran mécanique de protection (31 ; 331 ; 332) comprend un volet pivotant. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volet pivotant (31) est maintenu par gravité dans sa position de protection. 3027006 WFR2163 12 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volet pivotant (331, 332) est maintenu par un élément élastique, notamment un ressort dans sa position de protection. 5 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'écran mécanique de protection (31) comprend des secteurs circulaires en matière souple (350) de sorte à former un diaphragme fermant le boîtier de protection (21) dans la position de protection et se pliant vers 10 l'extérieur pour libérer la champ de vision du capteur optique (3) dans la position escamotée. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une buse (9) de projection d'air devant le 15 capteur optique (3), la buse (9) de projection étant agencée dans une paroi latérale (27) et reliée à une pompe de refoulement d'air (13) via une conduite de refoulement (15) de sorte que l'air projeté par la buse (9) de projection d'air affleure le capteur optique (3). 20 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre pair de buses (9) de projection, les buses de projection étant disposées deux à deux diamétralement opposées par rapport au capteur optique (3). 25 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une buse (9) de projection (92) dont au moins une composante du jet est dirigée en direction de l'écran mécanique de protection (31 ; 331 ; 332 ; 350). 30 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le flux d'air en sortie de la buse de projection (9, 92) est un flux d'air laminaire. 3027006 WFR2163 13 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un élément chauffant (17) disposé dans la conduite de refoulement (15). 5 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la pompe de refoulement d'air (13) comporte une prise d'air (19) à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile. 14. Système de vision arrière (1) pour véhicule automobile comprenant un 10 capteur optique (3) et un dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 15