Brevet FR3040952A1 — publié le 20170317

WFR2408 1 Système de détection optique pour véhicule automobile et procédé de nettoyage de l'optique du système de détection optique La présente invention se rapporte à un système de détection optique pour un véhicule automobile et à un procédé de nettoyage de l'optique du système de détection optique. On appelle système de détection optique tout système comportant des capteurs optiques, tels que cameras, capteurs laser (communément appelés LIDARS) ou autre capteurs basés sur l'émission et/ ou la détection de la lumière dans le spectre visible ou invisible pour l'homme, en particulier l'infrarouge. De nos jours, des caméras de vision en particulier arrière équipent un grand nombre des véhicules automobiles actuels, et elles font notamment 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 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 de saletés qui peuvent grandement affecter l'opérabilité du système de détection optique. 3040952 WFR2408 2 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. 5 De même, par temps froid, du givre peut se déposer sur l'optique de la caméra, la rendant inopérante. Un état de la technique connu est par exemple représenté par le document FR2841488 dans laquelle un gicleur projette par exemple un liquide de lavage sous pression sur une vitre de protection de la caméra. Le gicleur est 10 en outre assisté par des moyens de vibration permettant de faire décoller les saletés tenaces de la vitre de protection de la caméra, vitre qui peut être chauffée pour se protéger contre le dépôt de givre par temps froid. Toutefois, il a été constaté que le fonctionnement de ce système de vision peut être optimisé. En effet, après la projection d'un liquide de lavage sur 15 l'optique de la caméra, il peut rester des gouttes accrochées à la vitre de protection, ce qui nuit et déforme l'image prise par la caméra. La présence des gouttes de liquide de lavage résulte du fait que le liquide de lavage ne glisse pas facilement sur la surface de l'optique de la caméra. De plus, l'évaporation des gouttes sur la vitre de protection laisse des traces qui peuvent se voir sur 20 l'image prise par la caméra. Etant donné que les caméras utilisées sont de plus en plus petites, la taille des gouttes accrochées devient importante par rapport à la surface de la vitre de protection et peut altérer de façon importante l'image captée par la caméra. Pour résoudre ce problème, le document DE10332939 propose par 25 exemple de projeter un jet d'air haute pression sur l'optique pour chasser les dernières gouttes d'eau accrochées. Néanmoins, cette solution nécessite un compresseur d'air haute pression supplémentaire avec un système de filtrage d'air dédié ce qui est complexe et coûteux. De plus, un tel compresseur génère du bruit ce qui peut être ressenti 30 comme désagréable par les passagers du véhicule. La présente invention se propose de remédier au moins partiellement à un ou plusieurs des inconvénients ci-dessus mentionnés en présentant un 3040952 WFR2408 3 système de détection optique alternatif permettant d'améliorer de façon générale le nettoyage de la caméra soumise à diverses salissures. A cet effet, l'invention a pour objet un système de détection optique d'un véhicule automobile comprenant: 5 - un module de capteur optique, - un système de nettoyage du module de capteur optique comportant au moins un réservoir principal d'un liquide de lavage et au moins une buse de projection d'un liquide reliée audit réservoir principal, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir supplémentaire d'un liquide de 10 rinçage disposé en parallèle au réservoir principal et raccordé fluidiquement à ladite au moins une buse de projection. Grâce au liquide de rinçage, une action de nettoyage plus efficace de l'optique du système de détection optique est obtenue et tout liquide de lavage peut être évacué de manière efficace. 15 Dans le cas où le liquide de rinçage est de plus chauffé, l'évaporation peut être accélérée et le système de détection optique est plus rapidement opérationnel après un lavage. Par ailleurs, une augmentation de température du liquide de rinçage modifie ses propriétés physiques et augmente sa fluidité donc sa capacité de rinçage. 20 Le système de détection optique selon l'invention peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : Le module de capteur optique peut comporter un boîtier, un capteur optique logé dans le boîtier et une optique disposée devant le capteur optique 25 et formant au moins une partie de paroi du boîtier. Le liquide de rinçage comprend par exemple des agents tensioactifs ou surfactants. Selon un aspect, le système de détection optique comprend en outre un compresseur d'air dont la sortie est également raccordée via une conduite à 30 ladite au moins une buse de projection. Selon un autre aspect, le système de détection optique comprend au moins un moyen de chauffage du liquide de rinçage. 3040952 WFR2408 4 Le moyen de chauffage peut être disposé dans ledit réservoir supplémentaire du liquide de rinçage. Selon une variante, le système de détection optique comprend un réservoir intermédiaire dont une entrée est reliée à une sortie dudit réservoir 5 supplémentaire et dont une sortie est reliée à ladite au moins une buse de projection, le réservoir intermédiaire ayant une taille plus faible que le réservoir supplémentaire et le moyen de chauffage est disposé dans ledit réservoir supplémentaire. Le moyen de chauffage comprend par exemple un thermoplongeur. 10 Le moyen de chauffage peut être disposé dans une conduite fluidique reliant le réservoir supplémentaire à ladite au moins une buse de projection. La conduite fluidique reliant le réservoir supplémentaire à ladite au moins une buse de projection est par exemple réalisée en un matériau élastomère et comprend au moins un fil résistif intégré au moins dans une portion 15 longitudinale du matériau élastomère de la conduite fluidique et formant le moyen de chauffage du liquide circulant dans la conduite fluidique. L'invention concerne également un procédé de nettoyage de l'optique d'un système de détection optique tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 20 - on projette un liquide de lavage sur l'optique du module de capteur optique, et - on projette un liquide de rinçage sur l'optique du module de capteur optique. 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 montre un schéma simplifié d'un système de détection optique selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 montre un schéma simplifié d'un exemple d'un module de 30 caméra de la figure 1, - la figure 3 montre un schéma simplifié d'un système de détection optique selon un deuxième mode de réalisation. 3040952 WFR2408 5 Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se 5 réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. 10 Dans la description, les termes « amont » et « aval » sont utilisés par rapport à la direction d'acheminement des fluides dans les conduites fluidiques. Ainsi, un premier élément est disposé en amont d'un second élément si le fluide passe d'abord par le premier élément, puis par le second élément. La figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un système 1 de 15 détection optique selon l'invention pour un véhicule automobile. Le système de détection optique 1 est par exemple destiné à être monté à l'arrière d'un véhicule automobile, par exemple au niveau d'un pare-chocs ou d'une plaque d'immatriculation (non représentés). Il peut aussi par exemple être monté sur les côtés du véhicule, par exemple en remplacement des 20 rétroviseurs latéraux. Le système de détection optique 1 comprend un module de capteur optique 3, en particulier une caméra et un système de nettoyage 5 de l'optique du module de capteur optique 3. Comme on le voit sur la figure 2, le module de capteur optique 3, par 25 exemple un module de caméra, comprend un boîtier 7, un capteur optique 9 notamment de prise de vue, logé dans le boîtier 7 et une optique 11, en particulier une vitre de protection 12, disposée devant le capteur 9 et formant au moins une partie de paroi du boîtier 7. Le boîtier 7 renferme de façon hermétique et étanche le capteur optique 9. 30 Pour mieux illustrer la structure du module de capteur optique 3, seule la vitre de protection 12 et les parois latéraux 13 ont été représentées. La paroi 3040952 WFR2408 6 inférieure du boîtier 7 n'a pas été représentée pour mieux pouvoir représenter l'intérieur du module 3 avec le capteur optique 9. La vitre de protection 11 peut être en verre ou en polycarbonate cristal. Le capteur optique 9 est par exemple un capteur CCD (pour « charged 5 coupled device » en anglais à savoir un dispositif à transfert de charge) ou un capteur CMOS composé d'une matrice de photodiodes miniatures. Selon une autre variante, il peut s'agir d'un capteur LIDAR. L'optique 11 comporte par exemple de plus une lentille convexe 15 (bombée) tel qu'une optique ceil de poisson (« fish-eye » en anglais). 10 De façon générale, l'optique 11 comprend tout élément optique comme par exemple la vitre de protection 12 et la lentille 15, disposé devant le capteur 9. Dans certaines conditions, il n'y a pas de vitre de protection et cette fonction est assurée par la lentille 15 fixée de façon étanche sur le boîtier 7. Le capteur optique 9 est installé dans le module 3 de façon à viser au 15 travers ladite vitre de protection 12. Comme on le voit sur la figure 1, le système de nettoyage 5 comprend au moins un réservoir principal 21 d'un liquide de lavage. Par liquide de lavage on entend par exemple un mélange de solvants, d'agents tensio-actifs, de colorants et/ou de parfum 20 Le réservoir principal 21 dispose également d'une pompe de lavage 23 pour refouler le liquide de lavage vers une sortie qui est connectée à une conduite 27, par exemple un tube en caoutchouc, dans laquelle est disposée une valve anti-retour 29. De préférence, le réservoir principal 21 est le réservoir de liquide de 25 lavage qui sert également au nettoyage du pare-brise et de la lunette arrière du véhicule. Dans ce cas, on prévoit l'utilisation d'une électrovanne commandée (non représentée) qui permet d'aiguiller le liquide de lavage soit vers le pare-brise, soit vers la lunette arrière ou encore vers le module de capteur optique 3. La conduite 27 est branchée à une entrée d'un connecteur trois voies 31 30 dont la sortie est reliée à une conduite de branchement 33 reliée au module de capteur optique 3, et plus précisément à au moins une buse de projection 35, dans le présent cas une rampe 36 comprenant cinq buses de projection 35. 3040952 WFR2408 7 Le système de nettoyage 5 comprend en outre un réservoir supplémentaire 37 d'un liquide de rinçage. Le liquide de rinçage comprend des agents tensioactifs ou surfactants qui diminuent la force d'adhésion de l'eau sur la surface de verre. Il permet l'évacuation de gouttes d'eau sans laisser de 5 traces. Le réservoir supplémentaire 37 est disposé en parallèle au réservoir principal 21 et relié via une conduite 39 dans laquelle est disposée une valve anti-retour 41 à une entrée du connecteur trois voies 31 et est donc également raccordée aux buses de projection 35. Le réservoir supplémentaire 37 dispose 10 également d'une pompe 42 de projection du liquide de rinçage par les buses de projection 35. Ainsi, en projetant, après la projection d'un liquide de lavage, un liquide de rinçage, on élimine les restes du liquide de lavage, les traces et gouttes. La projection du liquide de rinçage permet d'assurer une surface propre de la vitre 15 de protection 11 et de rendre le module de capteur optique 3 rapidement opérationnel. Comme on le voit sur la figure 1, de façon optionnelle, le système de nettoyage 5 peut en outre comprendre un compresseur d'air 43 dont la sortie est également raccordée via une conduite 45 dans laquelle est disposée une 20 valve anti-retour 47 à une entrée du connecteur trois voies 31 et est donc également raccordée aux buses de projection 35. Dans le présent cas, le compresseur 43 peut être de petite taille, voire de très petite taille, ce qui limite son coût ainsi que le bruit qu'il peut générer. En effet, sa fonction est d'avantage de souffler de l'air sur la vitre pour accélérer l'évaporation du liquide 25 de rinçage et non de chasser des gouttes sur la vitre de protection 12. Selon une autre variante optionnelle, on prévoit d'équiper le système de détection optique 1 d'au moins un moyen de chauffage 51 du liquide de rinçage. Selon le mode de réalisation de la figure 1, le moyen de chauffage 51 est 30 par exemple disposé dans la conduite fluidique 39 ou au moins dans un tronçon de celle-ci. 3040952 VVFR2408 8 Dans ce cas, la conduite fluidique 39 est par exemple, comme représenté schématiquement sur la figure 1, réalisée en un matériau élastomère et comprend au moins un fil résistif, intégré au moins dans une portion longitudinale du matériau élastomère de la conduite fluidique 39 et 5 formant le moyen de chauffage 51 du liquide de rinçage. Chauffer le liquide de rinçage permet d'optimiser ses propriétés chimiques, en particulier sa capacité de glisser sur le verre et de favoriser l'évaporation du liquide de rinçage. Selon un mode de réalisation non représenté, on peut également prévoir 10 de chauffer le liquide de rinçage en disposant un thermoplongeur comme moyen de chauffage directement dans le réservoir supplémentaire 37. La figure 3 montre encore un autre mode de réalisation qui se distingue de celui de la figure 1 par le moyen de chauffage 51. En effet, dans ce mode de réalisation est prévu un réservoir 15 intermédiaire 53 dont une entrée est reliée à une sortie dudit réservoir supplémentaire 37 et dont une sortie est reliée au connecteur trois voies 31 et donc aux buses de projection 35. Le réservoir intermédiaire 53 possède une taille plus faible que le réservoir supplémentaire 37 afin que la quantité de liquide à chauffer soit plus limitée et le moyen de chauffage 51, par exemple un 20 thermoplongeur ou une céramique chauffante est disposé dans ledit réservoir supplémentaire 53. Ceci permet de diminuer la consommation d'énergie électrique. Le système de détection optique 1 est nettoyé selon le procédé suivant : Selon une première étape, on projette un liquide de lavage sur l'optique du 25 module de capteur optique 3 pour enlever toutes les saletés de la vitre de protection 12. Puis, selon une seconde étape, on projette un liquide de rinçage sur la vitre de protection 12 pour éliminer les gouttes restantes du liquide de lavage. Pour optimiser son action, le liquide de rinçage peut être chauffé par exemple à une température comprise entre 60°C et 80°C. 30 De façon optionnelle, on peut selon une troisième étape souffler de l'air sur la vitre de protection 12 pour accélérer l'évaporation du liquide de rinçage. REVENDICATIONS1. Système de détection optique (1) d'un véhicule automobile comprenant: - un module de capteur optique (3), - un système de nettoyage (5) du module de capteur optique (3) comportant au moins un réservoir principal (21) d'un liquide de lavage et au moins une buse de projection (35) d'un liquide reliée audit réservoir principal (21), caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir supplémentaire (37) d'un liquide de rinçage disposé en parallèle au réservoir principal (21) et raccordé fluidiquement à ladite au moins une buse de projection (35). 2. Système de détection optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide de rinçage comprend des agents tensioactifs ou surfactants. 3. Système de détection optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un compresseur d'air (43) dont la sortie est également raccordée via une conduite (45) à ladite au moins une buse de projection (35). 4. Système de détection optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen de chauffage (51) du liquide de rinçage. 5. Système de détection optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de chauffage (51) est disposé dans ledit réservoir supplémentaire (37) du liquide de rinçage. 6. Système de détection optique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir intermédiaire (53) dont une entrée est reliée à une sortie dudit réservoir supplémentaire (37) et dont une sortie est 3040952 WFR2408 10 reliée à ladite au moins une buse de projection (35), le réservoir intermédiaire (53) ayant une taille plus faible que le réservoir supplémentaire (37) et en ce que le moyen de chauffage (51) est disposé dans ledit réservoir supplémentaire. 5 7. Système de détection optique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le moyen de chauffage (51) comprend un thermoplongeur. 10 8. Système de détection optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de chauffage (51) est disposé dans une conduite fluidique (39) reliant le réservoir supplémentaire (37) à ladite au moins une buse de projection (35). 15 9. Système de détection optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la conduite fluidique (39) reliant le réservoir supplémentaire (37) à ladite au moins une buse de projection (35) est réalisée en un matériau élastomère et comprend au moins un fil résistif intégré au moins dans une portion longitudinale du matériau élastomère de la conduite fluidique 20 (39) et formant le moyen de chauffage (51) du liquide circulant dans la conduite fluidique (39). 10. Procédé de nettoyage de l'optique d'un système de détection optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il 25 comprend les étapes suivantes : - on projette un liquide de lavage sur l'optique du module de capteur optique (3), et - on projette un liquide de rinçage sur l'optique du module de capteur optique (3). 30