Brevet FR3093935A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : appareil de nettoyage pour capteur Domaine technique [0001] L'invention concerne généralement les capteurs de véhicule, et plus particulièrement un appareil de nettoyage de capteur de véhicule. [0002] CONTEXTE [0003] Les véhicules autonomes comprennent généralement une variété de capteurs. Certains capteurs détectent les états internes du véhicule, par exemple, la vitesse des roues, l'orientation des roues et les variables de moteur et de transmission. Certains capteurs détectent la position ou l'orientation du véhicule, par exemple les capteurs de système de positionnement global (GPS) ; les accéléromètres tels que les systèmes piézo-électriques ou micro-électromécaniques (MEMS) ; des gyroscopes tels que des gyroscopes à débit, à laser annulaire ou à fibre optique ; les unités de mesure inertielle (IMU) ; et les magnétomètres. Certains capteurs détectent le monde extérieur, par exemple les capteurs radar, les télémètres laser à balayage, les dispositifs de détection de lumière et de télémétrie (LIDAR) et les capteurs de traitement d'image tels que les caméras. Un dispositif LIDAR détecte les distances aux objets en émettant des impulsions laser et en mesurant le temps de vol pour que l'impulsion se déplace vers l'objet et revienne à son point de départ. Lorsque les lentilles, les couvercles et les parties similaires des capteurs deviennent sales, tachés, etc., le fonctionnement du capteur peut être entravé ou empêché. [0004] RÉSUMÉ [0005] Un appareil capteur comprend une fenêtre de capteur cylindrique définissant un axe et un élément annulaire tubulaire fixe par rapport à la fenêtre de capteur et sensiblement centré autour de l'axe. L'élément annulaire comprend une pluralité de premières buses et de secondes buses disposées en alternance autour de l'élément annulaire. Les premières buses ont chacune une direction de décharge dans une direction radialement vers l'intérieur et axiale formant un premier angle avec l'axe, et les secondes buses ont chacune une direction de décharge dans une direction radialement vers l'intérieur et axiale formant un second angle avec l'axe, le second angle étant différent du premier angle. [0006] L'élément annulaire peut être espacé de la fenêtre de capteur le long de l'axe. [0007] Les première et seconde buses peuvent être espacées sensiblement uniformément autour de l'élément annulaire. [0008] L'élément annulaire peut être espacé radialement de la fenêtre de capteur. Les première et seconde buses peuvent être des buses de liquide, et l'appareil capteur peut en outre comprendre des buses d'air positionnées pour se décharger entre l'élément 2 annulaire et la fenêtre de capteur. Les buses d'air peuvent être orientées pour se décharger dans une direction parallèle à l'axe. [0009] Les première et seconde buses peuvent être conçues pour pulvériser du liquide selon un motif à éventail plat. [0010] Les première et seconde buses peuvent chacune comprendre une surface de déviation plate et une sortie dirigée vers la surface de déviation respective. Les surfaces de déviation des premières buses peuvent chacune définir le premier angle avec l'axe et les surfaces de déviation des secondes buses peuvent chacune définir le second angle avec l'axe. [0011] L'appareil capteur peut en outre comprendre un boîtier de capteur sur lequel la fenêtre de capteur est montée et une base sur laquelle le boîtier de capteur et l'élément annulaire sont montés. [0012] L'élément annulaire peut comprendre une première cavité reliée fluidiquement à un premier ensemble des première et seconde buses et une seconde cavité reliée fluidiquement à un second ensemble des première et seconde buses. La première cavité et la seconde cavité peuvent être isolées fluidiquement l'une de l'autre. [0013] La première cavité peut être allongée le long d'une forme semi-circulaire autour de pax° s'étendant à travers une première moitié de l'élément annulaire et la seconde cavité peut être allongée le long d'une forme semi-circulaire autour de l'axe s'étendant à travers une seconde moitié de l'élément annulaire qui ne chevauche pas la première moitié. [0014] Le premier ensemble des première et seconde buses peut comprendre une première moitié des premières buses et une première moitié des secondes buses et le second ensemble des première et seconde buses peut comprendre une seconde moitié des premières buses et une seconde moitié des secondes buses. [0015] L'appareil capteur peut en outre comprendre une première entrée reliée flui- diquement à la première cavité et une seconde entrée reliée fluidiquement à la seconde cavité. La première cavité et la seconde cavité peuvent s'étendre chacune des premières extrémités adjacentes l'une à l'autre aux secondes extrémités adjacentes l'une à l'autre, et la première entrée peut être située au niveau de la première extrémité de la première cavité et la seconde entrée peut être située au niveau de la première extrémité de la seconde cavité. [0016] La pluralité de premières buses peut comprendre quatre premières buses et la pluralité de secondes buses peut comprendre quatre secondes buses. Brève description des dessins [0017] [fig.1] est une vue en perspective d'un exemple de véhicule. [0018] [fig.2] est une vue en perspective d'un exemple d'appareil capteur du véhicule. 3 100191 Ifig.31 est un schéma d'un exemple de système de nettoyage de capteur du véhicule. [0020] [fig.4] est une vue en coupe d'un exemple d'élément annulaire de l'appareil capteur. [0021] [fig.5] est une vue en perspective de l'élément annulaire. [0022] [fig.6] est une vue de dessus de l'appareil capteur. [0023] [fig.7A] est une vue en coupe d'un exemple de première buse de l'élément annulaire. [0024] [fig.7B] est une vue en coupe d'un exemple de seconde buse de l'élément annulaire. DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0025] Un appareil capteur 32 pour un véhicule 30 comprend une fenêtre de capteur cy- lindrique 34 définissant un axe A et un élément annulaire tubulaire 36 fixe par rapport à la fenêtre de capteur 34 et sensiblement centré autour de l'axe A. L'élément annulaire 36 comprend une pluralité de premières buses 38 et de secondes buscs 40 disposées en alternance autour de l'élément annulaire 36. Les premières buses 38 ont chacune une direction dc décharge dans une direction radialement vers l'intérieur et axiale formant un premier angle 0 avec l'axe A. Les secondes buses 40 ont chacune une direction de décharge dans une direction radiale vers l'intérieur et axiale formant un second angle cp avec Faxe A et le second angle p est différent du premier angle O. [0026] L'appareil capteur 32 offre une bonne couverture lors du nettoyage de la fenêtre de capteur 34. Les différents premier angle 0 et second angle p fournissent une couverture de nettoyage le long d'une hauteur de la fenêtre dc capteur 34. L'appareil capteur 32 a une conception robuste sans pièces mobiles pour distribuer le liquide provenant des premières buscs 38 et des secondes buses 40 ; autrement dit, l'élément annulaire 36, comprenant les premières buscs 38 et les secondes buses 40, n'a pas de pièces mobiles. L'appareil capteur 32 utilise un liquide pour le nettoyage d'une manière efficace. [0027] En référence à la figure 1, le véhicule 30 peut être n'importe quel véhicule de tourisme ou véhicule commercial tel qu'une voiture, un camion, un véhicule utilitaire sport, un véhicule mufti-segment, une fourgonnette, une mini-fourgonnette, un taxi, un bus, etc. [0028] Le véhicule 30 peut être un véhicule autonome. Un ordinateur de véhicule peut être programmé pour faire fonctionner le véhicule 30 indépendamment de l'intervention d'un conducteur humain, complètement ou dans une moindre mesure. L'ordinateur du véhicule peut être programmé pour faire fonctionner la propulsion, le système de freinage, la direction et/ou d'autres systèmes de véhicule en fonction des données reçues d'un capteur 42, ainsi que d'autres capteurs. Aux fins de cette description, un fonctionnement autonome signifie que l'ordinateur du véhicule commande la propulsion, le système de freinage et la direction sans intervention d'un conducteur humain ; un fonctionnement semi-autonome signifie que l'ordinateur du véhicule commande un ou deux éléments parmi la propulsion, le système de freinage et la direction et qu'un conducteur humain commande le reste ; et un fonctionnement non autonome signifie qu'un conducteur humain commande la propulsion, le système dc freinage et la direction. [0029] Le véhicule 30 comprend une carrosserie 44. Le véhicule 30 peut être d'une construction monocoque, dans laquelle un châssis et la carrosserie 44 du véhicule 30 sont un seul composant. Le véhicule 30 peut, en variante, être d'une construction carrosserie sur châssis, dans laquelle le châssis supporte la carrosserie 44 qui est un composant distinct du châssis. Le châssis et la carrosserie 44 peuvent être formés de tout matériau approprié, par exemple en acier, en aluminium, etc. La carrosserie 44 comprend des panneaux de carrosserie 46, 48 définissant partiellement un extérieur du véhicule 30. Les panneaux de carrosserie 46, 48 peuvent présenter une surface de classe A, par exemple une surface finie exposée à la vue d'un client et exempte d'imperfections et de défauts inesthétiques. Les panneaux de carrosserie 46, 48 comprennent, par exemple, un toit 48, etc. [0030] Une nacelle 50 destinée à supporter le capteur 42 peut être fixée au véhicule 30, par exemple à l'un des panneaux de carrosserie 46, 48 du véhicule 30, par exemple au toit 48. Par exemple, la nacelle 50 peut être formée pour pouvoir être fixée au toit 48, par exemple, peut avoir une forme correspondant à ou suivant un contour du toit 48. La nacelle 50 peut être fixée au toit 48, ce qui peut fournir au capteur 42 un champ de vision dégagé d'une zone autour du véhicule 30. La nacelle 50 peut être constituée, par exemple, de plastique ou de métal. [0031] En référence à la figure 2, une base 52 peut être montée sur la nacelle 50, comme illustré sur la figure 1, ou sur l'un des panneaux de carrosserie 46, 48, par exemple, le toit 48. La base 52 peut s'étendre vers le haut à partir de la nacelle 50, comme le montre la figure 1, ou être partiellement ou totalement encastrée à l'intérieur de la nacelle 50. La base 52 a une forme cylindrique orientée verticalement, c'est-à-dire définissant l'axe A qui est sensiblement vertical. [0032] Un boîtier de capteur 54 est monté sur la base 52. Le boîtier de capteur 54 supporte le capteur 42, et le boîtier de capteur 54 avec la fenêtre de capteur 34 enferme le capteur 42 et protège le capteur 42 de l'environnement ambiant. Le boîtier de capteur 54 peut être cylindrique, orienté verticalement et sensiblement centré sur l'axe A. [0033] Le capteur 42 peut détecter le monde extérieur, par exemple, des objets et/ou des ca- ractéristiques de l'environnement du véhicule 30, tels que d'autres véhicules, des marquages de voie, des feux et/ou des panneaux de signalisation, des piétons, etc. Par exemple, le capteur 42 peut être un capteur radar, un télémètre laser à balayage, un dispositif de détection de lumière et de télémétrie (LIDAR), ou un capteur de traitement d'image tel qu'une caméra. En particulier, le capteur 42 peut être un dispositif LIDAR. Un dispositif LIDAR détecte les distances aux objets en émettant des impulsions laser et en mesurant le temps de vol pour que l'impulsion se déplace vers l'objet et revienne à son point de départ. Le capteur 42 est monté sur le boîtier de capteur 54 et disposé à l'intérieur de la fenêtre de capteur 34 et du boîtier de capteur 54. [0034] La fenêtre de capteur 34 est cylindrique et creuse. La fenêtre de capteur 34 est sen- siblement centrée sur la base 52, c'est-à-dire que la fenêtre de capteur 34 définit l'axe A. La fenêtre de capteur 34 est montée sur le boîtier de capteur 54. La fenêtre de capteur 34 s'étend vers le haut depuis la base 52 et le boîtier de capteur 54. La fenêtre de capteur 34 a un diamètre extérieur inférieur à un diamètre intérieur de l'élément annulaire 36. La fenêtre de capteur 34 est transparente au moins pour, c'est-à-dire permet de laisser passer sensiblement, une longueur d'onde de lumière émise par le capteur 42. Le capteur 42 a un champ de vision horizontal à 360 à travers la fenêtre de capteur 34. [0035] L'élément annulaire 36 a une forme toroïdale définissant l'axe A. L'élément annulaire 36 a une forme tubulaire s'étendant le long de la forme toroïdale. [0036] L'élément annulaire 36 est fixe par rapport à la fenêtre de capteur 34 et sensiblement centré sur l'axe A. Par exemple, l'élément annulaire 36 est monté fixement sur la base 52, et le boîtier de capteur 54 et la fenêtre de capteur 34 sont également montés de manière fixe sur la base 52. L'élément annulaire 36 est espacé de la fenêtre de capteur 34 le long de l'axe A ; par exemple, comme représenté sur la figure 2, l'élément annulaire 36 est disposé en dessous d'une partie inférieure de la fenêtre de capteur 34. L'élément annulaire 36 est espacé radialement de la fenêtre de capteur 34 ; par exemple, comme le montre la figure 2, le diamètre intérieur de l'élément annulaire 36 est supérieur à un diamètre extérieur de la fenêtre de capteur 34. [0037] En référence à la figure 3, un système de purification d'air 56 comprend un com- presseur 58, un filtre 60, des conduites d'alimentation en air 62 et des buses d'air 64. Le compresseur 58, le filtre 60 et les buses d'air 64 sont reliés tluidiquement les uns aux autres (c'est-à-dire que le liquide peut s'écouler de l'un à l'autre) en séquence à travers les conduites d'alimentation en air 62. [0038] Le compresseur 58 augmente la pression d'un gaz en forçant, par exemple, du gaz supplémentaire à pénétrer dans un volume constant. Le compresseur 58 peut être n'importe quel type de compresseur approprié, par exemple un compresseur à déplacement positif tel qu'un piston liquide ionique alternatif, une vis rotative, une aube rotative, un piston rotatif, un compresseur à spirale ou à membrane; un compresseur dynamique tel qu'un compresseur à bulles d'air, centrifuge, diagonal, à flux mixte ou à flux axial; ou tout autre type approprié. [0039] Le filtre 60 élimine des particules solides telles que la poussière, le pollen, la moisissure, la poussière et les bactéries de l'air circulant à travers le filtre 60. Le filtre 6 60 peut être n'importe quel type de filtre approprié, par exemple du papier, de la mousse, du coton, de l'acier inoxydable, un bain d'huile, etc. [0040] Les conduites d'alimentation en air 62 s'étendent du compresseur 58 au filtre 60 et du filtre 60 aux buses d'air 64. Les conduites d'alimentation en air 62 peuvent être, par exemple, des tubes flexibles. [0041] Un système de nettoyage de liquide 66 du véhicule 30 comprend un réservoir 68, une pompe 70, des conduites d'alimentation en liquide 72, des vannes 74, les premières buses 38 et les secondes buses 40. Le réservoir 68, la pompe 70, les vannes 74 et les premières buses 38 et secondes buses 40 sont reliées fluidiquemcnt l'une à l'autre (autrement dit, le liquide peut s'écouler de l'une à l'autre). Le système de nettoyage de liquide 66 distribue le liquide lave-glace stocké dans le réservoir 68 aux premières buses 38 et aux secondes buses 40. Le « liquide lave-glace » fait référence à tout liquide stocké dans le réservoir 68 pour le nettoyage. Le liquide lave-glace peut comprendre des solvants, des détergents, des diluants tels que l'eau, etc. [0042] Le réservoir 68 peut être un réservoir pouvant être rempli de liquide, par exemple du liquide lave-glace pour le nettoyage des vitres. Le réservoir 68 peut être disposé à l'avant du véhicule 30, plus précisément, dans un compartiment moteur à l'avant d'une cabine passagers. Le réservoir 68 peut stocker le liquide lave-glace uniquement pour alimenter l'appareil capteur 32 ou également à d'autres fins, telles que l'alimentation du pare-brise. [0043] La pompe 70 peut faire passer de force le liquide lave-glace à travers les conduites d'alimentation en liquide 72 vers les vannes 74 puis vers les premières buses 38 et secondes buses 40 avec une pression suffisante pour que le liquide lave-glace réalise une pulvérisation à partir des premières buses 38 et secondes buses 40. La pompe 70 est reliée fluidiquement au réservoir 68. La pompe 70 peut être fixée ou disposée dans le réservoir 68. [0044] Les conduites d'alimentation en liquide 72 s'étendent de la pompe 70 aux vannes 74 et des vannes 74 aux premières buses 38 et secondes buses 40. Les conduites d'alimentation en liquide 72 peuvent être, par exemple, des tubes flexibles. [0045] Les vannes 74 peuvent être indépendamment ouvertes et fermées, pour permettre au liquide lave-glace de s'écouler à travers ou de bloquer le liquide lave-glace ; autrement dit, chaque vanne 74 peut être ouverte ou fermée en changeant l'état de l'autre vanne 74. Les vannes 74 peuvent être tout type de vanne approprié, par exemple une vanne à boisseau sphérique, une vanne papillon, une vanne d'étranglement, une vanne à passage direct, une vanne à soupape, etc. [0046] En référence à la figure 4, l'élément annulaire 36 comprend une première cavité 76 et une seconde cavité 78. La première cavité 76 est allongée le long d'une forme semi-circulaire autour de l'axe A s'étendant à travers une première moitié de l'élément 7 annulaire 36, et la seconde cavité 78 est allongée le long d'une forme semi-circulaire autour de l'axe A s'étendant à travers une seconde moitié de l'élément annulaire 36 qui ne chevauchent pas la première moitié. La première cavité 76 et la seconde cavité 78 s'étendent chacune des premières extrémités 80 aux secondes extrémités 82. Les premières extrémités 80 sont adjacentes les unes aux autres et les secondes extrémités 82 sont adjacentes les unes aux autres. La première cavité 76 et la seconde cavité 78 sont isolées fluidiquement l'une de l'autre ; autrement dit la première cavité 76 et la seconde cavité 78 sont agencées de sorte que le liquide ne peut pas s'écouler de l'une à l'autre. Par exemple, une première barrière 84 est disposée entre les premières extrémités 80 et une seconde barrière 86 est disposée entre les secondes extrémités 82. La première barrière 84 et la seconde barrière 86 empêchent le liquide lave-glace de s'écouler entre la première cavité 76 et la seconde cavité 78. [0047] En référence aux figures 4 et 5, une première entrée 88 est reliée fluidiquement à la première cavité 76, et une seconde entrée 90 est reliée fluidiquement à la seconde cavité 78. La première entrée 88 est située au niveau de la première extrémité 80 de la première cavité 76 et la seconde entrée 90 est située au niveau de la première extrémité 80 de la seconde cavité 78. La première entrée 88 et la seconde entrée 90 relient l'élément annulaire 36 par le dessous de l'élément annulaire 36. [0048] En référence à la figure 6, les buses d'air 64 sont positionnées pour se décharger entre l'élément annulaire 36 et la fenêtre de capteur 34. Les buscs d'air 64 sont positionnées radialement entre la fenêtre de capteur 34 et l'élément annulaire 36, c'est-à-dire plus loin de l'axe A que la fenêtre de capteur 34 et plus près de l'axe A que l'élément annulaire 36. Les buses d'air 64 sont orientées pour se décharger dans une direction parallèle à l'axe A, par exemple verticalement vers le haut. Les buses d'air 64 sont positionnées en dessous de la fenêtre de capteur 34 et sont disposées circonférentiellement autour de la fenêtre de capteur 34. [0049] L'élément annulaire 36 comprend les premières buses 38 et les secondes buses 40. Les premières buses 38 et les secondes buses 40 sont disposées en alternance autour de l'élément annulaire 36 ; c'est-à-dire que chaque première buse 38 est circonférentiellement adjacente à une seconde buse 40 dans chaque direction et chaque seconde buse 40 est circonférentiellement adjacente à une première buse 38 dans chaque direction. Les premières buses 38 et secondes buses 40 sont espacées sensiblement uniformément autour de l'élément annulaire 36 ; autrement dit, la distance entre chaque première ou seconde buse 38, 40 et la première ou la seconde buse adjacente 38, 40 est sensiblement la même. Les premières buses 38 peuvent comprendre quatre premières buses 38, et les secondes buses 40 peuvent comprendre quatre secondes buses 40. [0050] La première cavité 76 est reliée fluidiquement à un premier ensemble des premières buses 38 et des secondes buses 40, et la seconde cavité 78 est reliée fluidiquement à un 8 second ensemble des premières buses 38 et des secondes buses 40. Le premier ensemble des premières buses 38 et des secondes buses 40 comprend une première moitié des premières buses 38, par exemple, deux premières buses 38 et une première moitié des secondes buses 40, par exemple, deux secondes buses 40. Le second ensemble des premières buses 38 et des secondes buses 40 comprend une seconde moitié des premières buses 38, par exemple, les deux autres premières buses 38 et une seconde moitié des secondes buses 40, par exemple, les deux autres secondes buses 40. [0051] En référence aux figures 7A à B, les premières buses 38 et secondes buses 40 sont des buses à liquide. Les premières buses 38 et les secondes buses 40 sont conçues pour pulvériser du liquide selon un motif à éventail plat, comme illustré sur la figure 2. Les premières buses 38 et secondes buses 40 comprennent chacune une surface de déviation 92, qui est plate, et une sortie 94 dirigée vers la surface de déviation respective 92. Le liquide sortant de la première cavité 76 ou de la seconde cavité 78 par l'une des sorties 94 frappe la surface de déviation respective 92 et se propage dans le motif à éventail plat défini par la surface de déviation 92. [0052] Les premières buses 38 ont chacune une direction de décharge dans une direction ra- dialement vers l'intérieur et axiale, c'est-à-dire une direction qui est vers l'axe A et le long de l'axe A. formant le premier angle 0 avec l'axe A. Les secondes buses 40 ont chacune une direction de décharge dans une direction radialement vers l'intérieur et axiale formant le second angle cp avec l'axe A. Le second angle p est différent du premier angle O. Les surfaces de déviation 92 des premières buses 38 définissent chacune le premier angle 0 avec l'axe A, et les surfaces de déviation 92 des secondes buses 40 définissent chacune le second angle p avec l'axe A. [0053] En fonctionnement, le système de nettoyage de liquide 66 peut être activé, par exemple, lorsque la fenêtre de capteur 34 devient sale ou obstruée, à intervalles réguliers, ou sur la base d'autres déclencheurs. La pompe 70 fait entrer par force le liquide lave-glace à travers la première entrée 88 vers la première cavité 76 et à travers la seconde entrée 90 vers la seconde cavité 78. Les vannes 74 peuvent être activées de sorte que le liquide lave-glace est pompé vers une seule de la première cavité 76 ou de la seconde cavité 78, par exemple, si l'obstruction sur la fenêtre de capteur 34 est d'un seul côté. Le liquide lave-glace passant à travers les premières buses 38 est dirigé vers la fenêtre de capteur 34 selon le premier angle 0 et le liquide lave-glace passant à travers les secondes buses 40 est dirigé vers la fenêtre de capteur 34 selon le second angle y. Le liquide lave-glace provenant des secondes buses 40 arrive sur la fenêtre de capteur 34 plus haut que le liquide lave-glace provenant des premières buses 38, offrant une bonne couverture verticale de la fenêtre de capteur 34. Le système de purification d'air 56 peut être activé, par exemple, pour sécher la fenêtre de capteur 34 après utilisation du système de nettoyage de liquide 66. 9 [0054] L'invention a été décrite à titre illustratif, et il doit être entendu que la terminologie qui a été utilisée est destinée à se présenter sous la forme de mots servant à décrire plutôt qu'à limiter. Les adjectifs « premier » et « second » sont utilisés tout au long de ce document comme des identifiants et ne sont pas destinés à signifier l'importance ou l'ordre. « Sensiblement » tel qu'utilisé ici signifie qu'une dimension, une durée, une forme ou un autre adjectif peuvent légèrement différer de cc qui est décrit en raison des imperfections physiques, des coupures de courant, des variations d'usinage ou d'autre fabrication, etc. De nombreuses modifications et variations de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus, et l'invention peut être mise en pratique autrement que comme décrit spécifiquement. 10