Brevet FR3089262A1 — publié le 20200605

Description Titre de l'invention : Dispositif de distribution de fluide. Domaine technique. [0001] La présente invention concerne un dispositif de distribution d'un fluide, en particulier d'un fluide pour le nettoyage d'une surface d'un dispositif de vision ou d'un capteur d'un véhicule automobile. Plus particulièrement mais non exclusivement, l'invention sc rapporte à un dispositif de distribution de fluide relié à des moyens d'alimentation en liquide de lavage tels qu'un réservoir et apte distribuer du fluide de nettoyage à des organes de nettoyage des différentes surfaces du véhicule automobile. [0002] Jusqu'à présent, les surfaces à nettoyer dans un véhicule automobile étaient rela- tivement limitées en nombre et comprenaient généralement un pare-brise avant, une lunette arrière et des projecteurs avant. De tels dispositifs de distribution de fluide peuvent être dans ce cas simplement conçus et se présentent par exemple sous la forme de pompes bidirectionnelles qui permettent d'alimenter deux organes de nettoyage séquentiellement. Le nombre d'organes de nettoyage étant alors actuellement limité à quatre au maximum (pare-brise, lunette arrière et projecteurs), l'utilisation de deux pompes se révèle être la meilleure solution en termes de simplicité, robustesse et coût. [0003] Or, avec le développement de différents systèmes (l'aide à la conduite, des capteurs sont (le plus en plus utilisés pour assister le conducteur d'un véhicule automobile dans sa conduite. Par exemple, un capteur optique peut être placé au niveau de l'arrière du véhicule afin de permettre au conducteur d'avoir une vision plus aisée des obstacles se situant derrière le véhicule lorsqu'il exécute un créneau. Les capteurs optiques sont ainsi généralement placés à l'extérieur du véhicule, et sont de ce fait particulièrement exposés aux intempéries et à la poussière. Au cours du temps, il se forme une couche de saleté sur la surface optique du capteur, obstruant. partiellement ou complètement le champ de détection du capteur. Il s'avère alors nécessaire de nettoyer régulièrement également la surface optique du capteur pour lui permettre de remplir sa fonction. [0004] Les dispositifs de distribution de fluide actuels ne sont pas adaptés pour le nettoyage d'autant de surfaces, à savoir non seulement les surfaces optiques de vision classique mais également les surfaces des différents capteurs, caméras ou L1DAR, etc. susceptible d'être implantés dans les véhicules automobiles actuels ou futurs. [0005] Une solution consistant simplement à multiplier les organes de nettoyage pour les véhicules automobiles est difficilement envisageable. En effet, l'encombrement généré par la multiplication des pompes associées à chacun des organes de nettoyage, la complexité d'assemblage d'un grand nombre de pompes ne sont pas compatibles avec les exigences actuelles de construction des nouveaux véhicules automobiles. 100061 Ainsi, l'inconvénient de la simple multiplication des pompes réside principalement 2 dans l'encombrement et le montage sur véhicule. En effet, on constate déjà aujourd'hui des difficultés à implanter deux pompes sur un réservoir du fait d'un environnement de plus en plus réduit. Technique antérieure. 100071 L'inconvénient majeur des solutions de distribution présentées dans l'art antérieur est leur nombre de combinaisons limité. En effet, il faudrait être capable d'alimenter jusqu'à trois organes de nettoyage, donc trois sorties de distribution de liquide simultanément, sans notion de combinaison préétablie et avec un temps de réaction de l'ordre de 0.5 secondes. Dès lors, on comprend aisément que chaque sortie doit pouvoir être pilotée indépendamment. [0008] Les solutions à tiroir, plateau rotatif, came ou barillet connues dans l'art antérieur ne permettent pas de répondre à ces exigences. Elles ne permettent pas de réaliser l'ensemble des combinaisons de trois sorties sans arriver à des dimensions inacceptables (par exemple pour neuf sorties cela représente cent trente combinaisons). Elles ne sont pas non plus capables de garantir un temps de réponse de 0.5 secondes pour passer d'une combinaison à une autre. Enfin, lors du changement de combinaison (mouvement du tiroir, disque, came ou barillet), il est nécessaire d'arrêter momentanément la pompe pour ne pas avoir de projection sur une sortie non souhaitée. Or il n'est pas acceptable d'arrêter la pompe alors que le conducteur est en train de laver son pare-brise par exemple et qu'une caméra nécessite un nettoyage pour rester fonctionnelle. [0009] L'invention a notamment pour but de fournir un dispositif permettant de pallier à ces inconvénients, à savoir fournir un dispositif de distribution de fluide permettant d'alimenter de multiples organes de nettoyage simultanément ou indépendamment les uns des autres tout en ayant un faible impact sur l'encombrement global. Résumé de l'invention 100101 A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de distribution d'un fluide du type comprenant un empilement formé d'une pluralité de modules unitaires pourvu chacun d'au moins une nourrice de distribution du fluide, chaque module unitaire comportant une partie hydraulique tubulaire de conduction du fluide configurée pour être montée bout à bout de façon amovible par des extrémités de communication hydraulique mâle et femelle respectives caractérisée en ce que chaque module comprend au moins un moyen à pompe configuré pour propulser le fluide circulant dans la partie hydraulique tubulaire dans la nourrice de distribution du fluide et en ce que chaque module unitaire comprend un moyen de motorisation électrique du moyen à pompe et des moyens électroniques de commande du moyen de motorisation électrique pour activer ou non la pompe. 3 [0011] L'invention décrit un module pompe comprenant une connexion hydraulique et électrique ainsi qu'une sortie hydraulique. Les modules pompe sont destinés à être assemblés entre eux, de manière à former un bloc pompe permettant d'alimenter une multitude de dispositifs de lavage. Un module de base reçoit l'alimentation électrique du véhicule et la connexion hydraulique avec le réservoir. Les autres modules complémentaires sont raccordés pour obtenir le bon nombre de sorties hydrauliques. [0012] Un dispositif selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des carac- téristiques suivantes. [0013] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, chaque module comprend une partie de connexion électrique comprenant des extrémités mâle et femelle de conductivité électrique respectives configurécs pour être raccordées électriquement au moyen de motorisation électrique et au moyen électronique de commande . [0014] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la partie de connexion électrique comprend un embout de connecteur électrique mâle et un embout de connecteur électrique femelle complémentaire formant les extrémités respectivement mâle et femelle de conduction électrique. [0015] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la partie hydraulique comprend un corps creux tubulaire pourvu d'au moins un embout axial tubulaire mâle et d'au moins un embout axial tubulaire femelle complémentaire formant les extrémités respectivement mâle et femelle de communication hydraulique. [0016] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la partie hydraulique tubulaire comprend au moins une chambre hydraulique configurée pour recevoir le moyen à pompe et étant configurée pour être en communication hydraulique avec la nourrice de distribution de fluide. [0017] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen à pompe comprend une turbine de propulsion entraînée en rotation par un arbre du moyen de motorisation électrique. [0018] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la partie hydraulique tubulaire comprend un organe délimitant une partie supérieure en forme de coque formant la chambre hydraulique pourvu en partie inférieure d'un prolongement en forme d'embout configuré pour recevoir un joint assurant l'étanchéité autour d'un arbre du moyen de motorisation électrique. [0019] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, chaque module comprend une carte électronique embarquée formant le moyen électronique de commande du moyen de motorisation électrique. [0020] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un module unitaire de base et au moins un module unitaire complémentaire, le module de base comprenant une pluralité de nourrices de distribution reliées à autant de moyens à pompe et de moyens de motorisation électrique. [0021] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le module unitaire de base et les modules complémentaires sont configurés électroniquement selon un mode maître-esclave Brève description des dessins [0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexes clans lesquels : Fig.1 [0023] [fig.1] illustre un dispositif de distribution de fluide selon l'invention à l'état monté; Fig.2 [0024] [fig.2] illustre le dispositif de la figure 1 à l'état démonté ; Fig.3 [0025] [fig.3] illustre un module de base du dispositif en vue éclatée et en perspective; Fig.4 [0026] [fig.4] illustre le module de base de la figure 3 ; Fig.5 [0027] [fig.5] illustre un module complémentaire du dispositif en vue éclatée et en perspective ; Fig.6 [0028] [fig.6] est une vue en coupe et en perspective du module complémentaire de la figure 5 ; Fig.7 [0029] [fig.7] est und vue en perspective d'un bouchon du dispositif de la figure 1. Description des modes de réalisation [0030] On a représenté sur la figure 1 un dispositif de distribution d'un fluide pour alimenter des dispositifs de lavage d'un véhicule automobile. Ce dispositif 10 est désigné par la référence générale 10. Ce dispositif 10 comprend comme cela est visible une pluralité de nourrices 20 de distribution du fluide. [0031] Conformément à l'invention, le dispositif 10 est formé par un empilement d'un module de base 100 et d'au moins un module complémentaire 200 comme cela est illustré sur la figure 2 représentant l'empilement en état démonté. 100321 Les modules complémentaires 200 sont emboîtés sur le module de base 100 jusqu'à obtenir le nombre de sorties hydrauliques ou nourrices 20 correspondant au nombre d'organes de nettoyage (non représentés) du véhicule automobile considéré. Un bouchon 60 permet dans l'exemple d'obturer le dernier module complémentaire 200 ou le module de hase 100. Chaque module 100 ou 200 comprend un corps formé dans l'exemple en deux parties, une partie couvercle respectivement 102 ou 202 et une partie boîtier respectivement 104 ou 204. [0033] Le module de hase 100 comprend, comme cela est représenté en détail sur les figures 3 et 4, une partie de connexion électrique 40 et une partie hydraulique tubulaire 50. Dans l'exemple décrit, le module de hase 100 comprend au moins une nourrice 20 destinée à alimenter au moins une chambre hydraulique 120 dans laquelle une turbine 36 est entraînée en rotation. La turbine 36 propulse le liquide vers l'orifice de distribution 20 formant la nourrice. La turbine 36 est entraînée en rotation par un moyen de motorisation électrique ou moteur 30. Dans l'exemple décrit, le module de hase 100 comprend une pluralité de nourrices 20 et autant de moyens à pompe 36 et de moteurs 30 reliés électriquement aux moyens à pompe 36. [0034] Le moteur 30 est maintenu par exemple un support moteur 34 et le couvercle 102 du module de base 100. Le support moteur 34 comprend un organe en forme de coque évasée en partie supérieure et prolongée en partie inférieure radialement par un embout. Cet embout est conformé dans l'exemple décrit pour loger dans cet exemple un joint d'étanchéité 32 autour d'un axe du moyen de motorisation électrique 30 connectée à la turbine 36. Un tel joint 32 est désigné par joint d'axe. Le joint d'axe 32 assure l'étanchéité entre la chambre hydraulique 38 et un logement du moteur 30 formé dans la partie boîtier 204. [0035] Le dispositif 10 comprend encore une pluralité de modules complémentaires désignés par la référence 200 et représentés en détail sur les figures 5 et 6. Les modules complémentaires 200 sont construits sensiblement selon la même architecture que le module de base principal 100. La différence est que ces modules complémentaires 200 ont une unique partie hydraulique 50, une unique chambre hydraulique 38, une unique turbine 36, un unique moteur 30, un unique support moteur 34 et un unique joint d'axe 32. Les modules complémentaires 200 présentent également des interfaces de connexion électrique amont et aval complémentaires 52, 54 et des interfaces de connexion hydraulique amont et aval complémentaires 42, 44. Les interfaces servent à la connexion avec le module de base 100 ou avec un ou des modules complémentaires 200 adjacents. [0036] De préférence, le module de base 100 et les modules complémentaires 200 fonc- tionnent selon une configuration maître-esclave. [0037] Les modules esclave 200 sont également équipés d'une carte électronique 208 qui sert à la communication avec le module de base 100. Cette carte électronique 208 6 reçoit la connexion électrique du moteur 30 ainsi que la liaison avec des languettes ou broches 212 de connexion électrique aux connecteurs mâle et femelle 52, 54. [0038] De préférence, le module principal 100 embarque également une carte électronique 108 qui permet de communiquer aussi bien avec le véhicule qu'avec les modules pompe esclaves 200. Cette carte 108 reçoit la connexion électrique des moteurs 30 ainsi que la liaison avec les languettes 112 des interfaces de connecteur électrique mâle 54 et femelle 52. [0039] En illustration sur la figure 7, le bouchon 60 comprend un corps fermé à une extrémité et ouvert à l'autre extrémité et comprenant un embout de connecteur femelle électrique 64 complémentaire aux embouts mâles 44 des modules 100 ou 200 et un embout de connecteur hydraulique 66 complémentaire aux embouts mâle 54 des modules 100 ou 200. [0040] La solution proposée permet d'accoler une multitude de pompes les unes aux autres. La distance entre deux pompes peut donc être diminuée, et l'encombrement général est réduit. [0041] Le dispositif 10 de l'invention peut être fixé directement sur le véhicule et non plus sur le réservoir comme cela se fait actuellement (les réservoirs ne permettent pas d'embarquer ce type de composant par manque de place). Cc nouveau type de fixation permettra un gain de place sur les réservoirs et donc un gain de volume, ainsi que des réservoirs plus simples à réaliser. [0042] En outre, le dispositif selon l'invention ne présente qu'une seule connexion électrique avec le véhicule et une seule connexion hydraulique avec le réservoir. Le montage est donc facilité sur la ligne d'assemblage du véhicule en comparaison avec la connexion d'un grand nombre de pompes indépendantes. De même, l'ensemble des pompes forme un bloc unique, qui sera fixé dans le véhicule lors d'une unique opération au lieu de fixer toutes les pompes individuellement. [0043] Le dispositif proposé autorise une modularité du nombre de pompes. Le nombre de sous-ensembles hydrauliques (chambre 38, turbine 36, moteur 30, nourrice 20) du module de base 100 doit être déterminé pour couvrir les besoins minimum de l'ensemble des configurations véhicules. Pour les modèles présentant plus d'options, des modules pompe esclaves 200 peuvent alors être ajoutés à la demande. [0044] Le fait d'utiliser plusieurs sous-ensembles hydrauliques indépendants permet de réaliser toutes les combinaisons possibles. En effet, les sous-ensembles hydrauliques n'ont pas d'influence les uns sur les autres, et peuvent être pilotés indépendamment grâce aux cartes électroniques du module de base 100 et des modules pompe complémentaires 200. Il est alors possible d'activer et de désactiver chaque pompe au moment voulu. [0045] La contrainte de temps de réaction peut être optimisée grâce au principe de 7 l'invention. Il est en effet basé sur l'utilisation de pompes similaires à celles utilisées pour les organes de nettoyage actuels. Ces pompes garantissent aujourd'hui un temps de réaction de l'ordre de 0.5 secondes. Le dispositif de l'invention proposé est donc également en mesure d'assurer ce temps de réponse. [0046] Les dispositifs de l'état de l'art à tiroir, disque ou barillet nécessitent d'arrêter mo- mentanément la pompe lors du changement de combinaison pour ne pas créer de projection sur une voie non souhaitée. Le fait d'utiliser des sous-ensembles hydrauliques indépendants permet de s'affranchir de cette contrainte. Pour changer de combinaison, il suffit en effet d'activer ou de désactiver la pompe souhaitée, sans impact sur les autres (celles qui sont déjà activées et celles qui sont au repos). Il n'y a donc pas de coupure intempestive du lavage qui pourrait mécontenter le conducteur, voire entraîner un danger si le nettoyage est interrompu à un moment critique. De même, il n'y a pas de risque de projections de fluide intempestive sur une surface quelconque. [0047] Le module de base 100 peut être composé d'un nombre de pompes suffisant pour assurer les fonctions de nettoyage minimum nécessaires sur un véhicule de base. Il est représenté ici avec quatre sous-ensembles hydrauliques d'après les connaissances des besoins actuels (lavage pare-brise, lunette arrière, projecteurs, une caméra). On peut bien entendu imaginer cc module de hase avec un nombre différent de sous-ensembles hydrauliques. On ajoutera ensuite les modules pompe complémentaires au besoin selon la catégorie du véhicule. [0048] L'architecture des sous-ensembles hydrauliques est basée sur la définition actuelle des pompes de lavage, à savoir des pompes à turbine. Il est évident que toute autre technologie de pompe peut être imaginée, ce qui ne change rien au concept de bloc pompe composé d'un module de base et de modules pompe complémentaires. [0049] Afin de limiter le nombre de faisceaux, le système a été défini avec une seule connectique électrique avec le véhicule en entrée du module de base. L'ensemble des connexions est ensuite géré à l'intérieur du système, via des connecteurs internes à trois broches (alimentation, masse et signal). L'activation des différentes pompes est alors gérée par une intelligence embarquée sur les différentes cartes électroniques. [0050] Ainsi, il est envisageable d'implanter une unique carte électronique dans le module de base 100, apte à piloter l'activation des modules de pompe complémentaires 200, par exemple au moyen d'une liaison directe par faisceau électrique ou par un cadre-guide (connu sous la terminologie anglo-saxonne, « lead frame »). Un tel agencement permettrait d'économiser l'implantation d'une carte électronique dans chaque module pompe. En revanche, dans ce cas, il faudrait prévoir autant de broches en sortie de module de base que de modules pompe complémentaires à connecter. Ceci pourrait limiter le nombre de modules pompe à raccorder par le nombre de broches disponibles. 8 Le système deviendrait alors moins modulaire et le raccordement des modules pompe serait plus complexe. [0051] Pour résumer, l'invention permet un encombrement réduit, un assemblage simplifié grâce à une modularité tout en répondant aux exigences fonctionnelles. [0052] Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. D'autres modes de réalisation à la portée de l'homme du métier peuvent aussi être envisagés sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]