Brevet FR3122386A1 — publié le 20221104

Titre : Module de nettoyage pour un dispositif de protection d’un élément optique pour véhicule automobile L’invention concerne un module de nettoyage (1) pour un dispositif de protection (3) d’un élément optique (5), le module (1) comportant d’une part un stator (9) et d’autre part une couronne rotative (11) destinée à être entraînée en rotation et comportant au moins un système d’essuyage (13) configuré pour se déplacer suivant un mouvement alternatif sur une surface (7) du dispositif de protection (3) pour la nettoyer, le module de nettoyage comportant un système mécanique résonnant (15) comprenant une extrémité 15a) solidaire du stator (9) et une extrémité (15b) solidaire de la couronne rotative (11) et en ce que ledit système mécanique résonnant (15) est configuré pour être déformé au cours du mouvement rotatif de la couronne (11) de manière à emmagasiner puis restituer de l’énergie au système d’essuyage (13) pendant son déplacement sur la surface (7). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Module de nettoyage pour un dispositif de protection d’un élément optique pour véhicule automobile La présente invention se rapporte à un module de nettoyage pour un dispositif de protection d’un élément optique équipant un véhicule automobile. Actuellement, de nombreux éléments optiques équipent un grand nombre de véhicules automobiles afin de faciliter le stationnement de ces derniers, ou encore pour offrir au véhicule automobile une certaine autonomie. De tels éléments optiques sont généralement installés à l’extérieur du véhicule automobile, par exemple au niveau du toit, des ailes avant ou arrière, des rétroviseurs, ou encore des montants latéraux du pare-brise du véhicule automobile. Ainsi, ces éléments optiques sont fortement exposés aux salissures organiques ou minérales, comme la poussière ou des insectes et également aux intempéries qui peuvent laisser des traces d’eau par exemple dans le champ de vision de l’élément optique, ce qui peut nuire à sa bonne opérabilité. Afin de remédier à ces désagréments, le véhicule automobile est généralement équipé d’un module de nettoyage configuré pour nettoyer l’élément optique en question. Dans le cas particulier ou celui-ci est placé sur le toit du véhicule automobile, le module de nettoyage comprend par exemple une couronne rotative destinée à être déplacée en rotation autour d’un dispositif de protection de l’élément optique. La couronne rotative comporte au moins un système de nettoyage, tel qu’un balai d’essuie-glace, configuré pour nettoyer une ou plusieurs surfaces de protection de capteurs d’informations et d’assistance à la conduite. La couronne rotative est destinée à être entraînée en rotation par un moteur implanté au niveau du toit du véhicule automobile pour déplacer les systèmes de nettoyage suivant un mouvement alternatif de va-et-vient sur la ou les surfaces de protection du ou des éléments optiques disposés sur le toit du véhicule. La couronne rotative tourne donc sur elle-même de sorte que les systèmes de nettoyage essuient la ou les surfaces du dispositif de protection de l’élément optique. Toutefois, un couple moteur élevé est nécessaire pour assurer la mise en rotation , l’arrêt ou encore un changement de sens de rotation de la couronne rotative. De plus, les accélérations et décélérations importantes du ou des systèmes de nettoyage s’accompagnent d’une forte dissipation d’énergie au cours de leur mouvement. Dans le cas où le ou les systèmes de nettoyage sont disposés sur la périphérie de la couronne rotative, leur inertie peut par ailleurs faire apparaître des effets centrifuges au cours de leur déplacement. Ces sollicitations peuvent conduire à une usure prématurée, voire être à l’origine d’une rupture des matériaux qui peut potentiellement entraîner le dysfonctionnement du module de nettoyage. Un objet de la présente invention est de résoudre au moins partiellement un inconvénient de l’état de la technique. À cet effet, l’invention a pour objet un module de nettoyage pour un dispositif de protection d’un élément optique, le module de nettoyage comportant d’une part un stator et d’autre part une couronne rotative destinée à être entraînée en rotation autour d’un axe par un moteur, la couronne rotative comportant au moins un système d’essuyage tel qu’un balai d’essuie-glace configuré pour se déplacer suivant un mouvement alternatif sur une surface du dispositif de protection d’un élément optique pour nettoyer celle-ci, le module de nettoyage comportant également au moins un système mécanique résonnant qui comprend une première extrémité solidaire du stator et une deuxième extrémité solidaire de la couronne rotative, le système mécanique résonnant étant configuré pour être déformé au cours du mouvement rotatif de la couronne de manière à emmagasiner puis restituer de l’énergie au système d’essuyage pendant le déplacement de celui-ci sur la surface du dispositif de protection d’un élément optique . Le système mécanique résonnant équipant un tel module de nettoyage permet d’accumuler de l’énergie, puis de restituer celle-ci au système de nettoyage au cours du son déplacement, ce qui permet de limiter le couple moteur nécessaire pour gérer la rotation de la couronne et pour corriger la position du système de nettoyage à un instant donné. Il suffit alors d’une série d’impulsions pour entretenir le mouvement rotatif de la couronne afin de compenser la perte d’énergie qui est par exemple due aux frottements. Le système mécanique résonnant permet également de compenser au moins partiellement la perte d’énergie subie par le système d’essuyage au cours de ses déplacement. L’invention peut en outre comprendre un ou plusieurs des aspects suivants pris seuls ou en combinaison : – le au moins un système mécanique résonnant est un ressort de torsion ; – l’axe dudit ressort de torsion est coaxial avec l’axe de rotation de la couronne rotative ; – le au moins un système mécanique résonnant est un ressort de traction-compression disposé dans une zone contiguë à la périphérie de la couronne rotative ; – le module de nettoyage comporte un moyen d’arrêt permettant de bloquer le système d’essuyage dans une position d’arrêt sur la surface du dispositif de protection d’un élément optique ; – le système mécanique résonnant est précontraint lorsque le système d’essuyage est dans sa position d’arrêt ; – en position d’arrêt, le système mécanique résonnant est comprimé ; – en position de d’arrêt, le système mécanique résonnant est tendu ; – deux éléments optiques sont protégés par la surface du dispositif de protection et le système d’essuyage est immobilisé entre les deux éléments optiques lorsqu’il atteint sa position d’arrêt ; – le module de nettoyage comprend un dispositif amortissant configuré pour atténuer la vitesse de déplacement du système d’essuyage sur la surface du dispositif de protection d’un élément optique au point de retournement ; – le dispositif amortissant est disposé sur le stator du module de nettoyage et aux extrémités de la trajectoire du système d’essuyage ; et – le dispositif amortissant est solidaire du système d’essuyage. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : La représente une vue isométrique partielle d’un premier mode de réalisation du module de nettoyage avec un premier exemple de système d’essuyage ; La représente une vue schématique partielle des éléments optiques et du module de nettoyage de la vue de haut ; La représente une vue schématique d’une surface de protection du ou des éléments optiques et d’une portion du module de nettoyage suivant un deuxième mode de réalisation ; La représente une vue similaire à la dans laquelle le système d’essuyage occupe une première position d’arrêt ; La représente une vue similaire à la dans laquelle le système d’essuyage occupe une deuxième position d’arrêt ; La représente une vue similaire à la avec un deuxième exemple de système d’essuyage. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se 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 ou interchangées pour fournir d’autres réalisations. Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps. La montre une représentation schématique d’un module de nettoyage 1 destiné à être agencé sur le toit d’un véhicule automobile (non représenté). Ce module de nettoyage 1 est configuré pour assurer la propreté du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 (pas visible sur la ) disposé sur ce même toit du véhicule automobile. Le dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 présente une surface 7, préférentiellement transparente, pour protéger l’élément optique 5 situé derrière la surface 7 contre les salissures extérieures. Cette surface 7 peut être cylindrique ou bien comprendre plusieurs vitres planes. Le dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 peut par exemple comprendre entre six et dix surfaces 7 vitrées planes disposées bord à bord de façon à former un polygone entourant ledit élément optique 5, qui peut notamment se situer au centre du polygone ainsi formé. Seule l’une des vitres planes de la surface 7 est représentée sur la . Le module de nettoyage 1 comprend un stator 9 fixé au véhicule automobile et une couronne rotative 11 disposée autour du stator 9. La couronne rotative 11 est destinée à être entraînée en rotation autour d’un axe Y par un moteur comportant un rotor (non représenté sur les figures). La couronne rotative 11 se déplace donc autour du dispositif de protection 3 du ou des éléments optiques 5, le dispositif de protection 3 et le ou les éléments optiques 5 étant fixes dans le référentiel du toit du véhicule automobile. La couronne rotative 11 comprend au moins un système d’essuyage 13 tel qu’un balai d’essuie-glace 13a configuré pour se déplacer suivant un mouvement alternatif sur la surface 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 pour nettoyer celle-ci. Le système d’essuyage 13 peut notamment être disposé sur la périphérie 11a de la couronne rotative 11, comme illustré notamment sur la . Plus particulièrement, cette périphérie 11a peut être liée au centre 11b de la couronne rotative 11 par plusieurs bras 11c qui s’étendent radialement entre ledit centre 11b et ladite périphérie 11a, à la manière des rayons d’une roue. Le nombre de balais d’essuie-glace 13a équipant le système de nettoyage 13 porté par la couronne rotative 11 d’un dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 peut notamment être compris entre un et dix. Sur l’exemple de la , seuls deux balais d’essuie-glace 13a sont représentés. Le ou les balais d’essuie-glace 13a sont notamment configurés pour se déplacer suivant un mouvement alternatif sur une surface 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 pour nettoyer celle-ci. Ils comportent par exemple une ou plusieurs lames d’essuyage destinées à être plaquées sur la surface 7 et déplacées sur celle-ci lors d’une phase de nettoyage. Par « mouvement alternatif », on entend ici que le sens de déplacement du ou des balais d’essuie-glace 13a est amené à être modifié, le plus souvent inversé au cours de l’utilisation du module de nettoyage 1. Il est possible de déterminer la position angulaire et/ou la vitesse angulaire de la couronne rotative 11 à partir de la position angulaire de l’arbre du rotor au sein du moteur destiné à entraîner ladite couronne 11 dans son mouvement. L’arbre du rotor est par exemple équipé d’un aimant multipolaire qui, lorsque l’arbre du rotor effectue un mouvement de rotation, modifie le champ magnétique perçu par des capteurs configurés pour évaluer précisément ce champ magnétique. La position angulaire de l’arbre du rotor permet entre autres de piloter la commutation des bobines qui équipent le stator. Afin d’évaluer la position angulaire et/ou la vitesse angulaire de la couronne rotative 11 et de corriger ces paramètres si nécessaire, il est possible soit d’utiliser le ratio de réduction du moteur, ce qui est la solution la plus économique, mais cette technique présente un certain degré d’incertitude à cause du jeu mécanique au sein d’un réducteur disposé entre l’arbre du rotor et l’arbre de sortie, soit d’équiper directement l’arbre de sortie avec un système comprenant un aimant multipolaire et un capteur magnétique comme celui décrit précédemment, ce qui présente une solution plus fiable, mais également plus coûteuse. Ajuster la position angulaire et/ou la vitesse angulaire de la couronne rotative 11 permet de corriger les erreurs de positionnement dues au moins partiellement aux pertes d’énergie générées lors des frottements du ou des systèmes d’essuyage 13 sur la vitre 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5. Cependant, ces ajustements sont eux aussi coûteux en énergie et sollicitent très fortement le mécanisme du module de nettoyage 1. Afin de limiter les pertes énergétiques lors de ces ajustements au cours de l’utilisation du module de nettoyage 1, celui-ci comprend par ailleurs au moins un système mécanique résonnant 15 qui est configuré pour être déformé au cours du mouvement rotatif de la couronne 11 de manière à emmagasiner puis restituer de l’énergie au système d’essuyage 13 pendant le déplacement de celui-ci sur la surface 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5. Le système mécanique résonnant 15 permet ainsi de compenser au moins partiellement la perte d’énergie subie par le système d’essuyage 13 au cours de ses déplacements. Le système mécanique résonnant 15 comprend plus particulièrement une première extrémité 15a solidaire du stator et une deuxième extrémité 15b solidaire de la couronne rotative 11. Il s’agit par exemple d’un système élastique, tel un ressort. Selon un premier mode de réalisation du module de nettoyage 1, le au moins un système mécanique résonnant 15 est un ressort de torsion 15’, comme illustré plus particulièrement sur la . L’axe dudit ressort de torsion 15’ est par exemple coaxial avec l’axe de rotation Y de la couronne rotative 11. La première extrémité 15a destinée à être solidarisée au stator correspond alors à l’extrémité situé centre de l’enroulement du ressort de torsion 15’ tandis que la deuxième extrémité 15b correspond à celle située à la périphérie de l’enroulement de ce même ressort 15’. Disposer d’un tel ressort de torsion 15’ pour le système mécanique résonnant 15 permet de rendre ce dernier très compact tout en limitant son exposition aux salissures et autres éléments potentiellement nuisibles à son fonctionnement. Selon un deuxième mode de réalisation du module de nettoyage 1, le au moins un système mécanique résonnant 15 est un ressort de traction-compression 15’’ disposé dans une zone contiguë à la périphérie 11a de la couronne rotative 11. Ce mode de réalisation est représenté sur les figures 3, 4a, 4b et 5. Dans ce deuxième mode de réalisation, la première extrémité 15a du ressort de traction-compression 15’’ est solidaire du stator 9 de manière à former un point d’accroche fixe dans le référentiel du toit du véhicule automobile tandis que la deuxième extrémité 15b du ressort de traction-compression 15’’ est solidaire du système d’essuyage 13 de manière à se déplacer dans ce même référentiel. La deuxième extrémité 15b peut notamment être placée au niveau d’une extrémité du balai d’essuie-glace 13a du système d’essuyage 13. L’axe d’élongation du ressort de traction-compression 15’’ s’étend par exemple parallèlement à la surface 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5. Ainsi, lorsque la couronne rotative 11 entraîne le système d’essuyage 13 en mouvement, étirant et comprimant alors le ressort de traction-compression 15’’ suivant son axe d’élongation, le système mécanique résonnant 15 n’entrave pas plus que nécessaire le champ de vision de l’élément optique 5, tout particulièrement dans le cas où celui-ci est une caméra. Selon le mode de réalisation du module de nettoyage 1 illustré notamment sur les figures 4a et 4b, celui-ci comporte au moins un moyen d’arrêt 17 permettant de bloquer le système d’essuyage 13 dans une position d’arrêt sur la surface 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 de sorte que le système mécanique résonnant 15 est précontraint. Ce moyen d’arrêt 17 est par exemple un clip de rétention ou un élément magnétique comportant des aimants qui immobilisent le système d’essuyage 13 dans une position d’arrêt. Le ou les moyens d’arrêt 17 peuvent être solidaires de la surface 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 (comme illustré sur les figures 4a et 4b) ou bien être porté par un cadre au sein duquel est agencé cette même surface 7. Cette dernière variante n’est pas illustrée sur les figures. Selon une première variante de ce mode de réalisation, le système mécanique résonnant 15 du module de nettoyage 1 est comprimé dans sa position d’arrêt, ceci est notamment illustré sur la . Plus particulièrement, le moyen d’arrêt 17 s’oppose à la force de rappel du système mécanique résonnant 15, immobilisant le système d’essuyage 13 dans sa position d’arrêt. Dans cette première position d’arrêt, le ressort de traction-compression 15’’ comprimé ne prend pas beaucoup de place, ce qui limite son exposition aux salissures organiques ou minérales qui peuvent potentiellement l’endommager. Ainsi comprimé, il conserve par ailleurs l’énergie qu’il a accumulée au cours de sa déformation, cette énergie peut être transférée au système d’essuyage 13 dès que le moyen d’arrêt 17 est relâche lors de la mise en mouvement ou de la couronne rotative 11. Selon une deuxième variante, le moyen d’arrêt 17 est disposé de telle sorte par rapport au système mécanique résonnant 15 que ce dernier est tendu lorsqu’il atteint sa position d’arrêt. Dans ce cas particulier, la première extrémité 15a du ressort de traction-compression solidaire du stator est disposé relativement loin du moyen d’arrêt 17. Par « relativement loin », on entend ici que la distance entre le point d’accroche pour la première extrémité 15a du ressort de traction-compression 15’’ et le moyen d’arrêt 17 est supérieure à la longueur nominale du ressort de traction-compression 15’’. Le ressort de traction-compression 15’’ est donc allongé au-delà de sa longueur nominale lorsque le moyen d’arrêt 17 retient le système d’essuyage 13 dans cette deuxième position d’arrêt. Cette deuxième position d’arrêt envisageable pour ce deuxième mode de réalisation du module de nettoyage 1, bien qu’exposant le système mécanique résonnant 15 à son environnement extérieur, permet d’effectuer un contrôle visuel pour évaluer l’état du ressort de traction-compression 15’’. Selon un premier mode de réalisation du dispositif de protection 3, celui-ci protège deux éléments optiques 5 disposés par exemple côte à côte, ce cas particulier est illustré sur toutes les figures, excepté la . Pour ce mode de réalisation particulier, l’on peut envisager une autre position d’arrêt pour le système d’essuyage 13 qui est différente des deux positions d’arrêt précédentes et dans laquelle le système d’essuyage 13 est alors immobilisé entre les deux éléments optiques 5. Dans ce mode de réalisation, le ou les moyens d’arrêt 17 sont par exemple disposés de telle sorte que la distance entre la première extrémité 15a du ressort de traction-compression et le système d’essuyage 13 dans cette troisième position d’arrêt correspond à la longueur nominale du ressort de traction-compression 15’’, ce qui peut éviter une éventuelle perte de son élasticité ou une déformation permanente de ses spires. Selon un autre mode de réalisation du module de nettoyage 1, celui-ci comprend un dispositif amortissant 19 configuré pour atténuer la vitesse de déplacement du système d’essuyage 13 sur la surface 7 du dispositif de protection 3 d’un élément optique 5 au point de retournement de sa trajectoire et en fin de course. Ce dispositif amortissant 19 peut par exemple se déformer élastiquement lors de son entrée en contact avec un obstacle indiquant la limite de trajectoire autorisée pour le déplacement alternatif du système d’essuyage 13. Le dispositif amortissant 19 peut ainsi atténuer les éventuels chocs subit par le système d’essuyage 13 en fin de course, voire même participer au changement de sens de déplacement du balai d’essuie-glace 13a au point de retournement lorsque celui-ci effectue ses aller-retours sur la surface 7 du dispositif de protection 3 du ou des éléments optiques 5. Selon un premier mode de réalisation du dispositif amortissant 19 illustré sur les figures 3, 4a et 4b, le dispositif amortissant 19 peut comprendre deux parties qui sont disposées sur le stator du module de nettoyage 1 et aux extrémités de la trajectoire du système d’essuyage 13, délimitant ainsi la course maximale du balai d’essuie-glace 13a associée au système d’essuyage 13. Ce mode de réalisation permet ainsi de visualiser les bornes entre lesquelles le système d’essuyage 13 est amené à évoluer au cours de ses allers-retours. Selon un deuxième mode de réalisation du dispositif amortissant 19 illustré sur la , le dispositif amortissant 19 peut être solidaire du système d’essuyage 13. Dans ce cas, il est par exemple disposé de part et d’autre du balai d’essuie-glace 13a et entraîné avec celui-ci dans les mouvements alternatifs. Le dispositif amortissant 19 peut alors servir de protection supplémentaire pour le système d’essuyage 13. Module de nettoyage (1) pour un dispositif de protection (3) d’un élément optique (5), le module de nettoyage (1) comportant d’une part un stator (9) et d’autre part une couronne rotative (11) destinée à être entraînée en rotation autour d’un axe (Y) par un moteur, la couronne rotative (11) comportant au moins un système d’essuyage (13) tel qu’un balai d’essuie-glace (13a) configuré pour se déplacer suivant un mouvement alternatif sur une surface (7) du dispositif de protection (3) d’un élément optique (5) pour nettoyer celle-ci, le module de nettoyage étant caractérisé en ce qu’il comporte au moins un système mécanique résonnant (15) qui comprend une première extrémité (15a) solidaire du stator (9) et une deuxième extrémité (15b) solidaire de la couronne rotative (11) et en ce que ledit système mécanique résonnant (15) est configuré pour être déformé au cours du mouvement rotatif de la couronne (11) de manière à emmagasiner puis restituer de l’énergie au système d’essuyage (13) pendant le déplacement de celui-ci sur la surface (7) du dispositif de protection (3) d’un élément optique (5). Module de nettoyage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le au moins un système mécanique résonnant (15) comprend un ressort de torsion (15’) qui est coaxial avec l’axe de rotation (Y) de la couronne rotative (11). Module de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le au moins un système mécanique résonnant (15) comprend un ressort de traction-compression (15’’) disposé dans une zone contiguë à la périphérie (11a) de la couronne rotative (11). Module de nettoyage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un moyen d’arrêt (17) permettant de bloquer le système d’essuyage (13) dans une position d’arrêt sur la surface (7) du dispositif de protection (3) d’un élément optique (5). Module de nettoyage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’en position d’arrêt, le système mécanique résonnant (15) est comprimé. Module de nettoyage selon la revendication 4, caractérisé en ce que deux éléments optiques (5) sont protégés par la surface (7) du dispositif de protection (3) et en ce qu’en position de d’arrêt, le système d’essuyage (13) est immobilisé entre les deux éléments optiques (5). Module de nettoyage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif amortissant (19) configuré pour atténuer la vitesse de déplacement du système d’essuyage (13) sur la surface (7) du dispositif de protection (3) d’un élément optique (5) au point de retournement dans sa trajectoire. Module de nettoyage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif amortissant (19) est disposé sur le stator (9) dudit module (1) et aux extrémités de la trajectoire du système d’essuyage (13). Module de nettoyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif amortissant (19) est solidaire du système d’essuyage (13).