Brevet FR3114284A1 — publié le 20220325

SYSTÈME DE NETTOYAGE DE CAPTEURS POUR UN VÉHICULE AUTOMOBILE L'invention fournit un système de nettoyage pour un véhicule automobile (10). Le système de nettoyage des capteurs (20) comprend une pluralité de dispositifs de nettoyage de capteurs (11, 12, 13, 14, 15), une unité de commande maître (5), au moins une unité de commande esclave (6, 7), chaque unité de commande esclave (6, 7) étant configurée pour commander au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs (11, 12, 13, 14, 15) ; et au moins un bus de communication (B1, B2), tel que Bus LIN ou Bus CAN, pour assurer l'échange d'informations entre l'unité de commande maître (5) et ladite au moins une unité de commande esclave (6, 7). L'unité de commande maître (5) est configurée pour fournir des instructions d'activation à chaque unité de commande esclave (6, 7). Ladite au moins une unité de commande esclave (6) au moins comprend des moyens (61) pour alimenter et/ou mettre en œuvre les dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants (11, 12, 13, 14, 15) selon les instructions d'activation. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 SYSTÈME DE NETTOYAGE DE CAPTEURS POUR UN VÉHICULE AUTOMOBILE La présente invention appartient au domaine de dispositifs pour véhicules automobiles, et plus particulièrement à la conception de sous-systèmes de nettoyage pour véhicules automobiles. ÉTAT DE L'ART Les véhicules automobiles actuels comprennent plusieurs sous-systèmes de nettoyage, qui sont chargés de nettoyer les différents éléments et leurs capteurs. En général, ces sous-systèmes de nettoyage doivent être alimentés, activés et contrôlés par une seule et unique unité de commande. Le diagnostic est également très important pour détecter une défaillance dans ces sous-systèmes. Cependant, avec l'augmentation des capteurs et des sous-systèmes, la seule unité de commande n'est pas en mesure de faire face à toutes les lignes de diagnostic. Une unité de commande plus complexe, plus grande et plus lourde serait nécessaire pour assurer ces fonctionnalités. En raison du nombre croissant de systèmes de capteur nécessaires dans les véhicules autonomes, une solution à ce problème est recherchée. DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention apporte une solution à ce problème en fournissant un système de nettoyage de capteurs. Sauf définition contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés ici doivent être interprétés conformément aux usages de l’art. Il est également entendu que les termes d'usage courant doivent être interprétés comme étant usuels dans l'art concerné et non dans un sens idéalisé ou trop formel, à moins qu'ils ne soient expressément définis comme tels ici. Dans ce texte, le terme "comprend" et ses dérivés (tels que "comprenant", etc.) ne doivent pas être compris dans un sens excluant, c'est-à-dire que ces termes ne doivent pas être interprétés comme excluant la possibilité que ce qui est décrit et défini puisse inclure d'autres éléments, étapes, etc. Dans un premier aspect inventif, l'invention fournit un système de nettoyage de capteurs pour un véhicule automobile, le système de nettoyage de capteurs comprenant une pluralité de dispositifs de nettoyage de capteurs, une unité de commande maître, au moins une unité de commande esclave, chaque unité de commande esclave étant configurée pour commander au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs, et au moins un bus de communication, tel que Bus LIN ou Bus CAN, pour assurer l'échange d'informations entre l'unité de commande maître et ladite au moins une unité de commande esclave. L'unité de commande maître est configurée pour fournir des instructions d'activation à chaque unité de commande esclave, et ladite au moins une unité de commande esclaves comprend des moyens pour alimenter et/ou mettre en œuvre le dispositif de nettoyage de capteurs correspondant selon les instructions d'activation. Cette configuration permet au système de nettoyage de capteurs d'avoir une configuration plus flexible, car ladite au moins une unité de commande esclave peut disposer de certains éléments qui étaient inclus dans les unités de commande maîtres de l'état de l'art. Cette disposition permet de réduire le poids et la taille de l'unité de commande maître. Comme ladite au moins une unité de commande esclave peut être disposée à proximité des dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants, le poids et la taille du système de nettoyage de capteurs peuvent ainsi être répartis plus intelligemment le long du véhicule. De plus, la robustesse du système de nettoyage de capteurs est également améliorée par la répartition des fonctionnalités de nettoyage. En cas de défaillance d'une des unités de commande esclaves, les autres dispositifs de nettoyage de capteurs peuvent continuer à fonctionner normalement. Le bus de communication central est un élément présent dans presque tous les véhicules automobiles. Le système de nettoyage de capteurs de l'invention peut comprendre une unité de commande maître configurée pour être connectée à ce bus de communication central ou à un bus similaire, pour rapporter des données collectées à un module de commande de véhicule du véhicule automobile. Il n'est pas nécessaire que le système de nettoyage de capteurs de l'invention comprenne son propre bus de communication central, puisqu'il est déjà présent dans les véhicules et co-utilisé par d'autres sous-systèmes. Dans certains modes de réalisation particuliers, les dispositifs de nettoyage de capteurs comprennent au moins un gicleur, une pompe de lavage, une électrovanne, une unité d’essuyage et/ou un élément chauffant. La liste des dispositifs de nettoyage de capteurs n'est pas exhaustive et n'est définie ici qu'à titre indicatif. Cette disposition peut être utilisée dans les systèmes de nettoyage de capteurs, qui sont en charge des capteurs, des essuie-glaces, des caméras et d'autres types de dispositifs de nettoyage de capteurs, que l'on trouve dans de nombreux véhicules, en particulier des véhicules autonomes. Dans certains modes de réalisation particuliers, l'unité de commande maître et au moins une des unités de commande esclaves comprennent un microprocesseur. L'utilisation d'un microprocesseur est utile pour contrôler les fonctionnalités et communiquer entre elles et avec le module de commande de véhicule du véhicule automobile. Dans certains modes de réalisation particuliers, au moins une des unités de commande esclaves comprend une ligne de diagnostic pour effectuer un diagnostic d'activation d'au moins un dispositif de nettoyage de capteur associé. Le diagnostic des différents sous-systèmes n'est plus limité par la taille de l'unité de commande maître, puisque l’unité de commande maître est maintenant dérivée des unités de commande esclaves. Par conséquent, différents diagnostics peuvent être effectués quel que soit le nombre de dispositifs de nettoyage de capteurs compris dans le système de nettoyage de capteurs. Dans certains modes de réalisation particuliers, le fonctionnement et le diagnostic de chaque dispositif de nettoyage de capteurs sont effectués uniquement par une ou plusieurs desdites au moins une unité de commande esclave. Les informations de diagnostic sont donc transmises par au moins une unité de commande esclave à l'unité de commande maître, de sorte que le module de commande de véhicule peut disposer ces informations sans que la taille de l'unité de commande maître n'augmente sensiblement pour les lignes de diagnostic supplémentaires. Dans certains modes de réalisation particuliers, au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs comprend des moyens d'alimentation qui ne sont compris ni dans l'unité de commande maître ni dans les unités de commande esclaves. La structure d'alimentation peut être avantageusement indépendante des circuits d'activation, pour une répartition plus intelligente du poids du système de nettoyage de capteurs et de ses câbles associés. Dans certains modes de réalisation particuliers, l'unité de commande maître est en outre configurée pour commander au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs, et comprend des moyens pour alimenter et/ou mettre en œuvre les dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants. Une telle unité de commande maître peut également fonctionner avantageusement comme une unité de commande esclave pour un ou plusieurs des dispositifs de nettoyage de capteurs, améliorant ainsi la répartition de la gestion du système de nettoyage de capteurs de l'invention. Dans certains modes de réalisation, au moins une des unités de contrôle esclaves est configurée pour démarrer des actions sans être instruite par l'unité de commande maître. De cette façon, les unités de commande esclaves peuvent être proactives pour réaliser certaines actions sans être instruite de l'unité de commande maître. Dans un exemple non limitatif, ladite au moins une des unités de commande esclaves est configurée pour mettre en œuvre un algorithme d'intelligence artificielle. Dans un autre aspect inventif, l'invention fournit un système de capteurs pour un véhicule automobile comprenant un système de nettoyage de capteurs tel que défini précédemment et une pluralité de capteurs configurés pour être nettoyés par le système de nettoyage de capteurs. Dans un autre aspect inventif, l'invention fournit un véhicule automobile comprenant un système de capteurs tel que défini ci-dessus, un bus de communication central et un module de commande de véhicule connecté à l'unité de commande maître au moyen du bus de communication central. Un tel véhicule présente une répartition des masses plus avantageuse, puisqu'il n'est pas nécessaire qu'une seule unité de commande maître soit chargée de toutes les fonctionnalités et de la vérification des diagnostics. En outre, l'utilisation d'un câble de communication peut également être économisée, puisque l'unité de commande maître et les unités de commande esclaves utilisent les bus de communication existants déjà installés dans le véhicule. Pour compléter la description et pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, un ensemble de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent un mode de réalisation de l'invention, qui ne doit pas être interprétée comme limitant la portée de l'invention, mais simplement comme un exemple de la manière dont l'invention peut être réalisée. Les dessins comprennent les figures suivantes : montre une vue générale d'un exemple de véhicule automobile selon l'invention ; montre une vue générale d'un autre exemple de véhicule automobile selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Les exemples de modes de réalisation sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à ceux qui ont des compétences ordinaires dans cet art et de mettre en œuvre les systèmes et les processus décrits ici. Il est important de comprendre que ces exemples peuvent être fournis sous de nombreuses formes différentes et ne doivent pas être considérés comme se limitant aux exemples présentés ici. En conséquence, bien que le mode de réalisation puisse être modifiée de diverses manières et prendre diverses formes alternatives, des modes de réalisation spécifiques de celle-ci sont montrées dans les dessins et décrites en détail ci-dessous à titre d'exemple. Il n'y a aucune intention de se limiter aux formes particulières divulguées. Au contraire, toutes les modifications, équivalents et alternatives entrant dans le champ d'application des revendications annexées doivent être inclus. Les éléments des exemples de modes de réalisation sont systématiquement désignés par les mêmes chiffres de référence dans les dessins et une description détaillée le cas échéant. La montre une vue générale d'un exemple de véhicule automobile 10 selon l'invention. Ce véhicule automobile 10 comprend un système de capteurs 20 comprenant une pluralité de capteurs, ici par exemple une pluralité de caméras 2, une pluralité de capteurs à ultra-sons (capteurs de stationnement) 3 et un capteur de détection et de télémétrie laser (LIDAR) 4, une pluralité de dispositifs de nettoyage de capteurs, ici par exemple une pluralité de gicleurs d'air 11, une pompe de lavage 12, une électrovanne 13, une unité d’essuyage 14 et un élément chauffant 15, une unité de commande maître 5, au moins une unité de commande esclave, ici par exemple une unité de commande esclave 6 étant configurée pour commander au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs, ici par exemple le gicleur d'air 11, l'unité d'essuyage 14 et l’élément chauffant15, et au moins un bus de communication, ici par exemple un bus B1 de réseau local d'interconnexion (LIN) et un bus B2 de réseau de contrôleurs (CAN), pour assurer l'échange d'informations entre l'unité de commande maître 5 et l'unité de commande esclave 6. Le véhicule automobile 10 comprend en outre un bus de communication central 30 et un module de commande de véhicule 31 relié à l'unité de commande maître 5 au moyen du bus de communication central 30. Étant donné que le bus de communication central 30 est couramment utilisé par d'autres dispositifs électroniques dans le véhicule automobile 10, l'unité de commande maître 5 n'a pas besoin de bus supplémentaire spécifique pour effectuer la communication avec le module de commande de véhicule 31. L'unité de commande maître 5 comprend un microprocesseur 51 configuré pour recevoir les données environnementales des caméras 2, du capteur LIDAR 4 et pour alimenter et/ou mettre en œuvre directement le gicleur 11, la pompe de lavage 12 et l’électrovanne 13. En raison de l'exigence de performance élevée, la pompe de lavage 12 comprend par exemple ses propres moyens d'alimentation, qui ne sont compris ni dans l'unité de commande maître 5 ni dans l'unité de commande esclave 6. Tous les autres dispositifs de nettoyage de capteurs 11, 13, 14, 15 peuvent être alimentés directement par l'unité de commande maître 5 ou l'unité de commande esclave 6. Dans cet exemple, l'unité de commande maître 5 peut également être configurée pour fonctionner comme une unité de commande esclave afin de commander directement les dispositifs de nettoyage de capteurs tels que le gicleur d'air 11, la pompe de lavage 12 et l’électrovanne 13 pour nettoyer les capteurs correspondants 2, 4 lorsqu'une condition de nettoyage est remplie. L'unité de commande maître 5 est également configurée pour fournir des instructions d'activation des dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants 11, 14, 15 à l'unité de commande esclave 6. L'unité de commande esclave 6 comprend également un microprocesseur 61 configuré pour alimenter et mettre en œuvre le dispositif de nettoyage de capteurs correspondant, tel que l'unité d'essuyage 14, selon les instructions d'activation de l'unité de commande maître 5. L'unité de commande esclave 6 comprend en outre une ligne de diagnostic 62 permettant d'effectuer un diagnostic d’activation du dispositif de nettoyage de capteurs associés, tels que le gicleur d'air 11, l'unité d'essuyage 14 et l’élément chauffant 15. À titre d'exemple non limitatif, l'unité de commande maître 5 est configurée pour délivrer une instruction d'activation de l'unité d'essuyage 14 à l'unité de commande esclave 6 lorsque le véhicule automobile 10 est en marche arrière. L'unité de commande esclave 6 est alors configurée pour activer l'unité d'essuyage 14 selon l'instruction d'activation. En d'autres termes, l'unité de commande esclave 6 est configurée pour suivre l'instruction d'activation provenant de l'unité de commande maître 5 afin de commander les dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants 11, 14 et 15. La montre une vue générale d'un autre exemple de véhicule automobile 10 selon l'invention. Il convient de noter que l'exemple du véhicule automobile 10 illustré dans la est un véhicule autonome de niveau 2 avec deux unités de commande esclaves. Pour un véhicule autonome de niveau encore plus élevé, niveau 4 ou 5, le système de capteurs peut utiliser une grande quantité de capteurs pour piloter le véhicule automobile. Par conséquent, le nombre de dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants sera également augmenté et plusieurs unités de commande esclaves seront nécessaires pour bien équilibrer la répartition du poids du véhicule automobile et pour accroître la robustesse du système de capteurs. Dans cet exemple, l'unité de commande maître 5 est respectivement reliée à l'unité de commande esclave 6 présentée sur la et à une seconde unité de commande esclave 7 disposée dans la position initiale de l'unité de commande maître 5 sur la au moyen des bus CAN B2. L'unité de commande maître 5 est en outre reliée au module de commande de véhicule 31 au moyen du bus de communication central 30. Comme aucun dispositif de nettoyage de capteurs n'est connecté à l'unité de commande maître 5, le fonctionnement et le diagnostic de chaque dispositif de nettoyage de capteurs 11, 12, 13, 14 et 15 ne sont effectués ici que par les unités de commande esclaves correspondantes 6 ou 7. Les unités de commande esclaves 6, 7 peuvent donc être disposées plus près des dispositifs de nettoyage de capteurs associés afin de réduire l'utilisation de câbles et d'améliorer la répartition du poids du véhicule automobile. De plus, la deuxième unité de commande esclave 7 est en outre configurée pour effectuer certaines opérations de routine sans qu'il soit nécessaire de recevoir des instructions de l'unité de commande maître 5. En d'autres termes, la deuxième unité de commande esclave 7 est capable de démarrer des actions sans être instruite par l'unité de commande maître 5. Par exemple, afin d'assurer la haute performance du capteur LIDAR 4, la deuxième unité de commande esclave 7 est configurée pour mettre en œuvre un algorithme d'intelligence artificielle tel que « l'arbre de décision » ou le « Q-learning » pour déterminer si la surface du capteur LIDAR 4 doit être nettoyée. Si c'est le cas, la deuxième unité de commande esclave 7 est configurée pour démarrer des actions de nettoyage au moyen du gicleur d’air 11 ou de la pompe de lavage 12 sans aucune instruction d'activation de l'unité de commande maître 5. Système de nettoyage de capteurs pour un véhicule automobile (10), le système de nettoyage de capteurs (20) comprenant une pluralité de dispositifs de nettoyage de capteurs (11, 12, 13, 14, 15), une unité de commande maître (5), au moins une unité de commande esclave (6, 7), chaque unité de commande esclave (6, 7) étant configurée pour commander au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs (11, 12, 13, 14, 15) ; et au moins un bus de communication (B1, B2), tel que Bus LIN ou Bus CAN, pour assurer l'échange d'informations entre l'unité de commande maître (5) et ladite au moins une unité de commande esclave (6, 7) ; dans lequel l'unité de commande maître (5) est configurée pour fournir des instructions d'activation à chaque unité de commande esclave (6, 7) ladite au moins une unité de commande esclave (6) comprend des moyens (61) pour alimenter et/ou mettre en œuvre les dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants (11, 12, 13, 14, 15) selon les instructions d'activation. Système de nettoyage de capteurs selon la revendication 1, dans lequel les dispositifs de nettoyage de capteurs (11, 12, 13, 14, 15) comprennent au moins un parmi un gicleur, une pompe de lavage, une électrovanne, une unité d'essuyage et/ou un élément chauffant. Système de nettoyage de capteurs selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de commande maître (5) et au moins une des unités de commande esclaves (6) comprennent un microprocesseur (51, 61). Système de nettoyage de capteurs selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins une des unités de commande esclaves (6) comprend une ligne de diagnostic (62) pour effectuer un diagnostic d'activation d'au moins un dispositif de nettoyage de capteurs associé (11, 14, 15). Système de nettoyage de capteurs selon la revendication précédente, dans lequel la mise en œuvre et le diagnostic de chaque dispositif de nettoyage de capteurs (11, 12, 13, 14, 15) sont effectués uniquement par une ou plusieurs desdites au moins une unité de commande esclave (6, 7). Système de nettoyage de capteurs selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs (12) comprend des moyens d'alimentation qui ne sont compris ni dans l'unité de commande maître (5) ni dans les unités de commande esclaves (6). Système de nettoyage de capteurs selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de commande maître (5) est en outre configurée pour commander au moins un des dispositifs de nettoyage de capteurs (11, 12, 13), et comprend des moyens (51) pour alimenter et/ou mettre en œuvre les dispositifs de nettoyage de capteurs correspondants (11, 12, 13). Système de nettoyage de capteurs selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins une des unités de commande esclaves (7) est configurée pour démarrer des actions sans être instruite par l'unité de commande maître (5). Système de nettoyage de capteurs selon la revendication 8, dans lequel ladite au moins une des unités de commande d'esclave (7) est configurée pour mettre en œuvre un algorithme d'intelligence artificielle. Système de capteurs pour un véhicule automobile, comprenant un système de nettoyage de capteurs selon l'une des revendications précédentes et une pluralité de capteurs (2, 3, 4) configurés pour être nettoyés par le système de nettoyage de capteurs (20). Véhicule automobile (10) comprenant un système de capteurs selon la revendication 10, un bus de communication central (30) et un module de commande de véhicule (31) connecté à l'unité de commande maître (5) au moyen du bus de communication central (30).