Brevet FR3147186A1 — publié le 20241004

Titre : Système de nettoyage de lidar Système de nettoyage de lidar (10) comprenant un bras de nettoyage (12) qui nettoie la surface (102) d’un capteur lidar (100), et une unité d’entraînement (14) pour coulisser le bras de nettoyage (12). L’unité d’entraînement (14) ayant au moins un électroaimant (16), et au moins deux aimants permanents (18) avec des orientations d’aimantation différentes, et ainsi l’unité d’entraînement (14) fait coulisser le bras de nettoyage (12) par rapport à la surface de capteur (102) par le changement de l’orientation d’aimantation de l’électroaimant (18). Figure 1 Système de nettoyage de lidar DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte à un système de nettoyage de lidar ainsi qu’à un véhicule équipé d’un tel système. ETAT DE LA TECHNIQUE Actuellement, on connaît un grand nombre de solutions pour nettoyer les surfaces de capteur dans le domaine automobile. Or, l’augmentation du nombre de surfaces de capteur ainsi que les exigences plus strictes pour la conduite autonome font augmenter de manière continue le besoin en innovations et en procédés de nettoyage robuste de surfaces de capteur. La réduction constante du poids dans le domaine automobile pour diminuer la consommation ainsi que la concurrence croissante pour une réduction des coûts sont telles que la demande en composants plus économiques et plus efficaces pour les véhicules devient plus forte. EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION Le système de nettoyage de lidar selon l’invention présente, vis-à-vis de l’état de la technique, l’avantage qu’avec l’unité d’entraînement, il fournit un système efficace en énergie car le déplacement avec la force magnétique n’entraîne pratiquement aucune usure, les forces de frottement étant faibles. Cela permet d’augmenter significativement la durée de vie et l’efficacité énergétique du système de nettoyage de lidar améliorant ainsi la durée globale de fonctionnement du capteur lidar avec un système de nettoyage de lidar. Cela résulte de ce que, selon l’invention, le système de nettoyage de lidar a un bras de nettoyage. Le bras de nettoyage est prévu pour se déplacer sur la surface du capteur lidar pour la nettoyer. Le système de nettoyage de lidar comporte une unité d’entraînement pour coulisser le bras de nettoyage sur la surface de capteur. L’unité d’entraînement a au moins un électroaimant et au moins deux aimants permanents avec une orientation magnétique différente, unité d’entraînement faisant coulisser le bras de nettoyage sur la surface de capteur par l’alternance de l’orientation magnétique de l’électroaimant. En d’autres termes, l’unité d’entraînement applique un concept de déplacements analogue à celui du train à sustentation magnétique. L’unité d’entraînement a, de préférence, un rail avec des aimants permanents ayant des orientations magnétiques différentes. Par exemple, un premier aimant sur deux aimants permanents a une orientation nord-sud et le second aimant permanent a une orientation sud-nord. En outre, l’électroaimant peut alterner entre l’orientation nord-sud et l’orientation sud-nord si bien que les forces d’attraction par rapport à l’aimant permanent déplacent l’électroaimant par rapport aux aimants permanents pour ainsi entraîner le bras de nettoyage. L’unité d’entraînement a, de préférence, un palier comprenant au moins un rail de guidage qui est pratiquement parallèle à la surface de capteur, le rail de guidage limitant le coulissement du bras de nettoyage selon un axe. L’avantage de cette forme de réalisation est que le bras de nettoyage peut développer une précontrainte sur la surface de capteur pour ainsi améliorer d’autant le nettoyage par le bras de nettoyage. De façon préférentielle, le palier a un rail, notamment dans la zone du bord d’une surface latérale du capteur lidar et qui est pratiquement parallèle à la surface de capteur. En pratique, l’expression « parallèle » accepte, dans ce contexte, un écart de ±5°, notamment un écart lié à la fabrication. En outre, l’unité de palier a au moins un élément d’étanchéité pour protéger l’électroaimant ou les aimants permanents contre l’influence de l’environnement. De façon préférentielle, l’unité d’entraînement a un premier rail métallique comportant un ensemble d’aimants permanents dont l’orientation magnétique alterne le long du premier rail. Au moins un élément électromagnétique est installé de façon coulissante à une distance prédéterminée du premier rail magnétique de sorte que l’électroaimant se déplace sur le rail magnétique par l’alternance de l’orientation magnétique. Cette forme de réalisation a l’avantage qu’avec un procédé pratiquement sans usure et particulièrement économe en énergie, l’électroaimant peut être déplacé sur le rail magnétique le long d’un chemin prédéfini. Ainsi, le bras de nettoyage sera déplacé le long de la surface du capteur. Par exemple, le premier rail magnétique est installé pratiquement parallèlement à la surface de capteur. Selon cette orientation du premier rail métallique, on a, en alternance, un premier type d’aimant permanent avec une première orientation nord-sud et un second type d’aimant permanent avec une orientation sud-nord. L’électroaimant peut ainsi se déplacer grâce à l’alternance de l’orientation magnétique de l’électroaimant sur tout le premier rail magnétique. Suivant une autre caractéristique préférentielle, l’unité d’entraînement a un second rail magnétique avec un second ensemble d’aimants permanents qui ont une orientation magnétique alternant le long de ce second rail magnétique, l’électroaimant étant installé entre le premier rail magnétique et le second rail magnétique. Cette forme de réalisation a l’avantage que la force avec laquelle l’électroaimant coulisse ou se déplace est significativement augmentée par le second rail magnétique de sorte que le bras de nettoyage pourra également enlever des salissures tenaces telles que, par exemple, des insectes ou des salissures analogues à la surface de capteur. Le second rail magnétique est installé, de préférence, face au premier rail magnétique. Ainsi, l’électroaimant peut passer entre le premier rail magnétique et le second rail magnétique. Le second rail magnétique a une orientation qui est pratiquement parallèle à la surface de capteur. Selon l’orientation du second rail magnétique, on a un ensemble d’aimants permanents qui ont respectivement une orientation magnétique alternée. Par exemple, un premier type d’aimant permanent a une orientation nord-sud alternant avec un second type d’aimant permanent d’orientation sud-nord. Suivant une autre caractéristique préférentielle, deux aimants permanents opposés du premier rail et du second rail ont des orientations magnétiques opposées. Cette forme de réalisation a l’avantage de linéariser le coulissement ou le déplacement de l’électroaimant le long du premier et du second rail magnétique et d’avoir ainsi un mouvement constant. Par exemple, deux aimants permanents opposés du premier rail magnétique et du second rail magnétique ont une orientation différente. L’aimant permanent du premier rail magnétique a, par exemple, une orientation nord-sud et l’aimant permanent du second rail magnétique a une orientation opposée, sud-nord. Suivant une autre caractéristique préférentielle, l’unité d’entraînement a une unité de contrôle pour régler l’électroaimant avec une variation de la polarisation de la bobine de l’électroaimant. L’avantage de cette forme de réalisation est qu’avec l’unité de contrôle on peut vérifier l’orientation de l’électroaimant et ainsi surveiller le déplacement ou le coulissement de l’électroaimant. En outre, l’unité de commande est conçue pour commander un ensemble d’électroaimants et leurs bobines pour former une sorte de chariot composé d’un ensemble d’électroaimants, coulissant le long du premier et du second rail magnétique. En outre, l’unité de contrôle permet d’appliquer à une bobine de l’électroaimant, une orientation magnétique correspondante. Par exemple, l’électroaimant peut avoir une orientation nord-sud par la bobine et l’unité de commande peut convertir celle-ci par un changement de phase ou par une modification de la polarité en une orientation sud-nord. Suivant une autre caractéristique préférentielle, l’électroaimant de l’unité d’entrainement est installé sur un chariot relié au bras de nettoyage. Cette forme de réalisation a l’avantage qu’avec le chariot on limite la direction de déplacement de l’électroaimant à un axe si bien que les forces magnétiques produites se regroupent suivant cette direction. En outre, le chariot peut être relié au bras de nettoyage pour que l’effet de la force sur le bras de nettoyage ne soit pas transmise directement à l’électroaimant. L’unité de contrôle est, de préférence, sur le chariot. L’avantage de cette forme de réalisation est que l’encombrement nécessaire est considérablement réduit car l’électroaimant et l’unité de contrôle sont adjacents sur le chariot. L’unité d’entraînement est installée sur le boîtier du capteur lidar avec un élément de fixation. Cette forme de réalisation a l’avantage qu’un défaut du capteur lidar et/ou du système de nettoyage de lidar ne nécessite pas l’échange de tous les composants, mais du seul système de nettoyage lidar ou de l’unité d’entraînement qui seront détachés de l’élément de fixation du capteur lidar. Par exemple, l’élément de fixation réalise une liaison par la forme ou par la force avec le boîtier, et permet d’installer l’unité d’entraînement de manière amovible sur le capteur lidar. Selon un autre développement, l’invention a également pour objet un véhicule équipé d’un capteur lidar et un système de nettoyage de lidar tel que décrit ci-dessus. Les exemples de réalisation de l’invention seront décrits ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : mode de réalisation d’un système de nettoyage de lidar, mode de réalisation d’un système de nettoyage de lidar, mode de réalisation d’un système de nettoyage de lidar, mode de réalisation d’un système de nettoyage de lidar, mode de réalisation d’un système de nettoyage de lidar, mode de réalisation d’un véhicule. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION De façon préférentielle, tous les éléments, composants et/ou unités portent les mêmes références dans toutes les figures. La montre un système de nettoyage de lidar 10 équipant un capteur lidar 100. Le capteur lidar 100 a une surface de capteur 102 par laquelle il émet et reçoit des signaux. Le capteur lidar 100 a un boîtier 104. Le boîtier 104 a une surface latérale 106 ; la surface latérale est pratiquement orthogonale à la surface de capteur 102. Le système de nettoyage de lidar 10 a une unité d’entraînement 14. Cette unité d’entraînement 14 peut coulisser ou déplacer le bras de nettoyage 2 selon l’axe 24 sur la surface de capteur 102. Le bras de nettoyage 12 nettoie ainsi la surface de capteur 102. La montre un mode de réalisation d’un système de nettoyage de lidar 10. Le système de nettoyage de lidar 10 équipe un capteur lidar 100. Le capteur lidar 100 a un boîtier 104 avec une surface latérale 106. La surface latérale 106 est munie de l’unité d’entraînement 14. L’unité d’entraînement 14 déplace le bras de nettoyage 12 sur la surface de capteur 102. Le bras de nettoyage 12 comporte une lèvre d’essuyage 13 qui est poussée avec une force de précontrainte contre la surface de capteur 102 pour la nettoyer. La montre un système de nettoyage de lidar 10 avec une unité d’entraînement 14. L’unité d’entraînement 14 a un électroaimant 16 comprenant un ensemble de bobines 34. L’unité d’entraînement 14 a également deux aimants permanents 18 ayant des orientations magnétiques différentes, c’est-à-dire alternées. Les aimants permanents 18 sont installés sur un premier rail magnétique 26. L’électroaimant 16 est situé à une distance prédéfinie 28 par rapport au premier rail magnétique 26 avec l’ensemble des aimants permanents. La montre un système de nettoyage de lidar 10 muni d’une unité d’entrainement 14. L’unité d’entraînement 14 a un premier rail magnétique 26 et un second rail magnétique 28. Le premier rail magnétique 26 et le second rail magnétique 30 ont un ensemble d’aimants permanents avec des orientations magnétiques différentes, c’est-à-dire alternées. L’électroaimant 16 est entre le premier rail magnétique 26 et le second rail magnétique 30. L’électroaimant 16 peut être installé sur un chariot 36 qui porte une unité de commande 32. Ainsi, l’unité de commande 32 règle l’orientation magnétique de l’électroaimant 16 en modifiant la polarité de la bobine 34. En outre, le système de nettoyage de lidar 10 a un palier 20 comprenant un rail de guidage 22. Le palier 20 coopérant notamment avec le chariot 36 développe une protection de fluide pour l’électroaimant 16 et le premier rail magnétique 26 ainsi que le second rail magnétique 30. La montre un mode de réalisation d’un système de nettoyage de lidar 10. Le système de nettoyage de lidar 10 a une unité d’entraînement 14 qui coulisse, c’est-à-dire déplace un bras de nettoyage 12 sur la surface de capteur 102 du capteur lidar 100. Le capteur lidar 100 a un boîtier 104 ainsi qu’une surface latérale 106. L’unité d’entraînement 14 est fixée à la surface latérale 106 avec un élément de fixation 38 notamment par une liaison par la force et/ou la forme. L’unité d’entraînement 14 comprend également un premier rail magnétique 26 et un second rail magnétique 30. Le premier rail magnétique 26 et le second rail magnétique 30 ont un ensemble d’aimants permanents. Un électroaimant 16 est installé entre le premier rail magnétique 26 et le second rail magnétique 30. L’électroaimant 16 a une bobine 34. Une unité de commande 32 équipant le chariot 36 permet de régler, de manière ciblée, l’orientation magnétique (ou polarité) de la bobine 34 pour que l’électroaimant 16 se déplace entre le premier rail magnétique 26 et le second rail magnétique 30. En particulier, le chariot 36 maintient l’électroaimant 16 à une distance prédéfinie 38 du premier rail magnétique 26. En outre, l’unité de travail 14 a un palier 20 pour un rail de guidage 22. Le palier 20 limite le mouvement ou le coulissement du bras de nettoyage 12 à l’axe 24 par le rail de guidage 22. La montre un véhicule 200 équipé d’un capteur lidar 100 ainsi d’un système de nettoyage de lidar 10 comme décrit ci-dessus. Système de nettoyage de lidar (10) comprenant : - un bras de nettoyage (12) qui nettoie la surface (102) d’un capteur lidar (100) par son mouvement et, - une unité d’entraînement (14) pour coulisser le bras de nettoyage (12) par rapport à la surface de capteur (102), - l’unité d’entraînement (14) ayant au moins un électroaimant (16), - l’unité d’entraînement (14) ayant au moins deux aimants permanents (18) avec des orientations d’aimantation différentes et, - l’unité d’entraînement (14) fait coulisser le bras de nettoyage (12) par rapport à la surface de capteur (102) par le changement d’orientation d’aimantation de l’électroaimant (18). Système de nettoyage de lidar (10) selon la revendication 1, dans lequel l’unité d’entraînement (14) a un palier (20) comportant un rail de guidage (22) qui est pratiquement parallèle à la surface de capteur (102), le rail de guidage (22) limitant le coulissement du bras de nettoyage (12) selon un axe (24). Système de nettoyage de lidar (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité d’entraînement (14) a un premier rail magnétique (26), ce premier rail magnétique (26) ayant un ensemble d’aimants permanents d’orientation magnétique différentes le long de ce premier rail magnétique (26), - au moins l’un des électroaimants (16) est coulissant à une distance prédéfinie (28) du premier rail magnétique (26) pour que par le changement de son orientation magnétique, l’électroaimant (16) se déplace le long du premier rail magnétique (26). Système de nettoyage de lidar (10) selon la revendication 3, dans lequel l’unité d’entraînement (14) a un second rail magnétique (30) avec un second ensemble d’aimants permanents qui ont une orientation magnétique alternée le long du second rail magnétique (30), - l’électroaimant (16) étant installé entre le premier rail magnétique (26) et le second rail magnétique (30). Système de nettoyage de lidar (10) selon la revendication 4, dans lequel deux aimants permanents opposés du premier rail magnétique (26) et du second rail magnétique (30) ont une orientation magnétique opposée. Système de nettoyage de lidar (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité d’entraînement (14) a une unité de contrôle (32) pour régler l’orientation magnétique d’au moins un électroaimant (16) par le changement de polarité d’une bobine (34) de l’électroaimant (16). Système de nettoyage de lidar (10) selon la revendication 6, dans lequel l’électroaimant (16) de l’unité d’entraînement (14) est installé sur un chariot (36) relié au bras de nettoyage (12). Système de nettoyage de lidar (10) selon l’une des revendications 6 et 7, dans lequel l’unité de commande (32) est installée sur le chariot (36). Système de nettoyage de lidar (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité d’entraînement (14) est installée par un élément de fixation (38) sur un boîtier (104) du capteur lidar (100). Véhicule (200) comportant un capteur lidar (100) et un système de nettoyage de lidar (10) selon l’une des revendications précédentes.