INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Conformément à l’invention, plusieurs dispositifs de détection et suivi sont disposés tout autour de l’aérodrome en plusieurs cercles concentriques (présentement deux sans que ce nombre ne soit limitatif), en l’espèce quatre dispositifs 20A, 20B, 20C, 20D, au plus près des pistes et quatre autres dispositifs 22A, 22B, 22C, 22D dans un rayon d’environ 500 mètres des premiers (sans que cette distance ne soit elle-même limitative), la zone d’intérêt pouvant être considérée comme celle disposée dans un rayon supplémentaire de 500 mètres par rapport au premier cercle précédent, soit dans l’exemple illustré environ 1 km du centre de l’aérodrome. Ces dispositifs sont en liaison radio ou lumière entre eux et avec un terminal de commande 24 avantageusement disposé dans la tour de contrôle 14, de sorte à créer un réseau de type « toile d’araignée », le choix de l’une ou l’autre de ces technologies de communication dépendant de la configuration de la zone d’intérêt. Par liaison radio, on entend une liaison de type WiFi ou analogue et par liaison lumière, une liaison de type LiFi. Un tel réseau maillé organisé en cercles concentriques permet sans difficulté la détection simultanée de plusieurs objets de seulement quelques dizaines de centimètres à des distances de plusieurs kilomètres, cette détection pouvant être le fait d’une seule lyre motorisée ou de plusieurs dirigées vers un même groupe d’objets.
Comme il est connu, l’aérodrome est muni d’un radar doppler 26, avantageusement disposé au niveau de la tour de contrôle 14, pour suivre les aéronefs en approche et les identifier à partir de leur transpondeur communiquant leurs coordonnées en temps réel en réponse à une interrogation de la tour de contrôle. Les dispositifs comportent en outre chacun un module de positionnement GPS 200 (voir la ) permettant après une calibration initiale de se positionner entre eux et par rapport au radar doppler.
La illustre un exemple d’un dispositif 20A, 20B, 20C, 20D, 22A, 22B, 22C, 22D pour détecter et suivre en liaison avec un module externe de traitement d’images 28, le déplacement omnidirectionnel des objets que le radar doppler 26 aura repérés comme pénétrant dans la zone d’intérêt. Le module de traitement d’images 28 peut être tout type d’ordinateur ou de calculateur à microprocesseur comportant par exemple un contrôleur vidéo pourvu des logiciels de traitement d’images appropriés et connus de l’homme de l’art.
Chaque dispositif de détection et suivi est constitué d’une lyre motorisée 30 assurant une rotation selon trois axes perpendiculaires deux à deux (Tilt, Pan, Roll) et supportant un module laser IR 32 et une caméra neuro-morphique 36. Selon l’application mise en œuvre et comme le montre la , le dispositif peut aussi comporter une caméra couleur ou noir et blanc 34 formant avec la caméra neuro-morphique 36 deux caméras co-axées recevant des images au travers d’un filtre dichroïque 38 et comportant un objectif commun 40 assurant zoom et focus. Cet ensemble est aussi pourvu d’un filtre passe-bande dont la bande passante est variable pour permettre une optimisation du contraste. Un module laser RVB 42 peut être également monté sur la lyre motorisée et donc se déplacer avec elle. Toutefois, il tout à fait envisageable que ce module laser RVB soit montée sur un support externe ou une seconde lyre motorisée qui recevrait les coordonnées des objets de la première.
Revenons à la . La lyre motorisée avantageusement portable (son poids est inférieur à 30Kg) et destinée à recevoir dans un cadre support 302 l’ensemble caméras/modules laser(s), comporte deux bras 304, 306 en forme de « L » ayant chacun une première et une seconde extrémités, la première extrémité 304A du premier bras 304 étant reliée à une base 300 au niveau d’un premier axe vertical de rotation (axe horizontal « Pan » 308) et la seconde extrémité 304B du premier bras 304 étant reliée à la première extrémité 306A du second bras 306 au niveau d’un deuxième axe horizontal de rotation (axe vertical « Tilt » 310) perpendiculaire au premier axe vertical de rotation 308, la seconde extrémité 306B du second bras 306 étant reliée au cadre support 302 au niveau d’un troisième axe vertical de rotation 312 perpendiculaire au deuxième axe horizontal de rotation (axe « Roll » 310) et coaxial (dans sa position de repos) au premier axe vertical de rotation 308. Chaque axe de rotation 308, 310, 312 est motorisé par un ensemble moteur-réducteur (par exemple 314) en prise directe avec cet axe de rotation (entrainement axial direct), c’est à dire sans poulie ou courroie générateur de vibrations (d’à-coups lors des accélérations ou décélérations) et d’hystérésis (ou backlash) importants. Les moteurs sont typiquement des moteurs de type pas à pas ou par exemple à courant continu sans balais avantageusement pourvus d’un frein électromagnétique et les réducteurs sont des ensembles de moto-réduction à très haute précision de type réducteur elliptique de la société Harmonic Drive® par exemple dont la précision est avantageusement comprise entre 15 et 30 Arc seconde (soit entre 0.004 et 0.0083°). La plage de déplacement des axes de rotation est typiquement de 360° sur l’axe « Pan », de 270° sur l’axe « Tilt » et de 180° sur l’axe « roll » qui permet un passage d’un mode paysage à un mode portrait et inversement.
En outre, il est également possible de gérer par l’intermédiaire de la commande de la lyre motorisée des moteurs de zoom 328 et de focus 330 de l’objectif commun 40 des deux caméras.
La lyre motorisée qu’elle soit à simple (en L) ou double (en U) bras réalise un parfait équilibre des masses avec un centre de gravité qui permet de supporter des poids élevés (de 20 à plus de 100Kg) sans bras de levier importants et donc permet ainsi d’assurer un parfait asservissement mécanique sans vibrations et avec une précision de placement, une qualité de mouvement et une répétabilité exceptionnelles. Cette structure équilibrée permet à la lyre motorisée d’être utilisée en toute position, posée sur sa base au sol, comme suspendue ou encore maintenue déportée latéralement. On se référera avantageusement à la demande FR20 01934 pour plus de détail.
On va maintenant décrire la circulation du fluide réfrigérant à travers la boucle de fluide réfrigérant 70 en référence aux figures 4 et 5.
La boucle de fluide réfrigérant 70 met en œuvre une fonction de chauffage du flux d’air envoyé dans l’habitacle, tel qu’illustré sur la . La boucle de fluide réfrigérant 70 met également en œuvre une fonction de refroidissement du flux d’air envoyé dans l’habitacle, tel qu’illustré sur la .
Tel que visible sur la , la vanne quatre voies 48, la vanne 64, la valve 56 ainsi que le organe de régulation 90 sont dans leur première position de sorte à guider le fluide réfrigérant à travers un circuit de chauffage du flux d’air envoyé dans l’habitacle, c’est-à-dire respectivement à travers l’échangeur thermique 1, la ligne de sortie 46, le dispositif d’accumulation 92, l’organe de compression 72, le premier échangeur de chaleur 78, la ligne d’arrivée 44, le deuxième organe de détente 76 et enfin à travers l’échangeur thermique 1. Dans cette configuration, l’organe de compression 72 élève la pression du fluide réfrigérant, augmentant ainsi sa température, puis le fluide réfrigérant circule à travers le premier échangeur de chaleur 78 où il est condensé. Le fluide réfrigérant est chauffé par l’organe de compression 72 cédant alors des calories au flux d’air envoyé vers l’habitacle circulant au travers du premier échangeur de chaleur 78. Le fluide réfrigérant circule ensuite à travers la ligne d’arrivée 44 vers l’organe de détente 76 abaissant la pression du fluide réfrigérant. Ce dernier circule ensuite à travers l’échangeur thermique 1, fonctionnant alors en mode évaporateur, puis retourne vers l’organe de compression 72.
Inversement, et tel que visible sur la , la vanne quatre voies 48, la vanne 64, la valve 56 ainsi que le organe de régulation 90 sont dans leur deuxième position de sorte à guider le fluide réfrigérant à travers un circuit de refroidissement du flux d’air envoyé dans l’habitacle, c’est-à-dire respectivement à travers l’échangeur thermique 1, la ligne de sortie 46, la ligne de détour 80 le premier organe de détente 74, le deuxième échangeur de chaleur 82, le dispositif d’accumulation 92, l’organe de compression 72, le premier échangeur de chaleur 78, la ligne d’arrivée 44, le deuxième organe de détente 76 et enfin l’échangeur thermique 1. Dans cette configuration, le fluide réfrigérant est refroidi dans l’échangeur thermique 1, fonctionnant en mode condenseur, puis est détendu au niveau du premier organe de détente 74. Le fluide réfrigérant circule ensuite à travers le deuxième échangeur de chaleur 82 pour refroidir le deuxième flux d’air.
Une partie du fluide réfrigérant circule à travers la ligne de gestion thermique 94 de sorte à traiter thermiquement le fluide caloporteur du système de gestion thermique 96.
On comprend de ce qui précède que la présente invention concerne enfin un procédé de contrôle de la boucle de fluide réfrigérant 70, le procédé comprenant une étape de chauffage d’un habitacle du véhicule durant laquelle la vanne quatre voies 48, la vanne 64 et la valve 56 sont placées chacune dans la première position et une étape de refroidissement de l’habitacle du véhicule durant laquelle la vanne quatre voies 48, la vanne 64 et la valve 56 sont placées chacune dans la deuxième position. De plus, l’organe de régulation 90 est placé dans la première position au cours de l’étape de chauffage et dans la deuxième position au cours de l’étape de refroidissement.
ÉCHANGEUR DE CHALEUR POUR BOUCLE DE FLUIDE REFRIGERANT La présente invention concerne le domaine des boucles de fluide réfrigérant pour véhicules automobiles, et plus particulièrement pour des véhicules électriques ou hybrides.
Une voiture électrique ou hybride comporte une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation pour véhicule automobile et une boucle de fluide réfrigérant configurées pour faire varier la température à l’intérieur de son habitacle, et notamment pour le réchauffer en période hivernale et pour le refroidir en période estivale. La température de l’habitacle est notamment modifiée au moyen du fluide réfrigérant circulant dans la boucle de fluide réfrigérant entre un dispositif d’échange thermique disposé dans le véhicule au voisinage de l’habitacle, et un échangeur de chaleur situé au contact de l’air ambiant, en face avant du véhicule. Ainsi, le fluide réfrigérant circulant dans la boucle de fluide réfrigérant absorbe ou cède des calories au niveau de l’échangeur de chaleur ou du dispositif d’échange thermique en fonction des besoins de chauffage ou de refroidissement de l’habitacle. L’utilisation d’un compresseur et le cas échéant d’un détendeur est notamment nécessaire pour modifier la pression du fluide réfrigérant dans la boucle de fluide réfrigérant afin de modifier thermodynamiquement la température du fluide réfrigérant amené à passer par la suite à travers le dispositif d’échange thermique et l’échangeur de chaleur.
L’échangeur de chaleur situé en face avant du véhicule permet l’échange de calories entre le fluide réfrigérant qui circule dans des tubes disposés les uns au-dessus des autres et espacés entre eux par des intercalaires, et un flux d’air, provenant de l’extérieur du véhicule et traversant ledit échangeur de chaleur entre les tubes au niveau des intercalaires.
Dans les véhicules électriques ou hybrides, il est connu de configurer la boucle de fluide réfrigérant et l’échangeur de chaleur en face avant pour former une pompe à chaleur réversible au sein duquel l’échangeur de chaleur est apte à fonctionner en mode condenseur, en été, pour assurer le refroidissement de l’habitacle via le dispositif d’échange thermique formant un évaporateur dans l’installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation, et à fonctionner en mode évaporateur, en hiver, pour assurer le chauffage dans l’habitacle via le dispositif d’échange thermique formant un condenseur.
Un problème d’un tel échangeur de chaleur placé en face avant du véhicule réside alors dans son fonctionnement en évaporateur, lorsque le différentiel de température tend à réchauffer le flux d’air humide et créer des gouttelettes de condensation qui se déposent en surface de l’échangeur de chaleur. Si la température du fluide réfrigérant circulant dans les tubes est trop basse, et que par conduction thermique les intercalaires entre les tubes sont trop froids, le refroidissement des gouttelettes de condensation peut former du givre localement sur les intercalaires entre les tubes de l’échangeur de chaleur. Une telle présence de givre génère des obstacles au passage d’air à travers l’échangeur de chaleur et tend donc à diminuer les capacités thermiques de l’échangeur de chaleur.
La présente invention vise à remédier à cet inconvénient, en proposant une boucle de fluide réfrigérant, et plus particulièrement un échangeur de chaleur, permettant de limiter la formation de givre sur ce dernier. L’invention permet donc d’augmenter les capacités thermiques de l’échangeur de chaleur et donc de la boucle de fluide réfrigérant.
La présente invention a ainsi pour principal objet un échangeur de chaleur pour une boucle de fluide réfrigérant, comprenant une surface d’échange de chaleur, un premier collecteur de fluide réfrigérant et un deuxième collecteur de fluide réfrigérant, le premier collecteur étant disposé à une première extrémité longitudinale de la surface d’échange de chaleur et le deuxième collecteur étant disposé à une deuxième extrémité longitudinale de la surface d’échange de chaleur, au moins le premier collecteur de fluide réfrigérant étant scindé en une première chambre collectrice et une deuxième chambre collectrice, la surface d’échange de chaleur comprenant des tubes s’étendant longitudinalement entre le premier collecteur de fluide réfrigérant et le deuxième collecteur de fluide réfrigérant, l’échangeur de chaleur étant caractérisé en ce que les tubes sont répartis en deux ensembles de tubes qui se distinguent d’un ensemble à l’autre par les dimensions longitudinales des tubes mesurées entre le premier collecteur de fluide réfrigérant et un plan médian de l’échangeur de chaleur perpendiculaire à la surface d’échange de chaleur et à équidistance des deux collecteurs de fluide réfrigérant, les tubes d’un premier ensemble présentant une dimension longitudinale inférieure à une dimension longitudinale des tubes d’un deuxième ensemble, les tubes du premier ensemble débouchant dans la première chambre collectrice du premier collecteur de fluide réfrigérant et les tubes du deuxième ensemble débouchant dans la deuxième chambre collectrice du premier collecteur de fluide réfrigérant.
La boucle de fluide réfrigérant peut être disposée au sein d’un véhicule, par exemple hybride ou électrique, afin de refroidir ou de réchauffer l’habitacle de ce véhicule. L’échangeur de chaleur peut être un évapo-condenseur au sein duquel circule le fluide réfrigérant. Cet échangeur de chaleur comprend la surface d’échange de chaleur au sein de laquelle s’effectuent les échanges de calories entre un flux d’air, destiné à traverser ladite surface d’échange, et le fluide réfrigérant circulant au sein des tubes de cette surface d’échange, le fluide réfrigérant captant ou cédant des calories au flux d’air en fonction de la configuration de la boucle de fluide réfrigérant, destinée à refroidir ou à chauffer l’habitacle du véhicule.
Le plan médian, s’étendant à équidistance du premier collecteur et du deuxième collecteur, sépare l’échangeur de chaleur en deux parties symétriques ou à tout le moins sensiblement équivalentes, étant entendu que des conduits d’alimentation et d’évacuation peuvent être raccordés en des zones différentes sur un collecteur par rapport à l’autre sans que cela empêche de considérer le plan perpendiculaire à la surface d’échange de chaleur et à équidistance des collecteurs comme un plan médian au sens de l’invention.
Ainsi, les véhicules s’équipent de plus en plus de dispositifs complémentaires aux radars, tels que des LIDAR et des caméras.
La résolution spatiale exprime la capacité d'un dispositif d'observation à distinguer les détails. Elle peut être caractérisée notamment par la distance minimale qui doit séparer deux points contigus pour qu'ils soient correctement discernés.
Dans le cas d’un radar, cette distance de résolution est fonction du rapport entre la longueur d’onde de l’onde utilisée pour l’observation, et la taille de l’ouverture du dispositif d’observation. Ainsi, pour améliorer la résolution spatiale, c’est-à-dire diminuer la distance de résolution, il est nécessaire de diminuer la longueur d’onde (augmenter la fréquence de l’onde) et/ou nécessaire d’augmenter l’ouverture du dispositif d’observation. En effet, la résolution spatiale R est caractérisée par l’équation suivante :
avec c la vitesse de la lumière, L la distance entre le dispositif d’observation et la cible, f la fréquence du radar et O l’ouverture du dispositif d’observation.
C’est la raison pour laquelle on cherche aujourd’hui à utiliser des radars fonctionnant à plus haute fréquence, par exemple à 77GhZ au lieu de 24GHz.
Et au contraire, la miniaturisation des radars actuels conduit à réduire leur ouverture donc leur résolution.
Par ailleurs, un problème rencontré pour un radar porté par une pièce de carrosserie concerne le positionnement du radar. En effet, il est important de pouvoir assurer l’intégrité d’un radar, afin qu’il remplisse sa fonction correctement, même en cas de déformation de la pièce de carrosserie le portant (choc, dilatation thermique, …). Il est donc nécessaire d’assurer un bon positionnement du radar (direction d’émission/réception maintenue) pendant toute la durée d’utilisation de la fonction radar.
Il convient donc de fournir une solution permettant de fournir la position et la vitesse des objets situés autour du véhicule et d’obtenir une portée et une résolution spatiale plus adaptées, tout en limitant le coût et la consommation énergétique du dispositif de détection. Cela permet d’améliorer la détection d’objets ou de personnes autour du véhicule et de faciliter l’implantation de tels systèmes dans des véhicules autonomes, notamment des véhicules électriques dont la consommation doit être limitée au maximum.
À cet effet, l’invention a pour objet un système radar pour véhicule à moteur comprenant : - une unité électronique configurée pour émettre et recevoir une onde électromagnétique dans une plage de fréquence prédéterminée, - une première antenne directive comprenant une première cavité réfléchissante aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une première métasurface, ladite première antenne étant configurée pour être reliée à l’unité électronique via un premier guide d’onde et pour transmettre une onde électromagnétique, émise par l’unité électronique et propagée via le premier guide d’onde, dans une première direction prédéterminée et/ou pour propager une onde électromagnétique reçue depuis la première direction prédéterminée vers l’unité électronique via le premier guide d’onde, - une deuxième antenne directive comprenant une deuxième cavité réfléchissante aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une deuxième métasurface, ladite deuxième antenne étant configurée pour être reliée à l’unité électronique via un deuxième guide d’onde et pour transmettre une onde électromagnétique, émise par l’émetteur/récepteur et propagée via le deuxième guide d’onde, dans une deuxième direction prédéterminée et/ou pour propager une onde électromagnétique reçue depuis la deuxième direction prédéterminée vers l’unité électronique via le deuxième guide d’onde.
Selon un autre aspect de la présente invention la première antenne dite antenne émettrice est configurée pour émettre une onde électromagnétique issue de l’unité électronique et propagée via le premier guide d’onde dans la première direction prédéterminée et la deuxième antenne dite antenne réceptrice est configurée pour recevoir l’onde électromagnétique émise par l’antenne émettrice et réfléchie par un obstacle dans la deuxième direction prédéterminée et pour propager l’onde électromagnétique reçue vers l’unité électronique via le deuxième guide d’onde.
Selon un autre aspect de la présente invention, la première direction prédéterminée correspond à un cône d’émission autour d’un axe central d’émission et la deuxième direction prédéterminée correspond à un cône de réception autour d’un axe central de réception.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l’écart en azimut entre l’axe central d’émission et l’axe central de réception est inférieure à 30°.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, l’écart en élévation entre l’axe central d’émission et une direction horizontale d’une part et entre l’axe central de réception et une direction horizontale d’autre part est inférieur à 5°, notamment égal à 0°.
Selon un autre aspect de la présente invention, les sections du cône d’émission et du cône de réception ont une forme allongée, notamment oblongue, et les antennes sont disposées de sorte que, d’une part, l’angle d’assiette de l’antenne formé par l’écart angulaire entre le grand axe de la forme allongée et une direction horizontale est inférieur à 30°, notamment inférieur à 5° et d’autre part l’écart angulaire entre l’angle d’assiette de la première antenne et de la deuxième antenne est inférieur à 30°, notamment inférieur à 5°.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, la plage de fréquence prédéterminée est supérieure à 60GHz, notamment entre 75 et 80GHz, notamment 77GHz. La plage de fréquence prédéterminée peut également être comprise entre 120 et 160 GHz, notamment 140 GHz.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la première et la deuxième antennes sont configurées pour être disposées sur une pièce de carrosserie comprenant une paroi réalisée en matière plastique.
Les coefficients de luminance q sont fonctions de : - l'angle d'observation α par un observateur d’un point éclairé par la source d’éclairage. α est l’angle mesuré entre la direction d’observation et le plan horizontal. - l'angle β entre le plan d'incidence de la lumière de la source d’éclairage et le plan d'observation. Autrement dit, β est l’angle azimut mesuré entre deux plans verticaux contenant l’un la direction d’observation et l’autre la direction d’éclairage. - l'angle d'incidence γ de la lumière (plus particulièrement sa tangente : tan γ). Autrement dit γ est mesuré entre la verticale et la direction d’éclairage.
Ces angles sont illustrés à la .
Pour une zone de route normalisée entre 60 et 160 mètres devant un conducteur et une hauteur d'observation de 1,5 mètre, les variations de q en fonction de l’angle α sont négligeables et l’angle α est considéré comme égal à 1°. L’angle α étant défini, le coefficient de luminance q dépend de β et γ (plus particulièrement tan γ).
Par simplification, le coefficient de luminance réduit r est utilisé à la place du coefficient de luminance q, selon l’équation (II) :
k étant une constante (10 4 ).
Usuellement β est échantillonné entre 0° and 180° sur 20 points, et tan γ est échantillonné entre 0 et 12 (0°<γ <86°) sur 29 points. La table-r peut ainsi être présentée sous forme d’une matrice de dimension 29x20.
Un exemple de table-r de classe R1, de dimension 29x20, définie par la Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) est donné en .
De manière générale, les caractéristiques de réflexion optique peuvent aussi être présentées sous forme de fonctions de distribution de réflexion bidirectionnelle (BRDF en anglais pour Bi-directional Reflectance Distribution Function). Une table-r est usuellement considérée comme une partie des fonctions de distribution de réflexion bidirectionnelle.
Une table-r décrit des propriétés de réflexion optique d’une surface, telle qu’une voie de circulation, sous forme d’une matrice. La table-r relie la lumière incidente, encore appelée usuellement éclairement horizontal, produit par une source d’éclairage, à la lumière réfléchie (la luminance) par la surface éclairée vers l’œil d’un observateur, par exemple un conducteur, pour un angle d’observation donné.