INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le magnétomètre peut ainsi comprendre un circuit d’excitation de résonances paramétriques qui comporte un générateur de radiofréquence 8 qui alimente des bobines d’Helmholtz 7 d’axes orthogonaux qui entourent la cellule afin de générer un champ magnétique d’excitation des résonances paramétriques, également désigné par champ magnétique radiofréquence. Le magnétomètre comprend par ailleurs un dispositif de détection de résonances paramétriques 6 configuré pour mesurer l’absorption du faisceau de lumière par le gaz atomique et un photodétecteur 10 agencé pour recevoir le faisceau de lumière ayant traversé la cellule et délivrer un signal de photodétection audit dispositif de détection de résonances paramétriques 6.
Le magnétomètre peut également comprendre un système d’asservissement en boucle fermé du magnétomètre pour venir constamment soumettre l’élément sensible à un champ magnétique total nul. Le système d’asservissement comprend un régulateur 9 couplé au dispositif de détection 6 et qui injecte un courant dans les bobines de Helmholtz 7 afin de générer un champ magnétique de compensation Bc tel que la somme Bc+B0 est maintenue à zéro en permanence. Alternativement, le magnétomètre peut être opéré en boucle ouverte, sans compensation du champ ambiant.
On notera que le bruit étant lié à la conductance des éléments conducteurs du circuit d’excitation, il est possible d’utiliser des électrodes présentant des volumes plus importants que celui des électrodes décrites ci-après mais réalisées dans des matériaux moins bons conducteurs électriques que le cuivre et l’aluminium, par exemple des métaux de transition tels que Nb et Mo, des alliages tels que CuAl, AgCu, AuAg, ou des semiconducteurs tels que Si ou le Ge.
Dans une autre réalisation possible, un allumage inductif peut être réalisé en utilisant un solénoïde ou un résonateur hélicoïdal de diamètre inférieur ou égal à 3 cm par exemple, et réalisé : soit avec un fil de cuivre de diamètre typiquement inférieur à 300 microns ; soit avec un fil plus épais, réalisé en un matériau présentant une conductivité plus faible que celle du cuivre ou de l’aluminium, notamment réalisé dans les matériaux listés ci-dessus pour le cas d’électrodes capacitives.
Exemples comparatifs Exemple 1a : selon l’art antérieur
Cet exemple exploite la cellule décrite dans [2] (cellule de 100 mm³ sous la forme d’un cylindre de 5 mm de diamètre et de hauteur), des électrodes sous la forme de fragments de scotch cuivre (du fabriquant 3M référence 3313, d’une épaisseur de 35 microns) de 4*4 mm chacune collés sur la surface extérieure de la cellule, et connectés au générateur RF par des fils soudés sur ces éléments en cuivre. La grandeur Q total , en négligeant le métal des soudures vaut 10700 Siemens. La composante de bruit incompris qui résulte des mesures en configuration de mesure bas champ est de l’ordre de 120 fT/sqrt(Hz). Exemple 1b : selon l’art antérieur
Cet exemple exploite une cellule de taille plus grande (cylindre de 1 cm de diamètre et 1 cm de long), également décrite dans [2]. Les électrodes sont des fragments de scotch cuivre (du fabriquant 3M référence 3313, d’une épaisseur de 35 microns) de 1 x 0,9 cm chacune collées sur la surface extérieure de la cellule, et connectées au générateur RF par des fils soudés sur ces éléments en cuivre. La grandeur Q total , en négligeant le métal des soudures vaut 13000 Siemens. La composante de bruit incompris qui résulte des mesures en configuration de mesure bas champ est de l’ordre de 100 fT/sqrt(Hz). Exemple 2 (état de l’art antérieur)
Cet exemple exploite des électrodes en anneau telles que celles décrites dans [3] et [4], chacune composée d’une boucle de 1 cm de diamètre réalisée avec du fil de cuivre d’un diamètre de 315 microns. La grandeur Q total vaut 11700 Siemens. La composante de bruit incompris qui résulte des mesures en configuration de mesure bas champ est de l’ordre de 77 fT/sqrt(Hz). Exemple 3 (selon l’invention)
Cet exemple exploite des électrodes en couches minces (formées par un dépôt de cuivre) d’épaisseur de 1 micron, déposé par évaporation, avec un masquage permettant qu’il ait la forme d’un rectangle de 1 x 1 cm sur les faces latérales d’une cellule cylindrique. Ces électrodes sont connectées au générateur RF par un fil micro-soudé aux ultrasons. La grandeur Q total , en négligeant le métal des soudures vaut 920 Siemens. Le bruit non expliqué est inférieur à 19 fT/sqrt(Hz), avec une forte incertitude du fait de sa puissance plus faible de celle du bruit de photons lors de l’expérience (30 fT/sqrt(Hz)). Exemple 4 (selon l’invention)
est une représentation d’un repère tridimensionnel d’un véhicule automobile dans lequel peut être intégré la présente invention.
est une représentation d’une coupe longitudinale d’une partie avant de la structure du véhicule dans laquelle un bloc de refroidissement conforme de l’invention est installé.
est une représentation en transparence vue de haut d’un bloc de refroidissement conforme de l’invention positionné au sein de la partie avant de la structure du véhicule.
est une représentation en perspective d’un bloc de refroidissement conforme de l’invention, le bloc de refroidissement étant isolé de la structure du véhicule.
est une représentation d’une vue éclatée du bloc de refroidissement de la .
est une représentation en perspective du cadre de couplage du bloc de refroidissement conforme d’un mode de réalisation de l’invention.
est une représentation en transparence du comportement lors d’un choc frontal à faible vitesse d’un bloc de refroidissement conforme d’un mode de réalisation de l’invention.
La illustre un repère orthonormé direct XYZ classiquement utilisé en conception automobile, dans lequel, d’une part, l’axe X désigne une direction longitudinale avant-arrière du véhicule, cet axe X étant orienté vers l’arrière, d’une deuxième part, l’axe Y désigne une direction transversale du véhicule dans laquelle est définie la largeur du véhicule, l’axe Y étant orienté vers la droite du véhicule, et d’autre part, l’axe Z qui désigne la direction verticale selon laquelle peut être définie la hauteur du véhicule, l’axe Z étant orienté vers le haut.
Comme illustré aux figures 2 à 7, l’invention concerne un bloc de refroidissement 10 moteur pour véhicule. Le bloc de refroidissement 10 moteur de la présente invention concerne plus particulièrement les véhicules terrestres de type automobile.
Comme illustré notamment aux figures 2 à 4, le bloc de refroidissement 10 comprend un module de refroidissement 11 moteur. Le module de refroidissement 11 peut être constitué d’un radiateur moteur ayant pour fonction de refroidir le moteur du véhicule. Dans le présent exemple, le module de refroidissement 11 présente une forme rectangulaire. En outre, le bloc de refroidissement 10 comprend un cadre support 20 configuré pour supporter le module de refroidissement 11 moteur. A ce titre, le cadre support 20 définit un plan support PS dans lequel est maintenu le module de refroidissement 11.
Le cadre support 20 présente également une forme rectangulaire, la vue éclatée de la permet de l’illustrer cela de manière claire. En particulier, le cadre support 20 comporte deux montants latéraux 21, 22 qui sont parallèles l’un par rapport à l’autre. A noter que l’un des montants latéraux 22 comprend un épaulement 23 qui fournit un dégagement supplémentaire en partie inférieure du montant 22. Le cadre support 20 comporte également un montant supérieur 24 et un montant inférieur 25 qui sont opposés et parallèles l’un à l’autre. Le cadre support 20 comporte en outre des moyens d’attache mécanique 26 du module de refroidissement 11. Dans l’exemple de la , le cadre support 20 comporte notamment deux moyens d’attache mécanique 26 disposés de part et d’autre du montant inférieur 25. L’un des moyens d’attache 26 mécanique est disposé à proximité d’un angle inférieur du cadre et l’autre se situe au niveau du dégagement supplémentaire du cadre. A noter que le cadre support 20 comporte également des moyens d’attache mécanique sur le montant supérieur 24, néanmoins, ils ne sont pas visibles à la .
Le cadre support 20 comporte aussi des organes de fixation 30 qui sont configurés pour fixer le cadre support 20 au châssis du véhicule. En l’occurrence, le bloc de refroidissement 10 comprend un cadre de couplage 40 au travers duquel le cadre support 20 est fixé au châssis. En effet, le cadre de couplage 40 est également appelé dans le jargon de l’homme du métier « face avant technique ». Comme cela est visible aux figures 3 et 7, le cadre de couplage 40 est couplé au châssis 100 du véhicule. En particulier, le cadre de couplage 40 est couplé au châssis selon un plan de couplage PC qui s’étend, d’une part, longitudinalement et sensiblement selon l’axe Z du repère X, Y, Z du véhicule, et d’autre part, transversalement selon l’axe Y du repère X, Y, Z du véhicule. Par convention, on dit que le cadre de couplage 40 est couplé de manière verticale au châssis 100 du véhicule. Selon un mode de réalisation de l’invention, le plan de couplage PC s’étend sensiblement selon l’axe Z car il peut être incliné de ± 10° par rapport à un plan ZY du repère tridimensionnel du véhicule.
Selon un mode de réalisation, le cadre de couplage 40 et le cadre support 20 peuvent être réalisés dans un matériau métallique tel que l’acier.
Comme cela est illustré aux figures 5 et 6, dans cet exemple le cadre de couplage 40 présente également une forme rectangulaire. A ce titre, le cadre de couplage 40 comporte deux montants latéraux 41 parallèles et opposés l’un à l’autre. Chaque montant latéral 41 étant respectivement connecté par chacune de ses extrémités à un montant supérieur 42 et un montant inférieur 43 qui sont respectivement parallèles et opposés l’un à l’autre. Le cadre de couplage 40 comprend des moyens de couplage 44, 45 qui sont complémentaires des organes de fixation 30 du cadre support 20. Dans cet exemple, les moyens de couplage 44, 45 sont disposés selon un axe Z d’un repère tridimensionnel X, Y, Z du véhicule. Selon le repère X, Y, Z définit par la , la hauteur du véhicule est définie selon l’axe Z.
Comme cela est illustré à la et 4, la coopération entre les moyens de couplage 44, 45 et les organes de fixation 30 forme un angle d’inclinaison θ déterminé du plan support PS par rapport au plan de couplage PC dans lequel s’étend le cadre de couplage 40. Ainsi, contrairement à l’état de l’art, le plan de couplage PC du bloc de refroidissement n’est pas coplanaire du plan support PS du module de refroidissement, cela permet de réduire les dimensions des montants latéraux 41 du cadre de couplage et de fait de réduire la hauteur de ce dernier selon l’axe Z du repère tridimensionnel X,Y, Z du véhicule.
Selon un mode de réalisation, l’angle d’inclinaison θ présente une valeur comprise entre 10° et 25°. Selon un mode de réalisation préférentiel, l’angle d’inclinaison θ présente une valeur comprise entre 15° et 20°. Selon cette plage valeur, il est possible de réduire la hauteur du cadre de couplage de 5 à 20 % par rapport à un même bloc de refroidissement 10 dans lequel le plan de couplage PC et le plan de support PS sont coplanaires et verticaux. Comme cela est illustré à la , ce gain en hauteur peut être utilisé pour abaisser le capot 101 du véhicule d’une dimension d qui peut être déterminée en fonction de la réduction de la hauteur du cadre de couplage 40. Par exemple, la dimension d peut être comprise entre 10 mm et 50 mm.
En référence à la , il est représenté un pack batterie 1 qui comprend une série de modules connectés entre-deux par un système d’éléments de liaison électrique 2.
Ici un module est un module de stockage d’énergie électrique, autrement nommé module batterie. Chaque module comprend une ou plusieurs cellule(s) électrochimique(s). Les modules sont identiques, ils sont repérés généralement M(k), k étant un rang ou indice de nommage. Avec un nombre N de modules, k varie de 1 à N.
Dans l'exemple illustré, N=8, les modules M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8 sont disposés les uns à côté des autres, en ligne. Il n'y a pas de limitation sur le nombre de modules N, la présente invention fonctionne même avec un nombre N très important de modules.
En référence aux figures 1 et 3, chaque module M(k) comprend une borne positive BP et une borne négative BN.
Les N modules sont raccordé électriquement en configuration série, la borne positive BP de chaque module intermédiaire M(k) est reliée électriquement à la borne négative BN d’un de ses voisins (ici celui de droite M(k+1)) par un élément de liaison 2, la borne négative BN de chaque module intermédiaire M(k) est reliée électriquement à la borne positive BP de l’autre de ses voisins (ici celui de gauche M(k-1)) par un autre élément de liaison 2.
Par exemple, la borne négative BN module M2 est raccordé à la borne positive BP du module M1 et la borne positive BP du module M2 est raccordé à la borne négative BN du module M3. La même logique s’applique mutatis mutandis aux autres modules.
L’ensemble comprend un intermédiaire est relié électriquement de part et d'autre à ses deux voisins immédiats.
Chaque élément de liaison 2 se présente comme une barre plate, aussi bande métallique, par exemple obtenue par découpage à la presse. En référence à la , L’épaisseur E2 d’une telle bande métallique est généralement homogène, comprise entre 1mm et 4mm. Par exemple, la largeur W est comprise entre 10mm et 20mm. Par exemple, la longueur L est comprise entre 50mm et 100mm. Le matériau constituant chaque élément de liaison 2 est métallique, par exemple un alliage d’aluminium ou de cuivre, ou bien en alliage d’acier.
Chaque élément de liaison 2 comprend une première extrémité 21 avec un premier trou 23, et une deuxième extrémité 22 avec un deuxième trou 24.
Dit autrement, chaque élément de liaison 2 est une bande métallique trouée. Elle est fixée par vissage aux bornes des modules.
Plus précisément, le premier trou 23 reçoit la tige 4 d’une borne d’un module et le deuxième trou 24 reçoit la tige 4 d’une autre borne d’un module.
Le diamètre intérieur D de chaque trou peut être compris entre 6 mm et 16 mm. De préférence, on peut choisir un diamètre intérieur compris entre 8 mm et 12 mm.
Un écrou 3 est vissé sur chaque tige de borne. La tige 4 peut comprendre un filetage extérieur formant contrepartie du filetage intérieur de l’écrou. En alternative, il peut être prévu une douille conique, avec un filetage extérieur sur la douille et des dents radialement intérieures pour accrocher sur la tige 4.
Il peut être prévu une rondelle 41, par exemple une rondelle de type Grower, interposée entre l'écrou 3 et l'élément de liaison 2.
Chaque élément de liaison 2 porte sur un épaulement 42 de la borne à laquelle il est vissé.
Les éléments de liaison électrique pourraient toutefois avoir une forme différente tout en remplissant la même fonction
- une deuxième partie, locale, réalisant les consignes d’actionneur en fonction d’une courbe de réponse de l’actionneur.
L’application au domaine aéronautique implique généralement la redondance des commandes, ou tout du moins des capteurs de mesure. Ainsi, chaque capteur LVDT est généralement redondé pour offrir une résistance aux erreurs et dérives de l’actionneur. Le capteur LVDT redondé comprend alors deux voies de mesure, l’une dite locale, l’autre dite cross.
Néanmoins, chaque capteur LVDT redondé peut lui aussi souffrir d’erreurs et de dérives. Dans de tels cas, il apparaît un écart de mesure de position entre les deux voies redondées d’un même capteur. Si cet écart dépasse un seuil prédéfini, dit seuil de cross-check, l’écart doit être pris en compte.
Lors d’une telle panne de « cross-check », on peut alors être amené à sélectionner l’une des deux voies de mesure du capteur redondé, ou une moyenne des deux voies de mesure. Pour assurer la précision et la fiabilité de la mesure fournie par le capteur, il est nécessaire d’assurer une bonne localisation d’une voie de mesure erronée ou en panne.
De l’état de la technique antérieure, on connaît les documents US20200201312, CN110118128 et US2009043447 qui décrivent chacun la détection de la défaillance d’un capteur mesurant une grandeur par rapport à d’autres capteurs mesurant des grandeurs différentes, notamment au travers d’une architecture particulière de filtres de Kalman. Ces documents décrivent l’utilisation de « banques » (i.e. plusieurs filtres de Kalman différents) utilisées avec les mêmes capteurs. L’interprétation des résidus (i.e. écarts entre les sorties du modèle et les mesures capteur) permet de détecter le capteur défaillant, mais ne permet pas toujours de localiser une voie de mesure défaillante.
En vue de la détermination d’une voie défaillante d’un capteur LVDT redondé par application d’un filtre de Kalman unique, il est nécessaire de disposer d’une calibration optimale dudit estimateur à filtre de Kalman, permettant de disposer d’une capacité de choix de la voie de mesure saine plus rapide et fiable qu’en cas de calibration arbitraire de l’estimateur.
L’invention a pour objet un procédé de calibration d’un estimateur par filtre de Kalman compris dans un système de commande d’un dispositif muni d’au moins un équipement, le système de commande comprenant au moins un capteur redondé configuré de sorte à déterminer une grandeur du au moins un équipement, le capteur redondé comprenant deux voies de mesure redondantes, le procédé de calibration comprenant les étapes suivantes :
a. identification d’un ensemble de commandes de référence du dispositif,
b. détermination d’une fonction de coût fonction d’un jeu de constantes de temps définissant par ailleurs le filtre de Kalman, d’un seuil d’écart de grandeur mesurée entre les deux voies d’un même capteur redondé au-delà duquel on considère qu’un défaut est présent, d’un paramètre de compromis définissant la priorité donnée à la vitesse de convergence ou à la précision de l’estimateur, et de l’écart pour chaque équipement entre grandeur mesurée et grandeur estimée par l’estimateur par filtre de Kalman, l’écart étant calculé pour au moins deux instants compris dans la durée de l’ensemble de commandes de référence,
c. optimisation par minimisation de la valeur de la fonction de coût en faisant varier le jeu de constantes de temps pour une valeur de paramètre de compromis donnée,
d. répétition de l’optimisation par minimisation pour au moins une autre valeur de paramètre de compromis, et
e. détermination du jeu de constantes de temps associé à une valeur de paramètre de compromis dont la racine de l'erreur quadratique moyenne entre la valeur mesurée et la valeur estimé de position des équipements et la somme des constantes de temps sont inférieures chacune à un seuil, ledit jeu de constantes de temps calibrant l’estimateur par filtre de Kalman.
Pour déterminer la valeur prise par la fonction de coût pour un jeu de constantes de temps, on peut réaliser les sous-étapes suivantes :
a. détermination du gain du filtre de Kalman pour le jeu de constantes de temps et pour chaque point de fonctionnement autour duquel le dispositif a été linéarisé,
b. détermination de la valeur estimée de la mesure du capteur redondé associé à chaque équipement du dispositif par l’intermédiaire de l’estimateur à filtre de Kalman dans tout l’ensemble de commandes de référence identifié et pour les au moins deux instants compris dans la durée de l’ensemble de commandes de référence.
Pour réaliser l’optimisation par minimisation de la valeur de la fonction de cout, on peut utiliser un algorithme génétique.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la détection concerne un arc électrique en série et en tension continue. Cependant l’invention peut également être mise en œuvre dans le cadre de la détection d’arcs en série en tension alternative ou bien encore d’arcs en parallèle en tension continue ou alternative.
Le procédé 100 selon l’invention se déroule en au moins deux phases, dites ici PC, PD : une phase PC de conception permettant de déterminer une fonction de décision, c’est-à-dire une fonction qui prend en entrée une pluralité de descripteurs issus d’une mesure de courant et qui donne en sortie un booléen (ou toute représentation équivalente) représentatif de la présence ou non d’un arc électrique dans la mesure considérée ; une phase PD de détection, lors de laquelle le courant sur une ligne électrique est mesuré de sorte à extraire de cette mesure des descripteurs identifiés lors de la phase PC de conception et détecter la présence ou non d’un arc électrique à l’aide de la fonction de décision déterminée lors de la phase PC de conception.
De manière optionnelle, lorsque la pluralité de mesures nécessaires à la phase de conception n‘est pas disponible, le procédé peut également comprendre une phase d’acquisition visant à obtenir ladite pluralité de mesures.
Acquisition des mesures
Comme déjà mentionné, il peut être nécessaire de recueillir des mesures si ces dernières ne sont pas disponibles. Pour cela, dans un mode de réalisation, le procédé 100 comprend, avant la phase PC de conception, une phase d’acquisition comprenant une étape d’acquisition d’une pluralité de mesures, chaque mesure comprenant une mesure corrélée dans le temps de la tension d’arc et du courant d’arc.
Cette phase est généralement mise en œuvre en laboratoire où des tests sont effectués afin de générer une base de données comprenant la pluralité de mesures brutes. Les mesures brutes sont également accompagnées d’informations relatives à la mesure et notamment : La fréquence d’échantillonnage lors de la mesure, par exemple 1MHz ; La description des signaux mesurés comportant : La mesure du courant d’arc (ou courant de ligne) ; La mesure de la tension d’arc ; La dimension de la base de données : le nombre d’essais (et donc le nombre de régions nominales et régions d’arcs – de préférence suffisamment important, par exemple plusieurs centaines ou milliers de fenêtres).
En outre, dans chaque mesure, la mesure de tension d’arc et de courant sont corrélées en temps.
Pour apprendre des informations aboutissant à un taux de vrais positifs élevé (aspect fiabilité) et un taux de faux positifs faible (aspect robustesse), deux catégories de signaux sont nécessaires : les signatures d’arcs électriques et les régions nominales. Les régions nominales sont toutes les signatures sur lesquelles un arc électrique n’est pas présent. Cela correspond donc à des régimes nominaux mais aussi anormaux (« inrush », reconfiguration de charges, etc…) de charges électriques connectées au réseau et alimentées par les câbles sous surveillance. La base de données doit donc contenir la plus grande distribution possible de ces signaux (charges avions, essais en environnement représentatif sévère).
A l’issue de leur acquisition, il peut être avantageux de prétraiter les mesures afin d’en faciliter l’analyse. Aussi, dans un mode de réalisation, la phase d’acquisition du procédé selon l’invention comprend une étape de pré-traitement des mesures acquises. Cette étape de pré-traitement permet notamment de standardiser les acquisitions, et de supprimer les décalages et les défauts de la chaîne de mesure.
Phase de conception d’une fonction de décision
Le procédé 100 selon l’invention comprend une phase PC de conception d’une fonction de décision à l’aide de la pluralité de mesures (éventuellement prétraitées comme décrit précédemment), cette phase étant destinée à déterminer une fonction de décision telle que décrite précédemment, c’est-à-dire une fonction qui prend en entrée une pluralité de descripteurs extraits d’une mesure de courant d’arc et qui donne en sortie un booléen (ou toute représentation équivalente) représentatif de la présence ou non d’un arc électrique.
Étape de pré-identification