EP4397132A1 - Pièce pour véhicule destinée à être disposée en regard d'un cône d'émission d'un capteur radar du véhicule et comportant un système de dégivrage - Google Patents
Pièce pour véhicule destinée à être disposée en regard d'un cône d'émission d'un capteur radar du véhicule et comportant un système de dégivrageInfo
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- EP4397132A1 EP4397132A1 EP22762000.2A EP22762000A EP4397132A1 EP 4397132 A1 EP4397132 A1 EP 4397132A1 EP 22762000 A EP22762000 A EP 22762000A EP 4397132 A1 EP4397132 A1 EP 4397132A1
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- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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Definitions
- Self-driving or partially self-driving vehicles need a large amount of sensors that are responsible for receiving redundant data from the vehicle's surroundings, to avoid collisions and ensure that the vehicle arrives at its destination safe and sound.
- These sensors many of which are radar sensors, are placed at predetermined locations on the vehicle, so that the data covers as much information as possible.
- Vehicle lighting devices are usually advantageous locations for such radar sensors, although other locations on the vehicle are also possible.
- the width of each elongated heating element is less than 0.5 mm, preferably substantially equal to 0.4 mm.
- This second embodiment of the invention makes it possible to further increase the defrosting speed compared to the first embodiment of the invention in which the elongated heating elements extend parallel to each other by forming a grid wave polarizer , and with a constant distance between two adjacent elongated heating elements.
- the density of the elongated heating elements of the second sub-assembly is maximized outside the emission cone of the radar sensor, in order to maximize the electrical conductivity and therefore the defrosting speed.
- the distance between two adjacent elongated heating elements of the first sub-assembly is greater than the distance between two adjacent elongated heating elements of the second sub-assembly.
- the electromagnetic wave 6 propagates along a main propagation direction D1.
- the emission cone 7 of the radar sensor 4 corresponds to the angular zone in which the sensor 4 emits.
- This angular zone has a main direction which corresponds to the main direction of propagation D1 of wave 6 for which the amplitude of the wave is maximum.
- the main direction of propagation D1 corresponds to the optical axis of the radar sensor 4.
- the main direction of propagation D1 is the longitudinal direction, corresponding to the longitudinal axis X in the figures.
- each heating wire or metal strip 14 is coated with a layer of a dielectric material or is arranged in a protective and insulating dielectric element (such a material or dielectric element not being not shown in the figures for reasons of clarity).
- the dielectric material has an index of refraction and a thickness.
- the thickness of the dielectric material is advantageously between 0.8 times and 1.2 times an ideal thickness, the ideal thickness being equal to a natural number multiplied by the wavelength of the electromagnetic wave 6 emitted by the sensor radar 4 and divided by twice the refractive index of the dielectric material, for a zero angle of incidence of the electromagnetic wave 6 (normal electromagnetic wave).
- the thickness of the dielectric material is between 0.8 times and 1.2 times the wavelength divided by twice the refractive index. This thickness, which corresponds to the minimum possible for this particular characteristic of the invention, makes it possible to avoid other interferences.
- the elongated heating elements 14 extend in the same plane T.
- This plane T extends perpendicular to the main direction of propagation D1 of the electromagnetic wave 6 emitted by the radar sensor 4.
- the plane T in which the elongated heating elements 14 are arranged extends substantially parallel to the plane S defined by the emission surface of the radar sensor 4, at the front of this plane S.
- the elongated heating elements 14 extend parallel to each other in the plane T.
- the assembly 13 of the elongated heating elements 14 then forms a grid wave polarizer.
- each elongated heating element 14 of the first sub-assembly 16 is less than 0.5 mm (the width here being measured in the vertical direction of the Z axis). This width can be variable for each of the adjacent elongated heating elements of the first sub-assembly 16. It should be noted that on the , the distance separating two adjacent elongated heating elements 14 and the width of each elongated heating element 14 are not shown to scale.
- the distance d between two adjacent elongated heating elements 14 and the width ad of each elongated heating element 14 are then calculated so as to minimize the modulus of this reflection coefficient R v .
- the present invention is not limited to the embodiments described above by way of examples; it extends to other variants, in particular to any variant in which at least a subset of the set of elongated heating elements 14 is located in the emission cone 7 of the radar sensor 4 and is configured so that each slender heating element 14 of the sub-assembly is arranged on the part 2 so as to extend in a direction substantially perpendicular to the direction of interest P1 of the electric field of the electromagnetic wave 6 emitted by the radar sensor 4.
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Abstract
Description
- La présente invention appartient au domaine de l’intégration de capteurs radar au sein de véhicules automobiles, et en particulier au domaine des systèmes de dégivrage pour véhicule automobile permettant de maintenir une fiabilité de détection par de tels capteurs radar. L’invention vise notamment une pièce pour véhicule destinée à être disposée en regard d’un cône d’émission d’un capteur radar du véhicule, et comportant un tel système de dégivrage.
- Les véhicules à conduite autonome ou partiellement autonome ont besoin d’une grande quantité de capteurs qui sont chargés de recevoir des données redondantes de l’environnement du véhicule, pour éviter les collisions et faire en sorte que le véhicule arrive à destination sain et sauf. Ces capteurs, parmi lesquels beaucoup sont des capteurs radar, sont placés à des endroits prédéterminés sur le véhicule, de sorte que les données couvrent le plus grand nombre d’informations possibles. Les dispositifs d’éclairage du véhicule (phare, feu arrière, etc.) sont généralement des emplacements avantageux pour de tels capteurs radar, même si d’autres emplacements sur le véhicule sont également envisageables.
- L’onde électromagnétique émise par de tels capteurs radar est généralement polarisée linéairement. Par convention, la polarisation de l’onde électromagnétique décrit la vibration du champ électrique. Quand l’onde est polarisée linéairement, ce champ électrique oscille dans une seule direction, c’est la direction de polarisation principale, classiquement une direction de polarisation horizontale ou verticale.
- Une problématique liée à l’intégration d’un tel capteur radar dans un véhicule automobile réside dans la nécessité pour le capteur de pouvoir détecter des objets extérieurs quelles que soient les conditions météorologiques dans lesquelles évolue le véhicule. Or, pour des températures inférieures au seuil de 0° C, une couche de givre est susceptible de se former sur le ou les emplacement(s) d’émission / de réception du capteur radar sur le véhicule. Une telle couche de givre réfléchit et absorbe alors une très grande partie des ondes radar émises, du fait de l’indice de réfraction très élevé de l’eau. La portée du radar peut alors se voir significativement réduite, et la fonctionnalité de détection du capteur radar peut ne plus être opérationnelle au sein du véhicule.
- Afin de répondre à cette problématique il est connu d’utiliser, sur l’emplacement de réception du capteur radar sur le véhicule, un système de dégivrage permettant de maintenir les fonctionnalités de détection du capteur.
- Le document de brevet publié WO 2020/239380 A1 divulgue par exemple un tel système de dégivrage pour un composant de véhicule soumis au problème du givre (tel qu’un capteur radar par exemple). Le système de dégivrage est implanté à l’extérieur du cône d’émission du capteur radar, sur les bords du logement de réception du capteur. La chaleur permettant le dégivrage est transmise dans le système via l’utilisation d’un matériau élastomère conducteur électrique. L’électricité appliquée sur le matériau élastomère produit la chaleur nécessaire au dégivrage.
- Toutefois, un tel système de dégivrage ne peut pas être disposé à l’intérieur du cône d’émission du capteur radar sans altérer alors l’onde électromagnétique émise par le capteur. De ce fait, la place disponible pour le système de dégivrage sur le logement de réception du capteur radar sur le véhicule est relativement restreinte, car limitée aux bords du logement. Ceci impose une contrainte de dimensionnement pour le système de dégivrage, ce qui limite substantiellement la vitesse de dégivrage. En outre, cette vitesse de dégivrage est dépendante de la conductivité électrique du matériau élastomère utilisé.
- La présente invention vient améliorer la situation.
- Un objectif de l’invention est de proposer une pièce pour véhicule destinée à être disposée en regard d’un cône d’émission d’un capteur radar du véhicule, et comportant un système de dégivrage qui puisse être disposé à l’intérieur du cône d’émission du capteur radar sans altérer l’onde électromagnétique émise par le capteur et donc sans nuire à l’efficacité de ce dernier, tout en présentant une vitesse de dégivrage augmentée.
- A cet effet un premier aspect de l’invention concerne une pièce pour véhicule destinée à être disposée en regard d'un cône d’émission d’un capteur radar du véhicule, le capteur radar étant configuré pour émettre une onde électromagnétique dans le cône d’émission, le champ électrique de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar comprenant une composante oscillant dans une direction d’intérêt, l’onde électromagnétique se propageant selon une direction de propagation principale, ladite pièce présentant sur une de ses faces un système de dégivrage de la pièce. Le cône d’émission du capteur radar correspond à la zone angulaire dans laquelle le capteur émet. Cette zone angulaire a une direction principale qui correspond à la direction de propagation principale de l’onde pour laquelle l’amplitude de l’onde est maximale. La direction d’intérêt du champ électrique de l’onde électromagnétique correspond à une direction privilégiée, perpendiculaire à la direction de propagation principale de l’onde. Le champ électrique de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar peut être non polarisé, ou bien polarisé linéairement (typiquement selon une direction verticale ou horizontale, ou encore selon toute direction rectiligne autre que la direction verticale ou horizontale). Lorsque le capteur radar est polarisé linéairement selon une direction de polarisation principale (par exemple horizontale ou verticale), la direction d’intérêt correspond à cette direction de polarisation principale. Dans ce cas, le champ électrique de l’onde ne comporte que sa composante d’intérêt.
- Selon l’invention, le système de dégivrage comporte un ensemble d’éléments longilignes chauffants, au moins un sous-ensemble dudit ensemble d’éléments longilignes chauffants étant situé dans le cône d’émission du capteur radar lorsque la pièce est disposée en regard du capteur radar et étant configuré de sorte que chaque élément longiligne chauffant dudit sous-ensemble est disposé sur la pièce de manière à s’étendre selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’intérêt du champ électrique de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar lorsque la pièce est disposée en regard du capteur radar.
- Ainsi, du fait de l’orientation des éléments longilignes chauffants situés dans le cône d’émission du capteur radar, qui sont disposés sur la pièce de manière à s’étendre selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’intérêt du champ électrique de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar , le système de dégivrage permet de laisser passer la composante d’intérêt de l’onde électromagnétique. Cette composante d’intérêt n’est quasiment pas réfléchie par les éléments longilignes chauffants et est quasi intégralement transmise de l’autre côté du système de dégivrage. Le système de dégivrage de la pièce selon l’invention peut ainsi être disposé à l’intérieur du cône d’émission du capteur radar sans altérer l’onde électromagnétique émise par le capteur et donc sans nuire à l’efficacité de ce dernier. En outre, en jouant sur le nombre et la densité des éléments longilignes chauffants, la vitesse de dégivrage est avantageusement augmentée par rapport aux systèmes de l’art antérieur.
- Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les éléments longilignes chauffants s’étendent dans un même plan, ledit plan s’étendant perpendiculairement à la direction de propagation principale de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, les éléments longilignes chauffants s’étendent parallèlement entre eux dans ledit plan, l’ensemble des éléments longilignes chauffants formant un polariseur d’ondes à grille.
- Selon un premier mode de réalisation de l’invention, les éléments longilignes chauffants sont agencés de manière que la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents est constante.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents est inférieure à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents est inférieure à 5 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 5 mm, de préférence encore comprise entre 2 mm et 4 mm.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, le rapport entre la largeur de chaque élément longiligne chauffant et la longueur d’onde de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar est inférieur à 1/10.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, la largeur de chaque élément longiligne chauffant est inférieure à 0,5 mm, de préférence sensiblement égale à 0,4 mm.
- Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, un premier sous-ensemble d’éléments longilignes chauffants est situé dans le cône d’émission du capteur radar lorsque la pièce est disposée en regard du capteur radar, et un second sous-ensemble d’éléments longilignes chauffants est situé à l’extérieur du cône d’émission du capteur radar lorsque la pièce est disposée en regard du capteur radar, les éléments longilignes chauffants des premier et second sous-ensembles étant disposés de sorte que, en considérant un sens de parcours allant du second sous-ensemble vers le premier sous-ensemble perpendiculairement à la direction de propagation principale de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar, et de l’extérieur du cône d’émission du capteur radar vers le centre dudit cône d’émission, la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents est non constante et suit une fonction croissante de profil de distances. Ce deuxième mode de réalisation de l’invention permet d’augmenter encore la vitesse de dégivrage par rapport au premier mode de réalisation de l’invention dans lequel les éléments longilignes chauffants s’étendent parallèlement entre eux en formant un polariseur d’ondes à grille, et avec une distance constante entre deux éléments longilignes chauffants adjacents. En effet, dans ce deuxième mode de réalisation, la densité des éléments longilignes chauffants du second sous-ensemble est maximisée à l’extérieur du cône d’émission du capteur radar, afin de maximiser la conductivité électrique et donc la vitesse de dégivrage. A l’inverse, à l’intérieur du cône d’émission du capteur radar, la distance entre deux éléments longilignes chauffants adjacents du premier sous-ensemble est plus grande que la distance entre deux éléments longilignes chauffants adjacents du second sous-ensemble. Ceci permet de minimiser l’atténuation du signal issu du capteur radar, quelle que soit la composante de l’onde électromagnétique considérée. Selon une première variante de ce deuxième mode de réalisation, à l’intérieur du cône d’émission du capteur radar, les éléments longilignes chauffants du premier sous-ensemble sont disposés de sorte que plus on se rapproche transversalement du centre du cône, plus la distance entre deux éléments longilignes chauffants adjacents augmente. Selon une autre variante de ce deuxième mode de réalisation, la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents du premier sous-ensemble est constante.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, ladite fonction croissante de profil de distances est une fonction linéaire, ou une fonction linéaire par morceaux, par exemple une fonction en paliers.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, la distance minimale séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents du premier sous-ensemble d’éléments longilignes chauffants est supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 3 mm.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, la largeur de chaque élément longiligne chauffant du premier sous-ensemble d’éléments longilignes chauffants est inférieure à 0,5 mm.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, les éléments longilignes chauffants sont des fils ou des bandes métalliques chauffant(e)s. Les fils ou les bandes métalliques chauffant(e)s sont par exemple alimenté(e)s par une unité d’alimentation électrique commune configurée pour faire circuler un courant électrique au sein de chacun des fils ou des bandes métalliques. La chaleur nécessaire au dégivrage est alors produite par effet Joule dans les fils ou les bandes métalliques. L’unité d’alimentation électrique est par exemple reliée aux fils ou aux bandes métalliques chauffant(e)s via un ou plusieurs éléments de connexion électrique (tels que par exemple des barrettes de distribution de courant électrique, des câbles électriques et/ou une nappe d’alimentation électrique). Ces éléments de connexion électrique, qui sont généralement faits d’un matériau conducteur électrique non transparent, sont disposés dans la pièce à l’extérieur du cône d’émission du capteur radar.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque fil ou bande métallique chauffant(e) est revêtu(e) d’une couche d’un matériau diélectrique ou est agencé dans un élément diélectrique de protection et d’isolation.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, le matériau diélectrique présente un indice de réfraction et une épaisseur qui est comprise entre 0,8 fois et 1,2 fois une épaisseur idéale, l’épaisseur idéale étant égale à un nombre naturel multiplié par la longueur d’onde de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar et divisé par deux fois l’indice de réfraction du matériau diélectrique, pour un angle d’incidence nul de l’onde électromagnétique (onde électromagnétique normale). Cette épaisseur idéale est telle que les ondes électromagnétiques réfléchies par les fils ou les bandes métalliques chauffant(e)s subissent une interférence destructive, minimisant voire éliminant ainsi toute atténuation du signal issu du capteur radar. La transmission du signal à travers les fils ou les bandes métalliques est ainsi maximisée, quelle que soit la composante de l’onde électromagnétique considérée. Dans certains cas particuliers, l’épaisseur du matériau diélectrique est comprise entre 0,8 fois et 1,2 fois la longueur d’onde divisée par deux fois l’indice de réfraction. Cette épaisseur, qui correspond au minimum possible pour ce mode de réalisation de l’invention, permet d’éviter d’autres interférences.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, la pièce pour véhicule est une pièce de style destinée à masquer le capteur radar.
- A titre d’exemple, la pièce de style peut être un logo.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, la pièce pour véhicule est une glace de fermeture d'un élément d'éclairage et/ou de signalisation dans lequel est intégré le capteur radar.
- Un autre objet de l’invention concerne un ensemble comprenant un capteur radar de véhicule et une pièce pour véhicule selon l’invention, dans lequel le capteur radar est configuré pour émettre une onde électromagnétique dans un cône d’émission, le champ électrique de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar comprenant une composante oscillant dans une direction d’intérêt, l’onde électromagnétique se propageant selon une direction de propagation principale, la pièce pour véhicule étant disposée en regard du cône d’émission du capteur radar.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur radar est un capteur radar millimétrique polarisé selon une direction de polarisation horizontale ou verticale. L’oscillation du champ électrique de l’onde électromagnétique s’étend alors selon la direction horizontale ou verticale. La longueur d’onde du capteur radar est typiquement comprise entre 3,70 mm et 3,94 mm. Ce type de capteur radar est typiquement adapté aux applications de conduite autonome, et une telle longueur d’onde est avantageusement adaptée à la détection d’objets sans consommation d’énergie excessive ni retard de réponse.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur radar présente une fréquence de fonctionnement comprise entre 76 GHz et 81 GHz.
- Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble est un élément d'éclairage et/ou de signalisation d’un véhicule, en particulier un projecteur de véhicule. A titre d’exemple, la pièce pour véhicule peut être une glace de fermeture dudit élément d'éclairage et/ou de signalisation, ladite glace constituant une face dudit élément. Un tel élément d'éclairage et/ou de signalisation peut alors abriter le capteur radar.
- Ici, on entend par « véhicule » tout type de véhicule tel qu’un véhicule automobile, un cyclomoteur, une motocyclette, un robot de stockage dans un entrepôt, ou toute autre engin apte à embarquer au moins un passager ou destiné au transport de personnes ou d’objets.
- On entend par « câble électrique » un ou plusieurs élément(s) électriquement conducteur(s) allongé(s) entouré(s) par au moins une couche électriquement isolante, la couche électriquement isolante pouvant être directement en contact physique avec le ou les éléments électriquement conducteur(s) allongé(s).
- On entend également par « nappe d’alimentation électrique » un élément d’alimentation électrique dont l’épaisseur est faible au regard de sa longueur et de sa largeur. Elle peut être incurvée et présenter un galbe donné. Ainsi la nappe présente deux faces étendues séparée par un pourtour, ce pourtour définissant une épaisseur de la nappe, qui peut être variable, par exemple diminuant d’une extrémité à l’autre.
- D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
-
est une représentation schématique, en vue en perspective, d’un ensemble comprenant un capteur radar et une pièce pour véhicule selon un premier mode de réalisation de l’invention ; -
est une représentation schématique, en vue de face, de la pièce pour véhicule de la ; -
est une représentation schématique, en vue de côté, de la pièce pour véhicule de la ; -
est une représentation schématique, en vue de face, d’une pièce pour véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et -
est une représentation schématique d’un circuit électrique équivalent à la configuration de la . - Dans ce document, sauf indication contraire, les termes « amont » et « aval » se réfèrent au sens de propagation du faisceau électromagnétique dans l’objet auquel il se réfère et également au sens d’émission de l’onde électromagnétique en dehors dudit objet.
- Par ailleurs, tout ce qui dénommé « arrière » se trouve du côté amont tandis que tout ce qui est dénommée « avant » se trouve du côté aval.
- Les termes « horizontal », « vertical » ou « transversal », « inférieur », « supérieur », « haut », « bas », « côté » sont définis par rapport à l’orientation de la pièce 2 selon l’invention, destinée à être montée dans le véhicule. En particulier, dans cette demande, le terme « vertical » désigne une orientation perpendiculaire à l’horizon tandis que le terme « horizontal » désigne une orientation parallèle à l’horizon.
- Sur les figures 1 à 4, on a représenté un repère orthogonal associé à la pièce 2 pour véhicule. Ce repère est composé de trois axes X, Y et Z étant appelé, ici, respectivement axe longitudinal X, axe transversal Y et axe vertical Z.
- La
est une représentation schématique, en vue en perspective, d’un ensemble 1 comprenant la pièce 2 pour véhicule selon l’invention, et de son principe de fonctionnement. L’ensemble 1 comprend en outre un capteur radar 4. Seule une partie de la pièce 2 est représentée sur les figures pour des raisons de clarté. Sans que cela ne soit limitatif dans le cadre de la présente invention, l’ensemble 1 est par exemple un élément d'éclairage et/ou de signalisation d’un véhicule, en particulier un projecteur de véhicule. Dans ce cas, la pièce 2 est typiquement une glace de fermeture de l’élément d'éclairage et/ou de signalisation 1. La glace 2 constitue alors une face de cet élément 1. En variante, la pièce 2 peut être une pièce de style destinée à masquer le capteur radar 4, telle que par exemple un logo. Dans ce cas, l’ensemble 1 peut être un élément d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule, ou tout autre élément du véhicule. - Le capteur radar 4 est configuré pour émettre une onde électromagnétique 6 dans un cône d’émission 7 (un tel cône d’émission 7 n’est pas représenté sur la
mais est visible sur les figures 2 et 4). Le champ électrique de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4 comprend une composante E1 oscillant dans une direction d’intérêt P1. Plus précisément, ceci signifie que cette composante E1 du champ électrique de l’onde électromagnétique 6 s’étend, en projection dans le plan S défini par la surface d’émission du capteur radar 4, le long de la direction d’intérêt P1. La direction d’intérêt P1 du champ électrique de l’onde électromagnétique 6 correspond à une direction privilégiée, perpendiculaire à la direction de propagation principale D1 de l’onde 6, et selon laquelle la composante d’intérêt E1 du champ électrique de l’onde 6 oscille. Lorsque le capteur radar 4 est polarisé linéairement selon une direction de polarisation principale (par exemple horizontale ou verticale), la direction d’intérêt P1 correspond à cette direction de polarisation principale. Dans l’exemple de réalisation illustré sur la , la direction d’intérêt de l’onde 6 est la direction verticale, correspondant à l’axe vertical Z. Selon cet exemple de réalisation, le champ électrique de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4 est non polarisé. En variante non représentée, le champ électrique de l’onde électromagnétique émise par le capteur radar peut être polarisé verticalement ou horizontalement, ou encore selon toute direction rectiligne autre que la direction verticale ou horizontale. - L’onde électromagnétique 6 se propage selon une direction de propagation principale D1. Le cône d’émission 7 du capteur radar 4 correspond à la zone angulaire dans laquelle le capteur 4 émet. Cette zone angulaire a une direction principale qui correspond à la direction de propagation principale D1 de l’onde 6 pour laquelle l’amplitude de l’onde est maximale. Ici, la direction de propagation principale D1 correspond à l’axe optique du capteur radar 4. Dans l’exemple de réalisation illustré, la direction de propagation principale D1 est la direction longitudinale, correspondant à l’axe longitudinal X sur les figures.
- Le capteur radar 4 est typiquement un capteur radar millimétrique, à onde continue modulée en fréquence, dont la fréquence de fonctionnement est typiquement comprise entre 76 GHz et 81 GHz. Le capteur radar 4 est par exemple un capteur radar longue portée (donc à faible champ de vision) ou moyenne portée (donc à champ de vision moyen). La longueur d’onde du capteur radar 4 est typiquement comprise entre 3,70 mm et 3,94 mm. Ce type de capteur radar est typiquement adapté aux applications de conduite autonome, et une telle longueur d’onde est avantageusement adaptée à la détection d’objets sans consommation d’énergie excessive ni retard de réponse.
- Comme illustré sur les figures 1, 2 et 4, la pièce 2 est disposée en regard du cône d’émission 7 du capteur radar 4, à l’avant de celui-ci. La pièce 2 présente sur une de ses faces 10 un système 12 de dégivrage de la pièce 2.
- Le système de dégivrage 12 comporte un ensemble 13 d’éléments longilignes chauffants 14. Le système de dégivrage 12 comporte en outre une unité d’alimentation électrique (non représentée), reliée aux éléments longilignes chauffants 14 via un ou plusieurs éléments de connexion électrique (tels que par exemple des barrettes de distribution de courant électrique, des câbles électriques et/ou une nappe d’alimentation électrique). Ces éléments de connexion électrique, qui sont généralement faits d’un matériau conducteur électrique non transparent, sont disposés dans la pièce 2 à l’extérieur du cône d’émission 7 du capteur radar 4. L’unité d’alimentation électrique est configurée pour faire circuler un courant électrique au sein de chacun des éléments longilignes chauffants 14. Chaque élément longiligne chauffant 14 est typiquement un fil ou une bande métallique chauffant(e). La chaleur nécessaire au dégivrage est alors produite par effet Joule dans les fils ou les bandes métalliques chauffant(e)s 14.
- De préférence, chaque fil ou bande métallique chauffant(e) 14 est revêtu(e) d’une couche d’un matériau diélectrique ou est agencé dans un élément diélectrique de protection et d’isolation (un tel matériau ou élément diélectrique n’étant pas représenté sur les figures pour des raisons de clarté). Le matériau diélectrique présente un indice de réfraction et une épaisseur. L’épaisseur du matériau diélectrique est avantageusement comprise entre 0,8 fois et 1,2 fois une épaisseur idéale, l’épaisseur idéale étant égale à un nombre naturel multiplié par la longueur d’onde de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4 et divisé par deux fois l’indice de réfraction du matériau diélectrique, pour un angle d’incidence nul de l’onde électromagnétique 6 (onde électromagnétique normale). Selon un exemple de réalisation particulier, l’épaisseur du matériau diélectrique est comprise entre 0,8 fois et 1,2 fois la longueur d’onde divisée par deux fois l’indice de réfraction. Cette épaisseur, qui correspond au minimum possible pour cette caractéristique particulière de l’invention, permet d’éviter d’autres interférences.
- Tout ou partie des éléments longilignes chauffants 14 est situé(e) dans le cône d’émission 7 du capteur radar 4, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. Chaque élément longiligne chauffant 14 situé dans le cône d’émission 7 du capteur radar 4 est disposé sur la pièce 2 de manière à s’étendre selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’intérêt P1 du champ électrique de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4. Dans l’exemple de réalisation illustré, cette direction d’extension des éléments longilignes chauffants 14 est la direction transversale, correspondant à l’axe longitudinal Y sur les figures. De cette manière, la composante d’intérêt E1 de l’onde électromagnétique 6, qui s’étend perpendiculairement à la direction d’extension des éléments longilignes chauffants 14, n’est quasiment pas réfléchie par ces éléments 14 et est quasi intégralement transmise de l’autre côté du système de dégivrage 12. Outre sa composante d’intérêt E1, le champ électrique de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4 de la
comporte d’autres composantes 9a, 9b, 9c qui s’étendent chacune respectivement, en projection dans le plan S défini par la surface d’émission du capteur radar 4, le long d’une direction respective autre que la direction d’intérêt P1. Comme illustré sur la , ces autres composantes 9a, 9b, 9c de l’onde électromagnétique 6 sont réfléchies par les éléments longilignes chauffants 14 et ne sont pas transmises de l’autre côté du système de dégivrage 12. En variante non représentée, lorsque le capteur radar est polarisé linéairement, le champ électrique de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4 est constitué de la composante E1. - Comme illustré sur les figures 1 à 4, les éléments longilignes chauffants 14 s’étendent dans un même plan T. Ce plan T s’étend perpendiculairement à la direction de propagation principale D1 de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4. Autrement dit, le plan T dans lequel sont disposés les éléments longilignes chauffants 14 s’étend sensiblement parallèlement au plan S défini par la surface d’émission du capteur radar 4, à l’avant de ce plan S. Dans l’exemple de réalisation particulier représenté sur les figures 1 à 4, les éléments longilignes chauffants 14 s’étendent parallèlement entre eux dans le plan T. L’ensemble 13 des éléments longilignes chauffants 14 forme alors un polariseur d’ondes à grille.
- Selon un premier mode de réalisation de l’invention, représenté sur les figures 1 à 3, l’ensemble 13 des éléments longilignes chauffants 14 est situé dans le cône d’émission 7 du capteur radar 4. Les éléments longilignes chauffants 14 sont agencés de manière que la distance d2 séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 est constante (une telle distance d2 étant visible sur la
et étant ici mesurée selon la direction verticale de l’axe Z). - De préférence, la distance d2 séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 est inférieure à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4. La distance d2 séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 est typiquement inférieure à 4 mm, de préférence comprise entre 2 mm et 4 mm.
- De préférence encore, le rapport entre la largeur l2 de chaque élément longiligne chauffant 14 et la longueur d’onde de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4 est inférieur à 1/10, de préférence sensiblement égal à 1/10 (la largeur étant ici mesurée selon la direction verticale de l’axe Z). La largeur l2 de chaque élément longiligne chauffant 14 (visible sur la
) est typiquement inférieure à 0,5 mm, de préférence sensiblement égale à 0,4 mm. Il est à noter que sur la , la distance d2 et la largeur l2 ne sont pas représentées à l’échelle. - Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, représenté sur la
, un premier sous-ensemble 16 d’éléments longilignes chauffants 14 est situé dans le cône d’émission 7 du capteur radar 4, et un second sous-ensemble 18 d’éléments longilignes chauffants 14 est situé à l’extérieur du cône d’émission 7 du capteur radar 4. Les éléments longilignes chauffants 14 du second sous-ensemble 18 s’étendent alors à la périphérie du cône d’émission 7 du capteur radar 4. Les éléments longilignes chauffants 14 des premier et second sous-ensembles 16, 18 sont disposés de sorte que, en considérant un sens de parcours allant du second sous-ensemble 18 vers le premier sous-ensemble 16 perpendiculairement à la direction de propagation principale D1 de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4 (donc à l’intérieur du plan YZ), et de l’extérieur du cône d’émission 7 du capteur radar 4 vers le centre du cône d’émission 7, la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 est non constante et suit une fonction croissante de profil de distances. Cette fonction croissante de profil de distances est par exemple une fonction linéaire, ou une fonction linéaire par morceaux, par exemple une fonction en paliers. Selon une première variante de ce deuxième mode de réalisation de l’invention, à l’intérieur du cône d’émission 7 du capteur radar 4, les éléments longilignes chauffants 14 du premier sous-ensemble 16 sont disposés de sorte que plus on se rapproche transversalement du centre du cône, plus la distance entre deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 augmente. Selon une autre variante de ce deuxième mode de réalisation, qui est illustrée sur la , la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 du premier sous-ensemble 16 est constante à l’intérieur du cône d’émission 7 du capteur radar 4. - De préférence, la distance minimale séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 du premier sous-ensemble 16 est supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 3 mm (la distance étant ici mesurée selon la direction verticale de l’axe Z).
- De préférence encore, la distance maximale séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 du premier sous-ensemble 16 est inférieure à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4.
- De préférence encore, la largeur de chaque élément longiligne chauffant 14 du premier sous-ensemble 16 est inférieure à 0,5 mm (la largeur étant ici mesurée selon la direction verticale de l’axe Z). Cette largeur peut être variable pour chacun des éléments longilignes chauffants adjacents du premier sous-ensemble 16. Il est à noter que sur la
, la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 et la largeur de chaque élément longiligne chauffant 14 ne sont pas représentées à l’échelle. - Dans les deux modes de réalisation de la pièce 2 décrits ci-dessus, la distance entre deux éléments longilignes chauffants adjacents et la largeur de chaque élément longiligne chauffant sont calculées de manière à minimiser la réflexion de l’onde 6 sur les éléments longilignes, et donc à maximiser la transmission de cette onde 6 de l’autre côté des éléments. Le calcul de ces deux paramètres est fonction du type de polarisation et de la longueur d’onde du capteur radar 4, et de l’angle d’incidence de l’onde 6, comme cela sera détaillé par la suite.
- Plus précisément, la configuration de la pièce 2 illustrée sur la
est schématisée sur la par un circuit électrique équivalent. Dans ce circuit électrique équivalent, dans lequel le capteur radar 4 est polarisé verticalement selon la direction P1 qui est perpendiculaire à la direction d’extension des éléments longilignes chauffants 14, les paramètres Y0et B sont donnés par l’équation (1) suivante : -
(1) ;
- avec
; << 1 ;
- d la distance entre deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 ;
- a la somme de la largeur d’un élément longiligne chauffant 14 et de la distance d ;
- λ la longueur d’onde du capteur radar 4 ;
- θ l’angle d’incidence de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4.
- Quand l’angle d’incidence θ de l’onde électromagnétique 6 vaut 0 degrés, l’équation (1) devient :
-
(1) ; - En s’appuyant sur le schéma électrique de la
, le coefficient de réflexion Rv de l’onde 6, qui est un nombre complexe, est alors donné par l’équation (2) suivante : -
(2) ; - La distance d entre deux éléments longilignes chauffants adjacents 14 et la largeur a-d de chaque élément longiligne chauffant 14 sont alors calculées de manière à minimiser le module de ce coefficient de réflexion Rv.
- La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes, notamment à toute variante dans laquelle au moins un sous-ensemble de l’ ensemble d’éléments longilignes chauffants 14 est situé dans le cône d’émission 7 du capteur radar 4 et est configuré de sorte que chaque élément longiligne chauffant 14 du sous-ensemble est disposé sur la pièce 2 de manière à s’étendre selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’intérêt P1 du champ électrique de l’onde électromagnétique 6 émise par le capteur radar 4.
Claims (23)
- Pièce (2) pour véhicule destinée à être disposée en regard d'un cône d’émission (7) d’un capteur radar (4) du véhicule, le capteur radar (4) étant configuré pour émettre une onde électromagnétique (6) dans le cône d’émission (7), le champ électrique de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4) comprenant une composante (E1) oscillant dans une direction d’intérêt (P1), l’onde électromagnétique (6) se propageant selon une direction de propagation principale (D1), ladite pièce (2) présentant sur une de ses faces (10) un système (12) de dégivrage de la pièce (2) ;
caractérisée en ce que le système de dégivrage (12) comporte un ensemble (13) d’éléments longilignes chauffants (14), au moins un sous-ensemble (16) dudit ensemble (13) d’éléments longilignes chauffants (14) étant situé dans le cône d’émission (7) du capteur radar (4) lorsque la pièce (2) est disposée en regard du capteur radar (4) et étant configuré de sorte que chaque élément longiligne chauffant (14) dudit sous-ensemble (16) est disposé sur la pièce (2) de manière à s’étendre selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’intérêt (P1) du champ électrique de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4) lorsque la pièce (2) est disposée en regard du capteur radar (4). - Pièce (2) pour véhicule selon la revendication 1, dans laquelle les éléments longilignes chauffants (14) s’étendent dans un même plan (T), ledit plan (T) s’étendant perpendiculairement à la direction de propagation principale (D1) de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4).
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication 2, dans laquelle les éléments longilignes chauffants (14) s’étendent parallèlement entre eux dans ledit plan (T), l’ensemble (13) des éléments longilignes chauffants (14) formant un polariseur d’ondes à grille.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication 3, dans laquelle les éléments longilignes chauffants (14) sont agencés de manière que la distance (d2) séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents (14) est constante.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication 4, dans laquelle la distance (d2) séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents (14) est inférieure à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4).
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle la distance (d2) séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents (14) est inférieure à 5 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 5 mm, de préférence encore comprise entre 2 mm et 4 mm.
- Pièce (2) pour véhicule selon l’une des revendications 3 à 6, dans laquelle le rapport entre la largeur (l2) de chaque élément longiligne chauffant (14) et la longueur d’onde de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4) est inférieur à 1/10.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication précédente, dans laquelle la largeur (l2) de chaque élément longiligne chauffant (14) est inférieure à 0,5 mm, de préférence sensiblement égale à 0,4 mm.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle un premier sous-ensemble (16) d’éléments longilignes chauffants (14) est situé dans le cône d’émission (7) du capteur radar (4) lorsque la pièce (2) est disposée en regard du capteur radar (4), et un second sous-ensemble (18) d’éléments longilignes chauffants (14) est situé à l’extérieur du cône d’émission (7) du capteur radar (4) lorsque la pièce (2) est disposée en regard du capteur radar (4), les éléments longilignes chauffants (14) des premier et second sous-ensembles (16, 18) étant disposés de sorte que, en considérant un sens de parcours allant du second sous-ensemble (18) vers le premier sous-ensemble (16) perpendiculairement à la direction de propagation principale (D1) de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4), et de l’extérieur du cône d’émission (7) du capteur radar (4) vers le centre dudit cône d’émission (7), la distance séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents (14) est non constante et suit une fonction croissante de profil de distances.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication précédente, dans laquelle ladite fonction croissante de profil de distances est une fonction linéaire, ou une fonction linéaire par morceaux, par exemple une fonction en paliers.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication 9 ou 10, dans laquelle la distance minimale séparant deux éléments longilignes chauffants adjacents (14) du premier sous-ensemble (16) d’éléments longilignes chauffants (14) est supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 3 mm.
- Pièce (2) pour véhicule selon l’une des revendications 9 à 11, dans laquelle la largeur de chaque élément longiligne chauffant (14) du premier sous-ensemble (16) d’éléments longilignes chauffants (14) est inférieure à 0,5 mm.
- Pièce (2) pour véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les éléments longilignes chauffants (14) sont des fils ou des bandes métalliques chauffant(e)s.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication précédente, dans laquelle chaque fil ou bande métallique chauffant(e) (14) est revêtu(e) d’une couche d’un matériau diélectrique ou est agencé dans un élément diélectrique de protection et d’isolation.
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication précédente, dans laquelle le matériau diélectrique présente un indice de réfraction et une épaisseur qui est comprise entre 0,8 fois et 1,2 fois une épaisseur idéale, l’épaisseur idéale étant égale à un nombre naturel multiplié par la longueur d’onde de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4) et divisé par deux fois l’indice de réfraction du matériau diélectrique, pour un angle d’incidence nul de l’onde électromagnétique (6).
- Pièce (2) pour véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la pièce (2) pour véhicule est une pièce de style destinée à masquer le capteur radar (4).
- Pièce (2) pour véhicule selon la revendication précédente, dans laquelle la pièce de style est un logo.
- Pièce (2) pour véhicule selon l’une des revendications 1 à 15, dans laquelle la pièce (2) pour véhicule est une glace de fermeture d'un élément d'éclairage et/ou de signalisation (1) dans lequel est intégré le capteur radar (4).
- Ensemble (1) comprenant un capteur radar (4) de véhicule et une pièce (2) pour véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le capteur radar (4) est configuré pour émettre une onde électromagnétique (6) dans un cône d’émission (7), le champ électrique de l’onde électromagnétique (6) émise par le capteur radar (4) comprenant une composante (E1) oscillant dans une direction d’intérêt (P1), l’onde électromagnétique (6) se propageant selon une direction de propagation principale (D1), la pièce (2) pour véhicule étant disposée en regard du cône d’émission (7) du capteur radar (4).
- Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel le capteur radar (4) est un capteur radar millimétrique polarisé selon une direction de polarisation horizontale ou verticale.
- Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel le capteur radar (4) présente une fréquence de fonctionnement comprise entre 76 GHz et 81 GHz.
- Ensemble (1) selon l’une des revendications 19 à 21, dans lequel l’ensemble (1) est un élément d'éclairage et/ou de signalisation d’un véhicule, en particulier un projecteur de véhicule.
- Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel la pièce (2) pour véhicule est une glace de fermeture dudit élément d'éclairage et/ou de signalisation (1), ladite glace constituant une face dudit élément (1).
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