FR2917854A1 - Systeme de commande muni d'un capteur de donnees physiologiques pour une installation de conditionnement d'air d'un vehicule automobile. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de commande pour une installation [10] de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de commande [12] comprenant des sorties [S1 à S4] reliées à des actionneurs [A1 à A4] d'éléments techniques permettant le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air. Selon l'invention, le système de commande comprend en outre au moins un capteur [13] apte à mesurer une grandeur [TMS] relative à l'état thermique d'un passager du véhicule automobile et en ce que les mesures [TMS] effectuées par ce capteur [13] sont utilisées au sein du dispositif de commande [12] pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air. Le capteur [13] est apte à mesurer plusieurs paramètres thermiques chacun lié à une zone donnée sur les différentes parties du passager et en ce que le dispositif de commande [12] est apte à déterminer une donnée de confort [TS] du passager en fonction de ces paramètres thermiques, cette donnée de confort [TS] étant utilisée pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air au sein du dispositif de commande (12].

Description

1 Titre de l'invention Système de commande muni d'un capteur de données

physiologiques pour une installation de conditionnement d'air d'un véhicule automobile.

Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des systèmes de commande pour les installations de conditionnement d'air incluant chauffage, ventilation et/ou climatisation au sein d'un véhicule automobile. Il est connu d'utiliser des systèmes de commande automatisé gérant automatiquement le confort thermique à partir d'au moins un paramètre choisi (tel que la température, le débit et/ou la distribution du flux d'air) par un passager situé dans l'habitacle et de données externes comme la différence de température intérieur/extérieur, la charge solaire, etc. Ces systèmes utilisent des algorithmes de confort.

Le paramètre choisi est communiqué à un dispositif de commande qui détermine en fonction de ce paramètre des signaux de commande d'actionneurs permettant le réglage de paramètres aérothermiques dans l'habitacle dont la température, le débit, la distribution d'air. Les systèmes connus présentent l'inconvénient de nécessiter une familiarisation de la personne entrant dans l'habitacle avec le système de commande du véhicule afin de pouvoir choisir un paramètre, une température par exemple. II doit en plus généralement tâtonner avant de trouver finalement la température qui lui convient. Pour pallier à cela, le document US 5 172 856 décrit un système de commande pour une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation dans lequel un capteur infrarouge mesure la température de peau de la tête d'un passager et utilise cette température détectée pour régler des paramètres aérothermiques. Cependant, une telle mesure présente l'inconvénient d'être imprécise quant à la détermination de la réelle sensation thermique dans laquelle se trouve le passager. A cet égard, la tête présente une multitude de zones distinctes. Chacune de ces zones présente un comportement thermique bien distinct de celui d'une zone voisine. D'une part, des écarts thermiques importants peuvent apparaître entre ces 2 différentes zones de la tête et d'autre part, certaines zones de la tête sont plus réactives à un changement thermique et/ou aéraulique environnant. En outre, la température de certaines zones de la tête reflètent mieux la sensation thermique dans laquelle se trouve le passager que la température d'autres zones de la tête.

En conséquence, pour obtenir un confort aérothermique optimal vis-à-vis de la sensation thermique du passager, il est nécessaire de mesurer précisément la température de certaines zones particulières du passager.

Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal d'améliorer le confort aérothermique offert à au moins un passager en proposant un système de commande pour une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile comportant un dispositif de commande comprenant des sorties reliées à des actionneurs d'éléments techniques permettant le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air, ledit système de commande comprenant en outre au moins un capteur apte à mesurer une grandeur relative à l'état thermique d'au moins un passager du véhicule automobile, les mesures effectuées par ce capteur étant utilisées au sein du dispositif de commande pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air, caractérisé en ce que le capteur est apte à mesurer plusieurs paramètres thermiques chacun lié à une zone donnée sur les différentes parties du passager et en ce que le dispositif de commande est apte à déterminer une donnée de confort du passager en fonction de ces paramètres thermiques, cette donnée de confort étant utilisée pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air au sein du dispositif de commande. Avec un tel système, le choix des paramètres aérothermiques est automatisé complètement à l'aide de la mesure de grandeurs relatives à l'état thermique du passager. Les mesures donnent des informations physiologiques évitant le recours à une intervention d'un utilisateur pour choisir une température, un débit, une distribution d'air. En outre, du fait que ce système permet de mesurer plusieurs paramètres thermiques lié à une zone donnée sur les différentes parties du passager, il assure la délivrance d'une température, d'une distribution et/ou d'un 3 débit d'un flux d'air répondant de façon optimal à la sensation thermique, c'est-à-dire le fait d'avoir chaud ou froid, d'au moins un passager. Dans un premier mode de réalisation, une des différentes parties du passager est son visage ou au moins un bras.

Selon une première variante, le dispositif de commande est en outre apte à déterminer une donnée de confort du passager en fonction des paramètres thermiques d'un de ses vêtements. Selon une autre variante de ce premier mode de réalisation, le capteur est en outre apte à mesurer plusieurs paramètres thermiques chacun lié à différentes parties de l'habitacle. Avantageusement, une des parties de l'habitacle est au moins une vitre ou au moins un siège. Avantageusement, le capteur est un capteur infrarouge. Cette caractéristique permet de déterminer les températures de l'enveloppe corporelle, notamment du visage, d'un passager ainsi qu'une information sur l'environnement véhicule, tel que la température de surface de la cabine (siège, vitre...) et l'habillement du passager. Avantageusement, le capteur est un capteur ultrasonore. Cette caractéristique permet de connaître l'état de la vêture du passager et d'adapter le choix de la température et des paramètres aérothermiques en fonction. Les ultrasons permettent en effet de distinguer la nature des matériaux sur lesquels ils se réfléchissent. On détermine ainsi le type de vêtement que porte la personne et son isolation avec l'environnement extérieur. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif de commande inclut une architecture classique basée sur un algorithme de confort calculant des paramètres aérothermiques de consigne, et le dispositif de commande comprend au moins un module de détermination permettant de déterminer au moins un paramètre aérothermique nécessaire à l'architecture classique en tant qu'entrée de l'algorithme de confort pour le calcul des paramètres aérothermiques de consigne, le paramètre aérothermique étant déterminée à partir des mesures effectuées avec le capteur d'état thermique du passager. Cette caractéristique évite d'avoir à modifier l'architecture classique telle qu'habituellement implémentée dans les systèmes de commande connus. 4 L'invention est mise en oeuvre dans un module dédié qui vient fournir les données requises au fonctionnement de l'architecture classique de l'algorithme de confort. Autrement dit, le module de détermination de paramètres aérothermiques détermine un ou plusieurs paramètres (température, débit et/ou distribution). Ces paramètres sont ceux que nécessite une architecture classique pour fonctionner et ceux qu'un passager sélectionne manuellement dans le système de commande en appuyant sur les touches d'un tableau de commande d'un système de ventilation, chauffage et/ou climatisation. Ainsi, un passager reçoit un flux d'air traité thermiquement sans avoir exécuter une commande manuelle de paramètres aérothermiques du fait de l'implémentation du module de détermination dans une architecture classique basée sur un algorithme de confort. Dans les architectures classiques, la position du passager n'est jamais prise en compte. II existe des moyens de détection de la position de la tête du passager basés sur une détection de mouvement, sur une détection de la couleur de peau, ou encore sur la détection de la présence d'un contour tête/épaule. Ces procédés sont basés sur des moyens de vision en stéréo et d'information de couleurs. Ce sont des procédés coûteux et difficiles à mettre en oeuvre dans l'habitacle d'une voiture. Aussi, selon une caractéristique particulière de l'invention, les mesures effectuées par le capteur sont utilisées au sein de moyens de repérage aptes à repérer le passager dans l'espace. Ces moyens de repérage généralement inclus dans des moyens de traitement d'image permettent ensuite de déterminer les positionnements relatifs des différentes zones corporelles du passager. Seule une mesure thermique par un capteur orienté vers le passager est nécessaire en absence de tous moyens de vision stéréo. Avantageusement, les moyens de repérage sont aptes à repérer la position du visage du passager dans l'espace. Il est particulièrement utile de repérer le visage du passager dans l'espace. En effet, la tête est généralement la partie du corps la plus accessible dans l'environnement d'un habitacle et elle permet aussi une bonne détermination de l'état thermique du passager. Aussi, avantageusement, la donnée de confort est déterminée à l'aide d'un algorithme fonctionnant sur la base d'un modèle de confort.

Selon une caractéristique additionnelle, le système de commande comprend en outre au moins un capteur apte à mesurer une grandeur choisie parmi la différence de température intérieur/extérieur, la température mesurée dans l'habitacle, la charge solaire observée et le dispositif de commande est apte à utiliser 5 ces données pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air. L'invention concerne également un procédé de commande d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile destiné à être mis en oeuvre dans un dispositif de commande selon l'invention, comprenant les étapes de : -acquisition de mesure(s) d'une grandeur relative à l'état thermique d'un passager du véhicule automobile, - calcul de paramètres de réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air en fonction de la grandeur relative à l'état thermique du passager et/ou des mesures de différents capteurs véhicules. - envoi de commandes sur des sorties du dispositif de commande reliées à des actionneurs d'éléments techniques, ces commandes permettant le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air. Selon une implémentation préférée, les différentes étapes du procédé sont 20 déterminées par des instructions de programmes d'ordinateurs. En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un dispositif de commande, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'invention. 25 Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un dispositif de 30 commande et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de 6 circuit microélectronique, une carte mémoire ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) ou un disque dur. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 représente schématiquement un système de commande pour une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'invention, - la figure 2 montre un module de définition de signaux de commande tel qu'implémenté dans un dispositif de commande selon l'invention, - la figure 3 explicite le fonctionnement d'un module de détermination de paramètres aérothermiques selon l'invention ; - la figure 4 montre le fonctionnement d'un microcontrôleur tel qu'implémenté dans un module de détermination de paramètres aérothermiques selon l'invention ; - la figure 5 montre une variante de réalisation d'un module de définition de signaux de commande tel qu'implémenté dans un dispositif de commande selon l'invention ; - les figures 6a, 6b, 6c montrent schématiquement l'exploitation de trois images distinctes d'un visage pour le repérage du visage du passager ; - la figure 7 montre différentes zones d'un visage découpé selon les besoins de l'invention pour définir des zones dont les températures sont mesurées afin d'être utilisées dans un modèle selon l'invention ; - les figures 8a et 8b illustrent deux modèles de confort utilisés dans l'invention ; - la figure 9 illustre la corrélation existant entre les modèles ci-dessus et les 30 ressentis effectifs de passagers. 7 Description détaillée d'un mode de réalisation

La figure 1 représente un système de commande pour une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation 10 installée dans un véhicule automobile.

Ce système comprend au moins un dispositif de commande 12, comprenant une pluralité de sorties S1 à S4, chacune reliée à un actionneur d'élément technique Al à A4 permettant le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air de l'installation 10. Le dispositif de commande 12 est relié à au moins un capteur 13, apte à fournir des signaux S(TMS) au dispositif de commande 12. Dans le dispositif de commande 12, les signaux S(TMS) sont traités dans un module de définition 14 de signaux de commande SC1 à SC4, destinés à être émis sur chacune des sorties S1 à S4 du dispositif de commande 12 afin de commander les actionneurs Al à A4 de l'installation 10.

Les signaux S(TMS) fournis par le capteur 13 correspondent à des mesures relatives à l'état thermique d'un passager du véhicule automobile. On entend par état thermique l'ensemble des températures des différentes parties du passager et les vêtements portés par ce dernier. Dans un premier mode de réalisation, le capteur 13 est un capteur infrarouge.

Ce type de capteur est considéré comme un capteur sans contact, c'est-à-dire qu'il permet de mesurer une température d'un objet sans être en contact mécanique avec ce dernier. Il s'agit avantageusement d'une caméra infrarouge ou d'un appareil de capture d'images infrarouges. Les signaux S(TMS) constituent alors une séquence d'images ou une image infrarouge d'une zone de l'habitacle dans laquelle on attend que se trouve le passager ou le conducteur, désigné de manière générique par le terme passager . La figure 2 montre un module de définition 14 tel qu'implémenté dans un dispositif de commande 12 selon l'invention. La ou les images capturées sous forme des signaux S(TMS) est(sont) fournie(s) en entrée d'un module d'acquisition 141. Ce module d'acquisition 141 comprend des moyens de traitement d'image aptes à détecter diverses zones de la ou des image(s) capturée(s). En particulier, les zones à température élevée, les zones présentant un grand contraste thermique ou encore les zones froides sont repérées au sein de l'image acquise. 8 Avantageusement, le module d'acquisition 141 est également apte à déterminer précisément les températures des différentes zones identifiées de l'image capturée. En sortie du module d'acquisition sont alors disponibles des données, désignées globalement par la référence TMS et comprenant des identifications de zones ainsi que des températures associées. Elles sont fournies à un module de détermination 142 de paramètres aérothermiques. Les paramètres aérothermiques généralement utilisés dans un système de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation selon l'invention, sont la température, 10 le débit d'air et la distribution d'air. Ce sont eux qui sont désignés par les lettres T, De et Di sur la figure 2. Néanmoins, il est également possible de prévoir qu'un seul de ces paramètres aérothermiques soit déterminé par le module de détermination 142 ou que seuls deux de ces paramètres soient déterminés, ou encore que d'autres 15 paramètres soient déterminés en plus de ces trois. Les paramètres aérothermiques T, De, Di déterminés par le module de détermination 142 sont fournis en entrée d'un module de calcul 143 de valeurs de consigne Tc, DeC, DiC associés à chacun des paramètres aérothermiques T, De, Di. Ce module de calcul 143 est avantageusement un module classique d'une 20 architecture classique de système de commande automatisé recevant des températures et autres paramètres choisis par un utilisateur. Ainsi l'invention, consistant en l'ajout des deux modules 141 et 142 apte à fournir une température et des paramètres sans intervention de l'utilisateur, est implémentée sans modification substantielle du système classique. 25 En parallèle de la détermination des paramètres aérothermiques de consigne TC, DeC, DiC, d'autres mesures peuvent être effectuées. Ces mesures ne sont pas relative à un état thermique d'un passager mais à l'environnement dans lequel il évolue. Pour cela, des capteurs dédiés fournissent à un module d'acquisition 144 des signaux S(PMS). 30 Ces signaux S(PMS) sont traités au sein du module d'acquisition 144 de manière à ce que soient fournies, en sortie du module 144, des données PMS incluant par exemple : - une température de l'habitacle observée, 9 - un débit d'air observé, - une distribution d'air observée -le taux d'humidité observé, - la charge solaire observée, - la température extérieure à l'habitacle observée, - la différence de température intérieur/extérieur ou encore d'autres données qualifiant l'environnement. L'ensemble des données PMS et l'ensemble des paramètres aérothermiques de consigne TC, DeC, DiC sont fournis en entrée d'un module de contrôle 145. Au sein de ce module de contrôle 145, les données observées PMS sont comparées aux données de consigne TC, DeC, DiC afin de fournir, en sortie du module 145, des commandes de confort CCi. Ces commandes de confort CCi sont ensuite traitées au sein d'un module de calcul 146, apte à calculer les signaux de commande SCi fournis sur les sorties S1 à 15 S4 du dispositif de commande 12. Les commandes de confort CCi sont, par exemple : - la température de l'air pulsé, - le taux d'humidité de l'air pulsé, -un débit donné d'air généralement sous la forme d'un pourcentage sur le 20 maximum de débit d'air possible, - la distribution d'air pulsé dans l'habitacle généralement aussi sous la forme de pourcentages répartissant l'air sur les ouvertures permettant de distribuer l'air, - un pourcentage de recirculation de l'air. Certains signaux de commande SCi sont aptes à commander directement la 25 position de divers volets qui contrôlent : -la répartition air chaud/air froid dans l'air pulsé et qui détermine la température de l'air pulsé, - la distribution d'air dans l'habitacle au niveau de chaque ouverture, - la répartition air extérieur/air recirculant 30 - le débit d'air. Parmi les signaux de commande SCi se trouvent également des signaux permettant de contrôler les vitesses des divers ventilateurs utilisés au sein de l'installation 10. 10 La figure 3 décrit plus précisément le fonctionnement du module de détermination des paramètres aérothermiques 142. Au sein de ce module 142, les mesures TMS relatives à l'état thermique du passager sont fournies en entrée d'un module de modélisation 151 où les mesures TMS sont utilisées au sein d'un modèle de confort de manière à déterminer, de façon modélisée, quelle sensation thermique TS, donnée de confort, ressent le passager. Un exemple de modèle thermique est donné dans la suite. Dans cet exemple, les données physiologiques mesurées sont intégrées à l'intérieur d'un algorithme permettant de calculer des températures de confort.

Préalablement à la description du modèle thermique, les figures 6 et 7 présentent des exemples de mesures de l'état thermique d'un passager d'un véhicule automobile avec un capteur infrarouge. Il s'agit d'abord de repérer le passager dans l'espace puis de déduire les températùres sur les diverses zones du visage repérées grâce au repérage global du visage dans l'espace.

On a vu que le dispositif de commande 12 comprend des moyens de traitement d'images infrarouges acquis grâce au capteur 13. C'est plus précisément le fonctionnement de ces moyens de traitement d'image qui va être maintenant décrit. Tout d'abord, ces moyens de traitement d'images sont aptes à repérer le visage d'un passager dans l'espace. Pour cela, il est nécessaire d'identifier certaines zones spécifiques du visage du passager dont une image est acquise par le capteur afin de pouvoir ensuite obtenir les températures des différentes autres zones du visage du passager, utiles pour estimer le confort thermique du passager. Avantageusement, les moyens de traitement d'image selon l'invention utilisent la présence sur un visage humain de certaines zones ayant sensiblement toujours les mêmes spécifications thermiques. II peut s'agir de la zone la plus chaude du visage ou encore une zone présentant un grand contraste thermique, ces zones présentant l'avantage d'être aisément identifiables sur des images infrarouges. En effet, divers moyens qui ne 30 seront pas détaillés ici sont connus de l'homme du métier du domaine du traitement d'images pour repérer de telles zones sur une image infrarouge. Dans le cas particulier d'un visage humain, l'inhomogénéité de la température de la peau sur le visage est utilisée. On utilise en particulier le fait que certaines 11 zones du visage sont toujours plus chaudes que les zones les entourant, dans les conditions thermiques environnementales normales. La figure 6a montre un visage schématisé 60a sur lequel est figurée une première zone spécifique que sont les côtés internes des yeux 61d et 61g. Ces zones 61d et 61g situées au niveau de l'endroit où coulent les larmes sont toujours les zones les plus chaudes du visage. Aussi, la mesure par une caméra thermique ou un capteur d'images thermiques permet d'identifier aisément ces zones 61d et 61g et, une fois ces zones 61 d et 61 g repérées, de déterminer la position du visage 60a.

On sait en effet que les deux zones les plus chaudes du visage 61d et 61g sont donc situées de part et d'autre du nez dans la face interne des yeux, qu'elles sont généralement éloignées d'environ 4 cm, 1 cm l'une de l'autre. Elles sont aussi le plus souvent sur une ligne horizontale avec un angle d'erreur qui ne dépasse généralement pas 10 . La position du visage 60a est repérée dans l'espace à partir de ces caractéristiques en utilisant des bases de données anthropométriques. Comme représenté sur la figure 6b, dans le cas où la personne 60b dont une image est acquise porte des lunettes, les zones 61d et 61g correspondant aux côtés internes des yeux ne peuvent pas être détecté sur l'image infrarouge. En revanche, on observe deux zones 62d et 62g correspondant aux verres des lunettes pour lesquelles la température est toujours plus froide que les températures des zones avoisinantes qui dessinent le visage 60b. Ainsi, il suffit que les moyens de traitement d'images infrarouges soient aptes à détecter des zones 62d et 62g de température inférieure aux températures physiologiques d'un visage et toujours plus froides que les zones avoisinantes.

Cette détection permettra alors d'identifier la forme et la position des deux verres, de vérifier qu'il s'agit de lunettes au vu de la température observée, et ensuite de déterminer la position de la tête 60b du passager. En effet, une fois les deux zones 62d et 62g les plus froides du visage 60b et de température inférieures aux températures physiologiques repérées, on sait que, correspondant à des lunettes, elles sont généralement symétriques autour d'une ligne verticale. On sait aussi qu'elles ont une surface minimale de 3 cm2 par zone, correspondant chacune à un verre de la paire de lunettes, et qu'elles sont généralement séparées de 4 cm, 1 cm l'une de l'autre. Elles sont également 12 sensiblement situées sur une ligne horizontale 10 . La position du visage 60b peut alors être déduite de la position des zones 62d et 62g en utilisant des bases de données anthropométriques. D'autres zones spécifiques du visage peuvent également être utilisées pour repérer la position d'un visage. Par exemple, comme représenté sur le visage 60c de la figure 6c, les zones 63d et 63g qui sont juste en dessous des narines et autour des lèvres. En effet, ces zones sont alternativement chaudes puis froides à une fréquence généralement régulière, correspondant à la fréquence de respiration du passager.

Un système de mesure thermique temporelle, comme une caméra infrarouge, permet alors d'identifier ces zones 63d et 63g et de repérer le visage 60c de la personne dans l'espace. On repère donc ces zones 63d et 63g en observant une pulsation de température comprise entre 20 à 40 pulsations/minute et correspondant à la fréquence de respiration de la personne sur une séquence d'images capturées par la caméra infrarouge. Les zones 63d et 63g sont généralement symétriques autour d'une ligne verticale, présentent une surface maximale de 1 cm2 par zone, correspondant chacune à une narine, et sont généralement espacés de 2cm, l cm l'une de l'autre.

Ces zones 63d et 63g sont généralement sur une ligne horizontale 10 . Comme la zone dans laquelle la tête peut être positionnée est une zone limitée, une seule mesure thermique sans contact est donc nécessaire pour déterminer la position de la tête. Cela est suffisant puisque, dans l'environnement d'une automobile, le visage des passagers et du conducteur est toujours centré dans le plan médian vertical du siège et regarde, la plupart du temps, droit devant afin de regarder l'environnement de la route. Une fois le visage du passager repéré dans l'espace, il est possible de connaître les différentes températures des différentes zones du visage. II se trouve que la connaissance de l'ensemble des températures des zones physiologiques du visage permet une bonne prédiction du confort du passager. Cela est basé sur les mesures des températures absolues, des températures relatives et des variations de températures, parmi lesquelles, les différences de températures entre les différentes zones du visage. II est donc nécessaire de disposer de données de température sur le maximum de zones du visage pour fournir un confort maximum au passager. La figure 7 donne un exemple de division du visage en une pluralité de zones du visage 70 dont le front 71, les tempes 72d et 73g, les zones oculaires 73d et 73g, les zones situées sur le côté intérieur des yeux 61d et 61g, le nez 74, les joues 75d et 75g, la bouche 76, le menton 77 et le cou 78. Les températures sur chacune de ces zones sont déduites, de manière connue, du traitement d'une image infrarouge du visage 70 une fois que celui-ci a été repéré dans l'espace. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la température de chacune des zones est directement déduite du traitement d'une image infrarouge du visage 70 sans que l'étape de repérage du visage soit effectuée. L'invention utilise ensuite des modèles de confort, basés sur des équations mathématiques, dont les paramètres sont les données de température du visage et lesvariations de température du visage du passager. Ces modèles donnent une valeur en temps réel révélatrice du confort thermique du passager dont le visage 70 est observé. La précision du modèle dépend du nombre de zones pour lesquelles la température est connue.

Dans la suite, est donné un modèle de confort simple dépendant seulement des températures observées au niveau des joues et du nez. Ce modèle utilise l'équation suivante, donnée en exemple illustratif non limitant : 3 2 TS = 0,0932. JT74 .T75 ù 8,9969. T74 .T75 + 289,6025. JT74.T75 -3108.

L'équation présentée ci-dessus donne un résultat compris entre les valeurs -3 et +3, correspondant à une échelle de sensation thermique TS. Cette échelle est représentée ci-dessous allant du ressenti très froid au ressenti très chaud. Très Peu Peu Très froid Froid froid Neutre Chaud chaud chaud 1 1 1 1 1 1 1 -3 -2 -1 0 +1 +2 +330 14 La figure 8a présente la courbe définissant la sensation thermique TS en fonction de la racine carrée du produit des températures des joues et du nez (T74. T75)1 /2 Il se trouve que ce modèle permet d'observer une corrélation supérieure à 70 5 % sur un panel de 35 personnes à qui on demande de se situer, en fonction de leur ressenti, sur l'échelle de -3 à +3 présentée ci-avant entre le très froid et le très chaud. Ce modèle utilise les températures de deux zones du visage 70. Néanmoins, il peut se produire qu'une des deux températures, par exemple les températures des 10 joues à cause des cheveux, ne soit pas une donnée disponible. L'équation de confort devient alors l'équation suivante : TS = 0,0554.T,43 -5,2936.T742 +168,712.T74 -1792,7 La figure 8b présente la courbe correspondante du modèle en présentant la sensation thermique TS par rapport à la température du nez T74. 15 Une corrélation supérieure à 60 % sur un panel de 35 personnes a été observée en utilisant ce modèle. La figure 9 présente l'évolution en temps réel de la sensation thermique TS en traits pleins en utilisant le modèle de confort. Les points représentent les moyennes des sensations thermiques TS énoncées par un groupe de personnes questionnées 20 aux instants de questionnement où sont placés les points. On observe qu'il existe une bonne corrélation entre les sensations thermiques TS, telles que ressenties par des personnes réelles et les sensations thermiques TS telles que prévues par le modèle. En revenant sur la figure 3, la sensation thermique TS est donc par exemple 25 un chiffre, compris entre -3 et + 3. Le chiffre -3 signifie que la sensation thermique dans laquelle se trouve le passager est qu'il a très froid et le chiffre +3 signifie que le passager a très chaud. La sensation thermique TS est alors fournie en entrée d'un microcontrôleur 152 à la sortie duquel sont calculés des paramètres aérothermiques T, De, Di fixés en fonction de la sensation thermique TS. 30 La figure 4 décrit plus précisément le fonctionnement du microcontrôleur 152 qui comprend un comparateur 161, apte à comparer la sensation thermique TS définie par le module de modélisation 151 à une sensation thermique cible TSt, par exemple désignée par une valeur égale à zéro sur l'échelle présentée ci-avant. La 15 valeur égale à zero de la sensation thermique cible TSt correspond à un état de confort optimal du passager, puisqu'il n'a ni chaud ni froid. Le microcontrôleur 152 comprend en outre des moyens d'intégration proportionnels 162 ainsi qu'un module de contrôle de la saturation 163 en sortie desquels sont fournis les paramètres aérothermiques T, De et Di convenables pour que le passager se trouve dans une sensation thermique optimale correspondant à la sensation thermique cible TSt. La figure 5 montre une variante de la figure 2, dans laquelle un même module d'acquisition modifié 144' de signaux provenant de capteurs est utilisé pour acquérir les signaux S(PMS) provenant des capteurs de mesure des paramètres aérothermiques observés et les signaux S(TMS) provenant des capteurs destinés aux mesures physiologiques de l'état thermique du passager. Dans cette variante, l'invention est intégrée dans l'architecture classique d'un système de commande. Cela nécessite de modifier les éléments classiques d'un tel système de commande.

En sortie du module d'acquisition modifié 144', sont fournies les mesures TMS et PMS qui sont dirigées vers l'entrée d'un module de contrôle modifié 145'. En parallèle de cela, un module classique de détermination 142' de paramètres aérothermiques T, De, Di de confort est utilisé en collaboration avec un module de calcul 143 apte à calculer des paramètres aérothermiques de consigne TC, DeC et DiC. Le module de détermination 142' met en oeuvre des algorithmes de confort connus de l'art antérieur et ne tenant pas compte de mesures physiologiques effectuées sur le passager. Les paramètres aérothermiques de consigne TC, DeC et DiC et les mesures TMS et PMS sont alors fournis à l'entrée du module de contrôle 145'. Ce dernier est 25 apte à prendre en compte les mesures relatives à l'état thermique du passager TMS dans le calcul des commandes de confort CCi. Les mesures thermiques sont ainsi susceptibles d'influencer les commandes de confort CCi au détriment des paramètres aérothermiques de consigne TC, DeC et DiC, les commandes de confort ne correspondant pas finalement aux consignes à 30 cause des mesures effectuées sur le passager. Il s'agit donc ici de corriger les paramètres aérothermiques de consigne TC, DeC et DiC en fonction des mesures physiologiques TMS. 16 Pour cela, le module de contrôle 145' met avantageusement en oeuvre un modèle de confort prenant en compte non seulement les mesures TMS mais également les paramètres de consigne TC, DeC et Dic. En outre, ce modèle thermique est avantageusement rendu apte à traiter également des mesures PMS relatives à l'environnement du passager. Par conséquent, la prise en compte de l'état thermique du passager est sensiblement identique à celle pratiquée dans le mode de réalisation décrit sur la figure 2. Des signaux de consigne SCi destinés à la commande des actionneurs Ai sont ensuite calculés au sein du module de calcul 146.

Jusqu'à présent, l'invention a été présentée comme utilisant un capteur infrarouge. Néanmoins, d'autres types de capteurs peuvent être utilisés selon l'invention, tels qu'un capteur ultrasonore. On remarque enfin que diverses mises en oeuvre peuvent être réalisées selon les principes de l'invention. Notamment, il est possible, selon l'invention, de réaliser un système de commande où divers types de capteurs, notamment ultrasonores et infrarouges sont utilisés, et où les mesures effectuées par ces capteurs sont utilisés pour définir les signaux de commandes finalement envoyés vers les actionneurs du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Il est également envisagé que l'utilisateur du système de commande puisse choisir entre un mode tout automatique où les capteurs de données physiologiques sont utilisées et un mode partiellement automatique où il garde la possibilité de choisir une température ou un autre paramètre donné.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Système de commande pour une installation [10] de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile comportant un dispositif de commande [12] comprenant des sorties [Si à S4] reliées à des actionneurs [Al à A4] d'éléments techniques permettant le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air, ledit système de commande comprenant en outre au moins un capteur [13] apte à mesurer une grandeur [TMS] relative à l'état thermique d'au moins un passager du véhicule automobile, les mesures [TMS] effectuées par ce capteur [13] étant utilisées au sein du dispositif de commande [12] pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air, caractérisé en ce que le capteur [13] est apte à mesurer plusieurs paramètres thermiques chacun lié à une zone donnée sur les différentes parties du passager et en ce que le dispositif de commande [12] est apte à déterminer une donnée de confort [TS] du passager en fonction de ces paramètres thermiques, cette donnée de confort [TS] étant utilisée pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air au sein du dispositif de commande [12].

2. Système de commande selon la revendication 1, dans lequel une des différentes parties du passager est son visage.

3. Système de commande selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une des différentes parties du passager est au moins un bras.

4. Système de commande selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, dans lequel le capteur est en outre apte à mesurer plusieurs paramètres thermiques chacun lié à différentes parties de l'habitacle. 30

5. Système de commande selon la revendication 4, dans lequel une des parties de l'habitacle est au moins une vitre. 1725 18

6. Système de commande selon la revendication 4 ou 5, dans lequel une des parties de l'habitacle est au moins un siège.

7. Système selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, dans lequel le capteur [13] est un capteur infrarouge.

8. Système selon l'une quelconque des revendication 1 à 7, dans lequel le capteur [13] est un capteur ultrasonore.

9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commande [12] inclut une architecture classique [143, 144, 145, 146] basée sur un algorithme de confort calculant des paramètres aérothermiques de consigne [TC, DeC, DiC], et dans lequel le dispositif de commande [12] comprend au moins un module de détermination [142] permettant de déterminer au moins un paramètre aérothermique [T, De, Di] nécessaire à l'architecture classique [143, 144, 145, 146] en tant qu'entrée de l'algorithme de confort pour le calcul des paramètres aérothermiques de consigne [TC, DeC, DiC], le paramètre aérothermique [T, De, Di] étant déterminée à partir des mesures effectuées avec le capteur [13] d'état thermique du passager.

10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les mesures effectuées par le capteur [13] sont utilisées au sein de moyens de repérage aptes à repérer le passager dans l'espace.

11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de repérage sont aptes à repérer la position du visage [60] du passager dans l'espace. 30

12. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la donnée de confort [TS] est déterminée à l'aide d'un algorithme fonctionnant sur la base d'un modèle de confort.25 19

13. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande [12] comprend en outre au moins un capteur apte à mesurer une grandeur [PMS] choisie parmi la différence de température intérieur/extérieur, la température mesurée dans l'habitacle, la charge solaire observée, et le dispositif de commande [12] est apte à utiliser cette mesure [PMS] pour le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air.

14. Procédé de commande d'une installation [10] de chauffage, ventilation et/ou 10 climatisation d'un véhicule automobile destiné à être mis en oeuvre dans un dispositif de commande [12] selon l'une des revendications 1 à 13, comprenant les étapes de : ^ acquisition de mesure(s) d'une grandeur [TMS] relative à l'état thermique d'un passager du véhicule automobile, calcul de paramètres aérothermiques [T, De, Di] de réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air en fonction de la grandeur relative à l'état thermique du passager et/ou des mesures de différents capteurs véhicules, ^ envoi de commandes [12] sur des sorties [Si à S4] du dispositif de commande reliées à des actionneurs [Al à A4] d'éléments techniques, ces commandes permettant le réglage de la température d'air, du débit d'air et de la distribution d'air.

15. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des 25 étapes du procédé de commande selon la revendication 14 lorsque ledit programme est exécuté au sein d'un dispositif de commande.

16. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des 30 étapes du procédé de commande selon la revendication 14. 15 20