FR3071056A1 - Dispositif d'analyse d'un rayonnement infrarouge d'une surface d'un habitacle de vehicule automobile - Google Patents

Dispositif d'analyse d'un rayonnement infrarouge d'une surface d'un habitacle de vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'analyse (50) d'un rayonnement infrarouge émis ou réfléchi par au moins une surface (21) d'un habitacle (7) de véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une caméra infrarouge (51) agencée et orientée de manière à mesurer au moins une partie du rayonnement infrarouge émis ou réfléchi par l'au moins une surface (21) de l'habitacle (7).

Description

La présente invention se rapporte aux dispositifs d’analyse d’un rayonnement infrarouge d’une surface d’un habitacle de véhicule, notamment automobile. Elle a pour objet un tel dispositif d’analyse. Elle a aussi pour objet un habitacle du véhicule automobile équipé d’un tel dispositif. Elle a aussi pour objet un procédé de mise en œuvre d’un tel dispositif.
Un véhicule automobile est couramment équipé d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier une température d’un air contenu à l’intérieur d’un habitacle du véhicule automobile, à partir d’une admission et/ou d’une recirculation d’un flux d’air. Le véhicule automobile est accessoirement équipé de panneaux radiants qui sont aptes à générer des ondes infrarouges pour réchauffer l’habitacle et par conséquent les passagers du véhicule.
Afin de gérer le confort d’un usager présent à l’intérieur de l’habitacle du véhicule automobile, celui-ci est couramment équipé d’un capteur de température de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle. Or, le ressenti thermique est souvent déconnecté d’une température de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle. En effet, le rayonnement infrarouge provenant de l’extérieur ou de panneaux radiants présents dans l’habitacle, n’influence pas toujours la température de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle. Ainsi, l’inconvénient d’un tel capteur de température réside dans le fait qu’il ne prend pas en compte un ressenti thermique de l’usager.
Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d’analyse qui est apte à fournir des informations qui prennent en compte un ressenti thermique de l’usager. En effet, un tel ressenti thermique est souvent déconnecté d’une température de l’air contenu à l’intérieur de l’habitat.
Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif d’analyse qui est apte à fournir des informations au système de gestion du confort thermique qui prennent en compte un ressenti thermique de l’usager.
Ainsi, la présente invention a pour objet un dispositif d’analyse d’un rayonnement infrarouge réfléchi par au moins une surface d’un habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une caméra infrarouge agencée et orientée de manière à mesurer au moins une partie du rayonnement infrarouge réfléchi par l’au moins une surface de l’habitacle.
Ainsi, un tel dispositif d’analyse permet de prendre en compte le rayonnement infrarouge réfléchi sur les surfaces de l’habitacle, ce qui permet une meilleure gestion du confort prenant en compte d’autres paramètres que la température de l’habitacle, qui ne reflète pas toujours la température ressentie par les usagers du véhicule. Ainsi, à l’aide de cette caméra infrarouge, les données relatives au confort de l’habitacle prennent désormais en compte la température ressentie.
De plus, l’installation d’une telle caméra infrarouge présente l’avantage d’être simple et rapide à mettre en œuvre et à installer à l’intérieur de l’habitacle du véhicule automobile. De plus, l’utilisation de la caméra infrarouge offre d’autres pistes intéressantes à exploiter pour la gestion du confort ou encore la sécurité à bord du véhicule automobile.
Il est à noter que, par les termes « agencée et orientée » on entend que le champ de vision de l’au moins une caméra infrarouge comprend au moins une partie des surfaces de l’habitacle.
Par surface de l’habitacle, il est entendu toute surface comprise dans l’habitacle sur lesquelles le rayonnement infrarouge est susceptible d’être réfléchi.
Selon une ou plusieurs caractéristique(s) pouvant être prise(s) seule ou en combinaison, on pourra prévoir que :
- Le dispositif d’analyse comprend une unité de commande associée à l’au moins une caméra infrarouge et est configurée pour commander une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, et/ou au moins un panneau radiant présent dans l’habitacle. Par exemple, l’unité de commande ordonne à l’installation de ventiler un flux d’air climatisé ou chauffé pour atteindre une température de consigne. Par commander le panneau radiant, il est entendu que l’unité de commande est configurée pour contrôler le rayonnement infrarouge émis par le panneau radiant. Par exemple, si le rayonnement infrarouge est trop fort par rapport à une consigne, l’unité de commande ordonne une diminution de la production de rayonnement infrarouge d’une partie ou de la totalité du ou des panneaux radiants.
- Le dispositif d’analyse se présente sous la forme d’un dôme, le dispositif d’analyse présentant un champ de vision compris entre 180 à 360 degrés. Dans cette disposition, le dôme comprend au moins une caméra infrarouge. La ou les caméras, dotées chacune d’un capteur et d’une optique identiques ou spécifiques, sont agencées et orientées de manière à délimiter ensemble un champ de vision compris entre 180 et 360 degrés. Ainsi, on comprend qu’un tel dôme permet de couvrir soit une partie de l’habitacle, notamment une partie comprenant les sièges avant, soit l’ensemble de l’habitacle.
- Le dispositif d’analyse est destiné à être fixé dans l’habitacle du véhicule automobile.
- Le dispositif d’analyse est destiné à être fixé à un élément de l’habitacle choisi parmi un pavillon de l’habitacle et un pilier de l’habitacle. Ainsi, la visibilité de la au moins une caméra est optimale.
- La au moins une caméra infrarouge est d’une résolution supérieure ou égale à 24 x 32 pixels. En présence de plusieurs caméras infrarouges, au moins l’une des caméras infrarouges présente une résolution supérieure ou égale à 24 x 32 pixels. Selon une réalisation, chaque caméra infrarouge présente une résolution supérieure ou égale à 24 x 32 pixels. Une telle résolution permet une analyse précise du rayonnement infrarouge dans l’habitacle. Par exemple, cette résolution permet une cartographie de plus de 700 points distincts.
- La au moins une caméra infrarouge est configurée pour déterminer une température moyenne d’une paroi de l’habitacle de dimension comprise entre 10 et 100mm. Dans cette disposition, la caméra infrarouge est d’une résolution spatiale inférieure ou égale à 100mm.
- Chacune des quatre caméras présente un angle de balayage d’au moins 90 degrés, les caméras étant disposées de manière à ce que chaque champ de mesure se superpose à au moins un autre champ de mesure.
- Avantageusement, l’au moins une caméra infrarouge est destinée à être agencée et orientée de manière à analyser le rayonnement infrarouge délivré par toutes les surfaces de l’habitacle.
- L’au moins une caméra infrarouge est destinée à être agencée et orientée de manière à analyser au moins une partie du rayonnement infrarouge délivré par un panneau radiant. Ainsi, on comprend qu’en plus de l’analyse du rayonnement infrarouge des surfaces de l’habitacle, le dispositif d’analyse est également configuré pour analyser le rayonnement émis par un panneau radiant. On comprend alors que le champ de vision de la caméra comprend les surfaces de l’habitacle ainsi qu’au moins une partie du panneau radiant présent dans l’habitacle.
L’invention a également pour objet un habitacle de véhicule automobile comprenant au moins une surface, caractérisé en ce que l’habitacle comprend un dispositif d’analyse tel que défini précédemment.
Selon une ou plusieurs caractéristique(s) pouvant être prise(s) seule ou en combinaison, on pourra prévoir que :
- Le dispositif d’analyse est fixé à un élément de l’habitacle choisi parmi un pavillon de l’habitacle et un pilier de l’habitacle.
- La au moins une caméra infrarouge est fixée à un pavillon de l’habitacle. Un tel emplacement facilite l’analyse du rayonnement infrarouge à partir d’une position en hauteur de la caméra infrarouge à l’intérieur de l’habitacle.
- La caméra infrarouge est placée au milieu du pavillon ou à proximité du milieu du pavillon, c'est-à-dire à moins de 30 cm du milieu du pavillon. On comprend que le milieu du pavillon est le point du pavillon situé à égale distance des bords du pavillon. Plus précisément, le milieu du pavillon est situé à égale distance des portières du véhicule automobile placées en visà-vis l’une de l’autre. On comprend aussi que le milieu est le point du pavillon du véhicule automobile situé à égale distance de la planche de bord et d’une extrémité arrière du véhicule automobile. Ainsi, le milieu est un point appartenant à la fois au plan longitudinal médian et au plan vertical médian du véhicule automobile. Cet emplacement particulier de la caméra infrarouge lui offre une visibilité optimale de l’habitacle.
- La caméra infrarouge est disposée sur un pilier de l’habitacle, c'est-à-dire sur l’un des éléments de structure qui relient la caisse avec le toit de l’habitacle, entre les divers vitrages. Dans cette disposition, le champ de vision du dispositif d’analyse est compris entre 90 et 180°.
- La caméra infrarouge est configurée pour analyser le rayonnement infrarouge délivré par l’au moins un panneau radiant situé dans le véhicule automobile, ainsi que le rayonnement infrarouge émis ou réfléchi par des parois de l’habitacle.
- La au moins une caméra infrarouge du dispositif d’analyse est agencée et orientée vers une planche de bord, et/ou une vitre latérale, et/ou un pare-brise, et/ou un pare-soleil avant du véhicule automobile, et/ou une assise et/ou un dossier de siège avant et/ou arrière et/ou d’un volant.
- L’une au moins des surfaces de l’habitacle est un pavillon de l’habitacle ou un pilier de l’habitacle ou un pare-soleil ou une portion supérieure vitrée de portière ou une planche de bord ou une garniture de portière, ou un repose-bras ou une surface délimitant une cave à pieds ou une partie de plancher ou une assise de siège ou un dossier de siège ou une partie d’un volant ou un pare-brise.
- L’unité de commande du dispositif d’analyse est configurée pour piloter l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation destinée à délivrer un flux d’air. Par exemple, l’unité de commande ordonne à l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de ventiler un flux d’air climatisé ou chauffé pour atteindre une température de consigne dans l’habitacle.
- L’unité de commande du dispositif d’analyse est configurée pour piloter l’au moins un panneau radiant. Par exemple, l’unité de commande ordonne au panneau radiant d’émettre plus ou moins de rayons infrarouges.
- L’au moins un panneau radiant orienté vers l’habitacle.
- Plusieurs panneaux radiants sont disposés dans l’habitacle de manière à couvrir au moins une zone de tête et/ou une zone de buste et/ou une zone de pieds et/ou une zone de jambes. Par couvrir, on entend que le rayonnement infrarouge émis par chacun des panneaux radiants est dirigé vers au moins une de ces zones. Selon un exemple de réalisation, la zone de tête est située au niveau d’un appui-tête, la zone de buste est située au niveau d’un dossier de siège, la zone de pieds est située au niveau d’une cave à pieds et la une zone de jambes est située au niveau d’une assise du siège. On comprend ainsi que la zone de tête est une zone de l’habitacle apte à recevoir une tête de l’usager, la zone de buste est destinée à recevoir un buste de l’usager, la zone de pieds est destinée à recevoir les pieds de l’usager et que la zone de jambes est destinée à recevoir les jambes de l’usager. Pour cela et selon cet exemple de réalisation, un premier ensemble de panneaux radiants comprend un panneau radiant disposé sur le pavillon, au-dessus d’une vitre du véhicule et un autre panneau radiant disposé sur un pilier. Afin de couvrir la zone de buste, un deuxième ensemble de panneaux radiants comprend un panneau radiant situé dans une garniture de portière et un deuxième panneau radiant situé sous le volant. Afin de couvrir la zone de pieds, un troisième ensemble de panneaux radiants comprenant trois panneaux radiants sont prévus, avec un premier panneau radiant situé sur le plancher, un deuxième panneau radiant situé sur un côté d’une console centrale et un troisième panneau radiant situé sur une partie inférieure de la planche de bord. Afin de couvrir la zone de jambes, un quatrième ensemble de panneaux radiants comprend un premier panneau radiant disposé sur un montant du véhicule automobile et un second panneau radiant sous la planche de bord.
- Au moins un panneau radiant est orienté vers la zone de tête.
- Au moins un panneau radiant est orienté vers la zone de buste.
- Au moins un panneau radiant est orienté vers la zone de pieds.
- Au moins un panneau radiant est orienté vers la zone de jambes.
L’invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d’un dispositif d’analyse de rayonnement infrarouge équipant l’habitacle tel que défini précédemment, caractérisé en ce que le procédé comprend :
- une première étape d’acquisition d’un rayonnement infrarouge réfléchi par l’au moins une surface,
- une deuxième étape de conversion du rayonnement infrarouge acquis lors de la première étape en au moins une température de surface d’un panneau radiant et/ou une température de surface d’au moins une paroi de l’habitacle. Un tel procédé permet alors de connaître les températures surfaciques des surfaces de l’habitacle.
Selon une ou plusieurs caractéristique(s) pouvant être prise(s) seule ou en combinaison, on pourra prévoir que :
- le rayonnement infrarouge acquis au cours de la première étape est le rayonnement infrarouge émis par chacun des éléments de surface de l’habitacle. Ce rayonnement infrarouge est émis vers chacun des pixels du ou des capteurs disposés en regard de chacun des éléments de surface de l’habitacle. Ici, en regard signifie que le capteur est disposé de façon à recevoir un rayonnement infrarouge provenant d’au moins un élément de surface, notamment par sa position, son orientation, sa résolution et/ou la spécificité de son optique.
- la température de surface convertie au cours de la deuxième étape est la température de surface moyenne associée à chacun des éléments de surface. Cette conversion prend notamment en compte l’émissivité infrarouge de chaque élément de surface. L’émissivité infrarouge d’un élément de surface est préalablement calibrée et renseignée dans un calculateur du dispositif d’analyse.
- La première étape est réalisée à l’aide de l’au moins une caméra infrarouge.
- La deuxième étape est réalisée par un calculateur du dispositif d’analyse.
- La deuxième étape du procédé est réalisée en calculant au moins une température moyenne de surface par zone de l’habitacle.
- La deuxième étape comprend une mesure d’un rayonnement infrarouge délivré par l’au moins un panneau radiant présent à l’intérieur de l’habitacle.
- Le procédé comprend une troisième étape de commande d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, et/ou d’un panneau radiant pour contrôler une température ressentie à l’intérieur de l’habitacle.
- Le procédé comprend une quatrième étape de mesure d’une température différentielle , la température différentielle étant définie comme une différence entre une température intérieure de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle et une température extérieure de l’air présent à l’extérieur du véhicule automobile.
- Le procédé comprend une cinquième étape de cartographie de températures de surface de l’habitacle et/ou du panneau radiant. Cette cinquième étape est faite afin de calculer une température radiative pour au moins une zone du corps d’au moins un passager. La température radiative pour au moins une zone du corps est celle qui permet de calculer le flux thermique infrarouge reçu par cette zone du corps, indépendamment du flux thermique reçu par les échanges thermiques avec l’air.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle d’une coupe longitudinale d’un habitacle d’un véhicule automobile équipé d’un dispositif d’analyse selon la présente invention,
- la figure 2 est une vue partielle en perspective d’une coupe verticale de l’habitacle illustré sur la figure 1,
- la figure 3 est une vue illustration schématique d’un procédé de la présente invention.
Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
Sur les figures, les dénominations longitudinale, transversale, verticale, latérale, gauche, droite, supérieure, inférieure, avant, arrière se réfèrent à l'orientation, dans un repère orthonormé Oxyz, d’un véhicule automobile 1. Dans ce repère, l'axe Ox représente la direction longitudinale, l'axe Oy représente la direction transversale, et l'axe Oz représente la direction verticale de l’objet considéré, notamment le véhicule automobile 1. L’axe Ox s’étend dans l’un des plans définissant le repère orthonormé Oxyz et selon la direction d’avancement du véhicule automobile se déplaçant en marche avant ou arrière. L’axe Oy s’étend dans un plan parallèle au sol et perpendiculaire à l’axe Ox, précédemment défini. Communément, l’axe Oy s’étend entre deux portières 2 disposées à l’opposée l’une de l’autre, autrement dit d’un côté du véhicule automobile 1 à un autre côté du véhicule automobile 1 de manière à mesurer une voie avant, une voie arrière ou une largeur hors tout du véhicule, le long de cet axe Oy. L’axe Oz s’étend dans un plan parallèle à l’axe de la gravité terrestre et s’étend entre un pavillon 3 et un plancher 4 du véhicule automobile 1. Un caractère longitudinal d’un élément implique que cet élément est étendu selon l’axe Ox. Un caractère transversal d’un élément implique que l’élément est étendu selon l’axe Oy. Un caractère vertical d’un élément implique que l’élément est étendu selon l’axe Oz. Dans le repère Oxyz, un plan longitudinal est parallèle au plan Oxz, un plan transversal est parallèle au plan Oxy et un plan vertical est parallèle à un plan Oyz. La dénomination latérale caractérise un élément qui est situé d’un côté ou de l’autre d’un plan longitudinal médian du véhicule automobile 1, le plan longitudinal médian étant un plan longitudinal séparant le véhicule automobile 1 en deux portions égales de part et d’autre du plan longitudinal Oxz médian. Les dénominations droite ou gauche caractérisent une partie du véhicule automobile 1 située de part et d’autre du plan longitudinal médian, une partie gauche comprenant par exemple un volant 5 du véhicule automobile 1, une partie droite en étant exempte. Les dénominations supérieure et inférieure caractérisent une partie du véhicule automobile 1 située de part et d’autre d’un plan transversal Oxy médian, la partie supérieure comprenant le pavillon 3 et la partie inférieure comprenant le plancher 4. Le plan transversal médian est un plan transversal séparant le véhicule automobile 1 en deux portions égales. Les dénominations avant et arrière caractérisent une partie du véhicule automobile 1 située de part et d’autre d’un plan vertical Oyz médian, la partie avant comprenant le volant 5 et la partie arrière étant exempte de volant. Le plan vertical médian est un plan vertical séparant le véhicule automobile 1 en deux portions égales.
La figure 1 montre que le véhicule automobile 1 comprend un habitacle 7 à l’intérieur duquel un usager est susceptible de prendre place. L’habitacle 7 comprend des surfaces 21 qui peuvent être soumises à un rayonnement infrarouge. Ce rayonnement infrarouge peut venir d’un environnement extérieur au véhicule, tel qu’un rayonnement solaire, ou bien peut provenir d’un panneau radiant 10 présent dans l’habitacle 7 du véhicule automobile 1, tel que cela sera décrit plus loin.
Comme le montrent les figures 1 et 2, l’habitacle 7 comprend différentes surfaces 21, sur lesquelles les rayons infrarouges sont réfléchis. Une liste indicative en est donnée ci-dessous.
Au niveau de la carrosserie, parmi les surfaces 21, on distingue le pavillon 3 du véhicule automobile 1 et le pilier 13 du véhicule automobile 1, le pilier 13 étant un montant du véhicule automobile 1 reliant le plancher 4 du véhicule automobile 1 au pavillon 3. Il est à noter, que le pavillon 3 peut être divisé en plusieurs parties, avec une première partie s’étendant depuis le pare-brise 17 jusqu’à un point le plus haut du pavillon 3, cette première partie étant disposée à proximité d’un pare-soleil 14, une deuxième partie située entre un point le plus haut du pavillon 3 et une portion supérieure des portières 2, cette partie étant communément courbe, une troisième partie surplombant les sièges 15 avant et optionnellement une quatrième partie surplombant les sièges 15 arrière, quand ceux-ci sont présents.
Au niveau de la planche de bord 16, on distingue parmi les surfaces 21, une surface formant la planche de bord 16 du véhicule automobile 1 et une surface formant la console centrale. La planche de bord 16 est un élément transversal du véhicule automobile 1 situé sous un pare-brise 17 du véhicule automobile 1 et comprenant la paroi du volant 5 du véhicule automobile 1. La planche de bord 16 comprend les indicateurs du véhicule automobile 1 qui sont nécessaires à la navigation de ce dernier, tels que des compteurs, des navigateurs ou analogues. La planche de bord 16 est généralement orientée vers le buste d’un usager installé dans les sièges 15 avant, indifféremment conducteur ou passager. La console centrale, quant à elle est un élément longitudinal du véhicule automobile 1 s’étendant sur le plancher 4 du véhicule automobile 1. La console centrale comprend par exemple un frein à main, lorsque celui-ci est présent ou des rangements.
La console centrale avec la planche de bord 16 définissent ensemble des caves à pieds du véhicule 1. La cave à pieds est une zone inférieure de la partie avant du véhicule automobile 1, notamment située à l’avant des sièges 15 avant, indifféremment conducteur ou passager. La cave à pieds est destinée à recevoir les pieds des usagers installés à l’avant du véhicule automobile 1.
Parmi les surfaces 21 de l’habitacle 7, on distingue également la garniture des portières 2, le repose-bras 18 équipant ces portières 2 et les vitres latérales du véhicule, sur lesquels le rayonnement infrarouge est réfléchi, en étant réfléchi vers le buste et/ou les bras d’un usager.
Parmi les surfaces 21 de l’habitacle 7, on distingue également les surfaces formant les sièges 15 du véhicule, telles que les assises, les dossiers de siège, les appui-têtes 15a et la banquette arrière.
Suivant l’exposition du véhicule automobile 1, certaines de ces surfaces 21 sont soumises au rayonnement infrarouge et sont alors susceptibles de s’échauffer fortement. Dans ce cas, ces surfaces 21 réfléchissent et réfractent le rayonnement infrarouge à l’intérieur de l’habitacle 7 et sont susceptibles d’échauffer un usager et/ou de donner à ce dernier un ressenti thermique de forte chaleur, indépendamment d’une température intérieure Tint de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle 7.
Par convention dans la suite de la description de la présente invention, on appelle « air intérieur » l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle 7 du véhicule automobile 1 et on appelle « air extérieur» un air présent à l’extérieur du véhicule automobile 1. De même, le terme de « température intérieure » Tint caractérise une température de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle 7 tandis qu’une « température extérieure » Text équivaut à une température de l’air présent à l’extérieur du véhicule automobile 1. Il en résulte de ces dispositions qu’il est souhaitable pour mieux gérer un confort thermique de l’usager à l’intérieur de l’habitacle 7 de disposer d’un bilan radiatif des surfaces de l’habitacle 7 du véhicule automobile 1. Ce but est atteint par les dispositions de la présente invention.
On peut également définir des zones Zl, Z2, Z3, Z4 dans l’habitacle 7, dans lesquelles un usager du véhicule 1 est destiné à évoluer, lorsque celui-ci est présent dans le véhicule. Selon l’exemple illustré, on distingue quatre zones Zl, Z2, Z3, Z4, avec une première zone Zl située au niveau d’un appui-tête 15a, également appelée zone de tête Zl, une deuxième zone Z2 située au niveau d’un dossier de siège 15, également appelée zone de buste Z2, une troisième zone Z3 située au niveau d’une cave à pieds, également appelée zone de pieds Z3, et une quatrième zone Z4 située au niveau d’une assise du siège 15, également appelée zone de jambes Z4. On comprend ainsi que la zone de tête Zl est une zone de l’habitacle 7 apte à recevoir une tête de l’usager, la zone de buste Z2 est destinée à recevoir un buste de l’usager, la zone de pieds Z3 est destinée à recevoir les pieds de l’usager et que la zone de jambes Z4 est destinée à recevoir les jambes de l’usager. D’une manière générale, la zone de tête Zl surplombe la zone de buste Z2 qui surplombe la zone de pieds Z3, la zone de jambes Z4 est interposée verticalement entre la zone de buste Z2 et la zone de pieds Z3.
Selon la présente invention, le véhicule automobile 1 est pourvu d’un dispositif d’analyse 50 du rayonnement infrarouge réfléchi par les surfaces 21 de l’habitacle 7. Le dispositif d’analyse 50 comprend au moins une caméra infrarouge 51 qui est apte à mesurer, à distance, le rayonnement infrarouge réfléchi par l’une au moins des surfaces 21 de l’habitacle 7. Selon une réalisation, la caméra infrarouge 51 est agencée et orientée en direction des zones Zl, Z2, Z3, Z4 dans lesquelles un usager peut être présent.
Il est à préciser que par caméra infrarouge 51, il est entendu tout dispositif d’acquisition d’images et/ou de vidéos dans le spectre de l’infrarouge au moins, le spectre de l’infrarouge correspondant à des longueurs d’ondes comprises entre 7 et 14 micromètres.
Le rayonnement infrarouge réfléchi par l’une au moins des surfaces 21 de l’habitacle 7 est mesuré dans tous les cas par au moins une caméra infrarouge 51 située à l’intérieur de l’habitacle
7. De préférence, le rayonnement infrarouge mesuré par la caméra infrarouge 51 est exclusivement situé dans l’habitacle 7. Ainsi, la caméra infrarouge 51 est agencée et orientée de manière à capter le rayonnement infrarouge en un point ou en une surface de l’habitacle 7.
La caméra infrarouge 51 est agencée et orientée de manière à capter le rayonnement infrarouge en un point ou en une surface de l’habitacle 7, telle qu’une surface 21 de l’habitacle. A l’aide du dispositif d’analyse 50, ce rayonnement infrarouge est quantifié puis est converti en une température de surface Tsl d’une surface 21 donnée ou d’un point donné. Bien entendu, la caméra infrarouge 51 est à même de mesurer simultanément le rayonnement infrarouge de l’ensemble de l’habitacle situé dans son champ de vision et ainsi permettre au dispositif d’analyse 50 de déduire simultanément une première température de surface Tsl d’au moins une des surfaces 21 ainsi qu’une deuxième température de surface Ts2 d’au moins une autre des surfaces 21.
Il peut également être prévu que le dispositif d’analyse 50 soit configuré pour cartographier les mesures de rayonnement infrarouge ainsi que les températures de surface Tsl, Ts2. Plus précisément, la caméra infrarouge 51 est configurée pour établir une image infrarouge au moins en deux dimensions d’au moins une partie de l’habitacle 7, qui est située dans un champ de vision de la caméra infrarouge 51. De préférence, la caméra infrarouge 51 est configurée pour établir une image infrarouge en deux dimensions des zones Zl, Z2, Z3, Z4 susceptibles de recevoir un usager ou une partie corporelle de l’usager.
Lorsque le dispositif d’analyse 50 comprend plusieurs caméras infrarouges 51 aux champs de visions respectifs superposés, les caméras infrarouges 51 sont aptes à établir une image infrarouge en trois dimensions de l’habitacle 7 et/ou des zones Zl, Z2, Z3, Z4. La caméra infrarouge est configurée pour déterminer une température moyenne d’une paroi de l’habitacle de dimension inférieure ou égale à 100mm. A titre d’exemple, chaque caméra infrarouge 51 est une caméra d’une résolution spatiale comprise entre 10 et 100mm.
La caméra infrarouge 51 est avantageusement disposée en un milieu M du pavillon 3 du véhicule automobile 1. On comprend que le milieu M est le point du pavillon 3 du véhicule automobile 1 situé à égale distance des portières 2 du véhicule automobile placées en vis-à-vis l’une de l’autre, selon l’axe Oy. On comprend aussi que le milieu M est le point du pavillon 3 du véhicule automobile 1 qui est situé à égale distance de la planche de bord 16 et d’une extrémité arrière 20 du véhicule automobile 1, selon l’axe Ox. Ainsi, le milieu M est un point appartenant à la fois au plan longitudinal médian et au plan vertical médian du véhicule automobile 1. Cet emplacement particulier de la caméra infrarouge 51 permet de lui offrir une visibilité optimisée de l’habitacle 7 et notamment des surfaces 21 susceptibles de réfléchir le rayonnement infrarouge afin d’établir une analyse optimisée des températures de surface Tsl, Ts2 des surfaces 21.
Selon une variante de réalisation, la caméra infrarouge 51 est disposée dans une partie arrière du pavillon 3, c’est-à-dire au-dessus des sièges 15 arrière. Selon une autre variante de réalisation, la caméra infrarouge 51 est installée dans une partie avant du pavillon 3, par exemple au pied d’un rétroviseur central.
Le dispositif d’analyse 50 est susceptible de comprendre une pluralité de caméras infrarouges 51 qui, ensemble, sont aptes à couvrir un champ visuel de 360° pour établir une analyse complète du rayonnement infrarouge des surfaces 21 de l’habitacle 7. On comprend en cela que les caméras infrarouges 51 sont à même de prendre en compte n’importe quelle partie de l’habitacle 7, qui est soumise à un rayonnement infrarouge, tel que le rayonnement infrarouge émis par des panneaux radiants 10 ou de provenance solaire, ou par d’autres contraintes spécifiques.
De préférence, un dôme, par exemple hémisphérique, loge une ou plusieurs caméras infrarouges 51 dont la somme des angles de vue couvre préférentiellement au moins 180° et préférentiellement encore 360°. Selon une forme de réalisation, les caméras infrarouges 51 sont disposées radialement autour du milieu M du pavillon 3, de manière à ce que leurs angles de vue respectifs se succèdent circulairement l’un après l’autre autour du milieu M pour couvrir ensemble 360°.
La caméra infrarouge 51 présente avantageusement une fréquence de rafraîchissement de la mesure qui est comprise entre une seconde et dix secondes, les échanges thermiques se faisant sur une échelle de temps comprise entre une seconde et dix secondes. Ainsi la mesure fournit une température de surface Tsl, Ts2 correspondant à une température moyenne associée à chaque pixel avec une précision qui est inférieure à +/- 2°C. Ainsi une telle mesure permet de distinguer un écart de température entre deux pixels qui est inférieur à 2°C. La résolution spatiale de la mesure de température est suffisante pour pouvoir isoler des températures maximales et minimales des surfaces 21 situées dans le champ de vision de la caméra infrarouge 51.
A partir de la prise en compte d’une partie ou de l’ensemble des températures de surface Tsl, Ts2 calculées, dont certaines températures sont notablement différentes d’autres températures en raison de leur localisation et de leur exposition, une unité de commande 52, qui est en communication avec le dispositif d’analyse 50 et la ou les caméras infrarouges 51, est à même de commander de manière appropriée le confort thermique de l’habitacle. Autrement dit, à partir de la prise en compte des températures de surfaces Tsl, Ts2, l’unité de commande 52 est à même de contrôler un système 6 de gestion du confort de l’habitacle, ci-après dénommé le système 6.
Le système 6 comprend par exemple une installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, ci-après dénommée l’installation 8, qui est apte à modifier la température intérieure Tint à partir d’une admission et/ou d’une recirculation d’un flux d’air FA à l’intérieur de l’habitacle 7 du véhicule automobile 1, afin d’atteindre une température de consigne Te. Une telle installation 8 comprend un boîtier 30 qui loge un pulseur 31 pour faire circuler le flux d’air FA dans le boîtier 30 en direction de l’habitacle 7, et un échangeur de chaleur 32 apte à modifier une température du flux d’air FA lors de la traversée de l’échangeur de chaleur 32.
Accessoirement, le système 6 comprend aussi un dispositif de chauffage 9 de l’habitacle 7 à partir d’un chauffage par radiation. Le dispositif de chauffage 9 comprend au moins un panneau radiant 10 destiné à émettre des ondes infrarouges. En émettant des ondes infrarouges rayonnant et se réfléchissant le cas échéant sur les surfaces 21 de l’habitacle 7 ou sur l’usager, un tel panneau radiant 10 permet d’améliorer le confort thermique ressenti par l’usager. Plus précisément, le panneau radiant 10 améliore une température ressentie par l’usager, de manière à ce que l’usager ait l’impression que le système 6 ait atteint la température de consigne Te. Il est à noter que le panneau radiant 10 influence peu la température Tint réelle de l’habitacle 7.
Chaque panneau radiant 10 comprend une pluralité d’électrodes aptes à délivrer de la chaleur par rayonnement infrarouge. Les électrodes sont par exemple obtenues par sérigraphie sur un substrat conducteur.
De préférence, le dispositif de chauffage 9 comprend une pluralité de panneaux radiants 10 disposés à divers emplacements de l’habitacle 7. Plus précisément, les panneaux radiants 10 sont logés à l’intérieur de l’habitacle 7 et sont orientés de manière à émettre des ondes infrarouges en direction de l’habitacle 7 et non vers l’extérieur du véhicule automobile 1.
Comme cela est visible sur la figure 2, les panneaux radiants 10 sont rapportés sur des parois 40 délimitant l’habitacle 7. Ces parois 40 définissent par exemple les portières 2, le pavillon 3, le plancher 4 et/ou la planche de bord 16.
Chaque panneau radiant 10 est par exemple destiné à réchauffer une des zones Zl, Z2, Z3, Z4 de l’habitacle 7 susceptible de recevoir un usager ou une partie corporelle de l’usager, par émission de rayons infrarouges en direction de la zone particulière qui lui est affectée. Autrement dit, chaque panneau radiant 10 est affecté au traitement thermique d’une des zones Zl, Z2, Z3, Z4 de l’habitacle 7. Autrement dit, au moins une partie d’une projection orthogonale de la surface du panneau radiant 10 à l’intérieur de l’habitacle 7 est destinée à rencontrer au moins partiellement l’usager. Ainsi, les panneaux radiants 10 sont orientés vers au moins une zone Zl, Z2, Z3, Z4 de l’habitacle 7 qui est destinée à être chauffée par rayonnement infrarouge.
Dans le cas où l’habitacle 7 est équipé d’au moins un panneau radiant 10, la caméra infrarouge 51 mesurant le rayonnement infrarouge réfléchi par les surfaces 21, peut également être configurée pour mesurer le rayonnement infrarouge émis par les panneaux radiants 10. Dans ce cas, le dispositif d’analyse 50 en déduit une première température de surface Tsl des surfaces 21 et une autre température de surface Ts3 des panneaux radiants 10, puis communiquent par des moyens appropriés, filaires ou à distance, ces températures à l’unité de commande 52, qui est apte à commander l’installation 8 et/ou le dispositif de chauffage 9, selon la nature de ces températures de surface Tsl, Ts3.
A partir de la prise en compte d’une partie ou de l’ensemble des températures de surface Tsl, Ts2, Ts3 calculées, dont certaines températures sont notablement différentes d’autres températures en raison de leur localisation et de leur exposition, l’unité de commande 52, qui est en communication avec le dispositif d’analyse 50 et la ou les caméras infrarouges 51, est à même de commander de manière appropriée le système de gestion du confort 6.
Pour cela, la caméra infrarouge 51 mesure le rayonnement infrarouge réfléchi par les surfaces 21, voire par les panneaux radiants 10 aussi. Ces données sont prises en compte, en temps réel, par le dispositif d’analyse 50 qui en déduit les températures de surface Tsl, Ts2, Ts3 des surfaces 21, voire des panneaux radiants 10 aussi. Le dispositif d’analyse 50 communique, par des moyens appropriés, filaires ou à distance, ces températures de surface Tsl, Ts2, Ts3 à l’unité de commande 52, qui est alors apte à commander l’installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation et éventuellement le dispositif de chauffage 9, lorsque celui-ci est présent, en fonction de ces températures de surface Tsl, Ts2, Ts3.
Par exemple, si la température de surface Tsl, Ts2 d’au moins une des surfaces 21 situées dans une des zones Zl, Z2, Z3, Z4 de l’habitacle 7 précédemment définie, ou si la température de surface Ts3 d’un des panneau radiant 10, est supérieure à une température seuil prédéterminée, l’unité de commande 52 ordonne alors à l’installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de refroidir l’habitacle 7, et si des panneaux radiants 10 sont présents, l’unité de commande 52 ordonne une diminution de la production de rayonnement infrarouge d’une partie ou de la totalité du ou des panneaux radiants 10 couvrant cette zone Zl, Z2, Z3, Z4. Dans le cas inverse, c’est-à-dire si la température de surface Tsl, Ts2, Ts3 dans une zone Zl, Z2, Z3, Z4 de l’habitacle 7 est inférieure à une température seuil prédéterminée, l’unité de commande 52 ordonne alors à l’installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de chauffer l’habitacle 7, et si des panneaux radiants 10 sont présents, l’unité de commande 52 ordonne une augmentation de la production de rayonnement infrarouge d’une partie ou de la totalité du ou des panneaux radiants 10 couvrant cette zone Zl, Z2, Z3, Z4.
Autrement dit, l’unité de commande 52 est à même de faire un bilan thermique radiatif des surfaces 21 et donc des zones Zl, Z2, Z3, Z4 de l’habitacle 7 à partir des informations fournies par la caméra infrarouge 51 pour contrôler finalement la température ressentie par l’usager. L’unité de commande 52 est également apte à calculer et à prendre en compte une température radiative de l’habitacle 7.
On comprend alors que l’unité de commande 52 est apte à commander l’installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation et éventuellement le dispositif de chauffage 9, lorsque celui-ci est présent. Autrement dit, à partir d’informations précises relatives aux températures de surface Tsl, Ts2 des surfaces 21, voire des panneaux radiants 10, collectées par la caméra infrarouge 51, l’unité de commande 52 est configurée, par calcul, à optimiser la mise en œuvre de l’installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, et/ou du dispositif de chauffage 9, pour obtenir le plus rapidement possible et le plus efficacement possible la température de consigne Te, au moins en température ressentie par l’usager.
L’unité de commande 52 est également apte à détecter un échauffement anormal de l’habitacle 7 ou de l’une de ses zones, de manière à pouvoir alerter un usager par exemple en cas de départ d’un feu dans l’habitacle 7. Selon une réalisation, l’unité de commande 52 est également apte à détecter la présence d’une personne ou d’un animal alors que le véhicule est verrouillé. On comprend alors que selon une réalisation, l’unité de commande 52 est configurée pour alerter, par exemple par un déclenchement des dispositifs optiques de signalisation du véhicule, tels que les feux clignotants d’alerte, et/ou par un déclenchement du klaxon du véhicule, et/ou par l’utilisation d’un réseau satellite, et/ou par une notification à distance via une application sur smartphone.
La figure 3 schématise un procédé 100 de mise en œuvre du dispositif d’analyse 50, qui comprend au moins une première étape El d’acquisition d’un rayonnement infrarouge dans l’habitacle 7 du véhicule automobile 1. Cette première étape El est réalisée à l’aide des caméras infrarouges 51 constituant le dispositif d’analyse 50. Plus précisément, cette première étape comprend une mesure de la première température de surface Tsl d’au moins une des surfaces 21 de l’habitacle 7.
Le procédé 100 comprend une deuxième étape E2 lors de laquelle le rayonnement infrarouge mesuré lors de la première étape El est converti en température de surface Tsl, Ts2, Ts3. Au moins une de ces températures de surface Tsl, Ts2 est représentative de la température d’au moins une des surfaces 21 de l’habitacle 7. Bien entendu, cette deuxième étape E2 peut également comprendre le calcul de la température de surface Ts3 d’un panneau radiant 10 présent dans l’habitacle 7. Il est à noter qu’à l’issue de cette deuxième étape E2, le procédé 100 peut comprendre une étape d’affichage d’une cartographie des températures de surface calculées dans l’habitacle 7.
Le procédé 100 comprend ensuite une troisième étape E3 de commande de l’installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipant le véhicule automobile 1 et/ou d’un dispositif chauffage 9, c’est-à-dire d’une partie ou de l’ensemble des panneaux radiants 10, en fonction de la température de surface Tsl, Ts2 mesurée à l’étape précédente. Cette étape de commande E3 consiste par exemple à contrôler le rayonnement infrarouge réfléchi par les surfaces 21 en direction d’une zone Zl, Z2, Z3, Z4 de l’habitacle 7. Cette troisième étape E3 de commande est mise en œuvre à l’aide de l’unité de commande 52 précédemment décrite.
Le pilotage de l’installation 8 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipant le véhicule automobile 1 permet de contrôler la température intérieure Tint de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle 7.
Ainsi, l’unité de commande 52 est apte à modifier une puissance thermique délivrée dans l’habitacle 7. Si la première température de surface Tsl et/ou la deuxième température de surface Ts2 mesurée est supérieure à une valeur de consigne Te, l’unité de commande 52 est apte à arrêter le dispositif de chauffage 9 et/ou mettre en marche en mode climatisation l’installation 8. Si la première température de surface Tsl et/ou la deuxième température de surface Ts2 mesurée est inférieure à la valeur de consigne Te, l’unité de commande 52 est apte à mettre en marche le dispositif de chauffage 9 et/ou mettre en marche en mode chauffage l’installation 8.
Plus particulièrement, dans le cas où le véhicule automobile 1 est équipé uniquement d’une installation 8, l’unité de commande 52 est apte à modifier une puissance thermique délivrée par l’installation 8. Si la première température de surface Tsl et/ou la deuxième température de surface Ts2 mesurée est supérieure à une valeur de consigne, l’unité de commande 52 est apte à mettre en marche en mode climatisation l’installation 8. Si la première température de surface Tsl et/ou la deuxième température de surface Ts2 mesurée est inférieure à la valeur de consigne, l’unité de commande 52 est apte mettre en marche en mode chauffage l’installation 8. L’unité de commande 52 est par exemple à même de préconditionner un habitacle 7 en l’absence d’usager dès qu’une valeur de consigne est dépassée.
De la même manière, dans le cas où le véhicule automobile 1 est équipé uniquement d’un dispositif de chauffage 9, l’unité de commande 52 est apte à modifier une puissance thermique délivrée par le dispositif de chauffage 9. Si la première température de surface Tsl et/ou la deuxième température de surface Ts2 mesurée est supérieure à une valeur de consigne, l’unité de commande 52 est apte à arrêter le dispositif de chauffage 9. Si la première température de surface Tsl et/ou la deuxième température de surface Ts2 mesurée est inférieure à la valeur de consigne, l’unité de commande 52 est apte à mettre en marche le dispositif de chauffage 9. L’unité de commande 52 est par exemple à même de préconditionner un habitacle 7 en l’absence d’usager dès qu’une valeur de consigne est dépassée.
Il est à noter qu’un tel procédé 100 peut être mis en œuvre, aussi bien lorsque le véhicule est à l’arrêt, c’est-à-dire en phase de préconditionnement du confort de l’habitacle 7, lors du démarrage, c’est-à-dire en phase de convergence du confort de l’habitacle 7, et/ou lors d’un roulage stabilisé, c’est-à-dire en phase de maintien du confort de l’habitacle 7. Ainsi, l’unité de commande 52 est par exemple destinée à préconditionner l’habitacle 7 en l’absence d’usager, notamment dès qu’une valeur de consigne est dépassée.
Accessoirement, le procédé 100 comprend une quatrième étape E4 de mesure d’une température différentielle Tr définie comme une différence entre la température intérieure Tint de l’air contenu à l’intérieur de l’habitacle 7 et la température extérieure Text de l’air présent à l’extérieur du véhicule automobile 1. La température différentielle Tr est par exemple affichée sur un écran d’affichage simultanément à la cartographie des températures de surface Tsl, Ts2, Ts3.
Par ailleurs, le procédé 100 peut également comprendre une cinquième étape E5 de réalisation d’une cartographie des températures de surface Tsl, Ts2, Ts3 de l’habitacle 7, afin de calculer une température radiative pour au moins une zone du corps d’au moins un passager. La température radiative pour au moins une zone du corps est celle qui permet de calculer le flux thermique infrarouge reçu par cette zone du corps, indépendamment du flux thermique reçu par les échanges thermiques avec l’air.
Cette cartographie peut alors être affichée afin d’obtenir une image thermique de l’habitacle 7. In fine, cette cartographie permet de déterminer les températures ambiantes équivalentes vues par chaque partie du corps de l’usager et d’ajuster en conséquence le confort thermique de l’habitacle 7.
Ainsi, le dispositif d’analyse 50 selon la présente invention, ainsi que sa mise en œuvre permet une analyse rapide de la température rapide ainsi qu’un contrôle du confort simplifié grâce à la présence de l’unité de commande 52. Il en résulte un confort optimisé à partir de l’obtention d’une température ressentie proche d’une valeur consigne Te, le plus rapidement possible, après une mise en fonctionnement de l’installation 8 et/ou du dispositif de chauffage 9. En effet, la température de consigne Te peut être atteinte sous 10 à 30 secondes en un point donné.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif d’analyse (50) d’un rayonnement infrarouge émis ou réfléchi par au moins une surface (21) d’un habitacle (7) de véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu’il comprend au moins une caméra infrarouge (51) agencée et orientée de manière à mesurer au moins une partie du rayonnement infrarouge émis ou réfléchi par l’au moins une surface (21) de l’habitacle (7)·
  2. 2. Dispositif d’analyse (50) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de commande (52) associée à l’au moins une caméra infrarouge (51) et est configurée pour commander une installation (8) de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, et/ou au moins un panneau radiant (10) présent dans l’habitacle (7).
  3. 3. Dispositif d’analyse (50) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il se présente sous la forme d’un dôme, le dispositif d’analyse (50) présentant un champ de vision compris entre 180 à 360 degrés.
  4. 4. Habitacle (7) de véhicule automobile (1) comprenant au moins une surface (21), caractérisé en ce que l’habitacle (7) comprend un dispositif d’analyse (50) tel que défini selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  5. 5. Habitacle (7) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la au moins une caméra infrarouge (51) est disposée sur au moins un élément de l’habitacle choisi parmi un pavillon (3) de l’habitacle (7) et un pilier (13) de l’habitacle (7).
  6. 6. Habitacle (7) selon la revendication 4 ou 5 prise en combinaison avec la revendication 2 comprenant une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (8), caractérisé en ce que l’unité de commande (52) du dispositif d’analyse (50) est configurée pour piloter l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (8) destinée à délivrer un flux d’air.
  7. 7. Habitacle (7) selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 prise en combinaison avec la revendication 2 comprenant au moins un panneau radiant (10), caractérisé en ce que l’unité de commande (52) du dispositif d’analyse (50) est configurée pour piloter l’au moins un panneau radiant (10).
  8. 8. Procédé (100) de mise en œuvre d’un dispositif d’analyse (50) de rayonnement infrarouge équipant l’habitacle (7) défini selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le procédé (100) comprend :
    - une première étape (El) d’acquisition d’un rayonnement infrarouge réfléchi par l’au moins une surface (21),
    - une deuxième étape (E2) de conversion du rayonnement infrarouge acquis lors de la
    5 première étape (El) en au moins une température de surface d’un panneau radiant (Tsl) et/ou une température de surface d’au moins une paroi de l’habitacle (Ts2).
  9. 9. Procédé (100) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend une troisième étape (E3) de commande d’une installation (8) de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, et/ou d’un panneau radiant (10) pour contrôler une température ressentie à ίο l’intérieur de 1 ’habitacle (7).
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