FR3116472A1 - Procédé de gestion thermique et système de gestion thermique correspondant - Google Patents

Procédé de gestion thermique et système de gestion thermique correspondant Download PDF

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FR3116472A1
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thermal
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passenger compartment
tci
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FR2012086A
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Georges De Pelsemaeker
Daniel NEVEU
Jeremie ZOUBAIRI
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
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    • B60H1/00742—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models by detection of the vehicle occupants' presence; by detection of conditions relating to the body of occupants, e.g. using radiant heat detectors
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Abstract

Procédé de gestion thermique et système de gestion thermique correspondant L’invention concerne un procédé de gestion thermique dans un habitacle de véhicule automobile (V), comportant les étapes suivantes : - déterminer une valeur d’un indice de confort thermique (TCI) de référence associé à un utilisateur dans l’habitacle, - définir une consigne de commande de référence au moins en fonction de la valeur de l’indice de confort thermique (TCI) de référence, et - gérer au moins un actionneur (11) du système de gestion thermique (1), - acquérir et analyser au moins une donnée relative à une action de commande réalisée par l’utilisateur et au moins une donnée contextuelle, - générer et/ou enrichir une base de données avec une logique d’apprentissage, établissant une corrélation entre au moins un paramètre modifié et au moins une donnée contextuelle, et - lors d’une itération ultérieure, déterminer une consigne de commande adaptée pour gérer ledit au moins un actionneur (11). L’invention concerne également un système de gestion thermique correspondant. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Procédé de gestion thermique et système de gestion thermique correspondant
L’invention relève du domaine de la gestion du confort thermique dans un habitacle notamment de véhicule automobile. L’invention concerne en particulier un procédé de gestion thermique et un système de gestion thermique correspondant pour véhicule automobile.
Un véhicule automobile est couramment équipé d’une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation qui est destinée à réguler un ou plusieurs paramètres aérauliques d’au moins un flux d’air destiné à être distribué dans l’habitacle. Le confort thermique dans un habitacle, tel qu’un habitacle automobile, est obtenu traditionnellement en agissant sur le débit, la température et l’orientation de l’air soufflé dans l’habitacle à travers différents aérateurs.
Le contrôle du confort thermique dans l’habitacle peut être manuel. Autrement dit, l’utilisateur peut régler manuellement, à partir d’une interface homme/machine, les paramètres aérauliques du flux d’air à délivrer par l’installation à l’intérieur de l’habitacle, tels que la température, le débit et enfin la distribution du flux d’air dans l’habitacle.
Des approches plus sophistiquées de la gestion du confort thermique dans l’habitacle ont été proposées. Le contrôle du confort cabine peut être au moins en partie automatique et dépendre alors principalement des conditions climatiques extérieures. Notamment, il est connu de prévoir une gestion thermique en fonction des conditions extérieures de température et d’ensoleillement.
Sur certains véhicules, cela peut être combiné avec l’activation d’équipements dans l’habitacle aptes à former des sources thermiques locales, comme des panneaux radiants, un volant chauffant et/ou un siège chauffant ou refroidissant, et parfois des surfaces chauffantes par contact telles qu’un repose coude.
La consigne de commande pour gérer les actionneurs de l’installation ou permettant de contrôler un ou plusieurs équipements est définie à partir de consignes standard et selon un algorithme de contrôle définissant les lois de contrôle des actionneurs. Ceci permet de définir par exemple un mode de distribution, un débit, une température du flux d’air pour atteindre une neutralité en termes de sensation thermique.
Selon une solution, on cherche à évaluer le confort thermique de l’utilisateur pour l’utiliser comme donnée d’entrée pour le réglage de la température d’air, du débit d’air et de la distribution d’air. La donnée de confort thermique est déterminée selon une formule mathématique basée sur le ressenti thermique d’un panel de référence de la population dont la température corporelle a été mesurée dans différentes conditions.
D’une manière générale, un modèle énergétique ou thermo-physiologique est utilisé, permettant d’évaluer à la fois les sensations thermiques et le confort thermique d’un individu. La sensation thermique est l’expression d’un ressenti thermique global ou local de la personne, par exemple chaud, neutre, froid. On parle de neutralité thermique si la sensation thermique éprouvée est “ni chaud, ni froid”. Le confort thermique est l’expression de la satisfaction de la personne vis-à-vis de ce ressenti thermique, par exemple agréable ou désagréable.
Toutefois, en fonction du contexte, notamment en fonction de caractérisations de l’individu, comme des habitudes culturelles, ou en fonction d’une période de l’année ou de la présence ou non d’autres passagers dans le véhicule, les besoins de l’individu par rapport au ressenti thermique peuvent changer et la consigne de commande déterminée à partir d’une donnée de confort thermique basée sur le panel de référence peut ne pas être appropriée.
Il existe donc un besoin de doter les véhicules d’une capacité à s’adapter aux besoins de chaque utilisateur et à différents contextes d’usage.
L’invention vise à améliorer la gestion thermique dans un habitacle de véhicule automobile.
À cet effet, l’invention a pour objet un procédé de gestion thermique dans un habitacle de véhicule automobile, destiné à être mis en œuvre au moins en partie par un système de gestion thermique, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
  • déterminer une valeur d’un indice de confort thermique de référence associé à un utilisateur dans l’habitacle,
  • définir une consigne de commande de référence, au moins en fonction de la valeur de l’indice de confort thermique de référence déterminée, et
  • gérer, selon la consigne de commande de référence, au moins un actionneur du système de gestion thermique de façon à délivrer un flux d’air dans l’habitacle et/ou contrôler au moins un équipement dans l’habitacle configuré pour réguler un état thermique de l’utilisateur.
Selon l’invention, ledit procédé comporte en outre les étapes suivantes :
  • acquérir et analyser au moins une donnée relative à une action de commande réalisée par l’utilisateur pour modifier au moins un paramètre aéraulique du flux d’air délivré et/ou au moins un paramètre thermique dudit au moins un équipement, et au moins une donnée contextuelle,
  • à partir des données analysées, générer et/ou enrichir une base de données avec une logique d’apprentissage, la base de données établissant une corrélation entre au moins un paramètre modifié et au moins une donnée contextuelle, et
  • lors d’une itération ultérieure, déterminer en tenant compte des corrélations établies dans la base de données, une consigne de commande adaptée pour gérer ledit au moins un actionneur.
Ainsi, la consigne de commande peut être adaptée en apprenant sur les usages en voiture en fonction du contexte.
Le procédé de gestion peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison.
Ladite au moins une donnée contextuelle peut être choisie parmi au moins une donnée relative à l’utilisateur, au moins une donnée du véhicule automobile, au moins une donnée temporelle, au moins une donnée de localisation ou géolocalisation, au moins une donnée environnementale, au moins une donnée d’identification d’autres occupants du véhicule automobile. L’utilisateur est défini comme l’occupant pour lequel le procédé de gestion thermique est mis en œuvre. Bien entendu chaque occupant du véhicule automobile peut être un utilisateur pour lequel une gestion thermique est opérée.
La consigne de commande peut être adaptée en tenant compte des caractérisations de l’utilisateur.
Les données environnementales peuvent comprendre une donnée représentative de l’environnement thermique de l’utilisateur dans l’habitacle, un taux d’humidité à l’intérieur ou l’extérieur de l’habitacle, une température à l’intérieur ou à l’extérieur de l’habitacle.
L’identification des éventuels autres occupants que l’utilisateur dans le véhicule automobile peut comprendre un nombre d’occupants en plus de l’utilisateur, une tranche d’âge de chaque occupant ou une moyenne d’âge, un genre pour chaque occupant, ou encore toute autre donnée relative à ces autres occupants de façon similaire à ladite au moins une donnée relative à l’utilisateur.
La donnée relative à l’utilisateur peut être choisie parmi au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur, un profil d’utilisateur, au moins une préférence de l’utilisateur associée à un profil d’utilisateur et relative aux paramètres aérauliques de flux d’air et/ou thermiques dudit au moins un équipement, au moins une classe prédéfinie d’utilisateurs à laquelle l’utilisateur appartient.
La caractéristique liée à l’utilisateur peut être choisie parmi un niveau d’habillement de l’utilisateur, un genre de l’utilisateur, un âge de l’utilisateur, une activité de l’utilisateur, une activité métabolique de l’utilisateur, un indice de masse corporelle, une donnée représentative d’un déséquilibre thermique sur une ou plusieurs parties du corps de l’utilisateur, de type flux thermique, température ou différence de températures.
Une donnée relative à l’utilisateur peut encore concerner le phénotype ou le génotype de l’utilisateur.
Selon une première variante de réalisation, la logique d’apprentissage est sur la valeur de l’indice de confort thermique.
Ledit procédé peut comprendre les étapes suivantes :
  • calculer à partir de la base de données un ajustement à appliquer à la valeur de l’indice de confort thermique de référence,
  • appliquer l’ajustement calculé à la valeur de l’indice de confort thermique de référence, et
  • déterminer une consigne de commande adaptée au moins en fonction de la valeur de l’indice de confort thermique ajustée.
Cette solution permet d’asservir les modifications de la valeur de l’indice de confort thermique par apprentissage en fonction du contexte.
L’ajustement est lié à l’utilisation du système de gestion thermique en voiture, en fonction du contexte, du profil de l’utilisateur.
Le procédé de gestion thermique peut comprendre les étapes suivantes : acquérir au moins un paramètre lié à un utilisateur, et définir, à partir dudit paramètre acquis, au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur.
Ladite valeur de l’indice de confort thermique associée à l’utilisateur peut être déterminée sur la base au moins de ladite donnée représentative d’une caractéristique de l’utilisateur, en utilisant un modèle énergétique.
Selon une deuxième variante de réalisation, la logique d’apprentissage est sur le modèle énergétique.
Ledit procédé de la consigne de commande adaptée peut comprendre les étapes suivantes :
  • déterminer à partir de la base de données un correctif à appliquer sur le modèle énergétique,
  • corriger le modèle énergétique en appliquant le correctif déterminé,
  • déterminer une valeur adaptée de l’indice de confort thermique associé à l’utilisateur, en utilisant le modèle énergétique corrigé, et
  • définir la consigne de commande adaptée au moins en fonction de la valeur adaptée de l’indice de confort thermique à partir du modèle énergétique corrigé.
Cette variante permet d’agir sur le modèle énergétique en fonction des corrections de l’utilisateur, par exemple en changeant des coefficients dans le modèle énergétique.
Selon une troisième variante de réalisation, la logique d’apprentissage est sur un algorithme de contrôle dudit au moins un actionneur.
Ledit procédé peut comprendre les étapes suivantes :
  • déterminer à partir de la base de données des modifications à appliquer à l’algorithme de contrôle,
  • appliquer les modifications déterminées pour obtenir l’algorithme modifié, et
  • définir la consigne de commande adaptée pour gérer ledit au moins un actionneur à partir de l’algorithme modifié.
Dans ce cas, c’est le contrôle des actionneurs qui peut être modifié en fonction des corrections de l’utilisateur.
L’invention concerne également un système de gestion thermique pour un habitacle de véhicule automobile comportant une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation configurée pour conditionner thermiquement au moins un flux d’air à délivrer dans l’habitacle et/ou au moins un équipement configuré pour réguler un état thermique d’un utilisateur.
Ledit système comporte une unité de traitement configurée pour déterminer une valeur d’un indice de confort thermique associé à un utilisateur dans l’habitacle, et une unité de commande configurée pour définir au moins en fonction de la valeur l’indice de confort thermique déterminée, une consigne de commande de référence relative à au moins un paramètre aéraulique du flux d’air à délivrer et/ou au moins un paramètre thermique dudit au moins un équipement, et pour gérer au moins un actionneur du système de gestion thermique de façon à délivrer le flux d’air dans l’habitacle et/ou contrôler ledit au moins un équipement selon la consigne de commande de référence.
Ledit système est configuré pour mettre en œuvre au moins en partie ledit procédé tel que défini précédemment.
Ledit système comporte une interface de réglage destinée à être agencée dans l’habitacle de manière à permettre à l’utilisateur de modifier ledit au moins un paramètre aéraulique du flux d’air lorsqu’il est délivré dans l’habitacle et/ou ledit au moins un paramètre thermique dudit au moins un équipement.
Ledit système comporte un module d’analyse configuré pour acquérir et analyser au moins une donnée relative à une action de commande réalisée par l’utilisateur via l’interface de réglage pour modifier ledit au moins un paramètre aéraulique et/ou thermique, et au moins une donnée contextuelle, de façon à générer et/ou enrichir une base de données avec une logique d’apprentissage, la base de données établissant une corrélation entre au moins un paramètre modifié et au moins une donnée contextuelle.
L’unité de commande est configurée pour déterminer une consigne de commande adaptée en tenant compte des corrélations établies dans la base de données, et gérer ledit au moins un actionneur selon la consigne de commande adaptée.
Ledit au moins un équipement configuré pour réguler l’état thermique de l’utilisateur peut être choisi parmi un équipement radiant, un panneau radiant, un équipement conductif, un siège chauffant, un volant chauffant.
L’une unité de traitement est configurée pour définir, à partir dudit paramètre acquis, au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur, et pour déterminer la valeur de l’indice de confort thermique associé à l’utilisateur, sur la base au moins de ladite donnée représentative d’une caractéristique de l’utilisateur, en utilisant un modèle énergétique prédéfini.
Le système comporte un dispositif de mesure configuré pour acquérir au moins un paramètre lié à un utilisateur. Le dispositif de mesure comporte au moins un capteur configuré pour être agencé dans le véhicule automobile de façon à mesurer au moins un paramètre servant à déterminer ladite au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
La montre de façon schématique un système de gestion thermique pour véhicule automobile.
La montre plus en détail l’interaction entre certains éléments du système de gestion thermique de la pour la définition d’une consigne de commande de référence.
La montre l’interaction entre les éléments du système de gestion thermique de la pour la définition d’une consigne de commande adaptée selon une première variante d’apprentissage.
La montre plus en détail l’interaction entre certains éléments du système de gestion thermique de la pour la définition d’une consigne de commande adaptée selon une deuxième variante d’apprentissage.
La montre plus en détail l’interaction entre certains éléments du système de gestion thermique de la pour la définition d’une consigne de commande adaptée selon une troisième variante d’apprentissage.
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Dans la description, certains éléments peuvent être indexés, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et de telles dénominations peuvent être aisément interchangées sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.
SYSTÈME DE GESTION THERMIQUE
La représente de façon schématisée un système de gestion thermique 1 pour un véhicule automobile V.
Un passager ou le conducteur du véhicule est désigné sous le terme générique d’occupant.
Le véhicule automobile V est muni d’une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation configurée pour conditionner thermiquement au moins un flux d’air à délivrer dans l’habitacle du véhicule automobile V. L’installation comprend notamment un ou plusieurs volets de répartition (non représentés) agencés de manière à contrôler le passage du flux d’air (et donc la proportion du flux d’air) à travers une ou plusieurs bouches de distribution de l’installation. Ces bouches de distribution correspondent à des sorties d’air s’ouvrant dans l’habitacle du véhicule, par exemple au niveau d’un aérateur (non représenté). Il s’agit par exemples de volets de répartition montés pivotants selon différents degrés d’ouverture, de façon à libérer ou bloquer le passage du flux d’air. Le degré d’ouverture du volet de répartition définit la proportion du flux d’air autorisé à circuler.
Le véhicule automobile V comprend avantageusement un ou plusieurs équipements (non représentés) prévus dans l’habitacle pour réguler localement au moins une partie du corps de l’utilisateur. De tels équipements permettent des échanges thermiques locaux. Ces équipements sont aussi appelés des sources thermiques. On entend par « source thermique » le fait que ces équipements permettent de réguler l’état thermique de l’utilisateur en délivrant du chaud et/ou du froid sous forme d’un flux thermique.
On peut citer à titre d’exemple, des flux thermiques, radiatifs, provenant du soleil ou de surfaces radiantes, de panneaux radiants, telles qu’une planche de bord chaude ou une vitre froide, ou conductifs, provenant des surfaces en contact avec les occupants du véhicule, telles qu’un siège ou le volant.
Lorsque plusieurs équipements sont prévus, ils peuvent être de nature différente. Autrement dit, ils permettent des échanges thermiques suivant des phénomènes de nature différente faisant intervenir des flux thermiques différents.
Le système de gestion thermique 1 peut comprendre un ou plusieurs moyens de traitement. Ces moyens de traitement sont notamment configurés pour mettre en œuvre au moins en partie le procédé de gestion thermique décrit par la suite. De façon générale, les moyens de traitement peuvent comporter l’un ou plusieurs des moyens parmi un ou plusieurs moyens de télécommunication ou télématique, un comparateur, au moins un calculateur, un processeur et/ou tout autre matériel permettant d’exécuter un logiciel ou non, un circuit intégré propre à une application connu sous le sigle ASIC, une mémoire morte connue sous le sigle ROM, une mémoire vive connue sous le sigle RAM, ou autre mémoire, ou encore d’autres matériels conventionnels ou personnalisés.
Le système de gestion thermique 1 comporte notamment une interface de réglage 3. Cette interface de réglage 3 peut permettre à l’utilisateur de régler au moins un paramètre aéraulique d’un flux d’air à destination de l’habitacle. Le paramètre aéraulique peut être une température du flux d’air, un débit du flux d’air, une distribution du flux d’air en fonction de parties du corps de l’utilisateur. En alternative ou en complément, l’interface de réglage 3 peut permettre de régler au moins un paramètre lié à un équipement formant source thermique, il peut s’agir d’un paramètre thermique, éventuellement assorti d’une durée d’activation de l’équipement.
Le système de gestion thermique 1 comporte également une unité de commande 5, un dispositif de mesure 7, une unité de traitement 9 et un module d’analyse 10.
Le système de gestion thermique 1 comporte avantageusement au moins un moyen ou une interface de communication, d’émission d’alerte, permettant de prévenir l’utilisateur et de lui demander de confirmer qu’il consent à ce que le système de gestion thermique 1 relève et exploite des données personnelles de l’utilisateur. Il peut s’agir par exemple d’une interface d’affichage, telle qu’un écran d’affichage, sur laquelle un message d’information, d’alerte est affiché pour prévenir l’utilisateur. Ce message d’information est accompagné d’une requête de confirmation ou validation par l’utilisateur qui peut également être affichée sur l’interface d’affichage, ou qui peut être diffusée via une autre interface de communication. D’autres interfaces de communication que l’affichage, peuvent être envisagées, comme par exemple la diffusion d’un message d’alerte sonore.
Ces différents éléments, interfaces, dispositifs, unités, ou modules, 3, 5, 7, 9, 10 du système de gestion thermique 1 peuvent comporter respectivement un ou plusieurs des moyens de traitement précités. Ils sont différenciés pour mettre en exergue certaines fonctions du système de gestion thermique 1. Bien entendu des moyens de traitement peuvent être communs ou non entre différents éléments du système de gestion thermique 1.
De façon générale, l’unité de commande 5 permet de contrôler l’installation pour délivrer un flux d’air dans l’habitacle et/ou de contrôler au moins un équipement formant source thermique, notamment en fonction d’une valeur d’un indice de confort thermique TCI associé à l’utilisateur défini par l’unité de traitement 9 par exemple à partir de paramètres acquis par le dispositif de mesure 7. Le système de gestion thermique 1 comporte au moins un actionneur 11 qui peut être piloté par cette unité de commande 5. Le module d’analyse 10 peut acquérir ou relever une ou plusieurs données relatives à une modification de l’utilisateur via l’interface de réglage 3 et au moins une donnée contextuelle, servant à adapter la consigne de commande lors d’une itération ultérieure du procédé.
Par ailleurs, un ou plusieurs éléments du système de gestion thermique 1 sont connectés ou destinés à être connectés entre eux. On entend par « connecté », le fait qu’une liaison informatique est établie entre au moins deux éléments, de façon à pouvoir échanger des données. Il peut s’agir d’une liaison par câble ou sans fil. L’échange de données peut par exemple se faire par un réseau CAN pour « Controller Area Network » en anglais, LIN BUS, Wifi, Bluetooth, ou autres. Par exemple, l’unité de commande 5 peut être connectée à l’interface de réglage 3, à l’unité de traitement 9 et/ou au dispositif de mesure 7, au module d’analyse 10 et à un ou plusieurs actionneurs 11. L’unité de traitement 9 peut être connecté également au dispositif de mesure 7 et au module d’analyse 10. Le module d’analyse 10 est en outre connecté à l’interface de réglage 3.
Ces éléments du système de gestion thermique 1 sont décrits plus en détail ci-après.
L’interface de réglage 3peut être embarquée dans le véhicule automobile V. Une telle interface 3 est généralement nommée interface homme-machine, connue sous le sigle HMI pour « human-machine interface » en anglais.
Elle peut comporter un ou plusieurs organes de réglage tels que des boutons, ou des surfaces tactiles, agencés dans l’habitacle qui peuvent être préhensibles et manipulables par l’utilisateur.
L’interface de réglage 3 peut comporter un panneau de contrôle connu ou “control panel” en anglais, pour régler le confort thermique. Un tel panneau de contrôle peut être organisé autour d’une ou plusieurs fonctions, telles que le réglage d’un niveau de température, le réglage d’un niveau de débit d’air, le réglage du mode de diffusion de l’air, voire le réglage d’un taux de renouvellement d’air, le réglage d’un paramètre thermique d’au moins un équipement formant source thermique.
L’interface de réglage 3 comporte par exemple un organe de réglage 31 de la température T(°C) du flux d’air à destination de l’habitacle ou d’une ou plusieurs zones de l’habitacle. La température peut être exprimée par une échelle qualitative notamment avec un code couleur généralement du bleu au rouge, ou elle peut être exprimée en degrés Celsius °C (ou Fahrenheit °F).
En complément ou en alternative, l’interface de réglage 3 peut comporter un organe de réglage 32 du débit du flux d’air. Le niveau de débit d’air est exprimé en général en niveaux de 0 à 4 ou 5.
L’interface de réglage 3 peut comporter encore un organe de réglage 33 du mode de diffusion ou de distribution du flux d’air en fonction de parties du corps de l’utilisateur, notamment vers les pieds et/ou le haut de l’utilisateur, c’est-à-dire vers le buste et le visage.
L’interface de réglage 3 (ou une autre interface de réglage) peut comporter également au moins un organe de réglage 34 pour activer un équipement formant source thermique, tel qu’un panneau radiant.
L’interface de réglage 3 peut également comporter un organe de réglage du taux de renouvellement d’air, entre de l’air extérieur neuf ou de l’air recyclé, ayant déjà circulé dans l’habitacle. Le système de gestion thermique 1 comporte au moins un moyen de traitement pour détecter et interpréter une action de commande d’un utilisateur via l’interface de réglage 3.
Ledispositif de mesure 7peut être embarqué dans le véhicule automobile V.
Le dispositif de mesure 7 comporte un ou plusieurs capteurs 13, 15, 17 destinés à être agencés dans le véhicule automobile pour mesurer un ou plusieurs paramètres lié à un utilisateur. De tels paramètres peuvent servir à déterminer une ou plusieurs données représentatives d’une caractéristique liée à l’utilisateur.
Un ou plusieurs capteurs 13, 15, 17 peuvent être configurés pour acquérir, relever, au moins un paramètre physiologique de l’utilisateur. Un tel paramètre physiologique relève des données personnelles de l’utilisateur et peut être acquis, relevé avec le consentement préalable de ce dernier.
De façon non exhaustive et non limitative, les paramètres physiologiques peuvent être des signes vitaux, tels que le rythme cardiaque, la fréquence cardiaque, le pouls, la respiration, la fréquence et/ou l’amplitude respiratoire, le ratio entre les inspirations et les expirations, ou encore la coloration de la peau sur le visage pour détecter un afflux sanguin. D’autres paramètres physiologiques peuvent être le niveau de transpiration de l’utilisateur, la conductivité de la peau, la position de membres et/ou de la tête, l’orientation de la tête, l’orientation du regard, la position des pupilles, le diamètre des pupilles, la température de la peau, la voix, un tremblement.
Un ou plusieurs des capteurs 13, 15, 17 sont préférentiellement des capteurs embarqués sur ou dans le véhicule automobile V. Il peut s’agir de capteurs déjà présents par exemple pour de l’info-divertissement dans le véhicule automobile V, ou par rapport à des facteurs de sécurité, ou de confort du véhicule automobile V.
Un ou plusieurs des capteurs 13, 15, 17 peuvent être des capteurs sans contact avec l’utilisateur. En alternative, il peut s’agir de capteurs de contact, c’est-à-dire destinés à être en contact avec l’utilisateur pour réaliser une mesure.
De façon non exhaustive, les capteurs 13, 15, 17 peuvent comprendre des capteurs de signes vitaux 13, une ou plusieurs caméras 15, un ou plusieurs microphones pour enregistrer la voix de l’utilisateur ou des utilisateurs dans le véhicule automobile V.
Les capteurs, notamment de signes vitaux 13, peuvent par exemple se présenter sous la forme de capteurs sans contact comme par exemple un radar, une caméra.
Une ou plusieurs caméras 15 peuvent opérer dans le domaine du visible.
Une ou plusieurs caméras 15 peuvent être prévues pour identifier des expressions du visage ou des postures de l’utilisateur. Au moins une caméra 15 peut être une caméra temps de vol ou « time of flight » en anglais. Une ou plusieurs caméras 15 sont par exemple dirigées vers les positions attendues des différents occupants du véhicule V : siège conducteur, siège passager, banquette arrière. En particulier, une ou plusieurs caméras 15 très grand angle (par exemple de type « œil de poisson » connu sous l’appellation « fish-eye » en anglais) peuvent couvrir plusieurs positions de façon simultanée.
Dans un mode de réalisation préféré, une ou plusieurs caméras 15, peuvent être en particulier des caméras 15 infrarouges configurées pour prendre des images dans le domaine infrarouge. Les caméras 15 infrarouges détectent préférentiellement des longueurs d’onde comprises entre 0,7µm et 100µm, préférentiellement 25µm et 100µm.
On peut prévoir un dôme infrarouge formé par une caméra 15 infrarouge grand angle destinée à être placée sur un plafond de l’habitacle et qui permet de mesurer les températures des parois et fenêtres de l’habitacle.
Les caméras 15 infrarouges comportent, avantageusement, au moins une caméra 15 infrarouge active opérant dans le proche infrarouge « NIR » pour « Near Infra Red » en anglais. Les images issues des caméras 15 opérant dans le proche infrarouge NIR peuvent par exemple servir à délimiter la position, dimensions et mouvements de différentes parties du corps de l’utilisateur dans le véhicule automobile V.
Par exemple, au moins l’une des caméras 15 peut être une caméra DMS pour Driver Monitoring System en anglais, agencée pour observer l’utilisateur dans l’habitacle. Une telle caméra DMS fonctionne dans le proche infrarouge et peut permettre de récupérer une image du visage et/ou du buste du conducteur, peu importe la luminosité dans l’habitacle. Grâce à des algorithmes, notamment par analyse physique ou en utilisant des mégadonnées ou big data en anglais, on peut en déduire de nombreuses informations telles que : la reconnaissance de l’identité de l’utilisateur, évaluation du niveau de fatigue, estimation du rythme cardiaque, reconnaissance des habits portés en haut du corps.
En variante ou en complément, une caméra 15 infrarouge peut être une caméra 15 infrarouge passive opérant dans le lointain infrarouge « FIR » pour « Far Infra Red » en anglais. Les images issues des caméras 15 opérant dans le lointain infrarouge FIR, peuvent par exemple servir à identifier les parties du corps de l’utilisateur échangeant le plus de chaleur avec l’habitacle, par exemple la tête et les mains, qui ne sont pas recouvertes de vêtements et apparaissent ainsi plus chaudes.
De plus, au moins l’une des caméras 15 peut être une caméra à faible lumière.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de mesure 7 comporte un radar de courte portée à ultra large bande, utilisé par exemple comme capteur de signes vitaux 13. La fréquence du radar peut par exemple être comprise entre 10GHz et 1THz, préférentiellement entre 50GHz et 160GHz.
De façon alternative ou en complément, un ou plusieurs des capteurs, notamment de signes vitaux 13, peuvent être prévus dans des éléments portables (montre, chemise, bracelet, etc…), portés par l’utilisateur.
Des capteurs, en particulier de signes vitaux 13, destinés à être en contact avec l’utilisateur peuvent également être utilisés. Ils se présentent, par exemple, sous la forme d’éléments conducteurs installés dans des parties du véhicule automobile V (accoudoir, volant, siège, etc…). Ces capteurs de signes vitaux 13 peuvent être configurés pour mesurer des paramètres tels que le rythme et/ou la fréquence cardiaque, la fréquence et/ou l’amplitude respiratoire, la conductivité de la peau, les ondes cérébrales, ou autres.
En variante ou en complément, d’autres types de paramètres peuvent également être récupérés au moyen d’autres capteurs.
En outre, un ou plusieurs capteurs 13, 15, 17 du dispositif de mesure 7 peuvent relever des mesures de température au niveau de points remarquables de l’utilisateur, en particulier du visage de l’utilisateur, par exemple le bout d’arête du nez, le sommet de la pommette gauche ou droite et du centre du front. La mesure de température au niveau d’un point remarquable de l’utilisateur peut être réalisée en fusionnant des images notamment prises par des caméras de préférence infrarouge NIR, FIR, ce qui permet de mesurer en continu alors que l’utilisateur bouge.
Par ailleurs, le dispositif de mesure 7 peut permettre avantageusement de relever un ou plusieurs paramètres relatifs à l’environnement du ou des utilisateurs dans le véhicule automobile V. Ainsi, des paramètres relatifs par exemple à l’environnement thermique, l’intensité lumineuse, le bruit, la vitesse du véhicule automobile V, peuvent également être relevés. À cet effet, le dispositif de mesure peut comporter un ou plusieurs autres capteurs 17 tels qu’un capteur d’ensoleillement, un capteur de température, notamment un capteur de température à une sortie d’air de l’installation, un capteur de la température régnant dans l’habitacle, un capteur tel qu’un dôme infrarouge, agencé pour relever les températures des parois et/ou fenêtres dans l’habitacle, un capteur de température disposé dans une paroi de l’habitacle, un capteur de température de la surface d’un équipement formant source thermique, tel qu’au moins un siège ou le volant ou encore au moins une vitre, un capteur d’humidité, ou encore un capteur du taux de dioxyde de carbone, ou un microphone.
Le système de gestion thermique 1 comporte avantageusement au moins unmoyen de traitement 19pour relever des données du véhicule automobile V, et configuré pour échanger des données avec l’unité de traitement 9. Les données du véhicule automobile V peuvent concerner l’état du dispositif de climatisation, notamment la puissance d’un pulseur de l’installation ou la distribution d’air climatisé de l’installation, servant par exemple pour déterminer une donnée représentative de l’environnement thermique de l’utilisateur dans l’habitacle.
Selon un mode de réalisation,l’unité de traitement 9est configurée pour analyser un ou plusieurs paramètres acquis, relevés par le dispositif de mesure 7 afin d’en déduire au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur. La donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur relève des données personnelles de l’utilisateur et peut être exploitée avec le consentement préalable de l’utilisateur.
La caractéristique liée à l’utilisateur peut être choisie parmi un niveau d’habillement Clo de l’utilisateur, un genre de l’utilisateur Gen, un âge de l’utilisateur Age, une activité de l’utilisateur, par exemple s’il est endormi ou éveillé ou toute autre activité que l’utilisateur peut avoir dans le véhicule automobile V par exemple s’il est dans un état actif de gestion de la conduite ou au contraire s’il est dans un état de repos, une activité métabolique MET de l’utilisateur, un indice de masse corporelle BMI, la taille, le volume, et indirectement le poids de l’utilisateur, la température de ses vêtements, une donnée représentative d’un déséquilibre thermique sur une ou plusieurs parties du corps de l’utilisateur, ou toute autre caractéristique x.
L’unité de traitement 9 peut éventuellement calculer le déséquilibre thermique sur une ou plusieurs parties du corps de l’utilisateur, notamment du visage de l’utilisateur, à partir des températures mesurées par le dispositif de température 7 au niveau de points remarquables de l’utilisateur, en particulier du visage de l’utilisateur. L’unité de traitement 9 peut déterminer une donnée représentative de ce déséquilibre thermique.
Par ailleurs, l’unité de traitement 9 peut calculer la donnée représentative de l’environnement thermique de l’utilisateur dans l’habitacle à partir de la température d’air et/ou la vitesse d’air au contact d’une ou plusieurs parties du corps de l’utilisateur. Ces données peuvent être déterminées à partir des paramètres relevés par les capteurs 17 (comme la température régnant dans l’habitacle) mais également de données du véhicule automobile V, notamment sur la base d’abaques.
L’unité de traitement 9 permet de déterminer, au moins une valeur d’un indice de confort thermique TCI associé à l’utilisateur. Ceci peut se faire sur la base au moins d’une ou plusieurs données représentatives de caractéristiques de l’utilisateur. L’unité de traitement 9 peut utiliser un modèle énergétique ou thermo-physiologique M.
Le modèle énergétique ou thermo-physiologique M peut être stocké sur un support mémoire approprié du système de gestion 1, ou plus précisément de l’unité de traitement 9. Le modèle énergétique ou thermo-physiologique M peut éventuellement être accessible depuis un serveur distant, aussi nommé Cloud en anglais.
Ce modèle énergétique ou thermo-physiologique M permet d’évaluer les sensations thermiques et le confort thermique de l’utilisateur. La sensation thermique est l’expression d’un ressenti thermique global ou local de la personne, par exemple chaud, neutre, froid. On parle de neutralité thermique si la sensation thermique éprouvée est “ni chaud, ni froid”. Le confort thermique est l’expression de la satisfaction de la personne vis-à-vis de ce ressenti thermique, par exemple agréable ou désagréable, en fonction des besoins de la personne dans le chaud et le froid, mais aussi de l’histoire thermique de la personne.
Le modèle énergétique ou thermo-physiologique M peut être prédéfini, notamment par rapport à une classe d’utilisateurs donnée, c’est-à-dire un panel de la population servant de référence. Une classe d’utilisateurs concerne une catégorie de la population globale présentant des caractéristiques communes. Il peut s’agir par exemple d’un phénotype commun, d’une tranche d’âge, d’un pays d’origine, d’un pays de résidence.
Le modèle énergétique ou thermo-physiologique M peut dériver au moins en partie du modèle de Fanger. Il peut être fixe ou en alternative être adaptatif par apprentissage.
Le modèle énergétique ou thermo-physiologique M peut être réalisé sous la forme d’une matrice, d’une table, d’un arbre de décision, d’une fonction de transfert.
Ce modèle énergétique ou thermo-physiologique M comprend au moins une corrélation entre une plage de valeurs d’au moins une donnée représentative d’une caractéristique de l’utilisateur et une valeur d’indice de confort thermique TCI.
L’unité de commande 5est configurée pour définir au moins une consigne de commande. Une telle consigne de commande peut être définie au moins en fonction de la valeur de l’indice de confort thermique TCI déterminée.
La consigne de commande peut être relative à au moins un paramètre aéraulique du flux d’air à délivrer. En alternative ou en complément, la consigne de commande peut être relative à au moins un paramètre thermique d’un ou plusieurs équipements formant des sources thermiques. La consigne de commande peut aussi concerner un ratio entre l’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation et d’un ou plusieurs équipements formant sources thermiques, pour la gestion thermique dans l’habitacle.
L’unité de commande 5 peut définir une consigne de commande de référence, c'est-à-dire sans personnalisation par rapport au contexte. Comme décrit par la suite, l’unité de commande 5 peut déterminer une consigne de commande adaptée au contexte d’usage du véhicule automobile V.
L’unité de commande 5 peut gérer l’installation, et notamment piloter le ou les actionneurs 11, selon la consigne de commande de référence ou adaptée. En particulier, au moins un actionneur 11 peut commander un aérateur destiné à être agencé dans l’habitacle pour la diffusion du flux d’air selon la consigne de commande. En alternative ou en complément, au moins un actionneur 11 peut être configuré pour contrôler un ou plusieurs équipements formant sources thermiques et notamment pour le réglage d’au moins un paramètre thermique de ces équipements.
Lemodule d’analyse 10est configuré pour acquérir et analyser au moins une donnée relative à une action de commande de l’utilisateur via l’interface de réglage 3 et au moins une donnée contextuelle. Des exemples sont donnés par la suite. Ces données peuvent être analysées de façon à générer et/ou enrichir une base de données. Ceci peut se faire selon une logique d’apprentissage visant à améliorer la personnalisation au contexte, à l’utilisateur, au fil des utilisations du système de gestion thermique 1.
L’unité de commande 5 peut utiliser cette base de données pour déterminer la consigne de commande adaptée.
PROCEDE DE GESTION THERMIQUE
Le système de gestion thermique 1 tel que décrit précédemment permet de mettre en œuvre au moins en partie un procédé de gestion thermique pour le véhicule automobile.
Consentement de l’utilisateur
En particulier, lorsque des données personnelles de l’utilisateur doivent être acquises et analysées lors de la mise en œuvre du procédé, le procédé de gestion thermique peut comporter au moins une étape préliminaire d’émission d’alerte et de demande d’autorisation, de consentement de la part de l’utilisateur.
Cette étape préliminaire peut être mise en œuvre lors de la première itération du procédé de gestion thermique ou en variante à chaque démarrage du véhicule automobile afin d’informer au préalable l’utilisateur du type de données relevées et de leur exploitation visée, et pour recueillir expressément le consentement de l’utilisateur.
L’émission d’alerte peut se faire par exemple par affichage d’un message d’alerte sur l’interface d’affichage et/ou par diffusion d’un message d’alerte sonore, pour prévenir l’utilisateur que des paramètres concernant ses données personnelles peuvent être acquis et analysés, et pour l’informer du type de données relevées et de l’exploitation visée.
Lors de cette étape préliminaire, une requête de confirmation ou validation par l’utilisateur est générée, demandant l’autorisation à l’utilisateur que ses données personnelles soient relevées et exploitées. Cette requête peut également être affichée sur l’interface d’affichage. Le consentement ou non de l’utilisateur peut être recueilli par tout moyen approprié du système de gestion thermique 1, par exemple par appui tactile sur une interface de commande qui peut être ou non l’écran d’affichage, ou encore par une commande vocale de l’utilisateur.
Les étapes suivantes du procédé de gestion thermique peuvent être mises en œuvre après une action de l’utilisateur marquant son autorisation, son consentement, par exemple par appui tactile sur une interface de commande qui peut être ou non l’écran d’affichage, ou encore par une commande vocale de l’utilisateur.
Définition d’une consigne de commande de référence
Le procédé de gestion thermique permet de déterminer une consigne de commande de référence pour gérer l’installation ou au moins un équipement formant source thermique, notamment lors d’une première itération du procédé.
Cette étape de définition de la consigne de commande peut être mise en œuvre par l’unité de commande 5 précédemment décrite.
La consigne de commande de référence peut être définie au moins en fonction d’une valeur d’un indice de confort thermique de référence. À cet effet, le procédé de gestion thermique comporte une ou plusieurs étapes pour la détermination d’au moins une valeur d’un indice de confort thermique TCI de référence associé à l’utilisateur. Ceci est effectué en fonction du modèle énergétique ou thermo-physiologique M. Cette étape de détermination de la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence peut être mise en œuvre au moyen de l’unité de traitement 9 précédemment décrite.
L’indice de confort thermique TCI est dit ici de référence car il se base sur un modèle énergétique ou thermo-physiologique M prédéfini par rapport à une classe d’utilisateurs ou un panel d’utilisateurs de référence.
La détermination de la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence se fait notamment sur la base au moins d’une ou plusieurs données représentatives de caractéristiques liées à l’utilisateur.
À titre d’exemple illustratif et non limitatif, la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence peut être basée sur une ou plusieurs données parmi une donnée représentative du niveau d’habillement Clo de l’utilisateur, une donnée représentative de l’activité métabolique MET de l’utilisateur. En complément, elle peut être déterminée sur la base d’une donnée représentative de l’environnement thermique de l’utilisateur dans l’habitacle, d’une donnée représentative d’un déséquilibre thermique sur une ou plusieurs parties du corps de l’utilisateur, notamment du visage de l’utilisateur, de type flux thermique, température ou différence de températures.
Le procédé peut comporter pour cela une ou plusieurs étapes permettant de définir au moins une donnée représentative d’une ou plusieurs caractéristiques liées à l’utilisateur. Cette étape peut être mise en œuvre par l’unité de traitement 9 précédemment décrite. Une telle donnée représentative peut être définie à partir d’un ou plusieurs paramètres liés à un utilisateur.
Le procédé de gestion thermique peut comporter au moins une étape d’acquisition d’au moins un paramètre lié à l’utilisateur. Comme décrit précédemment, il peut s’agir d’un paramètre physiologique de l’utilisateur. Cette étape d’acquisition peut être mise en œuvre au moyen du dispositif de mesure 7 précédemment décrit. L’acquisition de ces paramètres liés à l’utilisateur peut se faire à tout moment.
Les données acquises peuvent être mémorisées sur un espace de stockage embarqué dans le véhicule automobile V.
On peut distinguer des caractéristiques liées à l’utilisateur primaires, telles que des paramètres physiologiques, qui peuvent être obtenues à partir des mesures par le ou les capteurs 13, 15, 17, et des caractéristiques liées à l’utilisateur secondaires, qui peuvent être déterminées à partir d’une ou plusieurs des caractéristiques primaires. Les données représentatives des caractéristiques primaires peuvent par exemple être déterminées par traitement d’images acquises par au moins une caméra 15. Il s’agit notamment de caractéristiques biologiques de l’utilisateur, telles que le genre, l’âge, ou physiques telles que la taille et le volume, et indirectement le poids, ou l’indice de masse corporelle, ainsi que sa posture et ses mouvements. Il peut également s’agir également d’un niveau d’habillement de l’utilisateur.
Les données représentatives des caractéristiques secondaires peuvent être déterminées à partir d’une ou plusieurs données représentatives de caractéristiques primaires. C’est le cas par exemple de l’activité métabolique MET de l’utilisateur.
À titre illustratif, en ce qui concerne l’exemple particulier du niveau d’habillement Clo de l’utilisateur, la donnée représentative correspond à une résistance thermique mesurée des vêtements portés par l’utilisateur. À cet effet, l’unité de traitement 9 peut recevoir, traiter et analyser au moins une image prise par une caméra 15 et pour, à partir de cette image, déterminer le type de vêtements (T-shirt, chemise, pull, manteau, écharpe, chapeau) portés par l’utilisateur notamment par reconnaissance d’image. Le système de gestion thermique 1 étant agencé en outre pour déterminer la résistance thermique à partir du type de vêtements ainsi mesuré.
La donnée représentative du niveau d’habillement Clo est catégorisée selon une nomenclature. Par exemple de façon non limitative, la donnée représentative est située entre 0,1 et 0,2 pour un maillot de bain, entre 0,4 et 0,6 pour une robe d’été, un tee-shirt, entre 0,6 et 0,8 pour un tee-shirt ou une chemise à manches longues, entre 0,8 et 1,0 pour une chemise et une veste, entre 1,0 et 1,5 pour un vêtement d’hiver, entre 1,5 et 2,0 pour une tenue de ski.
Les caractéristiques biologiques, physiques de l’utilisateur comme le genre Gen, l’âge Age, la taille, le volume, le poids, l’indice de masse corporelle BMI, peuvent être identifiées par traitement d’images acquises par une ou plusieurs caméras 15, au moyen d’un modèle physiologique. Comme dans l’exemple précédent pour le niveau d’habillement Clo, les données représentatives de l’âge Age, la taille, le volume, le poids, l’indice de masse corporelle, peuvent être catégorisées par tranche.
La donnée représentative de l’activité métabolique MET de l’utilisateur est dépendante d’au moins une caractéristique physique de l’utilisateur, telles que le genre Gen, l’âge Age, la taille et le volume, et indirectement le poids, et/ou d’autres caractéristiques personnelles de l’utilisateur. La donnée représentative de l’activité métabolique de l’utilisateur peut être déterminée au moyen d’un modèle physiologique.
La donnée représentative de l’activité métabolique MET de l’utilisateur est par exemple dépendante du rythme cardiaque de l’utilisateur qui est mesuré par un capteur de signes vitaux 13, par exemple une caméra. Cette caméra est par exemple agencée pour observer des changements de couleur du visage de l’utilisateur dus au déplacement du sang au niveau de la peau du visage, et l’unité de traitement 9 détermine à partir de ces images le rythme cardiaque.
De plus, l’activité métabolique MET peut être déterminée en fonction du jour et/ou de l’heure, et de la donnée ou connaissance de ses activités courantes ou antérieures, par exemple est-ce que l’utilisateur dort ou a couru avant de rentrer dans le véhicule automobile V, avant de dormir. Les activités courantes ou antérieures peuvent soit avoir été détectées à partir des mesures d’un ou plusieurs des capteurs 13, 15, 17, par exemple par traitement d’images acquises par une caméra 15, soit être renseignées par l’utilisateur via une interface de communication.
La donnée représentative MET de l’activité métabolique de l’utilisateur correspond à une puissance surfacique thermique produite par l’utilisateur, à évacuer vers l’extérieur. Le système 1 peut aussi prendre en compte le flux solaire absorbé directement par la peau qui vient s’ajouter alors à la puissance surfacique thermique.
Selon un exemple de réalisation, la donnée représentative de l’activité métabolique MET est catégorisée selon une nomenclature. Par exemple de façon non limitative, la donnée représentative est située entre 0,8 et 1,0 si l’utilisateur dort ou est dans un état neutre, entre 1,0 et 1,2 si l’utilisateur est assis tranquillement ou lit, entre 1,2 et 1,5 s’il est en train de conduire, entre 1,5 et 2,5 s’il revient d’une promenade ou est en digestion, entre 2,5 et 4 s’il a couru.
En variante ou en complément, le procédé peut prendre en compte des échanges thermiques par respiration, sudation et perspiration, comme fonction de la température et humidité ambiante et du métabolisme pour estimer l’indice de confort thermique TCI associé à l’utilisateur.
Selon un mode de réalisation particulier, l’unité de traitement 9 peut déterminer deux termes composant la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence. Selon ce mode de réalisation, l’un des termes est un terme stationnaire et l’autre des termes est un terme dynamique.
Le terme stationnaire est représentatif des échanges thermiques nécessaires au maintien d’un état de confort thermique stabilisé de l’utilisateur, visant la neutralité thermique au niveau global et local. L’état de neutralité thermique correspond à une absence de sensation thermique, à savoir ni chaud ni froid, que ce soit à un niveau global ou local. Plus ce terme est proche de zéro, plus la personne est proche de la neutralité thermique. Le terme stationnaire est obtenu à l’aide du modèle énergétique ou thermo-physiologique M.
Le terme dynamique est représentatif d’un ou plusieurs déséquilibres locaux et transitoires de l’état de confort thermique de l’utilisateur, qui sont la conséquence soit d’un stress thermique récent subi par l’utilisateur, soit d’un stimulus thermique visant à procurer une sensation temporaire agréable de chaud ou de froid, en particulier pour compenser un stress thermique ou un inconfort thermique antérieur ou sur d’autres zones. Ce terme peut prendre une valeur supérieure ou inférieure à zéro, selon le sens (chauffage ou refroidissement) et l’intensité du stimulus thermique subi ou appliqué. Ce terme dynamique peut être déterminé en fonction de la fonction dérivée d’un terme quasi statique du TCI ou d’une information de déséquilibre thermique du passager, par exemple une différence de température sur une zone du corps qui s’homogénéise avec le temps.
Une fois la consigne de commande de référence définie au moins à partir de la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence, au moins un actionneur 11 peut être piloté de façon à délivrer un flux d’air dans l’habitacle et/ou contrôler au moins un équipement formant source thermique. Cette étape de gestion peut se faire au moyen de l’unité de commande 5 précédemment décrite.
L’utilisateur peut, à tout instant, modifier au moins un paramètre aéraulique du flux d’air, via l’interface de réglage 3. Plus précisément, l’utilisateur peut corriger la consigne de température, de débit d’air, de distribution en fonction de ses préférences. Il peut également modifier une consigne de température d’un ou plusieurs des équipements aptes à former une source thermique.
Le procédé de gestion thermique comporte au moins une étape pour détecter une action de commande d’un utilisateur via l’interface de réglage 3, par exemple, si l’utilisateur actionne un ou plusieurs des organes de réglage 31 de la température, de réglage 32 du débit d’air, de réglage 33 de la distribution du flux d’air, ou encore de réglage 34 d’un équipement.
Détermination d’une consigne de commande adaptée par apprentissage
Le procédé de gestion thermique permet un apprentissage par rapport au contexte, et notamment aux caractérisations de l’utilisateur, en vue d’améliorer, de personnaliser la consigne de commande.
Cet apprentissage peut être mis en œuvre par le module d’analyse 10 du système de gestion thermique 1 précédemment décrit.
À cet effet, le procédé comporte une ou plusieurs étapes pour acquérir et analyser au moins une donnée relative à une action de commande réalisée par l’utilisateur via l’interface de réglage 3. Il peut s’agir d’une action de commande de l’utilisateur pour modifier au moins un paramètre aéraulique du flux d’air délivré. En alternative ou en complément, il peut s’agir d’une action de commande de l’utilisateur pour modifier au moins un paramètre thermique d’un équipement formant une source thermique telle qu’un panneau radiant.
Une étape peut être de comparer la consigne de commande de référence avec la consigne modifiée par l’utilisateur.
Le procédé comporte également une ou plusieurs étapes pour acquérir et analyser au moins une donnée contextuelle. La donnée contextuelle est choisie parmi au moins une donnée relative à l’utilisateur, au moins une donnée du véhicule automobile, au moins une donnée temporelle, au moins une donnée de localisation ou géolocalisation, au moins une donnée environnementale, au moins une donnée d’identification des autres occupants que l’utilisateur dans le véhicule automobile.
La donnée relative à l’utilisateur est choisie parmi au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur dont des exemples ont été précédemment cités, un profil d’utilisateur ou au moins une préférence de l’utilisateur associée à son profil d’utilisateur et relative aux paramètres aérauliques de flux d’air et/ou thermiques dudit au moins un équipement, au moins une classe prédéfinie d’utilisateurs à laquelle l’utilisateur appartient, un statut ou rôle de l’utilisateur (conducteur ou passager). Une donnée relative à l’utilisateur peut encore concerner le phénotype ou le génotype de l’utilisateur.
Le profil d’utilisateur peut être renseigné par l’utilisateur via une ou plusieurs interfaces de communication du système de gestion thermique 1. En variante ou en complément, le profil d’utilisateur peut être généré et enrichi à partir de mesures effectuées au moyen du dispositif de mesure 7. Un tel profil d’utilisateur comportant des données personnelles de l’utilisateur, est construit et exploité avec le consentement préalable de l’utilisateur. Une préférence de l’utilisateur peut par exemple être d’avoir plus chaud le matin et plus froid le soir.
La donnée temporelle peut concerner un jour, une heure, un moment de la journée, une saison, ou une période de l’année.
Les données environnementales peuvent comprendre une donnée représentative de l’environnement thermique de l’utilisateur dans l’habitacle, un taux d’humidité à l’intérieur ou l’extérieur de l’habitacle, une température à l’intérieur ou à l’extérieur de l’habitacle.
Les données d’identification des autres occupants du véhicule automobile peuvent comprendre un nombre d’occupants en plus de l’utilisateur, leur tranche d’âge individuelle ou une moyenne d’âge, un genre, ou d’autres informations liées aux autres occupants du véhicule automobile. Les données d’identification des autres occupants du véhicule automobile peuvent comprendre une ou plusieurs données similaires aux exemples de données relatives à l’utilisateur précédemment décrits.
L’identification de la position du corps de l’utilisateur ou d’un autre occupant peut être utilisée pour établir une corrélation avec un ou plusieurs équipements formant sources thermiques activés ou dont le réglage a été modifié par l’utilisateur.
Toute autre donnée nécessaire pour l’apprentissage peut être acquise et analysée.
Le procédé comporte ensuite au moins une étape pour générer et/ou enrichir une base de données avec une logique d’apprentissage, à partir des données analysées. La base de données permet d’établir une corrélation entre au moins un paramètre modifié et au moins une donnée contextuelle.
Lors d’une itération ultérieure du procédé, une consigne de commande adaptée est déterminée en tenant compte des corrélations établies dans la base de données. Ceci peut se faire par apprentissage progressif en ayant comme objectif de minimiser ou maximiser des fonctions de mérite, par exemple en réduisant la consommation énergétique du système de gestion thermique 1.
La détermination de la consigne de commande adaptée peut être mise en œuvre par l’unité de commande 5. Les actionneurs 11 peuvent alors être commandés selon cette consigne de commande adaptée.
Ainsi, la consigne de commande est adaptée en tenant compte des caractérisations de l’utilisateur. L’apprentissage peut se faire pour cet utilisateur. Les données relatives à l’utilisateur sont utilisées dans un cadre privé. Elles sont volatiles, une fois traitées elles disparaissent. L’apprentissage pourrait éventuellement se faire pour une classe d’utilisateurs à laquelle il appartient. Les données personnelles des utilisateurs prises en compte sont anonymes (non nominatives) et elles sont synthétiques.
On décrit ci-après des variantes de réalisation pour la logique d’apprentissage.
Première variante
En se référant également aux figures 2a, 2b, selon une première variante de réalisation, la logique d’apprentissage est sur une consigne standard, en particulier la valeur de l’indice de confort thermique TCI, permettant d’établir la consigne de commande des actionneurs 11.
Afin de déterminer la consigne de commande adaptée, le procédé comprend notamment une étape pour calculer à partir de la base de données un ajustement à appliquer à la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence.
Cette solution permet d’asservir les modifications de la consigne TCI par apprentissage en fonction du contexte. L’ajustement est lié à l’utilisation du système de gestion thermique en voiture, en fonction du contexte, du profil de l’utilisateur.
Lors d’une étape suivante, l’ajustement calculé est appliqué à la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence, de façon à obtenir une valeur de l’indice de confort thermique TCI’ ajustée.
La consigne de commande adaptée peut alors être déterminée au moins en fonction de la valeur de l’indice de confort thermique TCI’ ajustée.
Afin de faciliter la compréhension, un exemple illustratif non limitatif est donné ci-après. Lors de la mise en œuvre du procédé, le système de gestion 1 peut relever que l’utilisateur est un homme, dans la cinquantaine, d’indice de masse corporelle BMI supérieur à 30 et qu’il est le conducteur du véhicule automobile. Le système de gestion 1 peut également relever qu’il s’agit d’une soirée en été, et détecter d’autres occupants passagers dans le véhicule qui sont des enfants en bas âge.
Lors de la première itération du procédé, au moins une valeur d’un indice de confort thermique TCI de référence associé à l’utilisateur peut être évaluée. Elle peut être évaluée en utilisant le modèle énergétique ou thermo-physiologique M, comme expliqué précédemment. À titre d’exemple, la valeur de l’indice de confort thermique TCI de référence évaluée peut être égale à 0, correspondant à un état neutre de l’utilisateur. Et, l’unité de commande 5 définit une consigne de commande de référence pour contrôler les actionneurs 11, en fonction de l’indice de confort thermique TCI.
Si l’utilisateur modifie un ou plusieurs des paramètres thermiques ou aérauliques via l’interface de réglage 3, le module d’analyse 10 acquiert et analyse les données relatives à ces modifications. Il peut être déterminé par exemple que dans ces conditions, l’utilisateur souhaite rester éveillé, car il est le conducteur et est responsable de la sécurité des enfants et que la valeur de l’indice de confort thermique TCI’ à utiliser, pour définir la consigne de commande adaptée pour contrôler les actionneurs, doit être -0.2 par exemple, qui correspond à un ressenti thermique plus froid.
Deuxième variante
En référence aux figures 1 et 3, selon une deuxième variante, la logique d’apprentissage est sur le modèle énergétique M.
Cela permet notamment de changer des coefficients dans le modèle énergétique M, en fonction des corrections de l’utilisateur
Cette deuxième variante peut être mise en œuvre en alternative ou en complément de la première variante précédemment décrite.
Afin de déterminer comment adapter la consigne de commande, le procédé comprend une étape pour déterminer à partir de la base de données un correctif à appliquer sur le modèle énergétique M. Lors d’une étape suivante, le modèle énergétique est corrigé M’’ en appliquant le correctif déterminé.
Lors d’une étape suivante, une valeur adaptée de l’indice de confort thermique TCI’’ associé à l’utilisateur est déterminée en utilisant le modèle énergétique corrigé M’’. La consigne de commande adaptée peut alors être définie au moins en fonction de la valeur adaptée de l’indice de confort thermique TCI’’ à partir du modèle énergétique corrigé M’’.
Afin de faciliter la compréhension, un exemple illustratif non limitatif est donné ci-après. Le modèle énergétique ou thermo-physiologique de référence M utilisé pour évaluer la valeur de l’indice de confort thermique a été calibré pour une classe d’utilisateurs donnée. À titre d’exemple non limitatif, il peut s’agir d’individus de phénotype 2, vivant en Europe, dans une tranche d’âge de 20 à 60 ans.
Cependant, selon le pays d’origine ou de résidence, et/ou selon le phénotype et/ou selon la tranche d’âge, la sensation de confort thermique peut être différente.
Par exemple, il se peut qu’un individu résidant aux USA souhaite recevoir plus de débit d’air qu’un individu résidant en Europe. Certaines caractéristiques peuvent ne pas coïncider selon la tranche d’âge, par exemple un rythme cardiaque synonyme de repos peut être défini à 65bpm pour un individu adulte d’âge moyen alors que pour un adolescent le rythme cardiaque sera plutôt aux alentours de 80bpm au repos. Enfin, la sensibilité de la peau au radiatif ou du corps à la température, aux variations de température, peut être différente selon le phénotype de l’utilisateur.
Lors de la mise en œuvre du procédé, le système de gestion 1 peut relever des données relatives à l’utilisateur ne correspondant pas à la classe d’utilisateurs de référence. L’évaluation de la valeur de l’indice de confort thermique TCI en utilisant le modèle énergétique M de référence risque de ne pas être pertinente pour cet utilisateur, et donc la consigne de commande de référence risque de ne pas être adaptée.
Dans ce cas, si l’utilisateur modifie un ou plusieurs des paramètres thermiques et/ou aérauliques via l’interface de réglage 3, le module d’analyse 10 acquiert et analyse les données de modification et les données relatives à l’utilisateur pour corriger le modèle énergétique de sorte que l’évaluation de la valeur de l’indice thermique TCI’’ sur la base du modèle énergétique corrigé M’’ corresponde mieux à l’utilisateur, et que la consigne de commande adaptée déterminée au moins en fonction de cette valeur d’indice thermique TCI’’ soit plus adaptée pour cet utilisateur en particulier.
Troisième variante
Selon une troisième variante schématisée sur la , la logique d’apprentissage est sur un algorithme de contrôle ou les lois de contrôle du ou des actionneurs 11.
Cette troisième variante peut être mise en œuvre en alternative ou en complément de la première variante et/ou de la deuxième variante précédemment décrites.
Afin de déterminer comment adapter la consigne de commande, le procédé comprend une étape pour déterminer à partir de la base de données des modifications à appliquer à l’algorithme de contrôle. Lors d’une étape suivante, les modifications déterminées sont appliquées de façon à obtenir l’algorithme modifié. La consigne de commande adaptée pour gérer ledit au moins un actionneur peut alors être définie à partir de l’algorithme modifié.
À titre d’exemple, de façon similaire, à l’exemple selon la deuxième variante de réalisation, l’algorithme de contrôle (les lois de contrôle) des actionneurs 11 peut avoir été étudié et calibré pour une classe d’utilisateurs donnée qui peut par exemple être la même que pour le deuxième exemple. À titre d’exemple non limitatif, il peut s’agir d’individus de phénotype 2, vivant en Europe, dans une tranche d’âge de 20 à 60 ans.
Si l’utilisateur ne correspond pas à la classe d’utilisateurs, le flux d’air délivré et/ou l’activation ou le réglage des équipements formant sources thermiques, comme le panneau radiant ou un siège ou volant chauffant, peuvent ne pas être adaptés.
Dans ce cas, l’utilisateur modifie un ou plusieurs des paramètres thermiques et/ou aérauliques via l’interface de réglage 3, le module d’analyse 10 acquiert et analyse les données de modification et les données relatives à l’utilisateur pour corriger les lois de contrôle, de sorte que le débit d’air soit plus fort par exemple ou que le ratio entre le flux d’air délivré par ladite installation et les équipements radiants ou conductifs soit différent.
Ces différentes variantes de réalisation peuvent être mises en œuvre de façon indépendante ou au contraire elles peuvent être combinées.
Une ou plusieurs des étapes du procédé de gestion thermique peuvent être mises en œuvre de façon continue.
L’ordre de certaines étapes du procédé de gestion thermique peut éventuellement être inversé.
Enfin, lorsque plusieurs utilisateurs occupent le véhicule automobile V, le procédé de gestion thermique peut être mis en œuvre pour chaque utilisateur, chaque occupant, individuellement.
Ainsi, de façon à mieux correspondre au contexte, aux caractérisations de l’utilisateur, la consigne de commande est adaptée par apprentissage au fil des utilisations du système de gestion thermique 1.
L’adaptation peut se faire en ajustant une ou plusieurs consignes standard dont l’indice de confort thermique qui servent pour établir la consigne de commande des actionneurs. Il s’agit ici de changer les consignes standard correspondant à une neutralité en termes de sensation thermique.
En alternative ou en complément, l’adaptation pet se faire en changeant le modèle énergétique M qui permet de calculer l’indice de confort thermique, ou encore en modifiant les lois de contrôle des actionneurs.

Claims (10)

  1. Procédé de gestion thermique dans un habitacle de véhicule automobile (V), destiné à être mis en œuvre au moins en partie par un système de gestion thermique (1), ledit procédé comportant les étapes suivantes :
    • déterminer une valeur d’un indice de confort thermique (TCI) de référence associé à un utilisateur dans l’habitacle,
    • définir une consigne de commande de référence, au moins en fonction de la valeur de l’indice de confort thermique (TCI) de référence déterminée, et
    • gérer, selon la consigne de commande de référence, au moins un actionneur (11) du système de gestion thermique (1) de façon à délivrer un flux d’air dans l’habitacle et/ou contrôler au moins un équipement dans l’habitacle configuré pour réguler un état thermique de l’utilisateur,caractérisé en ce queledit procédé comporte en outre les étapes suivantes :
    • acquérir et analyser :
      • au moins une donnée relative à une action de commande réalisée par l’utilisateur pour modifier au moins un paramètre aéraulique du flux d’air délivré et/ou au moins un paramètre thermique dudit au moins un équipement, et
      • au moins une donnée contextuelle,
    • à partir des données analysées, générer et/ou enrichir une base de données avec une logique d’apprentissage, la base de données établissant une corrélation entre au moins un paramètre modifié et au moins une donnée contextuelle, et
    • lors d’une itération ultérieure, déterminer en tenant compte des corrélations établies dans la base de données, une consigne de commande adaptée pour gérer ledit au moins un actionneur (11).
  2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une donnée contextuelle est choisie parmi au moins une donnée relative à l’utilisateur, au moins une donnée du véhicule automobile, au moins une donnée temporelle, au moins une donnée de localisation ou géolocalisation, au moins une donnée environnementale, au moins une donnée d’identification d’autres occupants que l’utilisateur dans le véhicule automobile (V).
  3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la donnée relative à l’utilisateur est choisie parmi au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur, un profil d’utilisateur, au moins une préférence de l’utilisateur associée à un profil d’utilisateur et relative aux paramètres aérauliques de flux d’air et/ou thermiques dudit au moins un équipement, au moins une classe prédéfinie d’utilisateurs à laquelle l’utilisateur appartient.
  4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la caractéristique liée à l’utilisateur est choisie parmi un niveau d’habillement (Clo) de l’utilisateur, un genre de l’utilisateur (Gen), un âge de l’utilisateur (Age), une activité de l’utilisateur, une activité métabolique (MET) de l’utilisateur, un indice de masse corporelle (BMI), une donnée représentative d’un déséquilibre thermique sur une ou plusieurs parties du corps de l’utilisateur, de type flux thermique, température ou différence de températures.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la logique d’apprentissage est sur la valeur de l’indice de confort thermique (TCI), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    • calculer à partir de la base de données un ajustement à appliquer à la valeur de l’indice de confort thermique (TCI) de référence,
    • appliquer l’ajustement calculé à la valeur de l’indice de confort thermique (TCI) de référence, et
    • déterminer une consigne de commande adaptée au moins en fonction de la valeur de l’indice de confort thermique ajustée (TCI’).
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes,
    • comprenant les étapes suivantes :
      • acquérir au moins un paramètre lié à un utilisateur,
      • définir, à partir dudit paramètre acquis, au moins une donnée représentative d’une caractéristique liée à l’utilisateur, et dans lequel
    • ladite valeur de l’indice de confort thermique (TCI) associée à l’utilisateur est déterminée sur la base au moins de ladite donnée représentative d’une caractéristique de l’utilisateur, en utilisant un modèle énergétique (M).
  7. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la logique d’apprentissage est sur le modèle énergétique (M), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    • déterminer à partir de la base de données un correctif à appliquer sur le modèle énergétique (M),
    • corriger le modèle énergétique (M) en appliquant le correctif déterminé,
    • déterminer une valeur adaptée de l’indice de confort thermique (TCI’’) associé à l’utilisateur, en utilisant le modèle énergétique corrigé (M’’), et
    • définir la consigne de commande adaptée au moins en fonction de la valeur adaptée de l’indice de confort thermique (TCI’’) à partir du modèle énergétique corrigé (M’’).
  8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la logique d’apprentissage est sur un algorithme de contrôle dudit au moins un actionneur (11), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    • déterminer à partir de la base de données des modifications à appliquer à l’algorithme de contrôle,
    • appliquer les modifications déterminées pour obtenir l’algorithme modifié, et
    • définir la consigne de commande adaptée pour gérer ledit au moins un actionneur à partir de l’algorithme modifié.
  9. Système de gestion thermique (1) pour un habitacle de véhicule automobile comportant une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation configurée pour conditionner thermiquement au moins un flux d’air à délivrer dans l’habitacle et/ou au moins un équipement configuré pour réguler un état thermique d’un utilisateur, ledit système (1) comportant :
    • une unité de traitement configurée pour déterminer une valeur d’un indice de confort thermique (TCI) associé à un utilisateur dans l’habitacle, et
    • une unité de commande configurée pour définir au moins en fonction de la valeur l’indice de confort thermique (TCI) déterminée, une consigne de commande de référence relative à au moins un paramètre aéraulique du flux d’air à délivrer et/ou au moins un paramètre thermique dudit au moins un équipement, et pour gérer au moins un actionneur (11) du système de gestion thermique (1) de façon à délivrer le flux d’air dans l’habitacle et/ou contrôler ledit au moins un équipement selon la consigne de commande de référence,
      caractérisé en ce queledit système (1) est configuré pour mettre en œuvre au moins en partie ledit procédé selon l’une des revendications précédentes, et comporte :
    • une interface de réglage (3) destinée à être agencée dans l’habitacle de manière à permettre à l’utilisateur de modifier ledit au moins un paramètre aéraulique du flux d’air lorsqu’il est délivré dans l’habitacle et/ou ledit au moins un paramètre thermique dudit au moins un équipement,
    • un module d’analyse (10) configuré pour acquérir et analyser au moins une donnée relative à une action de commande réalisée par l’utilisateur via l’interface de réglage (3) pour modifier ledit au moins un paramètre aéraulique et/ou thermique, et au moins une donnée contextuelle, de façon à générer et/ou enrichir une base de données avec une logique d’apprentissage, la base de données établissant une corrélation entre au moins un paramètre modifié et au moins une donnée contextuelle, et en ce que
    • l’unité de commande (5) est configurée pour déterminer une consigne de commande adaptée en tenant compte des corrélations établies dans la base de données, et gérer ledit au moins un actionneur (11) selon la consigne de commande adaptée.
  10. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un équipement configuré pour réguler l’état thermique de l’utilisateur est choisi parmi un équipement radiant, un panneau radiant, un équipement conductif, un siège chauffant, un volant chauffant.
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