技术领域
本发明的领域涉及用于加热车辆例如机动车辆的乘客舱的装置，更具体地涉及布置在这种乘客舱内部的加热面板。本发明涉及一种用于控制加热面板的加热表面的温度的方法。本发明还涉及一种用于控制这种加热面板的加热表面的温度的装置。
背景技术
大多数车辆设置有用于加热将被送入乘客舱的空气的系统。该加热系统可以补充一个或多个加热面板，即通过红外辐射温暖乘客同时通过对流加热位于乘客舱内部的空气的表面。当前的加热面板的形状和/或尺寸适于它们在将被结合到其中的车辆的乘客舱中的位置。通过非限制性的说明性实例，加热区可以是：座椅、仪表板、车顶、立柱、门和/或搁脚架。
当前的加热面板必须确保车辆使用者的舒适和安全，目的是提供愉悦安全的驾驶体验。为了满足这些需求，已知的实践是优化加热面板的设计并设置其加热温度极限。然而，施加在加热面板上的设计限制了其结合到乘客舱的给定部分中。另外，施加加热温度极限未考虑乘客的个人特征，特别是其对热的敏感性。
从US20140246415中已知，适于安装在车辆座椅中的加热元件可以由织物材料制成，在该织物材料中结合有导电的铜或碳纤维线。然而，存在的风险是这种加热元件由于其相对脆弱(碳纤维易于断裂)而会伤害乘客。为了克服该缺点，提出了加热织物材料的改进设计，使得其可以容易地结合到车辆座椅中，而不会使使用者面临上述风险。然而，没有提出考虑各个参数来控制织物加热表面的温度极限的提议。
WO2015097218涉及一种具有可调节的均匀的分配温度的加热装置，其使得可以克服某些形状和尺寸约束(特别是由于接收该装置的表面的非平坦性)。因此，该文献提到了US20140246415中涉及的一些背景技术，但并未提出个性化乘客舱内温度管理的建议，以确保用户的安全和舒适。
因此，所引用的文献均未考虑用户数据以及与形成加热表面的材料有关的数据，以控制加热面板的加热温度极限。
发明内容
本发明涉及一种用于控制加热面板的加热表面的温度的方法，该加热面板适于安装在车辆例如机动车辆的乘客舱内，该表面可能被所述乘客舱中的乘客触摸，该方法包括以下步骤：
-根据代表容纳在乘客舱中的乘客的状况的至少一项数据和/或代表加热面板的加热表面的至少一项数据来控制所述加热表面的温度。
因此，本发明建议在控制适于安装在车辆乘客舱内的加热面板的加热表面的温度时同时考虑乘客状况(生理参数、健康状态、职业类别等)和加热表面类型(织物、与乘客舱兼容的材料等)。
所提出的发明使得可以满足与车辆上的安全有关的不断增长的需求，特别是通过使对身体的灼伤(身体的最裸露部分是手和臂)和与加热表面(衣服、个人配饰)接触的材料损坏的风险最小化来实现。
本发明的另一目的是使不耐热的个人特别是遭受皮肤过敏和/或过度出汗(局部或全身)的个人所感到的不适感最小化。
须注意，车辆乘客舱被定义为车辆的一部分，其中容纳了车辆的使用者，例如驾驶员和乘客。加热面板布置在乘客舱内于车辆的一个或多个分开的区域中。通过说明性的非限制性示例，加热面板可以位于：车顶、立柱、仪表板、门、搁脚架和/或座椅中。加热面板的形状和尺寸适于每种使用类型，而不是本发明的限制性标准。
加热面板的加热表面是加热面板的可见部分之一。因此，其可能被车辆的至少一位乘客有意或无意地触摸。它具有通过电绝缘加热面板的加热元件来保护它们和/或保护它们免受可能来自乘客舱的任何物理和/或化学侵害的功能。它也可以用作加热面板上产生热量的装饰件。因此，其通过使加热面板美观而起到了装饰作用。
用于控制加热面板的加热表面的温度的方法可以考虑表示容纳在乘客舱中的乘客的状况的至少一项数据，即：
-乘客的生理特征：其代谢活动、年龄、性别、体重、肤色等。
-乘客的健康状态：其水分含量、清醒度等。
-有关乘客生活方式的信息项：其职业类别、爱好、其原籍国等。
-可能与加热表面接触的身体部位的敏感性，特别是手、臂和/或脚的敏感性。
根据本发明的一方面，车辆的乘客舱包括至少一个传感器，其布置成测量用于确定代表容纳在乘客舱中的乘客的状况的至少一项数据的参数。
根据本发明的一方面，传感器选自：
-前置相机，特别是DMS相机，用于观察乘客舱中的乘客，
-生理数据传感器，
-由例如3D相机和红外相机组成的圆顶，
-高频雷达，其可以让您知道有多少人以及他们的生理状态和当前活动，包括他们的身体位置。
根据本发明的一方面，用于控制加热面板的加热表面的温度的方法还包括确定车辆中的乘客所容许的最大温度的步骤，所述最大容许温度是基于代表所述乘客的状况的至少一项数据来确定的。
最大容许温度取决于各个特性。因此，用于控制加热表面的温度的方法包括确定乘客所容许的最大温度的步骤，从而适于每个乘客的特定状况。
通常可以根据乘客对热的敏感性对其进行分类。在以下之间进行区分：
-基准级别，受试者容许的最大温度为50℃，或者没有代表性数据的受试者。
-A级，受试者容许的最大温度为60℃，特别是经常暴露于高温下的受试者。
-B级，受试者容许的最大温度为45℃，特别是对高温的敏感性高于平均的受试者(老年人等)。
-C级，受试者容许的最大温度为40℃，特别是弱势受试者(儿童、婴儿等)。
根据本发明的一方面，乘客所容许的最大温度取决于乘客舱内部普遍存在的条件，特别是通风温度、乘客舱内的温度和/或湿度水平。
根据本发明的一方面，当乘客身体的一部分与加热表面接触时，加热表面的温度低于乘客所容许的最大温度。优点在于，确保加热面板的加热表面不热到在意外或故意接触身体的情况下会灼伤乘客的程度。因此，通过考虑耐热性阈值来优化车辆的安全性，耐热性阈值是每个个人特定的参数。
为了监视该方法的令人满意的实施，可以通过温度传感器和/或红外相机随时间测量加热面板的加热表面的温度。还可以通过执行能量审核来估算温度，该能量审核的输入数据是传输到加热面板的电功率以及能够利用热传递定律的环境数据。
根据本发明的一方面，用于控制加热面板的加热表面的温度的方法可以考虑代表加热面板的加热表面的至少一项数据，即：
-形成加热表面的材料类型：皮革、木材、织物、油漆、清漆、金属、塑料或能够使加热面板美观地固定在乘客舱中的任何其他材料，
-形成加热表面的材料的表面光洁度：粗糙度、孔隙率、不规则形状(线条、间距等)，
-特定于材料的热参数：吸热系数、导热率、热容量、密度等。
根据本发明的一方面，车辆的乘客舱包括至少一个传感器，其布置成测量用于确定代表加热面板的加热表面的至少一项数据的参数。传感器选自：
-安装成以便观察辐射表面的红外相机，
-本地温度传感器，
-通过热计算产生的接触温度的数值评估，该计算结合代表环境和面板电功率的数据，
-测量面板附近空气的温度的温度传感器。
材料的吸热系数是用于表征材料的热惯性的特别有用的量。它确定当材料的表面与另一种材料的表面接触时可以改变温度的速率。当控制加热面板的加热表面的温度时考虑到吸热系数参数使得当所述加热表面与车辆中的乘客的皮肤接触时可以结合所述加热表面的感官知觉。吸热系数取决于材料的类型，并且可以在精炼模型中通过考虑材料的表面光洁度(粗糙度、孔隙率等)的因素进行校正。这样计算出来的取决于材料类型及其表面光洁度的吸热系数称为校正的吸热系数。
根据本发明的一方面，该方法还包括确定加热表面的干球温度的步骤，干球温度被称为所述加热表面的最大允许温度。干球温度尤其是基于乘客所容许的最大温度和代表所述加热表面的至少一项数据来计算的。
根据本发明的一方面，代表加热面板的加热表面的数据项是形成所述加热表面的材料的吸热系数，该材料选自：皮革、木材、织物、油漆、清漆、金属、塑料或能够使加热面板美观地固定在乘客舱中的任何其他材料。
根据本发明的另一方面，通过考虑所述材料的表面光洁度(粗糙度和/或孔隙率、不平整度或连续性)的因素来校正材料的吸热系数。特别地，粗糙度Ra(平均粗糙度)可以小于10μm(例如如果表面是光滑的)，反之，其可以大于70μm(例如如果表面是结构化的)。
加热表面的干球温度是与乘客(由代表其状况和/或级别的至少一项数据表征的乘客)接触之前的所述加热表面的温度。干球温度值取决于材料(类型、表面光洁度)。它是根据乘客所容许的最大温度来控制的，该温度取决于代表乘客状况的至少一项数据。因此，根据可能触摸加热表面的乘客的状况来优化确定加热表面的干球温度。
默认情况下，如果没有代表乘客状况的数据项可用，那么乘客所容许的最大温度等于50℃。因此，乘客被认为任意属于上述参考级别。
为了满足用于控制加热面板的加热表面的温度的条件，因此加热表面的干球温度必须具有这样的值，使得在乘客的皮肤与所述加热表面之间接触时，加热表面的温度不得超过该乘客所容许的最大温度。在这些条件下，烫伤的风险很低。
根据一实施例，设想将考虑接触时间，即皮肤与加热表面接触的时间。
根据本发明的一方面，所述方法还包括获取与乘客的皮肤和加热面板的加热表面之间的接触时间有关的至少一项时间信息(t
乘客的皮肤和加热表面之间的接触时间可以使用雷达或任何其他合适的设备进行测量。
可以任意设置乘客的皮肤与加热表面之间的接触时间；t
根据本发明的一方面，所述方法还包括校正干球温度的步骤，该步骤包括对所述干球温度施加校正系数，并且使得可以获得校正的干球温度，其被称为加热表面的最大允许温度。
根据本发明的一方面，当与乘客的皮肤接触的加热表面的温度接近临界温度时，校正系数减小，并且当所述加热表面在所述接触上的温度大于临界温度时，校正系数为零。
根据本发明的一方面，临界温度在70℃至80℃之间。
根据本发明的另一方面，临界温度设定在80℃。
根据本发明的一方面，所述方法还包括根据所述加热面板的加热表面的最大允许温度确定加热面板的最大功率输出的步骤。优选地，加热面板的功率输出小于所述最大功率。
根据本发明的一方面，该方法还包括获取代表加热面板周围的热环境的至少一项数据的步骤，其中，该方法考虑代表热环境的所述数据项，以便确定加热面板的功率输出。
根据本发明的一方面，代表加热面板周围的热环境的数据项是外部温度和/或乘客舱内部的温度。
根据本发明的一方面，车辆的乘客舱包括至少一个传感器，其布置成测量用于确定代表加热面板周围的热环境的至少一项数据的参数。传感器选自：
-DMS相机，用于识别或表征乘客，特别是驾驶员，
-红外相机，其安装成以便观察圆顶中的辐射表面，例如在顶灯上或附近，
-本地温度传感器，
-通过热计算产生的接触温度的数值评估，该计算结合代表环境和面板电功率的数据，
-温度传感器，其测量面板附近空气的温度。
根据本发明的一方面，该方法还包括获取与乘客舱内的乘客有关的至少一项空间信息的步骤，并且所述方法考虑所述至少一项空间信息，用于确定可能触摸加热面板的加热表面的乘客身体部位。
根据本发明的一方面，通过由放置在乘客舱的天花板上的广角红外相机形成的红外圆顶来获取空间信息。
本发明还涉及一种用于控制加热面板的加热表面的温度的装置，该加热面板适于安装在车辆例如机动车辆的乘客舱内，该表面可能被所述乘客舱中的乘客触摸，该装置包括：
-处理单元，其布置为根据代表容纳在乘客舱中的乘客的情况的至少一项数据和/或代表加热面板的加热表面的至少一项数据来控制所述加热表面的温度。
该数据可由至少一个传感器确定，包括：
-相机，特别是DMS相机，用于观察乘客舱中的至少一名乘客，
-由放置在乘客舱天花板上的广角红外相机形成的红外圆顶，
-生理传感器，
-检测乘客舱内的温度的传感器。
附图说明
通过阅读以下通过非限制性说明性示例给出的描述以及附图，本发明的其他特征、细节和优点将变得更加明显，其中：
-图1是适于安装在车辆乘客舱内部的加热面板的横截面图，
-图2示出了根据图1的用于控制加热面板的加热表面的温度的方法的步骤，
-图3是示出在接触时间等于一秒的情况下加热表面的材料的吸热系数与构成材料的类型有关的曲线，
-图4是示出校正系数Co与粗糙度有关的曲线，
-图5是示出了各种材料的校正的吸热系数(通过对取决于材料的吸热系数应用校正因子Co)与其粗糙度和机械特性有关的示意图，
-图6是示出加热表面的最大允许温度与接触时间(t
-图7是示出校正系数C
-图8示意性且部分地示出了根据本发明的用于控制加热表面的温度的装置。
具体实施方式
在下面的描述中，术语用户、驾驶员和乘客将被互换使用，以表征位于机动车辆的乘客舱中并且可能触摸加热面板的加热表面的人员。
本发明涉及一种用于控制加热面板的加热表面的温度的方法，该加热面板适于安装在车辆例如机动车辆的乘客舱内。图1示出了可以结合到车辆乘客舱中的加热面板1的模型。加热面板1可以布置在乘客舱的特定区域中，例如仪表板、座椅、车顶、立柱、搁脚架等。
根据一特定实施例，加热面板1包括彼此刚性连接的多层的组件。优选地，这些层为三层。在产生辐射层2、隔热层3和保护层2的层4之间进行区分。
产生辐射层2布置为产生能够温暖车辆的至少一个使用者的热量。该层包括至少一个加热元件和配置为向加热元件供电的至少两个电极。然后，加热元件将通过焦耳效应散发热量，并在适当情况下散发出红外辐射，即加热的辐射分量。
层3布置成与层2接触。由于其绝热特性，其将热损失限制在对车辆的乘客舱的加热无用的区域。
层4布置在乘客舱侧，更具体地朝向乘客。它既起到保护和修整层2的作用，又可以使加热面板1美观地结合到车辆的乘客舱中。因此，层4可以表征为加热面板的装饰层。因此，层4包括根据美学和设计标准选择的材料。这样的材料特别地选自：皮革、木材、织物、油漆、清漆、金属、塑料或能够使加热面板美观地固定在乘客舱中的任何其他材料。理想地，层4的特征在于显著的发射率，从而其不会阻碍加热面板发射的红外波。
层4的外面5是指向至少一个乘客的面。更具体地，外面是层4的在与层4的内面相对的一侧上的面，该内面是层2和层4之间接触的面。因此，外面5是乘客舱内的加热面板1的可见部分。当加热面板工作时，外面5加热并达到一定温度。因此，外面5在下文中将可互换地称为加热面板1的加热表面5。在加热面板的表面上(即在外面5上)测量的温度称为加热表面温度。乘客之一可能会触摸加热表面5。与加热表面接触的乘客身体部位可以是例如他们的手6，更一般地说是与加热面板的加热表面直接相邻的任何其他元件(乘客身体的任何部位、衣服等)。
在此描述的加热面板1包括三层，但可以设想其他实施例。因此，将其他子层合并到上面列出的层中是现实的(例如隔热和电绝缘和保留子层)。因此，在任何情况下，加热面板的三层的布置方式都不是本发明的限制性标准。
参考图2，用于控制加热面板的加热表面的温度的方法7包括以下描述的不同步骤。
用于控制加热表面的温度的方法7包括确定车辆中的乘客容许的最大温度T
可以从以下中选择代表容纳在乘客舱中的乘客的状况的数据项：
-乘客的生理特征：例如其代谢活动、年龄、性别、体重或肤色。
-乘客的健康状态。例如，脱水的人比水合程度令人满意的人对热的耐受性差。
-有关乘客生活方式的信息：其职业类别、爱好或原籍国。在这方面，习惯于非常低的温度的人(例如生活在斯堪的纳维亚国家的人)比生活在炎热国家的人对热的耐受性差。此外，习惯于在热源旁工作的厨师所容许的温度要比普通人高。
-可能与加热表面接触的身体部位的敏感性，特别是手、臂和/或脚的敏感性。
车辆的乘客舱包括至少一个传感器，其布置成测量用于确定上述至少一项数据的参数。
传感器选自：
-DMS相机，
-红外相机，其安装成以便观察圆顶中的辐射表面，例如在顶灯上或附近，
-本地温度传感器，
-通过热计算产生的接触温度的数值评估，该计算结合代表环境和面板电功率的数据，
-温度传感器，其测量加热面板附近空气的温度。
DMS(驾驶员监视系统)相机是在近红外下工作的相机。借助算法，可以推断出许多信息项，例如：识别乘客的身份、估计其心率等。
所容许的温度取决于个人对热的敏感性；它是一项复杂的功能，尤其取决于年龄、所关注的身体部位、职业和个人的疲劳程度。
对于与加热表面的约一秒的接触时间，所容许的温度接近60℃。对于约10秒的接触时间，所容许的温度接近52℃。
耐热性会随着所讨论的个人的职业而变化。已经观察到，厨师在与加热表面接触的一秒钟内能承受高达70℃的高温。
用于控制加热表面的温度的方法有利地包括确定加热表面的干球温度T
根据优选实施例，代表加热面板的加热表面的数据是其构成材料的吸热系数ε
图3示出了各种材料的吸热系数ε
示例1：加热表面由钢制成。
钢的平均吸热系数ε
皮肤的平均吸热系数ε
由系统的传感器识别为容许最大温度T
T
总之，基于钢的吸热系数和该乘客所容许的最大温度确定的钢加热表面的干球温度约为50℃。
示例2：加热表面由木材制成。
木材的平均吸热系数ε
皮肤的平均吸热系数为ε
由系统的传感器识别为容许最大温度T
T
总之，基于木材的吸热系数和该乘客所容许的最大温度确定的木材加热表面的干球温度约为60℃。
根据优选实施例，代表加热面板的加热表面的数据项是材料的吸热系数ε
图5示出了根据各种金属(铜、铝、钢、聚乙烯、木材)的粗糙度(Ra)的吸热系数ε
根据优选实施例，用于控制加热表面的温度的方法7进一步包括获取与乘客皮肤和加热面板的加热表面之间的接触持续时间或时间有关的至少一项时间信息(t
根据图6，皮肤与加热表面之间的接触时间越长，乘客所容许的最大温度越低，而与形成加热表面的材料类型无关。
考虑到接触时间t
如果未提供测量装置，则将接触时间t
根据优选实施例，用于控制加热表面的温度的方法7还包括校正干球温度的步骤(图2的框11)，包括对其施加校正系数C
校正系数C
一旦执行了与每个框9、10或11有关的任何步骤(与框10和11有关的步骤为可选步骤)，就可以最终确定加热表面的最大允许温度T
应当注意，该方法的至少一些步骤的顺序可以颠倒。
另外，用于控制加热表面的温度的方法可以包括根据该加热面板的加热表面的允许温度T
该方法可以进一步包括获取与乘客舱内的乘客有关的至少一项空间信息的步骤。该方法考虑了所述至少一项空间信息，用于确定可能触摸加热面板的加热表面的乘客身体部位(手、脚、臂等)。可以通过由放置在乘客舱的天花板上的广角红外相机形成的红外圆顶来获取信息。因此，可以识别出可能被乘客身体部位触摸的加热表面的位置，并特别控制该加热表面的温度。
图8示出了用于控制加热面板1的加热表面的温度的装置15。该装置包括数据处理单元16，其布置成根据代表容纳在乘客舱中的乘客的状况的至少一项数据和/或代表加热面板的加热表面的至少一项数据来控制加热表面的温度。该数据可以由至少一个传感器确定，包括：
-相机，特别是DMS相机17，其布置为观察乘客舱内的至少一名乘客，
-由放置在乘客舱的天花板上的广角红外相机形成的红外圆顶18，
-生理传感器19，
-传感器20，其检测乘客舱中的温度。
总之，本发明使得可以最小化或甚至消除烧伤可能与加热面板的加热表面接触的乘客的风险。因此，本发明使得可以满足与车辆内部的安全性相关的不断增长的需求。本发明的优点之一是它提供了个性化的驾驶体验，因为温度控制方法考虑了代表乘客状况的至少一项数据和/或与加热面板的加热表面有关的至少一项数据。
机译： 用于控制加热面板和相应控制装置的加热表面温度的方法
机译： 用于控制加热面板和相应控制装置的加热表面温度的方法
机译： 加热面板加热表面温度和相应控制装置的控制方法
