CN104802612A - 自动温度超控模式识别系统 - Google Patents

Abstract

车队中的每一车辆包括拥有自动模式的气候控制器。自动模式根据将感测到的气候状况与执行器各自的设置相关联的模型来操控气候执行器。车辆拥有定期储存包括执行器/操作设置和感测到的气候状况的样本矢量的缓冲储存器。车辆中的用户界面对用户超控命令做出回应，以便在自动模式下更改各自操作设置。每辆车辆拥有当用户生成超控时向远程服务器发送数据包的无线通信系统。每个数据包包括多个储存的样本矢量以及超控指令的识别码。与远程服务器相关的中央数据库接收来自车队的数据包，以便在接收到的样本矢量中识别关联于任何给定的超控指令的模式。

Description

自动温度超控模式识别系统

背景技术

本发明总体涉及车辆气候控制系统，并且更具体地，涉及用于监控自动温度控制模式和响应于用户对气候控制的自动设置进行超控的操作来调节性能或制定纠正措施的系统和方法。

供暖、通风以及空调(HAVC)系统控制如汽车等运输车辆中的气候，以便保持车辆乘员的热舒适性。典型地，变速风机使空气通过热交换器，并将已调节的空气传送至乘客车厢内的不同位置。例如，暖空气可以由加热器核心来提供，该加热器核心接收来自流动在内燃发动机中的冷却液的热量。可以从拥有马达驱动压缩机和蒸发器的传统的空调系统中获得冷空气。

机动车辆中最简单的气候控制系统提供给乘员直接操控加热或冷却强度、风机的转速、到达不同调风器(register)的相对空气流量以及新鲜空气与再循环空气的比例。这需要用户不断监控并调整气候控制设置以保持舒适。

还介绍了自动温度控制系统，其中反馈控制系统监控乘客舱和其他位置的周围空气温度，并自动调整风机转速、气流设置和加热器核心或空调的运转，以保持理想的温度设置。在一些车辆中，多数区域已经实施了为每个区域制定单独的目标温度设置的独立自动温度控制。

典型的电子自动温度控制(EATC)系统允许HVAC的用户选择要么手动控制，要么自动控制(自动)模式。当选择自动模式时，EATC软件利用众多输入来确定对于各种输出的设置，以便保持用户指定的温度设定值。在用户希望HVAC性能与通过自动模式所作出的设置不同的情况下，用户界面继续监控用户控制操作，例如按下按键以便超控一个或多个输出设置和/或改变温度设定值。

用已经开发出复杂的算法来帮助确保自动模式正确地响应变化的环境和其他状况，如外部和内部温度、湿度以及太阳负荷，以便为乘客提供热舒适性。为车辆每个不同的模式制定令所有典型用户都满意的适当的控制算法(即，模式)是一项复杂的任务。测试每一个潜在条件组合下的控制系统将会是不切实际的或过于昂贵的。而且，用户接受或不接受特定算法的性能仅能通过调查、保修措施、或其它广泛的表征而笼统地体现出来。因此，期望更好地监控用户与自动控制的交互。

发明内容

在本发明的一个方面，提供一种系统，其包括一队车辆。每一车辆包括拥有手动模式和自动模式的气候控制器。自动模式根据将感测到的车辆内的气候状况关联至各自的操作设置的模式来控制车辆内的气候执行器。车辆拥有定期储存包括各自操作设置和各自感测到的气候状况的样本矢量的缓冲储存器。车辆中的用户界面响应于用户超控命令而在自动模式下更改各自的操作设置。每一车辆拥有当用户生成超控命令时向远程服务器发送数据包的无线通信系统。每个数据包包括多个储存的样本矢量以及超控指令的识别码。与远程服务器相关的中央数据库接收来自车队的数据包，以便在接收到的样本矢量中识别关联于相同超控指令的模式。

附图说明

图1是依照本发明的一个优选实施例的车队和中央服务器的框图；

图2表示了用于本发明自动模式的更新模型；

图3是说明本发明的一个优选的车内方法的流程图；

图4是说明本发明的一个优选的车外方法的流程图。

具体实施方式

本发明适用于车辆中的任何自动温度控制系统。Davis，Jr.等人在美国专利5,549,152中介绍了典型的自动系统，在此将该专利作为一个整体通过引用的方式结合到本文中。同样作为一个整体通过引用的方式结合到本文中的是Fusco等人的美国专利6,454,178，该专利介绍了用于自动温度控制的控制器，在该控制器中监控并记录了对自动控制的手动超控。基于所记录的超控，对控制器中的控制系数进行了适应性地修改，以便优化针对特定用户的自动性能。然而，局部自适应控制的执行1)需要额外的计算资源和存储器因而增加了成本，以及2)既不识别任何控制模式中或预期EATC操作的用户认知中的缺陷，也不向车辆设计者/制造商提供对任何控制模式中或预期EATC操作的用户认知中的缺陷的反馈。

现在参照图1，装备有电子自动温度控制系统的车辆10是拥有同样装备的车队中的一员，车队的其他车辆由框11表示。车辆10包括EATC 12，该EATC 12包含用于本领域中公知的自动模式的模型13。控制头14与包含用户界面的控制器12耦合，该用户界面为例如按键或开关等，允许用户选择手动控制模式或自动模式中的任意一个。在自动模式下，控制头14对用户保持响应，以便生成超控指令。

控制器12响应来自例如传感器15、动力传动系统控制模块(PCM)16、车身模块17、以及通信模块21的各类输入信号。传感器15包括本领域公知的左、右阳光照度传感器，外部(周围环境)温度传感器，发动机冷却液温度传感器，车内湿度传感器，乘客舱温度传感器，位于各个气流管道的各类温度传感器。PCM 16可以提供表示车辆速度、发动机速度以及远程启动状态信号的输入数据信号。车身模块17可以提供如可移动窗口位置这样的其他信息信号。蜂窝通信模块21提供移动设备(如，电话)状态信号至控制器12，以指示在何时进行语音呼叫(如，在呼叫过程中降低风机转速)。

基于感测到的信号以及接收到的数据信号，结合EATC系统的各类控制输出的当前值(如，混合门(blend door)位置、再循环设置状态、气流模式、以及风机转速)，控制器12运用模型13推导出例如多个执行器18这样的系统硬件的操作设置。执行器18最好包括变速风机、气流控制门(如，用于改变加热与冷却的空气的比例的混合门，以及用于选择空气流通模式的调风器控制门，该调风器控制门可以选择将空气输送至例如仪表板调风器、底板下管道、和/或除霜器调风器)。执行器18可以进一步包括用于加热和冷却功能的可控制元素或设置，例如发动机冷却液流量阀以及蒸发器设定温度。

在EATC 12运用模型13以基于由控制头14输入的用户控制的温度设定值为执行器18执行适当设置期间，执行定期数据采集，以便在缓冲存储器20中储存感测到的环境变量以及操作/执行器设置的当前值。更具体地，在每个采样时间，各自的操作设置和各自感测到的气候状况均以具有预定内容和形式的样本矢量的形式来储存。例如，在一个优选地实施例中，新的样本矢量可以以每30秒一次的速度来储存。缓冲存储器20最好拥有足够记录大约20分钟的样本矢量的容量大小(例如，40个样本矢量)。如果在缓冲存储器20已经充满后采集到样本矢量，则最旧的样本矢量将被丢弃。

当在自动模式下进行操作并且用户采取行动来运用控制头14生成超控指令时，包括1)缓冲存储器20中的样本矢量以及2)对生成的特定超控指令的识别码在内的数据包被汇集并被发送至通信模块21。车辆10中的蜂窝式调制解调器22作为通信模块21的一部分通过蜂窝网络23将数据包传送至服务器24，该服务器24储存中央数据库并执行来自车辆10和车队中同样运用网络23进行通信的其他车辆11的数据包的数据聚合。如下面更详细地描述的，服务器24中所保存的数据包和中央数据库为了识别接收到的样本矢量中与同样的超控指令相关联的模式而向分析框25提供输入数据。

可以在分析框25中运用公知的软件算法来检测数据中的因果模式。被识别的模式显示了整个车队的客户应对相似的环境状况所表现出的行为。根据被识别的模式，可以确定修正后的策略26，该修正后的策略26可以通过能够远程传回车辆10以及车队11中的其他车辆以提高自动模式性能的修正模型来执行。另一方面，作为替代，被识别的模式可以指出适当自动温度控制操作中普遍的误解或误会。在那种情况下，可以开发修正的用户信息和/或额外的培训资料用来传达到车辆用户，以便避免错误的或不必要的超控指令。

当数据包被汇集时，数据最好覆盖自动模式中实质连续操作的单个预定间隔。如果超控指令在缓冲存储器20充满前生成，则数据包应仅包括在自动模式操作的当前实例中所采集到的样本矢量。

数据包最好还包括车辆识别码(VIN)，以便使数据分析能够考虑车辆的其他方面，例如发动机机类型或配置档次。额外的数据可以包括车内统计，例如每次行程所生成超控的数量或车辆生成超控的总数量，因此数据分析能够识别出超控广泛产生于整个车队还是仅由一小部分车辆生成。

图2说明了作为多个输入以及多个输出中间的传递函数的模型13。该输入可以包括感测到的温度(例如，外部周围环境温度、车厢内部温度、和靠近出口调风器的仪表板风道内以及地板下风道内各自的温度或者加热或冷却的座位的温度)，温度设定值(例如，左/驾驶员区和右/乘客区的温度设定值)，感测到的湿度，感测到的空气质量，空调状态(例如，开启或关闭)，电话状态(例如，正在进行通话)，窗口打开位置，车辆速度，发动机转速，以及远程启动状态。该输出可以包括风机转速指令信号，HVAC门位置指令信号(例如，用于控制如除霜这样的空气流通模式、地板和仪表板调风器，以及混合门设置和再循环设置)。输出可以进一步包括空调设置，例如目标蒸发器温度或压缩机工作周期。感测到的输入或输出还可以对应于后座气候控制系统。模型13的加热器输出设置还可以控制运送至加热器核心的发动机冷却液的流量。模型13中的传递函数可以表征为被开发成为车辆型号设计的一部分的多个参数和/或规则。可以向模型传递函数13提供参数的更新，以便修改自动温度控制函数的特性。

图3显示了在每个单独车辆中执行的优选方法。在步骤30，用户开启气候控制的自动模式。正如本发明中所使用的，自动模式包括半自动模式，例如在该半自动模式中，驾驶员可以在使用手动选择风机转速时采用预定温度。因此，即使风机转速由手动设置，本发明也将继续监控其他类型的超控。

当缓冲存储器在步骤31通过删除一些旧数据而被初始化之后，气候控制系统在步骤32定期储存输入和输出，该输入和输出可以将整体环境状况以及EATC响应表征为缓冲存储器中的样本矢量。每x秒(例如大约每30秒)会储存一个新的样本矢量。在步骤33进行检查，以确定驾驶员是否已经开始了超控操作。如果没有，则继续以步骤32的速率采集样本矢量。如果检测到驾驶员的超控操作。则包括多个样本矢量在内的缓冲数据连同由驾驶员采取的特定超控操作的标识符将被打包成涵盖自动模式前y分钟的数据包。在步骤34，该数据报将被远程发送至中央数据库。在一个优选的实施例中，数据采集周期y可以是大约20分钟。例如，用户超控指令可以包括风机转速的改变或空气循环模式的改变。作为选择地，超控指令还可以包括乘员设定温度的改变，这表明乘员没有感受到基于他们通常温度设定的预期舒适水平。

运用车队每一车辆中的无线通信系统，可以发掘图1所表示的位于远程服务器的中央数据库来揭示用户行为模式和/或自动模式性能的缺陷。如图4所示，聚合的数据可以应用于模式识别器40。运用公知的统计学、数学以及其他技术，模式识别器40输出相关模式41，该相关模式41定义了在类似或相同状况下广大客户的行为模式。专家评审42运用该模式来确定是否为减小或消除导致了该模式的用户行为而对进行可行的软件变更。由专家评审42而产生的策略变更可以在参数更新时被捕捉到，该参数更新随后将被无线地返回到车队中每一车辆的模型中去。作为选择地，专家评审42可以确定由客户对适当系统操作的错误认识而导致了模式41。在那种情况下，专家评审42形成客户认识行为，如为更好地培训用户和/或车辆经销商正确使用EATC而发布的对用户手册的修改或修订后的网站信息。

Claims (14)

1.一种系统，包括：

一队车辆，其中每一车辆包括：

拥有手动模式和自动模式的气候控制器，其中自动模式响应感测到的车辆内的气候状况关联至各自的操作设置的模式来控制车辆内的气候执行器；

定期储存包括各自操作设置和各自感测到的气候状况的样本矢量的缓冲储存器；

用户界面，其响应于用户超控命令而在自动模式下更改各自的操作设置；

当用户生成超控指令时向远程服务器发送数据包的无线通信系统，其中每个数据包包括多个储存的样本矢量和超控指令的识别码；以及

与远程服务器相关联的中央数据库，该中央数据库接收来自车队的数据包，以便在接收到的样本矢量中识别关联于相同超控指令的模式。

2.根据权利要求1所述的系统，其中数据包覆盖自动模式的实质连续操作的预定间隔。

3.根据权利要求1所述的系统，其中气候执行器包括变速风机和多个气流控制门，其中通过风机循环的空气根据气流控制门的相应位置通过风道来分配。

4.根据权利要求3所述的系统，其中各自的操作设置包括风机转速、气流模式、以及目标风道温度。

5.根据权利要求1所述的系统，其中用户超控指令包括风机转速的改变和空气循环模式的改变。

6.根据权利要求1所述的系统，其中用户超控指令包括乘员设定温度的改变。

7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

源于所识别模式并储存于服务器上的修正模型，其中服务器通过无线通信系统将修正模型发送至车队中的气候控制器，以及其中气候控制器配置用于纳入修正模型。

8.一种方法，包括步骤：

以自动温度控制模式操作多个车辆中的多个气候控制器，其中自动模式使用将各个车辆中感测到的气候状况与各自气候执行器的各自操作的设置相关联的模型；

在各自车辆存储器中定期缓存样本矢量，其中每一样本矢量包括在各自采样时间的各自的操作设置和各自感测到的气候状况；

检测各自车辆中的手动超控指令，其中用户修改执行器设置中由自动模式设定的值；

在各自的用户生成一个超控指令时传送数据包至远程服务器，其中每个数据包包括多个储存的样本矢量和相应超控指令的识别码；

在中央数据库中聚合多个来自多个车辆中至少一部分车辆的多个数据包；

识别中央数据库中的样本矢量里与相同超控指令相关联的模式；

识别对自动温度控制模式的变更，以便减小未来发生超控指令的可能性。

9.根据权利要求8所述的方法，其中每个数据包覆盖各自车辆中自动模式的实质连续操作的预定间隔。

10.根据权利要求8所述的方法，其中气候执行器包括变速风机和多个气流控制门，其中通过风机循环的空气根据气流控制门的各自位置通过风道来分配。

11.根据权利要求10所述的方法，其中各自的操作设置包括风机转速、气流模式、以及目标风道温度。

12.根据权利要求8所述的方法，其中用户超控指令包括风机转速的改变和空气循环模式的改变。

13.根据权利要求8所述的方法，其中用户超控指令包括乘员设定温度的改变。

14.一种方法，包括：

通过用于确定操作设置的模型来自动控制车辆的温度；

储存在各自时间的各自车辆中的操作设置和感测到的状况的样本矢量；

响应于超控指令，将储存的样本矢量和相应超控指令的识别码无线发送至服务器；

识别样本矢量中的模式并识别对模型的变更，以减少未来发生超控指令的可能性。