CN105599563A - 用于机动车辆的智能气候控制系统 - Google Patents

Abstract

一种智能气候控制系统包括用于检测车辆座椅上个人的存在的存在传感器。另外，该系统包括用于将经调节的空气引导向检测到的个人的通风设备。响应于来自主控制器的控制信号，通风设备控制模块控制来自通风设备的气流的方向。

Description

用于机动车辆的智能气候控制系统

技术领域

本文总体上涉及机动车辆领域，更加具体地涉及用于机动车辆的智能气候控制系统。

背景技术

到目前为止，用于机动车辆的气候控制系统的自动化已经非常有限。其大多由车辆的驾驶员和乘客侧的单独的恒温器设置组成。本领域的系统现状完全不提供或不包含任何控制各自的通风设备的状态的功能。如果自动气候控制系统要高效运行且最大化乘客舒适度时这是必要的。本文涉及真正的智能气候控制系统，该智能气候控制系统允许穿过车辆的不同的通风设备的气流的幅度和方向的完全控制以优化实质上任何运行状况下的气候控制系统的性能。

发明内容

根据在此描述的目的和益处，为机动车辆提供一种智能气候控制系统。该智能气候控制系统包含第一存在传感器、第二存在传感器、第一通风设备、第二通风设备、第一通风设备控制模块、第二通风设备控制模块及主控制器。第一存在传感器检测机动车辆中第一座椅位置上的第一个人的存在。第二存在传感器检测机动车辆中第二座椅位置上的第二个人的存在。

第一通风设备朝向第一座椅位置上的第一个人引导经调节的空气，而第二通风设备朝向第二座椅位置上的第二个人引导经调节的空气。第一通风设备控制模块控制穿过第一通风设备的气流的方向。第二通风设备控制模块控制穿过第二通风设备的气流的方向。主控制器响应于第一和第二存在传感器并且控制第一和第二通风设备控制器模块。

在一个可行的实施例中，第一和第二存在传感器是摄像机。在一个可行的实施例中，第一通风设备控制模块包括第一通风设备角度驱动器及第一通风设备位置驱动器。进一步地，第二通风设备控制模块包括第二通风设备角度驱动器及第二通风设备位置驱动器。

在一个可行的实施例中，智能气候控制系统进一步包括与主控制器连接的湿度传感器及温度传感器。在一个可行的实施例中，气候控制系统包括用于控制经调节的空气在通向通风设备的不同管道之间的分配的空气分配阀控制模块。在一个可行的实施例中，不同管道选自由挡风玻璃、仪表板右侧、仪表板中央、仪表板左侧、底板右侧、底板左侧、底板后方及他们的结合组成的群组。

在一个可行的实施例中，气候控制系统包括声音处理器，通过该声音处理器智能气候控制系统响应于声音命令。

在一个可行的实施例中，气候控制系统包括第一通风设备中的第一背光灯及第二通风设备中的第二背光灯。

根据另外的方面，提供通风设备控制模块。通风设备控制模块包含通风设备、通风设备角度驱动器、通风设备位置驱动器及控制器。控制器控制通风设备角度驱动器及通风设备位置驱动器，由此调节并控制通风设备处的气流的方向。在一个可行的实施例中，通风设备包括罩板及装载在罩板上的多个空气导向叶片。通风设备位置驱动器绕第一轴线A₁旋转罩板及装载在罩板上的多个空气导向叶片。另外，绕第二轴线A₂可枢转地调节多个空气导向叶片中的每一个，其中第二轴线A₂大体上垂直于第一轴线A₁。另外，通风设备可以包括在多个空气导向叶片后方的背光灯。

根据又一方面，提供一种控制来自机动车辆内的通风设备的经调节的空气流的方法。该方法可以广义地描述为包含以下步骤：感测车辆座椅位置上个人的存在，基于传感器数据由计算装置控制从通风设备到个人的气流的幅度及方向。

更加具体地，该方法可以包括利用摄像机监测车辆座椅上的个人，以及基于来自摄像机的数据由计算装置控制至个人的气流的幅度和方向。

在一个可行的实施例中，该方法进一步包括监测车辆内部空气的温度和湿度，以及基于来自温度和湿度传感器的数据由计算装置控制气流的幅度和方向。进一步地，该方法可以包括为计算装置提供面部识别功能，以及学习特定个人优选的气流幅度及方向设置。更进一步地，该方法可以包括以下步骤：当特定的个人出现在车辆座椅上时，识别该特定的个人，以及根据学习的该个人的优选设置由计算装置控制气流的幅度及方向。

在下面的说明书中，示出并描述了智能气候控制系统的多个优选实施例。如应该意识到的，该系统能够是其他的、不同的实施例并且其多个细节能够在完全不脱离下面的权利要求中列举并描述的智能气候控制系统的情况下在各个显著方面进行修改。相应地，附图和说明书实质上应该被视为说明性的而非限制性的。

附图说明

在此并入并且形成说明书一部分的所附的附图说明了智能气候控制系统的多个方面，并且与说明书一起起到解释其某些原理的作用。在附图中：

图1是智能气候控制系统的第一实施例的系统框图；

图2是智能气候控制系统的第二实施例的系统框图；

图3是系统的控制器的框图；

图4是图2所示的第二实施例的车身控制模块的框图；

图5是取决于占用车辆座椅位置的个人的摄像机感测的智能气候控制系统的各种使用情况的框图；

图6是用于包含五个不同的、被监测的座椅位置的车辆的智能气候控制系统的操作的真值表。

现在将详细参照智能气候控制系统的现有优选实施例，该优选实施例的示例在所附附图中说明。

具体实施方式

现在参照示意性说明了智能气候控制系统10的第一实施例的图1。该系统10包括主控制器或电子控制单元(ECU)12、摄像机14₁、14_n形式的第一和第二存在传感器、第一通风设备16₁、第二通风设备16_n、第一通风设备控制模块20₁、第二通风设备控制模块20_n、温度传感器24及湿度传感器26。

如图3所示，控制器12可以包含一个或多个处理器28、一个或多个存储器30及一个或多个网络接口32。如应该领会的，所有这些部件28、30、32通过通信总线34彼此通信。

存在传感器/摄像机141位于机动车辆的内部以检测机动车辆内第一座椅位置36₁上的第一个人的存在。类似地，第二摄像机/存在传感器14_n位于机动车辆内部以检测第二座椅位置36_n上的第二个人的存在。当第一座椅位置36₁是驾驶员的座椅时，这样的摄像机14₁可以位于例如仪表板、A立柱或车顶内衬中，镜头指向座椅。尽管在附图中示出了两个摄像机14₁、14_n，应该领会的是，实质上可以提供其中一个或多个监测车辆内的每个座椅位置的任意数量的摄像机。

第一通风装置16₁包括罩板40，罩板40装载有多个空气导向叶片42。类似地，第二通风设备16_n包括罩板44，罩板44装载有第二组空气导向叶片46。第一通风设备控制模块20₁包括通风设备角度驱动器48、通风设备位置驱动器50及ECU形式的控制器52。控制器52可以包括类似于图3所示结构的结构。

控制器52控制穿过第一通风设备16₁的气流的方向。更具体地，控制器52控制通风设备角度驱动器48及通风设备位置驱动器50的操作。通风设备位置驱动器50在动作箭头A的方向上绕第一轴线A₁旋转罩板40，第一轴线A₁垂直于附图的平面延伸。通风设备角度驱动器48用来绕第二轴线A₂枢转多个空气导向叶片42中的每一个，其中第二轴线A₂大体上垂直于第一轴线A₁(注意附图所示的单一轴线A₂用于第一通风设备16的中间叶片)。通风设备位置驱动器50和通风设备角度驱动器48同时工作允许在大体上朝向乘员或乘客的任意方向上引导穿过通风设备16₁的气流，第一座椅位置36₁处的摄像机14₁已经检测到该乘员或乘客的存在。

第二通风设备控制模块20_n包括通风设备角度驱动器54、通风设备位置驱动器56及控制器58，它们与通风设备角度驱动器48、通风设备位置驱动器50和控制器52类似地运行，除了第二通风设备控制模块控制从第二通风设备16_n到第二座椅位置36_n处的个人的气流的方向。尽管在附图中示出了两个通风设备16₁、16_n，应该领会的是，系统10可以包括将气流引导到占用车辆的不同座椅位置36₁-16_n的不同乘客所需的任意数量的通风设备。

更加具体地，通风设备位置驱动器50、56及通风设备角度驱动器48、54的每一个可以包括像智能马达、步进马达等这样的马达。罩板40、44的每一个可以包括固定的齿轮传动齿条，该齿轮传动齿条由驱动器50、56通过适合的传动装置驱动以允许准确的角度调整。类似地，通风设备角度驱动器48、54可以通过组合式传动装置和连杆系统驱动叶片42、46。

如图1进一步所示的，气候控制系统10还包括空气分配模块60，该空气分配模块包括空气分配阀62及控制器64。进一步地，系统10包括鼓风机66。鼓风机66吸入新鲜的外部空气和/或来自机动车辆的舱室的再循环的内部空气，并且然后使得空气穿过蒸发器芯68，在那该空气被冷却并被除湿。该空气然后被引导穿过加热器芯70，在那与发动机冷却剂的热交换加热并调节该空气以便穿过空气分配阀62传递至一个或多个选择的管道，该管道通向位于例如车辆的挡风玻璃72₁、仪表板左侧72₂、仪表板中央72₃、仪表板右侧72₄、底板左侧72₅、底板右侧72₆及底板后部72_n的一系列通风设备16₁-16_n。如应该领会的，每个这样的管道72₁-72_n可以在例如上述的具有它们自己的操作控制模块20₁-20_n的通风设备16₁-16_n这样的通风设备处结束。在夏天，来自蒸发器芯68的经调节的空气可以沿绕过加热器芯的旁通线路75行进至空气分配阀62，并且然后到达选择的管道72₁–72_n。以便提供期望的制冷。

现在将详细描述图1中所示的气候控制系统10的操作。车辆启动后，存在传感器/摄像机14₁、14_n感测每个车辆座椅的座椅位置36₁-36_n上的个人的存在。为了该存在的目的，摄像机14₁、14_n检测每个座椅位置36₁-36_n上的个人。来自摄像机14₁、14_n的图像沿信号线路74、76被发送至处理图像数据的控制器12。控制器12还接收来自车辆中的各种传感器的数据，这些传感器包括例如分别感测车辆乘客舱内部的空气温度和湿度的温度传感器24及湿度传感器26。当然，应该领会的是可以提供其他传感器，这些传感器包括但是不限于位于相对乘客舱的车辆外部的环境温度及湿度传感器以及用于检测通过通风设备16₁-16_n提供的经调节的空气的温度及湿度的温度及湿度传感器。

基于由摄像机14₁-14_n及传感器24、26提供的数据，控制器12然后控制从不同的通风设备16₁-16_n到座椅位置36₁-36_n上的个人的气流的幅度及方向。更加具体地，控制器12沿信号线路78向空气分配阀控制器64发送控制信号以控制至不同的管道72₁-72_n引导至通风设备16₁-16_n的经调节的空气的分配。进一步地，控制器12通过信号线路80向气候控制模块84的控制器82发送信号，指示控制器对恒温器86及鼓风机66做出适当的调整使得适当数量或幅度的处于期望温度的经调节的空气通过通风设备16₁-16_n被传送至座椅位置36₁-36_n上的个人。在此，应当理解的是，控制器12连续地监控从摄像机14₁-14_n和传感器24、26接受的数据，从而最大化个人的舒适度。

为此目的，控制器12还可以调节来自通风设备16、18的气流的方向，以对座椅位置36₁-36_n上的个人的舒适度来说最有效的角度/方向提供经调节的气流。更具体地，控制器12通过信号线路90、92向通风设备控制模块20₁-20_n各自的控制器52、58发送控制信号。控制器52、58以控制各自的通风设备角度驱动器48、54及通风设备位置驱动器50、56的运行的方式进行响应，以分别调整通风设备16₁、16_n的运行方向。相应地，控制器52调整通风设备16₁的罩板及叶片42至向坐在座椅位置36₁上的个人提供最高效且有效的气流方向的位置。由控制器58对第二通风设备16_n的罩板44及叶片46做出类似的调整，使得更高效且有效地朝向坐在座椅位置36_n上的个人引导经调节的空气。在此应该注意的是，可以由摄像机14₁或14_n连续地监测任意座椅上的个人的位置并且可以根据座椅中位置的任意变化连续地调整来自通风设备16₁-16_n的气流的方向。

如果驾驶员让他的乘客下车使得第二座椅36_n现在未被占用，存在传感器/摄像机14_n将检测那一座椅上的个人的缺席。作为响应，控制器12将沿控制线路78向空气分配控制器64发送信号，空气分配控制器64转而将指示空气分配阀62关闭通向为通风设备16_n供给经调节的空气的管道72₄的气流。这用于最大化系统10的效率，系统10基于并且为了检测到在车辆中的存在的个人的舒适度引导所有输出。

现在参照示出了智能气候控制系统100的可替换实施例的图2。在该实施例中，控制器12与车身控制模块或BCM(车身控制模块)200连接。第二实施例的所有其他部件对应于图1所示的第一实施例的那些部件并且包括相应的附图标记。

BCM200可能包含计算装置，该计算装置具有一个或多个处理器202、一个或多个存储器204、一个或多个网络接口206、人机界面208、GPS(全球定位系统)/地理定位器部件210、像具有触摸屏功能的多功能显示器这样的显示装置212、面部识别部件214及语音处理器216，这些所有部件均通过通信总线218彼此通信。BCM200执行大量的车身内部基于电的功能，包括例如内部上锁、远程钥匙进入、内部灯、外部灯、挡风玻璃刮水器控制等。在一些实施例中，BCM200还可能用于控制娱乐功能(例如，收音机、CD播放器和像通过无线网络的电话和互联网通信这样的通信)。在一些实施例中，BCM200通过通信总线(未示出)与提供一个或多个这些额外功能的其他控制模块连接。

有利地，BCM200的语音处理器216将允许智能气候控制系统10的声音命令控制。这允许操作者在任意时刻请求系统调整。进一步地，在存在传感器14₁-14_n是摄像机的情况下，座椅占用者的面部图像可以被处理并且与面部识别部件214中的“已知个人”比较。随着时间的推移，系统10学习已知个人优选的气候控制设置并将那些设置存储在存储器204中。一旦通过面部识别部件214的操作识别出座椅位置36₁-36_n上他们的存在，系统10则可以根据他们的学习的/已知的优选调整从通风设备16₁-16_n排出的经调节的空气的温度、幅度及角度/方向，因此最大化乘客的舒适度和满意度。当然，在任意时刻，如果由于任何理由而期望的话，用户可以将系统10切换至人工控制。在开关的简单翻转或声音命令情况下自动控制则重新可用。

为了进一步说明智能气候控制系统10，在图5中示出了涉及摄像机存在感测的使用案例。另外，图6示出了用于具有五个乘客座椅布置的车辆的通过摄像机感测的真值表系统10。

已经为说明和描述的目的呈现了前述内容。并不旨在穷举或将实施例限制在所公开的精确形式。根据上述教导，明显的修改和变型是可行的。例如，除了指向每个座椅位置36₁-36_n的摄像机14₁-14_n，系统10还可以包括指向挡风玻璃以检测挡风玻璃起雾的摄像机。如果检测到起雾，控制器12可以沿信号线路78向空气分配控制器64发送控制信号以调整空气分配阀62并且将更多的空气引导至挡风玻璃管道72₁以从挡风玻璃清除雾气。进一步地，每个通风玻璃16₁-16_n可以包括管道72₁-72_n中紧跟在通风设备叶片42、46后面的背光灯96。当一个人期望手工调节通风设备时，这允许操作者在漆黑的夜晚更加容易地接近通风设备叶片42、46。更进一步地，在一个可行的实施例中，控制器12可以包括用于专用于气候控制系统的操作的声音命令及面部识别功能的语音处理器216及面部识别部件214。可以提供驱动器(未示出)以按需关闭及打开背光灯96。当根据它们公平、合法的且平等地享有的外延理解时，所有这样的修改及变型均在所附的权利要求的保护范围内。

Claims (20)

1.一种用于机动车辆的智能气候控制系统，该智能气候控制系统包含：

第一存在传感器，所述第一存在传感器用于检测所述机动车辆内第一座椅位置上的第一个人的存在；

第二存在传感器，所述第二存在传感器用于检测所述机动车辆内第二座椅位置上的第二个人的存在；

第一通风设备，所述第一通风设备用于将经调节的空气引导向在所述第一座椅位置上的所述第一个人；

第二通风设备，所述第二通风设备用于将所述经调节的空气引导向在所述第二座椅位置上的所述第二个人；

第一通风设备控制模块，所述第一通风设备控制模块用于控制穿过所述第一通风设备的气流的方向；

第二通风设备控制模块，所述第二通风设备控制模块用于控制穿过所述第二通风设备的气流的方向；

主控制器，所述主控制器响应于所述第一和第二存在传感器并且控制所述第一和第二通风设备控制模块。

2.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中所述第一和第二存在传感器是摄像机。

3.根据权利要求1所述的气候控制系统，其中所述第一通风设备控制模块包括第一通风设备角度驱动器及第一通风设备位置驱动器。

4.根据权利要求3所述的气候控制系统，其中所述第二通风设备控制模块包括第二通风设备角度驱动器及第二通风设备位置驱动器。

5.根据权利要求4所述的气候控制系统，进一步包括与所述主控制器连接的湿度传感器及温度传感器。

6.根据权利要求5所述的气候控制系统，进一步包括空气分配阀控制模块，所述空气分配阀控制模块用于控制所述经调节的空气在通向所述通风设备的不同管道之间的分配。

7.根据权利要求6所述的气候控制系统，其中所述管道选自由挡风玻璃、仪表板右侧、仪表板中央、仪表板左侧、底板右侧、底板左侧、底板后方及其结合组成的群组。

8.根据权利要求7所述的气候控制系统，进一步包括声音处理器，通过该声音处理器，所述智能气候控制系统响应于声音命令。

9.根据权利要求8所述的气候控制系统，进一步包括用于所述第一通风设备的第一背光灯及用于所述第二通风设备的第二背光灯。

10.根据权利要求1所述的气候控制系统，进一步包括用于所述第一通风设备的第一背光灯及用于所述第二通风设备的第二背光灯。

11.一种通风设备控制模块，包含：

通风设备；

通风设备角度驱动器；

通风设备位置驱动器；

控制器，所述控制器用于控制所述通风设备角度驱动器及所述通风设备位置驱动器，由此控制穿过所述通风设备的气流的方向。

12.根据权利要求11所述的通风设备控制模块，其中所述通风设备包括罩板及装载在所述罩板上的多个空气导向叶片。

13.根据权利要求12所述的通风设备控制模块，其中所述通风设备位置驱动器绕第一轴线A₁旋转所述罩板及装载在所述罩板上的所述多个空气导向叶片。

14.根据权利要求13所述的通风设备控制模块，其中所述通风设备角度驱动器绕第二轴线A₂枢转所述多个空气导向叶片中的每一个，其中所述第二轴线A₂大体上垂直于所述第一轴线A₁。

15.根据权利要求14所述的通风设备控制模块，其中所述通风设备进一步包括在所述多个空气导向叶片后面的背光灯。

16.一种用于控制来自机动车辆内的通风设备的经调节的空气流的方法，该方法包含：

感测车辆座椅位置上的个人的存在；以及

由计算装置基于传感器数据控制从所述通风设备到所述个人的气流的幅度及方向。

17.根据权利要求16所述的方法，包括利用摄像机监测所述车辆座椅位置上的所述个人，以及由所述计算装置基于来自所述摄像机的数据控制到所述个人的所述气流的幅度和方向。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括检测所述车辆内部空气的温度和湿度，以及由所述计算装置基于来自温度和湿度传感器的数据控制所述气流的幅度和方向。

19.根据权利要求18所述的方法，包括为所述计算装置提供面部识别功能以及学习特定个人优选的气流幅度和方向设置。

20.根据权利要求19所述的方法，包括当所述特定个人出现在所述车辆座椅位置上时识别所述特定个人，以及由所述计算装置根据所述学习的优选设置控制所述气流的幅度及方向。