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Hintergrund der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Klimatisierungssysteme, die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte erzeugen. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine verbesserte Struktur für ein Fahrzeugklimatisierungssystem, das infrarotbildbasierte Abbildung eines Insassen eines Fahrzeugsitzes sowie weitere Umweltinformationen verwendet, um adaptiv und prädiktiv die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte innerhalb des Fahrzeugs zu erzeugen.
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Die meisten Fahrzeuge beinhalten einen oder mehrere Sitze, um darauf die jeweiligen Insassen zu tragen. Ein typischer Fahrzeugsitz beinhaltet einen Sitzunterteilabschnitt und einen Rückenlehnenabschnitt, die jeweils eine Rahmenkonstruktion aufweisen, die stützende und polsternde Elemente bietet. Die Rahmenkonstruktionen bestehen üblicherweise aus relativ steifem Material, wie beispielsweise Stahl oder Aluminium. Die stützenden und polsternden Elemente beinhalten üblicherweise eine oder mehrere Federn, die an der Rahmenkonstruktion aufgehängt sind, einen Schaumstoffblock, der auf den Federn gelagert ist und einen äußeren Sitzbezug oder eine Polsterschicht, die auf dem Schaumstoffblock gelagert ist. Diese Elemente machen den Sitzunterteilabschnitt und den Rückenlehnenabschnitt des Sitzes für den Insassen komfortabel und versehen den Sitz mit einem ästhetisch ansprechenden Erscheinungsbild.
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Die meisten Fahrzeuge beinhalten außerdem ein Klimatisierungssystem, das Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte in oder um den Sitz herum für den Komfort des darauf sitzenden Insassen erzeugt. Ein typisches Heizsystem für einen Fahrzeugsitz kann beispielsweise eine Stromquelle enthalten, die selektiv mit einer Heizmatte verbunden wird, die in dem Fahrzeugsitz vorgesehen ist. Wenn die Stromquelle erregt wird, fließt Strom durch einen elektrisch leitfähigen Draht, der in der Heizmatte enthalten ist. Aufgrund des inhärenten Widerstands gegen den Stromfluss erzeugt der elektrisch leitfähige Draht Wärme, die dann über die Heizmatte und den Fahrzeugsitz an den Körper des Insassen abgestrahlt wird. Ein typisches Kühlsystem für einen Fahrzeugsitz kann beispielsweise eine thermoelektrische Vorrichtung beinhalten, die einen Temperaturunterschied zwischen zwei Seiten davon erzeugt, wenn eine Spannung an die Vorrichtung angelegt wird. Dies bewirkt, dass Wärme von der Oberfläche des Fahrzeugsitzes (und damit weg vom Körper des Insassen) abgezogen und durch Luft oder einen Fluidstrom abgeleitet wird. Ein typisches Lüftungssystem für einen Fahrzeugsitz kann beispielsweise einen Ventilator enthalten, der selektiv eingeschaltet wird, um Luft durch einen oder mehrere Kanäle zu bewegen, die in dem Fahrzeugsitz vorgesehen sind. Wenn der Ventilator eingeschaltet wird, transportiert die Luft, die sich durch die Kanäle bewegt, Wärme weg vom Körper des Insassen, der auf dem Fahrzeugsitz sitzt.
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Bei konventionellen Fahrzeugklimatisierungssystemen werden die Vorgänge für die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungsvorgänge vom Insassen des Fahrzeugsitzes mithilfe von manuell zu bedienenden Steuergeräten gesteuert, wie zum Beispiel durch Betätigen von Drucktasten und Drehknöpfen. Auch wenn diese konventionellen Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungssysteme effektiv sind, ist es wünschenswert, eine verbesserte Struktur für solch ein Klimatisierungssystem bereitzustellen, das infrarotbildbasierte Abbildung und/oder andere Messungen eines Insassen eines Fahrzeugsitzes sowie weitere Umweltinformationen verwendet, um adaptiv und prädiktiv die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte zu erzeugen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine verbesserte Struktur für ein Fahrzeugklimatisierungssystem, das infrarotbildbasierte Abbildung und/oder andere Messungen eines Insassen eines Fahrzeugsitzes sowie weitere Umweltinformationen verwendet, um adaptiv und prädiktiv die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte zu erzeugen. Das Klimatisierungssystem beinhaltet einen infrarotbildbasierten Sensor, der dazu eingerichtet ist, Daten bezüglich eines Insassen eines Sitzes abzutasten oder anderweitig zu bestimmen. Das Klimatisierungssystem beinhaltet außerdem eine Vorrichtung zum Erzeugen von Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekten im und/oder um den Sitz herum.
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Schließlich beinhaltet das Klimatisierungssystem eine Steuerung, die auf die Daten von dem infrarotbildbasierten Sensor reagiert, um den Betrieb der Vorrichtung zu steuern und die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte zu erzeugen. Die Steuerung steuert normalerweise den Betrieb der Vorrichtung in einem Standardmodus, um die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte zu erzeugen. Wenn jedoch eine erste Datenmenge von der Steuerung empfangen wurde, steuert die Steuerung den Betrieb der Vorrichtung zum Erzeugen der Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte in einem adaptiven Modus. Alternativ steuert die Steuerung, wenn eine zweite Datenmenge von der Steuerung empfangen wurde, den Betrieb der Vorrichtung zum Erzeugen der Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte in einem prädiktiven Modus.
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Verschiedene Aspekte dieser Erfindung werden sich Fachleuten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels erschließen, wenn sie im Hinblick auf die begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Fahrzeugs, das ein Klimatisierungssystem enthält, welches infrarotbildbasierte Abbildung und/oder andere Messungen eines Insassen eines Fahrzeugsitzes sowie weitere Umweltinformationen verwendet, um adaptiv und prädiktiv die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte gemäß dieser Erfindung zu erzeugen.
- 2 ist ein Blockdiagramm des Fahrzeugklimatisierungssystems aus 1.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Fahrzeugklimatisierungssystems aus 1 und 2 zeigt.
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Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Bezugnehmend auf die Figuren ist in 1 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Fahrzeugs gezeigt, das allgemein mit 10 gekennzeichnet ist und ein Klimatisierungssystem gemäß dieser Erfindung enthält, das allgemein mit 20 gekennzeichnet ist. Wie unten noch ausführlicher erläutert wird, empfängt das dargestellte Klimatisierungssystem 20 infrarotbildbasierte Bilder und/oder andere Messungen eines Insassen 11 eines Fahrzeugsitzes 12 sowie weitere Umweltinformationen von innerhalb des Fahrzeugs und um das Fahrzeug 10 herum und verwendet solche Bilder und/oder weitere Messungen und Informationen, um das Klimatisierungssystem 20 adaptiv und prädiktiv zu betreiben und Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte für den Komfort des Insassen 11 in dem Fahrzeug 10 zu erzeugen.
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Das dargestellte Fahrzeug 10 selbst ist im Stand der Technik bekannt und dient lediglich der Veranschaulichung einer Umgebung, in der diese Erfindung eingesetzt werden kann. Somit ist der Geltungsbereich dieser Erfindung nicht als zur Verwendung mit der spezifischen Struktur des Fahrzeugs 10, das in 1 dargestellt ist, oder mit Fahrzeugen im Allgemeinen beschränkt aufzufassen. Vielmehr, wie aus dem Folgenden hervorgehen wird, kann das Klimatisierungssystem 20 dieser Erfindung in jeder erwünschten Umgebung für die unten beschriebenen Zwecke verwendet werden.
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Das dargestellte Klimatisierungssystem 20 beinhaltet ein Heizungs-, Lüftungs-, Klimasystem (HVAC-System) 21 zum Erzeugen von Heiz-, Lüftungs- und/oder Kühleffekten in oder um den Fahrzeugsitz 12 herum für den Komfort des Insassen 11 in dem Fahrzeug 10. Das HVAC-System 21 selbst ist im Stand der Technik bekannt und kann einen oder mehrere konventionelle Mechanismen (nicht dargestellt) enthalten, die selektiv betätigt werden können, um die Heiz-, Lüftungs- und/oder Kühleffekte in dem Fahrzeug 10 bereitzustellen, wie oben beschrieben. Um dies zu bewirken, kann das dargestellte HVAC-System 21 als Teil der Originalausstattung des Fahrzeugs 10 bereitgestellt werden. Das HVAC-System 21 kann jedoch in jeder beliebigen Struktur oder Kombination von Strukturen ausgeführt werden, die einige oder alle der Funktionen bereitstellen können, und kann ferner betätigt werden, um einen beliebigen erwünschten Effekt oder Kombination aus Effekten an jeder erwünschten Position oder Positionen innerhalb des Fahrzeugs 10 bereitzustellen.
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Außerdem beinhaltet das dargestellte Klimatisierungssystem 20 eine Steuerung 22, zum Steuern des Betriebs des HVAC-Systems 21. Die Steuerung 22 selbst ist im Stand der Technik bekannt und kann als Mikroprozessor oder andere konventionelle elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt sein. Die dargestellte Steuerung 22 kann, sofern erwünscht, als Teil der Originalausstattung des Fahrzeugs 10 bereitgestellt werden. Die Steuerung 22 kann jedoch auch als jede beliebige erwünschte Struktur oder Kombination von Strukturen ausgeführt sein, welche den Betrieb des HVAC-Systems 21 in der unten beschriebenen Weise steuern kann. Das dargestellte Klimatisierungssystem 20 beinhaltet weiter einen oder mehrere Fahrzeugzustandssensoren 23 sowie einen oder mehrere Insassenzustandssensoren 24. Wie unten noch ausführlicher erläutert wird, ist jeder der Fahrzeugzustandssensoren 23 dazu eingerichtet, einen zugehörigen Zustand in und/oder rund um das Fahrzeug 10 abzutasten oder anderweitig zu bestimmen, während jeder der Insassenzustandssensoren 24 dazu eingerichtet ist, einen zugehörigen Zustand des Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 abzutasten oder anderweitig zu bestimmen.
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2 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Klimatisierungssystems 20 aus 1 noch detaillierter darstellt. Die Fahrzeugzustandssensoren 23 können dazu verwendet werden, eine Vielzahl von Zuständen in und/oder rund um das Fahrzeug 10 abzutasten oder anderweitig zu bestimmen, darunter zum Beispiel:
- • die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs;
- • die Feuchtigkeit außerhalb des Fahrzeugs;
- • die Temperatur innerhalb des Fahrzeugs;
- • die Feuchtigkeit innerhalb des Fahrzeugs;
- • die Temperatur des Fahrzeugmotors;
- • die Tageszeit;
- • das Datum oder die Jahreszeit; und
- • den geographischen Standort des Fahrzeugs.
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Die dargestellte Liste an Zuständen in und/oder rund um das Fahrzeug 10 ist lediglich beispielhaft und diese Erfindung berücksichtigt auch, dass eine größere oder geringere Anzahl an solchen Zuständen in und/oder rund um das Fahrzeug 10 durch die Fahrzeugzustandssensoren 23 abgetastet oder anderweitig bestimmt werden kann. Die Fahrzeugzustandssensoren 23 können jeweils als eine beliebige konventionelle Abtastvorrichtung ausgeführt sein, die dazu eingerichtet ist, ein Signal zu erzeugen, welches den zugehörigen Zustand in oder rund um das Fahrzeug 10 repräsentiert. So können die Fahrzeugzustandssensoren 23 beispielsweise als konventionelle Thermometer, Feuchtigkeitssensoren, Chronometer und/oder GPS-Vorrichtungen ausgeführt sein.
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Entsprechend können die Insassenzustandssensoren 24 dazu verwendet werden, eine Vielzahl von Zuständen im Zusammenhang mit dem Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 abzutasten oder anderweitig zu bestimmen, darunter zum Beispiel:
- • die Identität;
- • das Gewicht;
- • den Body-Mass-Index;
- • die Körperoberfläche;
- • den Stresspegel;
- • den Grad der körperlichen Anstrengung; und
- • die Bewertung der thermischen Komfortzonen.
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Die dargestellte Liste an Zuständen des Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 ist lediglich beispielhaft und diese Erfindung berücksichtigt auch, dass eine größere oder geringere Anzahl an solchen Zuständen im Zusammenhang mit dem Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 durch die Insassenzustandssensoren 24 abgetastet oder anderweitig bestimmt werden kann. Die Insassenzustandssensoren 24 können jeweils als eine beliebige konventionelle Abtastvorrichtung ausgeführt sein, die dazu eingerichtet ist, ein Signal zu erzeugen, welches den zugehörigen Zustand des Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 repräsentiert.
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So können beispielsweise einer oder mehrere der Insassenzustandssensoren 24 als infrarotbasierter Sensor ausgeführt sein, wie zum Beispiel eine konventionelle Infrarotkamera, die in 1 dargestellt ist. Eine solche Infrarotkamera kann einen oder mehrere Bereiche des Gesichts und/oder andere Körperteile des Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 an einer oder mehreren Körperstellen abtasten, um eine Bewertung der Pixelintensität darin zu erzeugen. Eine solche Bewertung kann dann beispielsweise verwendet werden, um den Grad der Gefäßerweiterung darin zu bestimmen, was eine bessere Korrelation des thermischen Komforts des Insassen 11 als eine konventionell abgetastete Temperatur bieten kann. Verteilte Bereiche von Interesse innerhalb eines Bildes oder Datensatzes (z. B. Nase, Wangen, Mund usw.) liefern lokalisierte Gefäßerweiterungszustände des Insassen 11, die mit allgemeinen oder benutzerspezifischen Bedingungen für die Bewertung der thermischen Komfortzonen korreliert werden können. Wenn dieselben Regionen über längere Zeit überwacht werden, können thermische Übergangsmerkmale bereitgestellt werden, die extrapoliert werden können, um eine thermische Komfortkurve und eine geschätzte Zeit bis zu und/oder von (oder einer Überschneidung davon) einer bestimmten und erwünschten thermischen Komfortzone zu bieten. Darüber hinaus kann dieselbe Infrarotkamera verwendet werden, um den Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 basierend auf bestimmten Gesichtsmerkmalen und/oder Venenmustern im Gesicht zu identifizieren.
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Allgemein ausgedrückt reagiert die Steuerung 22 auf die Signale von den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24, um Signale zu erzeugen und den Betrieb des HVAC-Systems 21 entsprechend einem vorgegebenen Modus oder einer Gruppe von Modi zu steuern. Um dies zu ermöglichen, kann die Steuerung 22 eine Datenspeichereinheit 25 enthalten oder auf andere Weise damit verbunden sein, welche die Signale von den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24 entweder auf einer langfristigen oder einer kurzfristigen Basis speichert. Die Datenspeichereinheit 25 kann außerdem ein oder mehrere Profile und/oder andere Daten zum Steuern des Betriebs des HVAC-Systems 21 in einem oder mehreren der Modi speichern. Die spezifische Weise, in der die Steuerung 22 den Betrieb des HVAC-Systems 21 steuert, wird unten ausführlich erläutert.
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren, allgemein mit 30 gekennzeichnet, zum Betreiben des Fahrzeugklimatisierungssystems 20 aus 1 und 2 gemäß dieser Erfindung zeigt. Das Verfahren 30 beinhaltet einen Anfangsbefehl 31, wobei die Steuerung 22 die Signale von einem oder beiden aus den Fahrzeugzustandssensoren 23 und der Insassenzustandssensoren 24 liest. Dann fährt das Verfahren 30 mit einem weiteren Befehl 32 fort, wobei die Signale und/oder anderen Daten von entweder einem oder beiden aus den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24 in der Datenspeichereinheit 25 gespeichert werden. Anschließend tritt das Verfahren 30 in einen anfänglichen Entscheidungspunkt 33 ein, wobei die Steuerung 22 bestimmt, ob der Betrieb des Klimatisierungssystems 20 entweder im Standardmodus, einem adaptiven Modus oder einem prädiktiven Modus angemessen ist. Diese Bestimmung kann beispielsweise durch Analyse der Daten erfolgen, die von einem oder beiden aus den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24 empfangen wurden. Alternativ kann diese Bestimmung durch Analyse der Anzahl und Größe von Anpassungen erfolgen, die durch den Insassen des Fahrzeugs 10 vorgenommen wurden. Diese Bestimmung kann jedoch auch auf jede andere beliebige erwünschte Art und Weise erfolgen.
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Wenn die Steuerung 22 in dem anfänglichen Entscheidungspunkt 33 bestimmt, dass es weder angemessen ist, das Klimatisierungssystem 20 im adaptiven Modus noch im prädiktiven Modus zu betreiben, dann zweigt das Verfahren 30 von dem Entscheidungspunkt 33 zu einem weiteren Befehl 34 ab, wobei die Steuerung 22 das HVAC-System 21 des Fahrzeugs 10 dazu veranlasst, im Standardmodus zu arbeiten. Die Merkmale dieses Standardbetriebsmodus werden unten erläutert. Danach kehrt das Verfahren 30 zu dem Anfangsbefehl 31 zurück, wobei die Steuerung 22 wiederum die Signale von einem oder beiden der Fahrzeugzustandssensoren 23 und der Insassenzustandssensoren 24 liest, und das Verfahren 30 wieder weiter auf die oben beschriebene Weise durchgeführt wird.
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Wenn die Steuerung 22 dagegen in dem anfänglichen Entscheidungspunkt 33 bestimmt, dass es angemessen ist, das Klimatisierungssystem 20 entweder im adaptiven Modus oder im prädiktiven Modus zu betreiben, dann zweigt das Verfahren 30 von dem anfänglichen Entscheidungspunkt 33 zu einem zweiten Entscheidungspunkt 35 ab, wobei die Steuerung 22 bestimmt, ob es angemessen ist, das Klimatisierungssystem 20 im adaptiven Modus zu betreiben. Wenn die Steuerung 22 in dem zweiten Entscheidungspunkt 35 bestimmt, dass es angemessen ist, das Klimatisierungssystem 20 im adaptiven Modus zu betreiben, dann zweigt das Verfahren 30 von dem zweiten Entscheidungspunkt 35 zu einem Befehl 36 ab, wobei die Steuerung 22 das HVAC-System 21 des Fahrzeugs 10 dazu veranlasst, im adaptiven Modus zu arbeiten. Die Merkmale dieses adaptiven Betriebsmodus werden unten erläutert. Wenn die Steuerung 22 dagegen in dem zweiten Entscheidungspunkt 35 bestimmt, dass es nicht angemessen ist, das Klimatisierungssystem 20 im adaptiven Modus zu betreiben, dann zweigt das Verfahren 30 von dem zweiten Entscheidungspunkt 35 zu einem Befehl 37 ab, wobei die Steuerung 22 das HVAC-System 21 des Fahrzeugs 10 dazu veranlasst, im prädiktiven Modus zu arbeiten. Die Merkmale dieses prädiktiven Betriebsmodus werden unten erläutert.
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Wie oben erwähnt, reagiert die Steuerung 22 auf die Signale von den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24, um Signale zu erzeugen und den Betrieb des HVAC-Systems 21 entsprechend entweder dem Standardmodus, dem adaptiven Modus oder dem prädiktiven Modus zu steuern. Der Standardbetriebsmodus ist im Stand der Technik bekannt und kann beispielsweise durch Regulieren der Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte bewirkt werden, die von dem HVAC-System 21 als Reaktion auf die Betätigung von einer oder mehreren manuell betätigbaren Steuervorrichtungen, wie beispielsweise Drucktasten und Drehknöpfe, durch den Insassen des Fahrzeugsitzes erzeugt werden. Alternativ kann das HVAC-System 21 automatisch nach Standard-Wärmemodellen betrieben werden, wie sie z. B. von Fänger, Berkeley und anderen vorgeschlagen wurden.
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Der adaptive Betriebsmodus ist ein Steuerverfahren, bei dem die Steuerung 22 die Größen der Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte, die von dem HVAC-System 21 erzeugt werden, entsprechend einem oder mehreren der Signale und/oder anderen Daten von einem oder beiden aus den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24 ändert. Angenommen, das HVAC-System 21 wird anfänglich vom Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 bedient (z. B. mit einem oder mehreren der oben erwähnten Drucktasten und/oder Drehknöpfe), um eine vorgegebene Menge an Heizeffekten gemäß dem Standardbetriebsmodus bereitzustellen. Angenommen, nach einer gewissen Zeit ermittelt dann einer der Fahrzeugzustandssensoren 23, dass die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs 10 deutlich gesunken ist. In dem adaptiven Betriebsmodus erhöht die Steuerung 22 adaptiv die Größe der von dem HVAC-System 21 erzeugten Heizeffekte automatisch als Reaktion auf den abgetasteten Temperaturabfall außerhalb des Fahrzeugs 10. Infolgedessen bleibt der thermische Komfort, den das HVAC-System 21 dem Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 bietet, relativ konstant, ungeachtet der Änderungen eines oder mehrerer Signale und/oder anderer Daten von einem oder beiden aus den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24. Somit sind die Vorrichtung und das Verfahren dieser Erfindung dahingehend adaptiv, dass, wenn neue Daten aus einem oder mehreren der Signale und/oder anderen Daten von einem oder beiden aus den Fahrzeugzustandssensoren 23 und den Insassenzustandssensoren 24 erfasst werden, sie zu der Steuerung 22 geliefert werden, die automatisch den Betrieb des HVAC-Systems 21 ändert, um eine bevorzugte Komfortkurve für den Insassen des Fahrzeugs 10 zu erzeugen.
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Der prädiktive Betriebsmodus ist ein Steuerverfahren, bei dem die Steuerung 22 die Größen der Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte, die von dem HVAC-System 21 erzeugt werden, entsprechend den berechneten zu erwartenden Wünschen des Insassen 11 des Fahrzeugsitzes 12 ändert. Der prädiktive Betriebsmodus, der vollständig auf einer grundlegenden statistischen Analyse basieren kann, kann aktiviert werden, wenn ein Bild (oder eine Reihe von Bildern) ausreichend mit einem Referenzbild (oder einer Reihe von Bildern) korrigiert wird. Alternativ kann der prädiktive Betriebsmodus aktiviert werden, indem ein Match-Filter/Batched-Matched-Filter-Schema verwendet wird. Dies wäre der Fall, wenn es sich bei dem Referenzbild/den Referenzbildern um ein früheres Wärmebildmuster/eine Reihe von Mustern handelt, das/die einem bestimmten Insassen 11 des Fahrzeugsitzes zugeordnet ist/sind.
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Diese(s) Referenzbild(er) kann/können ausreichend abgetastet werden, um mit einer akzeptablen Fehlermarge den Trendgradienten (Eingabe-Ausgabe-Reihe von Ergebnissen) auf der Grundlage von thermischen Mustern und Verlaufsdaten vorherzusagen (z. B. neunundsechzig hoch korrelierte Bilder, um ein Vertrauensniveau von 90 % mit einer Fehlermarge von 10 % zu erreichen). Eine komplexere Struktur des maschinellen Lernens könnte auch verwendet werden, um die Eingabemuster zu identifizieren und thermische Trends sowie die Auswirkungen angewandter thermischer Veränderungen vorherzusagen. Der Hauptvorteil des prädiktiven Betriebsmodus besteht darin, dass er die Optimierung des aktuellen Betriebes des HVAC-Systems 21 ermöglicht, während gleichzeitig dessen zukünftiger Betrieb durch die Vorhersage zukünftiger Ereignisse und die entsprechende Steuerung das HVAC-Systems 21 optimiert wird. Somit sind die Vorrichtung und das Verfahren dieser Erfindung auch dahingehend prädiktiv, dass die Komfortzonen eines Benutzers (und somit die Zeiten bis zu den Zielen) aktualisiert werden, während das System vom allgemeinen zum benutzerspezifischen Modus übergeht (Lernen der Eingaben und Anpassungen, Erkennen von Kleidungszuständen usw.), der weiter basierend auf Umweltbedingungen (wie beispielsweise Jahreszeit, Umgebungstemperatur und dergleichen) variieren kann.
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Das Klimatisierungssystem 20 kann im adaptiven Modus ohne prädiktive Eingaben oder in einem adaptiven Modus mit prädiktiven Eingaben arbeiten. Allerdings ist das Klimatisierungssystem 20 immer adaptiv, wenn es nicht entsprechend im Standardmodus betrieben wird. Der grundlegende adaptive Betrieb beruht vollständig auf einem Echtzeit- und einem früheren Verlaufsdatensatz von Personen- und Umgebungsvariablen (wie Nutzungsmuster, Wärmekameramuster, Kabinentemperatur usw.). Der prädiktive adaptive Modus kann über eine thermophysiologische Live-Rückmeldung von der Wärmebildkamera und dem prädiktiven Modell verfügen, das die Umgebungstemperatur in Erwartung thermischer Trends kontinuierlich regelt, um eine erwünschte thermische Homöostase möglichst effizient zu erreichen und zu erhalten.
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Zusammenfassend steuert die Steuerung 22 normalerweise den Betrieb des HVAC-Systems 21 im Standardbetriebsmodus, um die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte zu erzeugen, wogegen die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte als Reaktion auf die Betätigung von einer oder mehreren der manuell bedienbaren Steuervorrichtungen erzeugt werden. Wenn jedoch eine erste Datenmenge durch die Steuerung 22 von den Sensoren 23 und/oder 24 empfangen wurde, steuert die Steuerung 22 den Betrieb des HVAC-Systems 21 in dem adaptiven Betriebsmodus, wobei die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte entsprechend den Daten erzeugt werden, die von den Sensoren 23 und/oder 24 abgetastet oder anderweitig bestimmt werden. Wenn eine zweite Datenmenge durch die Steuerung 22 von den Sensoren 23 und/oder 24 empfangen wurde, steuert die Steuerung 22 den Betrieb des HVAC-Systems 21 darüber hinaus in dem prädiktiven Betriebsmodus, wobei die Heiz-, Kühl- und/oder Lüftungseffekte entsprechend den berechneten, zu erwartenden Wünschen des Insassen erzeugt werden.
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Das Prinzip und der Betriebsmodus dieser Erfindung wurden erläutert und in ihrem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch in anderer Weise als in der speziell erläuterten und dargestellten Form ausgeführt werden kann, ohne von ihrem Geist und Geltungsbereich abzuweichen.
