MX2014014016A - Sistema de reconocimiento automatico del patron de anulacion de temperatura. - Google Patents

Abstract

Cada vehículo de una flota consta de un controlador climático que tiene un modo Auto. El modo Auto controla los actuadores climáticos en respuesta a un modelo que relaciona las condiciones climáticas detectadas con las respectivas configuraciones de los actuadores. El vehículo tiene una memoria intermedia que periódicamente almacena vectores de muestra compuestos de las respectivas configuraciones de los actuadores/funcionamiento y las respectivas condiciones climáticas detectadas. Una interfaz de usuario en el vehículo responde ante los comandos de anulación por parte del usuario con el fin de modificar las respectivas configuraciones de funcionamiento mientras se encuentra en el modo Auto. Cada vehículo tiene un sistema de comunicación inalámbrica que envía paquetes de datos a un servidor remoto cuando el usuario genera una anulación. Cada paquete de datos consta de una pluralidad de vectores de muestra almacenados y una identificación del comando de anulación. Una base de datos central relacionada con el servidor remoto recibe los paquetes de datos de una flota de vehículos a fin de identificar patrones dentro de los vectores recibidos que se relacionan con un mismo comando de anulación.

Description

SISTEMA DE RECONOCIMIENTO AUTOMÁTICO DEL PATRÓN DE ANULACIÓN DE TEMPERATURA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona, en general, con los sistemas de control automático del clima y, más específicamente, con un sistema y un metodo para supervisar un modo de control automático de temperatura y ajustar el rendimiento o desarrollar medidas correctivas en respuesta a las acciones del usuario que anulan las configuraciones automáticas del control climático.

Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC, por su sigla en inglés) controlan el clima en los vehículos de transporte, como automóviles, a fin de mantener la comodidad térmica de los ocupantes del vehículo. Normalmente, un soplador de velocidad variable pasa aire a través de intercambiadores de calor y abastece aire acondicionado a distintos lugares dentro de la cabina de pasajeros. Puede abastecerse aire cálido mediante una unidad de calefacción que recibe calor proveniente del refrigerante que ingresa al motor de combustión, por ejemplo. El aire fresco puede obtenerse a partir de un sistema convencional de aire acondicionado que tenga un compresor y un evaporador impulsados por el motor.

Los sistemas más simples de control climático en vehículos a motor ofrecen al ocupante el control directo de la intensidad de la calefacción o la refrigeración, la velocidad de funcionamiento del soplador, la cantidad relativa de flujo de aire que va a distintos registros y la relación de aire fresco a aire en recirculación. Ello requiere que el usuario supervise y ajuste constantemente las configuraciones pertinentes al control climático para estar confortable.

También se han introducido sistemas de control automático de temperatura, donde un sistema de control con realimentación supervisa la temperatura del aire ambiental dentro del compartimento de pasajeros y otros lugares, y automáticamente ajusta la velocidad del soplador, las configuraciones del caudal de aire, y el funcionamiento de la unidad de calefacción o refrigeración de aire a fin de mantener la configuración de temperatura deseada. En algunos vehículos, se han implementado zonas múltiples con controles de temperatura automáticos e independientes con configuraciones individuales de temperatura seleccionada para cada zona.

Un sistema típico de control automático y electrónico de temperatura (EATC, por su sigla en inglés) permite que el usuario del HVAC seleccione o bien el control manual o bien el modo de control automático (Auto). Cuando se selecciona el modo Auto, el software EATC utiliza numerosas entradas para determinar las configuraciones de varias salidas a fin de mantener el valor preestablecido de temperatura específico del usuario. En caso de que el usuario deseara un rendimiento del HVAC distinto de las configuraciones del modo Auto, la interfaz del usuario continúa supervisando una acción de control del usuario como haber presionado un botón para anular una o más configuraciones de salida y/o para cambiar el valor preestablecido de temperatura.

Se han desarrollado algoritmos sofisticados para ayudar a garantizar que el modo Auto responda adecuadamente a las cambiantes condiciones ambientales y demás condiciones, como las temperaturas exteriores e interiores, la humedad y la carga solar a fin de ofrecer comodidad térmica a los ocupantes. Desarrollar algoritmos de control apropiados (es decir, modelos) que sean satisfactorios para todos los usuarios típicos según cada modelo distinto de vehículo, es una tarea compleja. Evaluar el sistema de control según cada potencial combinación de condiciones puede ser irrealizable o excesivamente costoso. Y más, la aceptación o no del usuario con relación a un algoritmo en particular sólo puede descubrirse en términos generales a través de encuestas, medidas relacionadas con las garantías u otras caracterizaciones más amplias. De este modo, sería deseable supervisar de mejor manera la interacción del usuario con los controles automáticos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto de la invención, se proporciona un sistema que incluye una flota de vehículos. Cada vehículo consta de un controlador climático que tiene un modo manual y un modo Auto. El modo Auto controla los actuadores climáticos del vehículo en respuesta a un modelo que relaciona las condiciones climáticas detectadas en el vehículo con las configuraciones de funcionamiento respectivas. El vehículo tiene una memoria intermedia que periódicamente almacena vectores de muestra compuestos de las respectivas configuraciones de funcionamiento y las respectivas condiciones climáticas detectadas. Una interfaz de usuario en el vehículo responde ante los comandos de anulación por parte del usuario con el fin de modificar las respectivas configuraciones de funcionamiento mientras se encuentra en modo Auto. Cada vehículo tiene un sistema de comunicación inalámbrica que envía paquetes de datos a un servidor remoto cuando el usuario genera un comando de anulación. Cada paquete de datos consta de una pluralidad de vectores de muestra almacenados y una identificación del comando de anulación. Una base de datos central relacionada con el servidor remoto recibe los paquetes de datos de una flota de vehículos a fin de identificar patrones dentro de los vectores de muestra recibidos que se relacionan con un mismo comando de anulación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloques de una flota de vehículos y un servidor central de acuerdo con una realización preferida de la invención.

La Figura 2 representa un modelo actualizable para un modo automático de la invención.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un método preferido a bordo de la invención.

La Figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un método preferido fuera del vehículo de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERIDAS La presente invención es aplicable a cualquier sistema de control automático de temperatura de un vehículo. Un sistema automático típico se muestra en la patente estadounidense 5,549,152, otorgada a Davis, Jr., y otros, que se incorpora a la presente por referencia en su totalidad. También se incorpora por referencia en su totalidad la patente estadounidense 6,454,178, otorgada a Fusco y otros, que muestra un controlador para el control automático de temperatura donde las anulaciones manuales de un control automático se supervisan y registran. Sobre la base de las anulaciones registradas, los coeficientes de control en el controlador se modifican de modo adaptable a fin de optimizar el rendimiento automático para un usuario en particular. No obstante, la implementación de un control localizado adaptable 1) requiere recursos computacionales y memoria adicionales, con lo cual se incrementan los costos, y 2) ni identifica ni brinda información al diseñador/fabricante del vehículo acerca de ninguna deficiencia en el modelo de control o del entendimiento del usuario en cuanto al funcionamiento pretendido del EATC.

Ahora con referencia a la Figura 1, un vehículo 10 equipado con un sistema de control automático y electrónico de temperatura es parte de una flota de vehículos todos equipados de manera similar; el resto de la flota se representa mediante el bloque 11. El vehículo 10 incluye un EATC 12 con inclusión de un modelo 13 que se usa en un modo Auto, tal como se conoce en el estado del arte. Una cabecera de control 14 se acopla a un controlador 12 que incluye una interfaz de usuario, como botones e interruptores, que le permiten al usuario seleccionar un modo manual o un modo Auto. Mientras se encuentra en modo Auto, la cabecera de control 14 sigue respondiendo al usuario a fin de generar comandos de anulación.

El controlador 12 responde ante una variedad de señales de entrada desde sensores 15, un módulo de control del tren de potencia (PCM, por su sigla en ingles) 16, un módulo de carrocería 17, y un módulo de comunicación 21 por ejemplo. Los sensores 15 pueden incluir sensores izquierdos y derechos de carga solar, un sensor de temperatura (ambiental) exterior, un sensor de temperatura de refrigerante de motor, un sensor de humedad dentro del auto, un sensor en el compartimento de pasajeros, sensores varios de temperatura ubicados en los respectivos conductos de caudal de aire, tal como se conoce en el estado del arte. El PCM 16 puede proporcionar señales de datos de entrada que representan la velocidad del vehículo, la velocidad del motor y una señal de estado de arranque remoto. El módulo de carrocería 17 puede proporcionar otras señales de información como la posición de las ventanas móviles. Un módulo de comunicación celular 21 entrega una señal de estado de dispositivo móvil (p. ej., un teléfono) a un controlador 12 para indicar cuándo una llamada de voz está en curso (p. ej., para reducir la velocidad del soplador durante una llamada).

Sobre la base de las señales detectadas y las señales de datos recibidas, junto con los valores actuales de las distintas salidas controladas del sistema EATC 5 (como la posición de la compuerta mezcladora, el estado de configuración de la recirculación, el modo de caudal de aire y la velocidad del soplador), el controlador 12 utiliza el modelo 13 para derivar las configuraciones de funcionamiento del hardware del sistema, como una pluralidad de actuadores 18. Los actuadores 18 preferentemente pueden incluir un soplador de velocidad variable, compuertas para ío el control del caudal de aire (como una compuerta mezcladora para variar la proporción de aire calefaccionado a refrigerado y las compuertas de control de registro para seleccionar un modo de circulación de aire que abastezca aire a los registros de paneles, los conductos del piso, y/o los registros de deshielo, por ejemplo). Los actuadores 18 pueden incluir elementos controlables o configuraciones 15 para las funciones de calefacción y refrigeración, como una válvula de flujo de refrigerante del motor y la temperatura de un valor preestablecido de un evaporador.

Mientras el EATC 12 está usando el modelo 13 para implementar configuraciones apropiadas para los actuadores 18 sobre la base de un valor preestablecido de temperatura controlada por el usuario mediante la cabecera de 20 control 14, se realiza una recopilación periódica de datos para almacenar las variables ambientales detectadas y los valores actuales de las configuraciones de funcionamiento/actuadores en una memoria intermedia 20. Más específicamente, en cada momento de muestra, las respectivas configuraciones de funcionamiento y las respectivas condiciones climáticas detectadas se almacenan a modo de un vector de 25 muestra que tiene un contenido y un formato predeterminados. En una realización preferida, puede almacenarse un nuevo vector de muestra a un ritmo de una vez cada 30 segundos, por ejemplo. La memoria intermedia 20 preferentemente tiene un tamaño suficiente como para registrar unos 20 minutos de vectores de muestra (p. ej., unos 40 vectores de muestra). Cuando un vector de muestra se recopila despues 30 de que la memoria intermedia 20 ya está llena, se descarta el vector de muestra más antiguo.

Cuando se opera en el modo Auto y luego el usuario toma una medida para generar un comando de anulación usando la cabecera de control 14, se comprime un paquete de datos de 1) los vectores de muestra en una memoria intermedia 20, y 2) se conforma una identificación del comando de anulación en particular que fue generado y se envía al módulo de comunicación 21. Un módem celular 22 en el vehículo 10 como parte del módulo de comunicación 21 transmite los paquetes de datos por medio de una red celular 23 a un servidor 24 que almacena una base de datos central y lleva a cabo la combinación de los paquetes de datos del vehículo 10 y desde otros vehículos 11 de la flota que, del mismo modo, se comunican con la red 23. Tal como se describe en mayor detalle a continuación, los paquetes de datos y la base de datos central que se mantienen en el servidor 24 abastecen datos de entrada a un bloque de análisis 25 a fin de identificar patrones dentro de los vectores de muestra recibidos que se relacionan con un mismo comando de anulación.

Pueden emplearse los algoritmos de software conocidos en el bloque de análisis 25 a fin de detectar los patrones de causa y efecto dentro de los datos. Los patrones identificados revelan conductas del cliente exhibidas entre toda la flota de vehículos en respuesta a condiciones ambientales similares. Según los patrones identificados, puede determinarse una estrategia revisada 26 que puede implementarse mediante un modelo revisado que puede transmitirse remotamente de regreso al vehículo 10 y otros vehículos de la flota 11 a fin de mejorar el rendimiento del modo Auto. Por otro lado, los patrones identificados pueden en su lugar indicar una falta de entendimiento o una desaprensión generalizados del funcionamiento correcto del control automático de la temperatura. En ese caso, puede desarrollarse información para el usuario revisada y/o material de capacitación adicional para mostrar en cascada a los usuarios del vehículo a fin de evitar los comandos de anulación erróneos o innecesarios.

Cuando se reúne un paquete de datos, los datos preferentemente cubren un único intervalo predeterminado del funcionamiento sustancialmente continuo en el modo Auto. Si un comando de anulación se genera antes de que la memoria intermedia 20 este llena, los únicos vectores de muestra recopilados en la instancia actual de funcionamiento en modo Auto deberían incluirse en el paquete de datos.

El paquete de datos además incluye preferentemente un número de identificación del vehículo (VIN, por su sigla en ingles) de manera tal que el análisis de datos pueda tener en cuenta otros aspectos del vehículo, como el tipo de motor o el nivel de reborde. Los datos adicionales pueden incluir estadísticas a bordo, como la cantidad de anulaciones generadas por viaje o el total de la cantidad de anulaciones generadas dentro del vehículo, de manera tal que el análisis de datos pueda discernir si las anulaciones se generan globalmente por toda la tropa o sólo en un pequeño porcentaje de vehículos.

La Figura 2 muestra el modelo 13 como una función de transferencia entre una pluralidad de entradas y una pluralidad de salidas. Las entradas pueden incluir las temperaturas detectadas (como la temperatura ambiental exterior, la temperatura interior de la cabina, y las respectivas temperaturas dentro de los conductos de paneles y los conductos del piso cerca de los registros de salida o las temperaturas dentro de los asientos calefaccionados o refrigerados), los valores preestablecidos de temperatura (como las configuraciones de temperatura de la zona izquierda o del conductor y la derecha o del pasajero), la humedad detectada, la calidad de aire detectada, el estado de acondicionamiento de aire (p. ej., encendido o apagado), el estado telefónico (p. ej., una llamada en curso), las posiciones de abertura de las ventanas, la velocidad del vehículo, la velocidad del motor y el estado de inicio remoto. Las salidas pueden incluir una señal de comando de velocidad del soplador, señales de comando de posición de la compuerta HVAC (p. ej., para controlar los modos de circulación de aire, como los registros de deshielo, piso y panel, así como también una configuración de la compuerta mezcladora, una configuración de la recirculación). Las salidas pueden además incluir configuraciones de aire acondicionado, como una temperatura de evaporación seleccionada o un ciclo de tarea del compresor. Estas entradas o salidas detectadas también pueden corresponder a un sistema de control de clima para el asiento posterior. Las configuraciones de salida de la unidad de calefacción del modelo 13 también pueden controlar el flujo del refrigerante del motor que se abastece a la unidad de calefacción. La función de transferencia del modelo 13 puede caracterizarse por una pluralidad de parámetros y/o normas que se desarrollan como parte de un diseño del modelo de vehículo. Las actualizaciones de los parámetros pueden suministrase a una función de transferencia del modelo 13 a fin de modificar las características de la función de control automático de temperatura. 5 La Figura 3 muestra un método preferido a realizarse dentro de cada vehículo individual. En el paso 30, el modo Auto del control climático es encendido por el usuario. Tal como se usa en la presente invención, el modo Auto incluye un modo semi-Auto donde el conductor puede adoptar una temperatura preestablecida mientras hace una selección manual de la velocidad del soplador, por ejemplo. De ío este modo, a pesar de que la velocidad del soplador se ha establecido manualmente, la invención continuaría supervisando otro tipo de anulaciones.

Después de inicializada la memoria intermedia en el paso 31 eliminando cualquier dato antiguo, el sistema de control climático periódicamente almacena las entradas y salidas del paso 32 que caracterizan las condiciones climáticas en general 15 y la respuesta EATC como un vector de muestra en la memoria intermedia. Un nuevo vector de muestra se almacena cada x segundos (p. ej., cada 30 segundos). Se hace una verificación en el paso 33 a fin de determinar si el conductor ha iniciado una acción de anulación. De lo contrario, los vectores de muestra continúan recopilándose al ritmo predeterminado en el paso 32. Cuando se detecta una acción 0 de anulación de un conductor, los datos intermedios compuestos de una pluralidad de vectores de muestra, junto con el identificador de una acción de anulación específica tomada por el conductor, se ingresan a un paquete de datos que cubre los últimos minutos y del modo Auto. El paquete de datos se envía remotamente a la base de datos central en el paso 34. En una realización preferida, el período de 25 recopilación de datos y puede durar unos 20 minutos. El comando de anulación del usuario puede comprender un cambio en la velocidad del soplador o un cambio en el modo de circulación de aire, por ejemplo. Como alternativa, un comando de anulación también puede incluir un cambio en la temperatura del valor preestablecido del ocupante, que puede indicar que un ocupante no está experimentando el nivel de 30 comodidad esperado sobre la base de su configuración usual de temperatura.

Con el uso del sistema de comunicación inalámbrica en cada vehículo de la flota, la base de datos central ubicada en un servidor remoto, como se muestra en la Figura 1 , puede extraerse a fin de que revele los patrones de comportamiento del usuario y/o las deficiencias en el rendimiento del modo Auto. Tal como se muestra en 5 la Figura 4, los datos combinados pueden aplicarse a un reconocedor de patrones 40. Con el uso de teenicas estadísticas, matemáticas y de otro tipo, el reconocedor de patrones 40 produce patrones de correlación 41 que definen los patrones de conducta amplios del cliente que aparecen bajo condiciones similares o idénticas. Con el uso de patrones, una revisión de expertos 41 determina si un cambio viable ío de software puede hacerse a fin de reducir o eliminar las conductas de usuarios que dan creación a estos patrones. Los cambios estratégicos desarrollados por la revisión de expertos 42 pueden capturarse en actualizaciones de parámetros que luego retornan por vía inalámbrica a los modelos de cada vehículo dentro de la flota. Alternativamente, la revisión de expertos 42 puede determinar que un patrón 41 15 resulta del conocimiento incorrecto del cliente en lo que respecta al funcionamiento adecuado del sistema. En ese caso, la revisión de expertos 42 genera acciones para brindar información al cliente mediante modificaciones en el manual del usuario o mediante la revisión de información del sitio web que pueda publicarse a fin de educar de mejor manera a los clientes y/o los vendedores de vehículos en el uso 20 correcto del sistema EATC.

Claims (14)

REIVINDICACIONES:

1. Un sistema caracterizado porque comprende: una flota de vehículos, donde cada vehículo comprende: un controlador climático que tiene un modo manual y un modo Auto, donde el modo Auto controla los actuadores climáticos del vehículo en respuesta a un modelo que relaciona las condiciones climáticas detectadas en el vehículo con las configuraciones de funcionamiento respectivas; una memoria intermedia que periódicamente almacena vectores de muestra compuestos de las respectivas configuraciones de funcionamiento y las respectivas condiciones climáticas detectadas; una interfaz de usuario que responde ante los comandos de anulación por parte del usuario con el fin de modificar las respectivas configuraciones de funcionamiento mientras se encuentra en modo Auto, y un sistema de comunicación inalámbrica que envía paquetes de datos a un servidor remoto cuando el usuario genera el comando de anulación, donde cada paquete de datos consta de una pluralidad de vectores de muestra almacenados y una identificación del comando de anulación; y una base de datos central relacionada con un servidor remoto que recibe paquetes de datos de una flota de vehículos a fin de identificar patrones dentro de los vectores de muestra recibidos que se relacionan con un mismo comando de anulación.

2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque el paquete de datos cubre un intervalo predeterminado de funcionamiento sustancialmente continuo del modo Auto.

3. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque los actuadores climáticos incluyen un soplador de velocidad variable y una pluralidad de compuertas para el control del caudal de aire, donde el aire que circula por el soplador se distribuye mediante conductos de acuerdo con las posiciones respectivas de las compuertas de control del caudal de aire.

4. El sistema de la reivindicación 3, caracterizado porque las respectivas 5 configuraciones de funcionamiento incluyen una velocidad del soplador, un modo de caudal de aire y una temperatura de conducto seleccionada.

5. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque los comandos de anulación del usuario incluyen un cambio de velocidad del soplador y un cambio en ío el modo de circulación del aire.

6. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque los comandos de anulación del usuario incluyen un cambio en la temperatura del valor preestablecido del ocupante. 15

7. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque comprende además: un modelo modificado derivado de los patrones identificados y almacenados en el servidor, donde el servidor reenvía el modelo modificado a los controladores climáticos en la flota de vehículos mediante sistemas de comunicación inalámbrica, y 20 donde los controladores climáticos están configurados para incorporar el modelo modificado.

8. Un metodo caracterizado porque comprende los pasos de: operar una pluralidad de controladores climáticos en una pluralidad de 25 vehículos en un modo de control automático de temperatura, donde el modo automático usa un modelo con relación a las condiciones climáticas detectadas en cada vehículo respectivo con las respectivas configuraciones de funcionamiento para los respectivos actuadores climáticos; almacenar periódicamente en las respectivas memorias intermedias de los 30 vehículos los vectores de muestra, donde cada vector de muestra comprende las respectivas configuraciones de funcionamiento y las respectivas condiciones climáticas detectadas en los respectivos tiempos de muestra; detectar los comandos manuales de anulación en los respectivos vehículos, donde un usuario modifica la configuración de un actuador a partir de un valor establecido por modo automático; transmitir paquetes de datos a un servidor remoto cuando un respectivo usuario genera uno de los comandos de anulación, donde cada paquete de datos consta de una pluralidad de vectores de muestra almacenados y una identificación del comando de anulación; acumular una pluralidad de paquetes de datos a partir de al menos una parte de la pluralidad de los vehículos en una base de datos central; identificar patrones dentro de los vectores de muestra en la base de datos central que se relacionan con un mismo comando de anulación; e identificar cambios en el modo de control automático de temperatura a fin de reducir una probabilidad de ocurrencia futura del comando de anulación.

9. El metodo de la reivindicación 8, caracterizado porque cada paquete de datos cubre un intervalo predeterminado de un funcionamiento sustancialmente continuo del modo Auto en un respectivo vehículo.

10. El método de la reivindicación 8, caracterizado porque los actuadores climáticos incluyen un soplador de velocidad variable y una pluralidad de compuertas para el control del caudal de aire, donde el aire que circula por el soplador se distribuye mediante conductos de acuerdo con las posiciones respectivas de las compuertas de control del caudal de aire.

11. El método de la reivindicación 10, caracterizado porque las respectivas configuraciones de funcionamiento incluyen una velocidad del soplador, un modo del caudal de aire y una temperatura de conducto seleccionada.

12. El método de la reivindicación 8, caracterizado porque los comandos de anulación del usuario incluyen un cambio de velocidad del soplador y un cambio en el modo de circulación del aire. 5

13. El método de la reivindicación 8, caracterizado porque los comandos de anulación del usuario incluyen un cambio en la temperatura del valor preestablecido del ocupante.

14. Un método caracterizado porque comprende: ío el control automático de la temperatura en vehículos con un modelo para determinar configuraciones de funcionamiento; almacenar vectores de muestra en los vehículos respectivos de las configuraciones de funcionamiento y las condiciones detectadas en los tiempos respectivos; 15 transmitir de manera inalámbrica los vectores de muestra almacenados y una identificación de los correspondientes comandos de anulación a un servidor en respuesta a un comando de anulación; identificar patrones dentro de los vectores de muestra e identificar cambios en el modelo a fin de reducir la probabilidad de ocurrencia futura del comando de 0 anulación.