СИСТЕМА И СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ РЕЖИМА РАБОТЫ КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SYSTEM AND METHOD FOR REGULATION OF WORKING MODE OF VEHICLE CLIMATE CONTROL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам климат-контроля транспортных средств, в частности, к системе и способу контроля автоматического режима регулирования температуры и настройки работы или выполнения корректирующих мер при действиях пользователя, которые отключают настройки автоматического режима для системы климат-контроля.
Уровень техники
Системы обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (Heating, Ventilation, and Air Conditioning, HVAC) управляют климатом в транспортных средствах, например, автомобильных транспортных средствах, с целью поддержания температурного комфорта пассажиров транспортного средства. Обычно воздуходувное устройство с регулируемой скоростью пропускает воздух через теплообменные устройства и направляет кондиционированный воздух в различные участки пассажирского салона. Например, теплый воздух может быть подан от радиатора отопителя, получающего тепло от охлаждающей жидкости, текущей в двигателе внутреннего сгорания. Охлажденный воздух может быть получен с помощью известной из уровня техники системы кондиционирования воздуха, имеющей компрессор с приводом от электродвигателя и испаритель.
Наиболее простые системы климат-контроля в автомобильных транспортных средствах позволяют пассажиру или водителю напрямую регулировать интенсивность обогрева или охлаждения, рабочую скорость воздуходувного устройства, относительное количество воздуха, направляемого на различные заслонки и соотношение приточного и рециркуляционного воздуха. В данном случае для сохранения комфортных условий пользователю необходимо непрерывно контролировать и регулировать настройки системы кондиционирования.
Также используют системы автоматического регулирования температуры, при этом для поддержания требуемой температуры система управления с обратной связью контролирует температуру окружающего воздуха в пассажирском салоне и других местах и автоматически настраивает скорость воздуходувного устройства, величину расхода воздуха и работу радиатора отопителя или кондиционера воздуха. В некоторых транспортных средствах предусмотрено несколько зон с индивидуальными настраиваемыми значениями температуры, для каждой из которых автоматическое регулирование температуры выполняется отдельно.
Стандартная система электронного автоматического регулирования температуры (Electronic Automatic Temperature Control, EATC) позволяет пользователю системы HVAC выбрать ручной режим управления или автоматический режим управления. При включении автоматического режима программное обеспечение системы ЕАТС использует различные входные сигналы для определения значений различных выходных сигналов с целью поддержания температуры на заданном пользователем уровне. Если пользователю нужно отрегулировать работу системы HVAC в соответствии с настройками, отличными от настроек автоматического режима, то пользовательский интерфейс продолжает наблюдать за поступлением управляющих команд от пользователя, например, нажатием кнопки для отмены одной или нескольких настроек выходных сигналов и/или изменения заданного значения температуры.
Для обеспечения правильной реакции автоматического управления на изменения условий окружающей среды и других условий, включая температуру внутри и снаружи транспортного средства, влажность и нагрузку от солнечной радиации, с целью поддержания теплового комфорта пассажиров были разработаны различные сложные алгоритмы. Разработка приемлемых алгоритмов управления (т.е. моделей), подходящих для всех стандартных типов пользователей и для каждой отдельной модели транспортного средства, представляет собой комплексную задачу. Испытание системы управления при всех возможных сочетаниях условий может быть нецелесообразным или слишком дорогостоящим. Кроме того, общая удовлетворенность пользователя работой конкретного алгоритма может быть определена при помощи опросов, анализа случаев обращения за гарантийным обслуживанием или других широко используемых типов исследований.
Одна известная автоматическая система представлена в патенте США 5,549,152 авторами Дэвис мл. (Davis, Jr.) и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Патент США 6,454,178 авторов Фуско (Fusco) и др., также полностью включенный в настоящий документ посредством ссылки, описывает контроллер для автоматического регулирования температуры, где отслеживаются и фиксируются ручные отключения автоматического режима управления. На основании зафиксированных случаев отключения автоматического режима управления выполняется адаптивное изменение коэффициентов регулирования в контроллере с целью оптимизации автоматической работы для конкретного пользователя. Однако реализация локализованного адаптивного управления 1) требует дополнительных вычислительных ресурсов и объемов памяти, что увеличивает затраты, 2) не определяет и не выдает сигнал обратной связи конструктору или производителю транспортного средства о недостатках, касающихся модели управления или неправильного понимания пользователем работы системы электронного автоматического регулирования температуры (ЕАТС).
Таким образом, желательно обеспечить более точное отслеживание взаимодействие пользователя с органами автоматического управления.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения представлена система, включающая в себя парк транспортных средств. Каждое транспортное средство включает в себя контроллер системы климат-контроля, способный работать в ручном и автоматическом режимах. В автоматическом режиме происходит управление исполнительными механизмами системы климат-контроля в транспортном средстве в соответствии с моделью, сопоставляющей обнаруженные датчиками климатические условия в транспортном средстве с соответствующими функциональными настройками. Транспортное средство имеет буферное запоминающее устройство, периодически сохраняющее одномерные массивы (векторы) выборки, к которым можно отнести соответствующие функциональные настройки и обнаруженные датчиками климатические условия. Пользовательский интерфейс в транспортном средстве реагирует на команды пользователя по отключению автоматического режима управления, направленные на изменение соответствующих функциональных настроек в автоматическом режиме. Каждое транспортное средство имеет систему беспроводной связи для отправки пакетов данных на удаленный сервер, когда пользователь подает команду об отключении автоматического режима управления. Каждый пакет данных содержит несколько сохраненных векторов выборки и идентификатор команды об отключении автоматического режима управления. Центральная база данных, сохраненная на удаленном сервере, принимает пакеты данных от парка транспортных средств и идентифицирует те схемы в полученных векторах выборки, которые соответствуют определенной команде об отключении автоматического режима управления.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлена схема, показывающая парк транспортных средств и центральный сервер в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения.
На Фиг. 2 представлена обновляемая модель для автоматического режима в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 3 представлена блок-схема одного предпочтительного варианта способа, реализуемого в транспортном средстве, в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 4 представлена блок-схема одного предпочтительного варианта способа, реализуемого вне транспортного средства, в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение может быть применено для любой системы автоматического регулирования температуры в транспортном средстве.
На Фиг. 1 показано транспортное средство 10, оснащенное системой электронного автоматического регулирования температуры, которое является частью парка транспортных средств, также оснащенных указанной системой, при этом остальная часть парка обозначена блоком 11. Транспортное средство 10 включает в себя систему ΕАТС 12, имеющую модель 13, которая используется в автоматическом режиме, как известно из уровня техники. Прибор управления 14 соединен с контроллером 12, который имеет пользовательский интерфейс, например, кнопки и переключатели, позволяющие пользователю выбирать ручной или автоматический режим управления. В автоматическом режиме прибор управления 14 продолжает реагировать на действия пользователя для генерации команд об отключении автоматического режима.
Контроллер 12 отвечает на различные входные сигналы, например, от датчиков 15, блока управления трансмиссией (РСМ) 16, блока 17 управления кузовными электронными системами и коммуникационного модуля 21. Датчики 15 могут включать в себя правый и левый датчики нагрузки от солнечной радиации, датчик температуры наружного (окружающего) воздуха, датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя, датчик влажности внутри транспортного средства, датчики температуры в пассажирском салоне, различные известные из уровня техники датчики температуры, расположенные в соответствующих воздуховодах. РСМ 16 может предоставлять входные сигналы данных, воспроизводящие скорость транспортного средства, скорость вращения двигателя и сигнал о статусе дистанционного запуска. Блок 17 управления кузовными электронными системами может генерировать другие информационные сигналы, например, положение регулируемых окон. Коммуникационный модуль 21 сотовой связи генерирует для контроллера 12 сигнал о статусе мобильного устройства (например, телефона), позволяющий обнаружить голосовой вызов (например, для уменьшения скорости воздуходувного устройства во время вызова).
На основании обнаруженных сигналов и полученных информационных сигналов, а также текущих значений для различных регулируемых выходных сигналов системы ЕАТС (положения регулятора смешивания воздуха, статуса настройки рециркуляции, величины воздушного потока и скорости воздуходувного устройства) контроллер 12 использует модель 13 для получения функциональных настроек для аппаратного обеспечения системы, например, нескольких исполнительных механизмов 18. В предпочтительном варианте исполнительные механизмы 18 могут включать в себя воздуходувное устройство с регулируемой скоростью, регулятор воздушного потока (например, регулятор смешивания для настройки соотношения теплого воздуха и охлажденного воздуха и регулятор управления заслонками для выбора режима циркуляции воздуха с выборочной подачей воздуха, например, на заслонки на панели управления, напольные воздуховоды и/или заслонки оттаивателя). Исполнительные механизмы 18 также могут представлять собой управляемые компоненты или настройки для обогрева и охлаждения, например, регулятор расхода охлаждающей жидкости двигателя и заданную температуру испарителя.
В ситуациях, когда система ΕАТС 12 использует модель 13 для выполнения соответствующих настроек для исполнительных механизмов 18 на основании заданной пользователем температуры, введенной с помощью прибора управления 14, периодически выполняется сбор данных для сохранения измеренных датчиками переменных значений окружающей среды и текущих значений настроек работы (настроек исполнительных механизмов) в буферном запоминающем устройстве 20. В частности, в каждый момент сбора данных может быть выполнено сохранение соответствующих настроек работы и измеренных датчиками климатических условий в виде вектора выборки, имеющего заранее заданное содержание и формат. В предпочтительном варианте осуществления изобретения сохранение нового вектора выборки может выполняться с периодичностью, например, 30 секунд. Предпочтительно, чтобы буферное запоминающее устройство 20 имело объем памяти, достаточный для записи векторов выборки примерно за 20 минут (например, около 40 векторов выборки). При поступлении вектора выборки после заполнения буферной памяти самый старый вектор удаляется.
Если во время работы в автоматическом режиме пользователь с помощью прибора управления 14 выполняет действие для подачи команды об отключении автоматического режима управления, происходит сборка пакета данных, состоящего из 1) векторов выборки, сохраненных в буферном запоминающем устройстве 20, и 2) идентификации определенной сгенерированной команды об отключении автоматического режима управления, и его отправка на коммуникационный модуль 21. Модем 22 сотовой связи, установленный в транспортном средстве 10 в виде части коммуникационного модуля 21, передает пакет данных по сети 23 сотовой связи на сервер 24, на котором хранится центральная база данных и который выполняет агрегирование пакетов данных, полученных от транспортного средства 10 и других транспортных средств 11, входящих в состав парка, которые аналогичным образом совершают обмен данными с сетью 23. Как будет подробно сказано ниже, пакеты данных и центральная база данных, сохраненная на сервере 24, предоставляют входные данные для блока 25 анализа, для идентификации в полученных векторах выборки тех схем, которые относятся к определенной команде об отключении автоматического режима управления.
В блоке 25 анализа могут быть использованы известные алгоритмы работы программного обеспечения для обнаружения схем причинно-следственной связи в полученных данных. Идентифицированные схемы выявляют поведение пользователей, наблюдавшееся среди парка транспортных средств в качестве реакции на одинаковые условия окружающей среды. В зависимости от идентифицированных схем может быть получена уточненная стратегия 26, которая может быть реализована в уточненной модели, дистанционно передаваемой обратно в транспортное средство 10 и другие транспортные средства 11 парка с целью повышения эффективности автоматического режима. С другой стороны, идентифицированные схемы могут указывать на общее непонимание или неверное толкование надлежащей работы системы автоматического регулирования температуры. В данном случае могут быть пересмотрены материалы для обучения и/или информирования пользователей, последовательно передаваемые пользователям транспортных средств во избежание ошибочных или нецелесообразных команд об отключении автоматического режима управления.
При сборке пакета данных предпочтительно, чтобы в пакет были включены данные, полученные за один заранее заданный период практически непрерывной работы в автоматическом режиме. Если команда об отключении автоматического режима управления подана до того, как буферная память 20 будет заполнена, то в пакет данных должны быть включены только те векторы выборки, которые собраны в рамках текущего сеанса работы в автоматическом режиме.
Предпочтительно, чтобы пакет данных включал в себя идентификационный номер транспортного средства (VTN-номер) для того, чтобы при анализе данных можно было учесть другие характеристики транспортного средства, например, тип двигателя или уровень отделки салона. К дополнительным данным можно отнести статистику работы бортовых систем, например, количество команд об отключении автоматического режима управления, поданных в течение одной поездки, или общее количество команд об отключении автоматического режима управления, поданных в транспортном средстве, которые будут использованы при анализе данных и позволят определить, были ли команды об отключении автоматического режима поданы во многих транспортных средствах, входящих в состав парка, или только в нескольких транспортных средствах.
На Фиг. 2 показана модель 13, представленная в виде функции переноса между несколькими входными сигналами и несколькими выходными сигналами. Входные сигналы могут включать в себя полученные датчиками значения температуры (например, наружную температуру, температуру внутри салона и соответствующие значения температуры в воздуховодах приборной панели и напольных воздуховодах рядом с выходными отверстиями заслонок, или значения температуры в подогреваемых или охлаждаемых сиденьях), заданные пользователем значения температуры (например, настройки температуры в левой зоне (зоне водителя) и в правой зоне (зоне пассажира)), измеренную влажность, качество воздуха, состояние кондиционера воздуха (например, включен или выключен), статус телефона (например, «идет вызов»), положения окон, скорость транспортного средства, скорость вращения двигателя и статус дистанционного запуска. Выходные сигналы могут включать в себя команду регулирования скорости воздуходувного устройства, команды настройки положения регулятора системы HVAC (например, для управления режимами циркуляции воздуха, например, заслонками оттаивания, напольными заслонками и заслонками на приборной панели, а также настройкой регулятора смешивания и настройкой рециркуляции). Выходные сигналы также могут включать в себя настройки кондиционера воздуха, например, требуемую температуру испарителя или рабочий цикл компрессора. Измеренные входные или выходные сигналы также могут относиться к системе климат-контроля заднего сиденья. Настройки обогревателя, сохраненные в модели 13, также могут регулировать расход охлаждающей жидкости двигателя, подаваемой в радиатор отопителя. Функция переноса в модели 13 может быть описана несколькими параметрами и/или правилами, разработанными для определенной модели транспортного средства. Обновления параметров могут быть получены функцией 13 модели для изменения характеристик функции автоматической регулировки температуры.
На Фиг. 3 представлена схема предпочтительной процедуры, выполняемой в каждом конкретном транспортном средстве. На этапе 30 пользователь включает автоматический режим управления системой кондиционирования. В настоящем изобретении автоматический режим также включает в себя полуавтоматический режим, в котором водитель может отрегулировать заранее заданную температуру, например, вручную выбрав значение скорости воздуходувного устройства. Таким образом, даже если скорость воздуходувного устройства была задана вручную, в соответствии с настоящим изобретением будет выполняться отслеживание других типов отключения автоматического управления.
После того как на этапе 31 буферное запоминающее устройство будет приведено в исходное состояние путем удаления старых данных, на этапе 32 система кондиционирования будет периодически сохранять в буферном запоминающем устройстве входные и выходные сигналы, описывающие все условия окружающей среды и реакцию системы ЕАТС в виде вектора выборки. Новый вектор выборки может сохраняться каждые x секунд (например, приблизительно каждые 30 секунд). На этапе 33 может быть выполнена проверка с целью определить, выполнил ли водитель действие по отключению автоматического управления. Если водитель не выполнял указанное действие, то сбор векторов выборки может быть продолжен с периодичностью, заранее заданной на этапе 32. При обнаружении действия водителя по отключению автоматического режима управления буферные данные, состоящие из совокупности векторов выборки, а также идентификатор конкретного действия по отключению автоматического режима управления, выполненного водителем, могут быть собраны в один пакет данных, охватывающий последние у минут работы в автоматическом режиме. На этапе 34 происходит дистанционная отправка пакета данных в центральную базу данных. В предпочтительном варианте осуществления изобретения период сбора данных может быть примерно равен 20 минутам. Команда пользователя об отключении автоматического режима управления может включать в себя, например, изменение скорости воздуходувного устройства или изменение режима циркуляции воздуха. В качестве альтернативы команда об отключении автоматического режима управления также может включать в себя изменение заданной температуры для пассажира, что может означать то, что пассажир не испытывает ожидаемого уровня комфорта на основании стандартного установленного значения температуры.
С помощью системы беспроводной связи, установленной в каждом транспортном средстве парка, в центральной базе данных, хранящейся на удаленном сервере, как показано на Фиг. 1, могут быть выявлены схемы поведения пользователя и/или недостатков в работе автоматического режима. Как показано на Фиг. 4, агрегированные данные могут быть применены к программе 40 распознавания схем. С помощью известных статистических, математических и прочих методов программа 40 распознавания схем выдает корреляционные схемы 41, которые определяют общие схемы поведения пользователей при аналогичных или идентичных условиях. С помощью типовых схем может быть выполнена экспертная оценка 42, позволяющая определить, можно ли внести целесообразное изменение в программное обеспечение для уменьшения или исключения случаев поведения пользователей, которые формируют пики на схемах. Изменения стратегии, выбранные в результате экспертной оценки 42, могут быть отражены в обновлениях параметров, которые затем по каналу беспроводной связи могут быть возвращены в модель каждого транспортного средства, входящего в состав парка. В качестве альтернативы экспертная оценка 42 может установить, что схема 41 является результатом неверного понимания пользователем правильной работы системы. В данном случае по результатам экспертной оценки 42 выполняются меры по повышению степени понимания системы пользователем, например, за счет внесения изменений в руководство пользователя или информацию, представленную на веб-сайте, чтобы лучшим образом обучить пользователей и/или продавцов транспортных средств правильному использованию системы электронного автоматического регулирования температуры (ЕАТС).