背景技术
[0001] 本
发明总体涉及自适应
汽车气候控制系统，以及更具体地说，涉及通过中心
云服务器系统采集和分配基于众包的
暖通空调(HVAC)数据。
[0002] 气候控制系统在
机动车辆内提供包括乘员热舒适性和通过车辆的车窗玻璃保持能见度的重要的功能。然而，由于暖通空调(HVAC)系统可能消耗大量的
能量，希望优化HVAC的运行以便以节能的方式执行气候功能。效能对于电动和混合动
力车辆尤其重要，例如，在使用储存的来自
电池的
电能来满足HVAC系统的需求的情况下。使用使HVAC的运行自动适应车辆内和周围的
温度/湿度条件、能量/燃油状态、占用状态以及其它因素的HVAC控制系统已经获得改进的效能和消费者满意度。
[0003] 车辆预调节正好在车辆的使用者(例如，驾驶员)进入车辆的时间之前发生。预调节可以包括例如加热或冷却乘客舱和/或除去车窗的霜。可以通过无线发射器由远程
发动机启动或在预先安排的时间来触发典型的预调节事件。由于使用车载式
传感器完全自动具有HVAC环境的特征的局限性，选择最佳使用用于有效地准备车辆的使用的HVAC系统尤其具有挑战性。例如，车窗上的
冰或霜的程度可能是未知的。通常或对于特定的人或某些类型的人，内部和外部
环境温度测量值并不总是足以预测将被
感知为最舒适的加热或冷却的
水平。已经使用车外(也就是远程报告)的天气信息作为HVAC
控制器的输入，但即使具有这样的额外的信息尚不能足够可靠性地确定何种HVAC的运行水平最适合用于预调节车辆。
发明内容
[0004] 云计算是使网络能够
访问允许在不同车辆之间实时信息共享的可配置计算资源的共享池的模型。本发明使用集中的云计算资源采集来自众多车辆(例如车队)的HVAC相关的数据用于对个别车辆再分配以便可以根据与个别的车辆(也就是，靠近的对等车辆)足够相似的众多车辆中的HVAC系统的运行设置来进行HVAC自适应。
[0005] 在本发明的一个方面中，机动车辆包含暖通空调(HVAC)系统，该系统包括与多个车载传感器、
人机界面以及多个气候
驱动器连接的气候控制
电路。驱动器对由控制电路响应于传感器和人机界面而产生的各自的命令参数作出响应。无线通信系统将车辆HVAC数据传递给远程服务器且接收来自远程服务器的众包数据。控制电路通过通信系统向远程服务器发起众包数据
请求，其中请求包括用于识别车辆的环境的对等参数。控制电路通过通信系统接收来自远程服务器的响应。响应包含众包数据和至少一个表明与众包数据相关的置信级的权重。控制电路响应于来自响应的众包数据和权重而使用一组模糊规则产生至少一个命令参数。
[0006] 根据本发明，还提供一种自适应车辆中的气候控制系统运行的方法，包含以下步骤：
[0007] 感测车辆中的气候条件和控制设置；
[0008] 根据感测到的气候条件和控制设置来调整气候控制系统的命令参数；
[0009] 将云请求发送给包括与车辆相关的对等参数的远程服务器；
[0010] 接收来自远程服务器的响应；
[0011] 将响应解析成众包数据和表示众包数据的置信级的权重；以及
[0012] 将众包数据和权重应用于模糊规则集以进一步调整命令参数，其中模糊规则集对感测到的气候条件进一步作出响应。
[0013] 根据本发明的一个
实施例，进一步包含周期性地将感测到的气候条件、控制设置以及对等参数发送给包含在
数据库中的远程服务器的步骤。
[0014] 根据本发明的一个实施例，其中通过车辆中的预调节事件来触发发送云请求。
[0015] 根据本发明的一个实施例，其中对等参数包括地理坐标。
[0016] 根据本发明的一个实施例，其中对等参数包括遮盖物识别。
[0017] 根据本发明的一个实施例，其中对等参数包括包含车辆中乘员的数量和就坐
位置的占用数据。
[0018] 根据本发明的一个实施例，其中占用数据进一步包含车辆乘员的身份识别。
[0019] 根据本发明的一个实施例，其中对等参数包括车辆类型的识别。
[0020] 根据本发明的一个实施例，其中请求识别与请求的众包数据相关的驱动器功能。
[0021] 根据本发明的一个实施例，进一步包含检测环境温度的步骤，其中当检测到的环境温度低于预定温度时，在请求中识别出的驱动器功能由除霜功能组成。
[0022] 根据本发明的一个实施例，其中用于除霜功能的众包数据包括空气处理单元的除霜设置、加热的玻璃表面的运行以及车窗清洗器和刮水器的运行。
附图说明
[0023] 图1是示出了配置为使用本发明的各个实施例的车辆的
框图；
[0024] 图2是更详细地示出了HVAC系统的元件的原理图；
[0025] 图3是示出了通过无线通信系统与云资源通信的车辆的示意图；
[0026] 图4是示出了用于提供本发明的远程数据服务的中心服务器资源的一个实施例的框图；
[0027] 图5是示出了本发明的用于自适应控制HVAC系统的一个优选的车载方法的
流程图；
[0028] 图6是根据本发明的一个实施例的部分气候控制电路的框图；
[0029] 图7是示出了操作用于采集和分配根据本发明的一个实施例的众包数据的中心云资源的方法的流程图。
具体实施方式
[0030] 现在参照图1，车辆10包括可以由通过
汽油供给
燃料的内燃发动机、通过电池提供电力的电力牵引
马达或两者(例如，在混合动力结构中)组成的
动力传动系统11。可以机械或电力驱动空调
压缩机12以给乘客舱14内的
蒸发器13提供制冷剂。可变速通
风机15包括在气候控制电路16的控制下引导空气流穿过
蒸发器13的风机
叶轮。控制电路16可以由本领域已知的可编程的
微控制器和/或专用
电子电路组成。控制电路16与本领域已知的各种车载传感器、驱动器(例如压缩机12和
通风机15)以及人机界面(HMI)17连接。HMI 17可以包含具有信息显示器(例如，字母数字和/或指示灯)的控制面板或控制头和由驾驶员或其他车辆乘员使用的手动控制元件(例如，
开关或转盘)以设置用于加热/冷却客舱14的所需的温度和/或通风机速度、启用加热的/冷却的表面、调整空气分配模式等。
[0031] 与控制电路16连接的传感器典型地可以包括外部(也就是环境)温度传感器18(其可以设置在发动机室19内)和内部舒适度传感器20，该内部舒适度传感器20产生识别舒适度参数的
信号——例如内部客舱温度信号和/或内部湿度信号，以及给控制电路16提供信号。与蒸发器13有关的蒸发器温度传感器21根据蒸发器内的实际温度产生蒸发器温度信号且将蒸发器温度信号提供给控制器16。
[0032] 多个HVAC气候驱动器与控制电路16连接以接收由控制电路16响应于传感器和HMI 17而产生的相应的命令参数。在示出的示例中，驱动器进一步包括加热器芯流量控制
阀22、安装在
挡风玻璃上的表面
电阻加热器23、座位加热/冷却系统23、
外后视镜除冰器24以及混合
门/模式驱动器25。许多额外的气候驱动器是已知的且可以在本发明中使用，包括但不限于加热的
方向盘、辅助电加热器以及挡风玻璃刮水器和清洗器。
[0033] 例如，车辆10可以包括遥控钥匙(RKE)接收器26，该接收器26用于接收来自由驾驶员携带的发射器的远程
控制信号以发起远程发动机启动事件。通过车载式通信系统——例如在接收器26和控制电路16之间的多路传输总线——的互连(未示出)可以响应于远程发动机启动而触发HVAC预调节。
[0034] 如下所述，车辆10进一步包括用于与车外网络和云资源(未示出)通信以获取用于自适应HVAC的运行的众包数据的具有天线28的无线通信系统27。首先，参照图2更详细地说明HVAC系统30的车载元件。由通风机马达31驱动的通风机15接收由来自
导管32的新鲜空气和/或来自客舱回风口33的由再循环门34确定的再循环空气组成的入风。系统30还包括除霜面板门35、
底板门36和温度混合门37。混合门37可选择地使空气通过加热器芯38。可以使用其它已知的空气流量调节装置替代所说明的门结构。
[0035] 以常规的方式通过任何几种类型的驱动器(包括例如但不限于
电动机和
真空控制器)驱动各个门。控制电路16与每个可移动的门连接用于通过各自的命令参数来控制空气温度和空气流动模式。例如，控制电路16可以进一步与后部座位区域的HVAC辅助元件或HVAC辅助控制器连接。因此，控制电路16中的各种控制
算法可以使用使许多不同方面的HVAC的运行适应的一系列广泛的驱动器。
[0036] 图3示出了云计算系统，其中车辆40和41基于移动、蜂窝通信系统通过数据通信系统与云资源42无线通信。车辆40通过蜂窝塔44与蜂窝运营商网络43通信，以及车辆41通过蜂窝塔46与蜂窝供应商网络45通信。供应商网络43和45是互相连接的。云资源42通过网关47与蜂窝网络连接。云42可以包括具有多个服务器48-50的资源的任意集合，这可以通过服务供应商——例如车辆制造商或与车辆制造商签订合同的实体管理。云资源42可以进一步与第三方数据资源或用于获取其它相关数据——例如区域天气数据和预测——的服务器
51连接。车辆40和41可以优选包括使用来自一组GPS卫星90的GPS信号来确定它们的地理坐标的GPS接收器。
[0037] 图4更详细地示出了配置为采集和分配有益于自适应车辆的HVAC系统的运行的HVAC相关的众包数据的云资源42。每当车队52的每个车辆处于使用中时，车队52(其包括车辆40)中的车辆将数据传输给在资源42内的
数据采集代理53。发送给采集代理53的数据优选包括测定的气候变量(例如温度和湿度)这样的HVAC相关的数据连同关于HVAC系统运行的数据——包括各种命令参数(例如，加热的除霜表面的启用状况、空气循环模式的设置、通风机速度的设置以及其它手动或自动确定的任何其它命令参数)的状况。来自车队的每次转移进一步包括识别各自车辆环境的对等参数以便可以确定报告的数据与要求基于众包信息的其它车辆的相关性。识别车辆环境的对等参数可以优选包括位置数据(例如使用GPS确定的车辆的地理坐标)和遮盖物识别(例如报告启动的车辆在
车库还是在外面)。对等参数可以进一步包括占用数据，例如车辆内的乘员的数量和坐落的位置。占用数据还可以包括乘员的身份识别、根据人口学或其它分组的个人识别信息或名称。尤其有益的是识别典型的HVAC相关的喜好或趋势的分组，例如更喜欢较温暖的乘客舱的类型的人或例如典型地要求增加新鲜空气的通风的吸烟者。
[0038] 由代理53采集的数据在分类框54中分类。优选至少根据在位置数据中识别的相应的地理区域进行分类。可以根据每个对等参数——例如车辆模型类型和内饰档次、占用以及其它因素来索引分类的数据。在根据各个索引参数分类之后，分类的数据存储在数据库55中。还可以通过分类框54分类来自数据服务51的第三方数据用于包含在数据库55中，其中例如可以根据地理位置索引数据库55中的第三方数据。产生的数据库55是基于众包的数据的有益的采集，这可以协助使HVAC系统运行自适应类似状况的车辆。
[0039] 还示出了车辆40与处理来自用户车辆——例如车辆40——的外部产生的请求的请求代理56远程联络。递交给请求代理56的请求优选包括在对等标识符57中将被检查的车辆40的对等参数以允许数据选择器/规整器58从数据库55中提取相关数据。请求还可以包括HVAC模式或驱动器的识别，对于该识别请求相应的基于众包的数据。例如，请求可以表明车辆40的气候控制电路试图确定是否应该调用一个或多个除霜模式或驱动器设置。根据车辆车窗上的霜或冰的严重程度，可以启用驱动器的各种组合，例如加热的车窗表面、除霜空气循环模式以及刮水器和/或清洗器运行。为了安全起见，需要快速地发起必要的行动来去除霜；但为了效能的原因，仅需要施加所需的最小量的电力来消除霜。咨询可用的众包数据可以提供快速的准确的确定关于处理除霜的情况什么可能是必要的。
[0040] 根据由对等标识符57识别的对等的信息和根据驱动器的任何特定的识别或可能包含在请求中的其它HVAC系统，数据选择器58提取相关数据且然后通过产生表明与提取的众包数据有关的置信级的相关权重来规整数据。通过规整获得的权重可以优选由将请求车辆的对等参数与有助于提取的数据的车辆对等参数进行比较而产生。另外，权重可以与产生报告的众包数据的样本量的统计显著性成比例。来自以下的报告的众包数据的权重将更高：1)具有相似占用的大量相同或相似模型的车辆(也就是由其支持)，和2)在最近的时间范围内接近的地理位置。
[0041] 图5示出了车辆中HVAC气候控制系统的一个优选的运行方法。一旦在步骤60中启动车辆(例如，响应来自无线密钥卡的远程启动信号)，HVAC系统就进入预调节模式。该系统开始将HVAC相关的数据周期性地发送给基于云服务的远程服务器。因此，在步骤61中监测
传感器数据且在步骤62中周期性地将传感器数据上传至云服务器。在车辆运行的时间期间继续执行步骤61和62。
[0042] 在步骤60中启动之后开始的预调节事件中，可以在步骤63中恢复一些之前的HVAC设置。例如，可以将温度设置和空气循环模式恢复至实际上在之前点火开关关断时的值。在步骤64中，获得通常用于HVAC自动控制类型的各种车载传感器数据。根据新的传感器数据，在步骤65中以常规方式调整HVAC控制电路的命令参数。同时，在步骤66中控制电路格式化且发送云请求，其中该请求包括用于识别各自的车辆环境的对等参数。请求可以进一步识别特定的HVAC功能，针对该功能，寻找相关数据。例如，当感测到小于预定的温度的环境温度(例如35°以下)时，那么可以为数据作出特定的请求，显示附近的许多车辆是否已经启用除霜功能。
[0043] 请求车辆中的无线通信系统向云发送请求且然后接收来自在步骤67中通过气候控制电路解析的云的响应以便恢复众包数据的相关项目，每个项目与相应的权重
配对。在步骤68中，在气候控制电路中将数据项目和相应的权重应用于模糊规则。因此，产生相应的命令参数以调整各自的HVAC驱动器。用于气候控制的模糊规则集的使用通常是已知的，在气候控制中根据
模糊逻辑结合各个传感器的状况或其它输入数据以便产生详细说明命令参数的决策输出。因此，模糊规则的输出使用基于众包数据自适应HVAC的运行，这可以改进效能因为仅在靠近的其它相似的车辆已经发现有必要以相同的方式运行相同的驱动器的程度下启用驱动器。
[0044] 在步骤69中，根据用户的手动输入和响应于车载传感器输入而继续更新命令参数。在步骤70中进行核查来确定是否应该发送新的云请求。根据预定的时间间隔或通过检测某些条件——例如检测降水或地理位置的显著变化——可以触发新的请求。如果更新是没有必要的则返回至步骤70。否则，该方法返回至用于格式化和发送更新的云请求的步骤66。
[0045] 图6示出了在解析器75中解析来自远程服务器的云数据的部分控制电路16。解析器75恢复包括除霜启用状态和除霜时间的众包数据，每个数据具有相关的权重。众包数据和权重应用于配置为确定是否应该驱动与除霜功能有关的各个驱动器的模糊规则或模糊集76。该示例说明了使用众包数据所针对的仅一个潜在的模糊规则。本领域技术人员将认识到使用众包数据用于自适应HVAC的运行的许多额外的示例。
[0046] 模糊规则76接收包括内部和外部环境温度数据、湿度数据、占用数据以及遮盖物数据(它识别车辆停泊在车库还是外面)的额外的输入。额外的输入数据可以包括描述最近是否驱动车辆和/或最近温度
波动的历史的特征的近期的活动。使用模糊逻辑结合包括表示其他用户是否已经启用他们的除霜驱动器和/或除霜所使用的时间量的云数据的各个输入要求反应置信级或众包数据的相关性的权重数据，以便可以适当地作为因素列入由模糊规则76达成的决策。如前所述，权重可能与请求车辆和在众包数据库中发现的选择的车辆之间的近似度成比例。例如，车辆的除霜启用状态将与大体相同类型的车辆和处于比更远的车辆更近的地理相邻性的车辆更相关。因此，远程云服务器可以使众包数据标准化如下。数据选择器/规整器可以选择一组在请求车辆的一定距离内的车辆来计算车辆的除霜功能启用的车辆的百分数。可以确定与这样的车辆距请求车辆平均距离成比例的权重。因此，在大多数包括的车辆相对远的情况下该百分数将大打折扣。权重可能进一步与统计样本量成比例，其中当在数据库中发现更多数量的潜在的相关车辆时该权重被赋予较高的值。如果发现很少的车辆则该权重将会较小且模糊规则将受众包数据较小的影响。
[0047] 模糊规则76的输出端提供至信号门77的输入端。每当驾驶员已经手动设置除霜功能打开或关闭时，门77的控制输入端接收手动超驰信号。仅当手动超驰没有发生时，模糊规则76的输出端与相关是驱动器连接。
[0048] 图7示出了用于给HVAC提供云数据服务以支持HVAC系统的运行的云资源的操作。在步骤80中，采集代理采集个别的车辆状态，其中每个状态可以包括HVAC相关的数据和相关的对等参数以便使众包数据与随后的请求相匹配。在步骤81中，根据对等参数或属性将车辆状态数据进行分类且分类的数据储存在数据库中。在步骤82中来自请求车辆的请求被接收之后，云资源使具有适当的权重的相同或相似的对等参数的可用的数据标准化，当在请求车辆中输入至逻辑规则时该适当的权重表示用于衡量众包数据的影响的置信级。在步骤84中云资源将众包数据和权重传输给请求车辆。
[0049] 可以通过车辆制造商实施众包资源来支持在一队已经制造的车辆中的HVAC系统的运行。制造商处于最好的位置来协调车辆和中心服务器系统之间的相互作用以便以支持车辆级别的有意义的功能请求的方式采集、分类和标准化适当的数据。
