專利名稱：用于交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的控制方案的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及用于交通工具乘員室的環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，且具體地說， 涉及用于交通工具乘員室的環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的控制方案。
背景技術：
幾乎所有乘客交通工具都包括一種用于調節(jié)交通工具乘員環(huán)境，即內 部乘員室的系統(tǒng)。通常，這些系統(tǒng)包括常規(guī)的加熱、通風和空氣調節(jié)(HVAC)系統(tǒng)、 一個或更多座椅加熱器、 一個或更多座椅冷卻器和多種 其它設備，包括例如諸如于2003年6月17日公布的美國專利No.6,578,910 中所描迷的集成式座椅通風設備，所述專利的公開內容于此以引用方式并 入本文。由于對傳統(tǒng)汽油/柴油、靈活燃料(flex-fuel)和代用燃料交通工 具的改進的燃油經濟的興趣的增長，且隨著電動交通工具和燃料-電力混合 動力交通工具的新的發(fā)展，對交通工具內的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的能量消耗 的關注加大。例如，美國專利申請No.2007/0017666公開了一種包括HVAC 設備和熱儲存設備的交通工具系統(tǒng)，HVAC設備和熱儲存設備二者都被配 置成向交通工具的乘員室提供加熱和冷卻。所述系統(tǒng)進一步包括控制器, 該控制器基于熱儲存設備的可用的儲備或乘員室的需要，控制HVAC設備 和熱儲存設備中的至少一個，以向交通工具乘員室提供加熱和冷卻。發(fā)明內容本發(fā)明涉及一種用于交通工具的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的控制方案，所述 控制方案基于能量消耗分析來操作至少一個環(huán)境調節(jié)設備。環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)包括控制器，該控制器至少部分地基于由用戶輸入設備 所指示的期望的條件和由系統(tǒng)輸入設備所指示的交通工具參數(shù)來選擇性地才喿作至少一個設備，用于改變交通工具乘員的環(huán)境，且所述控制器至少 部分地基于能量管理算法操作上述設備。由下列詳細描述和附圖，本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點對本領域的技術人 員來說將變得顯而易見。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)參考附圖，圖1中展示有根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的交通工具乘員 環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)10。交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)10是用于控制交通工具乘 員室環(huán)境的系統(tǒng)。必須理解的是，系統(tǒng)IO是示意性地展示的，且圖1并 不是必須要表示系統(tǒng)10的實際構型或體系結構。交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)10包括能量管理控制器12，其用途將在 下文進一步描述。多個用戶輸入設備14連接至控制器12。多個用戶輸入 設備14可包括所期望的溫度指示器、風扇速度指示器、和/或自動控制設 置指示器。在本實施方案中，在控制器12中儲存至少一個環(huán)境配置文件， 且多個用戶輸入設備14包括與環(huán)境配置文件的啟動相關聯(lián)的至少一個智 能鑰匙(keyfob)或交通工具遠程控制器。在一個實施方案中，控制器12 通過智能鑰匙、遠程控制器或任何其它適合的設備來識別交通工具的駕駛 員，并啟動相關環(huán)境配置文件。然而，必須理解的是，系統(tǒng)10不需要包 括上述列舉的全部設備或也不需要包括任何一個特定的用戶輸入設備。實 際上，系統(tǒng)10只需要包括能指示交通工具乘員室的至少一個期望條件的 至少 一個用戶輸入設備。多個交通工具系統(tǒng)輸入設備16連接至能量管理控制器12。多個交工 具系統(tǒng)輸入設備16可包括外部溫度指示器、乘員室溫度指示器、和/或任 何其它輸入設備以指示交通工具內或周圍的環(huán)境參數(shù)。另外，多個交通工 具系統(tǒng)輸入設備16包括用于指示交通工具座椅上的乘員的存在的乘員傳 感器。多個交通工具系統(tǒng)輸入設備16進一步包括用于指示交通工具若干 個其它部件狀態(tài)的若千個指示器，其中一些將在下文進一步描述。然而， 必須理解的是，系統(tǒng)10不需要包括所有上述列舉設備或任何一個特定的 交通工具輸入設備。實際上，系統(tǒng)10只需要包括能指示至少一個交通工 具參數(shù)的交通工具輸入設備中的至少一個。系統(tǒng)10進一步包括用于改變交通工具乘員的環(huán)境的多個乘員環(huán)境調 節(jié)設備。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備可包括集成式座椅加熱器18和/或集成式 座椅冷卻器20，但兩者都不是必需的。座椅加熱器18包括具有熱電設備， 如電熱絲的加熱墊。然而，必須理解的是，所述加熱墊可包括產生熱的任 何電阻元件。另外，座椅加熱器18和座椅冷卻器20包括集成在座椅內的 管道系統(tǒng)，該管道系統(tǒng)帶有可開關的加熱-冷卻源，例如熱電設備，例如 帕爾貼(Peltier)設備。如所期望的，來自管道的空氣可被吹送經過座椅 的就座表面的孔并吹送至乘員。關于集成式管道系統(tǒng)，座椅加熱器18或 座椅冷卻器20可以以主動或被動模式運行。這就是說，空氣處理設備可 在加熱或冷卻源運行或不運行的狀況下經過管道系統(tǒng)傳輸空氣，從而來主 動調節(jié)空氣或僅僅將乘員室的空氣通過座椅再循環(huán)。還必須理解的是，座 椅冷卻器20可包括帶有熱電設備的冷卻墊，例如帕爾貼冷卻器，或適合 于通過座椅向交通工具的乘員提供直接或間接冷卻的任何其它設備。此 外，管道系統(tǒng)可以是可調節(jié)的，使得可基于乘員的尺寸和位置將空氣的輸 出對準座椅上的特定乘員。在一個實施方案中，系統(tǒng)10包括集成式座椅加熱器18，其中座椅包 括坐墊加熱墊、靠背加熱墊、坐墊傳感器和靠背傳感器。坐墊傳感器作為 系統(tǒng)輸入設備16探測座椅乘員的存在和/或位置，并使該信息可用于能量 管理控制器12?？刂破?2接著相應地控制座椅加熱設備18。例如，在探 測到座椅乘員向前傾而未靠在座椅靠背上的情況下，控制器12可命令座 椅加熱設備18關掉靠背加熱墊，從而節(jié)省能量。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備還可包括主加熱源22和次加熱源24。就傳統(tǒng)內燃機交通工具、代用燃料發(fā)動機交通工具或混合發(fā)動機來說，主加熱源22可為從發(fā)動機吸熱的常規(guī)加熱芯。就電動發(fā)動機交通工具或混合動力交 通工具來說，主加熱源22可為電加熱元件。在4壬意情況下，主加熱源22 可為適合于給交通工具乘員室提供主要加熱的任何設備。就傳統(tǒng)內燃機交 通工具、代用燃料發(fā)動才幾交通工具或混合動力交通工具來i兌，次加熱源24 可為發(fā)動機的排氣裝置的熱或熱電回收單元。就電動發(fā)動機交通工具或混 合動力交通工具來說，電池/能量儲存設備經常需要獨立的環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)， 以使電池(多個電池)不致過熱或過冷。次加熱源24可以是用于電氣系 統(tǒng)的電池的環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)。在任何情形中，次加熱源24可為適合于給交 通工具乘員室提供輔助的加熱的任何設備。應該指出，對于其它示例，次 加熱源24甚至可利用另一個交通工具系統(tǒng)的排熱，例如但不限于，來自 諸如用于冷卻手套箱或用于裝備有飲料冰箱的交通工具的制冷系統(tǒng)的熱。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備還包括主冷卻源26和次冷卻源28。主冷卻源 26可為由交通工具主發(fā)動機驅動的常規(guī)空氣調節(jié)(A/C)壓縮機單元，或 適合于給交通工具乘員室提供主要冷卻的任何其它設備。次冷卻源28可 為用于將能量轉換為冷卻潛能的熱或熱電單元，例如帕爾貼設備?？商鎿Q 地，次冷卻設備28可為另一個交通工具系統(tǒng)的冷卻潛能，例如但不限于 諸如用于冷卻手套箱或用于裝備有飲料水箱的交通工具的制冷系統(tǒng)。然 而，必須理解的是，次冷卻設備28可為適合于給交通工具乘員室提供輔 助冷卻的任何設備。此外，必須指出，就電動發(fā)動機交通工具或混合動力 交通工具來說，次冷卻源28可為用于電氣系統(tǒng)或任意其它子系統(tǒng)的電池 的適合于提供輔助冷卻的環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備還包括通風系統(tǒng)30的部件。通風系統(tǒng)30還包 括一個或更多吹風機、風扇或空氣處理設備/轉送機，以將空氣經過通風系 統(tǒng)和乘員室的管道系統(tǒng)或其它空氣運載器而移動。通風系統(tǒng)30可與主加 熱源22、次加熱源24、主冷卻源26和/或次冷卻源28聯(lián)合運行，以向交 通工具乘員室的期望位置提供調節(jié)過的空氣。可替換地，通風系統(tǒng)30可 單獨運行，以向乘員室提供外部(通風)空氣或將乘員室內的空氣循環(huán)。通風系統(tǒng)30可直接向任何(一個或更多)界定的氣候區(qū)32提供氣流或者 通風系統(tǒng)30可向或經過任何(一個或更多)乘員座椅34提供氣流。如所 期望的，向或經過乘員座椅34的氣流可補充或從功能上取代任何特定乘 員座椅34的集成式座椅加熱器18或集成式座椅冷卻器20。優(yōu)選地，通過一個或更多系統(tǒng)輸入設備16，多個環(huán)境調節(jié)設備的狀態(tài) 可用于能量管理控制器。所述狀態(tài)信息可包括但不限于運行狀態(tài)、容量和 類似的信息。例如，主冷卻設備26可提供主冷卻單元的狀態(tài)，以指示其 是否已經冷卻。如果沒有，最初使該單元冷卻的能量消耗可由能量管理控 制器12計算出來。必須理解的是，能量管理控制器12可為單個集成設備，或者能量管 理控制器12可分散在交通工具系統(tǒng)各處，或者能量管理控制器可采用任 何其它適合的形式。例如，能量管理控制器12可包括來自交通工具內各 種系統(tǒng)的多種控制機構和/或處理器。在一個實施方案中，控制器12包括 用能量管理算法編程的中央電子控制單元(ECU)和與該ECU進行電氣 通信的用于多個環(huán)境調節(jié)設備的多個控制/激勵設備。在運行中，響應于由至少一個用戶輸入設備指示的至少一個期望的條 件和由至少一個系統(tǒng)輸入設備指示的至少一個交通工具參數(shù)，能量管理控 制器12基于包括能量消耗分析的能量管理算法，操作多個乘員環(huán)境調節(jié) 設備中的至少一個。必須理解的是，能量消耗分析可為基于用戶輸入和系 統(tǒng)輸入進行決策的決策樹，或者能量消耗分析可為將用戶輸入和系統(tǒng)輸入 用作控制函數(shù)的決定變量的查詢表，或者能量消耗分析可為用于基于能量 消耗成本來控制多個環(huán)境調節(jié)設備中的任何一個的任何編程的機制。例如，以下是^t喿作乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)10的一個優(yōu)選方法。由用戶輸入設備14中的一個向能量管理控制器12提供交通工具乘員 室的期望條件。用戶輸入設備14可以為指示交通工具乘員室的期望溫度 的溫度調節(jié)選擇器、指示交通工具內的期望氣流的氣流選擇器、指示用于 交通工具的期望環(huán)境控制方案的配置文件指示器。例如，配置文件指示器 可為與包括環(huán)境控制的特定用戶配置文件相關聯(lián)的智能鑰匙或遠程單元。 能量管理控制器12則可基于配置文件指示器選擇特定的環(huán)境配置文件?？商鎿Q地，環(huán)境配置文件信息可被保存于智能鑰匙或遠程設備，且當用戶 促動或被動傳輸時，智能鑰匙或遠程設備向控制器12提供配置文件信息。 這些信息可被設置為基于特定乘員的期望自動調節(jié)環(huán)境控制。交通工具的至少一個參數(shù)由多個交通工具系統(tǒng)輸入設備16提供給能 量管理控制器12。交通工具系統(tǒng)輸入設備16可以向交通工具指示外部環(huán) 境溫度、乘員室溫度、 一個或更多交通工具系統(tǒng)的狀態(tài)、由乘員探測系統(tǒng) 提供的交通工具座椅上的乘員的存在和/或位置，以及類似的信息。應注意 的是，乘員探測系統(tǒng)可為光學成像系統(tǒng)、IR或RF傳感器設備、壓力傳感 器系統(tǒng)，和/或用于探測乘員的存在和/或位置的任何其它機構。此外，乘 員傳感器可為與氣嚢組件相關聯(lián)的乘員傳感器。能量管理控制器12以包括能量消耗分析的能量管理算法評估由用戶 輸入設備14指示的期望條件和由系統(tǒng)輸入設備16指示的交通工具參數(shù)。 控制器12接著基于評估結果選擇性地操作多個乘員環(huán)境調節(jié)設備中的一 個或更多。在一個實施方案中，多個乘員環(huán)境調節(jié)設備是使用電能來產生加熱或 冷卻的有源設備。對這些設備的選擇可基于實時使用和/或容量來確定。在 一個實例中，能量管理控制器12控制多個設備以首選使用過剩容量。在 另一個實例中，能量管理控制器12控制多個設備以按能量效率的順序來 利用設備。在又一個實例中，能量管理控制器12僅在由乘員感知的分析 確定必要時才操作設備。在一個實施方案中，方法包括界定交通工具內的多個乘員氣候區(qū)。以 多個交通工具系統(tǒng)輸入設備16中的至少一個來確定至少一個氣候區(qū)的占 用。能量管理算法響應于所確定的占用，以控制多個乘員環(huán)境調節(jié)設備中 的至少一個。在另一個實施方案中，用戶輸入設備14 ^皮設置分別用于一個或更多 個乘員氣候區(qū)?；诜謩e界定的用戶輸入來控制多個乘員環(huán)境調節(jié)設備， 以減小能量消耗。在又一個實施方案中，基于乘員就座和/或位置來控制乘員環(huán)境調節(jié)系位置的單獨的或與其它設備集成的，如與加熱或冷卻墊集成的乘員感測 墊。然而，系統(tǒng)輸入設備16可包括任何適合的座椅乘員傳感器和/或位置 探測器。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備則可^皮控制對準乘員室內的乘員位置，并 減少對不包括乘員的區(qū)域和位置的交通工具環(huán)境調節(jié)的能量消耗。例如， 向不包括乘員的乘員區(qū)提供調節(jié)的系統(tǒng)設備可以關掉或降低能量運行，和/或在存在乘員的區(qū)域內的設備可對準該乘員。例如，集成式加熱設備18 和集成式冷卻設備20可被控制為僅對與乘員接觸的座椅的部分起作用， 和/或通風/管道系統(tǒng)可被控制為僅將氣流對準乘員。應注意的是，通過對本將起作用的多個乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)10中的任 何一個停止供能或者減少供能，乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)10將使用更少的能量 以及，例如在電動交通工具的情況下，增大可行駛范圍能力，而在傳統(tǒng)或 代用燃料交通工具的情況下，將增大單位燃料的行駛里程。還應注意的是，乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)10可基于蒸發(fā)冷卻原理不用其它 的乘員環(huán)境調節(jié)設備的幫助而操作通風系統(tǒng)30。為了達到所述效果，能量 管理控制器可基于所期望的乘員室溫度和實際乘員室溫度之間的差異來 控制多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。在這種情況下，能量管理算法基于風冷效應 計算乘員感知的冷卻效果，并以能量消耗計算結果盡可能少地操作冷卻源 26和28以節(jié)省能量。必須理解的是，這包括向氣候區(qū)32或向乘員座椅 34的氣流。在另 一個實施方案中，能量消耗分析包括對乘員室的期望溫度和實際 溫度之間的溫度梯度、差異的使用，連同操作特定乘員環(huán)境調節(jié)設備的能能量管理控制器12接著將基于分析的結果操作多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。應該注意，在一個實施方案中，系統(tǒng)10包括在通風系統(tǒng)30中的適應 性或可開關管道，以按照期望將多個其它乘員環(huán)境調節(jié)設備對準多個乘員 區(qū)中的任意氣候區(qū)32或者任意乘員座椅34。另外，可以預期的是，與常規(guī)的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)相比，除了減小能 量消耗之外，考慮到因能量管理算法而對多個乘員環(huán)境調節(jié)設備的有效使 用，乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)IO還將對乘員具有更快的感知的溫度變化。參考圖2，展示有根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的交通工具乘員環(huán)境調節(jié) 系統(tǒng)110。交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)110為用于控制交通工具乘員室111 的環(huán)境的系統(tǒng)，尤其是用于電動交通工具，但這不是必須的。必須理解的是，系統(tǒng)110被示意性地展示，且圖2并不意味著必須表示系統(tǒng)110的實際構型或體系結構。交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)110包括能量管理控制器112,其用途將 在下文進一步描述。交通工具乘員室111包括多個乘員區(qū)域113。兩個區(qū) 域113被示出。然而，必須理解的是，為了環(huán)境調節(jié)，乘員室lll可按照 需要而包括任意數(shù)量的乘員區(qū)域，以劃分乘員室111。多個用戶輸入設備 114被連接至控制器112。多個用戶輸入設備114可包括所期望的溫度指示 器、風扇速度指示器和/或自動控制設置指示器。優(yōu)選地，多個輸入設備 114中的一個與多個區(qū)域113中的一個相關聯(lián)。例如，在一個實施方案中， 乘員室111包括多個乘員座椅115，其中每一個乘員座椅都有與一區(qū)域113 相關聯(lián)。與區(qū)域113相關聯(lián)的用戶輸入設備114還與座椅115和/或就座在 其中的乘員相關聯(lián)。例如，在本實施方案中，至少一個環(huán)境配置文件儲存在控制器112中， 且多個用戶輸入設備114可包括與環(huán)境配置文件的啟動相關聯(lián)的至少一個 智能鑰匙或交通工具遠程控制器。在另一個實施方案中，控制器112通過 智能鑰匙、遠程控制器或任何其它適合的設備識別交通工具駕駛員，并啟 動相關聯(lián)的環(huán)境配置文件。然而，必須理解的是，系統(tǒng)110不需要包括所 有上述列舉設備或也不需要包括任何一個特定的用戶輸入設備114。實際 上，系統(tǒng)110只需要包括能指示交通工具乘員室111的至少一個期望條件 的至少 一個用戶輸入設備114。多個交通工具系統(tǒng)輸入設備116連接至能量管理控制器112。多個交 通工具系統(tǒng)輸入設備116可包括外部溫度指示器、乘員室溫度指示器和/ 或任何其它輸入設備，以指示交通工具內或周圍的環(huán)境參數(shù)。另外，多個 交通工具系統(tǒng)輸入設備116可包括用于指示交通工具座椅115上的乘員的 存在的乘員傳感器。如圖2所示，至少一個系統(tǒng)輸入設備116與一個區(qū)域 113和/或座椅115相關聯(lián)。然而，必須理解的是，系統(tǒng)110不需要包括所有上述列舉設備或任何一個特定的交通工具系統(tǒng)輸入設備。實際上，系統(tǒng) 110只需要包括能指示至少一個交通工具參數(shù)的交通工具系統(tǒng)輸入設備中 的至少一個。系統(tǒng)110進一步包括用于改變交通工具乘員環(huán)境的多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備可包括集成式座椅加熱器118,但這不是必 需的。座椅加熱器118包括加熱墊，加熱墊具有用于產生熱的熱電設備， 例如電熱絲。然而，必須理解的是，加熱墊可包括產生熱的4壬何電阻元件。 座才爭加熱器118的加熱墊將產生穿過座才命115向乘員區(qū)域113和/或就座在 座椅115中的乘員輻射的熱。在一個實施方案中，系統(tǒng)110還包括集成式座椅加熱器118,其中座 椅115包括坐墊加熱墊、靠背加熱墊、坐墊傳感器和靠背傳感器。坐墊傳 感器作為系統(tǒng)輸入設備116探測座椅乘員的存在和/或位置，并使這種信息 可用于能量管理控制器112?？刂破?12接著相應地控制座椅加熱設備118。 例如，在探測到座椅乘員向前傾而未靠在座椅靠背上的情況下，控制器112 可命令座椅加熱設備118關掉靠背加熱墊，從而節(jié)省能量。系統(tǒng)110進一步包括集成式加熱/冷卻座椅通風系統(tǒng)120，但二者都不 是必需的。集成式座椅通風系統(tǒng)120包括集成在座椅115內的管道系統(tǒng)， 該管道系統(tǒng)具有可開關的加熱-冷卻源，例如為集成式座椅通風系統(tǒng)120 產生加熱和/或冷卻的熱電設備。例如，熱電設備可為一種帕爾貼設備， 或適合于為集成式座椅通風系統(tǒng)120產生加熱或冷卻的任何其它設備。如 期望的，來自集成式座椅通風系統(tǒng)120的管道的空氣可被吹送通過座椅115 的就座表面上的孔并進到區(qū)域113中和/或到座椅115的乘員上。關于集成 式管道系統(tǒng)，集成式座椅通風系統(tǒng)120可以以主動或^皮動才莫式運行。這就 是說，可在加熱或冷卻源運行或不運行的狀況下經過管道系統(tǒng)傳輸空氣， 從而主動調節(jié)空氣或僅僅將乘員室的空氣通過座椅115再循環(huán)。此外，管 道系統(tǒng)是可調節(jié)的，使得可基于乘員的尺寸和位置將空氣的輸出對準座椅 上的特定乘員。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備還可包括主加熱源122和次加熱源124。就傳 統(tǒng)內燃才幾交通工具、代用燃術+發(fā)動才幾交通工具或混合交通工具而言，主加熱源122可為從發(fā)動機吸熱的常規(guī)加熱芯，即，加熱芯利用發(fā)動機產生的熱。才尤電動發(fā)動一幾交通工具或混合動力交通工具而言，主力口熱源122可為 用于從電能產生熱的電加熱元件。在任意情況下，主加熱源122可為適合 于給交通工具乘員室111提供主要加熱的任何設備。就傳統(tǒng)內燃機交通工可為發(fā)動機的排氣裝置的熱或熱電回收/儲存單元。在這種情況下，熱電設 備從發(fā)動機或排氣裝置回收熱以產生電能，該電能接著輸送至主動使用電 來產生熱的熱電設備。然后，熱被儲存在熱儲存設備中，例如供系統(tǒng)110 無源的基于相變的回收設備。在這種情況下，基于可用的過剩熱和儲存單 元的剩余儲存容量來控制熱電設備的運行。就電動發(fā)動機交通工具或混合 動力交通工具而言，電池/能量儲存設備通常需要獨立的環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，以 使電池(多個電池)不致過熱或過冷。次加熱源124可以是用于電氣系統(tǒng) 的電池的環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)。在這種情況下，電池調節(jié)系統(tǒng)可以包括，例如從 電能產生熱的電加熱元件。在任何情況下，次加熱源124可為適合于給交 通工具乘員室提供輔助加熱的任何設備。應注意到，對于其他示例，次加 熱源124甚至可利用另一個交通工具系統(tǒng)的排熱，例如但不限于，來自例 如用于冷卻手套箱或用于裝備飲料水箱的交通工具、使用壓縮機產生排熱 的制冷系統(tǒng)的熱。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備還包括主冷卻源126和次冷卻源128。主冷卻 源126可為常規(guī)空氣調節(jié)(A/C)壓縮機單元，其用于通過傳送帶系統(tǒng)由 交通工具的主要發(fā)動機驅動，或由從交流發(fā)電機或電池抽取電能的電動機 來驅動而產生冷卻。然而，必須理解的是，主冷卻源126可為適合于向交 通工具乘員室提供主要冷卻的任何設備。次冷卻源128可為使用電產生冷 卻的熱或熱電單元，例如帕爾貼設備?？商?灸地，次冷卻i殳備128可為另 一個交通工具系統(tǒng)產生的冷卻，例如^旦不限于，如用于冷卻手套箱或用于 裝備飲料冰箱的交通工具的制冷系統(tǒng)。然而，必須理解的是，次冷卻設備 128可為適合于給交通工具乘員室提供輔助冷卻的任何設備。此外，必須 指出，就電動發(fā)動機交通工具或混合動力交通工具而言，次冷卻源128可 為用于電氣系統(tǒng)或任何其它子系統(tǒng)的電池的適合于提供輔助冷卻的環(huán)境 調節(jié)系統(tǒng)。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備還包括通風系統(tǒng)130的部件。通風系統(tǒng)130包 括一個或更多吹風機、風扇或空氣處理/轉送機131，以通過管道系統(tǒng)133 或通風系統(tǒng)130和乘員室111的其它空氣運載器移動空氣。通風系統(tǒng)130 可與主加熱源122、次加熱源124、主冷卻源126和/或次冷卻源128耳關合 運行，以向交通工具乘員室的期望位置提供調節(jié)過的空氣。可替換地，通 風系統(tǒng)130可單獨運行，以向乘員室lll提供外部(通風)空氣或將乘員 室111內的空氣循環(huán)。通風系統(tǒng)130可通過車艙通風口 135直接向任何(一 個或更多)界定的氣候區(qū)113提供氣流，或者通風系統(tǒng)130可通過座椅通 風口 137向或經過任何(一個或更多)乘員座椅115提供氣流。如所期望 的，向或經過乘員座椅115的氣流可補充或從功能上代替任何特定的乘員 座椅115的集成式座椅通風系統(tǒng)120。此外，在一個實施方案中，多個環(huán)境調節(jié)設備與能量管理控制器112 通信，以向控制器112指示一個或更多個環(huán)境調節(jié)設備的狀態(tài)。所述狀態(tài) 信息可包括但不限于，運行狀態(tài)、容量和類似的信息。例如，主冷卻設備 126可提供主冷卻單元的狀態(tài)，以指示其是否已經冷卻。如果沒有，初始 冷卻該單元的能量消耗可由能量管理控制器112計算出來。必須理解的是，能量管理控制器112可為單個集成設備，或者能量管 理控制器112可分散在交通工具系統(tǒng)各處，或者能量管理控制器112可采 用任何其它適合的形式。例如，能量管理控制器112可包括來自交通工具 內各種系統(tǒng)的多種控制機構和/或處理器。在一個實施方案中，控制器112 包括用能量管理算法編程的中央電子控制單元(ECU)和與該ECU進行 電氣通信的用于多個環(huán)境調節(jié)設備的多個控制/激勵設備。在運行中，響應于由至少一個用戶輸入設備指示的至少一個期望的條 件和由至少一個系統(tǒng)輸入設備指示的至少一個交通工具參數(shù)，能量管理控 制器112基于包括能量消耗分析的能量管理算法，操作多個乘員環(huán)境調節(jié) 設備中的至少一個以產生加熱或冷卻。必須理解的是，能量消耗分析可為 基于用戶輸入和系統(tǒng)輸入進行決策的決策樹，或者能量消耗分析可為將用 戶輸入和系統(tǒng)輸入用作控制函數(shù)的決定變量的查詢表，或者能量消耗分析 可為用于基于能量消耗成本來控制多個環(huán)境調節(jié)設備中的任何一個的任 4可編程的才幾制。例如，以下是#:作乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)110的一個優(yōu)選方法。 由用戶輸入設備114中的一個向能量管理控制器112提供交通工具乘員室的期望條件。用戶輸入設備114可以為指示交通工具乘員室的期望溫度的溫度調節(jié)選擇器、指示交通工具內的期望氣流的氣流選擇器、指示用 于交通工具的期望環(huán)境控制方案的配置文件指示器。例如，配置文件指示 器可為與包括環(huán)境控制的特定用戶配置文件相關聯(lián)的智能鑰匙或遠程單元。能量管理控制器112則可基于配置文件指示器選擇特定的環(huán)境配置文 件?？商鎿Q地，環(huán)境配置文件信息可被保存于智能鑰匙或遠程設備，且當 用戶促動或被動傳輸時，智能鑰匙或遠程設備向控制器112提供配置文件 信息。這些信息可被設置為基于特定乘員的期望自動調節(jié)環(huán)境控制。由多個交通工具系統(tǒng)輸入設備116向能量管理控制器112提供交通工 具的至少一個參數(shù)。交通工具系統(tǒng)輸入設備116可向交通工具指示外部環(huán) 境溫度、乘員室溫度、 一個或更多交通工具系統(tǒng)的狀態(tài)、由乘員探測系統(tǒng) 提供的交通工具座椅上的乘員存在和/或位置，以及類似的信息。應注意的 是，乘員探測系統(tǒng)可為光學成像系統(tǒng)、IR或RF傳感器設備、壓力傳感器 系統(tǒng)，和/或用于探測乘員存在和/或位置的任何其它機構。此外，乘員傳 感器可為與氣嚢組件相關聯(lián)的乘員傳感器。能量管理控制器112以包括能量消耗分析的能量管理算法評估由用戶 輸入設備114指示的期望條件和由系統(tǒng)輸入設備116指示的交通工具參數(shù)。 控制器112接著基于評估結果選擇性地操作多個乘員環(huán)境調節(jié)設備中的一 個或更多。有可能所需要的加熱或冷卻可部分地由無源的、非發(fā)生設備提 供，例如傳統(tǒng)加熱芯或相變熱儲存設備。然而，當期望的加熱或冷卻不能 全部由無源設備提供時，環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)110必須利用有源的、加熱/冷卻發(fā) 生設備來提供或補充加熱或冷卻。這樣，在一個實施方案中，能量管理控制器必須對為使用能量，例如 電能的有源設備的多個乘員環(huán)境調節(jié)設備進行選擇，來產生加熱或冷卻。 對這些設備的選擇可基于實時使用和/或容量來確定。在一個示例中，能量 管理控制器112控制多個設備以首選使用過剩容量。在另一個實例中，能 量管理控制器112控制多個設備以按能量效率來利用設備。在又一個示例 中，能量管理控制器112僅在由乘員感知的分析確定必要時才操作設備。在一個實施方案中，方法包括界定交通工具內的多個乘員氣候區(qū)113。以多個交通工具系統(tǒng)輸入設備116中的至少一個來確定至少一個氣候區(qū) 113的占用。能量管理算法響應于確定的占用，以控制多個乘員環(huán)境調節(jié) 設備中的至少一個。在另一個實施方案中，分別為一個或更多個乘員氣候區(qū)113提供用戶 輸入設備114?；诜謩e界定的用戶輸入來控制多個乘員環(huán)境調節(jié)設備， 以減小能量消耗。在又一個實施方案中，基于乘員就座和/或位置來控制乘員環(huán)境調節(jié)系 統(tǒng)110。例如，系統(tǒng)輸入設備116可包括用于探測座椅上的乘員的存在和/ 或位置的單獨的或與其它設備集成的，如與加熱或冷卻墊集成的乘員感測 墊。然而，系統(tǒng)輸入設備116可包括任何適合的座椅乘員傳感器和/或位置 探測器。多個乘員環(huán)境調節(jié)設備則可被控制為對準乘員室內的乘員位置， 并減少對不包括乘員的區(qū)域和位置的交通工具環(huán)境調節(jié)的能量消耗。例 如，向不包括乘員的乘員區(qū)域113提供調節(jié)的系統(tǒng)設備可以關掉或降低能 量運行，和/或在乘員存在的區(qū)域113區(qū)中的設備可對準該乘員。例如，座 椅加熱器118和/或集成式加熱和冷卻座椅通風系統(tǒng)120可被控制為僅對座 椅115的與乘員接觸的部分起作用，和/或通風/管道系統(tǒng)可被控制為僅將 氣流對準乘員。應注意的是，通過對本將起作用的多個乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)中的任何一 個停止供能或者減少供能，乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)110將使用更少的能量以及， 例如在電動交通工具的情況下，增大可行駛范圍能力，而在傳統(tǒng)或代用燃 料交通工具的情況下，將增大單位燃料的行駛里程。還應注意的是，乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)110可基于蒸發(fā)冷卻原理不用其它 的乘員環(huán)境調節(jié)設備的幫助而操作通風系統(tǒng)130。為了達到這種效果，能 量管理控制器112可基于所期望的乘員室溫度和實際乘員室溫度之間的差 異來控制多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。在這種情況下，能量管理算法基于風冷 效應計算乘員感知的冷卻效果，并以能量消耗計算結果盡可能少地操作冷 卻源126和128以節(jié)省能量。必須理解的是，這包括向氣候區(qū)113或向乘 員座椅115的氣流。在另一個實施方案中，能量消耗分析包括對乘員室的期望溫度和實際 溫度之間的溫度梯度、差異的使用，連同操作特定乘員環(huán)境調節(jié)設備的能能量管理控制器112接著將基于分析的結果操作多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。這樣，能量管理控制器112將基于能量消耗來操作多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。應該注意，在一個實施方案中，系統(tǒng)110包括在通風系統(tǒng)130中的適 應性或可開關管道，以按照期望將其它多個乘員環(huán)境調節(jié)設備對準多個乘 客區(qū)域113中的任意氣候區(qū)113或乘員座一奪115。另外，可以預期的是，與常規(guī)的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)相比，除了減小能 量消耗之外，考慮到因能量管理算法而對多個乘員環(huán)境調節(jié)設備的有效使 用，乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)110還將對乘員具有更快的感知的溫度變化。已經以本發(fā)明的優(yōu)選實施方案解釋和展示了本發(fā)明的操作原理和模 式。然而，必須理解的是，本發(fā)明可以以不同于所具體解釋和展示的方式 來實施。而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種用于交通工具的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其包括用戶輸入設備，其指示交通工具乘員室的期望的環(huán)境條件；交通工具系統(tǒng)輸入設備，其指示所述交通工具的至少一個參數(shù)；多個乘員環(huán)境調節(jié)設備，其產生加熱或冷卻，用于改變所述交通工具乘員室的環(huán)境；以及控制器，其響應于由所述用戶輸入設備指示的乘員室的期望的環(huán)境條件以及由所述系統(tǒng)輸入設備指示的交通工具參數(shù)，以基于能量消耗來操作所述乘員環(huán)境調節(jié)設備，用于產生加熱或冷卻。
2. 如權利要求1所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其中所述交通工具系統(tǒng) 輸入設備為用于指示交通工具座椅中的乘員的存在的乘員傳感器。
3. 如權利要求1所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其中所迷多個乘員環(huán)境 調節(jié)設備包括集成在交通工具座椅內的設備。
4. 如權利要求1所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其中所述多個乘員環(huán)境 調節(jié)設備包括熱電設備。
5. 如權利要求4所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其中所述熱電設備為帕 爾貼設備。
6. 如權利要求4所迷的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其中所迷熱電設備為陶 瓷設備。
7. 如權利要求3所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其中集成在所述交通工 具座椅內的所述設備為通風設備。
8. 如權利要求1所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其中所述用戶輸入設備 為智能鑰匙和遠程控制器其中之一 。
9. 如權利要求1所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其進一步包括多個用戶輸入設備，每個用戶輸入設備都指示界定在所述交通工具乘 員室內的多個氣候區(qū)的期望條件，其中，所述控制器響應于來自所述多個用戶輸入設備的輸入來操作所 述多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。
10. 如權利要求1所述的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其進一步包括多個交通工具系統(tǒng)輸入設備，其中所述控制器響應于來自所述多個交 通工具系統(tǒng)輸入設備的輸入來操作所述多個乘員環(huán)境調節(jié)設備。
11. 一種操作用于交通工具的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的方法，其包括如下 步驟a. 提供指示交通工具乘員室的期望條件的用戶輸入設備；b. 提供指示所述交通工具的至少一個參數(shù)的交通工具系統(tǒng)輸入設備；c. 提供產生加熱或冷卻以改變交通工具乘員的環(huán)境的設備；d. 提供以包括能量消耗分析的能量管理算法編程的控制器；e. 用所迷能量管理算法評估由所述用戶設備指示的期望條件和由所述 系統(tǒng)輸入設備指示的交通工具參數(shù)；f. 至少部分地基于步驟e中的所述評估步驟，用所述控制器來操作所 述設備。
12. 如權利要求11的所述方法，其進一步包括如下步驟g. 界定所述交通工具內的多個乘員氣候區(qū)；以及h. 用所述交通工具系統(tǒng)輸入設備確定至少一個氣候區(qū)的占用； 其中，所述能量管理算法響應于步驟h中確定的所述占用。
13. 如權利要求11所述的方法，其中所述設備與包括空氣處理器的通 風系統(tǒng)相關聯(lián)，且其中步驟f中的所述操作步驟包括使所述設備無效，以 及使所述空氣處理器在通風模式和再循環(huán)模式其中之一下運轉。
14. 一種用于交通工具的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其包括交通工具系統(tǒng)輸入設備，其指示所述交通工具的至少一個參數(shù)；乘員環(huán)境調節(jié)設備，其用于改變交通工具乘員的環(huán)境；以及控制器，其基于由所述系統(tǒng)輸入設備指示的交通工具參數(shù)來操作所述 設備。
15. 如權利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述交通工具的所述參數(shù)為交通工具座椅中的乘員的存在和交通工具座椅中的乘員的位置中的一個。
16. 如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)輸入設備為用于氣嚢 組件的乘員傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于交通工具乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)的控制方案。一種用于交通工具的乘員環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)，其包括控制器，所述控制器基于能量消耗分析來選擇性地操作至少一個設備，以用于改變交通工具乘員的環(huán)境。
文檔編號B60N2/56GK101332785SQ20081012610
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權日2007年6月26日
發(fā)明者H·溫斯頓·毛厄, 卡爾·肯尼迪, 桑托?！た番斊? 約翰·F· 內森 申請人:李爾公司