专利名称：具有乘员探测能力的智能hvac系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及采暖通风及冷却(HVAC)系统，更特别地，涉及一种智能HVAC系统，其具有探测乘员存在的能力且据此而更改操作。
背景技术：
HVAC系统早已用于调节与其流体连接的封闭空间，即通过从该空间和/或新鲜空气源抽气、当空气流经系统的一个或多个部件时处理(加热、冷却、增湿、除湿等)该空 气、并随后通过一个或多个空气通风口或调风器排出经处理的空气回到该空间内。空气通风口通常呈现有盖罩，其功能是依据需要排出空气。通过基于温度的传感器触发，传统的HVAC系统通常产生固定流速并且在不考虑乘员是否处于该空间内的情况下操作。由于没有考虑空间内的占据情况，传统的HVAC系统表现出低效率、不必要的大量碳足迹(carbonfootprint)、零部件的过度磨损以及增加的与之相关的费用。
发明内容
本发明涉及一种智能HVAC系统，可操作地来基于占用情况可调整地处理空间。通过当空间的指定部分未被占用时选择性地关闭一个或多个空气通风口和/或改变输出，本发明的系统对于降低碳足迹和能量消耗是有益的。这样，在机动车设置中，该系统进一步对于提高燃料经济性和/或改进具有乘员的内部车厢的那些部分的舒适程度是有益的。与传统的电动机械系统相比，在结合了活性材料的情况下，本发明对于改善封装选择也是有益的，降低了功能等效的质量、噪声(听觉上的和相对于EMF的)、以及运动零件的复杂性/数量。通常，本发明包括HVAC系统，其流体连接到该空间，并且包括多个通风口、控制器、以及多个乘员探测传感器。每一个通风口流体连接至该空间的大体独立部分。该控制器单独地通信地连接至HVAC系统且可操作地控制该空间和通风口之间的流体流动。乘员探测传感器可操作地探测在该空间的每一部分内乘员的存在，并且通信地连接至控制器，以告知控制器任何的存在。因此，HVAC系统、控制器和传感器协作地设置成仅当在所述部分中的至少一个内探测到乘员的时候传送处理的流体至所述部分中的所述至少一个。本发明还提供如下方案。方案I、一种智能系统，适于可调整地处理一空间以降低碳足迹和能量消耗，所述系统包括HVAC系统，其流体连接至该空间，且包括至少一个通风口，其中每一个通风口主要影响该空间的大体独立部分；控制器，其独立地、通信地连接至HVAC系统且可操作地控制该空间和通风口之间的流体流动；以及至少一个乘员探测传感器，其可操作地探测在该空间的每一部分内乘员的存在，并且通信地连接至控制器，
所述HVAC系统、控制器和传感器协作地设置成仅当在所述部分中的至少一部分内探测到乘员时将所处理的流体传送至所述部分中的所述至少一部分。 方案2、如方案I所述的系统，其中，HVAC系统还包括至少一个送风机，所述至少一个送风机流体连接至每一个通风口且产生输出流速，并且该控制器通信地连接至所述至少一个送风机且可操作地操纵输出流速。方案3、如方案I所述的系统，其中，每一个通风口具有出口盖，能够在打开和关闭工况之间移动，以分别地允许和阻止流体流动。方案4、如方案3所述的系统，其中，HVAC系统还包括至少一个活性材料元件，所述至少一个活性材料元件受驱动地连接至每一个盖、通信地连接至控制器、且可操作地当暴露于活化信号时经历基本性质的可逆改变，该改变是可操作的以致或使得所述盖能够移动至打开和关闭工况中的一个。
方案5、如方案4所述的系统，其中，活性材料从实质上包括形状记忆合金、铁磁形状记忆合金、形状记忆聚合物、压电材料、电活化聚合物和磁致伸缩材料的组中选择。方案6、如方案3所述的系统，其中，所述盖包括可操作以协作地提供打开和关闭工况的多个互联的格栅。方案7、如方案4所述的系统，其中，HVAC系统还包括偏置机构，其受驱动地连接至所述盖，且当所述改变逆转时可操作地使得所述盖向打开和关闭工况中的另一个移动。方案8、如方案4所述的系统，其中，HVAC系统还包括闭锁机构，该闭锁机构连接至且设置成选择性地接合所述盖，使得当所述改变逆转时，将所述盖保持在打开和关闭工况中的所述一个。方案9、如方案4所述的系统，其中，HVAC系统还包括载荷限定保护器，该载荷限定保护器连接至且设置成当所述元件暴露于所述信号且所述盖被阻止移动至打开和关闭工况中的所述一个的时候提供用于所述元件的第二输出路径。方案10、如方案I所述的系统，其中，所述多个传感器中的至少一个包括至少一个活性材料元件，所述至少一个活性材料元件可操作地当暴露于活化信号时经历基本性质的可逆改变，并且该元件被用于确定所述存在。方案11、如方案10所述的系统，其中，传感器包括压电元件，该压电元件可操作地探测由所述存在导致的压力改变。
方案12、如方案10所述的系统，其中，传感器包括形状记忆合金线束，该形状记忆合金线束被定位和定向为经历由所述存在导致的应力改变。方案13、如方案12所述的系统，其中，该线束被弹簧偏置的支架预加载。方案14、如方案10所述的系统,其中，预定最小阈值被用于确定所述存在。方案15、如方案I所述的系统，其中，该空间是由车辆限定的内部车厢，HVAC系统包括多个通风孔，所述多个通风孔限定由横向各异的驾驶员和前乘客区域形成的多个部分。方案16、如方案I所述的系统，其中，该空间是由车辆限定的内部车厢，HVAC系统包括多个通风孔，所述多个通风孔限定由纵向各异的前和后车厢区域形成的多个部分。方案17、如方案I所述的系统，其中，该空间是由车辆限定的内部车厢，HVAC系统包括多个通风孔，所述多个通风孔限定由纵向各异的前和后车厢区域以及横向各异的驾驶员和前乘客区域形成的前-驾驶员、后-驾驶员、前-前乘客和后-前乘客部分。方案18、如方案I所述的系统，其中，所述部分装有帘子，使得处理局部化。方案19、如方案2所述的系统，其中，每一个通风口具有出口盖，能够在打开和关闭工况之间移动，以允许和阻止流体流动，并且通信地连接至控制器，并且控制器可操作地选择性地改变输出流速且移动所述盖。方案20、如方案19所述的系统，其中，该空间是由车辆限定的内部车厢，这些部分包括横向各异的驾驶员和前乘客部分，并且通风口、送风机和控制器协作地设置成当探测到乘员位于每一个区域时，传送每分钟230立方英尺至该空间，以及当仅在这些区域中的一个探测到乘员时，传送每分钟155立方英尺至该空间。本发明的其它方面和优点、包括利用形状记忆合金线缆致动器和多格栅盖、闭锁和负载保护机构以及更多的优选的结构和方法，将在下面的优选实施方式的详细描述以及 附图中变得明显。
本发明的优选实施例将在下文参考附图详细描述附图I是依照本发明的一个优选实施方式的内部车厢的透视图，其限定了多个区域，所述多个区域部分地由驾驶员和前乘客座椅限定，且流体连接至HVAC系统，该HVAC系统具有服务这些区域的多个通风口，其中，乘员探测传感器位于每一个座椅内且通信地连接至HVAC系统，并且特别地以放大视图示出启用的通风口盖；附图2a是依照本发明的一个优选实施方式的车辆平面图，其限定了内部车厢，该内部车厢划分出驾驶员区域、前区域和后区域，且包括HVAC系统，该HVAC系统具有服务这些区域的多个通风口，乘员探测传感器位于每一个区域内且通信地连接至HVAC系统，其中，乘员存在于各处且HVAC系统完全服务每一个区域；以及附图2b是附图2a所示的依照本发明的一个优选实施方式的车辆的平面图，其中，乘员存在且HVAC系统服务每个区域的一半。
具体实施例方式本发明涉及一种智能HVAC系统10，其可操作地探测将被处理的空间14内的乘员12的存在，且因此自主地改变其输出和/或结构。本领域技术人员可以理解的是，可以进行多种改变且等同物可以替换其中的元件，而不偏离本发明的范围。在此以汽车的设置描述和示出(附图l_2b)系统10 ;然而，可以肯定的是，在本发明的范围内，将系统10的益处和优点应用于其它设置，例如，关于飞机或住宅/商用HVAC系统。更特别地，本发明提供用于确定受控空间14内的乘员12的存在的手段，并且选择性地允许或限制(例如，增加或降低)被处理的空气进入空间14的至少一部分的流动，其中所述选择由对乘员12的探测而触发。本发明的系统10包括HVAC系统16 ;控制器18，其通信地连接至HVAC系统16且具有存储于其上的用于处理的致动模块；以及至少一个传感器20，可操作地以探测乘员12的存在且通信地连接至控制器18(附图l-2b)。可以认识到，HVAC系统16和控制器18可以被组合。在该优选实施方式中，HVAC系统16包括多个通风口(也就是,气流导管或端口)22，其流体连接至至少一个送风机24以及空间14的大体独立部分且位于其中间。那就是说，每一个通风口 22主要影响空间14直接与其相邻的部分，并且更特别地是影响该部分的空气品质、温度和流动特性的主要因素，其中可以认识到，与空间14相邻的其它通风口 22和周围环境(例如，穿过车辆玻璃窗)也影响该部分的特性。这样，大体独立部分由热动力或物理边界限定，在其中相邻通风口 22传递主要影响。更特别地，这些部分是挂帘子的以进一步使处理局部化。在附图2a、2b中，车辆100的内部车厢限定空间14，并且HVAC系统16作为示例地包括六个通风口 22，其限定两个横向各异的区域14a、b和两个纵向各异的区域14c、do区域14a-d共同限定大体上分立的空间14的前-驾驶员(front-driver)、前-前乘客(front-front passenger)、后-驾驶员(arrear-driver)和后-前乘客(arrear-frontpassenger)部分。在每一部分内，乘员探测传感器20监测以确定乘员12的存在。例如,传感器20可以设置为探测乘员12的重量、热耗散或呼气，并且这样可 以提供位于车辆100的每一个座椅内的压力传感器、红外线探测器和/或二氧化碳传感器。当确定了存在时，传感器20指示控制器18起动HVAC系统16以仅处理被占用的部分。为了这个目的，通风口 22可以在打开和关闭工况之间移动，并且送风机24优选地是可操作的。更特别地，可自主调节的盖26在出口处被连接且优选地密封至每一个通风口 22。例如，为了节省空间，盖26可以具有多格栅结构，其中多个格栅26a互联，且联合地被致动，从而叠合地且一致地运动(附图I)。在这一结构中，相邻格栅26a可以通过四杆联动系统连接。致动器28驱动地连接至格栅26a且可操作以使得盖26在打开和关闭工况之间移动。致动器28可以是机械的、电动机械的或基于活性材料的。控制器18是可操作的以当被指令时起动致动器28，并且可以无线地联接或通过硬接线连接至其上。在该优选实施方式中，控制器18还通信地连接至具有可变驱动器的送风机24。这样的送风机24是可操作地以传送可变输出流速。在机动车实施方式中，例如，HVAC系统16可以包括第一和第二送风机24 (附图2a、b)，具有双气候控制功能。在此，控制器18可操作以依照是否探测到乘员12及其位置来分别起动一个或两个送风机24。在一个示例中，送风机24和四个通风口 22协作地具有每分钟115-230立方英尺(cfm)的输出流速性能范围。从驾驶员的视角，可以观察到，与全部四个通风口处于打开工况时的230cfm的基准速率相比时，在仅有相邻驾驶员部分的两个通风口处于打开工况时的155cfm的输出流速产生增强的冷却性能。通过以这一方式局部化冷却，进一步观察到在驾驶员处的空气速率从O. 7m/s增加到I. Om/s,并且在驾驶员处的空气温度从17摄氏度进一步冷却到16. 6摄氏度。在一个优选实施方式中，尤其使用活性材料致动以移动盖26至打开和/或关闭工况，或者比前面提出的传统致动器和传感器更有效地感测乘员12。活性材料致动器28或传感器20可以单独地或者与传统致动手段结合地提供独立功能或辅助于相同功能(从而在需要时增强力的水平以超过传统致动器所能提供的水平)。如在此使用的，术语“活性材料”应被赋予本领域技术人员知晓的其通常的含义，且包括任何材料或组分，其在暴露于外部信号源时在基本(例如，化学的或固有的物理的)特性上呈现可逆改变。因此，活性材料应包括下述成分所述成分可以响应于活化(起动)信号在硬度特性、形状和/或尺寸上呈现改变，其可以采取用于电场、磁场、热场等的不同活性材料的类型。用于本发明的合适的活性材料包括那些可以用作致动器和/或用于感测乘员的存在的材料，包括但不局限于形状记忆合金(SMA)、电活化聚合体(ΕΑΡ)、铁磁体SMA,以及压电组分，如下文进一步描述，以及形状记忆聚合体(EMP)、形状记忆陶瓷制品、电流变(ER)组分、磁流变(MR)组分、电介质弹性体以及其它公认的活性材料。例如，线束形状的SMA可以用于通过利用其形状记忆特性驱动盖26至打开和关闭工况中的一者，其中术语“线束”应该被宽泛地解释为包括其它等同的可伸展结构，例如条、带、缆、链等等。更特别地，SMA线束28可以被连接至格栅26a(附图I)并且通信地连接至功率源(例如车辆充电系统)，该功率源可操作以向其传递活化信号。可以通过串联的PWM、校准器或功率电阻调节功率供应。例如，在致动器包括热活化形状记忆材料的情况下，当被控制器18命令时，可以通过功率源提供电流以产生焦耳热。更特别地，为了辅助防止过热，该功率源可以被调节以循环地向致动器28提供功率；然而，可以认识到，这样可以导致盖26内的轻微运动(例如，摆动和/或振动)。在附图I中，当经历如前所述的基本改变时，线束28缩短以拉动格栅26a打开。当相关的送风机24没有关闭时(例如，当系统10利用单个送风机24时)，可以认识到，致动 器28必须产生足够的力以维持实现的工况。为了这个目的，可以认识到，示例性的致动器线束28可以分别具有170Mpa和2. 5%的应力和应变值，以当活化时具有2N的密封力。可以认识到，具有O. 012、O. 015和O. 02mm的直径尺寸的SMA线束分别具有1250、2000和3560克的最大拉力。致动器28优选地设置为使得提供2. 5至12V、以及2安培的电流用于致动。随着尺寸上的改变(例如收缩)，且没用形状记忆来驱动盖26，可以认识到，具有卷曲或薄带形状的由电介质弹性体制成的EAP以及单压电晶片或双压电晶片(二者可以提供快速的、可逆的和场强比例置换)可以用于替代SMA。此外，注意到，其它活性材料致动器结构，例如连接至对抗偏置扭转弹簧的转矩管可以被实施为实现旋转运动。在提供双向形状记忆的地方，线束28的功能是当不活化时，使盖26返回至先前的工况；否则，偏置机构30增加至系统10，且功能是当线束28不活化时、使格栅26a返回至正常(例如，针对驾驶员部分打开，以及针对前乘客和后部部分关闭)工况。例如，格栅26a之间的链接可以具有弹性构件，其作用为拉动盖26关闭(附图I)。结果，在动力关闭状态下保持关闭工况，使得提供失效关闭结构。替代地，格栅26a可以设置为背离空间14且对着流体流动被打开，使得送风机24运作以密封盖26于关闭工况。闭锁机构32优选地用于当活性材料元件28不活化时，将盖26保持在实现的工况。例如，枢转地连接至相邻的固定结构的棘爪可以设置成仅当盖26到达打开工况的时候(附图I)接合固定地附连至盖26的叉齿。替代地，可以使用棘齿(未示出)，其可操作以实现单向运动且保持盖26于多个中间打开工况中的一个。可以认识到，另外的活性材料元件，例如SMA线束(未示出)可以用于当需要回复时，从叉齿释放棘爪或使棘齿分离。最后，在附图I中，SMA线束致动器28优选地连接至载荷限制保护器34。保护器34设置成当暴露至信号但被阻止所需运动时，为线束28提供第二输出路径。可以认识到，这提供了应变/应力释放，且因此增加了致动器28的寿命。也就是说，可以认识到，当活性材料经历转变，但是被阻止经历所产生的物理改变(例如，加热伸展的SMA线束至其转变温度之上，但不允许线束回到其无应力状态)时，会发生对材料性能和/或寿命的不利影响。在本发明中，例如，可预见到，当致动时，盖26可以阻止运动，这由乘员12或其它形式的障碍所导致。例如，保护器34可以包括伸展弹簧，位于与线束28串联，且与盖26相对；弹簧被伸展至其施加的预载荷相应于载荷水平的点，在此可以认识到，如果被阻碍，则致动器28将开始经历过度的力。关于传感器20，活性材料致动可以被用于感测和/或告知控制器18所述存在。例如，压电负荷传感器可以位于底板或座椅内，以当乘员12进入空间14时接收乘员12的重量。更特别地，压电元件可以用于将压力的变化转换为电流，并且当由乘员12压紧时，使得信号被直接发送至控制器18或HVAC系统16 (例如，以便起动盖26的致动器28)。下面提供压电组件及它们的功能的详细讨论。在另一个示例中，SMA线束可被定位和定向成当乘员12进入空间14时,接收乘员12的重量，以经历应力的改变；在此，可以认识到，SMA元件的电阻与其承受的应力负载成正比。为了这个目的，如附图I所示，例如，呈弓弦结构的SMA线束20可以位于座椅的基座36内，固定地连接至其框架，且由弹簧偏置支架38支持，从而拉紧线束28。优选的支架38需要用于压缩的最小阈值重量(例如100N)，使得很可能当乘员12位于空间14时，控制器·18被触发，且在诸如钱包、文件、书或报纸的各种小物体位于座椅上时不被触发。当乘员12坐在基座36上的时候，线束20承受应力上的改变(如图所示的减少)。持续监测的反馈信号获取应力的改变作为电阻的改变且告知控制器18。最后，优选地提供硬止挡40以防止线束28的损坏。形状记忆合金(SMA)通常指一组金属材料，当承受适当的热刺激时，其显示出回复到一些预先限定的形状或尺寸的能力。形状记忆合金能够经历相变，其中它们的屈服强度、硬度、尺寸和/或形状由于温度的作用而改变。术语“屈服强度”指的是材料呈现出从应力和应变的比例的特定偏离时所受的应力。通常，在低温或马氏体相，形状记忆合金可以塑性地变形，且在暴露于一些更高温度时将转变到奥氏体相或母相，回到它们变形前的形状。形状记忆合金存在于多种不同的由温度而定的相。这些相中最常用是上面讨论的所谓的马氏体和奥氏体相。在下面的讨论中，马氏体相通常表示较易变形、较低温度的相，而奥氏体相通常表示较为刚硬、较高温度的相。当形状记忆合金处于马氏体相且被加热时，其开始改变至奥氏体相。这一现象开始的温度通常称为奥氏体开始温度(As)。这一现象完成的温度被称为奥氏体完成温度(Af)。可以通过由电流信号作用(例如，通过连接至车辆充电系统和电池的电线(未示出))导致的温度改变或者其它物理或化学的转变来实现起动(活化)。当形状记忆合金处于奥氏体相且被冷却时，其开始改变至马氏体相，并且这一现象开始的温度被称为马氏体开始温度(Ms)。奥氏体向马氏体转变的完成温度被称为马氏体完成温度(Mf)。通常，形状记忆合金在它们的马氏体相较为柔软且更易变形，并且在奥氏体相更坚固、更硬、和/或更有刚性。考虑到前述内容，用于形状记忆合金的合适起动(活化)信号是具有一定量级以导致马氏体和奥氏体相位之间的转变的热起动(活化)信号。形状记忆合金依照合金组分和处理历史可以展现出单向形状记忆效应、内在的双向效应或外在的双向形状记忆效应。退火的形状记忆合金通常只展现出单向形状记忆效应。形状记忆材料的低温变形之后的充足加热将引起马氏体至奥氏体类型的转变，并且该材料将恢复原始的、退火的形状。因此，单向形状记忆效应仅在加热时被观察到。包括形状记忆合金组分、展现单向记忆效应的活性材料不会自动改型，并将很可能需要外部机械力来使形状重整。
内在的和外在的双向形状记忆材料的特征在于基于从马氏体相到奥氏体相的加热的形状转变、以及基于从奥氏体相回到马氏体相的冷却的额外形状改变。展现内在的形状记忆效应的活性材料由如下形状记忆合金组分构成，即其将导致活性材料由于上面提到的相变而自动地自身重整。内在的双向形状记忆行为必须通过处理而在形状记忆材料中引起。这样的程序包括材料处于马氏体相时的极端变形，在约束或负载下加热-冷却，或者表面改性，例如激光退火、打磨或喷丸处理。一旦该材料已经被处理为展现双向形状记忆效应，低温和高位状态之间的形状改变就通常是可逆的且在大量的热循环中保持。相反，展现外在双向形状记忆效应的活性材料是复合物或多组分材料，其将展现单向效应的形状记忆合金组分与提供重新成形原始形状的回复力的其它元件相结合。
当加热时形状记忆合金记忆其高温形状的温度可以通过合金组分的轻微改变且通过热处理来调整。例如，在镍-钛形状记忆合金中，可以从大约100°c之上改变至大约-100°c之下。依据所需应用和合金组分，形状回复过程发生在仅几度的范围内并且转变的开始或结束可以被控制在一度或两度之内。形状记忆合金的机械性质在贯穿它们转变的温度范围内极大地改变，通常提供具有形状记忆效应、超弹性效应以及高阻尼能力的系统。合适的形状记忆合金材料包括但不局限于镍-钛基合金、铟-钛基合金、镍-铝基合金、镍_镓基合金、铜基合金(例如，铜-锌合金、铜-招合金、铜-金和铜-锡合金)、金-镉基合金、银-镉基合金、铟-镉基合金、锰-铜基合金、铁-钼基合金、铁-钼基合金、铁-钯基合金以及类似物。合金可以是二元的、三元的、或更多元的，只要合金组分展现形状记忆效应即可，例如，形状方位的改变、阻尼能力等。可以认识到，当被加热到高于它们的马氏体至奥氏体相转变温度时，SMA展现2. 5倍的模量增加和达到8%的尺寸改变(取决于预应变量)。可以认识到，热诱导的SMA相变是单向的，使得需要偏置力回复机构(例如，弹簧)以在一旦应用的场被移开时就使SMA恢复至其开始结构。焦耳热可以被用于使得整个系统能够被电力地控制。然而，SMA内的应力诱导的相变实际上是双向的。当SMA处于其奥氏体相时，施加足够的应力将导致其改变至其较低模量的马氏体相，其中，其可展现达到8%的“超弹性”变形。移开所施加的应力将导致SMA转换回到其奥氏体相，这样恢复其初始形状和较高模量。铁磁性SMA(FSMA)是SMA的子类，也可以用于本发明。这些材料的性质类似于常规SMA材料，其具有应力诱导或热诱导的马氏体和奥氏体之间的相变。另外，FSMA是铁磁性的且具有强的磁晶各向异性，其允许外部磁场影响磁场对齐的马氏体变体的取向/比例。当磁场被移开时，材料可以展现完全的双向、部分双向或单向形状记忆。对于部分的或单向形状记忆，外部诱因、温度、磁场或应力可以允许材料回到其初始状态。理想的双向形状记忆可以用于与连续供给功率成比例地控制。在机动车应用中，可以由软磁核心电磁体产生外部磁场，但是一对亥姆霍兹线圈也可以被用于快速响应。合适的压电材料包括但并不局限于无机化合物、有机化合物和金属。关于有机材料，所有的聚合材料(其具有非中心对称结构以及在分子内的主链或侧链上、或在两个链上的大偶极矩组)可以被用作合适的用于压电膜的备选。示例性的聚合物包括但不局限于 聚(4-苯乙烯磺酸钠)、聚(聚(乙烯胺)主链偶氮发色团)，以及它们的衍生物；多氟烃，包括聚偏氟乙烯，其偏氟乙烯共聚物(“VDF”)、共三氟乙烯、以及它们的衍生物；多氯烃，包括聚(氯乙烯)、聚偏二氯乙烯、以及它们的衍生物；聚丙烯腈、以及它们的衍生物；多羧酸，包括聚(甲基丙烯酸)、以及它们的衍生物；聚脲、以及它们的衍生物；聚氨酯、以及它们的衍生物；生物分子，例如聚-L-乳酸，以及它们的衍生物，和细胞膜蛋白质，以及磷酸盐生物分子，例如磷二脂(phosphodilipid);聚苯胺以及它们的衍生物，以及四胺的所有衍生物；聚酰胺，包括芳香聚酰胺和聚酰亚胺，包括聚酰亚胺薄膜(Kapton)和聚醚酰亚胺，以及它们的衍生物；所有的隔膜聚合物 ’聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVP)均聚物、及其衍生物，以及任意的PVP-共-乙酸乙烯酯共聚物；以及在主链或侧链、或在主链和侧链两者中具有偶极矩组的所有芳香聚合物，以及上述各项的混合物。压电材料也可以包括从下述各项构成的组中选择的金属铅、锑、锰、钽、锆、铌、镧、钼、钯、镍、钨、铝、锶、钛、钡、钙、铬、银、铁、硅、铜，包括至少一种前述金属的合金，以及包括至少一种前述金属的氧化物。合适的金属氧化物包括Si02、Al203、Zr02、Ti02、SrTi03、PbTi03、BaTiO3> Fe03、Fe3O4, ZnO及其混合物，以及VIA和IIB族的化合物，例如CdSe、CdS、GaAs, AgCaSe2, ZnSe, GaP, InP, ZnS及其混合物。优选地，压电材料从由以下各项构成的组中选择聚偏氟乙烯、锆钛酸铅、钛酸钡、及它们的混合物。
电活化聚合物包括下述聚合材料，其相应于电场或机械场而展现压电、焦热电、或电致伸缩特性。电致伸缩的嫁接弹性体的一个示例具有压电的聚(二氟乙烯-三氟-乙烯)共聚物。这一化合物具有产生各种量的铁电-电致伸缩分子合成物系统的能力。这些可以操作为压电传感器或甚至是电致伸缩致动器。适于用作电活化聚合物的材料可以包括任何充分绝缘的聚合物或橡胶(或其化合物)，其响应于静电力而变形，或者其变形导致电场改变的材料。适于用作预应变聚合物的示例性材料包括硅酮弹性体、丙烯酸弹性体、聚亚安酯、热塑性弹性体、包含PVDF的共聚物、压感粘合剂、氟橡胶、包含硅酮和丙烯酸基团的聚合物、以及类似物。例如，包含硅酮和丙烯酸基团的聚合物可以包括含有硅酮和丙烯酸基团的共聚物，包含硅酮弹性体和丙烯酸弹性体的共混聚合物。用作电活化聚合物的材料可以基于一个或多个材料特性来选择，例如，高的电击穿强度、低弹性模量(对于大或小变形)、高介电常数等。在一个实施方式中，聚合物选择为使得其具有最多大约IOOMPa的弹性模量。在另一个实施方式中，聚合物选择为使得其具有在大约O. 05MPa和大约IOMPa之间、优选为大约O. 3MPa和大约3MPa之间的最大致动压力。在另一个实施方式中，聚合物选择为使得其具有在大约2和大约20之间、且优选为大约2. 5和大约12之间的介电常数。本发明公开并不意欲限制于这些范围。理想地，如果材料同时具有高介电常数和高介电强度，则具有高于上述给定范围的介电常数的材料将是理想的。在很多情况中，电活化聚合物可以制造和实现为薄膜。适合这些薄膜的厚度可低于50微米。在此公开的范围是包含性的且可组合(例如，“达到25重量百分比、或者更别特地、大约5重量百分比至大约20重量百分比”的范围包括“大约5重量百分比至大约25重量百分比”的范围的端点和所有中间值，等等)。“组合”包括混合、混合物、合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等在此并不表示任何次序、数量或重要性，而是用于将一个元件区分于另一个，并且术语“一”和“一种”在此并不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所提到的项目。与数量联合使用的修饰语“大约”包括状态值并且具有由上下文指示的含义(例如，包括与特定量的测量相关的误差的程度)。在此使用的后缀“(s) ”用来包括其修饰的术语的单数和复数二者，因此包括一个或多个所述术语(例如，着色剂(S)包括一个或多个着色剂)。贯穿全文中参考的“一个实施方式”、“另一实施方式”、“实施方式”等，意味着与实施方式结合描述的特定元件(例如，特征、结构、和/或特性)被包含于至少一个在此描述的实施方式，并且可以或可以不存在于其它实施方式中。此外，可以理解的是，描述的元件可以以任何合适的方法结合于各种实施方式中。适合的算法、处理能力和传感器输入也在本公开对本领域技术人员的教导之内。本发明已参考示例性实施例进行了描述。对于本发明的教导，可以更改以适应特定场合或材料，而不偏离其本质范围。因此，本发明并不限于设计为实施本发明的最佳模式所公开的具体实施方式
，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的 所有实施方式。
权利要求
1.一种智能系统，适于可调整地处理一空间以降低碳足迹和能量消耗，所述系统包括 HVAC系统，其流体连接至该空间，且包括至少一个通风口，其中每一个通风口主要影响该空间的大体独立部分； 控制器，其独立地、通信地连接至HVAC系统且可操作地控制该空间和通风口之间的流体流动；以及 至少一个乘员探测传感器，其可操作地探测在该空间的每一部分内乘员的存在，并且通信地连接至控制器， 所述HVAC系统、控制器和传感器协作地设置成仅当在所述部分中的至少一部分内探测到乘员时将所处理的流体传送至所述部分中的所述至少一部分。
2.如权利要求I所述的系统，其中，HVAC系统还包括至少一个送风机，所述至少一个送风机流体连接至每一个通风口且产生输出流速，并且该控制器通信地连接至所述至少一个送风机且可操作地操纵输出流速。
3.如权利要求I所述的系统，其中，每一个通风口具有出口盖，能够在打开和关闭工况之间移动，以分别地允许和阻止流体流动。
4.如权利要求3所述的系统，其中，HVAC系统还包括至少一个活性材料元件，所述至少一个活性材料元件受驱动地连接至每一个盖、通信地连接至控制器、且可操作地当暴露于活化信号时经历基本性质的可逆改变，该改变是可操作的以致或使得所述盖能够移动至打开和关闭工况中的一个。
5.如权利要求4所述的系统，其中，活性材料从实质上包括形状记忆合金、铁磁形状记忆合金、形状记忆聚合物、压电材料、电活化聚合物和磁致伸缩材料的组中选择。
6.如权利要求3所述的系统，其中，所述盖包括可操作以协作地提供打开和关闭工况的多个互联的格栅。
7.如权利要求4所述的系统，其中，HVAC系统还包括偏置机构，其受驱动地连接至所述盖，且当所述改变逆转时可操作地使得所述盖向打开和关闭工况中的另一个移动。
8.如权利要求4所述的系统，其中，HVAC系统还包括闭锁机构，该闭锁机构连接至且设置成选择性地接合所述盖，使得当所述改变逆转时，将所述盖保持在打开和关闭工况中的所述一个。
9.如权利要求4所述的系统，其中，HVAC系统还包括载荷限定保护器，该载荷限定保护器连接至且设置成当所述元件暴露于所述信号且所述盖被阻止移动至打开和关闭工况中的所述一个的时候提供用于所述元件的第二输出路径。
10.如权利要求I所述的系统，其中，所述多个传感器中的至少一个包括至少一个活性材料元件，所述至少一个活性材料元件可操作地当暴露于活化信号时经历基本性质的可逆改变，并且该元件被用于确定所述存在。
全文摘要
本发明涉及具有乘员探测能力的智能HVAC系统。适于选择性地调节进入空间的流体流动的智能HVAC系统包括HVAC系统，包括至少一个启用通风口，优选地可变送风机流体地连接于其上；以及与每一个通风口关联的至少一个传感器，其中传感器可操作地当自动地探测到乘员位于空间的至少一部分内时，使得所关联的通风口在打开和关闭工况之间移动、和/或优选地使得送风机的输出改变。
文档编号B60H1/00GK102950991SQ201210336370
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月10日 优先权日2011年8月12日
发明者G·A·梅杰, T·A·琼斯, T·A·坦特, B·哈利希, T·韩, A·L·布劳恩, N·L·约翰逊, N·D·曼凯姆 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司