车内空气质量控制方法、空调控制器、后台控制器及系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于车联网的车内空气质量控制方法、主空调控制器、副空调控制器、后台控制器及基于车联网的车内空气质量控制系统。

背景技术：

随着汽车行业的发展，人们对驾乘舒适性的要求越来越高。

当前很多高配车型都在车外进风口配置了空气质量传感器，用于检测车外的空气质量。当车外空气质量较差时，车辆可以自动控制空调进风口为内循环，使得低质量空气无法进入车内；当车外空气质量较好时，车辆可以自动控制空调进风口为外循环，引入外面的新鲜空气进入车内。

但由于空气质量传感器的成本较高，目前空气质量传感器并没有成为车辆的标准配置。因此，让未配置空气质量传感器的车辆同样实现空气质量控制已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于车联网的车内空气质量控制方法、主空调控制器、副空调控制器、后台控制器及基于车联网的车内空气质量控制系统，可为没有配置空气质量传感器的车辆实现车内空气质量的自动控制，提高驾乘舒适性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于车联网的车内空气质量控制方法，包括：所述副空调控制器接收主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息，所述空气质量信息由所述主空调控制器获取后通过v2x技术向外广播，和/或由所述主空调控制器获取后通过v2x技术发送至后台控制器再由所述后台控制器根据所述主空调控制器与所述副空调控制器的位置关系通过v2x技术发送至对应的副空调控制器；所述副空调控制器根据所述空气质量信息切换所述副空调控制器所属车辆的空气循环模式。

作为上述方案的改进，后台控制器根据主空调控制器与副空调控制器的位置关系通过v2x技术将空气质量信息发送至对应的副空调控制器的步骤包括：接收所述主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息、所述主空调控制器所属车辆的主位置信息及所述副空调控制器所属车辆的副位置信息，所述空气质量信息及主位置信由主空调控制器获取并通过v2x技术发送至后台控制器，所述副位置信息由副空调控制器获取并通过v2x技术发送至后台控制器；根据所述主位置信息构建关联区域；根据所述副位置信息提取位于所述关联区域内的副空调控制器；通过v2x技术将所述空气质量信息发送至位于所述关联区域内的副空调控制器。

作为上述方案的改进，所述基于车联网的车内空气质量控制方法还包括：所述主空调控制器根据所述空气质量信息切换所述主空调控制器所属车辆的空气循环模式。

作为上述方案的改进，根据空气质量信息切换车辆的空气循环模式的步骤包括：判断所述空气质量信息是否小于预设阈值信息，判断为是时，将内外循环电机切换为内循环模式，判断为否时，将内外循环电机切换为外循环模式。

相应地，本发明还提供了一种主空调控制器，包括：主车辆位置获取单元，用于获取主空调控制器所属车辆的主位置信息；空气质量获取单元，用于获取主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息；主通信单元，用于通过v2x技术将所述主位置信息及空气质量信息发送至后台控制器和/或将所述空气质量信息向外广播；主驱动单元，用于根据所述空气质量信息切换主空调控制器所属车辆的空气循环模式；主控制器，用于控制所述主车辆位置获取单元、空气质量获取单元、主通信单元及主驱动单元。

相应地，本发明还提供了一种副空调控制器，包括：副车辆位置获取单元，用于获取副空调控制器所属车辆的副位置信息；副通信单元，用于通过v2x技术将所述副位置信息发送至后台控制器并接收所述后台控制器通过v2x技术所发送的空气质量信息和/或接收主空调控制器通过v2x技术向外广播的空气质量信息；副驱动单元，用于根据所述空气质量信息切换副空调控制器所属车辆的空气循环模式；副控制器，用于控制所述副车辆位置获取单元、副通信单元及副驱动单元。

相应地，本发明还提供了一种后台控制器，包括：接收单元，用于接收主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息、主空调控制器所属车辆的主位置信息及副空调控制器所属车辆的副位置信息；构建单元，用于根据所述主位置信息构建关联区域；提取单元，用于根据所述副位置信息提取位于所述关联区域内的副空调控制器；发送单元，用于通过v2x技术将所述空气质量信息发送至位于所述关联区域内的副空调控制器。

相应地，本发明还提供了一种基于车联网的车内空气质量控制系统，包括：主空调控制器、副位置信息及后台控制器。

本发明可为没有配置空气质量传感器的车辆实现车内空气质量的自动控制，提高驾乘舒适性。具体地，实施本发明，具有以下有益效果：

(1)高配车型可直接根据本车采集的空气质量信息，判断外界污染等级，并驱动内外循环电机切换循环模式。

(2)低配车型可通过高配车型上传至后台控制器的外界空气质量信息或者高配车型向广播的外界空气质量信息，判断外界污染等级，并驱动内外循环电机切换循环模式。

附图说明

图1是本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第一实施例流程图；

图2是本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第二实施例流程图；

图3是本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第三实施例流程图

图4是本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第四实施例流程图

图5是本发明基于车联网的车内空气质量控制系统的结构示意图；

图6是本发明中主空调控制器的结构示意图；

图7是本发明中副空调控制器的结构示意图；

图8是本发明中后台控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参见图1，图1显示了本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第一实施例流程图，其包括：

s101，副空调控制器接收主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息，所述空气质量信息由主空调控制器获取后通过v2x技术发送至后台控制器再由后台控制器根据主空调控制器与副空调控制器的位置关系通过v2x技术发送至对应的副空调控制器。

工作时，主空调控制器获取主空调控制器所属车辆的主位置信息及主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息，并将主位置信息及空气质量信息发送至后台控制器；同时，副空调控制器获取副空调控制器所属车辆的副位置信息，并将副位置信息发送至后台控制器；随后，后台控制器接收主位置信息、空气质量信息及副位置信息，并根据主位置信息及副位置信息将空气质量信息发送至与主空调控制器对应的副空调控制器。

需要说明的是，主空调控制器及副空调控制器均安装于车辆内部，每辆车内仅安装一台主空调控制器或一台副空调控制器，主空调控制器及副空调控制器不能同时安装于一辆车内。具体地，本发明在配置有空气质量传感器的车内安装主空调控制器，在未配置空气质量传感器的车内安装副空调控制器。

主空调控制器实时获取主空调控制器所属车辆的主位置信息及所属车辆外围的空气质量信息，其中，所属车辆外围的空气质量信息通过安装于车上的空气质量传感器进行采集，再由主空调控制器获取，而所属车辆的主位置信息则由主空调控制器直接获取。相应地，所属车辆的副位置信息由副空调控制器直接获取。而后台控制器既可安装于中控室内，也可与副空调控制器同时安装于车辆内部，但不以此为限制。

优选地，主空调控制器通过v2x(vehicletoeverything)技术将主位置信息及空气质量信息发送至后台控制器。所述副空调控制器通过v2x技术将副位置信息发送至后台控制器。后台控制器通过v2x技术将空气质量信息发送至与主空调控制器对应的副空调控制器。因此，主空调控制器与副空调控制器之间可通过后台控制器灵活地实现信息的交互。

进一步，后台控制器根据主空调控制器与副空调控制器的位置关系通过v2x技术将空气质量信息发送至对应的副空调控制器的步骤包括：

步骤一、接收主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息、主空调控制器所属车辆的主位置信息及副空调控制器所属车辆的副位置信息，空气质量信息及主位置信由主空调控制器获取并通过v2x技术发送至后台控制器，副位置信息由副空调控制器获取并通过v2x技术发送至后台控制器；

步骤二，根据主位置信息构建关联区域。

步骤三，根据副位置信息提取位于关联区域内的副空调控制器。

步骤四，通过v2x技术将空气质量信息发送至位于关联区域内的副空调控制器。

需要说明的是，短距离范围内的空气质量是相近似的，相应地，两辆距离相近的车辆，其车辆外围的空气质量也是相近似的。由于安装有副空调控制器的车内未配置空气质量传感器，因此副空调控制器可以附近主空调控制器所采集的空气质量信息为依据，实现空气循环模式的自动切换。

本发明中，以主位置信息为核心构建关联区域，主位置信息与关联区域一一对应(即一个主位置信息对应一个关联区域)，具体地关联区域的构建方式如下：

(1)以主位置信息(即主空调控制器所属车辆的位置)为圆心，预设距离(如，100m)为半径，构建圆形区域，该圆形区域即为关联区域；

(2)若主位置信息(即主空调控制器所属车辆的位置)为小区内部，则整个小区范围为关联区域；

(3)若主位置信息(即主空调控制器所属车辆的位置)为公路，则以主位置信息为中点向公路两端延伸预设距离(如，200m)，形成关联区域。

因此，关联区域的构建方式是多种多样的，用户可根据实际情况进行定义。构建好关联区域后，属于同一关联区域内的副空调控制器与主空调控制器共享空气质量信息。另外，当出现一个副空调控制器同时属于两个关联区域的情形时，后台控制器可根据用户的预设规则进行相应的处理，例如，可将副空调控制器划分到距离主位置信息最接近的关联区域，又如，取两个空气质量信息的平均值后，再转发至副空调控制器，但不以此为限制。

s102，副空调控制器根据空气质量信息切换副空调控制器所属车辆的空气循环模式。

具体地，根据空气质量信息切换车辆的空气循环模式的步骤包括：判断空气质量信息是否小于预设阈值信息；判断为是时，将内外循环电机切换为内循环模式；判断为否时，将内外循环电机切换为外循环模式。

因此，通过本发明即使车辆没有配置空气质量传感器，仍然可以通过v2x技术接收到外界空气质量。当外界空气污染等级过高时，可以切换为内循环，保证低质量空气无法进入车内；当外界空气污染等级低时，可以切换回外循环，使新鲜空气进入车内，提高驾乘舒适性。

参见图2，图2显示了本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第二实施例流程图，其包括：

s201，副空调控制器接收主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息，所述空气质量信息由所述主空调控制器获取后通过v2x技术向外广播。

工作时，主空调控制器获取所属车辆的所属车辆外围的空气质量信息，并将空气质量信息向外广播。

进一步，所述主空调控制器通过v2x技术将所述空气质量信息向外广播。

s202，副空调控制器根据空气质量信息切换副空调控制器所属车辆的空气循环模式。

进一步，所述副空调控制器通过v2x技术接收主空调控制器向外广播的空气质量信息。

需要说明的是，当主空调控制器与副空调控制器之间的实时距离在主空调控制器的广播范围内，则副空调控制器可实时接收外广播的空气质量信息，不需要要借助后台控制器进行中转控制，实时性强。

参见图3，图3显示了本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第三实施例流程图，其包括：

s301，副空调控制器接收主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息，所述空气质量信息由所述主空调控制器获取后通过v2x技术向外广播和由所述主空调控制器获取后通过v2x技术发送至后台控制器再由所述后台控制器根据所述主空调控制器与所述副空调控制器的位置关系通过v2x技术发送至对应的副空调控制器；

s302，副空调控制器根据空气质量信息切换副空调控制器所属车辆的空气循环模式。

因此，本实施例中主空调控制器所采集的空气质量信息可通过两种模块(1、通过后台控制器进行中转；2、主空调控制器与副空调控制器之间直接传输)同时传输至副空调控制器，当任意一种模式出现故障时，均能保证信息的有效传输，灵活性强。

参见图4，图4显示了本发明基于车联网的车内空气质量控制方法的第四实施例流程图，其包括：

s401，副空调控制器接收主空调控制器所属车辆外围的空气质量信息，所述空气质量信息由所述主空调控制器获取后通过v2x技术向外广播，和/或由所述主空调控制器获取后通过v2x技术发送至后台控制器再由所述后台控制器根据所述主空调控制器与所述副空调控制器的位置关系通过v2x技术发送至对应的副空调控制器。

s402，主空调控制器根据空气质量信息切换主空调控制器所属车辆的空气循环模式。

具体地，根据空气质量信息切换车辆的空气循环模式的步骤包括：判断空气质量信息是否小于预设阈值信息，判断为是时，将内外循环电机切换为内循环模式，判断为否时，将内外循环电机切换为外循环模式。

s403，副空调控制器根据空气质量信息切换副空调控制器所属车辆的空气循环模式。

由上可知，本发明中，高配车型可直接通过空气质量传感器所采集的空气质量信息，判断外界污染等级是否超过预设阈值，当外界污染等级高于或等于预设阈值时，驱动内外循环电机切换为内循环模式，当外界污染等级低于预设阈值时，驱动内外循环电机切换为外循环模式；同时，低配车型可通过后台控制器获取外界的空气质量信息或者通过高配车型向外广播的空气质量信息，判断外界污染等级是否超过预设阈值，当外界污染等级高于或等于预设阈值时，驱动内外循环电机切换为内循环模式，当外界污染等级低于预设阈值时，驱动内外循环电机切换为外循环模式。

参见图5，图5显示了本发明基于车联网的车内空气质量控制系统100的具体结构，包括主空调控制器1、后台控制器3及副空调控制器2，主空调控制器1及副空调控制器2均安装于车辆内部，每辆车内仅安装一台主空调控制器1或一台副空调控制器2，主空调控制器1及副空调控制器2不能同时安装于一辆车内。具体地，本发明在配置有空气质量传感器的车内(高配车型)安装主空调控制器1，在未配置空气质量传感器的车内(低配车型)安装副空调控制器2，其中：

主空调控制器1，用于获取所述主空调控制器1所属车辆的主位置信息及所述主空调控制器1所属车辆外围的空气质量信息，并将所述主位置信息及空气质量信息发送至后台控制器3和/或将所述空气质量信息向外广播，根据所述空气质量信息切换所述主空调控制器1所属车辆的空气循环模式；

后台控制器3，用于根据接收的所述主位置信息及副位置信息将所述空气质量信息发送至与所述主空调控制器1对应的副空调控制器2；

副空调控制器2，用于获取所述副空调控制器2所属车辆的副位置信息，并将所述副位置信息发送至所述后台控制器3，根据接收的所述空气质量信息切换所述副空调控制器2所属车辆的空气循环模式。

进一步，主空调控制器1通过v2x(vehicletoeverything)技术将主位置信息及空气质量信息发送至后台控制器3和/或通过v2x技术将所述空气质量信息向外广播，副空调控制器2通过v2x技术将副位置信息发送至所述后台控制器3，同时，后台控制器3通过v2x技术将空气质量信息发送至与主空调控制器1对应的副空调控制器2。

由上可知，本发明中，高配车型可直接通过空气质量传感器采集的空气质量信息，并根据空气质量信息灵活地驱动内外循环电机切换循环模式；同时，低配车型可通过v2x技术获取高配车型上传的空气质量信息，再根据空气质量信息灵活地驱动内外循环电机切换循环模式。

如图6所示，主空调控制器1包括：

主车辆位置获取单元11，用于获取主空调控制器1所属车辆的主位置信息。具体地，主车辆位置获取单元11可以为高精度定位芯片，但不以此为限制，只要可采集车辆的位置信息即可。

空气质量获取单元12，用于获取空气质量传感器采集的主空调控制器1所属车辆外围的空气质量信息。具体地，空气质量获取单元12可以为adc模块，但不以此为限制，只要可将空气质量传感器采集的模拟信号转换为离散的数字信号即可。

主通信单元13，用于通过v2x技术将主位置信息及空气质量信息发送至后台控制器3和/或将所述空气质量信息向外广播。具体地，通信单元可以为v2x通讯芯片，用于实现车辆与外界的信息交互。

主驱动单元14，用于根据空气质量信息切换主空调控制器1所属车辆的空气循环模式。具体地，主驱动单元14可以为电机驱动芯片，用于驱动车辆的内外循环电机切换循环模式。

主控制器15，用于控制主车辆位置获取单元11、空气质量获取单元12、主通信单元13及主驱动单元14。具体地，主控制器15可以为mcu(microcontrollerunit)。

与现有技术不同的是，本发明的主空调控制器1中设有主通信单元13及主车辆位置获取单元11，其中，主通信单元13实现v2v(vehicle-to-vehicle)和v2n(vehicle-to-net)的互联功能，主车辆位置获取单元11实现车辆位置定位。工作时，主控制器15实时地通过空气质量获取单元12采集当前车外的空气质量信息，并通过主车辆位置获取单元11获取当前车辆的主位置信息，再由主通信单元13将本车采集到的空气质量信息和主位置信号发送至后台控制器3(或对外广播)，后台控制器3收到空气质量信息后将空气质量信息下发至该车gps附近100m范围的车辆(或周围车辆直接通过v2x通讯收到空气质量信息)。

如图7所示，副空调控制器2包括：

副车辆位置获取单元21，用于获取副空调控制器2所属车辆的副位置信息。具体地，副车辆位置获取单元21可以为高精度定位芯片，但不以此为限制，只要可采集车辆的位置信息即可。

副通信单元22，用于通过v2x技术将副位置信息发送至后台控制器3并接收后台控制器3通过v2x技术所发送的空气质量信息和/或接收所述主空调控制器通过v2x技术向外广播的空气质量信息。具体地，副通信单元22可以为v2x通讯芯片，用于实现车辆与外界的信息交互。

副驱动单元23，用于根据空气质量信息切换副空调控制器2所属车辆的空气循环模式。具体地，副驱动单元23可以为电机驱动芯片，用于驱动车辆的内外循环电机切换循环模式；

副控制器24，用于控制副车辆位置获取单元21、副通信单元22及副驱动单元23。具体地，副控制器24可以为mcu(microcontrollerunit)。

与现有技术不同的是，本发明的副空调控制器2中设有副通信单元22及副车辆位置获取单元21，其中，副通信单元22实现v2v(vehicle-to-vehicle)和v2n(vehicle-to-net)的互联功能，副车辆位置获取单元21实现车辆位置定位。因此，即使车辆没有配置空气质量传感器，仍然可以通过副通信单元22接收到外界空气质量信息。

相应地，主空调控制器1与副空调控制器2的其中一个区别在于，主空调控制器1内设有空气质量获取单元12，而副空调控制器2内不设空气质量获取单元。

如图8所示，后台控制器3包括：

接收单元31，用于接收主空调控制器1所属车辆外围的空气质量信息、主空调控制器1所属车辆的主位置信息及副空调控制器2所属车辆的副位置信息。

构建单元32，用于根据主位置信息构建关联区域。

提取单元33，用于根据副位置信息提取位于关联区域内的副空调控制器2；

发送单元34，用于通过v2x技术将空气质量信息发送至位于关联区域内的副空调控制器2。

工作过程中，安装有副空调控制器2的低配车型可通过v2x技术获取高配车型上传至后台控制器3空气质量信息，从而实现了信息的交换，灵活的驱动内外循环电机切换循环模式，准确性高。

因此，本发明通过在空调控制器(主空调控制器1及副空调控制器2)上设置v2x通讯芯片(主通信单元13及副通信单元22)和高精度定位芯片(主车辆位置获取单元12及副车辆位置获取单元21)，让车辆可以与后台控制器3(或周围车辆)通讯，并实时地向后台控制器3发送(或对外广播)该车周围的空气质量，后台控制器3收到该信号后再按照位置信息向该车周边的配备v2x的车辆发送空气质量信息，从而使得该车辆周围的其他没有配置空气质量传感器但是配置了v2x通讯芯片和高精度定位芯片的车辆同样可以识别车外的空气质量，实现车内空气质量的控制。

由上可知，本发明利用车联网技术，通过v2x方式将车辆位置信息与空气质量信息同时发送，实现了信息的关联交互，可为没有配置空气质量传感器的车辆实现车内空气质量的自动控制，提高驾乘舒适性，具体地，本发明具有以下有益效果：

(1)高配车型可直接根据本车采集的空气质量信息，判断外界污染等级，并通过spi驱动内外循环电机切换循环模式。

(2)低配车型可通过v2x技术获取外界的空气质量信息，判断外界污染等级，并通过spi驱动内外循环电机切换循环模式。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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