CN114290873B - 具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法、系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法、系统及车辆，包括：S1：识别用户基本信息；S2：统计分析用户开启空调的使用习惯；S3：统计分析用户关调的使用习惯；S4：满足条件自动为用户开启或关闭空调；S5：监测用户是否再次更改空调设置；S6：持续修正参数以适应用户习惯。本发明能够自动统计分析不同用户使用空调的习惯，逐渐适应该用户习惯的空调设置，以实现汽车空调“越用越好用”的目的。
Description
技术领域
本发明涉及汽车空调技术领域，具体涉及一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法、系统及车辆。
背景技术
不同用户对温度的感知不同、操作习惯不同，虽然当前汽车的自动空调配置已普及，但自动空调主要实现的是根据采集车辆所处的环境参数，比如通过采集车内温度、环境温度、发动机水温和日照强度等来自动调节乘员舱到相对稳定的温度，而无法根据每个人的使用习惯、温度的耐受程度、特殊的空调设置喜好等进行智能调节，简而言之也就是“自动空调尚不够智能”。
现如今，车辆的智能化的配置越来越丰富，通过摄像头、指纹识别模块等装置，能够识别用户的基本身份信息，如果进一步，在识别用户的身份信息后，则可以对用户对空调的操作习惯，如设置温度、风量大小以及出风模式等进行统计分析。在获取用户的基本身份信息后，可以采用一些方法让空调系统能够智能适应用户的操作习惯，如果该用户对汽车空调的使用习惯比较稳定，则可以智能地为用户调节到适用于他的空调效果，甚至在后续的用车过程都不需要用户亲自去调节空调系统，实现汽车空调“越用越好用”的目的。因此，基于自动空调的现状，以及提升汽车空调智能化程度及用户体验感的目的，有必要开发一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法、系统及车辆。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法、系统及车辆，能自动统计分析不同用户使用空调的习惯，逐渐适应该用户习惯的空调设置，以实现汽车空调“越用越好用”的目的。
第一方面，本发明所述的一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，包括以下步骤：
S1：识别用户基本信息；
S2：统计分析用户开启空调的使用习惯；
S3：统计分析用户关闭空调的使用习惯；
S4：满足条件自动为用户开启或关闭空调；
S5：监测用户是否再次更改空调设置；
S6：持续修正参数以适应用户习惯。
可选地，所述S1中，识别用户基本信息，具体为：
通过车载摄像头获取用户的FaceID；
或者用户通过车端注册的用户身份ID；
或者通过指纹识别装置获取用户的生物特征ID。
可选地，所述S2具体为：
S21.根据环境温度初步划分出不同的制冷或制热需求的区间；
S22，在对应的区间下，记录每次行程中用户启用空调时的环境参数及启用空调的方式，并筛除行程小于预设行程的记录；
S23，分析用户启用空调的习惯是否固定，若用户启用空调的习惯固定，则存储和记录能够代表用户习惯的典型参数，作为自动启用空调的触发条件。
可选地，所述S23具体为：
在每一个环境温度区间下，如果记满n次，视为一个有效样本，则统计出在该区间下，该样本的相关环境参数的均值和标准差，具体包括车内温度Tin的均值Tin_avg和标准差σ1、车内外温差ΔT的均值ΔT_avg和标准差σ2、冷热需求值Ta的均值Ta_avg和标准差σ3；若σ1<X1或σ2<X2或σ3<X3，则视为该用户在该区间启用空调习惯比较固定，记录并存储满足条件的Tin_avg或ΔT_avg或Ta_avg，这些参数代表用户启用习惯的典型参数，将作为自动启用空调的触发条件；其中X1、X2、X3为预设的标准差常数；同时，统计各环境温度区间下，用户启用方式turnOn频次最高的方式记录为turnOn_max。
可选地，所述S3具体为：
S31，根据环境温度初步划分出不同的制冷或制热需求的区间；
S32，在对应的区间下，记录每次用户启用空调后，用户主动关闭空调时的冷热需求值Ta、用户关闭空调时的车内温度Tin_off以及使用时间最长的设置温度值Tset_max，并筛除使用空调的时间少于预设时间的记录。
S33，分析用户关闭空调的习惯是否固定，若用户启用空调的习惯固定，则存储和记录能够代表用户习惯的典型参数，作为自动关闭空调的触发条件。
可选地，所述S33具体为：
在每一个环境温度区间下，如果记满n次，视为一个有效样本，则统计出在该区间下，该样本的相关环境参数的均值和标准差，具体包括用户主动关闭空调时的冷热需求值Ta的均值Ta_off_avg和标准差σ4、用户关闭空调时的车内温度Tin_off的均值Tin_off_avg和标准差σ5；若σ4<X4或σ5<X5，则视为该用户在该区间关闭空调习惯比较固定，记录并存储满足条件的Ta_off_avg或Tin_off_avg，这些参数代表用户关闭空调习惯的典型参数，将作为自动关闭空调的触发条件；其中X4、X5为预设的标准差常数；同时统计各环境温度区间下，开启空调后设置温度绝对时长持续最久的设置温度Tset_ max。
可选地，所述S4具体为：
S41，若在行程开启后，当前空调未启用，则判断环境温度处于哪个制冷或制热区间，若在制冷需求区间，则当车内温度值大于Tin_avg，或者当前车内外温差大于ΔT_avg，或者当前冷热需求值Ta小于Ta_avg时，自动为用户启用空调；若在制热需求区间，则当车内温度值小于Tin_avg，或者当前车内外温差大于ΔT_avg，或者当前冷热需求值Ta大于Ta_avg时，自动为用户启用空调。
S42，若在行程开启后，当前空调已启用，则判断环境温度处于哪个制冷或制热区间，若在制冷需求区间，则当车内温度值Tin小于关闭空调时的Tin_off_avg减N倍标准差，或者当前冷热需求值Ta大于Ta_off_avg加N倍标准差时，自动为用户关闭空调；若在制热需求区间，则当车内温度值Tin大于关闭空调时的Tin_off_avg加N倍标准差，或者当前冷热需求值Ta小于Ta_off_avg减N倍标准差时，自动为用户关闭空调。
可选地，所述S6具体为：
若自动启用空调后，监测到t分钟内，用户主动更新设置温度或风量或出风模式，则记录调整后设置温度值Tset_new或调整后的风量值Tvent_new或调整后的出风模式值Tdirection_new；若满足连续k次用户的相同的调整事件，则将自动启用空调后对空调的控制参数自动更新为Tset_new或Tvent_new或Tdirection_new。
第二方面，本发明所述的一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如本发明所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法的步骤。
第三方面，本发明所述的一种车辆，采用如本发明所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制系统。
本发明具有以下优点：本发明能够基于用户的身份信息，实现空调在识别用户的身份信息后，对用户的操作习惯，如设置温度、风量大小以及出风模式等进行统计分析，如果该用户对汽车空调的使用习惯比较稳定，则能够智能地为用户调节到适用于他的空调效果，达到提升汽车空调智能化程度及用户体验感的目的。
附图说明
图1为本实施例中汽车空调系统组成单元的连接图；
图2为本实施例的主流程图；
图3为本实施例中分析用户启用空调的习惯是否相对固定的流程图；
图4为本实施例中分析用户关闭空调的习惯是否相对固定的流程图；
图5为本实施例中根据用户习惯自动执行并修正控制参数的流程图；
图中，1、空调控制模块，2、车内温度传感器，3、车外温度传感器，4、日照强度传感器，5、空调温度执行器，6、空调模式执行器，7、空调鼓风机，8、信息采集终端，81、身份信息输入单元，82、操作信息录入单元，9、信息输出终端，91、图像显示单元，92、语音播报单元，10、整车通信总线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2所示，本实施例中，一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，包括以下步骤：
S1：识别当前驾驶人员的基本信息；
S2：统计分析用户开启空调的使用习惯；
S3：统计分析用户关闭空调的使用习惯；
S4：满足条件自动为用户开启或关闭空调；
S5：监测用户是否再次更改空调设置；
S6：持续修正参数并适应用户习惯。
其中，在S1步骤里，识别用户基本信息的主要用到的方法包括并不限于：通过车载摄像头，获取用户的FaceID；或者用户通过车端注册的用户身份ID；或者通过指纹识别装置获取用户的生物特征ID等。上述都是获取用户信息的基本手段。
在本实施例的S2步骤中，统计分析用户开启空调的使用习惯，该步骤主要目的是分析用户启用空调的习惯是否相对固定。如图3，首先要根据S21步骤，根据环境温度初步划分出不同的制冷或制热需求的区间。例如分为5个不同需求区间：制热需求区间1～[-40,-10]、制热需求区间2～(-10,10]、潜在制热需求区间～(10,20]、潜在制冷需求区间～（20,30]、制冷需求区间2～（30,40]、制冷需求区间1～（40,85]，上述区间只是根据经验所设，此处只是说明根据环境温度初步划分区间的示例而非限制。然后根据S22步骤，在对应的区间下，记录每次行程中用户启用空调时的环境参数及启用空调的方式，需筛除行程小于预设行程的记录（即筛除短行程的记录）。比如通过操作AUTO开关、A/C开关、风量开关、温度开关启用空调时具体的环境参数。所需记录的环境参数包括车内温度值Tin、环境温度Tamb、冷热需求值Ta、车内外温差ΔT= Tin-Tamb、用户触发空调的方式turnOn，在本实施例中，规定：AUTO触发为1、A/C开关触发为2、风量触发为3、温度开关触发为4，此处只是示例，而非限制。其中，冷热需求值Ta为根据自动空调系统能够采集到的当前车内温度Tin、环境温度Tamb和日照强度Sun的综合加权值，可以表征环境的恶劣程度，参考公式为Ta= -（a*Tin+b*Tamb+c*Sum），若结果为负值且越大，代表制冷需求越强烈；若结果为正值且越大，代表制热需求越强烈。a、b、c为修正系数，本实施例中a、b、c分别为2.5、1.2、0.012。每个用户的有效行程中，空调原始状态为关闭，用户操作AUTO开关、A/C开关、风量开关、温度开关激活空调时都需记录。根据用户的行程的里程增加值是否大于预设值或行程时间是否大于预设时间判定当次行程是否有效，在本实施例中，里程增加值的预设值为5千米，预设时间为30分钟。设置有效行程的目的主要是为了筛除短行程或相对较短的使用时间可能引起的异常记录。最后，根据图3的 S23步骤，需要分析用户启用空调的习惯是否固定，若用户启用空调的习惯固定，则存储和记录能够代表用户习惯的典型参数，作为自动启用空调的触发条件。具体方法为：在每一个环境温度区间下，如果记满n次，视为一个有效样本，则统计出在该区间下，该样本的相关环境参数的均值和标准差。具体包括车内温度Tin的均值Tin_avg和标准差σ1、车内外温差ΔT的均值ΔT_avg和标准差σ2、冷热需求值Ta的均值Ta_avg和标准差σ3；若σ1<X1或σ2<X2或σ3<X3，则视为该用户在该区间启用空调习惯比较固定，记录并存储满足条件的Tin_avg或ΔT_avg或Ta_avg，这些参数可以代表用户启用习惯的典型参数，将作为自动启用空调的触发条件。其中X1、X2、X3为预设的标准差常数，可以通过经验进行预设，也可以根据工程方法标定得到，在本实施例中n、X1、X2、X3选用的分别为30、2、2、15。同时，统计各环境温度区间下，用户启用方式turnOn频次最高的方式记录为turnOn_max。
在本实施例的S3步骤中，统计分析用户关闭空调的使用习惯；如图4，首先根据S31步骤，根据环境温度初步划分出不同的制冷或制热需求的区间。然后根据S32步骤，在对应的区间下，记录每次用户启用空调后，用户主动关闭空调时的冷热需求值Ta、用户关闭空调时的车内温度Tin_off以及使用时间最长的设置温度值Tset_max。如果单次使用空调的时间少于预设值则不记录，如此筛除可能引起的异常值（及即筛除使用时间较短的记录）。最后，根据S33步骤，分析用户关闭空调的习惯是否固定，若用户启用空调的习惯固定，则存储和记录能够代表用户习惯的典型参数，作为自动关闭空调的触发条件。具体方法为：在每一个环境温度区间下，如果记满n次，视为一个有效样本，则统计出在该区间下，该样本的相关环境参数的均值和标准差，具体包括用户主动关闭空调时的冷热需求值Ta的均值Ta_off_avg和标准差σ4、用户关闭空调时的车内温度Tin_off的均值Tin_off_avg和标准差σ5；若σ4<X4或σ5<X5，则视为该用户在该区间关闭空调习惯比较固定，记录并存储满足条件的Ta_off_avg或Tin_off_avg，这些参数可以代表用户关闭空调习惯的典型参数，将作为自动关闭空调的触发条件。其中X4、X5为预设的标准差常数，可以通过经验进行预设，也可以根据工程方法标定得到，在本实施例中n、X4、X5选用的分别为30、15、2。同时，统计各环境温度区间下，开启空调后设置温度绝对时长持续最久的设置温度Tset_ max，该参数也就是用户在该区间下最习惯的设置温度。
在本实施例的S4步骤建立在已经存储了能够代表用户习惯的典型参数的前提下，典型参数包括Tin_avg或ΔT_avg或Ta_avg，或者Ta_off_avg或Tset_off，以及用户在该区间下最习惯设置温度Tset_ max。
如图5，首先，需判断当前用户基本信息是否与已记录了习惯参数的用户信息一致；进一步，判断环境温度处于哪个制冷或制热区间。然后分为两种情况自动执行，具体见图5的S41和S42步骤。在S41步骤中，若在行程开启后，当前空调未启用，则判断环境温度处于哪个制冷或制热区间，若在制冷需求区间，则当车内温度值大于Tin_avg或者当前车内外温差大于ΔT_avg或者当前冷热需求值Ta小于Ta_avg时，自动为用户启用空调；若在制热需求区间，则当车内温度值小于典型参数Tin_avg或者当前车内外温差大于ΔT_avg或者当前冷热需求值Ta大于Ta_avg时，自动为用户启用空调。
自动启用空调的方法为：按用户在该区间最习惯的方式turnOn_max激活空调，并将设置温度自动调整到该用户最习惯的设置温度Tset_ max，同时通过车载信息终端对用户进行提示，提示方法包括但不限于语音或图文或视频等手段。
在图5中的S42步骤，若在行程开启后，当前空调已启用，则判断环境温度处于哪个制冷或制热区间，若在制冷需求区间，则当车内温度值Tin小于关闭空调时的典型控制参数Tin_off_avg减N倍标准差（即Tin_off_avg – N*σ4）或者当前冷热需求值Ta大于典型控制参数Ta_off_avg加N倍标准差（Ta_off_avg + N*σ4）时，自动为用户关闭空调；若在制热需求区间，则当车内温度值Tin大于关闭空调时的典型控制参数Tin_off_avg加N倍标准差（即Tin_off_avg + N*σ4）或者当前冷热需求值Ta小于典型控制参数Ta_off_avg减N倍标准差（Ta_off_avg - N*σ4）时，自动为用户关闭空调。N为根据经验或工程化数据分析得到的常数值，本实施例中N定为2。同时通过车载信息终端对用户进行提示，提示方法包括但不限于语音或图文或视频等手段。
本实施例中，根据图5中的S5步骤，持续监测用户是否再次调整空调设置。
本实施例中，根据S6步骤，若用户调整空调设置，则响应用户调整，记录用户的操作并持续修正并更新用户的习惯。具体方法为：若自动启用空调后，监测到t分钟内，用户主动更新设置温度或风量或出风模式，则记录调整后设置温度值Tset_new或调整后的风量值Tvent_new或调整后的出风模式值Tdirection_new；进一步，若满足连续k次用户的相同的调整事件，则将自动启用空调后对空调的控制参数自动更新为Tset_new或Tvent_new或Tdirection_new。t和k为可标定变量，用以决定修正用户调整习惯的强度。本实施例中，t和k分别定为5和10。
本控制方法能够基于用户的身份信息，实现空调在识别用户的身份信息后，对用户的操作习惯，如设置温度、风量大小以及出风模式等进行统计分析，如果该用户对汽车空调的使用习惯比较稳定，则可以智能地为用户调节到适用于他的空调效果，达到提升汽车空调智能化程度及用户体验感的目的。
本实施例中，一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如本实施例中所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法的步骤。
本实施例中，如图1所示，汽车空调系统包括空调控制模块1以及分别与空调控制模块1连接的车内温度传感器2、车外温度传感器3、日照强度传感器4、空调温度执行器5、空调模式执行器6、空调鼓风机7、信息采集终端8、信息输出终端9，其中，信息采集终端8、信息输出终端9通过整车通信总线10与空调控制模块1连接，参见图1。其中，信息采集终端8包括用于采集用户身份基本信息的身份信息输入单元81和操作信息录入单元82，包括并不限于车载摄像头、指纹识别装置、空调操作开关面板等装置；信息输出终端9包括用于对用户进行提示的图像显示单元91和语音播报单元92。
Claims (8)
1.一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：识别用户基本信息；
S2：统计分析用户开启空调的使用习惯；
S3：统计分析用户关闭空调的使用习惯；
S4：满足条件自动为用户开启或关闭空调；
S5：监测用户是否再次更改空调设置；
S6：持续修正参数以适应用户习惯；
所述S3具体为：
S31，根据环境温度初步划分出不同的制冷或制热需求的区间；
S32，在对应的区间下，记录每次用户启用空调后，用户主动关闭空调时的冷热需求值Ta、用户关闭空调时的车内温度Tin_off以及使用时间最长的设置温度值Tset_max，并筛除使用空调的时间少于预设时间的记录；
S33，分析用户关闭空调的习惯是否固定，若用户启用空调的习惯固定，则存储和记录能够代表用户习惯的典型参数，作为自动关闭空调的触发条件，具体为：
在每一个环境温度区间下，如果记满n次，视为一个有效样本，则统计出在该区间下，该样本的相关环境参数的均值和标准差，具体包括用户主动关闭空调时的冷热需求值Ta的均值Ta_off_avg和标准差σ4、用户关闭空调时的车内温度Tin_off的均值Tin_off_avg和标准差σ5；若σ4<X4或σ5<X5，则视为该用户在该区间关闭空调习惯比较固定，记录并存储满足条件的Ta_off_avg或Tin_off_avg，这些参数代表用户关闭空调习惯的典型参数，将作为自动关闭空调的触发条件；其中X4、X5为预设的标准差常数；同时统计各环境温度区间下，开启空调后设置温度绝对时长持续最久的设置温度Tset_ max；
所述S4中，若在行程开启后，当前空调已启用，则判断环境温度处于哪个制冷或制热区间，若在制冷需求区间，则当车内温度值Tin小于关闭空调时的Tin_off_avg减N倍标准差σ4，或者当前冷热需求值Ta大于Ta_off_avg加N倍标准差σ4时，自动为用户关闭空调；若在制热需求区间，则当车内温度值Tin大于关闭空调时的Tin_off_avg加N倍标准差σ4，或者当前冷热需求值Ta小于Ta_off_avg减N倍标准差σ4时，自动为用户关闭空调；其中，冷热需求值Ta为根据自动空调系统能够采集到的当前车内温度Tin、环境温度Tamb和日照强度Sun的综合加权值。
2.根据权利要求1所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，其特征在于：所述S1中，识别用户基本信息，具体为：
通过车载摄像头获取用户的FaceID；
或者用户通过车端注册的用户身份ID；
或者通过指纹识别装置获取用户的生物特征ID。
3.根据权利要求1或2所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，其特征在于：所述S2具体为：
S21.根据环境温度初步划分出不同的制冷或制热需求的区间；
S22，在对应的区间下，记录每次行程中用户启用空调时的环境参数及启用空调的方式，并筛除行程小于预设行程的记录；
S23，分析用户启用空调的习惯是否固定，若用户启用空调的习惯固定，则存储和记录能够代表用户习惯的典型参数，作为自动启用空调的触发条件。
4.根据权利要求3所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，其特征在于：所述S23具体为：
在每一个环境温度区间下，如果记满n次，视为一个有效样本，则统计出在该区间下，该样本的相关环境参数的均值和标准差，具体包括车内温度Tin的均值Tin_avg和标准差σ1、车内外温差ΔT的均值ΔT_avg和标准差σ2、冷热需求值Ta的均值Ta_avg和标准差σ3；若σ1<X1或σ2<X2或σ3<X3，则视为该用户在该区间启用空调习惯比较固定，记录并存储满足条件的Tin_avg或ΔT_avg或Ta_avg，这些参数代表用户启用习惯的典型参数，将作为自动启用空调的触发条件；其中X1、X2、X3为预设的标准差常数；同时，统计各环境温度区间下，用户启用方式turnOn频次最高的方式记录为turnOn_max。
5.根据权利要求4所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，其特征在于：所述S4还包括：
若在行程开启后，当前空调未启用，则判断环境温度处于哪个制冷或制热区间，若在制冷需求区间，则当车内温度值大于Tin_avg，或者当前车内外温差大于ΔT_avg，或者当前冷热需求值Ta小于Ta_avg时，自动为用户启用空调；若在制热需求区间，则当车内温度值小于Tin_avg，或者当前车内外温差大于ΔT_avg，或者当前冷热需求值Ta大于Ta_avg时，自动为用户启用空调。
6.根据权利要求5所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法，其特征在于：所述S6具体为：
若自动启用空调后，监测到t分钟内，用户主动更新设置温度或风量或出风模式，则记录调整后设置温度值Tset_new或调整后的风量值Tvent_new或调整后的出风模式值Tdirection_new；若满足连续k次用户的相同的调整事件，则将自动启用空调后对空调的控制参数自动更新为Tset_new或Tvent_new或Tdirection_new。
7.一种具有自动适应用户习惯的汽车空调控制系统，其特征在于：包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如权利要求1至6任一所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制方法的步骤。
8.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求7所述的具有自动适应用户习惯的汽车空调控制系统。
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