一種智能座艙抽煙自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

任 強(qiáng)， 鄭淳允， 陳文慶， 江凱敏， 顧啟清， 廖冬琴， 侯黎恒

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院， 廣東 廣州 511434）

1 前言

隨著汽車新四化的到來，汽車智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和共享化已經(jīng)成為當(dāng)前汽車發(fā)展的潮流，而智能座艙則成為新四化下各大汽車廠商角逐的焦點(diǎn)。

智能座艙將車內(nèi)改造成一個(gè)數(shù)字化平臺(tái)，通過搭載多種傳感器和AI智能設(shè)備（DMS等），能夠從駕駛員的習(xí)慣、舒適度考慮，提供更舒適的駕駛體驗(yàn)。

智能座艙會(huì)跟駕駛員的生活?yuàn)蕵肪o密聯(lián)系在一起，座艙內(nèi)有很多可供娛樂消遣的設(shè)計(jì)和智能監(jiān)控功能，能夠讓駕駛員在車內(nèi)看電影、KTV、玩游戲、視頻通話的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)駕駛員疲勞監(jiān)控提醒，抽煙自動(dòng)通風(fēng)，打電話降噪等舒適性功能。

2 抽煙自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成

抽煙自動(dòng)通風(fēng)功能主要為駕駛員在抽煙時(shí)提供一個(gè)舒適清新的駕駛室愉悅環(huán)境：系統(tǒng)自動(dòng)開起車窗和天窗通風(fēng)，打開負(fù)離子，調(diào)整空調(diào)的擋位，切換空調(diào)外循環(huán)模式等。

如圖1所示，抽煙自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)主要是由駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)DMS、信息娛樂系統(tǒng)AVNT、集成式車身控制模塊IBCM、天窗模塊RM、門控制模塊DCM、空調(diào)控制模塊HVAC、底盤制動(dòng)控制系統(tǒng)BCS等構(gòu)成。

圖1 抽煙自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 DMS系統(tǒng)的交互控制邏輯

如圖2所示，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)DMS通過車內(nèi)攝像頭，持續(xù)采集圖像信息，監(jiān)測(cè)駕駛員的動(dòng)作并分析判斷駕駛員是否有抽煙的行為，并將駕駛員的行為狀態(tài)發(fā)給信息娛樂系統(tǒng)AVNT。

圖2 DMS系統(tǒng)的交互控制邏輯

當(dāng)AVNT娛樂信息系統(tǒng)判斷到駕駛員處于抽煙狀態(tài)且抽煙通風(fēng)功能處于設(shè)置打開時(shí)，在判斷車外沒雨（IBCM下雨?duì)顟B(tài)信號(hào)為0，雨刮沒有進(jìn)入高低速擋） 和車速小于60km/h情況下，系統(tǒng)進(jìn)入抽煙自動(dòng)通風(fēng)功能：天窗（完全關(guān)閉時(shí)）自動(dòng)打開到起翹狀態(tài)，車窗（完全關(guān)閉時(shí)） 下降到20%位置；同時(shí)空調(diào)負(fù)離子/等離子啟動(dòng)，空調(diào)切到外循環(huán)，風(fēng)量調(diào)到中擋。

目的是方便座艙內(nèi)抽煙通風(fēng)，凈化空氣，提供舒適的駕駛環(huán)境。

2.2 集成式車身控制模塊IBCM系統(tǒng)交互控制邏輯

如圖3所示，集成式車身控制模塊IBCM通過接收雨量光線傳感器的雨量狀態(tài)信號(hào)和雨刮開關(guān)擋位信號(hào)，將其轉(zhuǎn)發(fā)給AVNT信息娛樂系統(tǒng)。

圖3 IBCM系統(tǒng)的交互控制邏輯圖

AVNT娛樂信息系統(tǒng)收到IBCM下雨?duì)顟B(tài)和雨刮高低速狀態(tài)信號(hào)后，進(jìn)行是否有雨判斷；當(dāng)有雨時(shí)（IBCM下雨?duì)顟B(tài)信號(hào)大于1或雨刮進(jìn)入高/低速擋），則系統(tǒng)不開啟抽煙通風(fēng)功能；當(dāng)沒雨時(shí)（IBCM雨量信號(hào)為0且雨刮沒有進(jìn)入高低速擋），則在車速小于60km/h時(shí)啟動(dòng)抽煙通風(fēng)功能：車窗和天窗自動(dòng)打開（車窗下降到20%，天窗起翹），空調(diào)負(fù)離子啟動(dòng)，空調(diào)切到外循環(huán)，風(fēng)量調(diào)到中擋。

2.3 天窗模塊RM的交互控制邏輯

如圖4所示，天窗模塊RM接收AVNT娛樂信息系統(tǒng)的開度控制指令，調(diào)節(jié)天窗開度大小并反饋天窗開度大小給信息娛樂系統(tǒng)。

圖4 天窗模塊RM的交互控制邏輯圖

天窗模塊RM收到AVNT娛樂系統(tǒng)的天窗開度控制指令后需要執(zhí)行開天窗動(dòng)作：只有天窗處于完全關(guān)閉狀態(tài)時(shí)才需要執(zhí)行起翹動(dòng)作，其余狀態(tài)不做改變。

用戶抽煙過程天窗的開度狀態(tài)有變化時(shí)，IBCM則認(rèn)為有用戶操作，抽煙動(dòng)作結(jié)束時(shí)天窗不恢復(fù)進(jìn)入抽煙通風(fēng)前的狀態(tài)。

2.4 門控制模塊DCM交互控制邏輯

如圖5所示，車門控制模塊DCM接收AVNT娛樂信息系統(tǒng)的車窗開度指令，調(diào)節(jié)車窗開度大小并反饋車窗開度大小信息給信息娛樂系統(tǒng)。

圖5 門控制模塊DCM交互控制邏輯

DCM四門窗開度控制指令執(zhí)行如下：當(dāng)監(jiān)測(cè)到駕駛員抽煙時(shí)，處于完全關(guān)閉狀態(tài)（開度為0%） 的門窗會(huì)打開一定開度（20%）；抽煙過程中車窗開度如果有變化時(shí)則認(rèn)為有用戶操作車窗，抽煙動(dòng)作結(jié)束時(shí)不恢復(fù)車窗位置狀態(tài)，其他工況恢復(fù)到完全關(guān)閉狀態(tài)。

2.5 空調(diào)控制模塊HVAC交互控制邏輯

如圖6所示，空調(diào)控制模塊HVAC接收信息娛樂系統(tǒng)的空調(diào)控制指令（開啟負(fù)離子，切換外循環(huán)，出風(fēng)量調(diào)節(jié)等）后，開啟負(fù)離子，調(diào)整出風(fēng)量為中擋，切換為外循環(huán)模式，同時(shí)反饋空調(diào)工作狀態(tài)給信息娛樂系統(tǒng)。

圖6 空調(diào)控制模塊HVAC交互控制邏輯

HVAC需要向AVNT發(fā)送當(dāng)前空調(diào)工作狀態(tài)，包括內(nèi)外循環(huán)進(jìn)氣模式和離子發(fā)生器是否工作，以供執(zhí)行通風(fēng)換氣前判斷狀態(tài)，以及抽煙期間是否有用戶操作。

當(dāng)抽煙前離子模式和風(fēng)量都關(guān)閉時(shí)，監(jiān)測(cè)到抽煙時(shí)，打開離子模式，同時(shí)打開風(fēng)量為中擋；當(dāng)抽煙結(jié)束時(shí)，關(guān)閉離子模式，并關(guān)閉風(fēng)量。

2.6 底盤制動(dòng)系統(tǒng)BCS

底盤制動(dòng)系統(tǒng)BCS通過采集車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，再將其轉(zhuǎn)換成車速信號(hào)發(fā)送給信息娛樂系統(tǒng)。

2.7 信息顯示HMI系統(tǒng)

信息顯示HMI系統(tǒng)接收到娛樂信息系統(tǒng)AVNT發(fā)出的用戶提示控制指令（聲音和屏幕提示） 后，主動(dòng)發(fā)出聲音提示信息和屏幕提示信息。

3 抽煙自動(dòng)通風(fēng)的整體控制邏輯

如圖7所示，抽煙自動(dòng)通風(fēng)的整體控制邏輯如下。

用戶在主機(jī)上設(shè)置開啟了“抽煙自動(dòng)”功能，則信息娛樂系統(tǒng)AVNT將用戶的開啟指令發(fā)給駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)DMS，DMS將駕駛員的行為狀態(tài)發(fā)給AVNT。

在娛樂信息系統(tǒng)AVNT判斷到駕駛員處于抽煙狀態(tài)情況下，當(dāng)車速（小于60km/h） 及雨量小于1（小雨以下） 或雨刮處于低速/高速擋時(shí)，則系統(tǒng)開啟自動(dòng)通風(fēng)功能。

開啟抽煙通風(fēng)功能后，門控制模塊DCM控制完全關(guān)閉的車窗下降到20%的位置，不處于關(guān)閉的車窗不動(dòng)。

開啟抽煙通風(fēng)功能后，天窗控制模塊RM控制完全關(guān)閉的天窗到頂起翹的位置，天窗不處于關(guān)閉的位置，則不動(dòng)。

開啟抽煙通風(fēng)功能后，空調(diào)控制模塊HVAC將開啟負(fù)離子，切換外循環(huán)，調(diào)節(jié)空調(diào)出風(fēng)量到中擋，同時(shí)反饋空調(diào)工作狀態(tài)給信息娛樂系統(tǒng)。

圖7 空調(diào)控制模塊HVAC交互控制邏輯

開啟抽煙通風(fēng)功能后，信息顯示HMI系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)發(fā)出聲音提示信息和屏幕提示信息，目的是為了更加舒適性地提示和告知用戶，提高智能座艙的舒適感。

4 結(jié)束語

隨著汽車新四化的到來，智能座艙越來越成為各大主機(jī)廠的賣點(diǎn)，例如廣汽埃安Aion S Pluse和廣汽傳祺GS8的智能座艙等，其能夠有力地提高整車的舒適性和體驗(yàn)性，進(jìn)而提高汽車的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。