1.本发明涉及防止车辆被积雪覆盖和结冰的技术领域，尤其涉及一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置及方法。
背景技术：2.每年冬季尤其是是晚上，不少将车辆停放在室外的车主都会面临大雪天气的烦恼：1）车主无法分辨被积雪覆盖的车辆是否为自己所有；2）汽车会因为积雪结冰导致车门无法打开；3）大量传感器和汽车部件由于长时间处在低温环境中使用寿命降低，进而提高因部件损坏造成的安全风险；为了解决积雪覆盖车辆的问题，目前常用的处理方式有：1）等待积雪与结冰自然融化，需要很长的等待时间，且需要大雪天气未持续；2）降雪前在车门和车窗周围擦防冻液，但防冻液成本高，且需要经常的更换，同时针对夜间突降大雪场景极为不便；3）使用物理工具铲除积雪与结冰，极易剐蹭到车体，风险成本较高。
3.现有技术中，如cn109074735 a公开的使用集成的车辆传感器检测和通知结冰状况的设备和方法、该装置包括： 用于检测车辆的门附近的结冰状况的传感器；用于确定人是否要离开所述车辆的处理器；和用于警告要离开所述车辆的所述人所述结冰状态的人机界面。 所述处理器基于所述车辆处于停放位置、所述车辆的发动机关闭、或所述车辆的所述门打开中的至少一个来确定所述人要离开所述车辆，其通过安装在车门的传感器检测车辆结冰状态，并将车辆结冰状态发送给终端用户的方法，只有将车辆长时间放在低温环境中车门才能结冰，进而触发该系统，但这时候车辆其他位置，包括前引擎盖和车顶已经被积雪或结冰覆盖，无法起到实际预警作用。
4.在另一中国专利文件cn203054643u公开的一种汽车淋水器防结冰装置，包括安装在汽车淋水器水箱底部的电热丝和温度传感器，在电热丝上连接有继电器，电热丝通过继电器连接汽车车身的蓄电池 ；所述的温度传感器连接第一无线通讯单元，所述的继电器连接与第一无线通讯单元配合的第二无线通讯单元。本装置通过实时监测汽车淋水器水箱中冷冻水的温度，在水温低至设定值时，通过电热丝进行加热，从而防止水箱中冷动水结冰，使淋水器能够正常工作。该装置结构简单，元器件之间的通信采用无线通信模块，保证了数据传输的可靠性，且不用专门布设线路，具有成本低、安装方便、功能可靠 等优点；其提出了基于无线通信的远程加热方案以解决水箱结冰的问题，该方案只能防止水箱单个部件的结冰，不能解决汽车的车门、引擎盖、车顶等位置出现结冰时，车辆仍不能正常使用。
5.基于此，车辆需要提供防积雪/结冰的智能装置及方法，以更加全面、准确、及时的感知积雪和结冰状态，且提前选择相关的策略对积雪或结冰进行预防，这不仅可以方便车主的随时使用需求，也可以提高车辆传感器的使用寿命以及车辆本身的安全性。
技术实现要素：6.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种汽车的防积雪/结冰的
智能控制装置及方法，以能准确、及时的感知积雪和结冰状态，且提前选择相关的策略对积雪或结冰进行预防；进一步以提高车辆传感器的使用寿命以及车辆本身的安全性。
7.本发明的技术方案是这样实现的：一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于：在车辆上设置若干温度传感器、湿度传感器、红外图像传感器、图像传感器、压力传感器和霍尔元件，分别与控制器内的结冰预测模块的输入端电连接，再由结冰预测模块通过预设的处理电路或处理程序进行计算，判断当前车辆所处的外围环境；结冰预测模块的输出端与防结冰控制模块电连接，将计算得到的信号输入防结冰控制模块内，由防结冰控制模块输出控制信号，控制设置在车辆上的防积雪/结冰装置内的加热丝、加热板和暖风装置，在启动后分别产生加热升温的作用；防结冰控制模块还与车辆能源模块的蓄电池和/或动力电池电连接，蓄电池、动力电池通过导线分别与加热丝、加热板和暖风装置连接，将电能输入加热丝、加热板和暖风装置内。
8.这样，本发明的防积雪/结冰的智能控制装置，通过准确判断车辆的积雪/结冰，启动车辆内的加热丝、加热板和暖风装置进行加热，去除积雪/结冰，能够有效、及时防止车辆积雪/结冰的状态，以提高车辆传感器的使用寿命以及车辆本身的安全性。
9.进一步的： 结冰预测模块的输入端还与车辆通讯服务模块的云通讯服务电连接，云通讯服务与天气预报信息模块电连接，通过天气预报信息模块接收天气预报信息，再通过云通讯服务输入结冰预测模块内。这样，能够充分利用天气预报信息，提高预防积雪/结冰状态的及时性和准确性。
10.进一步的：结冰预测模块的输出端还与车辆通讯服务模块的终端通信装置电连接，终端通信装置与人车交互界面的积雪/结冰预警装置电连接，将预警信息在人车交互界面上显示。这样，通过作为人车交互界面的手机，实现人车交互，便于驾乘人员的操作和把控。
11.进一步的：所述人车交互界面内还设置有控制指令端，控制指令端与终端通信装置电连接，终端通信装置再与防结冰控制模块的输入端电连接。这样，通过无线的终端通信装置，实现了手机的远程通讯和远程控制，实现人机交互，便于驾乘人员的操作和把控。
12.进一步的：所述温度传感器、湿度传感器、红外图像传感器和图像传感器，分别设置在在车顶、车门、前引擎盖、后视镜、前挡风玻璃、前引擎盖沟槽的合适位置处。
13.进一步的：霍尔元件设置在车辆引擎盖沟槽内。
14.进一步的：压力传感器设置在车辆引擎盖沟槽内。
15.一种汽车防积雪/结冰的智能控制方法，其特征在于包括如下步骤：（1）根据车辆上设置的温度传感器、湿度传感器、红外图像传感器、图像传感器的信号，基于当前车辆环境温度、环境湿度和白天的天空中白色颗粒物运动状态或夜晚的天空中颗粒物运动状态，由控制器3内的结冰预测模块通过预设的处理电路或处理程序进行计算，判断确定当前车辆周围是否处于降雪状态；（2）根据车辆设置的压力传感器和霍尔元件的信号，基于检测到的车辆多个点的压力，包括车辆侧方压力、车顶压力、车顶压力变换速率，以及引擎盖沟槽电导率、引擎盖沟槽电导变化率以及当前车辆周围的降雪状态，由控制器内的结冰预测模块通过预设的处理
电路或处理程序进行计算，确定车辆当前的积雪/结冰状态；（3）基于车辆的最近一段时间的积雪/结冰状态、当前的积雪/结冰状态和天气预报信息模块接受到的未来一段时间的天气预报信息，结冰预测模块预测车辆未来一段时间的积雪/结冰状态；（4）根据压力传感器和霍尔元件的信号，基于车辆侧方压力、车顶压力、车顶压力变换速率、引擎盖沟槽电导率、引擎盖沟槽电导变化率以及当前的降雪状态对车辆积雪/结冰状态进行划分等级：（5）根据最近一段时间的积雪/结冰状态、当前的积雪/结冰等级状态，以及蓄电池、加热丝、加热板、暖风装置的状态，选择加热的加热丝、加热板的启动数量和位置，并选择是否启动暖风装置；通过防结冰控制模块的控制信号，控制防积雪/结冰装置内的加热丝、加热板和暖风装置，在启动后分别产生加热升温的作用，使车身上的积雪或结冰加热融化。
16.进一步的：所述的对车辆积雪/结冰状态进行划分等级，划分的等级如下：无积雪无结冰/有浅层积雪无结冰/有厚层积雪无结冰/无积雪有浅层结冰/有浅层积雪浅层结冰/有厚层积雪浅层结冰//无积雪有厚层结冰/有浅层积雪厚层结冰/有厚层积雪厚层结冰。
17.进一步的：当蓄电池无法继续为防积雪/结冰装置提供能源时，若车辆为燃油电池，则车辆控制器启动发动机，利用发动机散发的热量、车辆排放尾气的热量为车辆加热，同时发动机联动发电机为防积雪/结冰装置和蓄电池提供能源；若车辆为电动汽车，则车辆启动动力电池，利用动力电池为蓄电池和防积雪/结冰装置提供能源。
18.总之，本发明的一种汽车的防积雪/结冰的智能控制装置及方法，具有如下有益效果：1、本发明能全面、准确、及时的感知积雪和结冰状态，且提前选择相关的策略对积雪或结冰进行预防，可以方便车主的随时使用需求。
19.2、本发明的防积雪/结冰的智能控制装置，通过准确判断车辆的积雪/结冰，启动车辆内的加热丝、加热板和暖风装置进行加热，去除积雪/结冰，能够有效、及时防止车辆积雪/结冰的状态。
20.3、还能提高车辆传感器的使用寿命以及车辆本身的安全性。
附图说明
21.图1为本发明的实施例设备的系统结构图；图2为本发明的系统逻辑判断图；图3为本发明的装置和方法的示例性环境以及装置的部署位置图。
22.图中，1-1—温度传感器、1-2—湿度传感器、1-3—红外图像传感器、1-4—图像传感器、1-5—压力传感器1、1-6—霍尔元件、2—防积雪/结冰装置、2-1—加热丝、2-2—加热板、2-3—暖风装置、3—控制器、3-1—结冰预测模块、3-2—防结冰控制模块、4—车辆能源模块、4-1—蓄电池、4-2—动力电池或发电机、5—车辆通讯服务模块、5-1—云通讯服务、5-2终端通信装置、6—人车交互界面、6-1—积雪/结冰预警装置、6-2—控制指令端、7—天气预报信息模块。
具体实施方式
23.下面接合附图对本发明做进一步的详细说明：如图1所示，本发明的一种汽车的防积雪/结冰的智能控制装置，在车辆上设置若干温度传感器1-1、湿度传感器1-2、红外图像传感器1-3和图像传感器1-4，用以判断当前车辆所处的外围环境，如是否处于降雪状态；还设置有压力传感器1-5，用以检测车辆是否有积雪/结冰挤压车顶或车门；在车辆引擎盖沟槽内设置霍尔元件1-6和压力传感器1-5，用以判断沟槽的导电率，通过安装在引擎盖沟槽的压力传感器1-5检测沟槽是否有积雪/结冰挤压，进而判断沟槽内是否液体/积雪/结冰存在；前述的多个传感器，具体可以选择安装在车顶、车门、前引擎盖、后视镜、前挡风玻璃、前引擎盖沟槽等合适位置处。温度传感器1-1、湿度传感器1-2、红外图像传感器1-3、图像传感器1-4、压力传感器1-5和霍尔元件1-6，与控制器3电连接，将相关检测信号输入控制器3内，与控制器3内的结冰预测模块3-1的输入端电连接，再由结冰预测模块3-1通过预设的处理电路或处理程序进行计算，判断当前车辆所处的外围环境，如是否处于降雪状态。结冰预测模块3-1的输出端与防结冰控制模块3-2电连接，将计算得到的信号输入防结冰控制模块3-2内，由防结冰控制模块3-2输出控制信号，直接控制设置在车辆上的防积雪/结冰装置2内的加热丝2-1、加热板2-2和暖风装置2-3，在启动后分别产生加热升温的作用。防结冰控制模块3-2还与车辆能源模块4的蓄电池4-1和/或动力电池或发电机4-2电连接，蓄电池4-1、动力电池通过导线分别与加热丝2-1、加热板2-2和暖风装置2-3连接，将电能输入加热丝2-1、加热板2-2和暖风装置2-3内，在防结冰控制模块3-2输出控制信号，直接控制防积雪/结冰装置2内的加热丝2-1、加热板2-2和暖风装置2-3，在启动后分别产生加热升温的作用，是车身上的积雪或结冰加热融化。
24.结冰预测模块3-1的输入端还与车辆通讯服务模块5的云通讯服务5-1电连接，云通讯服务5-1与天气预报信息模块7电连接，通过天气预报信息模块7接收天气预报信息，再通过云通讯服务5-1输入 冰预测模块3-1内，作为判断是否下雪的输入信息。
25.结冰预测模块3-1的输出端还与车辆通讯服务模块5的终端通信装置5-2电连接，终端通信装置5-2与人车交互界面6的积雪/结冰预警装置6-1电连接，将预警信息在人车交互界面6上显示，提醒相关驾乘人员注意。人车交互界面6内还设置有控制指令端6-2，控制指令端6-2与终端通信装置5-2电连接，终端通信装置5-2再与防结冰控制模块3-2的输入端电连接；在需要时，相关驾乘人员通过操作人车交互界面6内的控制指令端6-2，发出控制指令，通过终端通信装置5-2输入防结冰控制模块3-2，防结冰控制模块3-2再根据指令发出控制信号，分别直接控制防积雪/结冰装置2内的加热丝2-1、加热板2-2和暖风装置2-3产生动作。人车交互界面6可以设置为手机，驾乘人员常用的手机通过匹配的终端通信装置5-2与车辆产生互动，一方面可以看到车辆周围环境是否处于下雪或结冰状态，另一方面也可以通过手机的控制指令端6-2输出控制信号，使车辆产生加热以除雪、除冰等功能。
26.红外图像传感器1-3在夜晚识别视野内是否有大量颗粒状物体落下，并利用图像算法是否满足雪花运动特征（包括运动速度和方向），普通图像传感器1-4在白天识别视野内是否有大量白色颗粒状物体落下，并利用图像算法是否满足雪花运动特征（包括运动速度和方向），若此时车辆上的温度传感器1-1、湿度传感器1-2识别当前环境是否满足下雪基本条件，若识别到雪花运动特征且满足下雪条件则判断当前车辆可能处于下雪环境，否则识别为不在下雪环境。
27.本发明的一种汽车的防积雪/结冰的智能控制方法，包括如下步骤：（1）根据车辆上设置的温度传感器1-1、湿度传感器1-2、红外图像传感器1-3、图像传感器1-4的信号，基于当前车辆环境温度、环境湿度和天空中白色颗粒物运动状态（白天）、天空中颗粒物运动状态（夜晚），由控制器3内的结冰预测模块3-1通过预设的处理电路或处理程序进行计算，判断确定当前车辆周围是否处于降雪状态；（2）根据车辆设置的压力传感器1-5和霍尔元件1-6的信号，基于检测到的车辆多个点的压力，如车辆侧方压力、车顶压力、车顶压力变换速率，以及引擎盖沟槽电导率、引擎盖沟槽电导变化率以及当前车辆周围的降雪状态，由控制器3内的结冰预测模块3-1通过预设的处理电路或处理程序进行计算，确定车辆当前的积雪/结冰状态；（3）基于车辆的最近一段时间的积雪/结冰状态、当前的积雪/结冰状态和天气预报信息模块7接受到的未来一段时间的天气预报信息，结冰预测模块3-1预测车辆未来一段时间的积雪/结冰状态；（4）根据压力传感器1-5和霍尔元件1-6的信号，基于车辆侧方压力、车顶压力、车顶压力变换速率、引擎盖沟槽电导率、引擎盖沟槽电导变化率以及当前的降雪状态对车辆积雪/结冰状态进行划分等级：等级大致如下：无积雪无结冰/有浅层积雪无结冰/有厚层积雪无结冰/无积雪有浅层结冰/有浅层积雪浅层结冰/有厚层积雪浅层结冰//无积雪有厚层结冰/有浅层积雪厚层结冰/有厚层积雪厚层结冰；（5）根据最近一段时间的积雪/结冰状态、当前的积雪/结冰等级状态和蓄电池4-1、加热丝2-1、加热板2-2、暖风装置2-3的状态，选择加热的加热丝2-1、加热板2-2的启动数量和位置，并选择是否启动暖风装置2-3；通过防结冰控制模块3-2的控制信号，直接控制防积雪/结冰装置2内的加热丝2-1、加热板2-2和暖风装置2-3，在启动后分别产生加热升温的作用，使车身上的积雪或结冰加热融化。
28.（6）当蓄电池4-1无法继续为防积雪/结冰装置2提供能源时，若车辆为燃油电池，则车辆控制器3启动发动机，利用发动机散发的热量、车辆排放尾气的热量为车辆加热，同时发动机联动发电机为防积雪/结冰装置2和蓄电池4-1提供能源；若车辆为电动汽车，则车辆启动动力电池，利用动力电池为蓄电池4-1和防积雪/结冰装置2提供能源。这样，能够通过发动机的运行，为低压欠电的为蓄电池4-1和防积雪/结冰装置2提供能源。
29.最后需要说明的是，本发明的上述实例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
技术特征：1.一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于：在车辆上设置若干温度传感器（1-1）、湿度传感器（1-2）、红外图像传感器（1-3）、图像传感器（1-4）、压力传感器（1-5）和霍尔元件（1-6），分别与控制器（3）内的结冰预测模块（3-1）的输入端电连接，再由结冰预测模块（3-1）通过预设的处理电路或处理程序进行计算，判断当前车辆所处的外围环境；结冰预测模块（3-1）的输出端与防结冰控制模块（3-2）电连接，将计算得到的信号输入防结冰控制模块（3-2）内，由防结冰控制模块（3-2）输出控制信号，控制设置在车辆上的防积雪/结冰装置（2）内的加热丝（2-1）、加热板（2-2）和暖风装置（2-3），在启动后分别产生加热升温的作用；防结冰控制模块（3-2）还与车辆能源模块（4）的蓄电池（4-1）和/或动力电池电连接，蓄电池（4-1）、动力电池通过导线分别与加热丝（2-1）、加热板（2-2）和暖风装置（2-3）连接，将电能输入加热丝（2-1）、加热板（2-2）和暖风装置（2-3）内。2.根据权利要求1所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于： 结冰预测模块（3-1）的输入端还与车辆通讯服务模块（5）的云通讯服务（5-1）电连接，云通讯服务（5-1）与天气预报信息模块（7）电连接，通过天气预报信息模块（7）接收天气预报信息，再通过云通讯服务（5-1）输入结冰预测模块（3-1）内。3.根据权利要求1或2所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于：结冰预测模块（3-1）的输出端还与车辆通讯服务模块（5）的终端通信装置（5-2）电连接，终端通信装置（5-2）与人车交互界面（6）的积雪/结冰预警装置（6-1）电连接，将预警信息在人车交互界面（6）上显示。4.根据权利要求3所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于：所述人车交互界面（6）内还设置有控制指令端（6-2），控制指令端（6-2）与终端通信装置（5-2）电连接，终端通信装置（5-2）再与防结冰控制模块（3-2）的输入端电连接。5.根据权利要求1或2所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于：所述温度传感器（1-1）、湿度传感器（1-2）、红外图像传感器（1-3）、图像传感器（1-4），分别设置在在车顶、车门、前引擎盖、后视镜、前挡风玻璃、前引擎盖沟槽的合适位置处。6.根据权利要求3所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于：霍尔元件（1-6）设置在车辆引擎盖沟槽内。7.根据权利要求3所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制装置，其特征在于：压力传感器（1-5）设置在车辆引擎盖沟槽内。8.一种汽车防积雪/结冰的智能控制方法，其特征在于包括如下步骤：（1）根据车辆上设置的温度传感器、湿度传感器、红外图像传感器、图像传感器的信号，基于当前车辆环境温度、环境湿度和白天的天空中白色颗粒物运动状态或夜晚的天空中颗粒物运动状态，由控制器内的结冰预测模块通过预设的处理电路或处理程序进行计算，判断确定当前车辆周围是否处于降雪状态；（2）根据车辆设置的压力传感器和霍尔元件的信号，基于检测到的车辆多个点的压力，包括车辆侧方压力、车顶压力、车顶压力变换速率，以及引擎盖沟槽电导率、引擎盖沟槽电导变化率以及当前车辆周围的降雪状态，由控制器内的结冰预测模块通过预设的处理电路或处理程序进行计算，确定车辆当前的积雪/结冰状态；（3）基于车辆的最近一段时间的积雪/结冰状态、当前的积雪/结冰状态和天气预报信
息模块7接受到的未来一段时间的天气预报信息，结冰预测模块预测车辆未来一段时间的积雪/结冰状态；（4）根据压力传感器和霍尔元件的信号，基于车辆侧方压力、车顶压力、车顶压力变换速率、引擎盖沟槽电导率、引擎盖沟槽电导变化率以及当前的降雪状态对车辆积雪/结冰状态进行划分等级：（5）根据最近一段时间的积雪/结冰状态、当前的积雪/结冰等级状态，以及蓄电池、加热丝、加热板、暖风装置的状态，选择加热的加热丝、加热板的启动数量和位置，并选择是否启动暖风装置；通过防结冰控制模块的控制信号，控制防积雪/结冰装置内的加热丝、加热板和暖风装置，在启动后分别产生加热升温的作用，使车身上的积雪或结冰加热融化。9.根据权利要求8所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制方法，其特征在于：所述的对车辆积雪/结冰状态进行划分等级，划分的等级如下：无积雪无结冰/有浅层积雪无结冰/有厚层积雪无结冰/无积雪有浅层结冰/有浅层积雪浅层结冰/有厚层积雪浅层结冰//无积雪有厚层结冰/有浅层积雪厚层结冰/有厚层积雪厚层结冰。10.根据权利要求8或9任一所述的一种汽车防积雪/结冰的智能控制方法，其特征在于：当蓄电池无法继续为防积雪/结冰装置提供能源时，若车辆为燃油电池，则车辆控制器启动发动机，利用发动机散发的热量、车辆排放尾气的热量为车辆加热，同时发动机联动发电机为防积雪/结冰装置和蓄电池提供能源；若车辆为电动汽车，则车辆启动动力电池，利用动力电池为蓄电池和防积雪/结冰装置提供能源。
技术总结本发明公开了汽车防积雪/结冰的智能控制装置及方法，设置若干温度、湿度、红外图像、图像、压力传感器和霍尔元件，分别与结冰预测模块的输入端电连接，再由结冰预测模块进行计算，将计算得到的信号输入防结冰控制模块内，由防结冰控制模块控制加热丝、加热板和暖风装置分别产生加热升温的作用；防结冰控制模块还与车辆能源模块的蓄电池和/或动力电池电连接，将电能输入加热丝、加热板和暖风装置内。本发明的防积雪/结冰的智能控制装置，通过准确判断车辆的积雪/结冰，启动车辆内的加热丝、加热板和暖风装置进行加热，去除积雪/结冰，能够有效、及时防止车辆积雪/结冰的状态，以提高车辆传感器的使用寿命以及车辆本身的安全性。辆传感器的使用寿命以及车辆本身的安全性。辆传感器的使用寿命以及车辆本身的安全性。
技术研发人员：付东 卢斌 代强
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/7/5
