车载微粒传感器数据分析的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车载微粒传感器数据分析。一种车辆可包括微粒传感器，所述微粒传感器被配置为产生指示环境微粒的大小和数量的微粒数据。所述车辆还可包括计算装置，所述计算装置被配置为：从至少一个微粒传感器接收所述微粒数据，将所述微粒数据与标识微粒状况的特征数据进行比较，调整车辆设置以处理所述微粒状况或者向用户警告所述微粒状况。一种服务器可通过通信网络从车辆接收路线请求，路线请求指定针对车辆的目的地位置以及描述避免的微粒的特征数据的指示；根据从多个车辆接收到的且包括位置元数据和时间元数据的微粒数据来构建避免微粒的路线；响应于所述请求，向车辆发送所述路线。
【专利说明】
车载微粒传感器数据分析
技术领域
[0001]本公开的多个方面涉及对由车载微粒传感器识别的微粒数据的数据分析。【背景技术】
[0002]微粒传感器能够检测预定时间段内空气中的颗粒的浓度分布。例如，浓度分布可包括关于通过数量和/或质量识别的颗粒的信息。由于人类健康、人类舒适度、环境质量和能见度以及对电子或机械装置的负面影响的原因，在很多情况下，如果可能的话，微粒是要被避免的物质。
【发明内容】
[0003]在第一示意性实施例中，一种车辆包括:至少一个微粒传感器，被配置为产生指示环境微粒的大小和数量的微粒数据;计算装置，被配置为:从所述至少一个微粒传感器接收所述微粒数据，将所述微粒数据与标识微粒状况的微粒特征进行比较，调整至少一个车辆设置以处理所述微粒状况。
[0004]根据本发明，提供一种车辆，包括:至少一个微粒传感器，被配置为产生指示环境微粒的大小和数量的微粒数据;计算装置，被配置为:从所述至少一个微粒传感器接收所述微粒数据，将所述微粒数据与标识微粒状况的特征数据进行比较，执行以下两项中的一个: (i)调整车辆设置以处理所述微粒状况和(ii)向车辆乘员警告所述微粒状况。
[0005]在第二示意性实施例中，一种服务器被配置为:通过通信网络从车辆接收路线请求，所述路线请求指定车辆的目的地位置以及描述要避免的微粒的特征数据的指示;根据从多个车辆接收到的且包括位置元数据和时间元数据的微粒数据来构建避免微粒的路线； 响应于所述请求，向车辆发送所述路线。
[0006]根据本发明，提供一种系统，包括:服务器，所述服务器被配置为:通过通信网络从车辆接收路线请求，所述路线请求指定针对车辆的目的地位置以及描述将避免的微粒的特征数据的指示;根据从多个车辆接收到的且包括位置元数据和时间元数据的微粒数据来构建避免微粒的路线;响应于所述请求，向车辆发送所述路线。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述服务器还被配置为:将路段与基于车辆的微粒水平评分进行关联，所述微粒水平评分指示上传到服务器的微粒数据中的微粒;利用所述微粒水平评分来执行低成本路线选择以在确定路线时避免微粒。
[0008]根据本发明的一个实施例，所述服务器还被配置为:对照着标识微粒状况的特征数据来分析从多个车辆接收到的微粒数据；当微粒数据与特征数据匹配时，将由微粒数据的位置元数据指示的位置与微粒状况进行关联。
[0009]根据本发明的一个实施例，特征数据包括指示与微粒状况关联的环境微粒的大小和数量的信息。
[0010]根据本发明的一个实施例，微粒状况是轮胎磨损和制动器磨损中的一个。
[0011]在第三示意性实施例中，一种计算机实现的方法，所述方法包括:从第一车辆微粒传感器接收第一微粒数据，从第二车辆微粒传感器接收第二微粒数据;将第一微粒数据和第二微粒数据与标识微粒状况的特征数据进行比较；当第一微粒数据和第二微粒数据中仅有一个与特征数据匹配时，执行以下两项之一:(i)调整车辆设置以处理微粒状况；(ii)向用户警告微粒状况。
[0012]根据本发明，提供一种计算机实现的方法，所述方法包括:从第一车辆微粒传感器接收第一微粒数据，从第二车辆微粒传感器接收第二微粒数据;将第一微粒数据和第二微粒数据与标识微粒状况的特征数据进行比较；当第一微粒数据和第二微粒数据中仅有一个与特征数据匹配时，执行以下两项之一:(i)调整车辆设置以处理微粒状况；(ii)向车辆乘员警告微粒状况。
[0013]根据本发明的一个实施例，第一微粒传感器在气流穿过车厢空气过滤器之前对气流进行采样，第二微粒传感器在气流穿过车厢空气过滤器之后对气流进行采样，所述微粒状况是在气流中的微粒低于预定阈值数量。
[0014]根据本发明的一个实施例，第一微粒传感器对车辆外部的气流进行采样，第二微粒传感器对车辆内部的气流进行采样，所述微粒状况是在气流中的微粒高于预定阈值数量。
[0015]根据本发明的一个实施例，第一微粒传感器对第一车辆轮拱中的第一气流进行采样，第二微粒传感器对第二车辆轮拱中的第二气流进行采样，所述微粒状况是指示制动器灰尘的微粒高于预定阈值量。
[0016]根据本发明的一个实施例，第一微粒传感器对第一车辆轮拱中的第一气流进行采样，第二微粒传感器对在第二车辆轮拱中的第二气流进行采样，所述微粒状况是指示轮胎灰尘的微粒高于预定阈值量。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:通过通信网络向与车辆进行通信的远程信息处理服务器提供微粒数据和车辆的位置。
[0018]根据本发明的一个实施例，第一微粒传感器包括具有用于微粒的逐步更精细的多个过滤器的用于产生第一微粒数据的第一微机电系统传感器装置，第二微粒传感器包括用于微粒的逐步更精细的多个过滤器的用于产生第二微粒数据的第二微机电系统传感器装置。
[0019]根据本发明的一个实施例，特征数据包括指示与微粒状况关联的环境微粒的大小和数量的信息。
[0020]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:通过通信网络向与车辆进行通信的远程信息处理服务器提供第一微粒数据、第二微粒数据以及车辆的位置。【附图说明】
[0021]图1A示出了可被用于向车辆提供远程信息处理服务的系统的示意图；[〇〇22]图1B示出了被配置为经由远程信息处理服务器从微粒传感器汇总微粒数据的系统的不例性部分；
[0023]图2示出了包括位于多个车辆部位的微粒传感器的车辆的示例；
[0024]图3示出了利用来自车辆的微粒传感器的微粒数据的示例性处理；
[0025]图4示出了由远程信息处理服务器利用微粒数据进行车辆路线选择的示例性处理。【具体实施方式】
[0026]根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，其中，本发明可以以各种替代形式来实现。附图无需按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。
[0027]车辆可配备有位于车辆中或车辆上的多个位置的微粒传感器。作为一些示例，微粒传感器可被放置在这些位置上，以监测排气质量、车辆上方的环境空气质量、车辆下方的环境空气质量、车厢空气质量、车辆的发动机进气口处的空气质量、在用于监测制动器和轮胎磨损颗粒的轮拱区域中的空气、以及在用于监测燃料箱蒸汽的油箱或注入位置附近的空气。车辆可被配置为从微粒传感器接收指示微粒的检测数量和大小的数据。车辆还可通过各种机制连接到互联网云。通过使用微粒传感器和云连接，可实现新的车辆功能。[〇〇28]图1A示出了可被用于向车辆102提供远程信息处理服务的系统100-A的示意图。车辆102可以是各种类型的乘员车辆(诸如，混合型多用途车辆(CUV)、运动型多用途车辆 (SUV)、卡车、休旅车(RV)、船、飞机或用于运输人或货物的其他移动机器)之一。作为一些非限制性可行方式，远程信息处理服务可包括导航、逐向导航(turn-by-turn direct1n)、车辆健康报告、本地商业搜索、事故报告以及免提呼叫。在示例中，系统100-A可包括由密歇根州的迪尔伯恩市的福特汽车公司制造的SYNC系统。应注意到的是，示出的系统100-A仅仅是示例，并且可使用更多、更少和/或不同布置的元件。[〇〇29] 计算平台104可包括一个或更多个处理器106,所述一个或更多个处理器106连接到存储器108和计算机可读存储介质112两者并被配置为执行支持在此描述的处理的指令、 命令或其他例程。例如，计算平台104可被配置为执行车辆应用110的指令，以提供诸如导航、事故报告、卫星无线电解码和免提呼叫的功能。可使用各种类型的计算机可读存储介质 112以非易失性方式来保存这种指令和其他数据。计算机可读介质112(也被称作处理器可读介质或存储器)包括参与提供可由计算平台104的处理器106读取的指令或其他数据的任何非暂时性介质(例如，有形介质)。可从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释计算机可执行指令，所述各种编程语言和/或技术包括但不限于以下项中单独一个或它们的组合:Java、C、C++、C#、Ob jective C、Fortran'Pascal、Java Script、Python、 Perl和PL/SQL。
[0030]计算平台104可被设置有允许车辆乘员与计算平台104交互的各种功能。例如，计算平台104可包括音频输入114和辅助音频输入118，音频输入114被配置为通过连接的麦克风116从车辆乘员接收说出的命令，辅助音频输入118被配置为从连接的装置接收音频信号。辅助音频输入118可为物理连接(诸如，电线或光缆)或者无线输入(诸如，蓝牙音频连接)。在一些示例中，音频输入114可被配置为提供音频处理能力(诸如，低电平信号的前置放大)并将模拟输入转换成数字数据以由处理器106进行处理。
[0031]计算平台104还可向具有音频重放功能的音频模块122的输入提供一个或更多个音频输出120。在其他示例中，计算平台104可通过使用一个或更多个专用扬声器(未示出)向乘员提供音频输出。音频模块122可包括输入选择器124，输入选择器124被配置为向音频放大器128提供来自选择的音频源126的音频内容，以用于通过车辆扬声器130或耳机(未示出)进行重放。作为一些示例，音频源126可包括解码的调幅(AM)无线电信号或调频(FM)无线电信号、以及来自致密盘(CD)或数字多功能盘(DVD)音频重放的音频信号。音频源126还可包括从计算平台104接收的音频，诸如，由计算平台104产生的音频内容、从连接到计算平台104的通用串行总线(USB)子系统132的闪存驱动器解码的音频内容以及从辅助音频输入 118通过计算平台104传送的音频内容。
[0032]计算平台104可利用语音接口 134来向计算平台104提供免提接口。语音接口 134可支持根据与可用命令关联的语法对经由麦克风116接收的音频进行语音识别，并且支持生成语音提示以用于经由音频模块122进行输出。在一些情况下，当音频提示已经准备好由计算平台104进行呈现并且另一音频源126被选择用于重放时，系统可被配置为暂时静音或以其他方式超驰由输入选择器124指定的音频源。
[0033]计算平台104还可从被配置为提供乘员与车辆102的交互的人机界面(HMI)按键 136来接收输入。例如，计算平台104可与被配置为调用计算平台104上的功能的一个或更多个按钮或者其他HMI按键(例如，方向盘音频按钮、一键通按钮、仪表板按键等)进行接口连接。计算平台104还可驱动或以其他方式与一个或更多个显示器138进行通信，一个或更多个显示器138被配置为通过视频控制器140向车辆乘员提供视觉输出。在一些情况下，显示器138可为触摸屏，触摸屏被进一步配置为经由视频控制器140接收用户触摸输入，而在其他情况下，显示器138可仅为不具备触摸输入能力的显示器。
[0034]计算平台104还可被配置为经由一个或更多个车载网络142与车辆102的其他组件进行通信。作为一些示例，车载网络142可包括车辆控制器局域网(CAN)、以太网以及面向媒体的系统传输(MOST)中的一个或更多个。车载网络142可允许计算平台104与其他车辆102 系统(诸如，车载调制解调器144(在一些配置中可能不存在)、被配置为提供当前车辆102位置和航向信息的全球定位系统(GPS)模块146以及被配置为与计算平台104协作的各种车辆 ECU(电子控制单元)148进行通信。作为一些非限制性的可行方式，车辆ECU 148可包括:动力传动系统控制模块，被配置为提供发动机操作组件(例如，怠速控制组件、燃料传送组件、 排放控制组件等)的控制以及发动机操作组件的监测(例如，发动机诊断代码的状态)；车身控制模块，被配置为管理各种电力控制功能，诸如，外部照明、内部照明、无钥匙进入、远程启动以及接入点状态验证(例如，车辆102的引擎盖、车门和/或行李厢的关闭状态)；无线电收发器模块，被配置为与遥控钥匙或其他本地车辆102装置进行通信;环境控制管理模块， 被配置为提供制热和制冷系统组件(例如，压缩机离合器和鼓风机风扇控制、温度传感器信息等)的控制和监测。[〇〇35] 如示出的，音频模块122和HMI按键136可通过第一车载网络142A与计算平台104进行通信，并且车载调制解调器144、GPS模块146和车辆ECU 148可通过第二车载网络142B与计算平台104进行通信。在其他示例中，计算平台104可被连接到更多或更少的车载网络 142。此外或可选地，一个或更多个HMI按键136或其他组件可经由与示出的不同的车载网络 142连接到计算平台104,或者直接地连接到计算平台104而不连接到车载网络142。
[0036]计算平台104还可被配置为与车辆乘员的移动装置152进行通信。移动装置152可为任何各种类型的便携式计算装置，诸如，蜂窝电话、平板计算机、智能手表、膝上型计算机、便携式音乐播放器或能够与计算平台104进行通信的其他装置。在很多示例中，计算平台104可包括无线收发器150(例如，蓝牙模块、ZIGBEE收发器、W1-Fi收发器、IrDA收发器、 RFID收发器等)，无线收发器150被配置为与移动装置152的兼容的无线收发器154进行通信。此外或可选地，计算平台104可通过有线连接与移动装置152进行通信，诸如，经由移动装置152与USB子系统132之间的USB连接与移动装置152进行通信。
[0037]通信网络156可向连接到通信网络156的装置提供诸如分组交换网络服务(例如， 互联网接入、VoIP通信服务)的通信服务。通信网络156的示例可包括蜂窝电话网络。移动装置152可经由移动装置152的装置调制解调器158提供到通信网络156的网络连接能力。为了便于通过通信网络156进行通信，移动装置152可与唯一装置标识符(例如，移动装置号码 (MDN)、互联网协议(IP)地址、IEEE 802.11媒体访问控制(MAC)标识符等)进行关联，以识别移动装置152通过通信网络156进行的通信。在一些情况下，计算平台104可根据存储器介质 112中保存的配对的装置数据160来识别车辆102的乘员或具有连接到计算平台104的许可的装置。例如，配对的装置数据160可指示先前与车辆102的计算平台104配对的移动装置 152的唯一装置标识符，使得计算平台104可无需用户干预而自动地重新连接到在配对的装置数据160中涉及的移动装置152。[〇〇38]当支持网络连接的移动装置152与计算平台104连接(例如，利用802.15蓝牙进行配对，利用802.11进行连接，利用USB进行设置)时，移动装置152可允许计算平台104使用装置调制解调器158的网络连接能力，以通过通信网络156与远程信息处理服务器162进行通信。在一个示例中，计算平台104可利用移动装置152的话上数据计划或数据计划在计算平台104与通信网络156之间传送信息。此外或可选地，计算平台104可利用车载调制解调器 144在计算平台104与通信网络156之间传送信息，而不使用移动装置152的通信设施。[〇〇39]与计算平台104类似，移动装置152可包括一个或更多个处理器164,一个或更多个处理器164被配置为执行从移动装置152的存储介质168加载到移动装置152的存储器166的移动应用170的指令。在一些示例中，移动应用170可被配置为:经由无线收发器154与计算平台104进行通信，并且经由装置调制解调器158与远程信息处理服务器162或其他网络服务进行通信。计算平台104还可包括装置链路接口 172,以便于将移动应用170的功能与经由语音接口 134可获得的命令的语法进行整合，以及便于将移动应用170的功能集成到计算平台104的显示器138中。装置链路接口 172还可向移动应用170提供对于车辆信息的访问，计算平台104经由车载网络142可获得所述车辆信息。装置链路接口 172的一些示例可包括:由密歇根州迪尔伯恩市的福特汽车公司提供的SYNC系统的SYNC APPLINK组件、由加利福尼亚州库比蒂诺市的苹果公司提供的CarPlay协议或由加利福尼亚州山景城的谷歌公司提供的安卓汽车协议。
[0040]微粒传感器174包括被配置为检测时间段(例如，一秒等)内空气中的颗粒的浓度分布(通过数量和/或质量)。在示例中，微粒传感器174可包括基于撞击器传感器设计的、具有用于微粒的逐步更精细的多个过滤器的微机电系统(MEMS)传感器设计。例如，微粒传感器174可被配置为:对空气动力学直径大于空气的平均自由程(约为70nm)且表现为首先以悬浮(>lMi)状通过空气传输的悬浮微粒或者表现为胶体系统(〈lwii)的颗粒进行采样或测量。空气动力学直径可指代微粒大小的测量值，且可被表示为与被测量的颗粒具有相同沉淀率的水滴的直径的测量值。例如，作为一些可能性，被测量的颗粒可由生物材料、灰尘、无机材料和非生物有机材料以及气体分子组成。可测量的微粒的不例可相应地包括:雾霾、灰尘、微粒空气污染物和烟。在此，来自微粒传感器174的指示检测的颗粒的大小和数量的测量数据可被称为微粒数据178。
[0041]由于微粒传感器174可包括被配置为根据颗粒的大小检测颗粒的分布的一系列传感器，所以检测到的颗粒数量和大小的微粒数据178分布可被用于针对颗粒发射源的印记或微粒特征180。在更具体的示例中，微粒特征180可包括针对在一个或更多个指定微粒大小范围内的微粒的一个或更多个微粒数量范围。在一些情况下，微粒大小范围可与微粒传感器174的逐步更精细的多个过滤器的检测范围对应。在一些情况下，微粒范围可仅包括至少最小数量或仅包括最多最大数量，而在其他情况下，该范围可包括最小数量和最大数量两者。在一些情况下，该数量还可与其他检测到的颗粒的数量(例如，微粒特征180可基于在颗粒大小的第一范围内被检测到的至少最小数量的颗粒以及在第二范围内检测到两倍于在第一范围内检测到的微粒进行匹配)相关。
[0042]在使用微粒特征180的示例中，在木材燃烧火炉中，软木微粒可具有可测量地比硬木微粒更低的在〇.3-0.6yM的范围内的微粒浓度。因此，作为一个示例，微粒特征180可使用微粒的这些差异来进行定义，并被用于将指示软木的微粒数据178与指示硬木的微粒数据 178进行区分。类似地，微粒特征180可被定义为检测各种其他状况，诸如，作为一些其他可能性，烟雾、冰、浓雾、轮胎磨损、制动器磨损。
[0043]微粒应用176可被配置为:从微粒传感器174接收微粒数据178,基于微粒特征180 来识别微粒数据178指示的微粒，并基于识别出的微粒来对将被执行的车辆102动作做出决定。在一些情况下，可基于本地车辆102信息做出所述决定，而在其他情况下，可至少部分基于从远程信息处理服务器162接收的信息(诸如，来源于其他车辆102的微粒数据178或从远程信息处理服务器162检索到的微粒排放物的微粒特征180)来做出所述决定。微粒应用176 还可被配置为:向远程信息处理服务器162提供来源于微粒传感器174的微粒数据178,以帮助其他车辆102做出决定，以及提供对众包微粒数据178的分析和在颗粒排放周围的车辆路线选择。
[0044]图1B示出了被配置为经由远程信息处理服务器162从微粒传感器174汇总微粒数据178的系统100-B的示例性部分。如示出的，远程信息处理服务器162可被配置为保存从车辆102-A和102-B(统称车辆102)接收到的微粒数据178信息。进而，车辆102可被配置为:访问远程信息处理服务器162以检索与当前车辆位置有关的微粒数据178,并利用该信息来做出关于将被执行的车辆102动作的决定。在一些情况下，车辆102可被配置为利用连接的移动装置152的数据服务来与远程信息处理服务器162进行通信。此外或可选地，车辆102可被配置为使用车辆102的车载调制解调器144(如果如此配备的话)与远程信息处理服务器162 进行通信。虽然示出了两个车辆102-A和102-B，但是应注意到的是，系统可具有更多个车辆 102。作为另一可行方式，在一些情况下，系统100-B可包括多个远程信息处理服务器162,以用于诸如多余度(redundancy)的目的和/或用于使不同服务器在不同地区进行操作的目的。
[0045]微粒应用176可被配置为从微粒传感器174检索微粒数据178。微粒数据178可包括指示由车辆微粒传感器174检测到的微粒的大小和数量的信息。在一些情况下，微粒应用 176可仅对从车辆微粒传感器174接收的微粒数据178进行汇集，而在其他情况下，微粒应用176可对微粒数据178执行分析，诸如，以将微粒数据178的颗粒大小的分布与可被用于识别排放物的类型的预定义微粒特征180进行比较。如果识别被执行，则在一些情况下，微粒应用176可此外或可选地包括微粒数据178中被分析的数据。
[0046]微粒应用176还可(诸如，通过访问GPS模块146)确定车辆102的当前位置，以检索车辆102的当前位置坐标。使用当前位置和微粒数据178,微粒应用176可被配置为向远程信息处理服务器162发送指示车辆102处的微粒状况的信息。例如，该信息可包括收集到的微粒数据178和/或对与特定微粒特征180的匹配的指示。[〇〇47]微粒应用176还可被配置为从远程信息处理服务器162接收来源于其他车辆102的微粒数据178。在示例中，微粒应用176可(诸如，通过访问GPS模块146)确定车辆102的当前位置，以检索车辆102的当前位置坐标。使用该当前位置，微粒应用176可向远程信息处理服务器16 2查询针对车辆10 2的被确定的位置的微粒数据17 8。相应地，微粒应用17 6可被配置为利用来源于其他车辆102的微粒数据来帮助车辆102做出决定。[〇〇48]图2示出了包括位于多个车辆102部位的微粒传感器174的车辆102的示例200。例如，车辆102可包括微粒传感器174-A，微粒传感器174-A位于车辆102的顶部且被配置为监测车辆102上方的环境空气质量。作为另一示例，车辆102可包括微粒传感器174-B，微粒传感器174-B被安装在车辆102的底面且被配置为监测车辆102下方的环境空气质量。车辆102 还可包括微粒传感器174-C，微粒传感器174-C位于车辆102车厢内且被配置为监测车厢空气质量。
[0049]车辆102还可包括被配置为监测发动机的微粒传感器174。在示例中，车辆102可包括微粒传感器174-D，微粒传感器174-D位于发动机进气口中且被配置为监测进入发动机的空气的质量和/或监测在发动机关闭之后歧管中的空气的质量。在另一示例中，车辆102可包括微粒传感器174-E和微粒传感器174-F，微粒传感器174-E位于排气系统中且被配置为监测流出发动机的发动机气流，微粒传感器174-F位于排气系统中的消音器之后且被配置为监测流出车辆102的发动机气流。
[0050]车辆102还可包括被配置为监测其他车辆102方面的微粒传感器174。在示例中，车辆102还包括微粒传感器174-G，微粒传感器174-G被安装在前保险杠或其他前面的车辆102 部位处且被配置为当车辆行驶时监测车辆102遇到的微粒(诸如，雾或薄冰(blackice))。在另一示例中，车辆102可包括微粒传感器174-H，微粒传感器174-H被安装在轮拱中且被配置为监测指示轮胎磨损、制动器磨损或可能的攻击性驾驶方式的制动器灰尘或轮胎灰尘或者其他微粒。在又一示例中，车辆102可包括微粒传感器174-1，微粒传感器174-1被安装在燃料箱入口附近且被配置为监测来自车辆102的燃料箱的蒸汽。
[0051]使用微粒应用176、微粒传感器174、微粒数据178以及远程信息处理服务器162,可实现各种车载应用和车辆102功能。
[0052]在示例中，微粒传感器174可被用于增加车辆102车厢空气过滤器的寿命。为了车辆102的乘员的舒适和健康，通常期望减少驾驶时车厢空气中的微粒的数量。因此，一些车辆102配备有车厢空气过滤器以减少吸入车辆102的环境空气中的微粒的数量。虽然新的纸质过滤器通常仅清除大于过滤器的结构的大小(例如，在示例中，6wn)的颗粒，但是当随着较大颗粒堵塞在所述过滤器中所述过滤器变得更脏时所述过滤器变得更有效地清除更小的颗粒。最终，过滤器变得阻塞且仅使最小的颗粒穿过，而且还没有足够的有效气流。优选的更换过滤器的时间是当过滤器变得阻塞时。更换的太早意味着用于过滤器的额外花销， 而且还意味着在车辆102的寿命期间过滤器更经常是“新的”，从而不太有效。
[0053]微粒应用176可被配置为使用微粒传感器174-C来监测低于预定阈值的颗粒浓度。 当所述浓度下降到低于预定阈值时，微粒应用176可被配置为执行一个或更多个动作。在示例中，微粒应用176可发出警告以指示驾驶员购买和安装新的过滤器。由于车辆102还可被连接到云，所以微粒应用176还可被配置为:联系网络服务(例如，福特零件部)，并购买将 (例如，基于用户的远程信息处理账户)被交付到与车辆(例如，VIN号、MDN、电话号码、安全元素ID“SEID”、装置等)102关联的地址的车厢空气过滤器。作为另一可行性，微粒应用176 可向广告网络服务发送滤波器需要更换的消息，广告网络服务向车辆102乘员传送用于在特定零售商或零售位置处打折的促销优惠券，以引诱客户进入商店。
[0054]在微粒应用176利用预定阈值方式来筛选寿命的一些实例中，可能存在环境空气中存在很少微粒的情况。在这种情况下，当实际上没有将被过滤的微粒时，微粒应用176可识别出缺少微粒并且错误地推断车厢空气过滤器需要被更换。相应地，在一些示例中，另一个微粒传感器174-C可被用在过滤器入口处，并被连接到车辆102，使得微粒应用176能够确定进入车厢过滤器的微粒和离开车厢过滤器的微粒的差异。在这种情况下，可利用在正确尺寸带(例如，<4mi)内流入过滤器和从过滤器流出的微粒的预定阈值比率。随着过滤器使用时间变长，所述比率可能变得更小，并且，例如，如上面讨论的，当所述比率低于预定阈值水平时，微粒应用176可被配置为产生警告或购买/购买请求。
[0055]在另一示例中，微粒传感器174可被用于控制车辆102的车窗。微粒可能在车辆102 内产生。例如，平均每人每日脱落大约一盎司表皮细胞。或者，一次咳嗽产生通常包含病原体的3000个唾液颗粒。喷嚏可能更糟糕，可能产生40，000个超过200英里每小时的颗粒。一些人在车辆102中吸烟，这也产生烟雾形式的微粒。车辆102内部本身也脱落微粒，包括构成车辆102的外观的塑料聚合物。当车辆102未在移动时，这些微粒可能通过沉降而沉淀在车厢中，但可能在车辆102的车门打开时被再次分散。所以，当驾驶员再次进入车辆102时，驾驶员会是一定剂量的车辆102微粒的接受者。此外，许多这样的颗粒可能通过车辆102气候系统在车辆102中循环。
[0056]微粒传感器174(例如，微粒传感器174-A、174-B和174-C)可被安装在连接到系统 100的车辆102车厢的内部以及车辆102的外部。当车辆102内部的微粒水平上升到高于车辆 102外部的微粒水平时，微粒应用176可被配置为:自动打开车窗或天窗以推入或吸入新鲜空气，从而降低微粒水平。环境空气温度还可通过微粒应用176从车辆102气候控制系统进行接收，并且当温度低于预定水平时，微粒应用176可被配置为开启车辆102车厢鼓风机组， 以提供加热的空气而不是打开车窗。[〇〇57] 在另一示例中，当车辆102被配置为访问远程信息处理服务器162时，微粒应用176 可被配置为:确定车辆102位置，并查询远程信息处理服务器162(或者，例如，全球信息系统网络服务、花粉网络服务、天气网络服务等)以确定车辆102何时进入微粒区域(诸如，在微粒排放物(诸如，工业设施、农业设施或野火)的微粒烟尘附近)。微粒应用176可被配置为: 接收针对微粒排放物的微粒特征180,当微粒应用176经由微粒传感器174(例如，经由车厢中的微粒传感器174-C)检测到浓度增加的特征180时，通知用户关闭车窗(例如，在乘员确认的情况下)。
[0058]在又一示例中，微粒传感器174可被用于控制车厢鼓风机转速。在需要气候控制的空气循环和乘员的热舒适的同时，气候控制系统鼓风机还倾向于拾起和抑制车厢空气中的悬浮颗粒。这种情况是真实的，特别是在车辆车厢中的事件(诸如，咳嗽、喷嚏、点着香烟)已产生微粒之后。由于车辆鼓风机将由车厢空气过滤器过滤的空气排出车辆102，所以将鼓风机置于高转速可通过稀释来减少车厢空气中的微粒。另一方面，鼓风机还可仅用于搅动颗粒并降低车厢空气质量。
[0059]微粒应用176可被配置为:利用微粒传感器174-C来确定车辆车厢中的微粒水平， 并确定要采取的用于降低车厢中的微粒水平的纠正措施。例如，当微粒应用176确定在车辆 102外部的环境空气中存在由于太小而无法由车厢空气过滤器清除掉的高浓度的微粒时， 微粒应用176可随后改变鼓风机转速并调节气候控制风门以减少环境空气的流入。可通过使用车辆102外部的微粒传感器(例如，使用车辆102的上部的微粒传感器174-A、使用车辆 102下部的微粒传感器174-B等)和/或通过向远程信息处理服务器162请求针对当前车辆 102位置的微粒数据178来做出该确定。
[0060]在另一可能的应用中，微粒传感器174可被用于控制车厢空气再循环风门。车厢空气再循环意图通过将被处理的车厢空气再循环到气候控制系统中来降低气候控制系统消耗的能量。然而，再循环会引起车厢空气中的微粒和其他物质的累积。一种这样的可能性是车厢空气累积来自乘员呼吸、热的食物和饮品、湿衣服或其他车厢中的潮湿源的水分。当车厢空气的湿度增加时，露点温度也增加。当露点温度增加到车辆车窗上的玻璃的温度时，可能发生凝结并且车窗可能起雾。通过从车辆车厢中的微粒传感器174-C接收微粒数据178， 微粒应用176可被配置为识别车厢空气何时超过指示湿度的预定微粒阈值，并可调节再循环风门以允许外部空气进入，以降低车厢湿度。
[0061]当预期车辆102外部的微粒水平高时，微粒应用176可被配置为利用再循环风门来优选再循环的空气。在示例中，微粒应用176可被配置为请求远程信息处理服务器162提供针对当前车辆102位置的微粒信息，和/或可从车辆102外部的微粒传感器174 (例如，微粒传感器174-A、微粒传感器174-B等)接收微粒数据178,或者通过两者的结合。当微粒数据178 指示车辆102外部的微粒水平高于由车厢微粒传感器174-C测量的微粒水平时，微粒应用 176可被配置为调节再循环风门以对车厢空气进行再循环。
[0062]在又一可行示例中，微粒传感器174可被用于雾和黑雾(blackfog)的检测。当环境温度接近露点温度且存在可使凝结成核的来自灰尘或火的微粒时，黑雾可在地表附近形成。一些车辆102系统的实施方式根据环境湿度和温度传感器或者根据来自车辆系统传感器的日期、时间、位置、海拔、温度和气压得到露点和环境温度。一些车辆102系统还可从使用基于云的气象服务的虚拟湿度传感器得到露点和环境温度，基于云的气象服务利用当前车辆位置向远程信息处理服务器162进行查询并返回露点和环境温度。
[0063]例如，微粒传感器174-G可被用于确定与在车辆102的前方的状况有关的微粒数据 178。此外或可选地，微粒应用176可利用从远程信息处理服务器162查询到的针对当前车辆 102位置的微粒数据178。(如上面提到的，微粒应用176还可向远程信息处理服务器162提供本地确定的微粒数据178。)微粒应用176可将接收到的微粒数据178与微粒特征180进行比较，微粒特征180指示可能形成雾的湿度、灰尘微粒或其他状况。作为一些可能性，形成雾的状况可包括:例如，火灾的存在或者当湿度高且温度接近露点时来自海洋的盐颗粒作为凝结核。例如，微粒特征180可指示如由颗粒大小分布所确定的相关颗粒类型的特征。
[0064]使用微粒数据178、露点和湿度，微粒应用176可被配置为检测针对雾和黑雾的状况。如果车辆102乘员观察到烟，则可通过提示车辆102乘员来针对连接的车辆102改进微粒特征180的这种估计。例如，当匹配的微粒数据178始终与微粒特征180在一些可测量方面不同时，由用户确认为与用户反馈匹配的微粒数据178的特征可被用于调整微粒特征180的颗粒大小和数量信息。车辆102中的其他传感器可(例如，经由到计算平台104的车辆总线、经由装置链路接口 172从计算平台104到移动装置152等)向微粒应用176提供数据。作为一些可能性，所述数据可包括来自雨量传感器的针对挡风玻璃的数据、环境光线、一天中的时间、一年中的日期、位置、带有当地地势和气候历史的地图数据、挡风玻璃雨刷器、雾灯布置。还可使用其他信息源，诸如，针对当前车辆102位置的温度历史、针对当前车辆102位置的湿度历史、道路表面温度、对于已知受托人(fiduciary)或其他路边单元的能见度、前照灯的亮度以及来自周围设备的信息、垂直/水平风速等。微粒应用176可向网络服务或天气或气候数据的其他源查询这种信息。
[0065]在另一示例中，微粒传感器174可被用于确定轮胎和制动器磨损。当制动踏板被驾驶员踩下时，车辆102制动系统可将制动盘与制动衬块结合以产生摩擦，这引起反向扭矩并且也磨损制动盘。制动事件导致的制动器磨损可能受以下因素影响:温度、制动盘表面状况 (诸如，腐蚀)、盘和衬块上的材料、源自被制约的制动盘表面的盘的平滑度(其随着时间而增大)和摩擦材料的平滑度、表面质量、摩擦表面面积以及用于制造衬块的工艺。
[0066]微粒传感器174-H可被用于接收关于制动器磨损的微粒数据178。基于微粒数据 178,微粒应用176可利用指示各种制动器状况的微粒特征180来估计制动器磨损。在示例中，该制动器磨损估计可因此被用于在衬块声音发生之前向驾驶员通知剩余衬块寿命和衬块寿命的结束。
[0067]针对轮胎磨损，轮胎磨损可能在施加来自制动器的反向扭矩和/或轮胎转向力使得轮胎失去牵引且相对于路面滑动时发生。或者，较差的前轮定位以及松的或磨损的悬挂组件可能有助于轮胎磨损。微粒传感器174-H还可被用于接收关于轮胎磨损的微粒数据 178。基于微粒数据178,微粒应用176可利用指示轮胎颗粒状况的微粒特征180来识别轮胎磨损状况。在示例中，该轮胎磨损估计可因此被用于向驾驶员通知磨损很大且操作者可学习避免这些状况。
[0068]此外，微粒应用176可被配置为利用车辆102的其他传感器来确认轮胎或制动器的磨损状况。作为一些可能性，微粒应用176可接收包括以下因素的信息，作为一些可能性，所述因素包括:诸如，转向角、车轮转速、防抱死制动器激活、环境温度、车辆加速度、制动器激活、制动力矩、制动压力、牵引力控制激活。[〇〇69]作为另一可行方式，微粒应用176可被配置为向远程信息处理服务器162提供微粒数据178。使用微粒数据178,远程信息处理服务器162可被配置为创建利用轮胎磨损数据进行地理编码的路线图。在示例中，该数据还可被用于提供车辆102的路线选择以避开高轮胎或制动器磨损的区域。例如，远程信息处理服务器162可将路段与基于车辆102的轮胎磨损评分进行关联，其中，所述轮胎磨损评分指示上传到远程信息处理服务器162的微粒数据 178中的轮胎磨损。当车辆102向远程信息处理服务器162请求路线选择信息时，远程信息处理服务器162能够相应地在确定低成本路线的同时考虑磨损评分。应注意到的是，磨损评分仅仅是示例，并且，作为一些其他可行方式，远程信息处理服务器162可利用微粒数据178来创建避免一般微粒的路线，或者避免与其他微粒特征180 (例如，花粉、湿度、灰分等)匹配的微粒的路线。
[0070]图3示出了利用来自车辆102的微粒传感器174的微粒数据178的示例性处理300。 在示例中，处理300可由微粒应用176来执行。
[0071]在操作302,计算平台104接收微粒数据178。在示例中，微粒应用176可经由车辆总线142从车辆102的微粒传感器174接收微粒数据178。上面参照图3描述了微粒传感器174的一些示例。
[0072]在操作304,计算平台104根据一个或更多个微粒特征180来分析微粒数据178。在示例中，微粒应用176可将微粒数据178与微粒特征180进行比较。例如，微粒特征180可包括可被用于识别排放类型或没有排放的微粒大小的分布。
[0073]在一些示例中，计算平台104可分析来自多个微粒传感器174的微粒数据178以识别从不同微粒传感器174接收到的微粒数据178之间的差异。例如，微粒应用176可将在车辆车厢内测量的微粒数据178与在车辆102外部测量的微粒数据178进行比较。作为另一可行方式，微粒应用176可将在空气进入车厢空气过滤器之前测量的微粒数据178与空气进入车厢空气过滤器之后测量的微粒数据178进行比较。作为又一可行方式，微粒应用176可将从远程信息处理服务器162查询的针对当前车辆102位置的微粒数据178与微粒特征180进行比较。
[0074]作为另一变型，根据从车辆102和/或其他车辆102提供的针对当前车辆102位置的微粒数据178,计算平台104可接收从远程信息处理服务器162查询的当前微粒状况的微粒特征180。[〇〇75]在操作306,计算平台104确定微粒状况是否被识别。在示例中，微粒应用176可确定:在车辆102外部识别出灰分或其他微粒，以及车辆102应将车窗关闭和/或切换到再循环空气。在另一示例中，微粒应用176可确定:车辆102车厢内的微粒多于车厢外部的微粒，以及车辆102应将车窗打开和/或切换到外部流通的空气。在又一示例中，微粒应用176可确定:车辆102车厢过滤器未流过足够的空气，以及操作者应考虑更换车厢过滤器。或者，微粒应用176可确定:在一个或更多个车辆102车轮处发生轮胎磨损或制动器磨损，以及操作者应以不同方式进行驾驶或者考虑设备更换。如果微粒状况被识别，则控制转到操作308。否贝1J，控制转到操作316。[〇〇76]在操作308,计算平台104确定是否调整车辆102设置。在示例中，微粒应用176可根据车辆102设置识别出可自动执行特定设置调整(诸如，是否使用再循环空气或外部空气)。 如果微粒应用176确定执行自动调整，则控制转到操作310。否则，控制转到操作312。
[0077]在操作310,计算平台104对车辆102执行设置调整。在示例中，计算平台104可自动调整车辆通风口是否使用再循环空气或外部空气，以优选具有较少微粒的空气源。在另一示例中，计算平台104可自动降下或升起车窗以优选具有较少微粒的空气源。
[0078]在操作312,计算平台104确定是否警告驾驶员。在示例中，微粒应用176可根据车辆102设置识别出一些或全部类型的微粒的识别或者由微粒的识别所引起的一些或全部状况的识别应被报告给驾驶员。在另一示例中，微粒应用176可选择地经由车辆102设置被配置为向用户通知自动设置调整。如果微粒应用176确定执行自动调整，则控制转到操作314。否则，控制转到操作316。
[0079]在操作314,计算平台104警告驾驶员。在示例中，微粒应用176可按照语音提示、钟鸣以及在车辆102的显示器138上的用户界面文本中的一个或更多个的形式来提供警告。作为一些可行方式，该警告可通知用户打开或关闭车窗、变换到再循环空气或外部空气、更换车厢空气过滤器，以产生较少制动或摩擦微粒的方式进行驾驶，在预计的微粒排放区域周围选择路线等。
[0080]在操作316,计算平台104确定是否更新远程信息处理服务器162。在示例中。微粒应用176可被配置为向远程信息处理服务器162提供由车辆102识别的微粒数据178。在另一示例中，微粒应用176可被配置为:仅当微粒数据178与微粒特征180匹配时更新远程信息处理服务器162。如果微粒应用176确定更新远程信息处理服务器162,则控制转到操作318。否贝丨J，处理300结束。
[0081]在操作318,计算平台104向远程信息处理服务器162发送更新。在示例中，微粒应用176可被配置为向远程信息处理服务器162提供微粒数据178和车辆102的当前位置(例如，从GPS模块146接收的GPS位置)。在操作318之后，处理300结束。[〇〇82]图4示出了由远程信息处理服务器162利用微粒数据178进行车辆102路线选择的示例性处理。在示例中，处理400可由通过通信网络156与多个车辆102进行通信的远程信息处理服务器162来执行。[〇〇83]在操作402,远程信息处理服务器162确定新的微粒数据178是否已被接收。在示例中，远程信息处理服务器162可接收由多个车辆102的微粒传感器174捕获到的微粒数据 178。在一些情况下，车辆102可被配置为周期性地(例如，每小时、每五分钟)报告微粒数据 178。其他报告方式是可行的，诸如，每当点火开关闭合、每当点火开关断开、每当行驶一定距离(例如，每英里)时报告微粒数据178或者当车辆102到远程信息处理服务器162的连接可用时基本上实时地报告微粒数据178。接收到的微粒数据178还可包括描述微粒数据178 在何地和何时被捕获的位置和时间元数据。如果微粒数据178被接收到，则控制转到操作 404。否则，控制转到操作408。[〇〇84]在操作404,远程信息处理服务器162根据微粒特征180来分析微粒数据。在示例中，远程信息处理服务器162可将微粒数据178与微粒特征180进行比较。例如，微粒特征180 可包括可被用于识别排放的类型或较少排放的颗粒大小的分布。[〇〇85] 在操作406,远程信息处理服务器162存储微粒数据178。在示例中，远程信息处理服务器162可保存根据位置和时间进行索引的微粒数据178。[〇〇86]在操作408,远程信息处理服务器162确定路线请求是否已被接收。在示例中，车辆 102可请求从一个位置到另一个位置的路线，诸如，从当前车辆102位置到兴趣点位置。路线请求还可包括关于用于产生该路线的选项的信息，诸如，将要避免的微粒的类型。如果路线请求被接收，则控制转到操作410。否则，控制转到操作402。[〇〇87]在操作410,远程信息处理服务器162根据存储的微粒数据178来构建路线。在示例中，远程信息处理服务器162可将路段与基于车辆102的微粒水平评分进行关联，所述微粒水平评分指示上传到远程信息处理服务器162的微粒数据178中的微粒。当车辆102向远程信息处理服务器162请求路线选择信息时，远程信息处理服务器162能够相应地在确定低成本路线时考虑到所述微粒水平评分。例如，路线请求可请求避开产生过多轮胎微粒的路段的路线。相应地，远程信息处理服务器162可将微粒数据178与指示轮胎磨损的微粒特征180 进行比较，并可将路段与以比其他评分更高的评分匹配微粒特征180的微粒数据178进行关联。远程信息处理服务器162可相应地在确定低成本路线时考虑所述评分。[〇〇88] 在操作412,远程信息处理服务器162响应于所述请求而发送路线。车辆102可相应地被通知所请求的路线。在操作412之后，控制转到操作402。
[0089]虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述本发明的所有可能形式。更确切地说，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是， 可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可将各种实现的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。
【主权项】
1.一种车辆，包括:至少一个微粒传感器，被配置为产生指示环境微粒的大小和数量的微粒数据；计算装置，被配置为:从所述至少一个微粒传感器接收所述微粒数据，将所述微粒数据与标识微粒状况的特征数据进行比较，执行以下两项中的一个:(i)调整车辆设置以处理所述微粒状况；(ii)向车辆乘员警告 所述微粒状况。2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述计算装置还被配置为使用语音提示、钟鸣声以 及车辆的显示器上的用户界面文本中的一种或更多种来向车辆乘员警告所述微粒状况。3.如权利要求1所述的车辆，其中，所述计算装置还被配置为通过通信网络向与车辆进 行通信的远程信息处理服务器提供所述微粒数据和车辆的位置。4.如权利要求1所述的车辆，其中，所述计算装置还被配置为通过通信网络从与车辆进 行通信的远程信息处理服务器接收所述特征数据。5.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个微粒传感器包括用于监测轮拱中的微 粒的安装在轮拱中的微粒传感器，所述特征数据包括制动器灰尘和轮胎灰尘中的至少一个 的特征。6.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个微粒传感器中的每一个微粒传感器包 括用于微粒的逐步更精细的多个过滤器的微机电系统传感器装置。
【文档编号】G01N15/02GK106018210SQ201610178598
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】佩里·罗宾逊·麦克尼尔, 奥莱格·由里维奇·古斯京
【申请人】福特全球技术公司