一種自動除甲醛控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動除甲醛控制系統(tǒng)及方法，涉及車內(nèi)空氣凈化領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括：檢測裝置，用于檢測汽車乘員艙內(nèi)的甲醛的濃度；數(shù)據(jù)處理裝置，用于根據(jù)所述濃度，得出甲醛污染指數(shù)及所述污染指數(shù)的變化率；模糊控制器，用于對所述污染指數(shù)和所述變化率進行模糊化，根據(jù)所述控制規(guī)則表進行模糊推理，得到模糊控制量，將所述模糊控制量清晰化后，得到精確控制量，根據(jù)所述精確控制量輸出精確控制量信號；甲醛凈化裝置，用于根據(jù)所述精確控制量信號對乘員艙內(nèi)空間進行甲醛凈化。這種設(shè)計能夠自動控制甲醛凈化裝置、精確控制乘員艙內(nèi)空氣質(zhì)量維持在一個較高水準(zhǔn)。
【專利說明】ー種自動除甲醛控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車內(nèi)甲醛凈化領(lǐng)域，尤其是一種自動除甲醛控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，汽車越來越普及，車內(nèi)甲醛污染問題也越來越嚴(yán)重。中國室內(nèi)裝飾協(xié)會室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測中心曾對ー些車輛進行過測試，發(fā)現(xiàn)車內(nèi)甲醛濃度非常大，已經(jīng)嚴(yán)重影響到司乘人員的身心健康。車內(nèi)甲醛污染問題越來越得到人們的重視，提高車內(nèi)空氣品質(zhì)已經(jīng)迫在眉睫。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，可以通過車載甲醛浄化裝置進行甲醛凈化，但是駕乘人很難實現(xiàn)根據(jù)車內(nèi)甲醛的具體情況進行甲醛凈化，如在甲醛污染指數(shù)高時使用低風(fēng)速和負離子低速釋放的工作模式，使得車內(nèi)甲醛凈化不完全；在甲醛污染指數(shù)低時卻采用高風(fēng)速和負離子高速釋放的工作模式，造成了能源浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供ー種自動除甲醛控制系統(tǒng)及方法，達到對甲醛浄化裝置的自動控制、精確控制乘員艙內(nèi)甲醛濃度維持在ー個較低范圍的技術(shù)效果。
[0005]為達到此目的，本發(fā)明提供了一種自動除甲醛控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0006]檢測裝置，用于:檢測汽車乘員艙內(nèi)的甲醛濃度；
[0007]數(shù)據(jù)處理裝置，用于:根據(jù)所述甲醛濃度，得出甲醛污染指數(shù)及所述污染指數(shù)的變化率；
[0008]模糊控制器，存儲有以所述污染指數(shù)和所述污染指數(shù)的變化率為第一、第二輸入變量，以甲醛浄化裝置的輸出參數(shù)為控制量的模糊控制過程的控制規(guī)則表，用于:對所述污染指數(shù)和所述變化率進行模糊化，根據(jù)所述控制規(guī)則表進行模糊推理，得到模糊控制量，將所述模糊控制量清晰化后，得到精確控制量，根據(jù)所述精確控制量輸出精確控制量信號，其中，所述控制規(guī)則表根據(jù)乘員艙內(nèi)不同甲醛污染指數(shù)的空氣對人的危害的實驗統(tǒng)計得出；
[0009]甲醛浄化裝置，用干:根據(jù)所述精確控制量信號對乘員艙內(nèi)空間進行甲醛凈化。
[0010]優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)還包括:
[0011]手動選擇裝置，用于:選擇開啟或關(guān)閉所述自動除甲醛控制系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選的，所述手動選擇裝置包括:
[0013]選擇按鈕，用于:在所述控制系統(tǒng)關(guān)閉的狀態(tài)下，按下后開啟所述控制系統(tǒng)；在所述控制系統(tǒng)開啟的狀態(tài)下，按下后關(guān)閉所述控制系統(tǒng)。
[0014]優(yōu)選的，所述模糊控制器包括:
[0015]模糊模塊，用于:將所述污染指數(shù)和所述變化率進行模糊化；
[0016]存儲模塊，用于:存儲所述控制規(guī)則表；
[0017]推理模塊，用干:根據(jù)所述控制規(guī)則表和模糊化后的所述污染指數(shù)和所述變化率得到模糊控制量；[0018]解模糊模塊，用于:根據(jù)MIN-MAX重心法對所述模糊控制量進行運算，得到精確控制量；
[0019]精確輸出模塊，輸出所述精確控制量到甲醛浄化裝置，所述甲醛浄化裝置根據(jù)所述精確控制量進行甲醛凈化。
[0020]本發(fā)明還提供了一種自動除甲醛控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0021]步驟一，在模糊控制器中建立以汽車乘員艙內(nèi)的甲醛污染指數(shù)和所述污染指數(shù)的變化率為第一、第二輸入變量，以甲醛浄化裝置的輸出參數(shù)為控制量的模糊控制過程的控制規(guī)則表，并建立用于將精確量模糊化的輸入變量模糊集，其中，所述控制規(guī)則表根據(jù)乘員艙內(nèi)不同甲醛污染指數(shù)的空氣對人的危害的實驗統(tǒng)計得出；
[0022]步驟ニ，檢測汽車乘員艙內(nèi)的甲醛濃度，計算所述甲醛污染指數(shù)及所述污染指數(shù)的變化率；
[0023]步驟三，根據(jù)所述輸入變量模糊集、所述控制規(guī)則表得出與同一時間點的所述污染指數(shù)和所述變化率對應(yīng)的模糊控制量，并將所述模糊控制量轉(zhuǎn)化為精確控制量；
[0024]步驟四，根據(jù)所述精確控制量對乘員艙內(nèi)空間進行甲醛凈化。
[0025]優(yōu)選的，所述輸出參數(shù)為輸出功率。
[0026]優(yōu)選的，在步驟ニ前，還包括:
[0027]選擇步驟，選擇是否使用所述控制方法。
[0028]優(yōu)選的，所述步驟一包括:
[0029]將所述第一輸入變量、第二輸入變量分別劃分為4檔、7檔語言值數(shù)集并離散化、模糊化到所述語言值數(shù)集中；
[0030]將所述控制量劃分為4檔語言值數(shù)集并離散化、模糊化到所述語言值數(shù)集中；
[0031]根據(jù)乘員艙內(nèi)不同污染指數(shù)的甲醛對人的危害的實驗統(tǒng)計，建立所述控制規(guī)則表。
[0032]優(yōu)選的，所述步驟三采用MIN-MAX重心法。
[0033]優(yōu)選的，所述控制量劃分的四檔語言值數(shù)集為:{0，I, 2，3}，其中，0表示所述不執(zhí)行甲醛凈化動作，I表示執(zhí)行低風(fēng)速和負離子低度釋放的工作模式，2表示執(zhí)行中風(fēng)速和負離子中度釋放的工作模式，3表示執(zhí)行高風(fēng)速和負離子高度釋放的工作模式，所述低風(fēng)速、中風(fēng)速、高風(fēng)速、低度、中度、高度為模糊化語言，在步驟三中會轉(zhuǎn)化為精確控制量。
[0034]本發(fā)明至少具有如下技術(shù)效果:
[0035]I)在本發(fā)明中，通過對乘員艙內(nèi)甲醛污染指數(shù)及其變化率進行一系列模糊運算，求得對甲醛浄化裝置的控制量，從而對甲醛進行浄化。
[0036]這種設(shè)計使得甲醛浄化裝置對甲醛的浄化得到精確控制，使得甲醛污染指數(shù)較高時能迅速被浄化到正常水準(zhǔn)，并相對穩(wěn)定地保持在這個水準(zhǔn)，創(chuàng)造了良好的車內(nèi)甲醛環(huán)境，滿足了人們對健康生活的要求。這種設(shè)計也避免了甲醛浄化裝置一直處于最大功率的工作模式，起到了節(jié)約能源的作用。
[0037]2 )在本發(fā)明中，還設(shè)置了 ー個手動選擇裝置。
[0038]這種設(shè)計使得駕乘人可以自由選擇是否開啟本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)，使得駕乘人在不需要使用本發(fā)明的系統(tǒng)時可以選擇關(guān)閉所述系統(tǒng)，既増大了駕乘人的選擇余地，又節(jié)省了能源。[0039]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的【具體實施方式】，并配合附圖，詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明的一個實施例提供的自動除甲醛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明的一個實施例提供的自動除甲醛控制方法的流程圖；
[0042]圖3為本發(fā)明的一個實施例提供的自動除甲醛控制系統(tǒng)及方法的原理示意圖。
[0043]附圖標(biāo)記說明如下:
[0044]檢測裝置 101 數(shù)據(jù)處理裝置 102
[0045]模糊控制器 103 甲醛浄化裝置 104
【具體實施方式】
[0046]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細闡述。
[0047]圖1為本發(fā)明的一個實施例提供的自動除甲醛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可以看出，本發(fā)明公開了 ー種自動除甲醛控制系統(tǒng)，包括:
[0048]檢測裝置101，用于:檢測汽車乘員艙內(nèi)的甲醛濃度；
[0049]數(shù)據(jù)處理裝置102，用于:根據(jù)所述甲醛濃度，得出甲醛污染指數(shù)及所述污染指數(shù)的變化率；
[0050]模糊控制器103，存儲有以所述污染指數(shù)和所述污染指數(shù)的變化率為第一、第二輸入變量，以甲醛浄化裝置104的輸出參數(shù)為控制量的模糊控制過程的控制規(guī)則表，用于:對所述污染指數(shù)和所述變化率進行模糊化，根據(jù)所述控制規(guī)則表進行模糊推理，得到模糊控制量，將所述模糊控制量清晰化后，得到精確控制量，根據(jù)所述精確控制量輸出精確控制量信號，其中，所述控制規(guī)則表根據(jù)乘員艙內(nèi)不同甲醛污染指數(shù)的空氣對人的危害的實驗統(tǒng)計得出；
[0051]甲醛浄化裝置104，用于:根據(jù)所述精確控制量信號對乘員艙內(nèi)空間進行甲醛凈化。
[0052]這種設(shè)計使得甲醛浄化裝置104對甲醛的浄化得到精確控制，使得甲醛污染指數(shù)較高時能迅速被浄化到正常水準(zhǔn)，并相對穩(wěn)定地保持在這個水準(zhǔn)，創(chuàng)造了良好的車內(nèi)空氣環(huán)境，滿足了人們對健康生活的要求。這種設(shè)計也避免了甲醛浄化裝置104—直處于最大功率的工作模式，起到了節(jié)約能源的作用。
[0053]在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制系統(tǒng)還包括手動選擇裝置，所述手動選擇裝置用于選擇開啟或關(guān)閉所述控制系統(tǒng)。所述手動選擇裝置可以包括選擇按鈕，在所述控制系統(tǒng)關(guān)閉的狀態(tài)下，按下選擇按鈕后開啟所述控制系統(tǒng)；在所述控制系統(tǒng)開啟的狀態(tài)下，按下選擇按鈕后關(guān)閉所述控制系統(tǒng)。
[0054]這種設(shè)計使得駕乘人可以自由選擇是否開啟本發(fā)明所述的控制裝置，使得駕乘人在不需要使用本發(fā)明的系統(tǒng)時可以選擇關(guān)閉所述系統(tǒng)，既増大了駕乘人的選擇余地，又節(jié)省了能源。
[0055]在本發(fā)明中，所述模糊控制器103可以包括:用于將所述污染指數(shù)和所述變化率進行模糊化的模糊模塊，用于存儲所述控制規(guī)則表的存儲模塊，用于根據(jù)所述控制規(guī)則表和模糊化后的所述污染指數(shù)和所述變化率得到模糊控制量的推理模塊，用于根據(jù)MIN-MAX重心法對所述模糊控制量進行運算、得到精確控制量的解模糊模塊，用于輸出所述精確控制量到甲醛浄化裝置104的精確輸出模塊。所述甲醛浄化裝置104根據(jù)所述精確控制量進行甲醛凈化。
[0056]圖2為本發(fā)明的一個實施例提供的自動除甲醛控制方法的流程圖。由圖2可以看出，本發(fā)明還公開了ー種自動除甲醛控制方法，包括:
[0057]步驟201，在模糊控制器103中建立以汽車乘員艙內(nèi)的甲醛污染指數(shù)和所述污染指數(shù)的變化率為第一、第二輸入變量，以甲醛浄化裝置104的輸出參數(shù)為控制量的模糊控制過程的控制規(guī)則表，并建立用于將精確量模糊化的輸入變量模糊集，其中，所述控制規(guī)則表根據(jù)乘員艙內(nèi)不同甲醛污染指數(shù)的空氣對人的危害的實驗統(tǒng)計得出；步驟202，檢測汽車乘員艙內(nèi)的甲醛濃度，計算所述甲醛污染指數(shù)及所述污染指數(shù)的變化率；步驟203，根據(jù)所述輸入變量模糊集、所述控制規(guī)則表得出與同一時間點的所述污染指數(shù)和所述變化率對應(yīng)的模糊控制量，并將所述模糊控制量轉(zhuǎn)化為精確控制量；步驟204，根據(jù)所述精確控制量對乘員艙內(nèi)空間進行甲醛凈化。
[0058]這種設(shè)計使得在自動除甲醛控制系統(tǒng)自動控制過程中，模糊控制器103僅需查詢已存儲的模糊控制規(guī)則表即可，因此該控制方法不僅實現(xiàn)了自動除甲醛控制系統(tǒng)的精確控制，同時，保證了自動除甲醛控制系統(tǒng)的實時性。另外，利用模糊控制的原理控制甲醛凈化，使得系統(tǒng)有較強的魯棒性。
[0059]在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸出參數(shù)為輸出功率。
[0060]在本發(fā)明的一個實施例中，在步驟ニ前，還包括:選擇步驟，選擇是否使用所述控制方法。
[0061]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟一包括:將所述第一輸入變量、第二輸入變量分別劃分為4檔、7檔語言值數(shù)集并離散化、模糊化到所述語言值數(shù)集中；將所述控制量劃分為4檔語言值數(shù)集并離散化、模糊化到所述語言值數(shù)集中；根據(jù)乘員艙內(nèi)不同污染指數(shù)的甲醛對人的危害的實驗統(tǒng)計，建立所述控制規(guī)則表。
[0062]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟三采用MIN-MAX重心法。所述MIN-MAX法為現(xiàn)有技術(shù)，是自動化控制中把模糊控制量轉(zhuǎn)化成數(shù)字控制量的一種轉(zhuǎn)化方式，在本專利中不做詳述。
[0063]在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制量劃分的四檔語言值數(shù)集為:{0，1，2，3}，其中，0表示所述不執(zhí)行甲醛凈化動作，I表示執(zhí)行低風(fēng)速和負離子低度釋放的工作模式，2表示執(zhí)行中風(fēng)速和負離子中度釋放的工作模式，3表示執(zhí)行高風(fēng)速和負離子高度釋放的工作模式，所述低風(fēng)速、中風(fēng)速、高風(fēng)速、低度、中度、高度為模糊化語言，在步驟三中會轉(zhuǎn)化為精確控制量。
[0064]圖3為本發(fā)明的一個實施例提供的自動除甲醛控制系統(tǒng)及方法的原理示意圖。在圖3所述的實施例中，模糊控制器103以甲醛污染指數(shù)I和甲醛污染指數(shù)變化率EI為輸入量，進行模糊推理，計算出控制量U，甲醛凈化控制器根據(jù)模糊控制器103輸出的控制量U，實現(xiàn)對車載甲醛浄化裝置104的控制。
[0065]輸入量中的甲醛污染指數(shù)I由智能甲醛檢測模塊檢測，其通過檢測甲醛濃度，得出甲醛污染指數(shù)I。此外，智能甲醛檢測模塊根據(jù)其檢測的甲醛污染指數(shù)I變化情況自動計算甲醛污染指數(shù)變化率EI，并最終將甲醛污染指數(shù)I和甲醛污染指數(shù)變化率EI輸入到模糊控制器103。具體過程如下所述。
[0066]1、模糊控制器103以甲醛污染指數(shù)I (微、低、中、高)和甲醛污染指數(shù)變化率EI為輸入量;
[0067]2、將模糊控制器103輸入量的語言值數(shù)據(jù)進行分檔:甲醛污染指數(shù)I分為4檔、用詞匯表達為:{零(Z0)，正小(PI)，正中(PM)，正大(PB)};甲醛污染指數(shù)變化率EI分為7檔，用詞匯表達為:{負大(NB)，負中(NM)，負小(NI)，零(Z0)，正小(PD,正中(PM)，正大(PB)}；
[0068]3、將甲醛污染指數(shù)I的論域定為8個等級:{0，I，2，3，4，5，6，7}，將甲醛污染指數(shù)變化率EI論域定為15個等級:{-7，-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6，7};甲醛污染指數(shù)I和甲醛污染指數(shù)變化率EI賦值分別如下表I和表2所示。
[0069]表I
【權(quán)利要求】
1.一種自動除甲醛控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 檢測裝置(101)，用于:檢測汽車乘員艙內(nèi)的甲醛濃度； 數(shù)據(jù)處理裝置(102)，用于:根據(jù)所述甲醛濃度，得出甲醛污染指數(shù)及所述污染指數(shù)的變化率； 模糊控制器(103)，存儲有以所述污染指數(shù)和所述污染指數(shù)的變化率為第一、第二輸入變量，以甲醛浄化裝置的輸出參數(shù)為控制量的模糊控制過程的控制規(guī)則表，用于:對所述污染指數(shù)和所述變化率進行模糊化，根據(jù)所述控制規(guī)則表進行模糊推理，得到模糊控制量，將所述模糊控制量清晰化后，得到精確控制量，根據(jù)所述精確控制量輸出精確控制量信號，其中，所述控制規(guī)則表根據(jù)乘員艙內(nèi)不同甲醛污染指數(shù)的空氣對人的危害的實驗統(tǒng)計得出；甲醛浄化裝置(104)，用干:根據(jù)所述精確控制量信號對乘員艙內(nèi)空間進行甲醛凈化。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 手動選擇裝置，用于:選擇開啟或關(guān)閉所述自動除甲醛控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述手動選擇裝置包括: 選擇按鈕，用于: 在所述控制系統(tǒng)關(guān)閉的狀態(tài)下，按下后開啟所述控制系統(tǒng)；在所述控制系統(tǒng)開啟的狀態(tài)下，按下后關(guān)閉所述控制系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1至3中任意ー項所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊控制器包括: 模糊模塊，用于:將所述污染指數(shù)和所述變化率進行模糊化； 存儲模塊，用于:存儲所述控制規(guī)則表； 推理模塊，用于:根據(jù)所述控制規(guī)則表和模糊化后的所述污染指數(shù)和所述變化率得到模糊控制量； 解模糊模塊，用于:根據(jù)MIN-MAX重心法對所述模糊控制量進行運算，得到精確控制量; 精確輸出模塊，輸出所述精確控制量到甲醛浄化裝置，所述甲醛浄化裝置根據(jù)所述精確控制量進行甲醛凈化。
5.一種自動除甲醛控制方法，其特征在于，包括: 步驟一，在模糊控制器(103)中建立以汽車乘員艙內(nèi)的甲醛污染指數(shù)和所述污染指數(shù)的變化率為第一、第二輸入變量，以甲醛浄化裝置的輸出參數(shù)為控制量的模糊控制過程的控制規(guī)則表，并建立用于將精確量模糊化的輸入變量模糊集，其中，所述控制規(guī)則表根據(jù)乘員艙內(nèi)不同甲醛污染指數(shù)的空氣對人的危害的實驗統(tǒng)計得出； 步驟ニ，檢測汽車乘員艙內(nèi)的甲醛濃度，計算所述甲醛污染指數(shù)及所述污染指數(shù)的變化率； 步驟三，根據(jù)所述輸入變量模糊集、所述控制規(guī)則表得出與同一時間點的所述污染指數(shù)和所述變化率對應(yīng)的模糊控制量，并將所述模糊控制量轉(zhuǎn)化為精確控制量； 步驟四，根據(jù)所述精確控制量對乘員艙內(nèi)空間進行甲醛凈化。
6.如權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述輸出參數(shù)為輸出功率。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，在步驟ニ前，還包括: 選擇步驟，選擇是否使用所述控制方法。
8.如權(quán)利要求5至7中任意一項所述的控制方法，其特征在于，所述步驟一包括: 將所述第一輸入變量、第二輸入變量分別劃分為4檔、7檔語言值數(shù)集并離散化、模糊化到所述語言值數(shù)集中； 將所述控制量劃分為4檔語言值數(shù)集并離散化、模糊化到所述語言值數(shù)集中； 根據(jù)乘員艙內(nèi)不同污染指數(shù)的甲醛對人的危害的實驗統(tǒng)計，建立所述控制規(guī)則表。
9.如權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步驟三采用MIN-MAX重心法。
10.如權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制量劃分的四檔語言值數(shù)集為:{0，I, 2，3}，其中，0表示所述不執(zhí)行甲醛凈化動作，I表示執(zhí)行低風(fēng)速和負離子低度釋放的工作模式，2表示執(zhí)行中風(fēng)速和負離子中度釋放的工作模式，3表示執(zhí)行高風(fēng)速和負離子高度釋放的工作模式，所述低風(fēng)速、中風(fēng)速、高風(fēng)速、低度、中度、高度為模糊化語言，在步驟三中會轉(zhuǎn)化為精 確控制量。
【文檔編號】B60H3/00GK103448511SQ201310346739
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】孔繁順, 李莉, 姜岳鵬, 傅立駿, 熊想濤, 陳文強, 韋興民, 馮擎峰 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司