基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置機(jī)器達(dá)到，是一種用于解決外界空氣質(zhì)量變化巨大(如在市區(qū)中行駛)時(shí)車輛的車廂內(nèi)空氣質(zhì)量惡化問題的
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]汽車空調(diào)系統(tǒng)分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)空氣循環(huán)模式。目前，人們普遍認(rèn)為內(nèi)循環(huán)，由于沒有外部環(huán)境空氣參與，有制冷(制熱)快的優(yōu)點(diǎn)和不利于車內(nèi)空氣更新的缺點(diǎn)。外循環(huán)，由于外部環(huán)境空氣參與，有保持車內(nèi)空氣新鮮的優(yōu)點(diǎn)和制冷(制熱)速度慢的缺點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)外循環(huán)的控制也是根據(jù)以上優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。然而隨著城市交通和汽車技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)外循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)不再是一塵不變，而是隨車輛所處環(huán)境和使用工況變化的。例如，在交通擁堵時(shí)，車外空氣質(zhì)量往往是比車內(nèi)的更加糟糕，如果此時(shí)開啟外循環(huán)則會(huì)使得車內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化，正確的應(yīng)對(duì)方法應(yīng)是開啟循環(huán)并添加空氣凈化凈化裝置，從而改善車內(nèi)空氣質(zhì)量。
[0003]目前，汽車空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)外循環(huán)依然是手動(dòng)或者是半自動(dòng)切換，并不是根據(jù)車廂內(nèi)外的具體空氣狀態(tài)進(jìn)行切換，這就造成了車輛在許多具體的使用條件下錯(cuò)誤的開啟空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)或者外循環(huán)，造成車廂內(nèi)空氣質(zhì)量惡化。例如有些汽車開啟制冷或者制熱循環(huán)時(shí)，為了保證車內(nèi)空氣新鮮，每隔一段時(shí)間會(huì)開啟空調(diào)外循環(huán)模式一會(huì)兒，但如果此時(shí)為堵車路況，外界空氣質(zhì)量會(huì)差于車廂內(nèi)，開啟外循環(huán)不但不會(huì)改善車廂內(nèi)空氣質(zhì)量反而會(huì)使之惡化。
[0004]智能化是汽車電控技術(shù)發(fā)展的重要方向，也是解決汽車空調(diào)系統(tǒng)上述問題的重要方法，以適應(yīng)多變的車輛使用環(huán)境和滿足用戶的使用體驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)外循環(huán)控制的缺陷，提供一種基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置及其方法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車廂內(nèi)外空氣溫濕度和空氣質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)汽車空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)外循環(huán)模式或空氣循環(huán)通道的智能切換。
[0006]一種基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置包括傳感器、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器、微處理器、執(zhí)行器；
[0007]傳感器檢測(cè)車廂內(nèi)外空氣溫度、濕度，空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器檢測(cè)空氣質(zhì)量，微處理器根據(jù)收集的傳感器及空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器的信號(hào)，并依據(jù)設(shè)定的控制方法控制執(zhí)行器。
[0008]另一種基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置包括:
[0009]—個(gè)入口電動(dòng)閥，由微處理器控制，安裝在空氣入口管路作為外界空氣進(jìn)口的開關(guān);
[0010]一個(gè)除濕器旁通電動(dòng)閥，由微處理器控制，安裝于除濕器旁通路作為除濕器的開關(guān);[0011 ] 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)車廂外空氣中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、一氧化氮、顆粒物濃度并將信號(hào)變送傳遞給微處理器處理；
[0012]車廂空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)車廂內(nèi)空氣中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、顆粒物濃度并將信號(hào)變送傳遞給微處理器處理；
[0013]一個(gè)除濕器，用于降低空氣濕度；
[0014]一個(gè)空氣凈化器，用于降低一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和顆粒物的濃度；
[0015]車廂溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器，分別安裝在車廂內(nèi)外，監(jiān)測(cè)空氣溫度并將信號(hào)變送傳遞給微處理器處理；
[0016]一個(gè)濕度傳感器，檢測(cè)空氣濕度并將信號(hào)變送傳遞給微處理器處理；
[0017]一個(gè)電控三通閥，由微處理器控制；
[0018]—個(gè)鼓風(fēng)機(jī)，由微處理器控制，為空氣循環(huán)流動(dòng)提供動(dòng)力，并且在其關(guān)機(jī)時(shí)空氣可以自由通過；
[0019]一個(gè)微處理器，用于收集各傳感器和監(jiān)測(cè)器信號(hào)，處理信號(hào)，控制入口電動(dòng)閥、除濕器旁通電動(dòng)閥、電控三通閥和鼓風(fēng)機(jī)。
[0020]所述的入口電動(dòng)閥、車廂外溫度傳感器、環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器通過管路順次相連，環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器分別與除濕器旁通電動(dòng)閥的一端、除濕器的入口和第一單向閥的出口相連，鼓風(fēng)機(jī)入口分別與除濕器旁通電動(dòng)閥的另一端、除濕器的出口相連，鼓風(fēng)機(jī)出口與電控三通閥入口相連，電控三通閥一個(gè)出口通過支路1與車廂相連，另一個(gè)出口通過支路2、空氣凈化器后與車廂相連，車廂與第一單向閥的入口相連，車廂內(nèi)安裝有車廂空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器、車廂內(nèi)溫度傳感器、濕度傳感器，車廂通過第二單向閥與外界環(huán)境相連，微處理器分別與入口電動(dòng)閥、除濕器旁通電動(dòng)閥、環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器、車廂空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器、車廂外溫度傳感器、車廂內(nèi)溫度傳感器、濕度傳感器、空氣凈化器、除濕器、電控三通閥、鼓風(fēng)機(jī)相連。
[0021]所述汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置的控制方法是:
[0022]1)打開除濕器旁通電動(dòng)閥；
[0023]2)如果車廂內(nèi)空氣二氧化碳濃度大于5%或一氧化碳濃度大于0.05%或空氣污染指數(shù)大于300，則開啟入口電動(dòng)閥，調(diào)整電控三通閥使其關(guān)閉支路1打開支路2，開啟鼓風(fēng)機(jī)后重復(fù)步驟2)，否則進(jìn)行步驟3);
[0024]3)如果 Tatm> T carriage> T。或 T。> T carriage> T atm，其中 Tatm為環(huán)境溫度、T carriage為車廂溫度、L為設(shè)定溫度，則進(jìn)行步驟4)，否則進(jìn)行步驟5);
[0025]4)如果車廂內(nèi)空氣一氧化碳濃度大于0.01%或污染指數(shù)大于200，則關(guān)閉入口電動(dòng)閥，調(diào)整電控三通閥使其關(guān)閉支路1打開支路2，并開啟鼓風(fēng)機(jī)后進(jìn)行步驟7)，否則關(guān)閉入口電動(dòng)閥，調(diào)整電控三通閥使其關(guān)閉支路2打開支路1，開啟鼓風(fēng)機(jī)后進(jìn)行步驟7);
[0026]5)如果車外空氣污染指數(shù)和一氧化碳濃度均小于車內(nèi)空氣，則開啟入口電動(dòng)閥，調(diào)整電控三通閥使其關(guān)閉支路2打開支路1，并進(jìn)行步驟6)，否則開啟入口電動(dòng)閥，調(diào)整電控三通閥使其關(guān)閉支路1打開支路2，并進(jìn)行步驟6);
[0027]6)如果車速大于40km/h，則關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行步驟7)，否則開啟鼓風(fēng)機(jī)后進(jìn)行步驟7)；
[0028]7)如果相對(duì)濕度大于70%，則關(guān)閉除濕器旁通電動(dòng)閥，開啟除濕器重復(fù)步驟2)，否則開啟除濕器旁通電動(dòng)閥，開啟除濕器后重復(fù)步驟2)。
[0029]本發(fā)明的空氣流動(dòng)分為以下四個(gè)通道:
[0030]第一通道:“車外環(huán)境”一“車廂”一“車外環(huán)境”；
[0031]第二通道:“車外環(huán)境”一“空氣凈化器”一“車廂”一“車外環(huán)境”；
[0032]第三通道:“車廂”一“內(nèi)循環(huán)管路”一“車廂”；
[0033]第四通道:“車廂”一“內(nèi)循環(huán)管路”一“空氣凈化器”一“車廂”；
[0034]其中第一、二通道為外循環(huán)模式，第三、四通道為內(nèi)循環(huán)模式。
[0035]本發(fā)明的控制原則如下:
[0036]原則1，如果車廂內(nèi)空氣二氧化碳濃度大于5%或一氧化碳濃度大于0.05%或空氣污染指數(shù)大于300，為保證乘客的生命安全則強(qiáng)制開啟第二通道并開啟鼓風(fēng)機(jī)。
[0037]原則2，設(shè)環(huán)境溫度為Tatn1、車廂溫度為和設(shè)定溫度為1\，判斷三者的大小關(guān)系。如果Tatni>Τ?；騎?！礣atni，此時(shí)引入外界空氣不利于車廂內(nèi)空氣的制冷或制熱，應(yīng)開啟內(nèi)循環(huán)模式，否則開啟外循環(huán)模式；不得違反原則1。
[0038]原則3，如果吹入車廂內(nèi)空氣一氧化碳濃度大于0.01%或污染指數(shù)大于200，則其必須流經(jīng)空氣凈化器，凈化后再吹入車廂；不得違反原則1。
[0039]原則4，如果打開第一、二通道時(shí)車速小于40km/h，此時(shí)車廂內(nèi)空氣無法充分流動(dòng)起來，則開啟鼓風(fēng)機(jī)，增大空氣流量；不得違反原則1。
[0040]原則5，如果車廂內(nèi)空氣濕度大于70%，則其必須流經(jīng)除濕器，降低濕度后在吹入車廂；不得違反原則1。
[0041]以上所述系統(tǒng)利用分別安裝在車廂內(nèi)外的溫度傳感器、濕度傳感器和氣體質(zhì)量檢測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車廂內(nèi)外的空氣溫度、濕度和質(zhì)量，并將信號(hào)變送給MCU，MCU則根據(jù)收集到的信號(hào)和內(nèi)部已設(shè)定的規(guī)則控制電控三通閥、鼓風(fēng)機(jī)和電動(dòng)閥，從而切換空氣循環(huán)模式或空氣流動(dòng)的通道，最大化利用外部環(huán)境來輔助維持車廂內(nèi)適宜的空氣溫濕度和良好的空氣質(zhì)量，用除濕器來有效降低車廂內(nèi)空氣濕度，利用空氣凈化器來改善惡劣環(huán)境下車廂內(nèi)空氣質(zhì)量，并防止車廂內(nèi)空氣質(zhì)量惡化而威脅乘客生命安全。
【附圖說明】
[0042]圖1是基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置的硬件布置示意圖；
[0043]圖2是基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置控制邏輯框圖；
[0044]圖中，1.入口電動(dòng)閥，2.環(huán)境溫度傳感器，3.環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè)器，4.除濕器旁通電動(dòng)閥，5.MCU，6.車廂空氣質(zhì)量檢測(cè)器，7.車廂溫度傳感器，8.濕度傳感器，10.空氣凈化器，9.第二單向閥，11.第一單向閥，12.電控三通閥，13.鼓風(fēng)機(jī)，14.除濕器。
【具體實(shí)施方式】
[0045]如圖1所示，一種基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置包括傳感器、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器、微處理器、執(zhí)行器；
[0046]傳感器檢測(cè)車廂內(nèi)外空氣溫度、濕度，空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器檢測(cè)空氣質(zhì)量，微處理器根據(jù)收集的傳感器及空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器的信號(hào)，并依據(jù)設(shè)定的控制方法控制執(zhí)行器。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于空氣質(zhì)量評(píng)估的汽車乘客艙空氣調(diào)節(jié)裝置包括:
[0048]—個(gè)入口電動(dòng)閥1，由微處理器(MCU) 5控制，安裝在空氣入口管路作為外界空氣進(jìn)口的開關(guān)；
[0049]一個(gè)除濕器旁通電動(dòng)閥4，由微處理器5控制，安裝于除濕器旁通路作為除濕器14的開關(guān)；
[0050]環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器3，監(jiān)測(cè)車廂外空氣中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、一氧化氮、顆粒物濃度并將信號(hào)變送傳遞給微處理器處理；
[0051]車廂空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器6，監(jiān)測(cè)車廂內(nèi)空氣中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、顆粒物濃度并將信號(hào)變送傳遞給微處理器處理；
[0052]一個(gè)除濕器14，用于降低空氣濕度；
[0053]一個(gè)空氣凈化器10，用于降低一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和顆粒物的濃度；
[0054]車廂溫度傳感器7和環(huán)境溫度傳感器2，分別安裝在車廂內(nèi)外，監(jiān)測(cè)空氣溫度并將信號(hào)變送傳遞