一种汽车通风控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车通风设备技术领域,特别涉及一种汽车通风控制装置及其控制方法。
背景技术
城市中可吸入颗粒物的污染日益严重。颗粒物的直径越小,进入呼吸道的部位越深,例如,直径10微米的颗粒物能够沉积在上呼吸道中,直径5微米的颗粒物能够进入呼吸道组织的深处,而直径2微米以下的颗粒物则能够100%地深入到细支气管和肺泡中。通常所说的PM2.5,指的就是直径小于或等于2.5微米的颗粒物;在PM2.5中,对人体伤害最大的是PM0.3和PM0.5。
目前,汽车上的常规空调滤芯,主要作用是过滤颗粒大的污染物,而对PM2.5以下的污染物过滤效率不超过50%。如果使用高效的空调滤芯,在外界污染达到中度以上时,仅仅依靠普遍采用的外循环一次过滤,车内空气的PM2.5浓度仍会超标,因此,必须依靠空调内循环多次反复过滤,才能使车内空气清洁;然而,长时间的反复内循环运行会造成车内二氧化碳含量升高,氧气含量降低,对人体健康又产生不良影响。
因此,亟需研发一种通风设备,使车内空气保持清洁健康,充分避免PM2.5等颗粒物的污染以及氧气的含量下降。
发明内容
本发明的目的是,针对现有技术存在的问题,提供一种汽车通风控制装置及其控制方法,使车内的空调等通风设备适时地切换内循环和外循环,实现高效通风换气,充分保障车内免遭外界恶劣空气的污染,同时,使新鲜空气进入驾驶舱,保持车内的空气质量。
本发明解决问题的技术方案是:一种汽车通风控制装置,包括在汽车内设置的空调,在所述空调上设置有控制空调的空调控制面板,在所述空调内设置有滤芯,其特征在于,还包括相互连接的在线粒子监测器、服务器、智能通讯装置和通风控制器,其中,所述在线粒子监测器与所述服务器通过无线网络连接;所述服务器和智能通讯装置通过无线宽带网络交互连接,所述智能通讯装置通过无线方式与所述通风控制器相连接,所述通风控制器通过电缆线与所述空调控制面板相连接。
进一步地,所述通风控制器包括相互连接的供电电路、检测电路、切换电路、蓝牙装置和主控单片机,其中,所述主控单片机用于控制供电电路、检测电路、切换电路和蓝牙装置,所述供电电路、检测电路和切换电路分别与所述空调控制面板相连接;所述蓝牙装置与所述智能通讯装置通过无线网络相相连;所述空调控制面板上设置有内外循环指示灯和内外循环控制按键,所述空调控制面板内设有电源电路;所述供电电路与所述空调控制面板内的电源电路相连接;所述切换电路为继电器,切换电路与空调控制面板上的内外循环控制按键直接连接;所述检测电路与空调控制面板上的内外循环指示灯相连接。
进一步地,所述智能通讯装置内设置有空气质量测控器。
优选地,所述在线粒子监测器内设置有相互连接的激光粒子传感器、等动力采样头和真空泵。
进一步地,所述通风控制器内置或外挂设置在所述空调控制面板上。
进一步地,所述滤芯上设置有过滤膜。
进一步地,所述滤芯设置在空调的风道上。
进一步地,所述滤芯为能够过滤直径为0.3微米以下粒子的滤芯。
进一步地,所述服务器还与汽车外的公共空气质量监测器通过无线网络相连接。
本发明还提供了一种上述汽车通风控制装置的控制方法,包括如下步骤:通过空调控制面板控制空调;通过空调控制车内的空气循环;通过在线粒子监测器实时监测空气组成获得空气监测信息,并通过无线网络将空气监测信息输送到服务器中;所述服务器将接收的空气监测信息通过无线宽带网络传输给智能通讯装置;通过所述智能通讯装置对所接收的空气监测信息结合车内人数进行数据处理,生成实时空调循环处理信息,并将空调循环处理信息通过无线方式传输给所述通风控制器;所述通风控制器按照接收到的空调循环处理信息进行调控空调的循环状态。
进一步地,在上述汽车通风控制装置的控制方法中,所述服务器通过两个通道接收获得空气监测信息;其中,一个通道是通过在线粒子监测器获取空气中的PM0.3和PM0.5等尘埃粒子的浓度;另一个通道是通过无线网络连接到车外的公共空气质量监测器实时获取空气质量指数。
进一步地,在上述汽车通风控制装置的控制方法中,所述在线粒子监测器内设置有相互连接的激光粒子传感器、等动力采样头和真空泵;其中,所述真空泵用于为等动力采样头提供抽取空气样品的动力;所述等动力采样头用于抽取采集空气样品;所述激光粒子传感器用于对等动力采样头采集的空气样品进行PM0.3和PM0.5等尘埃粒子的浓度测量。优选地,在所述激光粒子传感器内部设置有相连接的流量探测器装置和关键孔板,通过所述流量探测器装置和关键孔板自动调节空气流量,较佳地,调节所述空气流量为28.3升/分钟。
进一步地,在上述汽车通风控制装置的控制方法中,所述通风控制器包括相互连接的供电电路、检测电路、切换电路、蓝牙装置和主控单片机,其中,所述主控单片机用于控制供电电路、检测电路、切换电路和蓝牙装置;所述供电电路、检测电路和切换电路分别与空调控制面板相连接;所述蓝牙装置通过无线网络接收智能通讯装置传输的信息;所述空调控制面板上设置有内外循环指示灯和内外循环控制按键,所述空调控制面板内设有电源电路;所述供电电路与空调控制面板内的电源电路相连接;所述切换电路为继电器,切换电路与空调控制面板上的内外循环控制按键相连接,通过控制继电器对空调的内外循环进行控制;所述检测电路与空调控制面板上的内外循环指示灯相连接,通过检测空调控制面板上的内外循环指示灯判断空调的内外循环状态。
优选地,通过所述通风控制器记录空调中滤芯的使用时间,并将数据发送给智能通讯装置,通过智能通讯装置提醒用户及时更换滤芯。
进一步地,在上述汽车通风控制装置的控制方法中,所述智能通讯装置内设置有空气质量测控器,预先根据人正常呼吸需要的空气量、空调的通风能力,针对在不同的空气质量指数、不同的乘车人数情况下,计算出空调分别需要的系列内外循环时间比例值,并将所得的系列内外循环时间比例值存储在空气质量测控器内;智能通讯装置上的空气质量测控器和服务器通过无线宽带网络交互,获取当前的空气监测信息;所述空气质量测控器根据所获得的空气监测信息和车主设定的乘车人数,给出空调需要的内外循环时间比例值,并将其发送到通风控制器中。
优选地,在上述汽车通风控制装置的控制方法中,在所述空气质量测控器内设置了两种控制模式;其中,第一种模式是完全的时间轮转的内外循环切换方式,通过通风控制器根据车内乘员正常呼吸需要的空气量、汽车车型、空调的通风能力、以及车外空气质量自动控制空调的内外循环状态,自动开启外循环或者内循环;第二种模式是结合了地理位置信息的时间轮转的控制模式,这种模式通过智能通讯装置和通风控制器协同运行,包括时间轮转的内外循环切换,而且当汽车途经已经标记的区域时,智能通讯装置和通风控制器能够及时控制空调切换到内循环状态,最大限度的避免车外的空气进入车内,当汽车驶离标记区域时,再按照内外循环的时间比例进行控制。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:设计简单优化,应用简便,能够使车内的空调等通风设备根据车内外空气质量适时地自动变换,实现高效通风换气,充分保障车内免遭外界恶劣空气的污染,同时,使新鲜空气进入驾驶舱,保持车内的空气保持清洁健康,充分避免PM2.5等颗粒物的污染以及氧气的含量下降;且无需人工干预,自动运行,充分实现实时保障人们的呼吸健康,适于在各种类型的如公交等载人汽车的运输设备中推广应用。
附图说明
图1为本发明一种汽车通风控制装置的结构示意图。
图中所示:10-服务器;11-空气质量测控器;12-智能通讯装置;13-蓝牙装置;14-通风控制器;15-滤芯;16-空调;17-在线粒子监测器;18-公共空气质量监测器;19-检测电路;20-供电电路;21-切换电路;22-空调控制面板,2201-内外循环指示灯,2202-电源电路,2203-内外循环控制按键。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
以下结合附图对本发明进行详细描述,但本发明并不仅仅限于实施例。为了使公众对本发明有彻底的了解,在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节,而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外,为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆,并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。
实施例1
如图1所示,本发明的一种汽车通风控制装置,包括在汽车内设置的空调16,在空调16上设置有控制空调16的空调控制面板22,在空调16内设置有滤芯15,还包括相互连接的在线粒子监测器17、服务器10、智能通讯装置12和通风控制器14,其中,在线粒子监测器17与服务器10通过无线网络连接;服务器10和智能通讯装置12通过无线宽带网络交互连接,智能通讯装置12通过无线方式与通风控制器14相连接,通风控制器14通过电缆线与空调控制面板22相连接。
在上述实施例中,为保障通风换气效果,充分保证车内的空气质量,所述通风控制器14内置或外挂设置在空调控制面板22上,优选以嵌入方式设置在空调控制面板22的内部;所述滤芯15设置在空调16的风道上,在滤芯15上设置有过滤膜,使滤芯15成为高效空调滤芯,也能够通过在空调16内直接安装采用高效过滤材料制作成的滤芯,优选滤芯15为能够过滤直径为0.3微米以下粒子的滤芯,从而保障通风换气效果。
在上述实施例中,所述智能通讯装置12能够为具有北斗或者GPS、无线互联网络接入、近距无线通讯功能的智能设备,优选为智能通讯装置手机。
应用上述汽车通风控制装置进行车内通风换气的控制方法,包括如下步骤:通过空调16控制车内的空气循环;通过空调控制面板22控制空调16;通过在线粒子监测器17实时监测空气组成获得空气监测信息,并通过无线网络将空气监测信息输送到服务器10中;服务器10将接收的空气监测信息通过无线宽带网络传输给智能通讯装置12;通过智能通讯装置12对所接收的空气监测信息结合车内人数进行数据处理,生成实时空调循环处理信息,并将空调循环处理信息通过无线方式传输给通风控制器14;通风控制器14按照接收到的空调循环处理信息进行调控空调16的循环状态。
在上述实施例中,为保障车内通风换气的高效,通过所述通风控制器14记录空调中滤芯的使用时间,并将数据发送给智能通讯装置,通过智能通讯装置提醒用户及时更换滤芯。
在上述实施例中,为实现对车内空气的高质保障,通过所述在线粒子监测器17用于实时监测组成,优选地,实时检测空气中的尘埃粒子浓度,较佳地,实时检测空气中的PM0.3和PM0.5的浓度,并将监测结果送入到服务器10中。
实施例2
如图1所示,本发明的一种汽车通风控制装置,基本结构设置同实施例1,为实现高效通风换气,充分保障车内免遭外界恶劣空气的污染,具体地,还包括如下设置:
所述通风控制器14包括相互连接的供电电路20、检测电路19、切换电路21、蓝牙装置13和主控单片机,其中,所述主控单片机用于控制供电电路20、检测电路19、切换电路21和蓝牙装置13;所述供电电路20、检测电路19和切换电路21分别与空调控制面板22相连接;所述蓝牙装置13与智能通讯装置12通过无线网络相相连;所述空调控制面板22上设置有内外循环指示灯2201和内外循环控制按键2203,所述空调控制面板22内设有电源电路2202;所述供电电路20与空调控制面板22内的电源电路2202相连接;所述切换电路21为继电器,切换电路21与空调控制面板22上的内外循环控制按键2203相连接,所述检测电路19与空调控制面板22上的内外循环指示灯2201相连接。
上述实施例中,蓝牙装置13也能够为其它的短距离无线通讯装置,而不仅限于蓝牙装置13。
应用上述汽车通风控制装置进行车内通风换气的控制方法,基本方法同实施例1,具体地,所述蓝牙装置13通过无线网络接收智能通讯装置12传输的信息;通过控制继电器的闭合和断开,来模拟人的手动按键操作,对空调16的内外循环进行控制;通过检测空调控制面板22上的内外循环指示灯2201,来判断空调16的内外循环状态;从而通过通风控制器14实现高效防止空调16长时间处于内循环状态,防止车内二氧化碳含量升高氧气含量降低,从而避免危险事故发生。
实施例3
如图1所示,本发明的一种汽车通风控制装置,基本结构设置同实施例1或实施例2,为实现高效控制车内的空气质量,具体地,还包括如下设置:所述智能通讯装置12内设置有空气质量测控器11。
在上述实施例中,为保障通风换气效果,充分保证车内的空气质量,所述服务器10还与汽车外的公共空气质量监测器18通过无线网络相连接,从而使服务器10获得全面的空气监测信息;具体地,所述服务器10通过两个通道接收获得空气监测信息其中,一个通道是通过在线粒子监测器获取空气中的PM0.3和PM0.5等尘埃粒子的浓度;另一个通道是通过无线网络连接到车外的公共空气质量监测器18(比如环保局、气象局的空气监测装置)实时获取空气质量指数(AQI);服务器10通过无线宽带网络将获得全面的空气监测信息传输给智能通讯装置12。
在上述实施例中,为保障空气监测高效,所述在线粒子监测器17内设置有相互连接的激光粒子传感器、等动力采样头和真空泵;通过所述真空泵为所述等动力采样头提供抽取空气样品的动力;通过所述等动力采样头抽取采集空气样品;通过所述激光粒子传感器对等动力采样头采集的空气样品进行PM0.3和PM0.5等尘埃粒子的浓度测量。优选地,在所述激光粒子传感器内部设置有相连接的流量探测器装置和关键孔板,通过所述流量探测器装置和关键孔板自动调节空气流量,较佳地,调节所述空气流量为28.3升/分钟。
应用上述汽车通风控制装置进行车内通风换气的控制方法,基本方法同实施例1或实施例2,具体地,通过所述空气质量测控器11进行如下处理:预先根据人正常呼吸需要的空气量、空调16的通风能力,针对在不同的空气质量指数、不同的乘车人数情况下,计算出空调16分别需要的系列内外循环时间比例值,并将所得的系列内外循环时间比例值存储在空气质量测控器内;智能通讯装置12上的空气质量测控器11和服务器10通过无线宽带网络交互,获取当前的空气监测信息;所述空气质量测控器11根据所获得的空气监测信息和车主设定的乘车人数,自身查询并给出空调16需要的内外循环时间比例值,并将其发送到通风控制器14中;从而实现对空调16内外循环的有效控制。
实施例4
如图1所示,本发明的一种汽车通风控制装置及其控制方法,基本设置同实施例3,为充分保障车内的空气质量,高效控制车内空气流通,增强整体自动运行的效果,在所述空气质量测控器内还设置了两种控制模式,其中,第一种模式是完全的时间轮转的内外循环切换方式,只需要通风控制器14便可独立工作,不需要智能通讯装置12和服务器10的参与,能够根据车内乘员正常呼吸需要的空气量、汽车车型、空调的通风能力、以及车外空气质量,自动控制空调16的内外循环状态,自动开启一定时间的外循环,再开启一定时间的内循环,周而复始,交替轮转,经过一定的循环周期后,再进行彻底的外循环通风;第二种模式是结合了地理位置信息的时间轮转的控制模式,这种模式需要智能通讯装置12和通风控制器14协同运行,包括时间轮转的内外循环切换,而且当汽车途经已经标记的区域时,智能通讯装置12和通风控制器14能够及时控制空调16切换到内循环状态,最大限度的避免车外的空气进入车内,当汽车驶离标记区域时,再按照内外循环的时间比例进行控制,与第一种模式的区别是,能够根据汽车行驶的区域路段不同,进行调控,即不只是时间轮转的内外循环切换,而且当汽车途经已经标记的污染区域或污染路段时,智能通讯装置12和通风控制器14能够及时控制空调切换到内循环状态,最大限度的避免车外的脏空气进入车内,当汽车驶离污染区域时,再按照内外循环的时间比例进行控制。此外,根据车舱内的氧气浓度,每种控制模式还设有节油、标准、舒适、富氧4个级别以满足不同体质人群的需要。
具体地,应用本发明汽车通风控制装置进行车内通风换气的控制时,当空调16运行时,通风控制器14则自动运行,当空调16关闭时,通风控制器14随之关闭。智能通讯装置12内设置有空气质量测控器11在运行时,空气质量测控器11实时和服务器10进行交互,通过服务器10实时获取汽车行驶地区的空气质量指数,根据空气质量指数,和预先设置的不同的乘车人数,对通风控制器14设置相应的内外循环时间比例值;空气质量测控器11根据氧气浓度提供节油、标准、舒适、富氧4个级别供不同体质的车主进行选择;并在空气质量测控器11上显示车内和车外的空气质量变化趋势。通风控制器14得到智能通讯装置12设置的内外循环比例值后,通过检测空调控制面板22上的内外循环指示灯2201,来判断空调16的循环状态是处在内循环还是外循环状态。通过控制继电器的闭合和断开,来模拟人的一次手工按键操作,去控制空调16实现内外循环的切换。使空调16自动开启一定时间的外循环,再开启一定时间的内循环,周而复始,不需要在驾驶过程中手动干预。既避免过度通风造成能源浪费,又避免有害气体进入车内。通风控制器14还记录下空调16的累计开启时间也就是滤芯15的累计使用时间,根据累计时间在智能通讯装置12上提醒车主更新滤芯15。由于空气质量测控器11设有的两种控制模式:在第一种完全时间轮转的内外循环切换模式下,车主只需在智能通讯装置12上设置好乘车人数,下发到通风控制器14以后,便可以脱离智能通讯装置使用,智能通讯装置不需要数据连接或联网,在行车过程中,智能通讯装置上的空气质量测控器11能够不运行,仅通过通风控制器14完成自动控制内外循环的切换工作;在第二种结合地理位置信息的时间轮转的内外循环切换模式下,智能通讯装置12通过北斗系统或者GPS系统和地图信息,实时获取当前汽车的位置,判断车辆是否正通过尾气聚集的路口,或是否经重点污染区域,例如施工工地,化工厂等。在空气质量测控器11内提供的添加污染区域的测控平台,车主能够在智能通讯装置上添加并标记好污染区域;当汽车经过这些污染区域的时候,智能通讯装置12自动下发控制命令给通风控制器14,通风控制器14则通过控制继电器的闭合和断开,来模拟人手动操作空调控制面板22上的内外循环控制按键2203,从而控制空调16切换到内循环。当汽车驶离标记的重点污染区域后,再根据设定的内外循环的比例值来进行控制。
为更好地说明本发明汽车通风控制装置及其控制方法,进一步举例说明,下述智能通讯装置12为智能手机;外部空气质量指数是175,属于中度污染;车内人数是2人;汽车到达目的地的时间为一个小时,途经一个大型建筑工地,通过这个建筑工地的时间为1分钟。在上述条件下,具体应用过程为:智能通讯装置12上的空气质量测控器11根据空气质量和人数,计算出需要的最佳内外循环比例是1分钟的外循环,4分钟的内循环。如果按照第一种模式,汽车启动后,空调16运行1分钟的外循环,再运行4分钟的内循环,周而复始12个周期后,时长为(1+4)×12=60分钟,到达目的地;按照第二种模式,汽车启动后,系统开始运行,假如经过10分半中,到达这个建筑工地,空调16正处于外循环,并运行了半分钟,如果按照完全时间轮转的控制模式,空调16还要继续外循环半分钟以后再切换到内循环,但按照第二种控制模式,空气质量测控器11中已经标记了这个污染区域,汽车到达这个区域时,则不论这时是什么状态,都切换为内循环,防止污染物进入车内,1分钟后经过了这个污染区域,再补上原本还需要的半分钟外循环,而需要的4分钟内循环,则只是提前运行了1分钟,以后只需要再运行3分钟即可。
总体上,通过本发明汽车通风控制装置,根据车内乘员人数和车外的空气质量指数自动控制适时地切换空调16的内循环和外循环,能够既不遭受外界恶劣空气的污染,又能够有一定新鲜空气进入到驾驶舱里;尤其能在雾霾天气里,既能保证驾驶舱内的空气质量,又不需要人工干预,自动运行,使车舱内空气清洁健康。
本发明不限于上述实施方式,本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更,都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。