CN105730187A - 智能汽车空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供的智能汽车空调，由于采用了继电器组控制的半导体调温器，只要改变电流极性，就可以实现冷端和热端的切换，所以冬夏均可使用；又由于通过温度信号和红外线信号输入给MCU，就可以智能汽车空调的启动，所以可以避免一些诸如闷死等不必要的伤害出现；又由于根据温度信号，还可以控制调温片开启的个数、鼓风机及散热风扇运转的速度，从而使得该汽车空调的工作状态更加符合实际情况，具有节约的效果，又由于采用了远程控制，使系统使用更加方便，灵活。

Description

智能汽车空调

技术领域

本发明涉及一种智能汽车空调。

背景技术

当天气炎热时，停在露天停车场的汽车由于车内封闭，在太阳烤晒下，车内温度迅速上升，甚至将会超越人体承受的极限，同时调查表明，汽车内饰在高温下会释放出一定的有害气体，有时由于人们缺乏这方面的知识或者出于疏忽，没有开启空调，就可能出现诸如汽车闷死孩子之类的悲剧。

为此，开发出一种可以避免由于人为疏忽或者无知未开启汽车空调造成出现上述类悲剧的汽车空调是非常重要的。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，提出了一种智能汽车空调，来实现对汽车内温度的智能调节。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供了一种智能汽车空调，用于汽车内温度智能调节，其特征在于，包括：制冷制热部，用于提供冷量降低汽车内温度或提供热量升高汽车内温度，包括制冷制热单元及驱动单元；控制部，用于智能控制调温片制冷制热部制冷部的工作状态，设置于车内，包括信号输入单元、信号处理输出单元，供电部，用于给调温片控制部和调温片驱动单元供电；其中，调温片制冷制热单元包括由多个调温片组成的半导体调温器，调温片信号输入单元包括人体热释电红外线传感器和温度传感器，人体热释电红外线传感器通过感应车内人体的红外线并提供红外线信号，温度传感器通过感应车内的温度并提供温度信号，调温片驱动单元包括与调温片半导体调温器连接的继电器组，用于控制调温片半导体调温器的热端和冷端的切换及调温片的开启和关闭，调温片信号处理输出单元与调温片继电器组连接，根据调温片红外线信号和调温片温度信号智能控制调温片继电器组。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，调温片信号处理输出单元采用MCU微控制单元。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，调温片供电部包括设置在汽车外顶部或后备箱外部的太阳能电池板，用于将太阳能转化为第一电能。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，调温片供电部还包括位于汽车内部的第一控制器、第二控制器、太阳能蓄电池、车载蓄电池及直流稳压电源模块组，调温片第一控制器与太阳能电极板连接，再顺序与调温片第二控制器、调温片直流稳压电源模块组连接，调温片第一控制器还与调温片太阳能蓄电池连接，当调温片工作状态在关闭状态时，用于将调温片第一电能的电流电压稳定后提供给调温片太阳能蓄电池充电得到第二电能，当调温片工作状态启动时，用于将调温片第二电能通过调温片第二控制器再通过调温片直流稳压电源模块组稳压后供给调温片驱动单元和控制部，调温片第二控制器还与调温片车载蓄电池连接，当调温片工作状态在运行状态时，并且调温片太阳能蓄电池的电量不能满足调温片运行负荷时，调温片第二控制器控制调温片车载蓄电池提供第三电能通过调温片直流稳压电源模块组稳压后供给调温片驱动单元和调温片控制部。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，调温片信号输入单元还包括设置于太阳能电池板附近的光照强度传感器，调温片光照强度传感器用于通过感应提供太阳能电池板接收到的光照强度信号。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，所述信号输入单元还包括：电流电压检测模块，用于提供电流电压信号，时钟芯片，用于提供时间信号实现调温片工作状态的定时启动关闭功能，数据存储器，用于提供数据信号实现调温片工作状态的查看功能，GSM模块，用于提供信息信号实现手机远程控制功能、故障诊断提醒，蓝牙模块，用于提供蓝牙信号实现调温片手机与调温片信号处理输出单元相互通讯。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，调温片制冷制热部还包括与汽车内相通的出风口、与汽车外相通的排风口，及设置于调温片出风口与调温片排风口之间的鼓风机、水泵、散热器、散热风扇，调温片半导体调温器设置于调温片出风口与排风口之间，并设置在调温片出风口处，调温片鼓风机正对调温片半导体调温器背离调温片出风口的一侧，用于将调温片冷量或热量吹出调温片出风口到汽车内，调温片散热器与调温片半导体调温器的一端连接，并设置在调温片排风口处，当调温片半导体调温器作为调温片冷量来源时，调温片半导体调温器的通过调温片散热器散热，调温片水泵与调温片散热器连接，用于水冷却调温片散热器，调温片散热风扇在正对调温片散热器，并正对调温片排风口，用于风冷却调温片散热器，并通过调温片排风口排出到汽车外。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，调温片驱动单元还包括电机驱动模块，分别与调温片鼓风机和调温片散热风扇连接，用于控制调温片鼓风机和调温片散热风扇的运转状态，调温片电机驱动模块包括电机驱动芯片，调温片信号处理输出单元控制调温片电机驱动芯片的输出电压，进而智能控制调温片运转状态。

本发明提供的智能汽车空调，还可以具有这样的特征：其中，调温片信号处理输出单元，通过延时控制程序，当调温片温度信号稳定后再实现调温片继电器组的智能控制。

发明作用与效果

本发明提供的智能汽车空调，由于采用继电器组控制的半导体调温器作为冷量热量来源，就能通过控制部智能控制继电器组，进而智能控制半导体调温器的自动开启、热端冷端自动切换及自动判断开启调温片的个数；又由于控制部的信号输入单元包括人体热释电红外线传感器，当感应到人体热释电，可提供红外线信号输入给控制部的信号处理输出单元，信号处理输出单元进而控制继电器组自动工作，进而使得汽车空调自动开启进入工作状态；又由于信号输入单元包括温度传感器，可以将温度信号输入给信号处理输出单元，根据预先设定的程序，通过对比温度范围，信号处理输出单元就输出相应信号，智能控制继电器组的电流方向，进而可以智能决定继电器组的冷端热端，同时智能控制继电器组的电路选择，进而可以智能控制调温片开启的数量，最终智能控制半导体调温器的工作状态。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的智能汽车空调的结构原理示意图；

图2是本发明的实施例提供的智能汽车空调的控制连接示意图；

图3是本发明的实施例提供的智能汽车空调的半导体调温器控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

图1是本发明的实施例提供的智能汽车空调的组成结构示意图。

图2是本发明的实施例提供的智能汽车空调的控制连接示意图。

如图1、图2所示，智能汽车空调10包括制冷制热部11、控制部12、供电部13。

如图2所示，制冷制热部11用于提供冷量降低汽车内温度或提供热量升高汽车内温度，包括制冷制热单元14及驱动单元15。

如图1所示，制冷制热单元14包括出风口(图中未标出)、排风口(图中未标出)，还包括设置在出风口与排风口之间的半导体调温器16、鼓风机17、散热器18、水泵19、散热风扇20。

半导体调温器16由多个调温片21阵列组成，设置在出风口附近，使用时，半导体调温器16分热端、冷端，通过电流切换，可实现半导体调温器16冷端和热端的切换，通过电路选择，实现调温片21开启的个数，从而智能调节车内温度；鼓风机17正对半导体调温器16背离出风口的一侧，用于将冷量或热量从出风口吹出到汽车内；散热器18设置在排风口附近，并与半导体调温器16的一端连接，当半导体调温器16的这一端经切换为热端时，散热器18帮助该热端散热；水泵19一端与水箱连接，另一端与散热器18连接，在散热器18散热时，对散热器18进行循环水冷；散热风扇20正对散热器18，并正对排风口，在散热器18散热时，用于风冷却散热器18，并将冷切散热器18后的风通过排风口排出到汽车外。

图2是本发明的实施例提供的智能汽车空调的控制连接示意图。

如图2所示，驱动单元15包括电机驱动模块22和继电器组23，控制部12包括信号输入单元和信号处理输出单元，本实施例中信号处理输出单元采用微控制处理(MCU)。

电机驱动模块22控制鼓风机17、散热风扇20的启动和转速大小。

图3是本发明的实施例提供的智能汽车空调的半导体调温器控制电路原理图。

继电器组23，用于控制半导体调温器16，控制电路原理图如图3所示。通过电流切换，可实现半导体调温器16冷端和热端的切换，进而实现打开a1-a5和c1-c5时，半导体调温器16的调温片21不与散热器18的一端为热端，另一端则为冷端，冷端车内热量通过散热器18散热，释放冷量，通过鼓风机17吹出出风口，以实现制冷功能；当打开b1-b5和d1-d5时，半导体调温器16不与散热器18连接的一端切换为冷端，相对的另一端则为热端，热端把电能转化为热量，通过鼓风机17吹出出风口，以实现制热功能。通过电路选择，控制调温片21开启的个数。电路控制所对应的能调节的温度范围(温度用T表示)如下：

制冷时：

打开图3中的a1-a2和c1-c2：0<T<5

打开图3中的a1-a3和c1-c3：5<T<10

打开图3中的a1-a4和c1-c4：10<T<15

打开图3中的a1-a5和c1-c5：15<T

制热时：

打开图3中的b1-b2和d1-d2：-5<T<0

打开图3中的b1-b3和d1-d3：-10<T<-5

打开图3中的b1-b4和d1-d4：-10<T<-15

打开图3中的b1-b5和d1-d5：-15<T

如图1、图2所示，供电部13包括太阳能电池板24、第一控制器25、第二控制器26、太阳能蓄电池27、车载蓄电池28及直流稳压电源模块组29。太阳能电池板24设置在汽车外顶部，用于将太阳能转化为第一电能；第一控制器25与太阳能电池板24连接，再顺序与第二控制器26、直流稳压电源模块组29连接，第一控制器25还与太阳能蓄电池27连接，当工作状态在关闭状态时，用于将第一电能的电流电压稳定后提供给太阳能蓄电池27充电得到第二电能，当工作状态启动时，用于将第二电能通过调温片第二控制器26再通过直流稳压电源模块组29稳压后供给驱动单元15和控制部12，第二控制器26还与车载蓄电池28连接，当工作状态在运行状态时，并且太阳能蓄电池27的电量不能满足调温片运行负荷时，第二控制器26控制车载蓄电池28提供第三电能通过直流稳压电源模块组29稳压后供给驱动单元15和调温片控制部12。

如图1、图2所示，信号输入单元包括人体热释电红外线传感器30、温度传感器31、光照强度传感器32、电流电压检测模块33、时钟芯片34、数据存储器35、GSM模块36、蓝牙模块37。本实施例中，第一控制器25、第二控制器26、直流稳压电源模块组29、电流电压检测模块33、时钟芯片34、数据存储器35、GSM模块36、蓝牙模块37、电机驱动和继电器组23等与MCU电连接的部分及MCU全部集中设置于控制箱38上。

人体热释电红外线传感器30的红外线感应探头设置在车内，另一端与MCU连接，感应车内人体的红外线并提供红外线信号给MCU；温度传感器31的温度感应探头设置在车内，另一端与MCU连接，感应车内的温度并提供温度信号给MCU；光电强度传感器的光电感应探头设置于调温片太阳能电池板24附近的，感应太阳能电池板24接受到的光照强度并提供光照强度信号给MCU。

电流电压检测模块33，检测太阳能蓄电池27和车载蓄电池28的电流电压情况，并将电流电压信号给MCU，作为故障诊断的依据。

时钟芯片34，提供时间信号给MCU实现调温片工作状态的定时启动关闭功能：时钟芯片34可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，MCU通过串口读取时钟芯片34中的数据，与通过MCU设定的时间对比，当达设定时间和其他启动要求时，系统会自动启动。

数据存储器35，用于提供数据信号给MCU实现调温片工作状态的查看功能：数据存储芯片主要用来存储系统设定参数，防止系统掉电后数据丢失。

GSM模块36，用于提供信息信号实现手机远程控制功能：手机发信息给GSM模块36，并由MCU读取信息内容，对系统执行对应操作，即车主可以发送短信来启停系统。

GSM模块36还可以实现故障提醒功能：电池电压过低和太阳能电池板24故障时在定时中断中检测的。电池的电压和电流利用电压电流检测模块来检测，低于一定值时系统会自动识别故障。太阳能电池板24的故障时通过光照强度传感器32和电压电流检测模块实现，判断条件为：光照强度在一定值以上，但是电压电流过低，则认为是太阳能电池板24故障，以上故障发生，系统会自动通过GSM模块36向车主发送故障提示短信。

蓝牙模块37，用于提供蓝牙信号实现调温片手机与MCU相互通讯：MCU通过蓝牙与手机APP实现相互通讯，并把设置的参数存储到数据存储芯片中，程序会自动读取存储芯片中的数据实现空调系统参数的设置和系统运行状态的监测及查看功能；。

信号处理输出单元MCU结合上述信号输入单元和驱动单元15后，实现如下智能控制：

首先，总控制程序是通过感应红外线信号和温度信号智能控制汽车空调的工作状态，还可以结合时钟芯片34提供的信号，实现定时开启关闭的控制；

然后，手机智能实时控制是通过蓝牙信号利用APP从手机查看和控制汽车空调的工作状态，比如控制汽车空调开启关闭、通过APP设置实现汽车空调的定时开启关闭；

再然后，手机远程控制是通过GSM模块36，利用SMS短信进行远程控制汽车空调的工作状态；

最后，故障诊断，通过GSM发生故障信号给手机，再通过手机再通过APP处理故障。

以夏天为例，具体如下说明智能控制的实现：

首先判断是否汽车空调的休眠是否需要唤醒有以下几种：

第一种，当MCU接收到的温度信号小于设定值时，汽车空调的启动保持休眠状态；

第二种，当温度信号大于设定值时，但MCU没有接受到红外线信号，即车内没有人时，汽车空调的启动保持休眠；

第三种，当温度信号大于设定值时，但MCU接受到红外线信号，即车内有人时，汽车空调的启动唤醒；

第四种，当温度信号大于设定值时，MCU没有接受到红外线信号，但MCU读取的时间信号达到程序预先设定的启动时间时，汽车空调启动唤醒；

第五种，不需要温度信号，当人在汽车附近时，直接通过手机APP控制是否唤醒汽车空调的休眠，或者通过APP设定好唤醒或保持休眠的时间，再通过MCU完成汽车空调的唤醒或保持休眠，当人远离汽车时，通过GSM模块36发送短信控制是否唤醒汽车空调的休眠。

其次，判断进入唤醒后，如下控制制冷制热部11的工作状态：

第一，半导体调温器16的工作状态控制，MCU根据预先设定的温度参数范围，通过延时程序等待温度范围稳定后，控制继电器组23电流切换，选择制冷模式，并且根据温度，通过控制电路选择，选择开启调温片21的个数；

第二，鼓风机17和散热风扇20的运转状态控制，MCU根据预先设定的温度参数范围，通过采用PWM，控制电机驱动模块22的电机驱动芯片，控制鼓风机17和散热风扇20的开启及运转速度。

最后，运转中，为了使系统能更安全的运行，本系统设计了故障诊断功能，故障诊断提示分以下几种：

第一种，电池电压过低故障，定时中断中检测的，电池的电压和电流利用电压电流检测模块来检测，低于一定值时系统会自动识别故障。

第二种，太阳能电池板24故障，定时中断中检测的，通过光照强度传感器32和电压电流检测模块实现，光照强度在一定值以上，但是电压电流过低，则认为是太阳能电池板24故障，则调用GSM子程序向车主发送系统故障短信。

以上故障发生，系统会自动通过GSM模块36向车主发送故障提示短信，车主再根据故障提醒实施相应方案解除故障。

实施例作用与效果

本实施例提供的智能汽车空调的，由于采用继电器组控制的半导体调温器，只要改变电流极性，就可以实现冷端和热端的切换，所以冬夏均可使用；又由于通过温度信号和红外线信号输入给MCU，就可以智能汽车空调的启动，所以可以避免一些诸如闷死等不必要的伤害出现；又由于根据温度信号，还可以控制调温片开启的个数、鼓风机及散热风扇运转的速度，从而使得该汽车空调的工作状态更加符合实际情况，具有节约的效果；另外，还由于时钟芯片提供的时间信号，用户可以根据需要自行设定空调系统启停时间，设计更加人性化；又因为蓝牙模块提供的蓝牙信号，使得可以通过手机APP设定并控制汽车空调的工作，所以可以走到汽车前上车前提前开启汽车空调或者在设定时间自行启动，提前制冷或制热，使用更加方便；又由于GSM可以实现报警功能，使得当因为疏忽车内的人可能出现危险时，及时通过手机短信报警给离开的人，进而及时解除危险；还由于GSM可以进行故障诊断提示，所以可以及时排除故障；因为GSM具有远程控制功能，所以可以远距离启动汽车空调，进一步防止由于忘记开汽车空调出现危险的情况了；最后，由于采用太阳能光伏技术，可以将光能转化为电能，环保节能。

尽管上面对本发明说明书的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (9)

1.一种智能汽车空调，用于汽车内温度智能调节，其特征在于，包括：

制冷制热部，用于提供冷量降低汽车内温度或提供热量升高汽车内温度，包括制冷制热单元及驱动单元；

控制部，用于智能控制所述制冷制热部制冷部的工作状态，设置于车内，包括信号输入单元、信号处理输出单元；

供电部，用于给所述控制部和所述驱动单元供电；

其中，所述制冷制热单元包括由多个调温片组成的半导体调温器。

所述信号输入单元包括人体热释电红外线传感器和温度传感器，

所述人体热释电红外线传感器通过感应车内人体的红外线并提供红外线信号，

所述温度传感器通过感应车内的温度并提供温度信号。

所述驱动单元包括与所述半导体调温器连接的继电器组，用于控制所述半导体调温器的热端和冷端的切换及所述调温片的开启和关闭，

所述信号处理输出单元与所述继电器组连接，根据所述红外线信号和所述温度信号智能控制所述继电器组。

2.根据权利要求1所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述信号处理输出单元采用MCU微控制单元。

3.根据权利要求1所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述供电部包括设置在汽车外顶部或后备箱外部的太阳能电池板，用于将太阳能转化为第一电能。

4.根据权利要求3所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述供电部还包括位于所述汽车内部的第一控制器、第二控制器、太阳能蓄电池、车载蓄电池及直流稳压电源模块组，

所述第一控制器与太阳能电极板连接，再顺序与所述第二控制器、所述直流稳压电源模块组连接，

所述第一控制器还与所述太阳能蓄电池连接，当所述工作状态在关闭状态时，用于将所述第一电能的电流电压稳定后提供给所述太阳能蓄电池充电得到第二电能，当所述工作状态启动时，用于将所述第二电能通过所述第二控制器再通过所述直流稳压电源模块组稳压后供给所述驱动单元和控制部，

所述第二控制器还与所述车载蓄电池连接，当所述工作状态在运行状态时，并且所述太阳能蓄电池的电量不能满足所述运行负荷时，所述第二控制器控制所述车载蓄电池提供第三电能通过所述直流稳压电源模块组稳压后供给所述驱动单元和所述控制部。

5.根据权利要求3所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述信号输入单元还包括设置于所述太阳能电池板附近的光照强度传感器，所述光照强度传感器用于通过感应提供太阳能电池板接收到的光照强度信号。

6.根据权利要求1所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述信号输入单元还包括：

电流电压检测模块，用于提供电流电压信号，

时钟芯片，用于提供时间信号实现所述工作状态的定时启动关闭功能，

数据存储器，用于提供数据信号实现所述工作状态的查看功能，

GSM模块，用于提供信息信号实现手机远程控制功能、故障诊断提醒，

蓝牙模块，用于提供蓝牙信号实现所述手机与所述信号处理输出单元相互通讯。

7.根据权利要求1所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述制冷制热部还包括与汽车内相通的出风口、与汽车外相通的排风口，及设置于所述出风口与所述排风口之间的鼓风机、水泵、散热器、散热风扇，

所述半导体调温器设置于所述出风口与排风口之间，并设置在所述出风口处，

所述鼓风机正对所述半导体调温器背离所述出风口的一侧，用于将所述冷量或热量吹出所述出风口到汽车内，

所述散热器与所述半导体调温器的一端连接，并设置在所述排风口处，当所述半导体调温器作为所述冷量来源时，所述半导体调温器的通过所述散热器散热，

所述水泵与所述散热器连接，用于水冷却所述散热器，

所述散热风扇在正对所述散热器，并正对所述排风口，用于风冷却所述散热器，并通过所述排风口排出到汽车外。

8.根据权利要求7所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述驱动单元还包括电机驱动模块，分别与所述鼓风机和所述散热风扇连接，用于控制所述鼓风机和所述散热风扇的运转状态，

所述电机驱动模块包括电机驱动芯片，所述信号处理输出单元控制所述电机驱动芯片的输出电压，进而智能控制所述运转状态。

9.根据权利要求1所述的智能汽车空调，其特征在于：

其中，所述信号处理输出单元，通过延时控制程序，当所述温度信号稳定后再实现所述继电器组的智能控制。