CN107020918A - 汽车车内空气自动换气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制方便和具有空气净化功能的汽车车内空气自动换气系统，包括ECU和空调系统，ECU包括MCU和二氧化碳传感器，空调系统和二氧化碳传感器均与MCU连接，空调系统包括鼓风机、压缩机、冷凝器、干燥储液器、蒸发器、空调控制器、空调控制面板以及混合空气调节门，鼓风机设置在空调系统的进风口上，压缩机和冷凝器连接，冷凝器和干燥储液器连接，干燥储液器和蒸发器连接，鼓风机和蒸发器之间设置有滤清器，滤清器包括框架、外罩、初级滤芯和次级滤芯，外罩、初级滤芯和次级滤芯沿空气流动的方向依次设置在框架内，罩内表面上设置有导流片，所述导流片呈扇形且各导流片错落设置，导流片间具有水平方向的缝隙用于进气，导流片和初级滤芯前表面中间形成导流腔。

Description

汽车车内空气自动换气系统

技术领域

本发明涉及一种汽车车内空气自动换气系统，具体来说，涉及一种控制方便和具有空气净化功能的汽车车内空气自动换气系统。

背景技术

汽车在开着暖气的情况下的车内空气质量，以四座车辆为例，出发时车内二氧化碳浓度为611ppm，人们即使在这个浓度下呆很久，也不会出现健康问题。但是，开暖气行驶15分钟后，车内二氧化碳浓度直线上升，1个小时后，浓度已达到出发时的4倍。研究表明，当室内二氧化碳浓度超过1000ppm时，驾驶员会很容易感到困倦，超过2500ppm时，驾驶员会感到明显的疲劳感和憋闷感，同时会感到全身无力。

空气滤清器的主要组成部分是滤芯和机壳，其中滤芯是主要的过滤部分，承担着气体的过滤工作，而机壳是为滤芯提供必要保护的外部结构。空气滤清器的工作要求是能承担高效率的空气滤清工作，不为空气流动增加过多阻力，并能长时间连续工作。

传统的空调系统是直接手动控制车内空调系统的空气内循环或空气外循环对车内空气进行净化，只能靠使用者的感官系统进行判断，不能检测车内二氧化碳的浓度，并智能控制空调系统工作进行车内自动换气；另外，空气进行换气时均需要采用空调系统的空气外循环，从外面的空气中补充新鲜的空气，以达到补充氧气的作用，但当车外空气质量较差时，开启空调系统的外循环容易对车内空气造成污染；另外，滤清器在灰尘多、风沙大的地方，滤清器的滤芯会出现过滤不彻底和堵塞的现象，从而影响滤清器的使用寿命和对进入汽车内的空气起不到净化的作用；此外，传统的滤清器通常只有一个滤芯，滤芯容易对空气净化不彻底，而且使用时间长后容易堵塞，影响净化效果；此外，活性炭的应用可以吸附灰尘，滤除苯、甲苯等刺鼻气体，但活性炭的比较笨重，吸附效率低。

因此，特别需要一种控制方便和具有空气净化功能的汽车车内空气自动换气系统，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种控制方便和具有空气净化功能的汽车车内空气自动换气系统，来解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种汽车车内空气自动换气系统，包括ECU和空调系统，所述ECU包括MCU和二氧化碳传感器，所述空调系统和二氧化碳传感器均与MCU连接，所述空调系统包括鼓风机、压缩机、冷凝器、干燥储液器、蒸发器、空调控制器和空调控制面板、混合空气调节门，所述鼓风机和蒸发器之间设置有滤清器。

为了进一步实现本发明，所述空调控制器通过CAN总线与MCU连接。

为了进一步实现本发明，所述空调控制器还可通过Lin网络或串口或硬线接口与MCU连接。

为了进一步实现本发明，所述鼓风机设置在空调系统的进风口上，所述压缩机和冷凝器连接，所述冷凝器和干燥储液器连接，所述干燥储液器和蒸发器连接。

为了进一步实现本发明，所述滤清器包括框架、外罩、初级滤芯和次级滤芯，所述外罩、初级滤芯和次级滤芯沿空气流动的方向依次设置在框架内。

为了进一步实现本发明，所述框架包括外框架和内框架，所述外框架和内框架中部设置有橡胶缓冲层，所述橡胶缓冲层侧面上设置有圆形的通孔。

为了进一步实现本发明，所述外罩内表面上设置有导流片，所述导流片呈扇形且各导流片错落设置，所述导流片间具有水平方向的缝隙用于进气，所述导流片和初级滤芯前表面中间形成导流腔。

为了进一步实现本发明，所述初级滤芯包括初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网，所述初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网的网孔直径依次减小，所述中效过滤网倾斜设置，所述初效过滤网与高效过滤网与框架垂直设置，所述初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网整体形成N字形设置。

为了进一步实现本发明，所述次级滤芯包括微孔滤纸、气凝胶和无纺布。

为了进一步实现本发明，还包括显示模块，所述ECU还包括蓝牙模块，所述显示模块和蓝牙模块均与MCU连接。

有益效果

(1)本发明通过二氧化碳传感器检测空气中的二氧化碳的浓度，当二氧化碳浓度达到设定值时，通过MCU对空调系统下发指，使空调系统开启空气外循环，利用空调与滤清器相结合，过滤空气中的粉尘和污染气体，当开启空气外循环一定时间后，乘员舱内二氧化碳浓度达标时，ECU自动下达指给空调系统关闭外循环，开启空气内循环一定时间，对汽车乘员舱内(车内)的空气进行再次净化，净化效果好。

(2)本发明空调控制器通过CAN总线与MCU连接，充分的提高了整个系统的运行效率，空调控制器还可通过Lin网络或串口或硬线接口等与MCU连接，以兼容更多车型。

(3)本发明框架包括外框架和内框架，外框架和内框架中部设置有橡胶缓冲层，橡胶缓冲层侧面上设置有圆形的通孔，起到良好的缓冲作用，减小滤清器工作时的振动，从而减少噪声，提高使用寿命。

(4)本发明外罩内表面上设置有导流片，且各导流片错落设置，导流片和初级滤芯前表面中间形成导流腔，空气从外罩经缝隙进入导流腔，由于导流片较多，表面积增大，有利于吸附杂质，同时由于进气的缝隙较小，一些较大的颗粒物不能进入导流腔，导流片错落设置，因此空气进入导流腔内将螺旋上升，则进入初级滤芯的路径延长，有利于颗粒物的沉降，能过滤掉颗粒较大的颗粒，过滤效果好。

(5)本发明初级滤芯包括初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网，中效过滤网倾斜设置，初效过滤网与高效过滤网与框架垂直设置，初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网整体形成N字形，初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网起到三级过滤的作用，对空气中的灰尘和杂质进行多次过滤，保证空气过滤质量，此外，中效过滤网倾斜设置，提高中效过滤网与空气的接触面积，同时改变空气进入高效过滤网的方向，有利于灰尘的过滤。

(6)本发明次级滤芯包括微孔滤纸、气凝胶和无纺布，气凝胶具有高比表面积，超低密度及纳米多孔网格结构的特征，因此重量低、微孔吸附能力强，有效地替代了活性炭吸附层，且减少了汽车滤清器的重量，提高了过滤效率。

附图说明

图1为本发明汽车车内空气自动换气系统的电路连接框图；

图2为本发明汽车车内空气自动换气系统中空调系统的结构示意图；

图3为本发明汽车车内空气自动换气系统中滤清器的内部结构示意图；

图4为本发明汽车车内空气自动换气系统中框架的局部剖视图；

图5为本发明汽车车内空气自动换气系统中外罩的结构示意图；

图6为本发明汽车车内空气自动换气系统中初级滤芯的结构示意图；

图7为本发明汽车车内空气自动换气系统中次级滤芯的结构示意图。

具体实施方式

在全部附图的视图中，对应的参考符号表示对应的部件。

如图1至图7所示，本发明的汽车车内空气自动换气系统包括ECU、空调系统和显示模块，其中：

ECU用于检测汽车空气质量和控制空调系统的工作，ECU包括MCU、二氧化碳传感器和蓝牙模块，二氧化碳传感器和蓝牙模块均与MCU连接，MCU、二氧化碳传感器和蓝牙模块一体化集成为ECU，MCU采用Q32M210，蓝牙模块采用英国CSR公司的BlueCore4-Ext芯片，具有成本低、功耗低、体积小、收发灵敏度高等优点，蓝牙模块与MCU连接，通过手机APP实现互联互动功能，运用手机方便对汽车内空气自动净化系统的控制，改变局限于专用遥控器或按键的控制模式，ECU固定安装在乘员舱或中控台内，能够有效检测乘员舱的空气质量。

空调系统包括鼓风机1、压缩机2、冷凝器3、干燥储液器4和蒸发器5、空调控制器、空调控制面板、混合空气调节门，鼓风机1设置在空调系统的进风口上，压缩机2和冷凝器3连接，冷凝器3和干燥储液器4连接，干燥储液器4和蒸发器5连接，压缩机2工作驱使制冷剂在密封的空调中循环，压缩机2将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机2，并经管路流入冷凝器3后，在冷凝器3内散热、降温，冷凝成高温高压的液态制冷剂流出，高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液器4内，经过干燥、过滤后状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂进入蒸发器5，在蒸发器5内吸收流经蒸发器5的空气热量，使空气温度降低，吹出冷风，空调控制器通过CAN总线与MCU连接，充分的提高了整个系统的运行效率，空调控制器还可通过Lin网络或串口或硬线接口以及其他接口与MCU连接，以兼容更多车型，本发明对此不作限制，空调控制面板和空调控制器连接，用于使用者间接控制空调系统各部件的运作。

鼓风机1和蒸发器5之间设置有滤清器6，滤清器6包括框架61、外罩62、初级滤芯63和次级滤芯64，框架61包括外框架611和内框架612，外框架611和内框架612中部设置有橡胶缓冲层613，橡胶缓冲层613侧面上设置有圆形的通孔6131，起到良好的缓冲作用，减小滤清器6工作时的振动，从而减少噪声，提高使用寿命，外罩62、初级滤芯63和次级滤芯64沿空气流动的方向依次设置在框架61内，外罩62内表面上设置有导流片621，导流片621呈扇形，且各导流片621错落设置，各导流片621具有水平方向的缝隙用于进气，该缝隙的宽度为4mm，导流片621和初级滤芯63前表面中间形成导流腔622，空气从外罩62经缝隙进入导流腔622，由于导流片621较多，表面积增大，有利于吸附杂质，同时由于进气的缝隙较小，一些较大的颗粒物不能进入导流腔622，导流片621错落设置，因此空气进入导流腔622内将螺旋上升，则进入初级滤芯63的路径延长，有利于颗粒物的沉降，能过滤掉颗粒较大的颗粒，过滤效果好，初级滤芯63包括初效过滤网631、中效过滤网632和高效过滤网633，初效过滤网631、中效过滤网632和高效过滤网633沿空气流动的方向依次设置，初效过滤网631、中效过滤网632和高效过滤网633的网孔直径依次减小，中效过滤网632倾斜设置，初效过滤网631与高效过滤网633与框架61垂直设置，初效过滤网631、中效过滤网632和高效过滤网633整体形成N字形，初效过滤网631、中效过滤网632和高效过滤网633起到三级过滤的作用，对空气中的灰尘和杂质进行多次过滤，保证空气过滤质量，此外，中效过滤网632倾斜设置，提高中效过滤网632与空气的接触面积，同时改变空气进入高效过滤网633的方向，有利于灰尘的过滤，次级滤芯64包括微孔滤纸641、气凝胶642和无纺布643，微孔滤纸641、气凝胶642和无纺布643沿空气流动的方向依次设置，气凝胶642具有高比表面积，超低密度及纳米多孔网格结构的特征，因此重量低、微孔吸附能力强，有效地替代了活性炭吸附层，且减少了滤清器6的重量，提高了过滤效率。

使用时，通过二氧化碳传感器检测空气中的二氧化碳的浓度，当二氧化碳浓度达到设定值时，通过MCU对空调系统下发指，使空调系统开启空气外循环，利用空调与滤清器相结合，过滤空气中的粉尘和污染气体，当开启空气外循环一定时间后，乘员舱内二氧化碳浓度达标时，ECU自动下达指给空调系统关闭外循环，开启空气内循环一定时间，对汽车乘员舱内(车内)的空气进行再次净化，净化效果好。

显示模块和MCU连接，显示模块为液晶显示器或LED显示器以及多媒体车机、汽车仪表等终端显示单元，用于对汽车内空气自动净化系统的显示，使用方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种汽车车内空气自动换气系统，包括ECU和空调系统，其特征在于，所述ECU包括MCU和二氧化碳传感器，所述空调系统和二氧化碳传感器均与MCU连接，所述空调系统包括鼓风机、压缩机、冷凝器、干燥储液器、蒸发器、空调控制器、空调控制面板、混合空气调节门，所述鼓风机和蒸发器之间设置有滤清器。

2.根据权利要求1所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述空调控制器通过CAN总线与MCU连接。

3.根据权利要求2所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述空调控制器还可通过Lin网络或串口或硬线接口与MCU连接。

4.根据权利要求1所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述鼓风机设置在空调系统的进风口上，所述压缩机和冷凝器连接，所述冷凝器和干燥储液器连接，所述干燥储液器和蒸发器连接。

5.根据权利要求1所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述滤清器包括框架、外罩、初级滤芯和次级滤芯，所述外罩、初级滤芯和次级滤芯沿空气流动的方向依次设置在框架内。

6.根据权利要求5所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述框架包括外框架和内框架，所述外框架和内框架中部设置有橡胶缓冲层，所述橡胶缓冲层侧面上设置有圆形的通孔。

7.根据权利要求5所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述外罩内表面上设置有导流片，所述导流片呈扇形且各导流片错落设置，所述导流片间具有水平方向的缝隙用于进气，所述导流片和初级滤芯前表面中间形成导流腔。

8.根据权利要求5所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述初级滤芯包括初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网，所述初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网的网孔直径依次减小，所述中效过滤网倾斜设置，所述初效过滤网与高效过滤网与框架垂直设置，所述初效过滤网、中效过滤网和高效过滤网整体形成N字形设置。

9.根据权利要求5所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，所述次级滤芯包括微孔滤纸、气凝胶和无纺布。

10.根据权利要求1所述的汽车车内空气自动换气系统，其特征在于，还包括显示模块，所述ECU还包括蓝牙模块，所述显示模块和蓝牙模块均与MCU连接。