CN107848362A - 车辆通风系统 - Google Patents

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CN107848362A CN201680034401.6A CN201680034401A CN107848362A CN 107848362 A CN107848362 A CN 107848362A CN 201680034401 A CN201680034401 A CN 201680034401A CN 107848362 A CN107848362 A CN 107848362A
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Abstract

通风系统包括用于识别一个或几个乘客的呼气情况的传感元件(41)以及从车辆内部排出(抽出)空气的机构(32、33)，其中空气排出机构配置成主要移除由乘客呼出的空气部分。通风系统的出气口(32、33)位于呼出气流(46)的传播区域中，并且来自空气供给机构的气流方向促进呼出气体的排出。此外，这样的系统可以配备有呼吸传感器，其允许抽出具有最大浓度的呼气产物的空气团。

Description

车辆通风系统
技术领域
本发明可用于汽车工业、轨道运输和飞机建造中，特别是由于环境污染或在自持(self-contained)模式下操作系统或为了节能而不能或不愿意利用主通风系统为充足的空气交换提供环境空气的情况下，用于构建乘客舱室的选择性智能车辆通风和空调系统。
背景技术
众所周知，在城市交通拥堵中，以与外部环境隔离的系统接近的模式(即，几乎没有外部空气流入)进行驾驶是合理的。虽然乘客舱中的氧气储备可能足以使人使用1个多小时，但由于二氧化碳(CO2)浓度的增加不可接受，所以(5-10分钟内)会早早地出现憋闷之后中毒的效果(5-10分钟)。这种情况的发生是因为环境空气中CO2的浓度约为0.04-0.1％，而值为0.5％对于集中工作力(这对于驾驶员来说是很重要的)就已经是有害的了，而人呼出的空气含有约3-4％的CO2。就汽车而言，呼气中含有大量水汽，其会凝结在汽车玻璃上并降低能见度，由此会使情况更加恶化。
在现代化的大都市中，汽车长期处于交通拥挤(即，在空气污染以及许多有毒气体MPC超标的情况下)的具体时间已经从几分钟提高到几个小时。同时，如果使用内部流通模式，则不管车辆类别如何，所有交通参与者都处于相同的条件下(决定于车辆的大小和高度)，而现代的空调滤清器实际上无法为儿童或例如有呼吸疾病的人提供清洁空气偏好设置。这需要使用专门的机构和系统用于尽可能长时间地保持内部未受污染的空气体积(在客舱中)最大限度地清洁并且排除呼出的废物，同时如果需要，应该对所提供的环境空气进行最大化的过滤和净化，以防外部污染物。例如在乘用车中使用的通风系统的标准方案就不符合所述要求：在这种系统中切换到内部循环模式在几分钟内就会导致二氧化碳的量增加到2000ppm以上。这不仅对卫生(特别是对于患有早期糖尿病、血管和呼吸系统疾病等疾病的人群)有害，在道路上也可能很危险，因为实验证明，在这些条件下，驾驶员的集中力降低，同时疲劳急剧增加，这就显著地增加了负面情景的可能性。
车辆的高度反过来又决定了表层上方进气口的几何高度，其通常处于引擎盖的水平面上，即大部分污染物浓度最高的道路上方0.6-0.9米(在高度2米处，污染物浓度可以减少3-5倍)。而且，由于堵塞交通的汽车和路边的建筑物阻挡了空气团的流动，如果没有风吹，就会开始分层，其表现为气体和其他污染物依据其密度进行分布。同时，小质量的氮和氧向上位移(当排气与环境之间的温差降低时，这在高温气候特别有影响)。
从现有技术中已知各种车辆通风和空调系统，其通常包括：空气供给机构，空气排出再循环机构，用于加热或冷却供给空气或循环空气的调节器，进气过程、空气湿度、纯度等的各种控制装置(参见例如俄国申请No.2011127891/11，2011年7月7日，F01P7/00)。
这种通风系统能够整体上保持车辆内部的温度和空气成分，但不太经济有效。此外，故意从环境中摄入的空气超体积，并且不会对其成分进行初步分析，这也降低了系统的效率。
例如通过在出口歧管附近增设二氧化碳(CO2)传感器(参见日本专No.2001153417(A)，F24F7/08，2001年6月8日)改造通风系统，或创建使用烟雾传感器来防止客舱内烟草烟雾传播的系统，从而，如果在驾驶员座椅上方检测到烟雾污染，则通风系统会将烟雾弥漫的空气从内部排出(参见日本专利No.60252019，B60H1/24，1985年12月12日)，或为通风系统配备附加机构，其通过放置在驾驶员座椅后部的空气管道并借助放置在该座椅背板上的风扇向客舱后部供给清洁的空气(参见美国申请No.2015140915，2015年5月21日，B60N2/56)，这些尝试均不能解决通风系统高效、高成本效益或自主性的问题。因此，从客舱排出和释放空气的机构是刚性固定的，从内部抽取污染的空气是由脉冲并通过所有同时可用的机构在紧急情况下非连续性发生的，即这在正常的连续运行模式下是不可能的。此外，应向客舱供给大量的来自外部的空气，以实现低浓度的呼出产物，导致设备由于要求高带宽、(在过渡阶段的情况下)高运行速度、对外面的清洁空气或强大的过滤机构的可用性而浪费了相当大的能量，而这并不总是正当的、可行的。
发明内容
因此，要求保护的一组发明旨在解决进一步提高用于车辆内部的通风系统的效率和经济性的问题。解决这个问题所取得的技术成果为通过提高通风效率，从整体上确保不可能提供供应量足够的清洁空气的通风系统具有更大程度的自主性，由此在可能的情况下降低功耗。此外，其通过减少环境污染物的影响，创造了增加车辆隔离程度的机会。附加效果为改善了入口空气的处理情况，并且由于所需的空气供给量普遍降低而延长了过滤器的耐用性。
在要求保护的、选择性抽取呼出产物的车辆通风系统的第一变型中，其包括传感元件、从车辆内部排出空气的机构、向车辆内部供给空气的机构、以及通过利用传感元件的信号来控制所述机构的控制装置，通过将传感元件配置为检测乘客的呼气、排出空气的机构配置为主要抽取空气的呼出部分来实现所述结果。
从车辆内部排出空气的机构和向车辆内部供给空气的机构配置为适应乘客的呼吸频率和/或适应空气的呼出部分和吸入部分的传播延迟。传感元件可由传感器组形成，如二氧化碳(CO2)传感器和/或氧气(O2)传感器和/或湿度传感器和/或压力传感器和/或红外辐射传感器和/或温度传感器和/或声音和超声波传感器和/或视频传感器(摄影机)和/或叠加的加速度计，该组传感器设置有调谐到呼吸频率带宽的滤波器。
从车辆内部排出空气的机构可包括用于随后移除乘客呼出的空气部分的成形元件。
向车辆内部供给空气的机构可设置为用于随后移除乘客呼出的空气部分的成形元件。
向车辆内部供给空气的机构可配置为通过排出空气的机构仅替换从车辆内部移除的空气部分。
向车辆内部供给空气的机构可包括环境空气成分输入分析器，其连接到向车辆内部供给空气的机构的控制装置，其中可将控制装置配置为接收、记录和向其他车辆的对应设备传送关于环境空气成分的信息。
系统可包括基于来自传感元件的传感器的信号来识别乘客的健康状况的机构，以及响应危险健康状态的机构。
向车辆内部供给空气的机构可具有位于车身上部位置的上方的环境空气入口。
向车辆内部供给空气的机构可包括位于可移动元件上的环境空气入口，空气供给机构的控制装置可配置为根据环境空气成分和/或车辆速度来调节可移动元件的位置。
向车辆内部供给空气的机构可配置为储备及储存空气或氧气，空气供给机构的控制装置可配置为从储存器中补充和添加空气供给。
可将从车辆内部排出空气的机构的控制装置、向车辆内部供给空气的机构的控制装置、以及适应乘客的呼吸节奏和/或适应空气的呼出部分和吸入部分传播延迟的机构、成形元件及乘客呼出的空气流的后续排出的控制装置、从传感器组中选择和分析信息的机构、对从传感器组中输出的信息进行过滤的机构、用于环境空气成分分析器的信息处理单元、以及通过使用传感元件的信号对乘客的健康状态进行识别的机构组合成控制器，其可配置为对乘客呼出的空气部分进行分析，对环境空气及车内空气的成分进行分析，并决定移除的空气的时刻和量并用环境空气和/或再生空气部分替换。该控制器可包含在对车辆的气候控制系统进行控制的控制器中，或可配置为基于从环境空气成分分析器或外部信源接收的数据提供关于改变距离或路线的建议。
在要求保护的、包括清洁空气供给机构和空气排出机构的车辆通风系统的第二变型中，通过将空气排出机构配置为移除受呼吸产物污染的空气，其中通风系统的出口位于呼出的空气传播的区域，来实现所要求保护的结果。
清洁空气供给机构可主要位于乘客的呼吸器官上方，并且从后方和/或从顶部和/或与垂直面成锐角地导向乘客，排出受呼吸产物污染的空气的机构位于乘客的呼吸器官下方。清洁空气供给机构可设置有微粒过滤器和/或化学过滤器。
排出受呼吸产物污染的空气的机构的出气口可位于安全带上和/或方向盘盖上和/或座椅的正面和/或车辆的仪表板上，并且经由管道系统与相应的抽气机构连接。
移除受呼吸产物污染的空气的空气排出机构的出气口可位于座椅的背面以及车辆内部的装饰元件上，或者位于呼出的空气流传播区域中的支架上，并且经由管道系统与相应的抽气机构连接，其中管道系统可配置有矩阵性和/或周期性结构。
清洁空气供给机构的元件可位于车辆内部的顶棚上或立柱中，并且主要从顶部导向底部或从侧面导向，呼出的空气流传播区域通过位于呼出的空气流立即传播的区域中的成形元件来形成，成形元件可用作清洁空气供给机构的元件或用作对已抽取的空气或环境空气进行空气再循环的机构。
出口可位于属于鼻和/或口呼吸型的呼出气流传播区域中。
排出受呼吸产物污染的空气的机构可制成能进行周期性致动，或可控的，通风系统可设置有连接到上述机构的控制输入端的呼吸传感器，其中将呼吸传感器制成二氧化碳(CO2)传感器或湿度传感器、高温计或具有用于图像处理的处理器的摄像机或呼吸频率计。
清洁空气供给机构的控制装置可配置为接收、记录和向其他车辆的相应设备传送关于环境空气成分的信息。
系统可设置有基于来自传感元件的信号来识别乘客的健康状况的机构，以及响应危险健康状态的机构。
向车辆内部供给清洁空气的机构可具有环境空气的入口和/或管道，管道位于道路表层上方至少1.2m处，特别是位于伸缩管、天线处，车辆顶棚上放置的杆或盖子上。
向车辆内部供给清洁空气的机构可具有位于可移动元件处的环境空气入口，可移动元件用于根据环境空气成分和/或车辆速度来调节位置。
向车辆内部供给空气的机构可配置为储存一些空气或氧气或氧氮混合物，以从空气或氧气或氧氮混合物的储存器中补充和添加供给。
系统可配置为具有通过环境空气分析器、照明机构的信号，通过加速度计、摄像机或速度计的信号自动接通的控制输入端。
可将以下元件中的至少两个组合成对车辆通风系统的操作进行管理的控制器，或以下元件中的至少两个可为从整体上对车辆的气候控制系统的操作进行管理的部分控制器，该部分控制器对通风系统的操作进行管理：
·从整体上接通/断开车辆通风系统的机构；
·从车辆内部排出空气的机构的控制装置；
·向车辆内部供给空气的机构的控制装置；
·适应乘客呼吸节奏和/或适应空气的呼出部分和吸入部分的传播延迟的机构；
·成形元件及后续排出乘客呼出的空气流的控制装置；
·从传感器组中选择和分析信息的机构；
·对从传感器组中输出的信息进行过滤的机构；
·对来自环境空气成分分析器的信息进行处理的机构以及基于传感元件的信号对乘客的健康状况进行识别的机构。
并且，控制器可配置为基于来自环境空气成分分析器的数据或关于环境污染的外部信息为驾驶员提供关于改变距离或路线的建议。
要求保护的一组发明所设定的任务可由下解决。
所提出的对呼出产物进行选择性抽取的车辆通风系统的运行原理是仅(主要)检测和选择局部呼出气流(来自乘客或驾驶员(以下称之为乘客)的鼻子和嘴巴方向)，并(用从外部获得的一部分新空气或再生空气)就这部分空气进行进一步的置换。这种选择大大降低了对必要的通风量以及回收和净化设备(膜过滤器、氧气发生器等)的性能要求。抽取主要的呼出空气部分意味着系统适于精确地去除呼出的空气，并且抽取的空气量类似于呼出量。然而，这种表述不应被理解为全部抽取呼出的空气，并且每次呼气都能排出稍大的量或无法排出稍大的量。换句话说，所提出的技术方案包括通气系统的配置情况，以抽取等于平均呼吸量的标准量或稍多于/小于平均呼吸量的量或由量传感器确定的或通过计算获得的或限定为乘客以某种其他方式呼出的一部分空气的量。重要的是要强调，所提出的通风系统可以用环境空气和/或再生空气以由所述控制装置确定的任何配比来置换从车辆内部排出的空气，这些控制装置在本部分中如在已知的车辆通风系统(车辆气候控制系统)中执行。
这种系统能够依赖于外部条件连续并按命令运行。此外，环境污染可以通过直接测量污染物浓度和通过利用通常与污染区域和地区相关的标准而依赖实际情况来确定。因此，通风系统既可以根据环境空气分析器指示车辆在隧道或狭窄的街道中的信号，即，当增加环境中有害污染的浓度时，或者例如当白天的照明急剧下降时，自动接通，也可以根据当车辆一起加速并且发动机排气污染达到最大时加速度计在交通灯处检测到开始的信号，自动接通，或根据车速计关于降低速度和交通堵塞的数据，自动接通，或根据摄像机关于烟雾或例如关于进入具有交通灯的十字路口区域的数据，自动接通。
该系统可以具有储存器以储存一定量的清洁空气或氧气。空气供给机构的控制装置在外部空气质量良好的情况下(使用适当的阀门系统)启动补充存储在储存器中的储备，并在环境空气质量差的情况下使用储备，并且如果储存器应该紧急补充的话，还提供有关路线的建议。
将传感元件制成叠加的加速度计的形式意味着加速度计固定在可移动的基座上，因此能够检测车辆内部(特别是乘客的呼出)或座椅安全带上或基于同一目的允许检测人胸部呼吸运动的任何其他方式的空气的振动。
作为控制装置，可以使用包括单个控制器、交换信息信号的多个控制器、独立电路以及控制单元等的任何变化和修改。
传感元件的特征在于其旨在通过某种方式记录呼气，并且传感元件的输出信号直接或经分析和处理(无论延迟或不延迟)用于运行将一个或几个乘客呼出的空气中二氧化碳(CO2)和水蒸汽含量增加的部分移除的空气排出机构。假设如果空气排出(供给)机构(例如通风槽、窝穴部、百叶窗或喷嘴等)与乘客或驾驶员的呼吸器官之间存在一定距离，其中该距离是(例如，通过乘客座椅)先验定义的，控制器具有用于对呼出部分进行移除或者在适当的具有所需的阶段的时刻用新的空气部分进行替换的所有必要信息，使得在呼出的空气到达空气出口时的时刻，将吸风机接通，相反，吹风机应该提前接通，这对于置换用空气流从空气入口传递到乘客的呼吸器官是必需的。就应以这种方式理解上述适应呼吸频率，即，其就如同将空气排出机构和空气供给机构的运行与呼吸、其时间段、该时间段的变化、传播延迟同步的能力和手段，以主要抽取呼出的空气，并主要用环境空气和/或由车辆气候控制系统再生的空气替换刚刚移除的空气部分。
然而，上述所述关于主要就对呼出产物(乘客呼出的一部分空气)进行的抽取和置换不限于对“呼出的空气部分的呼气抽取、用新鲜或再生的空气置换抽取的空气的记录”进行循环，但包括一些与现有变型相似并广泛应用于具有固定的、由适当的单元或控制器管理的空气供给和排出机构的汽车气候控制系统中的变型。在这种情况下，可以例如可以将传感元件安装成基于超过CO2和H2O的阈值含量或O2含量减少(直接在从车辆内部排出空气的管道中)识别已经从内部捕获的空气中的呼出部分(同时避免其混合)。然后，如果CO2和H2O的浓度低于标准值，则控制器生成使部分空气返回用于再循环的指令，如果其高于标准值，则生成抽取和置换部分空气的指令(返回和抽取是通过同一固定的机构执行的，根据上述算法的相关单元和机构的开发不会给在该领域工作的工程师造成困难)。在系统的这种模式下，不需要在车辆内部记录呼吸频率，并且可以基于CO2、O2和H2O的浓度的周期性变化间接获得这些数据。
同样，传感元件或其传感器可以位于车辆内部的任何地方，并且基于对外部信息的分析以及如现有技术中那样的传感元件的信号，由控制器或其他控制装置来做出关于对空气排出机构进行接通及对抽取的空气进行置换的决定，但是不同之处在于对传感元件和控制器配置、调谐并编程，使得抽取另一空气部分的决定意味着具有呼出产物的一部分空气，即从一个乘客(或多个乘客)接收到的一部分空气，优先排出。
清楚的是，呼出和吸入空气的流动应在空间上或时间上分开，除非吸入的气流用于形成呼出气流(见下文)。事实上，由于向控制器的输入提供来自传感器组的输出信号，通过测量传感器的输出信号的时段而接通之后的几秒钟内，可以记录呼气或确定二氧化碳(CO2)的浓度没有增加或者其是稳定的，并且由此继续寻找(例如，通过控制空气排出机构的出口的旋转角度，其中该机构具有湿度传感器和/或在该机构内部放置的二氧化碳(CO2)传感器，或通过以“始终接通”的模式传送这些机构)记录呼气事实的方向。此外，如上所述，乘客在车辆内部相对于空气排出机构的出口的位置或组中的各种传感器(例如，用于检测具有不同水分浓度的空气层之间的界面的加速度计或超声波传感器，二氧化碳(CO2)传感器)的信号之间的延迟，允许确定或计算呼出空气部分传播到空气排出机构的出口并从空气入口到呼吸器官的必要间隔。并且，将摄像机用作传感器并通过已知方法随后进行图像处理，不仅可以确定乘客面部(呼吸器官)的方向，还可以推断关于空气流动的方向(例如，基于各种轻质装饰品、丝线和纤维等的偏差和波动)以及呼气事实。很明显，本文描述的所有计算、操作和动作均由上述控制装置，特别是由与所考虑的通风系统相关的和/或成为车辆气候控制系统的一部分的控制器或其他控制装置及自动化机构来进行的。
要求保护的、对呼出产物进行选择性抽取的通风系统的另一个特征为气流或呼出空气的一部分形成为使得其不会遍布整个车辆内部，而是以最压缩的方式从呼吸器官传送到空气出口的机构。这些机构可以包括使呼出气流旋转并限制其传播的鼓风偏转器或机械偏转器。在第一种情况下，方便使用内部空气的流动来旋转呼出的空气流，用于将下一部分加速和输送到空气出口，可以使用供给到车辆内部的环境空气来切断另一部分呼出的空气，将其从外界限制，即限制其传播。也就是说，形成的空气流从车辆内部引导到与乘客呼出的空气相同的方向或成锐角引导，同时来自外部的空气流朝向钝角引导或成钝角引导。
将组传感器的输出带通滤波器调谐到呼吸频率带宽意味着这些滤波器以通常用于呼吸频率的频率来传递信号，并切断其他频率的信号，首先切断会从整体上增加系统抗扰度的较高频率的信号；或意味着过滤器通过在控制器中的计算方法来整理关于吸气或呼气事件的信息。这种方法在乘客平稳有节奏地呼吸的情况下是最方便的，在其他情况下可以另外使用上述方法。
对呼出产物进行选择性抽取的系统的另一个特征为向车辆内部供给空气的机构可以设置有连接到对向车辆内部供给空气进行管理的控制装置的环境空气成分输入分析器。因此，所述控制装置能够决定是否此时摄取下一部分环境空气，或者将其延迟直到汽车到达污染较少的区域的时刻，或者摄取整个部分或其部分等。在最简单的情况下，可以针对超过一氧化碳(CO)或二氧化碳(CO2)或例如外部空气中的硫化氢(H2S)的浓度的事实来采取这样的决定。更复杂的算法会进行进一步的讨论。
要求保护的车辆通风系统的变型的本质在于，在这种具有包括空气入口的空气供给机构和包括空气出口的空气排出机构的通风系统中，空气排出机构从空间上讲放置在车辆内部区域中，在该区域中，具有由驾驶员或乘客呼出的呼出产物的空气流传播或移动。因此，(主要具有二氧化碳的)呼出产物污染的空气在其与车辆内部的其它空气混合之前从车辆内部，精确地说，从呼出气体的空间区域或分布区中抽取。因此，实际上(与主要的通风和空调系统相比)无需完全置换空气，而只有从所述分布区摄取的有限量的空气应该排出，确保降低功耗，提高舒适性、效率以及自持操作性。空气供给可以是任何性质的，包括天然的，但空气排出是单独进行的。
鉴于上述情况，通风系统的第二变型的特征在于减少空气供给，同时保持或甚至增加人的舒适度，这在污染的环境中，并且同样在内部再循环模式下当使用有限的空气供给来增加内部准自治时间时是很重要的。根据权利要求17，具有呼出产物的空气从呼出产物的直接传播空间或几何区域排出。而且由于通常针对面部未覆盖(不戴口罩)的人而言，有两种呼吸类型，所以应当对呼出产物(包括CO2、H2O、氮氧混合物以及其它呼出组分，其中O2的含量降低至16％)浓度最高的两个区域进行识别：
a)针对头部不倾斜的人的鼻呼吸的时间间隔，该区域(垂直且以微小的角度)位于从鼻子沿着躯干的方向，其从下巴延伸到腹部和臀部(从下巴的水平下降到75-80厘米，宽度为50厘米(相对于轴侧25厘米))，作为矩形或锥体；
b)对于用嘴呼吸、正在说话的人，所述几何区域位于正前方、颈部前方以及脸部的下部，并延伸到相同距离。
然而，应当注意，上述所述距离和角度的精确值不是关键的。由于排出了进入每个乘客呼吸器官前方的空间区域的呼出产物，所以达到了效果。呼出空气部分的抽取可以通过空气出口(通风口或管道、形成流并将其引导到出口的机构、挡板、装饰性物品等)进行，空气出口位于驾驶员或乘客的呼吸器官的前方，仪表板、方向盘或座椅安全带处，乘客座椅或其扶手上，即，通常情况下用于其他目的的任何车辆内部元件处。这通过与已知的解决方案不同的、(连续或周期性地)抽取少量的空气而实现。
抽取也可以通过结合在内部的上述结构元件中的单独的管道系统(例如柔性管)进行，而不会对其主要目的、结构统一性造成任何损坏，不会破坏参数(例如，座椅安全带的强度)。
另外，说到呼出空气流传播的区域可以通过位于呼出空气的直接传播区域中的流形成机构来形成，我们表示空气排出机构“起源于”该后者区域并且呼出的空气流被其从直接传播的区域中取出到扩散区域。
也可以将用于空气排出的成形机构(具有出口的空气排出元件)放置在上述呼气团的传播几何区域与位于该空间中的车辆内部的不同物体和表面的交点处，因此，一些物品可能会获得通风元件的附加功能，包括：
-(用于第二行和后续行中的乘客的)驾驶员/乘客座椅的中部和下部的靠背的后表面；
-前面板上的方向盘的底部，；
-橡胶或软玩具形式的装饰物品，其通过细软管与系统连接，并且可以保持在腹部或乘客的膝盖上；
-根据上述算法或者彼此的组合以及上述的组合选择的任何其他地方。
还要注意的是，如果不希望将空气管道与用作通风系统的空气排出元件的主体连接，则其可以配备有自持机构以远程传输调节的量，即通过狭窄导向流传输到入口。
上述空气排出机构应与补偿空气排放量的空气供给机构组合。同时，空气供给机构可以统一并共享(例如顶棚上的通风口)，因为呼吸过程本身在呼气产物移除和排出的情况下会产生新鲜空气团流入的适当方向。但是，当然它们也可以是个体，在这种情况下，其应该从顶部设置和定向，将气流引导到乘客头部的上部，并且在“不重叠”的情况下，而不是穿过具有呼出空气流的流。
在所有情况下，空气排出过程可以是主动的(具有产生吸入压力并将呼出产物吸出几何区域之外的泵)或如果空气供给产生必要的超压来移除产物，也可以是被动的。
已经提到过呼吸传感器、传感元件、各种传感器、环境空气成分的分析器、外部信息的传感器和传感器组。尽管是假定术语，但是假设所有的传感器和分析器都涉及传感器组，传感器组也可以包括光和视频记录设备、声传感器等。外部信息的传感器本质上是用于从导航设备输入区域中的污染物分布等的数据至控制器的通道。呼吸传感器控制空气排出机构，传感元件记录驾驶员和乘客的当前健康状况。
根据要求保护的第二变型的系统的实施例，限于所述空气排出机构相对于头部转动以及外部反射物体和空气流的影响的组合。
连同确定脸部位置的视频传感器，还可以使用例如麦克风来更好地抽取呼出产物，麦克风通过语音或特定的口呼吸声来提供各区域之间的切换。
如已经注意到的，系统的第二变型涉及通风系统，主要涉及到随着外部空气供给量减少而运行的附加通风系统，该第二变型对于不管什么原因而受限制的新鲜空气供给的舱室和客舱最有效。可以对这样的系统的实施例进行以下分类：
-根据权利要求17、18所述的“被动”系统，其中将空气从具有较高浓度呼出产物的几何(空间)区域不断地或者脉冲式移除(因此对于用鼻呼吸坐着的人来说，这个区域位于下巴和腹部之间，同时空气补偿以适当的比例补偿空气排出，并且例如导向头部/脸部的上部)。空气供给和/或空气排出的机构提供了系统运行所需的压降。传感器可能不存在。
-“主动”系统，其与之前的相似，其中(根据权利要求24)，通过适当的设备(喷嘴、引导件)而形成的流促进了空气抽取条件的改进，这允许在方便的方向上抽取几何区域内部甚至外部的呼出产物。传感器可能不存在。
-“适配”系统，其为根据权利要求28、29所述的系统，另外整合有机械、电子、光学或其他传感器，例如位置传感器、位移位移、变换器、压力传感器、声压传感器、浓度传感器等等，其允许改变流的方向、(参数和涡流的)引导，并且当呼吸方向或乘客的位置(包括头部移动和乘客舱中的移动)已经改变时在区域之间进行切换。
-“同步”系统，其为根据权利要求17、18或19中任一项所述的系统，其配备有检测人的存在和/或呼吸事实(包括呼出产物的浓度局部增加)的电子、机械、光学、化学和其它传感器，其中空气抽取另外与呼吸节奏同步，并且从乘客附近的几何区域中抽取恰好呼出产物浓度最大(高于阈值水平)的空气部分以最小化置换用所需的空气。
如上所述，所要求保护的通风系统的变型可以自持，附加到常规的车辆气候控制系统，因此可以另外安装或直接设计为主要通风和空调系统的一部分。同样，这种自持系统可以被配置为具有单独的传感器或者从车辆的已经可用的传感器中接收信号。其自动化程度可以是多种多样的。
附图说明
解决方案的本质如下图所示。
图1为要求保护的、选择性抽取呼出产物的系统的功能过程示意图；
图2为这种系统的时序图；
图3为这种系统的传感元件的操作示意图；
图4为从车辆内部排出空气的机构的示意性实施例；
图5为要求保护的、选择性抽取呼出产物的系统的框图；
图6为要求保护的通风系统的第二变型的功能过程示意图；
图7为这种系统的时序图；
图8为根据这种系统从车辆内部排出空气的机构的实施例示意图；
图9为根据这种系统的管道布置的变型的示意图。
具体实施方式
参考图1，第一实施例所述的系统包括传感元件1，从车辆内部排出空气的机构2，向车辆内部供给空气的机构3，控制装置(控制器)4，其中乘客(驾驶员)在位于乘客座椅5上，标记6表示乘客呼出的空气部分，标记7表示吸入的空气部分。(在图1的实施例中)元件1-3放置在方向盘8上。
参考图2，在时刻T1，呼出的空气部分6到达传感元件1，其信号由控制器4进行分析，控制器4几乎在同一时刻T1接通空气排出机构2。标记T2表示控制器4接通空气供给机构3以用于切断空气呼出部分6并用吸入部分7替换空气呼出部分6的时刻。
参考图3，传感元件1设计为传感器组，红外辐射或超声波传感器9例如位于乘客座椅5上方并记录呼气时刻，二氧化碳(CO2)传感器10设置在方向盘上并且当呼出的空气部分6到达其感应面时致动。间隔测量单元11对传感器9和10的信号之间的时间间隔的当前值进行记录，频率测量单元12对传感器10的信号频率(呼吸频率，其中可以在区块中对几个周期进行平均)进行记录。将关于所述间隔和频率值的信息传送到入口控制单元13，其将传感器9和10的信号之间的时间间隔与传感器10的操作之间的间隔(与呼吸频率相反)进行合计，接通向车辆内部供给空气的机构3，向车辆内部供给空气的机构3在本实施例中安装在乘客座椅5的侧壁中。如图3所示，传感器9的输出端与单元11的第一输入端连接，传感器的输出端9、10分别与单元11的第二输入端和单元12的输入端连接，区块11和12的输出端与单元13的输入端连接，其输出端与空气供给机构3的控制输入端连接，区块11-13形成控制器4。
如上所述，从车辆内部排出空气的机构可设置有用于随后抽取乘客呼出的空气流的成形元件。图4中对成形过程进行了解释，图4示出了当乘客座椅5一个接一个地安装时，在轨道车辆或飞机舱室14中使用的从车辆内部排出空气的机构的构造。如图4所示，右注射喷嘴15布置在乘客座椅5的侧壁中，乘客座椅相反侧的喷嘴16可布置在内部14的壁中，其中喷嘴15和16以使呼出的空气流17涡旋并通过安装在后面的排出扇(未示出)将其导向出口18的方式导向。在图4中，喷嘴15、16的空气射流方向用箭头19表示，使流17旋动(形成)的方向用箭头20表示。
如果将车辆内部的空气供给到喷嘴15、16，则通过其他单独设置的机构来执行对车辆内部的空气供给。然而，如果向车辆内部供给空气的机构也设计成作为用于随后去除呼出的空气流的成形元件而运行，将会实现附加的节能效果。此时的操作条件和环境空气成分决定了当在车辆中想到上述两种变型或模式时，会选择其中的哪一个。该决定可以由车辆的工程师或控制器4做出，其中后者应该只确定外部空气的供给量是否足以在某一时刻替换呼出的空气。如果足够，控制器4通过更改入口风扇的模式和百叶窗的位置来调节空气流，从而启动向喷嘴15、16(图4中未示出)供给外部空气，如果不足，则供给外部空气和客舱内部空气的混合物或仅供给内部空气。应当注意的是，用于此目的的机构是众所周知的，并且该机构用于车辆气候控制系统。此外，已知的算法和用于构建车辆气候控制系统的机构允许合成针对上述任何操作算法(系统构造的变型)及其组合提出的控制装置。不过，我们将对提出的系统的实施例的框图(图5)进一步进行更详细的描述。
在该实施例中，通过匹配传感器10和声学传感器21的输出信号来记录呼气。为此，这些传感器的输出端通过适当的带通滤波器22和23而接到比较电路(方案)24，其中将带通滤波器22和23调整为呼吸频率的带宽并形成电位输出信号，比较电路24的输出端通过延迟电路(方案)25和28(τ28<τ25，其中τ表示适当元件的延迟)控制相应的阀26和29。第一阀安装在真空单元27的空气管道上，第二阀安装在空气压力机构30的管道上。单元27中的气压小于大气压，单元30中气压较大，使得具有延迟τ28的新鲜空气的第一部分开始从单元30通过喷嘴15、16流入内部14，然后具有延迟τ25的新鲜空气的部分流过出口18开始吸出呼出的空气部分6。
因此，该系统包括形成吸气流的机构，其位于呼气方向或适当地校正流动方向以选择性吸收呼出的空气团。这些元件可放置在方向盘上、前板上、前排乘客的安全带上以及前排座椅的背面供车辆的后排乘客使用。然而，其操作可以既是连续的又是脉冲模式的，并集中于吸入/呼气(其可简单地通过各种传感器进行远程测量)和/或呼吸节律的情况。然后在吸入时，供给新鲜的入流空气，优化呼气流的吸入过程(例如，通过在最近的出口即空气抽取进气口附近组织排放)。
通风系统的空气供给不仅可集中在提供舒适性方面，而且还集中在适当地形成流(涡流)以增加呼出团的抽取(即，通风系统元件的设置考虑到了这一点，脉动空气供给模式也可用于对吸气进行预测)。
此外，所提出的系统可以用于对乘客的当前健康状况的变化特别是当乘客患有各种疾病时进行快速响应。由于该系统的使用提供了如下关于乘客(驾驶员、飞行员)状况的各种附加信息：
·呼吸频率；
·乘客面部的方向和活动(如果摄影机有后续的图像处理)；
·心率(例如，可通过调控呼出流等获得)；
·以及废呼出产物的个人(个体)定量成分(尤其是如果使用一些除了CO2传感器之外的其它一些气体分析器)，
则允许使用该信息进行复杂的诊断，快速分析乘客的健康状况，并做出适当的回应。
因此，如果系统设置对呼吸节律进行确定，则控制器可通过分析驾驶员/乘客的生理参数来进行补充，并报告紧急情况(例如，向驾驶员报告坐在后面的患有哮喘、心脏衰竭或其他疾病的乘客不舒服，具有临界呼吸频率)。还可以基于呼吸节律与(伴随有面部表情、开放性和眼睛活动等方面)视频图像的组合进行诊断。如果对呼出流的分析补充了确定有某些常见和众所周知的药物成分，可针对个人(个体)提供紧急援助。因此，糖尿病患者在昏迷之前，其呼气中具有高浓度的丙酮蒸汽，就应该向驾驶员(如果不是其本人的话)提供关于进行血糖水平测量，给医生打电话，甚至是进行紧急注射(例如胰岛素)的建议。如果针对患者，医生认可对系统进行这种单独调整，或可供给氧含量高的混合物等，那么也可以通过吸入的方式通过通风口额外施加药物。
换句话说，在向乘客座椅供给的空气流中，也可以施加超声雾化药物或星云雾化药物(心脏或哮喘药物等)。同样地，也可以通过单独喷洒授权的活力制剂和香料来防止驾驶员睡着。此外，乘客座位的局部通风子模块应给随后捕获和抽取的大体上循环的空气团的这些物质提供其蒸汽，以防止其在车辆内部传播。
在电动车或卡车的使用中，该系统的主要目的应该为当在污染的交通堵塞中进行驾驶时，提供最大限度的舒适性并供给新鲜空气。即使没有空气再生和氧气供给补充元件(其完全允许不与周围环境进行交流)，即在使用具有过滤的环境空气供给的简化系统的情况下，技术结果为显著减少了具有所有有害成分的外部空气进入，提高了呼吸舒适度。必要的传感器组合(即在其中用于确定CO2(二氧化碳)、O2(氧)、CO(一氧化碳)等的浓度的环境空气成分传感器)也可用于在环境条件变化的情况下适当地对进气口进行调整(当车辆行驶在周围车辆的排放物中时，相比消耗过多污染的室外空气，短暂地切换到内部循环模式或替换源(压缩空气或氧气)，以及(例如，通过显示诸如一氧化碳(CO)等污染测量参数等级)向司机提供建议增加与空气污染排放量高的物体的距离是相当恰当的。
即使针对所提出的系统的简单变型，由于抽取的外部空气的量(几升/秒)基本上减少了，所以可使用横截面小的进气口，并适当地将入口定位到尽可能高即尽可能远离排出管的位置，以使新鲜的空气团自由活动。因此，空气入口可布置在例如伸缩式拉杆天线的中空结构中或者车辆顶棚表面上方的其它装饰性元件中。此外，在这种情况下，可调节空气入口的高度，即最大限度地延伸直到速度变慢或交通堵塞静置时，即由此允许获取更多的清洁空气，这对于内部通风模式来说在具有常规的普通量并进行常规交换的其它系统中是难以实现的。
参考图6，所要求保护的系统变型的第二实施例的操作过程如下所述(未示出清洁空气供给工具，即空气流入可以自然通过发动机室和窗户)。在该实施例中，空气出口设置在安全带30和方向盘31上(在其内侧和中央部分)，分别由空气出口32和33组成，其经由各个空气管道(在安全带30处，空气管道用标记34示出，在方向盘31处，其未示出)连接到将受呼吸废物污染的空气流抽出的排气泵(经由空气出口32排出通常用于鼻呼吸的空气流，经由出口33排出通常用于口呼吸的空气流)。对于该实施例，当空气出口32放置在安全带30上时，例如以将板35、36(其在图1右侧单独示出)布置(安装)为更靠近安全带30的锚定点的方式，呼出部分的抽样同步工具可以是机械的，其中板35固定附接，并且板36，在驾驶员呼吸过程中，例如通过杆37拉动安全带30升起时，可能发生位移，杆37由于安全带30在吸气时的附加张力而发生偏移。所述位移导致板35中的孔38不再与板36中的孔39重合，并且空气仅在呼气时经由安全带30中的空气出口32抽出。在充分吸气和充分呼气时通过将板35、36分别固定在“孔38、39开始重叠”或“孔38、39结束重叠”的位置而紧固安全带30之后，板35和36的原始相对位置应由驾驶员设定。
根据图6，车辆的驾驶员或乘客在其膝盖上可有个垫子(或软质玩具、衬垫)40，其可配备有呼吸传感器(以及传感器元件)41，呼吸传感器41控制在连接到抽吸泵的柔性软管(管道34)的入口处的阀42的操作。无论是该设备独立于传感器连续地排出空气，还是在管道系统中已经对具有高含量CO2的空气部分进行了选择，其中相应的传感器对，即可控阀，允许从系统中去除部分空气，并将其返回例如进行再循环。
第二实施例所述的系统是基于一系列实验进行开发的，其特别地给出了以下结果：车辆中，两个传感器其中之一固定在方向盘与司机腹部之间的区域，第二个传感器设置在右侧的空乘客座椅上，当对两个传感器上的二氧化碳浓度的读数进行比较时，在缓慢穿过城市时发现读数差，其中如果驾驶员只进行鼻呼吸，差在3-3.5倍之间(2900ppm对比820ppm)，如果在电话中说话，并进行部分的口呼吸，则差在1.7-2.5倍之间(1600ppm对比830ppm)。因此，即使是提出的最简单的通风系统，如果该系统忽略了呼吸的类型并且不与其同步，该系统有效性也在2到3的范围内。此外，当车辆通风系统切换到以内部再循环的方式运行时，乘客座椅周围的二氧化碳(CO2)浓度在2-3分钟内已经从800ppm上升到1500ppm(这主要取决于脸部方向，客舱中的循环，以及由此得到的驾驶员呼出的空气团传播的路径)，然后以100ppm/分钟平稳地增长。因此，二氧化碳的浓度迅速达到了影响专注技能并从整体上对健康有害的数值。当根据这个建议，提出了从方向盘底部与驾驶员腹部之间的区域排出呼气废物，并最低限度的供给替换所需的新鲜空气时，二氧化碳浓度的上涨速度迅速下降，在可接受的二氧化碳浓度水平下，在交通堵塞中自持寿命增加了3-5倍。进一步将传感器应用于使通风系统与呼气同步增加了积极效果，同时减少了替换所需的空气供给。与标准车辆通风系统的运行相比，同时(通过测量)污染性微粒和NO2的流入也急剧减少了。
参考图7，图6中所述的通风系统的操作时序图示出了在[时间]时刻T3，乘客呼出的空气部分到达了呼吸传感器41，其信号通过控制器(图6中未示出)进行分析，控制器实际上在同一时刻T3接通了空气排出单元。在时刻T4，控制器先接通先前分配的受污染空气的空气供给(再循环)元件(例如，脉冲微型泵，其安装在管道中，并在呼出空气流动“之后”将已经选定的空气路径与成锐角导向的喷嘴连接)，用于切断乘客呼出的空气部分并用吸入的空气部分进行替换，然后接通清洁空气供给单元。
如上所述，从车辆客舱排出空气的单元可设置有用于后续排出气体的形成呼出空气流的元件。这种形成过程如图8所示，其示出了从车辆客舱排出空气的机构当用于轨道汽车或飞机舱室或公共汽车中时的构造，其中一个挨一个地放置乘客座椅43。右注射喷嘴44布置在乘客座椅43的头靠中，座椅相对侧的注射喷嘴45可安装在内壁上，而喷嘴44和45以引导乘客呼出的空气流46并将其发送到出口47的方式进行导向，出口47位于前部座椅43的靠背下部，并通过相应的管道48与空气通风管道连接，然后设置排气扇49。喷嘴44、45的空气出口方向由箭头(关于标记58见下文)表示。
如果从车辆内部向喷嘴44、45供给空气，则通过单独设置的其他工具，使空气供给到车辆内部。然而，如果通过随后排出乘客的呼出空气的成形部件将空气供给工具结合到车辆内部，则可实现附加的节能效果。当两个实施例或操作模式均能够设置在车辆中时，选择哪一个将取决于当时的操作条件、环境空气成分。这些决定由车辆设计人员或由控制器做出，其中控制器仅需要确定外部空气供给量是否足以替代当时的呼出量。如果足够，则控制器通过改变供给风扇的模式和阻尼器的位置(图8中未示出)来调节空气流，并将外部空气输送到喷嘴44、45，如果不足，则供给外部空气和车辆客舱内部空气的混合物或仅供给内部空气或来自刚选择的受污染空气的收集器的空气(当然，后者重新进入空气入口，断开空气出口工具或送去回收)。应当指出，为此目的的工具[和方法]广为人知并用于车辆气候控制系统中。此外，用于构建车辆气候控制系统的已知机构和算法易使得在应用中对所要求保护的提案中的控制装置进行合成以适用于上述任一算法(系统构建的实施例)及其组合。
图8还示出了具有矩阵性或周期性结构的管道系统的构造。这对于公共汽车的内部、飞机舱室和就座式火车车厢以及对于大房间而言是有意义的。在这种情况下，乘客座椅的空气排出/空气供给通过柔性空气管道单独设置，通过横截面较大的管道收集器51从/向其收集/分配空气。管道的结构如图8所示，纵排乘客座椅43被我们称为“周期性”，如果我们考虑将相邻两排的乘客座椅43通过相同的三排座椅43(在具有飞机舱室的情况下)的通道隔开，则这种结构称为“矩阵性”。当然，相同的名称和构造可分别应用于横排乘客座椅43。换句话说，将用于上述纵排或横排的空气分配/吸入结构称为周期性结构，如果有几个这样的系列，那么就将其称为矩阵性结构，当然，矩阵中的一个或另一个部件可以不存在，长期地或临时地断开，因为此时没有乘客座椅或没有空座。如果空气供给设计在该通风系统中并且不属于主舱室通风，则管道系统仅有必要为个体即属于个人占用的乘客座椅提供空气排出和空气供给。
下表总结了空气入口52(9)，将空气入口52与连接到空气排出与空气供给系统的配件54连接的管道53、以及空气引入窗或入口55的放置的实施例和位置。
表格
因此，当外部空气高度污染时，所要求保护的通风系统的第二实施例长时间地提供乘客舱室与室外空气流入的内部隔离。这不是通过额外的氧气流入来实现的，而是通过去除作为从再循环空气中抽取的目标的二氧化碳和其它产物。
如果我们谈到座位安全带，那么设计为出口/入口及空气排出/供给管道的通风元件可以建设性地布置在座椅安全带的结构中，而不会破坏其强度。其也可以以元件重叠的形式制成。在这种情况下，座椅安全带用作支撑结构，并且当将其紧固(或自由悬挂在一边)时，可以将这些元件相对于乘客的呼吸系统放置在适当的位置。
如上所述，这些元件可以配置为使操作适应坐在该座椅上的乘客的呼吸频率。
例如，我们可考虑能够进行某些有限的相互运动的层，这取决于张力可能导致某些孔重叠，即，如果乘客坐下来，固定安全带，并且例如，在吸入时按压闩锁使剪切阀设定为分别接通入口和关闭出口，则上述方法开始跟踪胸部对安全带张力的运动。在安全带锚固组件上，入口通常可以放置在乘客的上方及他/她的一侧，并连续运行，将新鲜空气输送到鼻部区域，出口可以重叠，仅供选择性吸收呼出产物。泵送操作和空气流入的控制也可以基于二氧化碳(CO2)和/或H2O的浓度的周期性变化来配置(传感器可以定位在例如在靠近锁部的区域的侧边安全带挂接中或立柱的安全带挂接附近，在这些地方，确保呼出产物的到来)。
具有诸如用于空气排出和/或空气供给的出口和管道等的通风元件的座椅安全带可配置有流(流动)形成元件和/或结构元件，从而改善呼吸产物选择的比例，包括具有弯曲边缘的塑料围兜。
“篮子”形喷嘴形式的类似空气出口元件可以放置在方向盘的底部(下部)，并适用于分配管道通过方向盘和转向柱，根本无需使用传感器，亦或使用以下类型的驾驶员或乘客的腹部(下胸部)位置变化的传感器：
机械类型(例如，以涉及胸部(身体)的前部的弹性带边缘的形式)；
光型(类似于相机中的自动对焦)；
超声波型(用于测量反射距离的变化)；
以及其它类型。
相同的空气出口元件可以形成为座椅上的裙部或座椅的突出边缘，其沿着乘客的鼻子垂直向下的方向，其中通过座椅锚固处设置(输送)管道，并且我们可以向上述传感器添加简单的光学传感器，例如，响应于在从位于顶部的光源移动胸部和腹部的过程中由身体前部创建的阴影的变化。
所有上述系统和许多其它系统可以基于本发明的实质和实施例来构建，其中所有这些系统都可以是具有通风元件或排出(抽取)呼出空气部分的机构的客车的座椅安全带，通风元件或排出(抽取)呼出空气部分的机构具有合适的空气管道系统及控制系统用于具有多排座椅的车辆内部，这些系统的特征可能在于，通风系统包括空气排出机构，其配置为精确地抽取被呼吸产物污染的空气，其中它们的空气出口位于呼出气流(直接或导向所述出口的空气)传播的区域。这个特殊功能提供了自主性和效率程度更高的通风系统。
总之，应该指出的是，在具有常规的通风系统的车辆中，流入物从车辆的前部纵向地引导到其后部，并且所供给的空气流“一扫而空”，捕获由乘客呼出的空气部分。在所要求保护的系统中，后者到达出口没有妨碍，如果从顶部向下和从侧面(及从后向前)引导的空气流入还会穿过抽取流，则仅将它们位移到空气出口。上述将进一步详细解释：传统的车辆通风概念及空气供给和空气排出设备的构造实际上是纵向的。这意味着从前面(通常是从底部和前面)进行流入或作为普通或作为个别的流入物进行流入。虽然排出(从内部抽出)总是通用的，并由在乘客舱或行李舱的后部具有阀门的一个或两个通风口执行(在客车中，这些通风口位于后保险杠区域)。因此，空气团相对于车辆内部的横向轴线纵向移动并且穿过内部。
在要求保护的发明中，配置进行了根本上的改变。首先，在通风系统的有限空气供给或准自主运行模式中，空气供给从顶部或从成一定角度的顶部或从侧面及仍然从顶部进行，因为如果不能进行上述同步来及时分开供给的空气流和呼出流，针对侧面流入的空气供给水平高度应高于乘客的鼻子水平高度，从而不会干扰空气抽取，最后空气供给甚至可以从背面(即,与通常方向相反)进行。在这种单一情况下，特别是如果出口也不在底部而是位于乘客面部的前方，其不需要位于相对较高的地方。因此，空气团的自由运动在车辆内部大体上是自上而下或由后向前的，这对于通常方向来说是相反的，但同时对于乘客和驾驶员来说，其在生理上是合理并舒适的(同时空气流可以在各个方向的管道内移动，包括传统上的“由前向后”，这仅由车辆的外部单元(外部流入杆、出口等)的位置限定。
换句话说，本发明要求保护的积极效果的实现并非在很大程度上由于通过分析空气组成并控制空气更新的过程而引起的通风系统的自动化，或者也不仅仅是由于适应乘客及驾驶员的呼吸节奏，还由于适当地配置了机构(其与传统解决方案不同)和呼出产物浓度最高的目标空气部分排出。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种车辆通风系统，包括：
传感元件；
从车辆内部排出空气的机构；
向车辆内部供给空气的机构；
通过利用传感元件的信号来控制所述机构的控制装置；
其特征在于，传感元件配置为检测乘客的呼气情况，从车辆内部排出空气的机构和/或向车辆内部供给空气的机构配置为适应乘客的呼吸频率和/或适应空气的呼出部分和吸入部分的传播延迟，排出空气的机构配置为主要除去空气的呼出部分。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，传感元件由CO2和/或O2和/或湿度和/或压力和/或红外辐射和/或温度和/或声音和超声波的传感器组以及由摄像机或叠加的加速度计形成。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，组中的传感器设置有调谐到呼吸频率带宽的输出滤波器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，从车辆内部排出空气的机构包括成形元件，以随后排出空气的呼出部分。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构设置为成形元件，以随后排出空气的呼出部分。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构配置为利用排出空气的机构仅替换一部分从车辆内部排出的空气。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构包括环境空气成分输入分析器，其连接到向车辆内部供给空气的机构的控制装置。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构的控制装置配置为接收、记录和向其他车辆的类似设备传送关于环境空气成分的信息。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其包括利用来自传感元件的传感器的信号来识别乘客当前的健康状况的机构，以及响应危险健康状况的机构。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构具有位于车身上部元件上方的环境空气入口。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构包括位于可移动元件上的环境空气入口，向车辆内部供给空气的机构的控制装置配置为根据环境空气成分和/或车辆速度来调节可移动元件的位置。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构配置为储存空气或氧气，并且向车辆内部供给空气的机构的控制装置配置为从空气(氧气)存储用储存器中补充和添加供给。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，可以将从车辆内部排出空气的机构的控制装置、向车辆内部供给空气的机构的控制装置、适应乘客的呼吸节奏和/或适应空气的呼出部分和吸入部分传播延迟的机构、成形元件及乘客呼出的空气流的后续排出的控制装置、从传感器组中选择和分析信息的机构、对从传感器组中输出的信息进行过滤的机构、对来自环境空气成分分析器的信息进行处理的机构、以及根据传感元件的信号对乘客的当前健康状况进行识别的机构组合成控制器，该控制器配置为对乘客呼出的空气部分进行分析，对环境空气及车内空气的成分进行分析，并决定排出时刻、排出空气部分的量、以及其用一部分环境空气和/或再生空气替换。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，控制器为管理车辆的气候控制系统的控制器的一部分。
15.根据12、13或14所述的系统，其特征在于，控制器配置为基于来自环境空气成分分析器的传感器的数据或外部信源为驾驶员提供关于改变距离或路线的建议。
16.一种车辆通风系统，其包括清洁空气供给机构和空气排出机构，其特征在于，空气排出机构配置为主要移除受呼吸产物污染的空气，并且其进气口位于呼出的空气流传播的空间区域，与呼吸器官的距离不超过80厘米，空气供给机构配置为提供在呼出的空气流立即传播的区域供给空气流和排出空气流不进行重叠的条件。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构主要位于乘客的呼吸器官上方，并且从后方和/或从顶部和/或与垂直面成锐角地导向乘客，排出受呼吸产物污染的空气的机构位于乘客的呼吸器官下方。
18.根据权利要求16或17所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构设置有微粒和/或化学空气污染物的过滤器。
19.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构的进气口位于安全带上和/或方向盘和/或方向盘盖上和/或座椅的正面和/或车辆的仪表板上，并且经由管道系统与相应的排出机构连接。
20.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构的进气口位于座椅的背面以及车辆内部的装饰元件上，或者位于呼出的空气流传播区域中的支架上，并且经由管道系统与相应的排出机构连接。
21.根据权利要求19或20所述的系统，其特征在于，管道系统配置有矩阵性和/或周期性结构。
22.根据权利要求16、18-20中任一项所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构位于车辆顶棚上或立柱中，并且主要从顶部导向底部或从侧面导向。
23.根据权利要求16、17、19或20中任一项所述的系统，其特征在于，呼出的空气流传播区域通过位于呼出的空气流立即传播的区域中的形成流的机构来形成。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，形成流的机构用作清洁空气供给机构的元件或者用作对已抽取的空气或环境空气进行再循环的机构的元件。
25.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，进气口位于属于鼻和/或口呼吸型的呼出气流传播区域中。
26.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构具有周期性致动的可能性。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构是可控的，通风系统设置有连接到上述机构的控制输入端的呼吸传感器。
28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，呼吸传感器以CO2传感器或湿度传感器、高温计或具有用于图像处理的处理器的摄像机的形式制成。
29.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，呼吸传感器为呼吸频率计。
30.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，空气供给机构的控制装置配置为接收、记录和向其他车辆的类似设备传送关于环境空气成分的信息。
31.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，其设置有基于来自传感元件的信号来识别乘客当前的健康状况的机构，以及响应危险健康状况的机构。
32.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构包括环境空气的入口和/或管道，其位于道路表层上方至少1.2m处，特别是位于伸缩管、天线处、车辆顶棚的杆或盖子上。
33.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，空气供给机构具有位于可移动元件处的环境空气入口，可移动元件配置为根据环境空气成分和/或车辆速度来调节位置。
34.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，空气供给机构配置为储存空气或氧气或氧氮混合物，并从空气或氧气或氧氮混合物的储存器中补充和添加供给。
35.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，其配置为具有通过来自环境空气分析器、照明机构的信号，来自加速度计、摄像机或速度计的信号自动接通的控制输入端。
36.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，将以下元件中的至少两个组合成对通风系统的操作进行管理的控制器，或以下元件中的至少两个为从整体上对车辆的气候控制系统的操作进行管理的部分控制器，该部分控制器对通风系统的操作进行管理：
从整体上接通/断开通风系统的机构；
从车辆内部排出空气的机构的控制装置；
向车辆内部供给空气的机构的控制装置；
适应乘客呼吸节奏和/或适应空气的呼出部分和吸入部分传播延迟的机构；
成形元件及后续排出乘客呼出的空气流的控制装置；
从传感器组中选择和分析信息的机构；
对从传感器组中输出的信息进行过滤的机构；
对来自环境空气成分分析器的信息进行处理的机构以及基于传感元件的信号对乘客当前的健康状况进行识别的机构。
37.根据权利要求34或36所述的系统，其特征在于，控制器配置为基于来自环境空气成分分析器的数据或关于环境污染的外部信息为驾驶员提供关于改变距离或路线的建议。

Claims (38)

1.一种车辆通风系统，包括：
传感元件；
从车辆内部排出空气的机构；
向车辆内部供给空气的机构；
通过利用传感元件的信号来控制所述机构的控制装置；
其特征在于，传感元件配置为检测乘客的呼气，并且排出空气的机构配置为主要除去空气的呼出部分。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，从车辆内部排出空气的机构和向车辆内部供给空气的机构配置为适应乘客的呼吸频率和/或适应空气的呼出部分和吸入部分的传播延迟。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，传感元件由CO2和/或O2和/或湿度和/或压力和/或红外辐射和/或温度和/或声音和超声波的传感器组以及由摄像机或叠加的加速度计形成。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，组中的传感器设置有调谐到呼吸频率带宽的输出滤波器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，从车辆内部排出空气的机构包括成形元件，以随后排出空气的呼出部分。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构设置为成形元件，以随后排出空气的呼出部分。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构配置为利用排出空气的机构仅替换一部分从车辆内部排出的空气。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构包括环境空气成分输入分析器，其连接到向车辆内部供给空气的机构的控制装置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构的控制装置配置为接收、记录和向其他车辆的类似设备传送关于环境空气成分的信息。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其包括利用来自传感元件的传感器的信号来识别乘客当前的健康状况的机构，以及响应危险健康状况的机构。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构具有位于车身上部元件上方的环境空气入口。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构包括位于可移动元件上的环境空气入口，向车辆内部供给空气的机构的控制装置配置为根据环境空气成分和/或车辆速度来调节可移动元件的位置。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，向车辆内部供给空气的机构配置为储存空气或氧气，并且向车辆内部供给空气的机构的控制装置配置为从空气(氧气)存储用储存器中补充和添加供给。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，可以将从车辆内部排出空气的机构的控制装置、向车辆内部供给空气的机构的控制装置、适应乘客的呼吸节奏和/或适应空气的呼出部分和吸入部分传播延迟的机构、成形元件及乘客呼出的空气流的后续排出的控制装置、从传感器组中选择和分析信息的机构、对从传感器组中输出的信息进行过滤的机构、对来自环境空气成分分析器的信息进行处理的机构、以及根据传感元件的信号对乘客的当前健康状况进行识别的机构组合成控制器，该控制器配置为对乘客呼出的空气部分进行分析，对环境空气及车内空气的成分进行分析，并决定排出时刻、排出空气部分的量、以及其用一部分环境空气和/或再生空气替换。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，控制器为管理车辆的气候控制系统的控制器的一部分。
16.根据权利要求14或15所述的系统，其特征在于，控制器配置为基于来自环境空气成分分析器的传感器的数据或外部信源为驾驶员提供关于改变距离或路线的建议。
17.一种车辆通风系统，其包括清洁空气供给机构和空气排出机构，其特征在于，空气排出机构配置为移除受呼吸产物污染的空气，并且其进气口位于呼出的空气流传播的区域。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构主要位于乘客的呼吸器官上方，并且从后方和/或从顶部和/或与垂直面成锐角地导向乘客，排出受呼吸产物污染的空气的机构位于乘客的呼吸器官下方。
19.根据权利要求17或18所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构设置有微粒和/或化学空气污染物的过滤器。
20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构的进气口位于安全带上和/或方向盘和/或方向盘盖上和/或座椅的正面和/或车辆的仪表板上，并且经由管道系统与相应的排出机构连接。
21.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构的进气口位于座椅的背面以及车辆内部的装饰元件上，或者位于呼出的空气流传播区域中的支架上，并且经由管道系统与相应的排出机构连接。
22.根据权利要求20或21所述的系统，其特征在于，管道系统配置有矩阵性和/或周期性结构。
23.根据权利要求17、19-21中任一项所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构位于车辆顶棚上或立柱中，并且主要从顶部导向底部或从侧面导向。
24.根据权利要求17、18、20或21中任一项所述的系统，其特征在于，呼出的空气流传播区域通过位于呼出的空气流立即传播的区域中的形成流的机构来形成。
25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，形成流的机构用作清洁空气供给机构的元件或者用作对已抽取的空气或环境空气进行再循环的机构的元件。
26.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，进气口位于属于鼻和/或口呼吸型的呼出气流传播区域中。
27.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构具有周期性致动的可能性。
28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，排出受呼吸产物污染的空气的机构是可控的，通风系统设置有连接到上述机构的控制输入端的呼吸传感器。
29.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，呼吸传感器以CO2传感器或湿度传感器、高温计或具有用于图像处理的处理器的摄像机的形式制成。
30.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，呼吸传感器为呼吸频率计。
31.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，空气供给机构的控制装置配置为接收、记录和向其他车辆的类似设备传送关于环境空气成分的信息。
32.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，其设置有基于来自传感元件的信号来识别乘客当前的健康状况的机构，以及响应危险健康状况的机构。
33.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，清洁空气供给机构包括环境空气的入口和/或管道，其位于道路表层上方至少1.2m处，特别是位于伸缩管、天线处、车辆顶棚的杆或盖子上。
34.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，空气供给机构具有位于可移动元件处的环境空气入口，可移动元件配置为根据环境空气成分和/或车辆速度来调节位置。
35.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，空气供给机构配置为储存空气或氧气或氧氮混合物，并从空气或氧气或氧氮混合物的储存器中补充和添加供给。
36.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，其配置为具有通过来自环境空气分析器、照明机构的信号，来自加速度计、摄像机或速度计的信号自动接通的控制输入端。
37.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，将以下元件中的至少两个组合成对通风系统的操作进行管理的控制器，或以下元件中的至少两个为从整体上对车辆的气候控制系统的操作进行管理的部分控制器，该部分控制器对通风系统的操作进行管理：
从整体上接通/断开通风系统的机构；
从车辆内部排出空气的机构的控制装置；
向车辆内部供给空气的机构的控制装置；
适应乘客呼吸节奏和/或适应空气的呼出部分和吸入部分传播延迟的机构；
成形元件及后续排出乘客呼出的空气流的控制装置；
从传感器组中选择和分析信息的机构；
对从传感器组中输出的信息进行过滤的机构；
对来自环境空气成分分析器的信息进行处理的机构以及基于传感元件的信号对乘客当前的健康状况进行识别的机构。
38.根据权利要求37所述的系统，其特征在于，控制器配置为基于来自环境空气成分分析器的数据或关于环境污染的外部信息为驾驶员提供关于改变距离或路线的建议。
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