CN109501555B - 一种基于双通道pm2.5传感器提升车内空气净化效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种基于双通道PM2.5传感器提升车内空气净化效率的方法，包括：双通道PM2.5传感器实时检测车内、外PM2.5浓度值，将信号传送给空调控制器；空调控制器根据空气质量等级计算模型计算出车内、外空气质量等级；并自动控制内外循环切换单元进行汽车空调内外循环模式切换，防止车外高浓度PM2.5粉尘进入车内，或保证车外洁净空气进入车内进行新风换气；同时空调控制器根据车内空气质量等级，自动控制风量档位调节单元进行汽车空调鼓风机档位调节，从而高效地降低车内PM2.5粉尘浓度。根据车内和车外空气质量自动控制空气净化风量的大小、内外循环的切换，从而保证不同空气污染程度下，空气净化效率达到最高，保障用户呼吸健康。

Description

一种基于双通道PM2.5传感器提升车内空气净化效率的方法
技术领域
本发明涉及汽车空调技术领域，具体是空气净化控制技术。
背景技术
随着社会居住、工作方式和探亲休闲需求的改变，人们在车内逗留时间越来越长，汽车几乎成为人们“可移动的家”。近几年来，我国部分区域空气质量明显下降，雾霾天气频繁出现，车外环境气体中的PM2.5颗粒物通过开启的车窗和空调系统进入车内，造成车内空气质量下降。车内空气质量状况的好坏会直接影响到乘客的健康和驾驶员的疲劳程度，从而引发人们对车内外空气质量的关注，如何创造真正清洁安全舒适的车内空气环境已经成为亟待解决的问题。
PM2.5指空气中当量直径≤2.5μm的颗粒物，也称为细颗粒物，相当于头发丝直径的1/20，可直接进入肺部。PM2.5来源主要有自然源和人为源两种，但危害较大的是后者。自然源包括土壤扬尘（含有氧化物矿物和其他成分）、海盐、植物花粉、孢子、细菌等。人为源包括发电、冶金、化学等工业生产过程中对煤、石油等各种化石燃料的燃烧，机动车尾气排放，秸秆垃圾的焚烧及扬尘等。PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（如重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响非常大。
目前越来越多的车辆加装了针对消除PM2.5的空气净化器，可以实现PM2.5浓度监测和净化的功能，但普遍存在净化功能单一、净化指标显示不直观、净化效率差等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双通道PM2.5传感器提升车内空气净化效率的方法，根据车内和车外空气质量自动控制空气净化风量的大小、内外循环的切换，从而保证不同空气污染程度下，空气净化效率达到最高，保障用户呼吸健康，使其尽可能少的受到PM2.5影响。
本发明的技术方案如下：
本发明提出的一种基于双通道PM2.5传感器提升车内空气净化效率的方法，其步骤如下：
双通道PM2.5传感器实时检测车内、外PM2.5浓度值，将信号传送给空调控制器；
空调控制器接收到信号后，根据空气质量等级计算模型计算出车内、外空气质量等级；
空调控制器根据车内、外空气质量等级，自动控制内外循环切换单元进行汽车空调内外循环模式切换，防止车外高浓度PM2.5粉尘进入车内，或保证车外洁净空气进入车内进行新风换气；同时空调控制器根据车内空气质量等级，自动控制风量档位调节单元进行汽车空调鼓风机档位调节，从而合理高效地降低车内PM2.5粉尘浓度。
本发明针对用户所处的乘员舱环境，空调控制器通过双通道PM2.5传感器感知车内、外的PM2.5浓度变化，进一步结合本发明所提出的空气质量等级计算模型，实现对车内和车外空气质量等级的计算，然后根据车内和车外空气质量等级对汽车空调的内外循环模式和风量档位进行自动控制，从而提升车内空气净化效率，可以保障用户呼吸健康，使其尽可能少的受到PM2.5影响。
本发明相比现有技术，主要优点如下：
1、合理地设置了10个共5组PM2.5浓度上行和下行判断阀值，PM2.5浓度值上行（上升）和下行（下降）变化时，分别以不同的阀值计算得到空气质量等级，以防止PM2.5浓度值小范围波动引起空气质量等级变化频繁。举例说明：当PM2.5浓度值在b1与b2之间波动时，由于a1与b1之间有一个滤波区间，故上行变化大于a1后空气质量等级L(t)=2，但下行变化需小于b1后空气质量等级L(t)=1。
2、空气质量细分为6个等级，每个等级对应一种风量调节方式，以此更精准高效地实现车内空气净化。
3、根据本发明计算模型得到的空气质量等级值，对空气净化的风量、内外循环联合调节，从而实现车内空气净化效率最高。例如车外空气质量优、车内空气质量差时，通过外循环引入车外新风中和车内污染气体，净化效率将高于单纯过滤车内空气；同时根据车内空气污染程度调节风量大小，实现最小风噪下的空气净化，从而提高空气净化的舒适性。
附图说明
图1本发明方法涉及的模块连接图；
图2本发明方法涉及的空气质量等级计算模型示意图；
图3本发明方法涉及的初始空气质量等级计算流程图；
图4本发明方法涉及的实时空气质量等级计算流程图；
图5本发明方法涉及的内外循环切换控制流程图；
图6本发明方法涉及的空调风量控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参见图1，本发明提出了一种基于双通道PM2.5传感器提升车内空气净化效率的方法，对应的程序加载在空调控制器2中运行，进行如下流程的执行：
双通道PM2.5传感器1实时检测车内、外PM2.5浓度值，将信号传送给空调控制器2，空调控制器2接收到信号后，计算出车内、外空气质量等级，并根据车内、外空气质量等级，自动控制内外循环切换单元3进行汽车空调内外循环模式切换，防止车外高浓度PM2.5粉尘进入车内，或保证车外洁净空气进入车内进行新风换气；同时空调控制器2根据车内空气质量等级，自动控制风量档位调节单元4进行汽车空调鼓风机档位调节，从而合理高效地降低车内PM2.5粉尘浓度。
参见图2，空调控制器2根据本发明方法涉及的空气质量等级计算模型得到车内、外空气质量等级，其中包括10个PM2.5浓度判断阀值，6个空气质量等级值。通过判断阀值与空气质量等级值设定，将空气污染程度进行细分量化，并根据不同污染程度执行相应空气净化动作，从而提高空气净化效率。
本发明采用了与其他技术不一样的空气质量等级计算模型，具体如下：
参见图3，当空调控制器1首次接收到双通道PM2.5传感器2采集到的车内、外PM2.5浓度值时，初始车内、外空气质量等级计算流程步骤如下：
1、当初始PM2.5浓度值C(t0)≤a1时,则初始空气质量等级L(t0)=1；
2、当初始PM2.5浓度值a1＜C(t0)≤a2时,则初始空气质量等级L(t0)=2；
3、当初始PM2.5浓度值a2＜C(t0)≤a3时,则初始空气质量等级L(t0)=3；
4、当初始PM2.5浓度值a3＜(t0)≤a4时,则初始空气质量等级L(t0)=4；
5、当初始PM2.5浓度值a4＜(t0)≤a5时,则初始空气质量等级L(t0)=5；
6、当初始PM2.5浓度值C(t0)＞a5时,则初始空气质量等级L(t0)=6。
以上，a1、a2、a3、a4、a5为PM2.5浓度判断阀值。
参见图4，当空调控制器1非首次接收到双通道PM2.5传感器2采集到的车内、外PM2.5浓度值时，实时车内、外空气质量等级计算流程步骤如下：
1、当PM2.5浓度值C(t)＜b1时,则空气质量等级L(t)=1；
2、当PM2.5浓度值b1≤C(t)≤a1时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
3、当PM2.5浓度值a1＜C(t)＜b2时,则空气质量等级L(t)=2；
4、当PM2.5浓度值b2≤C(t)≤a2时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
5、当PM2.5浓度值a2＜C(t)＜b3时,则空气质量等级L(t)=3；
6、当PM2.5浓度值b3≤C(t)≤a3时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
7、当PM2.5浓度值a3＜C(t)＜b4时,则空气质量等级L(t)=4；
8、当PM2.5浓度值b4≤C(t)≤a4时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
9、当PM2.5浓度值a4＜C(t)＜b5时,则空气质量等级L(t)=5；
10、当PM2.5浓度值b5≤C(t)≤a5时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
11、当PM2.5浓度值C(t)＞a5时,则空气质量等级L(t)=6。
以上，b1、b2、b3、b4、b5为PM2.5浓度判断阀值。
通过以上模型计算空气质量等级，可以防止PM2.5浓度值在阀值附近波动引起空气质量等级频繁变动，从而影响空气净化动作反复变化。
参见图5，空调控制器2实时判断车内、外空气质量等级，控制内外循环切换单元3对内外循环模式进行自动切换：
1、当车外空气质量等级L车外(t)=1，主动为用户切换为外循环；
2、当车外空气质量等级L车外(t)=6，主动为用户切换为内循环；
3、当车外空气质量等级2≤L车外(t)≤5时：
1）若L车外(t)＜L车内(t)，主动为用户切换为外循环；
2）若L车外(t)＞L车内(t)，主动为用户切换为内循环；
3）若L车外(t)=L车内(t)，内外循环模式保持当前状态不变。
参见图6，空调控制器2根据车内空气质量等级，控制风量档位调节单元4对空调鼓风机档位进行自动调节：
1、当车内空气质量等级L车内(t)=1，鼓风机档位自动调节为1档；
2、当车内空气质量等级L车内(t)=2，鼓风机档位自动调节为2档；
3、当车内空气质量等级L车内(t)=3，鼓风机档位自动调节为3档；
4、当车内空气质量等级L车内(t)=4，鼓风机档位自动调节为4档；
5、当车内空气质量等级L车内(t)=5，鼓风机档位自动调节为5档；
6、当车内空气质量等级L车内(t)=6时，鼓风机档位自动调节为6档。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于双通道PM2.5传感器提升车内空气净化效率的方法，其特征在于，所述方法包括：
双通道PM2.5传感器实时检测车内、外PM2.5浓度值，将信号传送给空调控制器；
空调控制器根据空气质量等级计算模型计算出车内、外空气质量等级；
空调控制器根据车内、外空气质量等级，自动控制内外循环切换单元进行汽车空调内外循环模式切换，防止车外高浓度PM2.5粉尘进入车内，或保证车外洁净空气进入车内进行新风换气；同时空调控制器根据车内空气质量等级，自动控制风量档位调节单元进行汽车空调鼓风机档位调节，合理高效地降低车内PM2.5粉尘浓度；
所述空气质量等级计算模型得到的车内、外空气质量等级包括10个共5组PM2.5浓度上行和下行判断阀值，6个空气质量等级值；
所述空气质量等级计算模型如下：
当空调控制器1首次接收到双通道PM2.5传感器2采集到的车内、外PM2.5浓度值时，初始车内、外空气质量等级计算步骤如下：
当初始PM2.5浓度值C(t0)≤a1时,则初始空气质量等级L(t0)=1；
当初始PM2.5浓度值a1＜C(t0)≤a2时,则初始空气质量等级L(t0)=2；
当初始PM2.5浓度值a2＜C(t0)≤a3时,则初始空气质量等级L(t0)=3；
当初始PM2.5浓度值a3＜(t0)≤a4时,则初始空气质量等级L(t0)=4；
初始PM2.5浓度值a4＜(t0)≤a5时,则初始空气质量等级L(t0)=5；
当初始PM2.5浓度值C(t0)＞a5时,则初始空气质量等级L(t0)=6；
当空调控制器1非首次接收到双通道PM2.5传感器2采集到的车内、外PM2.5浓度值时，实时车内、外空气质量等级计算步骤如下：
当PM2.5浓度值C(t)＜b1时,则空气质量等级L(t)=1；
当PM2.5浓度值b1≤C(t)≤a1时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
当PM2.5浓度值a1＜C(t)＜b2时,则空气质量等级L(t)=2；
当PM2.5浓度值b2≤C(t)≤a2时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
当PM2.5浓度值a2＜C(t)＜b3时,则空气质量等级L(t)=3；
当PM2.5浓度值b3≤C(t)≤a3时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
当PM2.5浓度值a3＜C(t)＜b4时,则空气质量等级L(t)=4；
当PM2.5浓度值b4≤C(t)≤a4时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
当PM2.5浓度值a4＜C(t)＜b5时,则空气质量等级L(t)=5；
当PM2.5浓度值b5≤C(t)≤a5时,则空气质量等级保持不变，即L(t)= L(t-1)；
当PM2.5浓度值C(t)＞a5时,则空气质量等级L(t)=6；
所述空调控制器判断车内、外空气质量等级，控制内外循环切换单元对内外循环模式进行自动切换的方法是：
（1）当车外空气质量等级L车外(t)=1，主动切换为外循环；
（2）当车外空气质量等级L车外(t)=6，主动切换为内循环；
（3）当车外空气质量等级2≤L车外(t)≤5时：
（3.1）若L车外(t)＜L车内(t)，主动切换为外循环；
（3.2）若L车外(t)＞L车内(t)，主动切换为内循环；
（3.3）若L车外(t)=L车内(t)，内外循环模式保持当前状态不变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空调控制器根据车内空气质量等级，控制风量档位调节单元对空调鼓风机档位进行自动调节的方法为：
（1）当车内空气质量等级L车内(t)=1，鼓风机档位自动调节为1档；
（2）当车内空气质量等级L车内(t)=2，鼓风机档位自动调节为2档；
（3）当车内空气质量等级L车内(t)=3，鼓风机档位自动调节为3档；
（4）当车内空气质量等级L车内(t)=4，鼓风机档位自动调节为4档；
（5）当车内空气质量等级L车内(t)=5，鼓风机档位自动调节为5档；
（6）当车内空气质量等级L车内(t)=6时，鼓风机档位自动调节为6档。
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