CN109572358A - 一种乘员舱湿度控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种乘员舱湿度控制系统，所述系统在车辆上电状态，自动由空调控制器通过车内温度传感器、车内湿度传感器实时获取乘员舱内温度、相对湿度，以及车外大气温度及相对湿度等信号，根据乘员舱内温度对应允许的相对湿度阈值，自动驱动相关的被控对象完成乘员舱内的除湿、加湿及切换空调循环模式等动作，达到控制乘员舱内的相对湿度维持合理水平的目的；同时在加湿过程根据前挡温湿度检测模块检测前挡风玻璃内壁附近区域的温度、相对湿度，计算并确认是否需要驱动空调内外循环执行器、空调模式执行器动作。本发明的信号来源选择更为合理，能将乘员舱控制在最佳的湿度范围，同时避免在加湿过程导致的前挡风玻璃起雾问题，满足对乘员舱湿度的准确控制。

Description

一种乘员舱湿度控制系统及方法
技术领域
本发明属于汽车空调领域，具体涉及乘员舱湿度控制技术。
背景技术
目前主流的汽车空调配置只能控制乘员舱的温度，而相对湿度无法准确控制。相关研究表明，湿度对人体舒适性及健康都有较大的影响。比如研究发现人在相对湿度过高的环境人体中一种叫松果腺体分泌出的松果激素量也较大,使得体内甲状腺素及肾上腺素的浓度就相对降低,细胞就会“偷懒”,人就会无精打采,萎靡不振，并且患湿痹症的概率也较高，而且在高温高湿环境,水汽趋于饱和时,会抑制人体散热功能的发挥,使人感到十分闷热和烦躁；又比如在比较干燥低湿的环境下，蒸发加快,干燥的空气容易夺走人体的水分,使皮肤干燥、鼻腔粘膜受到刺激,出现咽喉肿痛、声音嘶哑和鼻出血,并诱发感冒等。另外，不同驾驶和乘坐人员对温湿度的需求和感知也不同，故在汽车开发中也需要注意个性化的选择。
随着汽车的普及，人们在乘员舱的时间占比越来越大，因此非常有必要开发一种乘员舱湿度控制系统和控制方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种乘员舱湿度控制系统及方法,以保证乘员舱处于控制准确，且能适合不同相对湿度需求的驾驶环境。
本发明的技术方案如下：
一种乘员舱湿度控制系统，所述系统包括车内温度传感器、车内湿度传感器、空调控制器、空调内外循环执行器、空调模式执行器、空调温度执行器、空调压缩机、空调鼓风机、车内加湿装置、车载信息输入系统、前挡温湿度检测模块。
所述系统在车辆上电状态，在自动控制模式下，由空调控制器通过车内温度传感器、车内湿度传感器实时获取乘员舱内温度、相对湿度，以及车外大气温度及相对湿度等信号，根据乘员舱内温度对应允许的相对湿度阈值，自动驱动相关的被控对象完成乘员舱内的除湿、加湿及切换空调循环模式等动作，达到控制乘员舱内的相对湿度维持合理水平的目的；同时在加湿过程根据前挡温湿度检测模块检测前挡风玻璃内壁附近区域的温度、相对湿度，计算并确认是否需要驱动空调内外循环执行器、空调模式执行器动作。
具体地，空调控制器是根据从车内温度传感器采集到的乘员舱内的温度值T_incar，用以查询对应于该内温值T_incar允许的最高相对湿度RH_max和最低相对湿度RH_min，以[RH_min，RH_max]阈值区间作为自动控制的目标。
具体地，所示除湿模式是利用启动空调压缩机和切换空调的循环，让车内的湿润空气通过制冷循环的作用来进行除湿，从而转化为干燥的空气，具体步骤为：
(1)判断乘员舱内的相对湿度值RH_incar是否在[RH_min,RH_max]区间，若RH_incar大于RH_max，则开启空调压缩机和鼓风机，并判断当前的空调循环模式是否在外循环；若为外循环，则判断车外相对湿度RH_outcar的值是否大于RH_max；若是，则切换为内循环模式；若否则维持当前空调循环状态；
(2)当乘员舱内相对湿度降低到低于RH_max一定的安全常数RH_CONST1，即RH_incar<(RH_max-RH_CONST1)时，则停止除湿。
具体地，所述加湿模式是通过控制车内加湿装置执行，加湿过程中要判断前挡玻璃附近的相对湿度是否高于设定保护值以防止车内加湿过程导致的前挡风玻璃起雾问题，具体方法和步骤为：
(1)若当前开启自动控制湿度模式，空调控制器根据从车内温度传感器采集到的乘员舱内的温度值T_incar，查询对应于内温值T_incar允许的最高相对湿度RH_max和最低相对湿度RH_min，判断从车内温度传感器采集的相对湿度RH_incar是否在[RH_min,RH_max]区间；
(2)若RH_incar小于RH_max，则开启车内加湿装置启动加湿，并实时检测判断RH_incar是否高于前挡温湿度检测模块获取并计算的起雾保护湿度值RH_defog，若大于则停止加湿；若未大于，则判断当乘员舱内相对湿度是否已增加到高于RH_min一定的安全常数RH_CONST1，即当RH_incar>(RH_min+RH_CONST1)时，则停止加湿。
进一步，所述系统还具有手动控制模式，与自动控制模式形成切换关系，在此模式下，用户手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，或。通过车载信息输入系统单独选择加湿或者除湿动作，单独控制车内加湿装置和空调压缩机等执行机构进行加湿或除湿。
具体地，在手动控制模式下，通过车载信息输入系统手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，在手动设定控制目标后，则以该值加/减一定的安全常数RH_CONST2，即[RH_manu-RH_CONST2,RH_manu+RH_CONST2]作为控制区间，按照下述步骤进行除湿和加湿的控制，具体为：
(1)若RH_incar小于(RH_manu-RH_CONST2)，则开启车内加湿装置启动加湿，加湿过程中，实时检测并判断RH_incar是否高于前挡温湿度检测模块获取并计算的起雾保护湿度值RH_defog，若大于则停止加湿；若未大于，则判断当乘员舱内相对湿度RH_incar是否大于RH_manu，若是则停止加湿；
(2)若RH_incar大于(RH_manu+RH_CONST2)，则开启空调压缩机和鼓风机，并判断当前的空调循环模式是否在外循环；若为外循环，则判断车外相对湿度RH_outcar的值是否大于(RH_manu+RH_CONST2)；若是，则切换为内循环模式；若否则维持当前空调循环状态。当乘员舱内相对湿度降低到低于RH_manu，则停止除湿。
进一步，所述系统还包括车载信息显示系统、语音信息播报系统、车载通讯终端、后台服务器、手机，当乘员舱内湿度过高或湿度过低时，通过车载信息显示系统、语音信息播报系统直接声光报警或车载通信终端通过发送报警提醒信息至后台服务器、以短信等方式推送至用户手机进行远程提醒和报警。
本发明还提供利用上述系统进行乘员舱湿度控制的方法，所述方法是在车辆上电状态，自动由空调控制器通过车内温度传感器、车内湿度传感器实时获取乘员舱内温度、相对湿度，以及车外大气温度及相对湿度等信号，根据乘员舱内温度对应允许的相对湿度阈值，自动驱动相关的被控对象完成乘员舱内的除湿、加湿及切换空调循环模式等动作，达到控制乘员舱内的相对湿度维持合理水平的目的；同时在加湿过程根据前挡温湿度检测模块检测前挡风玻璃内壁附近区域的温度、相对湿度，计算并确认是否需要驱动空调内外循环执行器、空调模式执行器动作。
本发明以车内外温度和湿度等信号来判断和控制乘员舱除湿、加湿，以将乘员舱控制在最佳的湿度范围；同时在加湿过程也能根据前挡温湿度检测模块对前挡风玻璃内壁附近区域的温度、相对湿度检测，计算并确认是否需要驱动空调内外循环执行器、空调模式执行器动作，以避免在加湿过程导致的前挡风玻璃起雾问题。可见本发明的信号来源选择更为合理，更能满足对乘员舱湿度的准确控制，适合不同相对湿度需求的驾驶环境。
并且本发明提供了自动控制模式和手动控制模式，通过手动控制模式用户能够手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，也可以单独选择加湿或者除湿动作，使得控制更为灵活，适合个性化需要。
进一步，本发明还提供各种方式的提醒和报警功能，更增加了系统的人性化设计。
附图说明
图1为本发明中乘员舱湿度控制系统组成单元连接图；
图中：1、车内温度传感器，2、车内湿度传感器，3、空调控制器，4、空调内外循环执行器，5、空调模式执行器，6、空调温度执行器，7、空调压缩机，8、空调鼓风机，9、车内加湿装置，10、车载信息输入系统，11、前挡温湿度检测模块，12、车载信息显示系统，13、语音信息播报系统，14、车载通讯终端，15、后台服务器，16、手机，17、整车通信总线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明所述的系统组成主要包括：1、车内温度传感器，2、车内湿度传感器，3、空调控制器，4、空调内外循环执行器，5、空调模式执行器，6、空调温度执行器，7、空调压缩机，8、空调鼓风机，9、车内加湿装置，10、车载信息输入系统，11、前挡温湿度检测模块，12、车载信息显示系统，13、语音信息播报系统，14、车载通讯终端，15、后台服务器，16、手机，17、整车通信总线等。
本实施例中，可以通过车载信息输入系统10(泛指车上的各种输入设备，比如触控屏、按键、旋钮等)设定湿度自动控制模式和手动控制模式。在自动控制模式下，空调控制器3能够实时地由车内温度传感器1和车内湿度传感器2获取乘员舱内的温度、相对湿度，同时能够获取车外大气温度及相对湿度等信号，其中本实施例中车外大气温度及相对湿度信号是空调控制器3通过整车通信总线17上的车载通讯终端14从后台服务器15获取的大气温度和相对湿度数据。根据乘员舱内温度对应允许的相对湿度阈值，自动驱动相关的被控对象完成乘员舱内的除湿、加湿及切换空调循环模式等动作，达到控制乘员舱内的相对湿度维持合理水平的目的，在加湿过程要根据前挡温湿度检测模块11对前挡风玻璃内壁附近区域的温度、相对湿度检测，计算并确认是否需要驱动空调内外循环执行器4、空调模式执行器5执行外循环和除霜除雾动作，以避免在加湿过程导致的前挡风玻璃起雾问题；在手动控制模式下，用户能够手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，也可以单独选择加湿或者除湿动作。
本实施例是根据从车内温度传感器1采集到的乘员舱内的温度值T_incar，查询对应于该内温值T_incar允许的最高相对湿度RH_max和最低相对湿度RH_min，以[RH_min，RH_max]阈值区间作为自动控制的目标。在本实施例中，车内温度对应的湿度控制范围需求是以最佳体感舒适度而标定和评价得到的一张参数表。
本实施例中的除湿动作主要利用启动空调压缩机7和切换空调的循环模式，让车内的湿润空气通过制冷循环的作用来进行除湿，从而转化为干燥的空气，具体步骤为：
S1：判断乘员舱内的相对湿度值RH_incar是否在[RH_min,RH_max]区间，若RH_incar大于RH_max，则开启空调压缩机7和空调鼓风机8，并判断当前的空调循环模式是否在外循环；若为外循环，则判断车外相对湿度RH_outcar的值是否大于RH_max；若是，则切换为内循环模式；若否则维持当前空调循环状态。同时在除湿过程，也会根据当前设置的温度自动调节空调温度执行器6，以避免在除湿过程导致的乘员舱内温度过低问题。
S2：当乘员舱内相对湿度降低到低于RH_max一定的安全常数RH_CONST1，即RH_incar<(RH_max-RH_CONST1)时，则停止除湿。
本实施例中主要通过控制车内加湿装置9执行，加湿过程中要判断前挡玻璃附近的相对湿度是否高于设定保护值以防止车内加湿过程导致的前挡风玻璃起雾问题，具体方法和步骤为：
S3：若当前开启自动控制湿度模式，空调控制器3根据从车内温度传感器1采集到的乘员舱内的温度值T_incar，查询对应于内温值T_incar允许的最高相对湿度RH_max和最低相对湿度RH_min，判断从车内温度传感器采集的相对湿度RH_incar是否在[RH_min,RH_max]区间。
S4：若RH_incar小于RH_max，则开启车内加湿装置启动加湿，加湿过程中，实时检测并判断RH_incar是否高于前挡温湿度检测模块11获取并计算的起雾保护湿度值RH_defog，若大于则停止加湿；若未大于，则判断当乘员舱内相对湿度是否已增加到高于RH_min一定的安全常数RH_CONST1，即当RH_incar>(RH_min+RH_CONST1)时，则停止加湿。本实施例中的安全常数RH_CONST1设置为5％RH，目的是增加一定的迟滞也避免除湿或加湿过程空调压缩机7或车内加湿装置9等控制对象在临界值的反复起停问题。
本实施例在手动控制模式下，可以通过车载信息输入系统10手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，在手动设定控制目标后，则以该值加/减一定的安全常数RH_CONST2，即[RH_manu-RH_CONST2,RH_manu+RH_CONST2]作为控制区间，按照下述步骤进行除湿和加湿的控制，具体为：
S1：若RH_incar小于(RH_manu-RH_CONST2)，则开启车内加湿装置9启动加湿，加湿过程中，实时检测并判断RH_incar是否高于前挡温湿度检测模块11获取并计算的起雾保护湿度值RH_defog，若大于则停止加湿；若未大于，则判断当乘员舱内相对湿度RH_incar是否大于RH_manu，若是则停止加湿。
S2：若RH_incar大于(RH_manu+RH_CONST2)，则开启空调压缩机7和空调鼓风机8，并判断当前的空调循环模式是否在外循环；若为外循环，则判断车外相对湿度RH_outcar的值是否大于(RH_manu+RH_CONST2)；若是，则切换为内循环模式；若否则维持当前空调循环状态。当乘员舱内相对湿度降低到低于RH_manu，则停止除湿。本实施例中的安全常数RH_CONST1设置为8％RH。
本发明所述的系统和方法在手动控制模式下，也可以在车载信息输入系统10单独控制车内加湿装置9和空调压缩机7等执行机构进行加湿或除湿。
本发明所述的系统和方法当乘员舱内湿度过高或湿度过低均会通过车载信息显示系统12、语音信息播报系统13直接声光报警或车载通信终端14通过发送报警信息至后台服务器15、以短信等方式推送至手机16进行远程提醒和报警。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种乘员舱湿度控制系统，其特征在于，系统包括车内温度传感器、车内湿度传感器、空调控制器、空调内外循环执行器、空调模式执行器、空调温度执行器、空调压缩机、空调鼓风机、车内加湿装置、车载信息输入系统、前挡温湿度检测模块；
所述系统在车辆上电状态，在自动控制模式下，由空调控制器通过车内温度传感器、车内湿度传感器实时获取乘员舱内温度、相对湿度，以及车外大气温度及相对湿度等信号，根据乘员舱内温度对应允许的相对湿度阈值，自动驱动相关的被控对象完成乘员舱内的除湿、加湿及切换空调循环模式等动作，达到控制乘员舱内的相对湿度维持合理水平的目的；同时在加湿过程根据前挡温湿度检测模块检测前挡风玻璃内壁附近区域的温度、相对湿度，计算并确认是否需要驱动空调内外循环执行器、空调模式执行器动作。
2.根据权利要求1所述的乘员舱湿度控制系统，其特征在于：空调控制器是根据从车内温度传感器采集到的乘员舱内的温度值T_incar，用以查询对应于该内温值T_incar允许的最高相对湿度RH_max和最低相对湿度RH_min，以[RH_min，RH_max]阈值区间作为自动控制的目标。
3.根据权利要求1或2所述的乘员舱湿度控制系统，其特征在于：所示除湿模式是利用启动空调压缩机和切换空调的循环，让车内的湿润空气通过制冷循环的作用来进行除湿，从而转化为干燥的空气，具体步骤为：
(1)判断乘员舱内的相对湿度值RH_incar是否在[RH_min,RH_max]区间，若RH_incar大于RH_max，则开启空调压缩机和鼓风机，并判断当前的空调循环模式是否在外循环；若为外循环，则判断车外相对湿度RH_outcar的值是否大于RH_max；若是，则切换为内循环模式；若否则维持当前空调循环状态；
(2)当乘员舱内相对湿度降低到低于RH_max一定的安全常数RH_CONST1，即RH_incar<(RH_max-RH_CONST1)时，则停止除湿。
4.根据权利要求1-4所述的乘员舱湿度控制系统，其特征在于：所述加湿模式是通过控制车内加湿装置执行，加湿过程中要判断前挡玻璃附近的相对湿度是否高于设定保护值以防止车内加湿过程导致的前挡风玻璃起雾问题，具体方法和步骤为：
(1)若当前开启自动控制湿度模式，空调控制器根据从车内温度传感器采集到的乘员舱内的温度值T_incar，查询对应于内温值T_incar允许的最高相对湿度RH_max和最低相对湿度RH_min，判断从车内温度传感器采集的相对湿度RH_incar是否在[RH_min,RH_max]区间；
(2)若RH_incar小于RH_max，则开启车内加湿装置启动加湿，并实时检测判断RH_incar是否高于前挡温湿度检测模块获取并计算的起雾保护湿度值RH_defog，若大于则停止加湿；若未大于，则判断当乘员舱内相对湿度是否已增加到高于RH_min一定的安全常数RH_CONST1，即当RH_incar>(RH_min+RH_CONST1)时，则停止加湿。
5.根据权利要求1-4所述的乘员舱湿度控制系统，其特征在于：所述系统还具有手动控制模式，与自动控制模式形成切换关系，在此模式下，用户手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，或。通过车载信息输入系统单独选择加湿或者除湿动作，单独控制车内加湿装置和空调压缩机等执行机构进行加湿或除湿。
6.根据权利要求5所述的乘员舱湿度控制系统，其特征在于：在手动控制模式下，通过车载信息输入系统手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，在手动设定控制目标后，则以该值加/减一定的安全常数RH_CONST2，即[RH_manu-RH_CONST2,RH_manu+RH_CONST2]作为控制区间，按照下述步骤进行除湿和加湿的控制，具体为：
(1)若RH_incar小于(RH_manu-RH_CONST2)，则开启车内加湿装置启动加湿，加湿过程中，实时检测并判断RH_incar是否高于前挡温湿度检测模块获取并计算的起雾保护湿度值RH_defog，若大于则停止加湿；若未大于，则判断当乘员舱内相对湿度RH_incar是否大于RH_manu，若是则停止加湿；
(2)若RH_incar大于(RH_manu+RH_CONST2)，则开启空调压缩机和鼓风机，并判断当前的空调循环模式是否在外循环；若为外循环，则判断车外相对湿度RH_outcar的值是否大于(RH_manu+RH_CONST2)；若是，则切换为内循环模式；若否则维持当前空调循环状态。当乘员舱内相对湿度降低到低于RH_manu，则停止除湿。
7.根据权利要求6所述的乘员舱湿度控制系统，其特征在于：所述系统还包括车载信息显示系统、语音信息播报系统、车载通讯终端、后台服务器、手机，当乘员舱内湿度过高或湿度过低时，通过车载信息显示系统、语音信息播报系统直接声光报警或车载通信终端通过发送报警提醒信息至后台服务器、以短信等方式推送至用户手机进行远程提醒和报警。
8.一种乘员舱湿度控制方法，其特征在于，所述方法是在车辆上电状态，自动由空调控制器通过车内温度传感器、车内湿度传感器实时获取乘员舱内温度、相对湿度，以及车外大气温度及相对湿度等信号，根据乘员舱内温度对应允许的相对湿度阈值，自动驱动相关的被控对象完成乘员舱内的除湿、加湿及切换空调循环模式等动作，达到控制乘员舱内的相对湿度维持合理水平的目的；同时在加湿过程根据前挡温湿度检测模块检测前挡风玻璃内壁附近区域的温度、相对湿度，计算并确认是否需要驱动空调内外循环执行器、空调模式执行器动作。
9.根据权利要求1所述的乘员舱湿度控制方法，其特征在于，所述方法还具有手动控制模式，与自动控制模式形成切换关系，在此模式下，用户手动设定相对湿度的控制目标值RH_manu，或通过车载信息输入系统单独选择加湿或者除湿动作，单独控制车内加湿装置和空调压缩机等执行机构进行加湿或除湿。
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