CN114650921A - 用于管理预定路线上车辆乘客舱内的空气质量的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于管理预定路线上车辆(1)的乘客舱内的空气质量的系统(2)，该系统包括能够获取与在所述路线上该车辆(1)周围和内部的污染有关的数据的获取装置(3)、能够基于所述数据确定该车辆(1)周围和内部的空气污染水平的计算装置(4)，其特征在于，该系统包括能够根据该车辆(1)周围和内部的空气污染水平的变化对该乘客舱内的空气进行再循环的控制装置(6)。

Description

用于管理预定路线上车辆乘客舱内的空气质量的设备

本发明涉及机动车辆，并且更具体地涉及用于管理车辆乘客舱内的空气质量的系统。

如今，室外空气质量代表了公共卫生和环境的一个主要问题。事实上，已经确定当前的环境空气污染水平对人类健康有影响，特别是在呼吸和心血管层面。

有许多污染物排放源，它们可能是人为的或源自天然。可以列举的示例包括与燃烧有关的生产，这使得在车辆密度高的大都市地区特别是在行车道上记录到创纪录的污染水平。

然而，车辆乘客舱内的污染物浓度可能是室外的3到5倍。

此外，这些相同车辆的交通也重新散发出悬浮在空气中的颗粒，这些颗粒又被吸入车辆中。因此，乘客吸入由碳颗粒、氮氧化物、一氧化碳等组成的污染物。

至于车辆内的污染，也可能包括尤其是由胶水、油漆、塑料材料和模具释放的挥发性有机化合物。

如今，车辆通常配备有可以配置为空气再循环模式的通风系统。车辆的乘客不仅暴露于来自车辆外部的空气污染，而且还可能暴露于来自车辆乘客舱材料排放物的污染物并暴露于CO₂，其浓度在车辆乘客舱内会迅速增加，具体取决于通风和加热条件。

车辆乘客舱内的乘客数量也是一个需要考虑的因素，并且可能会导致CO₂水平的增加。

此外，根据某些通风和加热条件，尤其是在再循环条件下，湿度水平也趋于增加，从而使车辆乘客舱的窗户起雾，这使驾驶变得危险。

因此，在这些条件下，不能维持再循环模式。即使外部污染较大或在要行驶的路线上预计可能较大，也必须打开进气挡板。这会导致颗粒过滤器的过早堵塞和空调系统的过度消耗，因为空调系统必须补偿吸入的新鲜空气与车辆乘客舱空气之间的温度差。

因此，需要使用能够根据车辆行驶的环境来限制乘客暴露于污染和湿度的风险而不增加其消耗并同时保持车辆乘客舱的热舒适度最佳的自动化系统。

鉴于上述情况，本发明着手通过提出一种用于根据预定路线来管理车辆乘客舱内的空气质量的新颖设备来减轻上述限制。

因此，根据第一方面，本发明的主题是一种用于管理预定路线上车辆乘客舱内的空气质量的方法，该方法包括获取与在所述路线上该车辆周围和内部的空气污染有关的数据、以及基于所述数据确定该车辆周围和内部的空气污染水平。

该方法包括根据该车辆周围和内部存在的空气污染水平的变化，对该车辆乘客舱内存在的空气实施再循环。

“预定路线”被理解为是指车辆需要行驶的路线。显然，路线可以在行驶过程中更新。

路线的预先确定使得可以确定车辆将在其中行驶的环境的污染水平，并且可以预测对车辆乘客舱的空气质量的管理。

因此，与路线有关的数据使得可以获取与当前时刻的污染和不同航路点的水平有关的数据，以便决定是实施还是停止对车辆乘客舱内存在的空气的再循环。

换言之，在给定的路线上，确定将需要关闭进气挡板或将其打开的时刻。

有利地，该再循环的实施包括激活对能够进入该车辆乘客舱的外部空气的第一过滤和对该车辆乘客舱内存在的空气的第二过滤。

进入车辆乘客舱的空气经过由位于空调系统中的第一空气过滤器确保第一过滤，而且还经过布置在进气口处的第二高效空气过滤器。该第二高效空气过滤器因此被放置在车辆的空调系统的上游。例如，该空气过滤器可以仅在检测到车辆外部的细小颗粒的情况下被激活。

至于第二过滤，其是经由常规的空气过滤器执行的。

优选地，第一过滤包括对微粒污染物和气态污染物以及外部空气中包含的细小颗粒的处理。

应当注意的是，当第二高效空气过滤器受到细小颗粒的存在的影响时，为了延长其寿命，用第三空气过滤器(放置在该高效过滤器的上游)对其进行保护是有利的。

可以列举的污染物包括作为特定污染物的花粉和作为气态污染物的苯。

至于超细小颗粒，它们被理解为任何纳米尺寸(直径小于100nm)的颗粒。

优选地，该第二过滤还通过空气过滤来执行，并且进一步包括如果该车辆乘客舱内存在的空气的气态污染物的浓度高于预定阈值则能够激活对该车辆乘客舱的气态污染物的处理。

空气过滤器(其可以是可选的)尤其是由活性炭、MOF(“金属-有机框架”)和/或其他吸附剂组成，并且优选地仅在实施再循环的情况下并且如果检测到危害乘客健康的高浓度气态污染物时才被激活，例如，对应于欧洲环境署定义的151至200之间的空气质量指数。

显然，预定阈值不限于该指数，而是可以来源于其他组织，也可以由机动车辆制造商内部生成。

优选地，获取与该车辆周围的污染有关的数据包括通过位于该车辆上的至少一个外部测量传感器对物理量的至少一次测量。

所述至少一个传感器可以安装在进气口处或车辆的任何零件的外部，从而允许所述至少一个传感器很好地保持在适当的位置并且允许获得准确且非随机的值。

本领域技术人员将能够选择要测量的物理量和适合于车辆的外部传感器。

有利地，获取与该车辆乘客舱内存在的污染有关的数据包括通过位于该车辆乘客舱内的至少一个内部测量传感器对物理量的至少一次测量。

为了了解车辆乘客舱内的污染水平，车辆乘客舱包括至少一个能够测量位于其中的气态污染物水平的传感器。例如可以列举源自光学或电化学技术的传感器。

本领域技术人员将能够选择要测量的物理量和适合于车辆的内部传感器。

优选地，确定预定路线上车辆外部的污染水平包括基于所获取的数据实时生成预测映射。

预测映射使得可以大致了解所述路线上的外部空气的污染水平。它可以通过获取要行驶的路线的不同点的地理定位污染数据来构建。

优选地，确定该预定路线上的外部空气的污染水平包括实施至少一个机器学习机器。

机器学习(通常称为“深度学习”)使得可以通过接收源自例如位于车辆上的传感器、源自与天气、道路交通等有关的数据的数据来确定给定路线上的外部空气的污染水平。它可以是有监督的或无监督的。

有利地，该车辆包括可移动再循环控制挡板，并且该再循环的实施包括将所述可移动挡板从对应于该可移动挡板完全关闭的第一位置定位到对应于所述可移动挡板完全或部分打开的第二位置。

换言之，知道所述路线上确定的不同污染水平，就可以决定何时以及是否需要关闭进气挡板或将其打开。

挡板可以完全关闭或打开，但也可以部分关闭，这对应于部分再循环的实施。

优选地，再循环的实施包括通过低温蒸馏或优选地通过吸附来对车辆乘客舱进行干燥。

对车辆乘客舱的干燥使得可以避免车辆乘客舱的窗户起雾，并且可以在更长的时段内维持再循环的实施。

根据另一方面，提出了一种用于管理预定路线上车辆乘客舱内的空气质量的系统，该系统包括能够获取与在所述路线上该车辆周围和内部的污染有关的数据的获取装置、能够基于所述数据确定该车辆周围和内部的空气污染水平的计算装置。

该系统包括能够根据该车辆周围和内部存在的空气污染水平的变化对该车辆乘客舱内存在的空气实施再循环(部分再循环或完全再循环)的控制装置。

有利地，该控制装置能够在对该车辆的乘客舱内存在的空气实施再循环时激活第一过滤器和第二过滤器，该第一过滤器能够过滤进入该车辆乘客舱的外部空气，该第二过滤器能够过滤该车辆乘客舱内存在的空气。

优选地，该第一过滤器是微粒污染物和气态污染物以及外部空气中包含的细小颗粒的过滤器。

优选地，该第二过滤器是联接到第三过滤器的空气过滤器，该第三过滤器能够处理该车辆乘客舱内存在的气态污染物，如果该车辆乘客舱内存在的空气的污染水平高于预定阈值，则该控制装置能够激活该第三过滤器。

有利地，该系统包括位于该车辆上的至少一个外部测量传感器，该获取装置能够通过对源自所述至少一个外部测量传感器的物理量执行至少一次测量来获取与该车辆周围的污染有关的数据。

优选地，该系统包括位于该车辆乘客舱内的至少一个内部测量传感器，该获取装置能够通过对源自该车辆的所述至少一个内部测量传感器的物理量执行至少一次测量来获取与该车辆乘客舱内存在的污染有关的数据。

优选地，该计算装置能够通过基于所获取的数据实时生成预测映射来确定该预定路线上的污染水平。

有利地，该系统包括至少一个机器学习机器，该计算装置能够实施所述至少一个机器来确定该预定路线上的外部空气污染水平。

优选地，该车辆包括可移动再循环控制挡板，该控制装置能够在实施该再循环时将该可移动挡板从对应于该可移动挡板完全关闭的第一位置定位到对应于所述挡板完全或部分打开的第二位置。

优选地，该车辆包括能够对该车辆乘客舱进行干燥的除湿装置，该控制装置能够在实施该再循环时激活所述除湿装置。

本发明的另一个主题是一种车辆，该车辆包括如上文定义的用于管理预定路线上车辆乘客舱内的空气质量的系统。

通过阅读单纯作为非限定性示例并参考附图所给出的以下说明将明了本发明的其他目标、特征和优点，在附图中：

[图1]示意性地展示了根据本发明的实施例的用于管理车辆的乘客舱内的空气质量的系统。

[图2]展示了给定路线上的再循环阶段。

图1表示机动车辆1，该机动车辆包括用于管理所述车辆1的乘客舱内的空气质量的系统2。

管理系统2能够实施或停止常规已知结构的车辆1的空调系统的空气再循环系统。

因此，其使得可以保护乘客免受预定路线上的空气污染影响。

为此，用于管理空气质量的系统2联接到所述再循环系统，更具体地联接到能够控制进入车辆1的外部空气的进气口。

更具体地，外部空气通过可移动再循环控制挡板7进行控制，该可移动再循环控制挡板能够从对应于可移动挡板7完全关闭的第一位置移位到对应于挡板7完全或部分打开的第二位置。

部分打开对应于位于第一位置与第二位置之间的中间位置。

这样，所述挡板7可以调节进入车辆1的外部空气的流动。

然而，旨在进入车辆1的乘客舱的外部空气可能带有污染物，这些污染物通过结合在空调系统内的第一过滤系统8进行过滤。

此处的第一过滤系统8包括能够过滤微粒污染物和气态污染物的第一过滤器81而且还包括第二高效空气过滤器82，该第二高效空气过滤器位于空调系统的进气口和上游并且能够过滤外部空气中包含的细小颗粒。

然而，应当注意，细小颗粒会缩短第二高效过滤器82的寿命。在这种情况下，在检测到车辆1外部的细小颗粒的情况下，可以通过使用空气过滤器83对其进行保护。

此外，为了限制车辆1的乘客舱内的污染，过滤主要源自车辆乘客舱内存在的某些材料或源自乘客自身的污染物是有利的。为此，使用第二过滤系统9。

为了过滤车辆乘客舱的气态污染物，第二过滤系统9包括联接到可选过滤器92的空气过滤器91，该可选过滤器仅能够处理车辆乘客舱内存在的气态污染物。

这些气态污染物尤其是由活性炭、MOF和/或其他吸附剂组成。仅当气态污染物的浓度水平高于本领域技术人员将能够选择的阈值时，才激活过滤系统9。过滤器91是颗粒过滤器，其目的是保护过滤器92。

为了避免在实施空气再循环时车辆乘客舱的窗户起雾，除湿装置10联接到所述管理系统2并且能够在所述实施时被激活。

因此，为了管理车辆乘客舱内的空气质量，管理系统2与除湿装置10、第一过滤系统8和第二过滤系统9协作。

为此，管理系统2包括获取装置3，该获取装置能够获取与预定路线上车辆周围和内部的污染有关的数据。

所述数据可以源自能够测量物理量的第一系列Cx外部传感器Cx1、...、Cx4，这些物理量随后使得可以确定车辆1周围的污染水平。这些外部传感器安装在进气口或车辆1外部的任何零件上，从而可以确保这些传感器很好地保持在适当的位置。

获取装置3还可以获取源自例如能够测量物理量的第二系列CI内部传感器CI1、CI2的数据，这些物理量随后使得可以确定车辆1的乘客舱内的污染水平。

最后，为了确定预定路线上的污染水平，获取装置3可以通过例如卫星12来恢复例如发送的与路线不同点上的天气、交通和污染水平有关的数据。

然后将所获取的数据发送到计算装置4，该计算装置能够确定预定路线上车辆内部和周围的空气污染水平。

应当注意，所获取的数据存储在存储器5中并且可供计算装置4使用。

为了提高结果的准确性，计算装置4包括至少一个机器学习机器11。

因此，计算装置4生成所述路线上的空气污染的预测映射并将其发送到控制装置6，该控制装置能够根据所述路线上车辆周围和内部存在的空气污染水平的变化对车辆乘客舱内存在的空气实施再循环。

作为示例，如果预测映射指示在路线上希望在给定部分上实施再循环，则控制装置6在车辆1在该部分上行驶之前向可移动挡板7发送命令信号，以便在实施再循环之前确保良好的氧气、水和二氧化碳水平。

同样，当预测映射指示当前位置是具有平均污染的区域并且在将要行驶的路线部分上污染水平将很高时，控制装置6在所述平均污染区域中打开可移动挡板7，并激活第一过滤系统8、第二过滤系统9和除湿装置10。

显然，控制装置6也可以选择实施部分再循环，从而将进气挡板7设置为处于中间位置。

因此，由于能够预测预定路线上的污染水平，管理系统2对可移动挡板7、不同过滤系统8、9和除湿装置10的驱动，可以在不显著增加车辆1的消耗的情况下确保车辆乘客舱内存在的空气的质量良好和热舒适度。

此外，本发明不限于这些实施例和实施方式，而是包括其所有变体。例如，管理系统2可以驱动车辆1的能够影响车辆乘客舱内存在的空气的质量的任何模块。

Claims (21)

1.一种用于管理预定路线上车辆(1)的乘客舱内的空气质量的方法，该方法包括获取(3)与在所述路线上该车辆(1)周围和内部的污染有关的数据、基于所述数据确定该车辆(1)周围和内部的空气污染水平(4)，其特征在于，该方法包括根据该车辆(1)周围和内部存在的空气污染水平的变化，对该乘客舱内存在的空气实施再循环。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该再循环的实施包括激活对能够进入该车辆的外部空气的第一过滤(8)和对该车辆乘客舱内存在的空气的第二过滤(9)。

3.如权利要求2所述的方法，其中，该第一过滤(8)包括对微粒污染物和气态污染物以及外部空气中包含的细小颗粒的处理。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中，该第二过滤(9)通过空气过滤器(91)来执行，并且进一步包括如果该车辆乘客舱内存在的空气污染水平高于预定阈值则能够激活对该车辆乘客舱的气态污染物的处理(92)。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，获取(3)与该车辆(1)周围的污染有关的数据包括通过位于该车辆(1)上的至少一个外部测量传感器(Cx)对物理量的至少一次测量。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，获取(3)与该车辆乘客舱(1)内存在的污染有关的数据包括通过位于该车辆乘客舱内的至少一个内部测量传感器(Ci)对物理量的至少一次测量。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定该预定路线上的污染水平(4)包括基于所获取的数据实时生成预测映射。

8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，确定该预定路线上的外部空气的污染水平(4)包括实施至少一个机器学习机器(11)。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该车辆(1)包括可移动再循环控制挡板(7)，该再循环的实施包括将所述可移动挡板(7)从对应于该可移动挡板(7)完全关闭的第一位置定位到对应于所述可移动挡板(7)完全或部分打开的第二位置。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述再循环的实施包括对该车辆乘客舱的干燥(10)。

11.一种用于管理预定路线上车辆(1)的乘客舱内的空气质量的系统(2)，该系统包括能够获取与在所述路线上该车辆(1)周围和内部的污染有关的数据的获取装置(3)、能够基于所述数据确定该车辆(1)周围和内部的空气污染水平的计算装置(4)，其特征在于，该系统包括能够根据该车辆(1)周围和内部存在的空气污染水平的变化对该车辆乘客舱内存在的空气实施再循环的控制装置(6)。

12.如权利要求11所述的系统，其中，该控制装置(6)能够在对该车辆(1)的乘客舱内存在的空气实施再循环时激活第一过滤器(8)和第二过滤器(9)，该第一过滤器能够过滤进入该车辆乘客舱的外部空气，该第二过滤器能够过滤该车辆乘客舱内存在的空气。

13.如权利要求12所述的系统，其中，该第一过滤器(8)是对微粒污染物和气态污染物(81)以及该外部空气中包含的细小颗粒(82)的过滤器。

14.如权利要求12或13所述的系统，其中，该第二过滤器(9)是联接到第三过滤器(92)的空气过滤器(91)，该第三过滤器能够处理该车辆乘客舱内存在的气态污染物，如果该车辆乘客舱内存在的空气的气态污染物浓度高于预定阈值，则该控制装置(6)能够激活该第三过滤器(92)。

15.如权利要求11至14中任一项所述的系统，包括位于该车辆(1)上的至少一个外部测量传感器(Cx)，该获取装置(3)能够通过对源自该车辆(1)的所述至少一个外部测量传感器(Cx)的物理量执行至少一次测量来获取与该车辆(1)周围的污染有关的数据。

16.如权利要求11至15中任一项所述的系统，包括位于该车辆乘客舱内的至少一个内部测量传感器(Ci)，该获取装置(3)能够通过对源自该车辆(1)的所述至少一个内部测量传感器(Ci)的物理量执行至少一次测量来获取与该车辆乘客舱内存在的污染有关的数据。

17.如权利要求11至16中任一项所述的系统，其中，该计算装置(4)能够通过基于所获取的数据实时创建预测映射来确定该预定路线上的污染水平。

18.如权利要求11至16中任一项所述的系统，包括至少一个机器学习机器(11)，该计算装置(4)能够实施所述至少一个机器(11)来确定该预定路线上的外部空气污染水平。

19.如权利要求11至18中任一项所述的系统，其中，该车辆(1)包括可移动再循环控制挡板(7)，该控制装置(6)能够在实施该再循环时将该可移动挡板(7)从对应于该可移动挡板(7)完全关闭的第一位置定位到对应于所述挡板(7)完全或部分打开的第二位置。

20.如权利要求11至19中任一项所述的系统，其中，该车辆(1)包括能够对该车辆乘客舱进行干燥的除湿装置(10)，该控制装置(6)能够在实施该再循环时激活所述除湿装置(10)。

21.一种车辆(1)，包括如权利要求11至20中任一项所述的用于管理预定路线上车辆乘客舱内的空气质量的系统(2)。

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