CN114729917A - 用于确定机动车辆乘客室中空气相对湿度的方法 - Google Patents

用于确定机动车辆乘客室中空气相对湿度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定机动车辆乘客室中的空气相对湿度的方法，包括以下步骤：‑根据在集成了至少一个温度传感器和一个相对湿度传感器的传感器中的空气的相对湿度(HR1)和空气的温度(T1)来确定反映空气的比湿度的参数，‑根据所述参数和乘客室中的空气温度(T2)来计算机动车辆的所述乘客室中的空气的相对湿度(HR2)。

Description

用于确定机动车辆乘客室中空气相对湿度的方法
技术领域
本公开涉及一种用于确定机动车辆乘客室中空气相对湿度的方法。
背景技术
如今，机动车辆配备有许多传感器，这些传感器测量各种参数，以确保乘客的舒适度总是得到改善。特别地，这些传感器允许乘客室中空气的温度和湿度被调节，以及允许乘客所呼吸的空气被净化。
然而，这些传感器必须与收集的数据的电子处理相关联，这需要相对复杂的电子资源，需要根据它们在车辆中的安装进行规划，而在电动车辆中空间限制更大。
发明内容
本公开改善了这种情况。
为此，本发明的目的是一种用于确定机动车辆乘客室中空气的相对湿度的方法，包括以下步骤：根据在集成了至少一个温度传感器和相对湿度传感器的传感器中的空气相对湿度和空气温度来确定反映空气的比湿度的参数，所述传感器优选颗粒物传感器；并且根据所述参数和乘客室中的空气温度来计算机动车辆的所述乘客室中的空气的相对湿度。
因此，根据本发明的方法允许颗粒物传感器除了其主要功能之外，还提供确定乘客室中空气相对湿度的附加功能，从而避免了对额外的传感器的需要。
根据另一方面，所述参数通过热力学定律与空气中水的分压相关。
根据另一方面，在确定空气中水的分压的步骤期间，使用伯特兰-杜普雷(Bertrand-Dupré)热力学公式在颗粒物传感器中的空气温度下确定饱和蒸汽压，从而从中推导出空气中水的分压的值。
根据另一方面，在确定车辆乘客室中空气相对湿度的步骤中，使用伯特兰-杜普雷(Bertrand-Dupré)热力学公式确定乘客室中空气温度下的饱和蒸汽压，然后，计算空气中水的分压以及对于乘客室内空气温度的所述饱和蒸汽压的比值。
根据另一方面，该方法包括确定机动车辆乘客室中的空气温度的步骤。
根据另一方面，乘客室中的空气温度由乘客室中的温度传感器测量。
根据另一方面，根据以下公式，从颗粒物传感器中的空气温度(T1)来估计乘客室中的空气温度(T2)：T2＝T1+Δ，其中Δ是实验确定的常数。
根据另一方面，根据颗粒物传感器中的空气温度和布置在颗粒物传感器中的电路的电子部件所耗散的功率来估计乘客室中的空气温度。
根据另一方面，耗散的功率从所述电路中的电压值测量或得知。
本发明的另一个目的是一种用于实施如上所述的方法的装置，包括颗粒物传感器，该颗粒物传感器设置有用于所述传感器中的空气温度的传感器和用于所述传感器中的空气相对湿度的传感器。
根据另一方面，提出了一种计算机程序，其包括指令，当该程序由处理器执行时，所述指令用于实现如上限定的方法的全部或部分。
根据另一方面，提出了一种非暂时性计算机可读存储介质，在其上存储了这种程序。
附图说明
通过阅读下面的详细描述并研究附图，进一步的特征、细节和优点将变得显而易见，在附图中：
图1部分地示出了一种颗粒物传感器，用于实施一种方法，该方法用于确定配备有所述传感器的机动车辆的乘客室中的空气的相对湿度；
图2示出了根据第一实施例的由图1的传感器实现的方法的流程图；
图3示出了根据第二实施例的图1的方法的流程图；
图4示出了根据第三实施例的图1的方法的流程图；
图5示出了根据第四实施例的图1的方法的流程图。
具体实施方式
附图和下面的描述大部分包含特定特征的元素。因此，它们不仅可以用于更好地理解本公开，而且如果适用的话，它们也有助于其限定。
本公开的目的是一种用于确定空气相对湿度的方法100，该方法由包括颗粒物传感器2的装置1实施，如图1所示。
颗粒物传感器2优选地形成机动车辆的空气质量系统的一部分，该空气质量系统用于对旨在供给机动车辆的乘客室的空气进行去污。该系统可以集成在机动车辆的加热、通风和/或空调装置中，或者可以是专门的模块。在任一情况下，该系统可以有利地包括空气净化器，例如过滤器和/或离子发生器，用于在空气流进入车辆的乘客室之前净化通过所述系统的气流。它还可以使用显示器集成到乘客信息系统中，或者通过将数据传输到车外的计算机服务器(云)来集成到更通用的信息系统。
如图1所示，颗粒物传感器包括限定内部空间的外壳3，在该内部空间中绘制了空气流F在传感器2的空气入口4和传感器2的空气出口5之间经过的流体路径。
传感器2还包括光学元件(未示出)，用于检测和测量由空气流F输送的颗粒物的浓度。
术语“颗粒物”被理解为是指小到足以被空气输送和被吸入的任何颗粒。颗粒可以是固体、液体或固体和液体的混合物。例如，颗粒直径在0.01μm至10μm的范围内。例如，颗粒物包括孢子、花粉、香烟烟雾、碳等的混合物。
电子板6允许分析光学执行的测量。
如图1所示，电子板6特别地支撑用于空气流F的相对湿度传感器7以及加热元件8。
电子板还支撑形成电路(未示出)的其他电子部件9。
颗粒物传感器2被有利地配置，使得如果测量的相对湿度大于阈值，则加热元件8被触发，从而确保传感器中的湿度保持较低(过高的湿度会扭曲光学测量，并且会有阻塞光学传感器的风险)。
颗粒物传感器2还包括用于空气流F的温度传感器，未示出。优选地，同一芯片测量温度和相对湿度。
在本申请的其余部分，颗粒物传感器2中的空气流F的温度表示为T1，空气流F的相对湿度表示为HR1。
在本申请的其余部分，车辆乘客室中的空气温度表示为T2，相对湿度表示为HR2。
现在将参照图2至图5描述方法100。
从这些图中可以看出，方法100包括根据相对湿度HR1和温度T1确定反映空气的比湿度(specific humidity)的参数的步骤101，接着是根据所述参数和温度T2计算空气的相对湿度HR2的步骤102。
优选地，该参数是空气中水的分压，表示为Pvap。
根据定义，相对湿度HR1和空气中水的分压Pvap通过以下等式相联系：
Pvap＝HR1*Psat(T1)，(1)
其中，Psat(T1)是温度T1时的饱和蒸汽压。
根据方法100，饱和蒸汽压Psat(T1)由以下公式确定，称为杜普雷-伯特兰(Dupré-Bertrand)公式：
Figure BDA0003612184390000041
其中，Po是大气压力。
然而，可以使用科学文献中可用的连接温度和饱和蒸汽压的其他热力学公式。例如，也可以使用杜普雷(Duperray)公式。也可以使用表格。杜普雷-伯特兰(Dupr é-Bertrand)公式的优点是特别简单。
因此，关于HR1的值(通过测量)和饱和蒸汽压Psat(T1)的值的知识允许根据等式(1)确定空气中的水的分压。
根据方法100，饱和蒸汽压Psat(T2)由杜普雷-伯特兰(Dupr é-Bertrand)公式确定：
Figure BDA0003612184390000042
根据方法100，一旦空气中水的分压Pvap和温度T2时的饱和蒸汽压Psat(T2)已知，就确定相对湿度HR2：
Figure BDA0003612184390000043
因此，借助于颗粒物传感器2，可以发现乘客室中的相对湿度的值HR2，这避免了必须为乘客室配备专用的湿度传感器。
从图2到图5中可以看出，方法100还包括确定温度T2的步骤103。
根据图2的实施例，温度T2由位于车辆乘客室中的专用传感器(未示出)测量。
根据图3的实施例，根据以下公式从温度T1估计温度T2：
T2＝T1+Δ，(5)
其中Δ是实验地确定的正或负常数，例如，在测量乘客室和传感器2之间的温差的测试期间实验地确定。
例如，对于传感器PM2.5，根据0.5℃的测量不确定度，已经实验地确定Δ＝-12℃。
根据图4的实施例，根据温度T1和由电子板6支撑的部件9耗散的功率P来估计温度T2。
有利地，使用下面的等式来定义功率P：
P＝QCp(T1-T2)+C(T1-T2)+R(T1-T2)+Pch，(6)
其中参数如下：
-QCp(T1-T2)对应于从传感器2提取的穿过传感器2的对流流动功率，系数QCp表示穿过传感器2的空气流F乘以热容量的乘积；
-C(T1-T2)对应于传感器2的内部和外部之间的热交换功率，换句话说，它是通过与外部的传导和对流交换的功率，C代表传感器2的外壳的传导率；
-R(T1-T2)对应于由传感器2的外壳辐射的能量的线性化；和
-Pch是由电子部件的耗散和加热元件8提供的热功率；
-系数C和R的和，C+R，有利地通过实验确定。例如，测试产生以下值：
-P的范围在0.5W至1W的范围内；
-QCp的范围在0.02至0.05W/℃的范围内，例如0.04W/℃；和
-空气的加热T1-T2为大约5℃。
在这种情况下，系数C+R大约为0.2W。
因此，温度T2由等式6作为P、Q、Cp、T1、C+R的函数而确定。
根据图5的实施例，耗散功率P通过电路的电压U根据以下等式来确定：
Figure BDA0003612184390000061
其中，Re是电路的等效电阻。
一旦确定了耗散功率，就根据等式6来估计温度T2，如参考图3所解释的。
因此，方法100完全出乎意料地允许通过颗粒物传感器2确定乘客室中的空气的相对湿度HR2，这限制了机动车辆必须配备的传感器的数量。
应当注意，已经根据本发明在颗粒物传感器2中的应用对其进行了描述。然而，本发明不限于这种类型的传感器，而是可以应用于集成了至少一个温度传感器和相对湿度传感器的任何传感器。

Claims (10)

1.一种用于确定机动车辆的乘客室中的空气的相对湿度的方法，包括以下步骤：
-根据在集成了至少一个温度传感器和相对湿度传感器的传感器中的空气相对湿度(HR1)和空气温度(T1)来确定(101)反映空气的比湿度的参数；
-根据所述参数和所述乘客室中的空气温度(T2)计算(102)所述机动车辆的所述乘客室中的空气相对湿度(HR2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参数是空气中的水的分压(Pvap)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在确定所述空气中的水的分压(Pvap)的步骤期间，使用伯特兰-杜普雷(Bertrand-Dupré)热力学公式来确定在颗粒物传感器(2)中的空气温度(T1)下的饱和蒸汽压(Psat(T1))，以便从所述饱和蒸汽压推导出所述空气中的水的分压(Pvap)的值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在确定所述车辆的乘客室中的空气相对湿度(HR2)的步骤中，使用伯特兰-杜普雷(Bertrand-Dupré)热力学公式确定在所述乘客室中的空气温度(T2)下的饱和蒸汽压(Psat(T2))，然后计算空气中水的分压(Pvap)与对于所述乘客室内的空气温度的所述饱和蒸汽压(Psat(T2))的比值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括确定所述机动车辆的乘客室中的空气温度(T2)的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述乘客室中的空气温度(T2)由所述乘客室中的温度传感器测量。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，根据以下公式根据所述颗粒物传感器中的空气温度(T1)来估计所述乘客室中的空气温度(T2)：T2＝T1+Δ，其中Δ是实验地确定的常数。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，根据所述颗粒物传感器中的空气温度(T1)和布置在所述颗粒物传感器(2)中的电路的电子部件(9)耗散的功率(P)来估计所述乘客室中的空气温度(T2)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述耗散功率(P)是从所述电路中的电压值(U)测量的或得知的。
10.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述方法的装置，包括颗粒物传感器，所述颗粒物传感器设有用于所述传感器中的空气温度的传感器和用于所述传感器中的空气相对湿度的传感器。
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