CN1885040A - 适用于机动车辆的空气质量监测和控制设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于机动车辆的空气质量监测和控制设备，该设备与一个污染传感器(30)相连接，该传感器(30)用于发送表示被送入车辆的座舱内的空气流的污染等级的信息。该设备还包括：一个存储器(40)，它能够存储与在一个具有预定期间的前一时段中所发生的污染事件相关的数据，以及一个污染预测模块(20)，它用于根据一些(Nb)从存储器(40)中的数据中获得的污染事件来确定在一个具有预定期间的未来时段中空气流的污染风险。

Description

适用于机动车辆的空气质量监测和控制设备和方法
技术领域
本发明涉及适用于机动车辆的空气质量监测和控制设备和方法。
本发明尤其涉及与一个污染传感器相连接的空气质量监测和控制设备和方法，该污染传感器发送一个表示被送入车辆座舱内的空气流的污染等级的信息。
背景技术
当车辆穿过一个被污染了的区域时，希望掌握该区域的空气污染等级，以便相应地调节该车辆的影响进入座舱内的空气的质量的各设备(例如光催化或等离子催化类型的空气净化设备、空气压送器(lespulseur d’air)、或车辆的进气阀)的运行。
在现有的实践中，使用污染传感器来调整车辆的一个设备、尤其是车辆的进气阀的运行。
通常，进气阀容许控制进气室的外部空气进入和再循环空气进入，以便根据座舱内要求的暖风舒适度往座舱中要么送入外部空气流，要么送入再循环空气流。
现有的污染传感器被设定为检测进入座舱内的空气流中是否存在污染物。这些传感器可以安放在空气过滤器的上游或下游，例如安放在车辆的前部，减震器的后面或发动机冷却段附近。
现有技术的污染传感器根据所检测到的污染等级来调整车辆设备的运行。例如，当存在不可接受的污染等级时，这些传感器可以使车辆的进气阀从“外部空气”位置切换到“再循环空气”位置。
然而，使用污染传感器不容许考虑车辆的影响污染等级的所有参数，例如车速。此外，污染传感器不容许考虑当检测到不可接受的污染等级时车辆的设备的当前运行状态，例如进气阀的位置或空气再循环最大时限。
我们还知道一些空气质量监测和控制设备，它们使用一个污染传感器和一些复杂状态机来监测污染等级并调整车辆的影响座舱内空气质量的设备(例如进气阀或热气压送器)的运行。这些状态机不仅使用污染传感器提供的信息，而且使用车辆所特有的其它信息，例如车速。这些设备可以通过参考自己当前的运行状态，例如当前空气配送类型或压送器的等级，来调整车辆的设备的运行。
该状态机所定义的每个状态对应一个特定的道路环境类型，而对这每一个特定的道路环境类型都定义着一个污染控制策略。从车辆所处的一个给定的状态开始，该车辆可以根据输入的数据要么保持同一状态，要么切换到另一状态，要么返回到前一状态。
这种设备具有使用复杂状态机的弊端，因为复杂状态机需要很大的存贮和处理容量。这种设备还触发进气阀大量的开/关循环，从而引起这些设备的驱动装置的过早磨损，以及热度方面、流体动力学方面、听觉方面的不适状况。
发明内容
本发明的目的就是通过提出一个适用于机动车辆的空气质量监测和控制设备来改善这种状况。该设备与一个污染传感器相连接，该传感器用于发送表示被送入车辆的座舱内的空气流的污染等级的信息。该设备还包括：
—一个存储器，它能够存储与在一个具有预定期间的前一时段中所发生的污染事件相关的数据，以及
—一个污染预测模块，它用于根据一些从存储器中的数据中获得的污染事件确定在一个具有预定期间的未来时段中空气流的污染风险。
下面列举了根据本发明的空气质量监测和控制设备的可选特征(补充性的或替代性的)：
—污染预测模块包括一个概率计算单元，用于根据污染事件的数量来计算在未来时段中零污染的概率。
—污染预测模块能够将零污染概率与一个预定的决策阈值相比较，以便确定在未来时段内空气流的污染风险。
—当零污染概率明显低于所述决策阈值时，污染的风险被确定。
—它还包括至少一个影响空气质量的车辆设备和一个管理单元，该管理单元能够根据由预测模块确定的污染风险以及根据由污染传感器发送出的污染信息来调整所述车辆设备的运行。
—该车辆设备是车辆的一个进气阀，该进气阀具有一个用于将外部空气流送入座舱的“外部空气”位置，和一个用于将再循环空气流送入座舱的“再循环空气”位置。
—污染预测模块能够在污染风险被确定时向管理单元传送一个进气阀切换至“再循环空气”位置的请求。
—污染预测模块能够在零污染风险时向管理单元传送一个进气阀切换至“外部空气”位置的请求。
—它包括一个对应表，该对应表用于根据车辆自从投入使用以来所行驶的公里数来定义阀的开/关动作最大次数；它还包括一个更新单元，该更新单元用于根据自从车辆投入使用以来阀的开/关动作次数与阀的所述开/关动作最大次数的比较结果来调整前一时段的期间和/或决策阀值。
—当自从车辆投入使用以来阀的开/关动作次数大于阀的所述开/关动作最大次数时，更新单元能够授权增加前一时段的期间和/或决策阈值。
—当自从车辆投入使用以来阀的开/关动作次数小于或等于阀的所述开/关动作最大次数时，更新单元能够减小或保持前一时段的期间和/或决策阈值。
—每当进气阀切换到“再循环空气”位置时，车辆设备的管理单元能够触发一个以再循环空气经历的时间的倒计数，并且，一旦再循环空气所经历的时间多于或等于一个选定的、表示空气再循环最大时间的阀值，车辆设备的管理单元能够使进气阀切换到“外部空气”位置并保持一个选定的最小期间。
本发明还提出一种适用于装备有一个污染传感器的机动车辆的空气质量监测和控制方法，该污染传感器用于发送一个表示被送入车辆的座舱内的空气流的污染等级的信息。所述方法包括如下步骤：
—周期性地存储与在一个具有预定期间的前一时段中发生的污染事件相关的数据；
—根据从所存储的数据中获得的一些污染事件和根据污染传感器所发送的污染信息，确定在一个具有预定期间的未来时段中的空气流的污染风险。
附图说明
在审阅了后面的详细描述和附图之后，本发明的其它特征和优点就将显现出来，这些附图包括：
—图1是根据本发明的一个空气质量监测和控制设备的示意图；
—图2A和2B是装备有一个进气阀和一个污染传感器的传统进气室的示意图；
—图3是表示本发明的空气质量监测和控制设备所实施的各个步骤的流程图；
—图4A和4B是两个流程图，表示本发明的空气质量监测和控制设备所实施的用于调整进气阀的运行的各个步骤。
—图5是一个流程图，表示本发明的空气质量监测和控制设备所实施的用于更新在空气质量监视中起作用的各个参数的各个步骤。
—图6是一个曲线图，显示根据现有技术和根据本发明，各个表示进气阀开/关动作的信号的演变。
附录A包括本发明的设备和方法中所使用的主要方程。
为了清楚，及便于参考，该附录被单独放置。它是说明书的组成部分，因而将能够不仅用于理解本发明，而且在必要时有助于其定义。这也完全适用于各附图。
具体实施方式
首先参照图1，图1表示安装于机动车辆内部的空气质量监测和控制设备1。本发明的该设备1被设置为监测和控制车辆座舱内的空气质量。
该空气质量监测和控制设备1包括一个污染预测模块10，该模块10被设置为预测在一个未来时段内进入车辆座舱的空气流的污染风险。
本发明的设备1还与一个传统的污染传感器30相连接，该污染传感器30发送一个表示进入座舱的空气流的污染等级的信息。该污染信息可以是数字类型的或模拟类型的(可变直流电压、PWM信号、LIN或CAN协议，等等)。
空气质量监测和控制设备1还包括一个存储器40，该存储器40包含以前的污染事件的历史。
存储器40与传感器30相互作用，以便周期性地更新污染事件历史。
存储器40还与预测模块10相互作用，以便向其传送污染历史。污染预测模块10利用这个污染历史以及传感器的污染信息来预测空气流中的污染风险。
因此，本发明容许根据过去的污染事件预测在一个未来时段内可能发生的污染事件。
根据对在未来一个时段内的空气流的污染风险的预测，本发明的设备1容许相应地调节车辆的影响空气质量的设备24(例如光催化或等离子催化类型的空气净化设备、空气压送器、或车辆的进气阀)在这一时段的运行。
后面的描述将参照一个作为非限制性实例的、进气阀类型的车辆设备。
现在参照图2A和2B，它们表示装备有一个污染传感器30的传统进气室。
进气室18包括一个接收从座舱H外抽取的外部空气流AE的进气口200，和一个接收从座舱H中抽取的再循环空气流AR的进气口220。进气室18包括一个进气阀24，该进气阀在控制信号的作用下可以在一个开位置和一个关位置之间旋转，以便选择性地控制进气口200和220。
在开位置即“外部空气”位置，阀24处于虚线所表示的位置，以便打开外部空气进气口200并关闭再循环空气进气口220。
在关位置即“再循环空气”位置，阀24处于实线所表示的位置，以便关闭外部空气进气口200并打开再循环空气进气口220。
进气室18还包括一个热气压送器28，该压送器28用于在空气通过安装于仪表板16上的通风机15被送回座舱之前将空气流送往空调和/或暖气设备。
如图2A所示，污染传感器30可以被安置在相对于外部空气流AE的循环方向而言空气过滤器13的下游。
如图2B所示，作为变型，污染传感器30可以被安置在进气室18的一个导管14内，该导管14将进气口200与一个位于挡风玻璃34下方、发动机罩36上方的脱水器(separateur d’eau)32连通。
传感器的位置不局限于这些作为说明性实例的、参照图2A和2B所描述的位置。
污染传感器30容许检测污染物的存在，例如外部空气流中一氧化碳的存在。
污染预测模块10与车辆设备管理单元50相互作用，该管理单元50尤其是车辆的舒适度管理单元，控制车辆设备24的运行。
根据本发明，车辆设备管理单元50根据预测模块确定的污染风险来调整设备24的运行。
作为补充，管理单元50可以考虑传感器所发送的污染信息，以便调整车辆设备24的运行。
在评估了在一个未来时段内空气流的污染风险以后，预测模块10传输一个控制信号到车辆设备管理单元50。
在车辆设备是一个进气阀的情况下，如果污染风险被确定为不可接受，该控制信号可以包含一个将进气阀切换至“再循环空气”位置的请求，而如果污染风险被确定为可以接受，该控制信号可以包含一个将进气阀切换至“外部空气”位置的请求。
在车辆上使用一个提供表示座舱空气污染等级的信号的污染传感器容许掌握污染或无污染的实时信息。然而，仅有这个信息并不容许预测该污染状态在随后时段的演变。而且，在现有技术的实践中，当传感器30检测到连续的污染状态时，进气阀以很高的频率切换。由此产生进气阀驱动装置过早的磨损和产生热度方面、气动力学方面、听觉方面不舒适的状况。因此，必需装备寿命较长的、因而昂贵的驱动装置。
因此，使用由传感器发送来的单个污染信息不容许预测在随后一个时段内污染事件的出现以便相应地调整车辆设备在这个时段的运行。
本发明的空气质量监测和控制设备和方法的目的就是限制这些弊端。尤其，通过提供对在随后时段内空气流的污染的预测，本发明的监测和控制设备和方法容许降低开/关循环的频率，因此容许限制车辆设备的驱动装置的过早磨损。从而，不再需要安装寿命很长的车辆设备驱动装置。
本发明提出：通过在一个给定的时刻根据以前(例如前30至45秒内)发生的污染事件的历史预测未来的污染风险，监测和控制在一个给定区域(例如一条公路和一条街道)内的污染。
申请人确实已经观察到：围绕车辆的污染可以被局部地和暂时地看成一个随机现象。
使用单个的污染传感器30或现有技术的状态机并不容许考虑污染的随机特征。
申请者已经确定：在车辆行进的给定区域内的污染的出现和演变可以根据泊松分布(distribution de Poisson)来预测。
根据本发明，泊松分布被用来确定在一个具有选定时限Tf(例如等于1或2秒)的未来时段ΔTf内，一个具有选定期间Dc的污染事件不出现的概率P(0)。
在一个特殊实施方式下，未来时段的期间Tf被选定为等于本发明的空气质量监测方法的重复频率，该频率等于1秒最有利。
根据本发明的一个方面，可以根据在一个具有选定的期间Tp(例如介于30秒和45秒之间)的前一时段ΔTp内发生的污染事件的历史来确定该概率P(0)。
现在将描述污染历史的结构。
本发明的控制设备还包括一个历史管理器60，见图1，该历史管理器60用于更新存储器40的污染历史。
历史管理器60被设置为按照一个选定的周期Tm对污染传感器30所发送的污染信息采样。特别地，该周期Tm被选定为约等于1秒。
该历史管理器可以以一个数偶{污染信息的值I(ti)，时刻ti}来储存每个污染事件，时刻ti对应于污染信息值被记录的时刻。
作为补充，历史管理器60可以包括一个转换功能，用于将所储存的污染信息的每个数值转换成一个污染等级。例如，如果某一时刻污染信息的可变占空比RC小于30％，那么0级可以赋给这个污染信息的值；如果占空比介于30％与50％之间，赋1级；如果占空比介于50％与70％之间，赋2级；如果占空比介于70％与90％之间，赋3级。于是，历史管理器就可以对应于时刻ti储存污染信息的值I(ti)和/或相应的污染等级Ni。
由此，污染历史存储与以前的污染事件相关的数据，这些数据从污染传感器所实施的周期性检测获得。每个污染事件由一个污染时刻ti、一个污染信息的值I(ti)和/或一个污染等级Ni定义。
因而，污染历史包括在前一时段ΔTp内发生的过去污染事件的记录。
污染历史可以具有多列表格的结构。每列与一个由传感器所检测的污染事件相关，该污染事件由事件的发生时刻ti、污染信号的值I(ti)和/或相应的污染等级Ni定义。
表格的形式是一个具有Tp个元素的平滑数值表格，其中Tp是前一时段的期间，也被称作观察期间，在这个期间内“观察”发生的污染事件。
因为根据一个周期Tm周期性地记录，所以表格的元素的数量符合Ntab＝Tp/Tm。
因此，在一个给定的时刻t0，预测模块10可以提取与在前Tp秒内发生的污染事件相关的历史数据。
现在将参照附录A更详细地描述污染预测模块10。
污染预测模块10包括一个概率计算单元，该概率计算单元用于计算在一个具有期间Tf的未来时段ΔTf内零污染的概率P(0)。该概率P(0)对应于在未来时段ΔTf内观察不到任何具有选定期间Dc的污染事件出现的概率。
根据附录A的方程A1，概率P(0)是从这样一个概率P(m)中得来的：该概率P(m)对应于在一个未来时段ΔTf内观察到出现m个具有给定期间Dc的污染事件的泊松分布(distribution de Poisson)。
变量μ对应于随机变量m的平均值或数学期望值。
该变量μ表示在一个未来时段ΔTf内污染事件出现的平均频率。
申请人已经确定：当μ的值大于1时，每个时段ΔTf内可能发生多个污染事件；当μ的值等于1时，可能发生以ΔTf为周期的、周期性地接连出现的污染事件；当μ的值小于1时，每个时段ΔTf内可能发生至少一个污染事件。
根据附录A的方程A1，在一个未来时段ΔTf内观察不到任何具有选定的期间Dc的污染事件出现的概率P(0)是该变量μ的函数。
而根据附录A的方程A2，变量μ可以表示为在前一时段ΔTp内发生期间为Dc的污染事件的数量Nb、变量Dc、未来时段ΔTf的期间Tf、前一时段ΔTp的期间Tp的函数。
由此，申请人已经确定：根据附录A的方程A3，在一个未来时段ΔTf内观察不到任何具有选定期间Dc的污染事件出现的概率P(0)可以由在前一时段ΔTp内发生的具有期间Dc的污染事件的数量Nb、污染选通脉冲的选定期间Dc、未来时段ΔTf的期间Tf、时段ΔTp的期间Tp确定。
根据本发明的一个方面，从储存在存储器40中的污染历史中获取在前一时段ΔTp中发生的具有期间Dc的污染事件的数量Nb。
为了估算污染事件的数量Nb，控制设备可以包括一个加权函数，该加权函数用被储存在历史记录中并从历史记录中获取的污染等级的数据来对每个相关污染事件加权。更确切地说，该加权函数可以给一个给定等级的污染事件根据相应的污染等级虚构地关联多个污染事件。例如，将可以给一个3级污染事件关联三个污染事件，将可以给一个2级污染事件关联两个污染事件，等等。
本发明的监测方法的重复周期Tm可以定为等于1秒。从而，由于Ntab＝Tp/Tm，平滑数值表格的长度Ntab就等于前一时段ΔTp的长度Tp。
现在参照图3，图3是一个算法，阐明了本发明的空气质量监测和控制方法。
每当重复空气质量监测方法时，图3的步骤100至106被实施。
在步骤100，通过应用附录A的方程A.3，设备计算在一个具有预定期间的未来时段ΔTf内观察不到任何具有规定期间Dc的污染选通脉冲出现的概率P(0)。特别地，未来时段ΔTf的期间Tf可以被定在1秒与2秒之间。于是，概率P(0)对应于在未来1至2秒内观察不到任何具有期间Dc的选通脉冲出现的概率。
为了计算该概率P(0)，在步骤101，设备根据存储器40的污染历史中所包含的数据来确定在前一时段ΔTp中发生的污染事件的数量。特别地，前一时段的期间Tp可以介于30至45秒之间。因此，在这种实施方式下，在一个给定的时刻，设备根据在前30至45秒内发生的污染事件来评估未来1至2秒内的污染风险。
在后面的步骤103，设备确定概率P(0)所表示的污染风险是否是可以接受的。
为了确定概率P(0)所表示的污染风险是否是可以接受的，在步骤1020，设备检验在未来时段ΔTf内观察不到任何具有期间Dc的污染选通脉冲出现的概率P(0)的值是否小于一个决策阈值PSD。例如，该决策阈值PSD可以被定为等于90％。可以根据多种依据，例如阀的驱动装置的寿命(用最大循环次数来表示)、座舱内最大污染等级、或座舱内要求的听觉舒适度，来选定该决策阀值PSD。
如果P(0)的值高于或等于决策阈值PSD，污染风险就是可以接受的。于是在步骤104，预测模块就可以将污染风险指示器置为“零”值，以表明不存在污染风险。
于是，在步骤105，污染预测模块10可以传送一个包含一个切换至“外部空气”位置的请求的控制信号到车辆设备的管理单元50，特别地，该管理单元50是座舱舒适度管理单元。该请求表明进气阀切换至“外部空气”位置是可能的。
反之，如果P(0)的值小于决策值PSD，那么污染风险是不可接受的。于是，在步骤106，预测模块可以将污染风险指示器置为值“1”，以表明存在污染风险。
于是，进气阀24应该切换至“再循环空气”位置，以便阻止受污染的空气进入。因而，在步骤107，预测模块10传送一个包含一个切换至“再循环空气”位置的请求的控制信号到车辆设备的管理单元50。
作为补充，本发明的设备可以考虑在步骤102获得的传感器30的污染信息值，以便初始化各参数。
切换至“外部空气”位置或“再循环空气”位置的请求被提交到管理单元50，该管理单元50应用图4A和4B的流程图来决定进气阀24确实切换至“外部空气”位置或“再循环空气”位置。
首先参照图4A的流程图。
正如前文所表明的那样，在步骤1060，当空气流没有任何污染风险被预测模块确定时，一个切换至“外部空气”位置的请求被发送至进气阀管理单元50。
在步骤1061，车辆设备的管理单元50还接收到由污染传感器30发送来的信息值。
然后，在步骤1062，管理单元确定污染信息的污染等级是否不可接受。
在步骤1063，当确定污染信息的等级不可接受时，车辆的管理单元50使进气阀切换至“再循环空气”位置，而不是使它切换至“外部空气”位置，以便保证乘客的舒适。进气阀切换至“再循环空气”位置的方法以后参照图4B的步骤1042至1052描述。
通过在预测模块10没有确定任何污染风险的情况下优先考虑传感器的污染信息，本发明的设备容许保证座舱内空气的良好质量。
当污染信息的等级可以接受时，车辆的管理单元50在步骤1064确定进气阀24是否处于强制“外部空气”位置，例如由于乘客的手动控制。
当确定进气阀24处于强制“再循环空气”位置时，管理单元就通过应用图4B中步骤1046至1052中所描述的再循环控制方法而在步骤1066保持该位置。
反之，当进气阀24不处于强制“再循环空气”位置时，管理单元就使进气阀切换至“外部空气”位置。
现在参照图4B的流程图。
当管理单元50在步骤1040接收到一个由于确定了污染风险而产生的切换至“再循环空气”位置的请求时，该管理单元在步骤1042确定进气阀是否已经处于“再循环空气”位置，例如由于乘客的手动控制。
如果进气阀不处于“再循环空气”位置，管理单元就在步骤1045使进气阀切换至“再循环空气”位置。该管理单元还触发一个再循环空气经历的时间的倒计数，以便实施再循环控制方法。
事实上，如果长时间进行空气再循环，这将在座舱中引起凝结现象，有损于能见度和乘客舒适度。正因为如此，限制空气再循环的持续时间为好。因此，可以提供一个选定的空气再循环最大期间Trec_max，如果超过这个最大期间Trec_max，它就引起进气阀被强制地切换至“外部空气”位置。
进气阀50的管理单元考虑该限制，以便决定是否执行预测单元10发出的切换至“再循环空气”位置的请求。
如果进气阀已经处于“再循环空气”位置，管理单元就在步骤1046检验再循环持续时间，或以再循环空气经历的时间Trec，是否小于再循环最大期间Trec_max。
再循环期间Trec依赖于所遇到的污染事件的数量及其强度。
该再循环期间Trec尤其依赖于观察期间Tp和决策阈值PSD。
如果在再循环空气经历的时间Trec小于再循环最大期间Trec_max，管理单元50就在步骤1048保持进气阀在“再循环空气”位置。
如果时间Trec大于再循环最大期间Trec_max，就应该更换空气。
于是，管理单元50在步骤1050可以使进气阀切换至“外部空气”位置，并停止再循环空气经历的时间的倒计数。
作为变型，在步骤1051，管理单元50可以使进气阀切换至“外部空气”位置并保持一个最小时间Text_min，以便更换空气。可以触发一个更换时间Text_min倒计数，以便控制空气更换。于是，在步骤1052，当时间Text_min结束时，管理单元50可以在触发了空气再循环时间倒计数之后使进气阀回到“再循环空气”位置。该最小时间Text_min被选定为既要足够长以便保证更换空气又要足够短以便不使太多的受污染空气进入。
作为补充，污染控制单元可以包括一个更新单元20，该更新单元20被设置为调整记录污染事件的观察期间Tp和/或决策阈值PSD，如图1所示。
更新单元20使用与如下数值相关的信息：进气阀自从投入使用以来开/关动作的实际次数Nr，车辆自从投入使用以来所行驶的公里数k，观察期间Tp的额定值和/或决策阈值PSD的额定值。
更新单元20与一个对应表相互作用，该对应表提供根据车辆自从投入使用以来所行驶的公里数k该进气阀能执行的开/关动作的最大次数Nt。然后将最大次数Nt与进气阀开/关动作的实际次数Nr相比较。根据比较的结果更新观察期间Tp和/或决策阈值PSD。
将参照图5更详细地描述更新观察期间Tp和/或决策阈值PSD的方法。
在步骤200，更新单元确定自从车辆投入使用以来进气阀开/关动作的实际次数Nr。该次数Nr尤其可以由车辆的空调计算器提供。
在步骤202，更新单元确定观察期间Tp的额定值和/或决策阈值PSD。步骤200和步骤202可以以任何顺序依次实施或同时实施。
更新单元20然后确定车辆自从投入使用以来的公里数k，并且，当该公里数k是一个周期x的倍数(k＝px，p为整数)时，周期性地执行步骤206至212。
在步骤206，更新单元根据公里数k的值确定进气阀动作的最大次数Nt。该最大次数Nt由对应表提供。该表包括一个用于接收公里数的输入和一个用于给出相应最大次数Nt的输出。
在步骤208，更新单元检验动作的实际次数Nr是否大于或等于动作的最大次数Nt。
当动作的实际次数Nr大于或等于动作的最大次数Nt时，在步骤210，更新单元增加观察期间Tp和/或决策阈值PSD，以便减少进气阀开关动作的次数Nr。
当动作的实际次数Nr小于动作的最大次数Nt时，在步骤212，更新单元减小或保持观察期间Tp和/或决策阀值PSD，以便允许进气阀开关动作的一个更大的次数Nr。
为了避免在座舱内产生水汽，更新单元可以用一些辅助信息来更新观察期间Tp和/或决策阀值PSD，尤其是与湿度、外部空气温度、或内部空气温度相关的信息。
图6是一个曲线图，显示如下信号的演变：信号(b)是一个表示根据状态机类型的现有技术实施的进气阀开关动作的信号；信号(a)是一个表示根据本发明的进气阀的开关动作的信号；信号(c)是一个表示在未来时段ΔTf内不出现期间为Dc的污染选通脉冲的概率P(0)的信号；信号(d)是一个表示污染传感器的信号的可变占空比RC的信号。
图6的曲线图是在如下特殊条件下得到的：
—未来时段的期间Tf＝1秒，以及
—前一时段的期间Tp＝30秒。
我们观察到：根据现有技术的信号(b)的频率高于根据本发明的信号(a)的频率。已经观察到：在这种条件下，现有技术的信号(b)的频率可能大约是本发明的信号(a)的频率的两倍。因此，本发明容许在保证有效监测和控制污染的同时，显著地降低进气阀的开关循环的次数。因此，车辆设备24的驱动装置磨损更慢，乘客感到听觉和温度更舒适。
作为一个非限制性的实例，本发明是参照一个进气阀类型的车辆设备描述的。然而，本发明适用于影响空气质量的其它类型的车辆设备，尤其是接收外部空气流的、并且可以由一个控制信号启动/停止的任何类型的车辆设备，例如光催化类型的空气净化设备，或空气压送器。
本发明也不局限于控制车辆的单独一个设备。本发明可以用于同时控制性质不同的多个车辆设备。
附录A
A1.P(m)＝μm/m！*exp(-μ)
A2.μ＝(Nb/Dc)*Tf/Tp
A3.P(O)＝exp(·(Nb/Dc)·Tf/Tp)

Claims (14)

1.一种用于机动车辆的空气质量监测和控制设备，该设备与一个污染传感器(30)相连接，该传感器(30)用于发送表示被送入车辆的座舱内的空气流的污染等级的信息，所述设备的特征在于还包括：
-存储器(40)，它能够存储与在具有预定期间(Tp)的前一时段中所发生的污染事件相关的数据，以及
-污染预测模块(20)，它用于根据从存储器(40)中的数据中获得的污染事件的数量(Nb)确定在具有预定期间(Tf)的一个未来时段中空气流的污染风险。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于：污染预测模块包括概率计算单元，用于根据污染事件的数量(Nb)计算在所述未来时段(ΔTf)中零污染的概率。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于：污染预测模块适于将零污染概率与预定的决策阈值(PSD)相比较，以便确定在所述未来时段内空气流的污染风险。
4.根据前述权利要求中任意一项的设备，其特征在于：它还包括至少一个影响空气质量的车辆设备(24)和一个管理单元(50)，该管理单元适于根据由预测模块(10)确定的污染风险和/或根据由污染传感器(30)发送的污染信息来调整所述车辆设备的运行。
5.根据权利要求4的设备，其特征在于：该车辆设备是车辆的进气阀(24)，该进气阀(24)具有一个用于将外部空气流送入座舱的“外部空气”位置，和一个用于将再循环空气流送入座舱的“再循环空气”位置。
6.根据权利要求5的设备，其特征在于：污染预测模块(10)适于在污染风险被确定时向管理单元(50)传送一个将进气阀切换至“再循环空气”位置的请求。
7.根据权利要求5的设备，其特征在于：污染预测模块(10)适于在零污染风险时向管理单元(50)传送一个将进气阀切换至“外部空气”位置的请求。
8.根据权利要求5至7的任意一项的设备，其特征在于：它包括一个对应表，该对应表用于根据车辆自从投入使用以来所行驶的公里数来定义阀的开/关动作最大次数(Nt)；它还包括一个更新单元(20)，该更新单元(20)用于根据自从车辆投入使用以来阀的开/关动作次数(Nr)与阀的所述开/关动作最大次数(Nt)的比较结果来调整所述前一时段的期间(Tp)和/或所述决策阈值(PSD)。
9.根据权利要求8的设备，其特征在于：更新单元(20)适于当自从车辆投入使用以来阀的开/关动作次数(Nr)大于阀的所述开/关动作最大次数(Nt)时，授权增加所述前一时段的期间(Tp)和/或所述决策阈值(PSD)。
10.根据权利要求8的设备，其特征在于：更新单元(20)适于当自从车辆投入使用以来阀的开/关动作次数(Nr)小于或等于阀的所述开/关动作最大次数(Nt)时，减小或保持所述前一时段的期间和/或所述决策阈值(PSD)。
11.根据权利要求5至10的任意一项的设备，其特征在于：车辆设备的管理单元(50)适于：每当进气阀切换到“再循环空气”位置时，触发以再循环空气状态经历的时间(Trec)的倒计数，并且，一旦再循环空气状态经历的时间(Trec)长于或等于选定的、表示空气再循环最长时间的阀值(Trec_max)，则车辆设备的管理单元(50)使进气阀切换到“外部空气”位置并保持一个选定的最短期间(Text_min)。
12.一种用于装备有污染传感器(30)的机动车辆的空气质量监测和控制方法，该污染传感器(30)用于发送表示被送入车辆的座舱内的空气流的污染等级的信息，所述方法的特征在于包括如下步骤：
a)定期地存储与在具有预定期间(Tp)的前一时段中发生的污染事件相关的数据；
b)根据从所存储的数据中获得的污染事件数量(Nb)，确定在具有预定期间(Tf)的一个未来时段中的空气流的污染风险。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于包括如下步骤：
-将零污染概率与一个预定的决策阈值(PSD)相比较，以便确定在所述未来时段内空气流的污染风险。
-当该零污染概率明显小于所述决策阈值(PSD)时，确定有污染风险。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于：根据在步骤b)中确定的污染风险和/或根据污染传感器(30)所发送的污染信息，调整影响空气质量的车辆设备(24)的运行。
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