CN202870058U - 一种空气质量传感器及汽车空调控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于汽车传感器领域，提供了一种空气质量传感器和汽车空调控制系统，其中所述空气质量传感器包括第一气体敏感元件和第二气体敏感元件，所述第一气体敏感元件和第二气体敏感元件连接有调整电路，所述调整电路的输出端还连接有微处理器，所述微处理器用于根据从调整电路的输出端检测到的电压对应输出脉冲宽度调制信号。本实用新型提供的空气质量传感器可同时探测汽油尾气和柴油尾气，能够根据不同浓度的一氧化碳和氮氧化合物输出对应的脉冲宽度调制信号，使得可以自动灵活调整汽车空调的外循环进风口大小以及空调的工作模式，整个控制过程不受人为控制，能够尽量保证车内的空气处于良好状态，使得汽车尾气污染对人体的影响降到最低。

Description

一种空气质量传感器及汽车空调控制系统

技术领域

本实用新型属于汽车传感器领域，尤其涉及一种空气质量传感器及汽车空调控制系统。

背景技术

随着人们生活水平逐渐提高，汽车已经走入了千家万户，汽车给我们的生活带来诸多便利，但是汽车尾气污染是用户无法避免的问题，汽车尾气中污染气体主要有一氧化碳和氮氧化合物气体。汽油车燃烧时排放的还原性气体一氧化碳，柴油机燃烧时排放的氧化性气体二氧化氮等氮氧化合物。氮氧化合物有毒且会致癌，它与水汽发生反应形成硝酸，可以破坏黏膜并损伤免疫力，经常接触氮氧化合物会减少黏膜厚度且降低其保护功能。一氧化碳对于人体来说是危险的，由于人无法闻到一氧化碳，而一氧化碳会与血色素发生反应且会阻碍其载氧功能，这种损害过程是不可逆的。

现有的汽车空调系统中，主要是通过司机手动调整空调的工作模式，但由驾驶员在开车的同时，很可能不会注意到车内的空气状况，不知道自己的健康处于危险之中，严重时还会影响到司机的驾车状态，容易出现危险情况。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种空气质量传感器和汽车空调控制系统，旨在解决现有的汽车空调无法根据当前的空气污染状况自动调整空调工作模式的技术问题。

一方面，所述空气质量传感器包括：用于检测一氧化碳的第一气体敏感元件和用于检测氮氧化合物的第二气体敏感元件，所述第一气体敏感元件和第二气体敏感元件连接有调整电路，所述调整电路的输出端还连接有微处理器，所述微处理器用于根据从调整电路的输出端检测到的电压对应输出脉冲宽度调制信号。

另一方面，所述汽车空调控制系统包括所述空气质量传感器以及控制汽车空调工作状态的空调控制单元，所述空气质量传感器的脉冲处理电路连接到所述空调控制单元，所述空调控制单元用于根据接收到的脉冲宽度调制信号识别出当前的空气污染状态，并对应控制汽车空调的外循环进风口大小及工作模式。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的空气质量传感器可同时探测汽油车尾气污染物和柴油车尾气污染物，能够根据不同浓度的一氧化碳和氮氧化合物输出对应的脉冲宽度调制信号，汽车空调控制系统中的空调控制单元接收到所述脉冲宽度调制信号，根据所述脉冲宽度调制信号的占空比对调整汽车空调的外循环进风口以及空调的工作模式，这整个控制过程不受人为控制，能够尽量保证车内的空气处于良好状态，使得汽车尾气污染对人体的影响降到最低。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种空气质量传感器的电路结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种空气质量传感器的外观结构；

图3是本实用新型实施例提供的汽车空调控制系统的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种空气质量传感器的电路结构，为了便于说明仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

本实施例示出了空气质量传感器一种电路结构，具体包括用于检测一氧化碳的第一气体敏感元件11和用于检测氮氧化合物的第二气体敏感元件12，所述第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12连接有调整电路13，所述调整电路13的输出端还连接有微处理器14，所述微处理器14用于根据从调整电路13的输出端检测到的电压对应输出脉冲宽度调制信号。

本实施例中的第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12为独立的电阻式气体敏感元件，分别用于检测一氧化碳和氮氧化合物，所述气体敏感元件是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器，具体的，污染气体的浓度不同，其对应的气体敏感元件的感知电阻就会对应发生变化，作为一种实现方式，第一气体敏感元件11的感知电阻随一氧化碳浓度增加单调减小，第二气体敏感元件12的感知电阻随氮氧化合物浓度增加单调增加，因此在本实施例中，可以根据第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12的感知电阻的大小可以识别出当前的空气大致的污染状况。本实施例中，通过调整电路13和微处理器14实现所述功能，其中所述调整电路13用于所述第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12进行电路匹配，将感知电阻值转换成不同的电压输入到微处理器14，本实施例不具体限定所述调整电路13的结构，比如可以是分压电路或是电阻检测电路，根据不同的感知电阻值输出不同的电压值。需要说明的是，本实施例中所述第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12工作相互独立，互不影响，所述调整电路13由两个子电路构成，分别用于匹配所述两个气体敏感元件，所述微处理器14包括模数转换器以及一个脉冲调制输出模块，所述微处理器14中保存有电压值与空气污染状态的映射关系，微处理器14中运行的程序能够根据接收到的电压值的大小判断出当前空气的污染状态，微处理器14再根据空气污染输出对应的脉冲宽度调制信号。比如作为一种可实现方式，当空气无污染时，输出的脉冲宽度调制信号的脉冲周期为10ms，脉冲宽度1.5ms（即15%占空比）；当空气轻度污染时，输出的脉冲宽度调制信号的脉冲周期为10ms，脉冲宽度3.0ms（即30%占空比）；当空气中度污染时，输出的脉冲宽度调制信号的脉冲周期为10ms，脉冲宽度5.0ms（即50%占空比）；当空气严重污染时，输出的脉冲宽度调制信号的脉冲周期为10ms，脉冲宽度7.0ms（即70%占空比）。

本实施例能够实现不同浓度的一氧化碳和氮氧化合物输出对应的脉冲宽度调制信号，使得能够根据不同的脉冲宽度调制信号对应调整汽车空调的工作模式，比如由进气外循环模式切换成内循环模式，在进气外循环模式中还可以进一步调整空调外循环进风口的风门大小，控制外部空气的进入量，达到了自动控制的目的。此外，由于本实施例提供的空气质量传感器输出的是脉冲宽度调制信号，系统抗干扰能力强，保证了空气质量传感器工作的稳定性。

在实际应用中，在选取第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12时，这些体敏感元件可能需要在预定温度下才能稳定工作，发挥出检查气体的敏感特性，因此作为一种优选的实施方式，本优选实施例还包括加热控制电路15，所述加热控制电路15连接在微处理器14和所述第一气体敏感元件11、第二气体敏感元件12之间，加热控制电路15在微处理器14的控制下，给所述第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12进行加热，使得气体敏感元件能够正常稳定工作，保证了空气质量传感器的质量。在另一方面，为了使得空气质量传感器输出的脉冲宽度调制信号幅度更高，抗干扰能力更强，作为本实施例的一种优选的实施方式，所述微处理器14的脉冲宽度调制信号输出端还连接有脉冲处理电路16，具体的，该脉冲处理电路16主要包括一三级管，微处理器14的输出端通过第一电阻连接到三极管的基极，且基极和发射极之间连接有第二电阻，所述发射极接地，集电极通过第三电阻上拉到5V电源，所述集电极通过一第四电阻输出，在脉冲处理电路16输入脉冲宽度调制信号时，其输出端输出幅值为5V的脉冲宽度调制信号，这样就可以增强空气质量传感器的抗噪性能。

至此，本实施例及其优选实施方式列出了空气质量传感器的电路结构，在具体应用时，空气质量传感器置于汽车空调的外循环进风口处，下面列出空气质量传感器的一种具体的外观结构，参照图2，所述空气质量传感器包括一壳体2，所述壳体2内置有电路板1，前述的第一气体敏感元件11、第二气体敏感元件12、调整电路13、微处理器14、加热控制电路15和脉冲处理电路16均位于所述电路板1上，所述壳体2的一侧还设有3根连接到所述电路板上的插针3，其中两根插针分别连接到所述电路板1上的电源输入端和接地端，另一插针连接到脉冲处理电路16的信号输出端。具体使用时，将空气质量传感器置于汽车空调外循环进风口，空气质量传感器能够根据不同浓度的一氧化碳和氮氧化合物的浓度从所述其中的一个插针管脚输出脉冲宽度调制信号，汽车的空调控制系统根据所述脉冲宽度调制信号调整工作模式以及外循环进风口的大小。

进一步作为优选的实施方式，所述壳体2的前端、靠近所述第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12处还设有盖板4，所述盖板4内侧还设有过滤网5。所述盖板4固定住所述过滤网5，本优选实施例中，所述过滤网5设计具有透气性，允许外界空气不受限制的快速到达所述第一气体敏感元件11和第二气体敏感元件12，提高测量的灵敏度，同时又充分阻挡较大颗粒的物的进入，从而保护气体敏感元件不受潮气、杂质、灰尘颗的侵害，影响测量效果和传感器的使用寿命。

为了方便安装，进一步作为优选的实施方式，所述壳体2的外部还设有固定卡扣6，通过所述固定卡扣6可以将所述空气质量传感器卡接固定在汽车的空调外循环进风口处。

最后，本实施例还提供了一种汽车空调控制系统，如图3所示，包括前述实施例所述的空气质量传感器以及控制汽车空调工作状态的空调控制单元7，所述空气质量传感器的脉冲处理电路16通过与之连接的插针连接到所述空调控制单元7，所述空调控制单元7用于根据接收到的脉冲宽度调制信号识别出当前的空气污染状态，并对应控制汽车空调的外循环进风口大小及工作模式。

这里具体实现时，将所述空气质量传感器直接插在汽车空调外循环进风口的卡座处，并且将插针插在信号插座上，其中两个插针为12V电源信号和接地信号，另一插针连接到空调单元7，所述空调单元7接收到脉冲宽度调制信号后，识别出对应的空气污染状态，包括无污染、轻度污染、中度污染和严重污染等，并控制汽车空调系统进入对应的工作模式。比如在识别出当前空气为严重污染时，将汽车空调通风系统的进气外循环模式切换成内循环模式，在其他空气污染状态时仍然处于外循环模式，但仍需根据不同的空气污染状态调整空调外循环进风口风门开度大小，当为无污染时，控制空调外循环进风口全开，当为轻度污染、中度污染时，逐步减小外循环进风口的开度大小，直至到严重污染时，关闭外循环进风口，由进气外循环模式切换成内循环模式。

通过使用本实用新型，在空气质量不佳时减小空调外循环进风口开度大小，甚至关闭外循环进风口进入内循环模式，当空气质量转好时，自动逐步打开空调外循环进风口，避免了司机因为忘记重新打开外循环进风口而产生的一系列安全隐患，比如车窗上成雾导致能见度降低或车厢内氧气浓度下降而使驾驶者产生睡意等等。本实用新型可以为人们提供健康、安全和舒适的环境，亦可极大地延长车厢空气过滤器的寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种空气质量传感器，其特征在于，所述空气质量传感器包括：用于检测一氧化碳的第一气体敏感元件（11）和用于检测氮氧化合物的第二气体敏感元件（12），所述第一气体敏感元件（11）和第二气体敏感元件（12）连接有调整电路（13），所述调整电路（13）的输出端还连接有微处理器（14），所述微处理器（14）用于根据从调整电路（13）的输出端检测到的电压对应输出脉冲宽度调制信号。

2.如权利要求1所述空气质量传感器，其特征在于，所述微处理器（14）与所述第一气体敏感元件（11）和第二气体敏感元件（12）之间还设有加热控制电路（15），所述加热控制电路（15）用于接收从微处理器（14）输出的控制信号，并将所述第一气体敏感元件（11）和第二气体敏感元件（12）加热到预定的工作温度。

3.如权利要求2所述空气质量传感器，其特征在于，所述微处理器（14）的脉冲宽度调制信号输出端还连接有脉冲处理电路（16）。

4.如权利要求3所述空气质量传感器，其特征在于，所述第一气体敏感元件（11）、第二气体敏感元件（12）、调整电路（13）、微处理器（14）、加热控制电路（15）和脉冲处理电路（16）均位于一块电路板（1）上，所述电路板（1）位于一壳体（2）中，所述壳体（2）的一侧还设有3根连接到所述电路板上的插针（3），其中两根插针分别连接到所述电路板（1）上的电源输入端和接地端，另一插针连接到脉冲处理电路（16）的信号输出端。

5.如权利要求4所述空气质量传感器，其特征在于，所述壳体（2）的前端、靠近所述第一气体敏感元件（11）和第二气体敏感元件（12）处还设有盖板（4），所述盖板（4）内侧还设有过滤网（5）。

6.如权利要求4或5所述空气质量传感器，其特征在于，所述壳体（2）的外部还设有固定卡扣（6），用于将所述空气质量传感器卡接固定在汽车的空调外循环进风口处。

7.一种汽车空调控制系统，其特种在于，所述汽车空调控制系统包括如权利要求6所述的空气质量传感器以及控制汽车空调工作状态的空调控制单元（7），所述空气质量传感器的脉冲处理电路（16）通过与之连接的插针连接到所述空调控制单元（7），所述空调控制单元（7）用于根据接收到的脉冲宽度调制信号识别出当前的空气污染状态，并对应控制汽车空调的外循环进风口大小及工作模式。

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