车内实时空气自动调节系统及其工作过程的制作方法

本发明属于车内空气调控领域，具体为车内实时空气自动调节系统及其工作过程。

背景技术：

随着社会的快速发展，汽车的普及给人们带来了极大的便利，人们在车内花费的时间也越来越长。车内空间的封闭性和不流畅性，会增加驾驶员及乘客的疲劳感，存在一定的安全隐患。因此，空调系统成为了提高舒适度和安全性的重要途径之一。

研究表明，汽车乘员舱内人体的热舒适性主要取决于车室内空气温度、车内空气的相对湿度、车内空气流动风量与质量。传统的空调设计中，存在如下问题：1.出风口单一且面积较小，导致车室内水平层的温度分布不均匀。2.自然风是为了满足室内乘员呼吸及降低co2等有害气体的含量向车内输入的新鲜空气。自然风按照人体卫生标准的需要定为20-40m/h。人在关闭车窗的情况下，车内自然风风主要从雨刮槽进风口处获取，其无法满足室内成员的需求。而打开车窗又会降低制冷/热效果，影响驾乘人员的舒适性。3.驾驶员需要手动调节空调系统，无法根据环境变化做出实时调整。因此，如何在空调制冷能力不变的条件下，通过结构优化设计和自动化控制来尽可能满足汽车内部人体的热舒适性问题越来越受到关注。

技术实现要素：

本发明提供一种车内实时空气自动调节系统，其通过对温湿度和空气端口的自动控制，使车室内空气的温湿度、风量、流向符合人体需求，进一步完善空调系统的功能。

为实现上述技术目的，本发明采取的具体技术方案为，车内实时空气自动调节系统，包括气象检测装置、空气调节装置、控制装置以及终端显示屏；气象检测装置有两个，分别设于车内与车外，用于采集气象信息，并将采集的信息传递于终端显示屏与控制装置；气象检测装置包括用于检测温度与湿度的温湿度传感器、与用于检测风速风向的风速风向检测仪；

终端显示屏用于显示所接收的信息；

空气调节装置设于车内，能实现车内制冷、制热与换气；

控制装置设于车体中，包括单片机，用于接收气象检测装置传递的信息，并根据接收的信息控制空气调节装置进行制冷、制热或者换气。

作为本发明改进的技术方案，空气调节装置包括车内循环进气口、车外循环进气口、空气通道控制闸、自然风进气口、内外循环风门、自然风风门、鼓风机、蒸发器、暖风芯体、冷热风门、控制自然风风门、空气通道以及吹风口；车内循环进气口、车外循环进气口与自然风进气口均设于车体上；吹风口设于车体上连通于车内空气；空气通道的一端能与车内循环进气口、车外循环进气口或自然风进气口门连通，另一端能与冷热风门或控制自然风风门连通；冷热风门与控制自然风风门均能与吹风口连通，暖风芯体位于冷热风门与吹风口之间；蒸发器与鼓风机均位于空气通道中，并且蒸发器临近于内外循环风门、鼓风机临近车内循环进气口；内外循环风门设于车内循环进气口处，实现开启车内循环进气口或车外循环进气口；自然风风门设于自然风进气口处，实现控制自然风进气口的开启/关闭；其中，车外循环进气口、内外循环风门、空气通道、鼓风机、冷热风门、蒸发器与吹风口能形成空气调节模块的制冷模式；车内循环进气口、车外循环进气口、内外循环风门、空气通道、鼓风机、暖风芯片、冷热风门与吹风口能形成空气调节模块的制热模式；自然风进气口、空气通道、鼓风机、控制自然风风门与吹风口能实现空气调节模块的换气模式；空气通道控制闸设于空气通道中，能实现控制气体流量。。

作为本发明改进的技术方案，吹风口包括设于车体上并向下吹风的脚风门、设于车体上并向左边吹风的左风门、设于车体上并向右边吹风的右风门、以及设于车体中部的中风门。

本发明的另一目的在于提供车内实时空气自动调节系统的工作过程，包括如下步骤，设定单片机初始参数，温度范围t-t′℃、湿度范围φ-φ′rh％、人均风量范围20-40m/h、风速范围v-v′m/s；

设于室内的温湿度传感器检测的温度为t1℃、相对湿度φ1rh％；室内风速风向检测仪检测的风量l1m/h、风速v1m/s；设于室外的温湿度传感器检测的温度为t2℃、相对湿度φ2rh％；

比较t1是否在命令区间t-t′内，φ1是否在相对湿度命令区间φ-φ′内，若是，则空气调节装置不工作；若t1小于t，比较t2是否在t-t′内，若t2在t-t′内则空气调节模块开启换气模式，若t2小于t或大于t′则空气调节模块制热；若t1大于t′，比较t2是否在t-t′内，若t2在t-t′内则空气调节模块开启换气模式，若t2小于t或大于t′则空气调节模块制冷；

若φ1小于φ，比较φ2在φ-φ′内，若φ2大于φ则空气调节模块开启换气模式，若φ2大于φ′则空气调节模块制冷；若φ2大于φ′，比较φ2是否在φ-φ′内，若φ2在φ-φ′内则空气调节模块开启换气模式，若φ2小于φ或大于φ′则空气调节模块制冷；

若l1小于20m/h或大于40m/h，v1小于v或大于v′，则空气调节模块开启换气模式。

作为本发明改进的技术方案，单片机接收气象检测装置传递信息的频率为0.5s/次。

根据权利要求4所述的车内实时空气自动调节系统的工作过程，其特征在于，若t1小于t，t2小于t，则连通车内循环进气口、空气通道、鼓风机、暖风芯片、冷热风门与吹风口，空气调节模块开启制热模式；t2大于t′则车外循环进气口、空气通道、鼓风机、暖风芯片、冷热风门与吹风口连通，空气调节模块开启制热模式。

有益效果

本发明的技术方案实现实时采集车内的温湿度与通风速度/风量，实现了实时控制温湿度的功能，并增强控制效果，更好满足车室内环境需求；同时，保证车内气体流速与空气流量不仅实现了增氧效果，给室内送入了自然风，还实现了对风速的控制。

综上，本发明的技术方案使车室内空气的温湿度、风量、符合人体需求，有效提高车内舒适度。

附图说明

图1现有技术车辆空气调节装置结构示意图；

图2本申请中车内空气调节装置结构示意图；

图2中，1、车内循环进气口；2、车外循环进气口；3、自然风进气口；4、内外循环风门；5、自然风风门；6、鼓风机；7、蒸发器；8、冷热风门；9、控制自然风风门；10、暖风芯体；11、脚风门；12、左风门；13、中风门；14、右风门；15、空气通道；16、空气通道控制闸。

具体实施方式

下面结合附图与实施例更详细的解释本发明的技术方案。

车内实时空气自动调节系统，包括气象检测装置、空气调节装置、控制装置以及终端显示屏；气象检测装置有两个，分别设于车内与车外，用于采集气象信息，并将采集的信息传递于终端显示屏与控制装置；气象检测装置包括用于检测温度与湿度的温湿度传感器、与用于检测风速风向的风速风向检测仪；终端显示屏用于显示接收室内室外气象信息；

如图2所示，空气调节装置设于车内，能实现车内制冷、制热与换气；

控制装置设于车体中，包括单片机，用于接收气象检测装置传递的信息，并根据接收的信息控制空气调节装置进行制冷、制热或者换气。

空气调节装置(也为现有技术中空调装置)分为空气进气段、空气处理段与空气分配段；

空气进气段主要设有的有车内循环进气口1、车外循环进气口2、自然风进气口3、内外循环风门4、自然风风门5；内外循环风门4安装于车内循环进气口1处，实现控制选择开启车内循环进气口1或车外循环进气口2；自然风风门5安装于自然风进气口3，实现控制开启自然风进气口3；

空气处理段设有鼓风机6、蒸发器7、暖风芯体10、冷热风门8、控制自然风风门9、空气通道15、空气通道15控制闸门；

空气分配段设有出风口，具体为设于车体上并向下吹风的脚风门11、设于车体上并向左边吹风的左风门12、设于车体上并向右边吹风的右风门14、以及设于车体中部的中风门13；当气体进入空气分配段时，通过不同的风门进入车室内，优选的每一个风门装有风速传感装置用以实时监测车内不同位置处的空气流速流向，系统根据此位置的监测值控制自然风通道闸门与所在位置的风门，实现对指定区域空气的调整。

在使用时，先设定单片机初始参数，温度范围t-t′℃、湿度范围φ-φ′rh％、人均风量范围20-40m/h、风速范围v-v′m/s；

设于室内的温湿度传感器检测的温度为t1℃、相对湿度φ1rh％；室内风速风向检测仪检测的风量l1m/h、风速v1m/s；设于室外的温湿度传感器检测的温度为t2℃、相对湿度φ2rh％；

比较t1是否在命令区间t-t′内，ф1是否在相对湿度命令区间φ-φ′内，若是，则空气调节装置不工作；若t1小于t，比较t2是否在t-t′内，若t2在t-t′内则空气调节模块开启换气模式，也就是连通自然风进气口3、空气通道15、鼓风机6、控制自然风风门9与吹风口，实现空气调节模块开启换气模式；若t2小于t，则连通车内循环进气口1、空气通道15、鼓风机6、暖风芯片、冷热风门8与吹风口，空气调节模块开启制热模式；t2大于t′则车外循环进气口2、空气通道15、鼓风机6、暖风芯片、冷热风门8与吹风口连通，空气调节模块开启制热模式；

若t1大于t′，比较t2是否在t-t′内，若t2在t-t′内则空气调节模块开启换气模式；若t2小于t，车外循环进气口2、空气通道15、鼓风机6、冷热风门8、蒸发器7与吹风口连通，空气调节模块开启制冷模式；t2大于t′，车外循环进气口2、空气通道15、鼓风机6、冷热风门8、蒸发器7与吹风口连通，空气调节模块开启制冷模式；

若φ1小于φ，比较φ2是否在φ-φ′内，若φ2大于φ则空气调节模块开启换气模式，连通自然风进气口3、空气通道15、鼓风机6、控制自然风风门9与吹风口，实现空气调节模块开启换气模式；

若φ2大于φ′则空气调节模块制冷；若φ2大于φ′，比较φ2是否在φ-φ′内，若φ2在φ-φ′内则连通自然风进气口3、空气通道15、鼓风机6、控制自然风风门9与吹风口，实现空气调节模块开启换气模式；

若φ2小于φ或大于φ′则车外循环进气口2、空气通道15、鼓风机6、冷热风门8、蒸发器7与吹风口连通，空气调节模块开启制冷模式；

若l1小于20m/h或大于40m/h，v1小于v或大于v′，则空气调节模块开启换气模式，自然风进气口3、空气通道15、鼓风机6、控制自然风风门9与吹风口，实现空气调节模块开启换气模式。

同时在开启换气模式时，必须开启空气通道控制闸16，目的在于控制气体流量。其工作原理如下，打开自然风通道，鼓风机6以当前速度自然转动，自然风进入空气通道15内，调节风速时，根据风速传感器调整鼓风机6转速，与此同时，系统通过调节空气通道控制闸16，以调整通道内自然风流量，通过对鼓风机6转速的控制与自然风通道内自然风的控制，将自然风按照人体卫生标准的需要控制在每人20-40m/h，以增加舒适度与流畅感。

在上述过程中，根据实时气象环境，选择不同的模式，或者在选择相同模式下连通不同通道，实现节能以及提高车内空气质量的目的。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。