车载空气净化器的制作方法

本发明实施例涉及空气净化技术，尤其涉及一种车载空气净化器。

背景技术：

随着生活水平的提高，越来越多的家庭都拥有私家汽车，汽车的使用越来越广泛。然而，由于汽车内部较为狭窄，空间的利用率低，且大多数情况下车窗、门都处于关闭状态，空气不流通容易产生细菌、异味等，大大降低了车内空气的质量，如果仅靠在行驶途中打开车窗使用外循环来净化车内空气，车外不良气体、浮尘等容易进入车内，并且无法清除车内狭小空间中的有害物质，不但对人体健康造成危害，而且降低了用户体验以及驾乘过程中的舒适性。

技术实现要素：

本发明提供一种车载空气净化器，以实现提高车内空间利用率，自动净化车内空气，除去车内异味和有害物质，减少车内有害气体对人体的危害，提升用户体验以及驾乘过程中的舒适性。

本发明实施例提供了一种车载空气净化器，该车载空气净化器包括：覆皮上盖、中壳体、连接件、滤芯盖板、出风管道、出风格栅、滤芯、鼓风机、空气质量传感器、微动开关、开关控制板、控制电路板和车规连接器；

其中，所述滤芯固定于所述滤芯盖板和所述中壳体之间；所述中壳体包括入风格栅，所述覆皮上盖的边缘与所述中壳体的边缘相对接，所述入风格栅与所述滤芯盖板及所述中壳体形成的腔室连通，所述空气质量传感器设置于所述入风格栅处；所述中壳体上设置有第一通孔，所述鼓风机固定于所述覆皮上盖和所述中壳体之间，所述鼓风机包括吸风口和排风口，所述吸风口和所述滤芯设置在所述第一通孔的两侧且相对设置，所述排风口与所述出风管道连接，所述出风格栅设置于所述出风管道的出风口；所述微动开关设置于所述中壳体，且当拆下所述滤芯盖板时所述微动开关弹起；所述开关控制板设置于所述出风管道上方；所述控制电路板上的控制器分别与所述空气质量传感器、所述鼓风机、所述微动开关、所述开关控制板和所述车规连接器电连接，所述车载空气净化器通过所述车规连接器与汽车通信连接；

所述连接件与所述中壳体连接，所述车载空气净化器通过所述连接件连接汽车的扶手箱，所述车载空气净化器作为所述扶手箱的盖体。

可选的，所述开关控制板包括至少一个物理按键和至少一个指示灯，所述车载空气净化器还包括外壳体，所述外壳体上设置有按键区，所述外壳体覆盖所述开关控制板，且所述物理按键和所述指示灯设置于所述按键区，所述外壳体边缘分别与所述覆皮上盖边缘和所述出风格栅边缘完全对接且固定。

可选的，所述中壳体的一侧形成有第一凹槽，所述滤芯卡接于所述第一凹槽中。

可选的，所述控制电路板固定于所述中壳体靠近所述鼓风机的一侧。

可选的，所述鼓风机固定于所述中壳体上，所述滤芯盖板边缘与所述中壳体底面完全对接且固定。

可选的，所述中壳体上设置有第二通孔，所述滤芯盖板内侧设置有触件，所述微动开关设置于所述第二通孔，所述滤芯盖板与所述中壳体连接时所述微动开关的传动杆与所述触件相接触。

可选的，所述连接件包括第二凹槽，所述车规连接器通过所述第二凹槽设置于所述中壳体的外部。

可选的，所述连接件包括铰链，所述连接件通过所述铰链连接所述扶手箱。

可选的，所述车载空气净化器还包括负离子发生器，所述负离子发生器与所述控制器电连接，所述负离子发生器固定于所述中壳体上，且所述负离子发生器的负离子释放端贯穿所述出风管道的管壳并置于所述出风管道中。

可选的，所述空气质量传感器为红外传感器。

本发明实施例提供的车载空气净化器，包括：覆皮上盖、中壳体、连接件、滤芯盖板、出风管道、出风格栅、滤芯、鼓风机、空气质量传感器、微动开关、开关控制板、控制电路板和车规连接器，通过鼓风机循环车内空气，通过空气质量传感器检测空气质量，使车内空气经由滤芯过滤并通过出风管道和出风格栅排出，通过微动开关检测滤芯盖板的状态，通过开关控制板选择车载空气净化器的工作状态，通过控制电路板上的控制器控制空气质量传感器和鼓风机，通过车规连接器连接车载空气净化器和汽车，使得用户能够通过汽车控制车载空气净化器的工作状态，通过连接件将车载空气净化器设置于扶手箱，作为扶手箱的盖体，节省了车内空间，解决了通过车窗和外界空气循环车内空气造成的不良气体进入车内并危害人体健康，以及车内空间狭小造成的有害物质无法清除的问题，达到了充分利用车内空间，自动改善车内空气质量，除菌杀毒、清除异味的效果。

附图说明

图1是本发明实施例中提供的一种车载空气净化器的结构示意图；

图2是本发明实施例中提供的另一种车载空气净化器的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例中提供的另一种车载空气净化器的结构示意图；

图4是本发明实施例中提供的另一种车载空气净化器的结构示意图；

图5是本发明实施例中提供的一种微动开关电路的结构示意图；

图6是本发明实施例中提供的一种负离子发生器的控制电路的结构示意图；

图7是本发明实施例中提供的一种分压电路的结构示意图；

图8是本发明实施例中提供的一种输入电压检测电路的结构示意图；

图9是本发明实施例中提供的一种总线收发电路的结构示意图；

图10是本发明实施例中提供的一种输入电源控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种车载空气净化器的结构示意图，具体为车载空气净化器一侧的爆炸视图，本实施例可适用于在汽车内部设置该车载空气净化器以改善车内空气质量的情况，如图1所示，该车载空气净化器包括：覆皮上盖1、中壳体2、连接件3、滤芯盖板4、出风管道5、出风格栅6、滤芯7、鼓风机8、空气质量传感器9、微动开关10、开关控制板11、控制电路板12和车规连接器13。

图2为本发明实施例提供的一种车载空气净化器的剖面结构示意图，具体为图1所示的车载空气净化器组装之后一侧的剖面视图；图3为本发明实施例提供的另一种车载空气净化器的结构示意图，具体为图1所示的车载空气净化器组装之后一侧的视图；图4为本发明实施例提供的另一种车载空气净化器的结构示意图，具体为图1所示的车载空气净化器组装之后另一侧的视图。如图1-4所示，其中，滤芯7固定于滤芯盖板4和中壳体2之间；中壳体2包括入风格栅21，覆皮上盖1的边缘与中壳体2的边缘相对接，入风格栅21与滤芯盖板4及中壳体2形成的腔室连通，空气质量传感器9设置于入风格栅21处；中壳体2上设置有第一通孔22，鼓风机8固定于覆皮上盖1和中壳体2之间，鼓风机8包括吸风口81和排风口82，吸风口81和滤芯7设置在第一通孔22的两侧且相对设置，排风口82与出风管道5连接，出风格栅6设置于出风管道5的出风口；微动开关10设置于中壳体2，且当拆下滤芯盖板4时微动开关10弹起；开关控制板11设置于出风管道5上方；控制电路板12上的控制器分别与空气质量传感器9、鼓风机8、微动开关10、开关控制板11和车规连接器13电连接，车载空气净化器通过车规连接器13与汽车通信连接。

连接件3与中壳体2连接，车载空气净化器通过连接件3连接汽车的扶手箱，车载空气净化器作为扶手箱的盖体。

具体的，参考图1-4，滤芯7用于过滤空气；空气质量传感器9用于检测空气质量，具体可以检测车内空气中的细颗粒物、苯、甲醛、一氧化碳、碳氢化合物、二氧化硫等有害气体或物质的含量，中壳体2上第一通孔22的尺寸可以与鼓风机8的吸风口81的尺寸相匹配，排风口82的尺寸可以与出风管道5一侧的出风口的尺寸相匹配，出风管道5另一侧出风口的尺寸与出风格栅6的尺寸相匹配，鼓风机8开启后可以引起空气流动，经由吸风口81(参见图2)吸入流进该车载空气净化器的空气，经由排风口82排出空气，微动开关10用于检测滤芯盖板4的状态，在拆卸滤芯盖板4更换滤芯7时，微动开关10弹起，同时，控制电路板12上的控制器能够根据检测到的微动开关10输出信号的变化控制鼓风机8停止工作，以免伤害用户，用户可以通过开关控制板11控制该车载空气净化器的工作状态，控制电路板12用于通过控制器控制空气质量传感器9和鼓风机8，该车载空气净化器能够通过车规连接器13与汽车通信连接，具体可以与汽车建立can总线通讯或lin总线通讯等，使得用户能够通过汽车内部的硬件设施等向该车载空气净化器的控制电路板12传输控制信号，以控制该车载空气净化器的工作状态。

本发明实施例提供的车载空气净化器可以应用在新车开发阶段导入车内使用，也可以应用在后续车内改装使用，示例性的，可以作为盖体安装在汽车主驾驶和副驾驶之间的掀盖式扶手箱上，静置时可以用于净化车内空气，掀起后用户可以在扶手箱中存放物品。

示例性的，参考图1-4，该车载空气净化器的工作原理为：汽车启动后，用户可以选择该车载空气净化器处于自动挡或手动挡的工作状态，手动挡工作状态下，用户可以通过开关控制板11或通过车内的物理按键以及中控显示屏的虚拟按键手动选择开启或关闭该车载空气净化器，以及鼓风机8的工作档位，以根据用户需求净化车内空气；自动挡工作状态下，用户开启该车载空气净化器后，鼓风机8开始工作，通过吸风口81吸风，使得车内空气通过入风格栅21进入，流经入风格栅21与滤芯盖板4及中壳体2形成的腔室(参见图2)，使空气经过滤芯7净化后进入吸风口81并通过排风口82排出，再经由出风管道5和出风格栅6排出，同时，空气质量传感器9实时检测流入入风格栅21的空气质量，生成空气质量信号并输出至控制电路板12，控制电路板12中的控制器可以根据接收的空气质量信号生成鼓风机档位调节信号，使得控制器能够根据空气质量的好坏调节鼓风机8工作档位的大小，例如，当空气质量较差时，调大鼓风机8的工作档位，当空气质量较好时，调低鼓风机8的工作档位，以自动根据空气质量调节工作状态，不断循环改善车内空气，同时空气质量传感器9生成的空气质量信号还可以通过控制电路板12和车规连接器13输出至中控显示屏，以实时显示车内空气质量指数。

本发明实施例提供的车载空气净化器，包括：覆皮上盖、中壳体、连接件、滤芯盖板、出风管道、出风格栅、滤芯、鼓风机、空气质量传感器、微动开关、开关控制板、控制电路板和车规连接器，通过鼓风机循环车内空气，通过空气质量传感器检测空气质量，使车内空气经由滤芯过滤并通过出风管道和出风格栅排出，通过微动开关检测滤芯盖板的状态，通过开关控制板选择车载空气净化器的工作状态，通过控制电路板上的控制器控制空气质量传感器和鼓风机，通过车规连接器连接车载空气净化器和汽车，使得用户能够通过汽车控制车载空气净化器的工作状态，通过连接件将车载空气净化器设置于扶手箱，作为扶手箱的盖体，节省了车内空间，解决了通过车窗和外界空气循环车内空气造成的不良气体进入车内并危害人体健康，以及车内空间狭小造成的有害物质无法清除的问题，达到了充分利用车内空间，自动改善车内空气质量，除菌杀毒、清除异味的效果。

可选的，如图1-3所示，开关控制板11包括至少一个物理按键(图中未示出)和至少一个指示灯(图中未示出)，车载空气净化器还包括外壳体14，外壳体14上设置有按键区141，外壳体14覆盖开关控制板11，且物理按键和指示灯设置于按键区141，外壳体14边缘分别与覆皮上盖1边缘和出风格栅6边缘完全对接且固定。

示例性的，开关控制板11可以包括多个物理按键，例如：电源键、工作模式选择键和鼓风机档位选择键等，用户可以通过电源键开启或关闭该车载空气净化器，通过工作模式选择键选择该车载空气净化器工作于自动挡状态，通过鼓风机档位选择键选择鼓风机的工作档位；开关控制板11可以包括多个指示灯，具体可以是发光二极管(lightemittingdiode，led)指示灯，控制电路板12的控制器可以根据接收的空气质量信号生成指示灯控制信号，并输出至开关控制板11中的led指示灯，使得led指示灯能够根据空气质量的好坏显示不同的颜色，从而提示用户车内空气质量情况；物理按键和指示灯均设置于按键区141，方便用户的操作与控制。

可选的，参考图1-2，中壳体2的一侧形成有第一凹槽23(参见图2)，滤芯7卡接于第一凹槽23中。示例性的，滤芯7能够可拆卸固定于第一凹槽23中，且第一通孔22开设于第一凹槽23，使得滤芯7、第一凹槽23、第一通孔22和鼓风机8之间形成腔室。

可选的，如图1所示，控制电路板12固定于中壳体2靠近鼓风机8的一侧，具体可以固定于鼓风机8的排风口82的侧面。

可选的，如图1-4所示，鼓风机8固定于中壳体2上，滤芯盖板4边缘与中壳体2底面完全对接且固定，具体的，滤芯盖板4可拆卸固定于中壳体2的底面，以使用户能够通过拆卸滤芯盖板4更换滤芯7。

可选的，如图1所示，中壳体2上设置有第二通孔(图中未示出)，滤芯盖板4内侧设置有触件41，微动开关10设置于第二通孔，滤芯盖板4与中壳体2连接时微动开关10的传动杆101与触件41相接触。

示例性的，该车载空气净化器组装且滤芯盖板4固定于中壳体2的底面后，微动开关10的传动杆101能够通过第二通孔与滤芯盖板4内的触件41相接触，若用户在车载空气净化器工作过程中拆下滤芯盖板4更换滤芯7，传动杆101与触件41不再接触，微动开关10弹起，控制电路板12的控制器可以检测到微动开关10输出的电信号的变化，控制车载空气净化器停止工作，以防用户受伤。

图5为本发明实施例提供的一种微动开关电路的结构示意图，图5示意性地示出了微动开关内部的电路结构，可选的，参考图5，微动开关电路分别与控制电路板和连接器电连接，示例性的，微动开关电路的端口switch电连接控制电路板的控制器，端口a1电连接连接器的端口switch1-1，端口a2电连接连接器的端口switch1-2，其中，图5所示连接器的型号可以是a1501wr-s-4p，端口switch通过电阻r37电连接端口a1，端口a1通过电阻r20电连接电源，电阻r37和电阻r20可以用于分压或限流，车载空气净化器的滤芯盖板拆卸过程中，微动开关的传动杆与端口a1或端口a2电接触，微动开关能够根据滤芯盖板拆卸过程中引起的电信号的变化通过端口switch输出至控制器，以使控制器根据接收的电信号控制车载空气净化器的工作状态。

可选的，如图3所示，连接件3包括第二凹槽31，车规连接器13通过第二凹槽31设置于中壳体2的外部。示例性的，车规连接器13的导线一端连接控制电路板的控制器，通过连接件3的第二凹槽31引出，另一端连接车规连接器13的插头。

可选的，如图1-3所示，连接件3包括铰链32，连接件3通过铰链32连接扶手箱。示例性的，车载空气净化器通过铰链32与汽车中的扶手箱的箱体连接，连接后可作为扶手箱的盖体，能够掀起或闭合。

可选的，如图1所示，车载空气净化器还包括负离子发生器15，负离子发生器15与控制器电连接，负离子发生器15固定于中壳体2上，且负离子发生器15的负离子释放端贯穿出风管道5的管壳并置于出风管道5中。

具体的，负离子发生器15固定于中壳体2上紧邻出风管道5一侧的管壳51处，且负离子发生器15的负离子释放端151贯穿出风管道5一侧的管壳51并置于出风管道5中，使得负离子发生器15能够通过负离子释放端151发生负离子并跟随空气通过出风管道5排出该车载空气净化器，从而进一步改善车内空气质量。

图6为本发明实施例提供的一种负离子发生器的控制电路的结构示意图，图6示意性的示出了控制电路板中的控制器控制负离子发生器15工作的电路，如图4所示，端口a3和端口a4可以分别接入控制器，其中，本发明实施例中提供的控制器的功能可以通过设置型号为pic16f系列的单片机芯片来实现，例如，控制器可以是型号为pic16f18857-e/ssvao的芯片，负离子发生器15的端口152电连接电源，端口153电连接开关管q2，控制器可以通过端口a3和端口a4输出高低电平，通过高低电平控制开关管q2导通或关断，从而打开或关闭负离子发生器15，其中，电阻r4、电阻r7、电阻r14和电阻r30可以用于限流或分压，电容c22和电容c8可以用于滤波。

可选的，如图1-2所示，空气质量传感器9为红外传感器。示例性的，红外传感器可以用于检测车内空气的细颗粒物或灰尘的浓度，实时监测pm2.5空气质量，具体的，车内空气在鼓风机8的吸力下通过入风格栅21进入红外传感器，空气中的浮游细颗粒物在该车载空气净化器内部受到红外传感器发出的平行光照射时，细颗粒物的散射光强度正比于质量浓度，该散射光信号经过红外传感器转换成对应细颗粒物相对质量浓度的电信号并输出至控制器，控制器可以将该电信号通过车规连接器13输出至中控显示屏进行显示，以使用户了解车内pm2.5指数。

图7为本发明实施例提供的一种分压电路的结构示意图，图7示意性的示出了控制电路板中的分压电路的设置情况，如图7所示，可选的，控制电路板上设置有分压电路，分压电路包括热敏电阻rtc，控制器用于采集热敏电阻rtc上的电压。

示例性的，分压电路包括电阻r35和热敏电阻rtc，电阻r35的一端接入电源，另一端电连接热敏电阻rtc，电阻r35可以用于限流，端口a5接入控制器，热敏电阻rtc的另一端接地，热敏电阻rtc用于检测车内空气温度，空气温度变化会引起热敏电阻rtc的阻值变化，从而热敏电阻rtc可以将温度变化转化为电压信号输出至控制器。

这样设置的好处在于，由于空气质量传感器检测空气质量的精度容易受到车内空气温度的影响，可以根据空气温度和空气质量传感器灵敏度之间的对应关系对空气质量传感器检测的空气质量指数进行修正，例如，每个温度值对应的电压值分别对应不同的修正系数，可以在控制器内部电路进行设置，使得控制器每接收到一个温度值对应的电压值，便自动对接收的空气质量传感器传输的空气质量指数进行修正，将修正后的空气质量指数信息和当前温度信息通过车规连接器输出至中控显示屏进行显示，以精确检测车内空气质量。

图8为本发明实施例提供的一种输入电压检测电路的结构示意图，如图8所示，图8示意性的示出了控制电路板中的输入电压检测电路的设置情况，可选的，控制电路板上设置有输入电压检测电路，用于检测控制电路板的输入电压。

示例性的，输入电压检测电路包括电阻r21、电阻r22和电容c9，电阻r21的一端接入车载电源，电阻r21的另一端电连接电阻r22，端口a6接入控制电路板中的控制器，电阻r21用于限流或分压，电容c9可以用于滤波，输入电压检测电路可以将检测到的车载空气净化器的输入电压输出至控制器，控制器能识别当前输入电压，若当前输入电压超出车载空气净化器的工作电压范围时，可以控制车载空气净化器停止工作。

图9为本发明实施例提供的一种总线收发电路的结构示意图，图9示意性的示出了控制电路板中的总线收发电路的设置情况，图10为本发明实施例提供的一种输入电源控制电路的结构示意图，图10示意性的示出了控制电路板中的输入电源控制电路的设置情况，如图9-10所示，可选的，控制电路板上设置有总线收发电路，总线收发电路包括总线收发芯片u2，用于实现控制电路板和汽车之间的通信，控制电路板上还设置有输入电源控制电路，输入电源控制电路电连接总线收发电路，输入电源控制电路用于控制车载空气净化器的输入电源。

具体的，参考图9-10，总线收发电路包括总线收发芯片u2，总线收发芯片u2可以是lin芯片，用于实现车载空气净化器和汽车之间的lin总线通信，图9示例性的示出了总线收发芯片u2可以是型号为tja1021的芯片，总线收发芯片u2包括端口rxd、端口slp_in、端口wake_in、端口txd、端口inh、端口vbat、端口lin和端口gnd，其中，端口rxd电连接控制电路板中的控制器和滤波电容c20，端口slp_in电连接控制器和滤波电容c21，端口wake_in通过限流电阻r25电连接端口vbat和车载电源，端口txd电连接控制器和滤波电容c19，端口inh电连接输入电源控制电路的端口in_v，端口lin作为车规连接器的端口通信连接汽车，端口gnd接地，总线收发电路还包括电感l8、滤波电容c7和滤波电容c11，其中，电感l8可以用于抗干扰；输入电源控制电路包括电源芯片u3、开关管q3、开关管q7、滤波电容c15、滤波电容c16、滤波电容c17、滤波电容c18、电阻r27和电阻r28，其中，电源芯片u3用于转换电源，电源芯片u3的功能可以通过设置型号为mc78m系列的芯片来实现，例如，可以是型号为mc78m05bdpak-3的芯片，电阻r27和电阻r28用于分压或限流。

示例性的，图9-10所示总线收发电路和输入电源控制电路的工作原理为：车载空气净化器可以通过端口lin接收到汽车通过lin总线发送的休眠指令信号，同时，控制电路板的控制器可以通过端口slp_in输出休眠信号至总线收发芯片u2，总线收发芯片u2可以根据接收的休眠信号通过端口inh输出信号至开关管q7关闭开关管q7，以断开控制器的输入电源，使车载空气净化器进入微安级别电流的休眠状态，避免整车电池耗电严重。

本发明实施例提供的车载空气净化器，可以通过空气质量传感器实时监测pm2.5空气质量，通过鼓风机循环车内空气，通过滤芯净化空气，并通过负离子发生器产生负离子，进一步净化空气，通过控制电路板和车规连接器与汽车建立lin总线通讯，使得用户可以通过车内物理按键或中控显示屏控制车载空气净化器的工作状态，并且汽车能够接收控制电路板传输的信号，以使中控显示屏显示车载空气净化器的工作状态、工作时间、空气质量系数和车内温度等，用户还可以直接通过开关控制板上的物理按键，控制车载空气净化器的工作状态，开关控制板上的指示灯还能根据车内空气质量的好坏显示不同的颜色，以使用户了解当前车内空气质量。

具体的，该车载空气净化器的工作原理为：通过开关控制板上的物理按键、车内物理按键或中控显示屏选择车载空气净化器的工作状态，通过控制电路板的控制器根据用户输入的工作档位信号输出控制信号，对应调整鼓风机转速，通过控制器输出高低电平至负离子发生器的控制电路，以打开或关闭负离子发生器，通过空气质量传感器检测空气质量并反馈经分压电路修正后的信号至中控显示屏和开关控制板，通过中控显示屏和指示灯实时显示pm2.5空气质量，在自动档工作状态下，控制器能够自动根据空气质量传感器反馈的空气质量控制鼓风机和负离子发生器，通过输入电压检测电路，控制电路板能识别当前输入电压，超出工作电压范围时，停止工作，控制电路板的控制器还能自动记录车载空气净化器工作时间，到达预设的目标工作时间后，能自动提示更换滤芯，滤芯更换完成后，可以通过中控显示屏对工作时间进行复位设置，用户拆下滤芯盖板更换滤芯时，微动开关弹起并输出变化的电信号至控制器，控制器根据接收的电信号使车载空气净化器停止工作，以免更换滤芯过程中用户受伤，车载空气净化器还可以通过总线收发电路接收汽车发送的休眠指令信号，根据接收的休眠信号断开控制器的输入电源，使车载空气净化器进入微安级别电流的休眠状态，避免整车电池耗电严重。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。