CN110182019B - 车内空气质量的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种车内空气质量的控制方法，包括：初始状态下设置于内循环模式；判断是否可能起雾，如果可能起雾，设置于外循环模式运行除雾时间间隔后返回初始状态；如果不起雾，维持内循环模式并计时；计时时间未达到第一时间阈值，则返回起雾判断步骤；计时达到第一时间阈值，进行车外空气质量判断；如果车外空气质量满足标准，设置于外循环模式运行换气时间间隔后返回初始状态，并将计时清零；如果车外空气质量不满足标准，则维持于内循环模式并持续计时；计时的时间未达到第二时间阈值，则返回起雾判断步骤；计时的时间达到第二时间阈值，则设置于外循环模式，运行换气时间间隔后返回初始状态，并将计时清零。

Description

车内空气质量的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，更具体地说，涉及车内空气质量的控制技术。
背景技术
随着汽车自动化程度的提高，汽车空调逐步以自动空调为主。通常自动空调的控制逻辑中，对于车内空气循环的设置是以外循环为主，即会不断将车外的空气导入车内，并将车内空气排出，以保证车内外的空气流通，维持车内的湿度和二氧化碳浓度。
由于目前空气污染状况依旧较为严重，经常会遇到车外空气污染较严重的状况，此时如果继续以外循环为主，则会导致车外的受污染空气进入到车内，造成车内空气质量下降。因为车内空间狭小，受污染空气进入后会使得车内的PM2.5浓度快速上升，引起乘员的不适。在遇到这种情况时，用户往往会手动调节空调的控制逻辑，将外循环切换为内循环，切断车内外的空气流通，车内空气实际上是在封闭环境中循环。
内循环模式虽然可以避免外部污染空气进入到车内的状况，但是在缺乏空气流通的封闭环境中，在乘员的呼吸作用下，会造成车内二氧化碳浓度升高，车内湿度增加。二氧化碳浓度升高会引起人员疲惫，造成乘员的不适，也会对驾驶员的安全驾驶造成隐患。湿度增加容易引起车窗起雾，影响驾驶感受。
目前采用的解决方案往往是在乘员感受到不适(二氧化碳浓度过高)或者发现车窗起雾时，认为切换为外循环模式，在状况改善之后在切换回内循环模式。这种方式是在不适感出现之后再进行切换，对于乘坐和驾驶的舒适度的提升有限，并且在进行切换时并不考虑外部空气的状况，有时切换到外循环时正好是外部空气质量较差的时候，反而造成车内空气质量下降。
综合而言，现有技术中对于车内空气质量的控制逻辑显得过于生硬，往往采取一刀切的方式，用户感受不佳。
发明内容
本发明旨在提出一种更加灵活的车内空气质量的控制逻辑。
根据本发明的一实施例，提出一种车内空气质量的控制方法，包括：
初始状态，将车内空气循环设置于内循环模式；
起雾判断步骤，计算车内起雾的预测值；
如果预测值大于起雾阈值，将车内空气循环设置于外循环模式，运行除雾时间间隔后返回初始状态；
如果预测值不大于起雾阈值，将车内空气循环维持于内循环模式，并进行内循环持续时间计时；
内循环持续计时的时间未达到第一时间阈值，则返回起雾判断步骤，若预测值不大于起雾阈值，则内循环持续计时连续进行，若预测值大于起雾阈值，则内循环持续计时清零；
内循环持续计时的时间达到第一时间阈值，进行空气质量判断步骤，检验车外空气质量；
如果车外空气质量满足指定标准，则将车内空气循环设置于外循环模式，运行换气时间间隔后返回初始状态，并将内循环持续计时清零；
如果车外空气质量不满足指定标准，则将车内空气循环设置维持于内循环模式，内循环持续计时连续进行；
内循环持续计时的时间未达到第二时间阈值，则返回起雾判断步骤，若预测值不大于起雾阈值，则内循环持续计时连续进行，若预测值大于起雾阈值，则内循环持续计时清零；
内循环持续计时的时间达到第二时间阈值，则将车内空气循环设置于外循环模式，运行换气时间间隔后返回初始状态，并将内循环持续计时清零。
根据本发明的一实施例，车内起雾的预测值是根据玻璃温度、车内温度和车内湿度计算得到。
根据本发明的一实施例，根据车内温度和车内湿度计算车内的露点温度。获取玻璃内侧表面的温度，计算玻璃内侧表面的温度与露点温度的差值，该差值作为车内起雾的预测值。
根据本发明的一实施例，起雾阈值是一个范围，当预测值低于起雾阈值的下限时，车内空气循环完全设置于内循环模式，当预测值处于起雾阈值的下限与上限之间时，车内空气循环设置于内外循环混合模式，内循环和外循环的比例与预测值相关，当预测值高于起雾阈值的上限时，车内空气循环完全设置于外循环模式。
根据本发明的一实施例，该车内空气质量的控制方法还包括：获取车外温度，当车外温度低于除霜阈值时，将车内空气循环设置并维持于外循环模式。
根据本发明的一实施例，第二时间阈值是与车内二氧化碳浓度相关联。
根据本发明的一实施例，第二时间阈值大于第一时间阈值。
根据本发明的一实施例，第一时间阈值、第二时间阈值、除雾时间间隔、换气时间间隔与车型相关联。
本发明的车内空气质量的控制方法会根据车外空气质量、车内起雾风险、推测的二氧化碳浓度的因素进行计算，在确保车内空气质量和不起雾的前提下，尽可能多地利用外循环，以将车内的二氧化碳浓度控制在比较合适的水平，提升驾驶员和乘员的使用舒适度。本发明的车内空气质量的控制方法主要是对控制逻辑的更新，并不增加额外的硬件，也不会影响用户的使用习惯，实现成本低，效果显著。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方法的执行过程。
图2揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方案中起雾判断步骤的判断过程。
图3揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方案中到达第一时间阈值后进行外循环换气的时序过程。
图4揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方案中到达第二时间阈值后进行外循环换气的时序过程。
图5揭示了车载空调的结构示意图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种更加灵活的车内空气质量的控制逻辑，能够根据车内外的温度、湿度和空气质量，在确保车内空气质量和防止车内起雾的前提下，尽可能地使用外循环，但也能在车外空气质量较好或者内循环持续时间过长时间隙性地切换到外循环，以控制车内的二氧化碳浓度。
图5揭示了车载空调的结构示意图，虽然在各个不同的厂商，不同的车型之间车载空调的具体结构会有所不同，但基本的结构都是类似的。在车载空调中，会使用内外循环电机201来控制车内空气循环。内外循环电机201通过控制内外循环风门以在内循环和外循环之间进行切换。风门完全关闭时，车内空气进行内循环，风门完全打开时，车内空气进行外循环。风门部分开启时，可以根据风门开启的比例进行对应比例的内外循环的混合模式。
图1揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方法的执行过程。参考图1所示，该车内空气质量的控制方法如下：
101、初始状态。在初始状态下，将车内空气循环设置于内循环模式，即将风门完全关闭。
102、起雾判断步骤，计算车内起雾的预测值。在内循环模式下，由于车内形成封闭空间，与外部的空气流通被切断。经过一段时间后，车内的湿度会升高，在车内外温差较大时，容易在汽车的玻璃上产生起雾的现象。在该起雾判断步骤中，会对起雾的可能性进行判断。在一个实施例中，车内起雾的预测值是根据玻璃温度、车内温度和车内湿度计算得到。具体而言，首先由车内温湿度传感器获取车内温度和车内湿度，然后根据车内温度和车内湿度计算车内的露点温度。然后再由安装在汽车玻璃内表面的温度传感器获取玻璃内侧表面的温度。计算玻璃内侧表面的温度与露点温度的差值，该差值作为车内起雾的预测值。
103、如果预测值大于起雾阈值，则将车内空气循环设置于外循环模式，即打开风门。以外循环模式运行除雾时间间隔t4后返回初始状态。在一个实施例中，起雾阈值是一个范围，当预测值，即差值低于起雾阈值的下限时，风门完全关闭，车内空气循环完全设置于内循环模式。当预测值处于起雾阈值的下限与上限之间时，风门部分开启，车内空气循环设置于内外循环混合模式，内循环和外循环的比例与预测值，即差值相关。当预测值高于起雾阈值的上限时，风门完全开启，车内空气循环完全设置于外循环模式。图2揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方案中起雾判断步骤的判断过程。在图2所示的实施例中，起雾阈值的范围设置为2℃～6℃。当玻璃内侧表面的温度与露点温度的差值小于2℃时，风门开度为0％，车内空气循环完全设置于内循环模式。当玻璃内侧表面的温度与露点温度的差值在2℃～6℃之间时，风门开度与差值呈现线性的关系，风门开度在0％～100％之间线性变化，与差值相对应，此时车内空气循环设置于内外循环混合模式。当玻璃内侧表面的温度与露点温度的差值大于6℃时，风门开度为100％，车内空气循环完全设置于外循环模式。在图2中，a点表示起雾阈值的下限，b点表示起雾阈值的上限，在该实施例中，a点为2℃，b点为6℃。在其他的实施例中，a、b的具体数值可通过实车测试来确定。
104、如果预测值不大于起雾阈值，将车内空气循环维持于内循环模式，并进行内循环持续时间计时。若以图2所示的实施例为例，如果玻璃内侧表面的温度与露点温度的差值小于2℃，则判断为起雾的风险很低，维持内循环的模式，并且对内循环的持续时间T进行计时。
105、内循环持续计时的时间未达到第一时间阈值t1，则返回起雾判断步骤102，再次判断是否存在起雾风险。若再次判断的预测值依旧不大于起雾阈值，则继续步骤104，继续维持内循环并且内循环持续计时连续进行，即内循环的持续时间T持续累计。若再次判断的预测值大于起雾阈值，则进行步骤103，将车内空气循环设置于外循环模式，以外循环模式运行除雾时间间隔t4后返回初始状态。在执行步骤103时，会对内循环持续计时清零，即内循环的持续时间T清零，持续时间T会在下一次内循环时重新开始计时。
106、内循环持续计时的时间达到第一时间阈值t1，进行空气质量判断步骤，检验车外空气质量。车外的空气质量由外部空气质量传感器来检测，外部空气质量传感器会检测车外空气指标，比如PM2.5的浓度等。
107、如果车外空气质量满足指定标准，比如PM2.5的浓度低于设定的值，则将车内空气循环设置于外循环模式，即打开风门，以外循环模式运行换气时间间隔t2后返回初始状态。同时对内循环持续计时清零，即内循环的持续时间T清零，持续时间T会在下一次内循环时重新开始计时。
如果车外空气质量不满足指定标准，比如PM2.5的浓度过高或者检测到了其他的污染物，则将车内空气循环设置维持于内循环模式，内循环持续计时连续进行，即内循环的持续时间T持续累计。
图3揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方案中到达第一时间阈值后进行外循环换气的时序过程。在内循环的持续时间T达到第一时间阈值t1后，会进行车外空气质量的判断，在车外空气质量达标时，会以外循环模式运行换气时间间隔t2以进行换气。
108、内循环持续计时的时间未达到第二时间阈值t3，则返回起雾判断步骤，则返回起雾判断步骤102，再次判断是否存在起雾风险。若再次判断的预测值依旧不大于起雾阈值，则继续步骤104，继续维持内循环并且内循环持续计时连续进行，即内循环的持续时间T持续累计。因为持续时间T是持续累计的，所以此时的持续时间T大于第一时间阈值t1，因此会进行步骤106，在执行步骤107后，如果还是维持内循环，则会再次来到步骤108，再次判断内循环持续时间T是否达到第二时间阈值t3。在一个实施例中，第二时间阈值t3大于第一时间阈值t1。在此循环期间，如果在起雾判断步骤中判断的预测值大于起雾阈值，则进行步骤103，将车内空气循环设置于外循环模式，以外循环模式运行除雾时间间隔t4后返回初始状态。在执行步骤103时，会对内循环持续计时清零，即内循环的持续时间T清零，持续时间T会在下一次内循环时重新开始计时。如果在循环期间的起雾判断步骤中，始终都判断不存在起雾风险，那么会维持内循环的状态，且内循环的持续时间T持续累计。
109、内循环持续计时的时间达到第二时间阈值t3，则将车内空气循环设置于外循环模式，即打开风门，以外循环模式运行换气时间间隔t2后返回初始状态。同时对内循环持续计时清零，即内循环的持续时间T清零，持续时间T会在下一次内循环时重新开始计时。第二时间阈值t3是与车内二氧化碳浓度相关联。当内循环的持续时间达到t3时，由于缺少与外部的空气流通，会使得车内的二氧化碳浓度达到较高的水平，引起乘员的不适。因此，当内循环的持续时间达到第二时间阈值t3时，会强制切换到外循环一段时间，通过与外部的空气流通来降低车内的二氧化碳的浓度。
图4揭示了根据本发明的一实施例的车内空气质量的控制方案中到达第二时间阈值后进行外循环换气的时序过程。在内循环的持续时间T达到第一时间阈值t1后，车外空气质量不达标，因此维持内循环继续运行，直至内循环的持续时间T达到第二时间阈值t3后，为了降低车内二氧化碳的浓度，会强制以外循环模式运行换气时间间隔t2进行换气。由于达到第二时间阈值t3后是强制切换到外循环进行换气，完成换气之后重新返回初始状态，因此在t3的时间周期内，该方法都将完成一个完整的周期。
前述的第一时间阈值t1、第二时间阈值t3、除雾时间间隔t4、换气时间间隔t2与车型相关联。第一时间阈值t1、第二时间阈值t3、除雾时间间隔t4、换气时间间隔t2的具体数值可通过实车测试来确定。
由于我国幅员辽阔，在北方地区的冬季，外部温度会很低，在外部温度极低的情况下，存在起霜的风险。因此为了因对外部极端低温，该车内空气质量的控制方法还包括以下的步骤：
获取车外温度，当车外温度低于除霜阈值时，将车内空气循环设置并维持于外循环模式。在一个实施例中，除霜阈值为-15℃。当车外温度低于除霜阈值时，将强制维持在外循环模式，以防止结霜。除霜阈值为应对极端气温的状况，并不是常见工况，并且在车外温度低于除霜阈值时，将强制使用外循环，所以该步骤可以理解为是一个独立触发的步骤。
本发明的车内空气质量的控制方法会根据车外空气质量、车内起雾风险、推测的二氧化碳浓度的因素进行计算，在确保车内空气质量和不起雾的前提下，尽可能多地利用外循环，以将车内的二氧化碳浓度控制在比较合适的水平，提升驾驶员和乘员的使用舒适度。本发明的车内空气质量的控制方法主要是对控制逻辑的更新，并不增加额外的硬件，也不会影响用户的使用习惯，实现成本低，效果显著。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (7)

1.一种车内空气质量的控制方法，其特征在于，包括：
初始状态，将车内空气循环设置于内循环模式；
起雾判断步骤，计算车内起雾的预测值；
如果预测值大于起雾阈值，将车内空气循环设置于外循环模式，运行除雾时间间隔后返回初始状态；
如果预测值不大于起雾阈值，将车内空气循环维持于内循环模式，并进行内循环持续时间计时；
内循环持续计时的时间未达到第一时间阈值，则返回起雾判断步骤，若预测值不大于起雾阈值，则内循环持续计时连续进行，若预测值大于起雾阈值，则内循环持续计时清零；
内循环持续计时的时间达到第一时间阈值，进行空气质量判断步骤，检验车外空气质量；
如果车外空气质量满足指定标准，则将车内空气循环设置于外循环模式，运行换气时间间隔后返回初始状态，并将内循环持续计时清零；
如果车外空气质量不满足指定标准，则将车内空气循环设置维持于内循环模式，内循环持续计时连续进行；
内循环持续计时的时间未达到第二时间阈值，则返回起雾判断步骤，若预测值不大于起雾阈值，则内循环持续计时连续进行，若预测值大于起雾阈值，则内循环持续计时清零；
内循环持续计时的时间达到第二时间阈值，则将车内空气循环设置于外循环模式，运行换气时间间隔后返回初始状态，并将内循环持续计时清零。
2.如权利要求1所述的车内空气质量的控制方法，其特征在于，车内起雾的预测值是根据玻璃温度、车内温度和车内湿度计算得到；其中
根据车内温度和车内湿度计算车内的露点温度；
获取玻璃内侧表面的温度，计算玻璃内侧表面的温度与露点温度的差值，该差值作为车内起雾的预测值。
3.如权利要求2所述的车内空气质量的控制方法，其特征在于，所述起雾阈值是一个范围，当预测值低于起雾阈值的下限时，车内空气循环完全设置于内循环模式，当预测值处于起雾阈值的下限与上限之间时，车内空气循环设置于内外循环混合模式，内循环和外循环的比例与预测值相关，当预测值高于起雾阈值的上限时，车内空气循环完全设置于外循环模式。
4.如权利要求1所述的车内空气质量的控制方法，其特征在于，还包括：
获取车外温度，当车外温度低于除霜阈值时，将车内空气循环设置并维持于外循环模式。
5.如权利要求1所述的车内空气质量的控制方法，其特征在于，所述第二时间阈值是与车内二氧化碳浓度相关联。
6.如权利要求1所述的车内空气质量的控制方法，其特征在于，第二时间阈值大于第一时间阈值。
7.如权利要求1所述的车内空气质量的控制方法，其特征在于，所述第一时间阈值、第二时间阈值、除雾时间间隔、换气时间间隔与车型相关联。
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