本發(fā)明涉及汽車工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及可自適應調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣循環(huán)的智能控制器。

背景技術(shù)：

目前汽車已經(jīng)成為普通的日常代步工具，人們的工作和生活每時每刻都和汽車息息相關(guān)。汽車時代的來臨帶來了巨大的社會進步，推動了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，拉近了人與人，地方與地方之間的距離。然而隨著越來越多的家庭擁有汽車，也帶來了城市擁堵、環(huán)境污染等社會問題，尤其是環(huán)境污染問題，汽車的尾氣排放直接導致了城市的空氣環(huán)境越來越差，pm2.5的含量日益增高，不僅對城市居民的日常生活造成了巨大的影響，就是經(jīng)常在路上行駛的車輛本身，經(jīng)常處在一個狹窄的空間，受到汽車尾氣影響更加嚴重。

汽車在路上行駛，而路上是汽車尾氣最為集中的地方，無論是開窗還是外循環(huán)，都避免不了汽車尾氣對人的傷害；而關(guān)閉外循環(huán)，由于汽車空間窄小，空氣流通不暢，車內(nèi)空氣量本來就不多，再加上車內(nèi)乘客間的交叉污染嚴重，汽車內(nèi)有害氣體超標比房屋室內(nèi)有害氣體超標對人體的危害程度更大。當空氣中二氧化碳濃度達到0.5%時，人就會出現(xiàn)頭痛、頭暈等不適感。

而大部分汽車在行駛中，都是根據(jù)個人判斷來通過打開和關(guān)閉外循環(huán)，以及開關(guān)車窗來調(diào)節(jié)車內(nèi)的空氣，在一些緊急狀態(tài)下會影響到駕乘人員的安全，嚴重的情況下導致悲劇的情況發(fā)生。

可見車內(nèi)空氣循環(huán)狀態(tài)不僅關(guān)系到駕駛乘坐的舒適安全性，還影響到汽車的行駛油耗，因此如何合理有效的調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣循環(huán)是一個具有重要意義的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決車輛在行駛中需要根據(jù)個人判斷來調(diào)整車內(nèi)空氣循環(huán)的問題，提出一種調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣循環(huán)的智能控制器，可以根據(jù)環(huán)境狀況的變化，智能的調(diào)整車內(nèi)空氣循環(huán)的狀態(tài)。

本發(fā)明提供一種調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣循環(huán)的智能控制器，用于汽車車內(nèi)空氣循環(huán)的調(diào)節(jié)，所述汽車包括各種傳感器，其他車身模塊，以及車載視聽設(shè)備，所述智能控制器包括：

傳感器信號處理單元，用于接收和處理車輛傳感器采集的傳感信號；

總線通信單元，用于接收其它車身模塊從總線上發(fā)送的總線信號；

中央運算處理單元，用于從所述傳感器信號處理單元獲取傳感信號，從所述總線通信單元獲取總線信號，經(jīng)過處理輸出控制輸出信號和實時反饋信號；

控制輸出單元，用于接收所述中央運算處理單元輸出的控制輸出信號，轉(zhuǎn)化為循環(huán)風門電機的實際控制信號，從而控制循環(huán)風門電機達到需求的車內(nèi)循環(huán)狀態(tài)；

人機交互單元，用于接收乘客的操作指令，轉(zhuǎn)發(fā)到所述中央運算處理單元，控制所述中央運算處理單元轉(zhuǎn)入操作指令對應的工作模式，并接收所述中央運算處理單元輸出的實時反饋信號，通過外接的車載視聽設(shè)備反饋給乘客。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述智能控制器還包括信息存儲單元，用來存儲具體路線區(qū)間的空氣質(zhì)量信息，以提前判斷客戶選擇導航的路線是否存在經(jīng)常性的高度污染區(qū)域。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述傳感器信號處理單元包括：

增益濾波單元，用于對接收車輛傳感器的傳感信號，進行增益濾波；

模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于對增益濾波后的傳感信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為數(shù)字傳感信號。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述中央運算處理單元包括安全系數(shù)計算單元，舒適系數(shù)計算單元，比較單元，以及安全性控制層，舒適性控制層和經(jīng)濟性控制層。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述控制器還包括電源管理單元，用于為所述控制器內(nèi)的其他單元供電。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述傳感器信號處理單元接收和處理的傳感信號來自設(shè)置在車輛上的環(huán)境溫度傳感器、車內(nèi)溫度傳感器、空調(diào)壓力傳感器、空氣濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器中的一個或多個。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述總線通信單元接收的其它車身模塊從總線上發(fā)送的總線信號包括發(fā)動機控制單元所發(fā)的車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、車載gps單元所發(fā)的gps實時定位信號中的一個或多個。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，輸入所述中央運算處理單元的信號包括gps單元提供的gps信號，傳感器單元提供的環(huán)境溫度、相對濕度、光照強度、發(fā)動機冷卻液溫度、車內(nèi)溫度、空調(diào)出風溫度、蒸發(fā)器溫度、空氣質(zhì)量、空調(diào)壓力，總線通信單元提供的發(fā)動機狀態(tài)、壓縮機狀態(tài)、車速、整車電量信號，以及人機交互單元提供的客戶按鍵操作信號，信息存儲單元提供的存儲的空氣質(zhì)量信息信號。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述安全系數(shù)計算單元從傳感器信號處理單元獲取傳感信號，計算出當前的安全系數(shù)；所述舒適系數(shù)計算單元從傳感器信號處理單元獲取傳感信號，計算出當前的舒適系數(shù)；所述比較單元接收所述安全系數(shù)計算單元和所述舒適系數(shù)計算單元輸出的安全系數(shù)和舒適系數(shù)，與所述比較單元中設(shè)定的標準安全系數(shù)以及標準舒適性系數(shù)進行比較，選擇對應的控制層進行運算處理，并輸出控制輸出信號和實時反饋信號。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述比較單元進行比較判斷中，如果安全系數(shù)小于第一標準安全系數(shù)a，則一直處于所述安全性控制層進行運算處理；若安全系數(shù)大于或等于第一標準安全系數(shù)a，則進入所述舒適性控制層進行運算處理。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述比較單元進行比較判斷中，若安全系數(shù)大于或等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)小于第一標準舒適系數(shù)c時，則一直處于所述舒適性控制層進行運算處理；若安全系數(shù)小于第二標準安全系數(shù)b，則重新進入所述安全性控制層進行運算處理。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述比較單元進行比較判斷中，若安全系數(shù)大于等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)大于等于第一標準舒適系數(shù)c時，則進入所述經(jīng)濟性控制層進行運算處理；若安全系數(shù)大于等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)大于等于第二標準舒適系數(shù)d時，則一直處于所述經(jīng)濟性控制層進行運算處理。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述比較單元進行比較判斷中，若安全系數(shù)大于等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)小于第二標準舒適系數(shù)d時，則重新進入所述舒適性控制層進行運算處理；若安全系數(shù)小于第二標準安全系數(shù)b時，則重新進入所述安全性控制層進行運算處理。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述比較單元進行比較判斷中，所述第一標準安全系數(shù)a大于所述第二標準安全系數(shù)b，所述第一標準舒適系數(shù)c大于所述第二標準舒適系數(shù)d。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述比較單元進行比較判斷中，所述安全系數(shù)是依據(jù)影響安全駕駛的輸入條件信號加權(quán)計算得到，所述影響安全駕駛的輸入條件信號包括：汽車完全內(nèi)循環(huán)超過一定時間導致車內(nèi)二氧化碳濃度太高，車外空氣質(zhì)量為高污染狀態(tài)，車內(nèi)濕度太大導致車窗起霧及/或空調(diào)系統(tǒng)壓力太高從而損壞壓縮機。

進一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，在所述比較單元進行比較判斷中，所述舒適系數(shù)是通過計算車內(nèi)實際溫度與目標溫度的差值而確定的。

本發(fā)明提出的調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣循環(huán)的智能控制器，通過中央運算處理單元從傳感器信號處理單元獲取傳感信號，從總線通信單元獲取總線信號，經(jīng)過處理輸出控制輸出信號控制循環(huán)風門電機，和實時反饋信號反饋給乘客，能夠有效節(jié)約汽車能耗，又能大大提高駕車的舒適性和安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明智能控制器的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明智能控制器的輸入輸出系統(tǒng)框圖。

圖3為本發(fā)明智能控制器的傳感器信號處理單元的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4為本發(fā)明智能控制器的中央運算處理單元的結(jié)構(gòu)框圖。

圖5為本發(fā)明智能控制器的各個控制單元的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明技術(shù)方案做進一步詳細說明，以下實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的自適應調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣循環(huán)的智能控制器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其包括中央運算處理單元5，以及分別與中央運算處理單元5相連的傳感器信號處理單元1，人機交互單元2，總線通信單元3，控制輸出單元6，信息存儲單元7，以及為所有單元供電的電源管理單元4。

傳感器信號處理單元1主要用于接收和處理車輛傳感器采集的傳感信號，這些傳感器包括環(huán)境溫度傳感器、車內(nèi)溫度傳感器、空調(diào)壓力傳感器、空氣濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器等。這些傳感器采集的傳感信號在傳感器信號處理單元1中經(jīng)過增益濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等相關(guān)處理后，送入中央運算處理單元5作為邏輯判斷和算法運算的輸入。

具體地，傳感器信號處理單元1如圖3所示，包括增益濾波單元11和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元12，增益濾波單元11接收車輛傳感器的傳感信號并進行增益濾波，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元12對增益濾波后的傳感信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)化，將模擬傳感信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字傳感信號。

人機交互單元2用于智能控制器與乘客之間的指令交互，它接收來自用戶的操作指令，將操作指令轉(zhuǎn)達給中央處理單元5，同時人機交互單元2與車載視聽設(shè)備相連，將中央運算處理單元5反饋的實時反饋信號通過車載視聽設(shè)備反饋給乘客。

總線通信單元3用于接收其它車身模塊從總線上發(fā)送的總線信號，如發(fā)動機控制單元所發(fā)的車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等信息，車載gps單元所發(fā)的gps實時定位信息等，這些總線信號都將送入中央運算處理單元5作為邏輯判斷和算法運算的輸入。

中央運算處理單元5為本智能控制器的核心，它建立了一套分層級的、基于動態(tài)能量平衡的、可自適應調(diào)整的智能車內(nèi)空氣循環(huán)控制算法模型，從其它單元得到的輸入信號，如圖2所示，包括gps單元提供的gps信號，傳感器單元提供的環(huán)境溫度、相對濕度、光照強度、發(fā)動機冷卻液溫度、車內(nèi)溫度、空調(diào)出風溫度、蒸發(fā)器溫度、空氣質(zhì)量、空調(diào)壓力，總線通信單元提供的發(fā)動機狀態(tài)、壓縮機狀態(tài)、車速、整車電量等信號，人機交互單元2提供的客戶按鍵操作等信號，信息存儲單元7提供的存儲的空氣質(zhì)量信息等信號，經(jīng)過此算法模型的實時處理和計算后，就可得到相應的控制輸出信號和實時反饋信號，其中控制輸出信號輸出到控制輸出單元6，實時反饋信號輸出到人機交互單元2進行顯示，更新的路線區(qū)間空氣質(zhì)量信息存入信息存儲單元7。

控制輸出單元6負責將中央運算處理單元5得到的計算結(jié)果，即控制輸出信號轉(zhuǎn)化為循環(huán)風門電機的實際控制信號，從而控制循環(huán)風門電機達到需求的車內(nèi)循環(huán)狀態(tài)。

信息存儲單元7主要用于存儲具體路線區(qū)間的空氣質(zhì)量信息，此信息作為中央運算處理單元5的輸入信號，用于提前判斷客戶選擇導航的路線是否存在經(jīng)常性的高度污染區(qū)域，并通過人機交互單元2向客戶發(fā)出提醒。

當電源管理單元4接收到汽車點火信號并從整車電源得到持續(xù)穩(wěn)定的能量后，向其它單元開始供電，整個智能控制器開始工作，中央運算處理單元5通過人機交互單元2接收用戶操作指令，轉(zhuǎn)入相應的操作模式，包括自動循環(huán)模式、手動內(nèi)循環(huán)模式或手動外循環(huán)模式。

中央運算處理單元5從傳感器信號處理單元2讀取傳感信號，從總線通信單元3讀取總線信號，并從信息存儲單元7讀取信息，通過內(nèi)置的智能車內(nèi)空氣循環(huán)控制算法單元進行處理和計算，輸出控制輸出信號和實時反饋信號，將控制輸出信號輸出到控制輸出單元6，用來控制空氣循環(huán)風門電機動作，從而達到理想的車內(nèi)空氣循環(huán)狀態(tài)，將實時反饋信號輸出到人機交互單元2，通過車載視聽設(shè)備反饋給乘客。

同時中央運算處理器單元5也會將記錄的行駛區(qū)間相關(guān)空氣狀態(tài)信息通過人機交互單元2反饋給乘客，反饋方式可以是在中控臺顯示屏上顯示，也可以是聲音提醒，或者是兩者的疊加。反饋的內(nèi)容包括在經(jīng)常性的高污染區(qū)域，提前提醒乘客關(guān)閉車窗；或在導航路線選擇時建議乘客選擇低污染的行駛路線。

本智能控制器的中央運算處理器單元5內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示，包括安全系數(shù)計算單元51，舒適系數(shù)計算單元52，比較單元53，安全性控制層54，舒適性控制層55和經(jīng)濟性控制層56。安全系數(shù)計算單元51從傳感器信號處理單元1獲取傳感信號，計算出當前的安全系數(shù)，舒適系數(shù)計算單元52從傳感器信號處理單元1獲取傳感信號，計算出當前的舒適系數(shù)。比較單元53接收安全系數(shù)計算單元51和舒適系數(shù)計算單元52輸出的安全系數(shù)和舒適系數(shù)，與比較單元53中設(shè)定的標準安全系數(shù)，以及標準舒適性系數(shù)進行比較，選擇對應的控制層進行運算處理，輸出控制輸出信號和實時反饋信號。

三個控制層具有不同的優(yōu)先級，如圖5所示為各控制單元的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，其中安全性控制層54的優(yōu)先級別最高，舒適性控制層55的優(yōu)先級別次之，經(jīng)濟性控制層56的優(yōu)先級別最低。如圖5所示，在本實施例中，比較單元53進行判定，如果安全系數(shù)小于第一標準安全系數(shù)a，則一直處于安全性控制層54進行運算處理；若安全系數(shù)大于或等于第一標準安全系數(shù)a，則開始進入舒適性控制層55進行運算處理；若安全系數(shù)大于或等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)小于第一標準舒適系數(shù)c時，則一直處于舒適性控制層55進行運算處理；若安全系數(shù)小于第二標準安全系數(shù)b，則重新進入安全性控制層54進行運算處理；若安全系數(shù)大于等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)大于等于第一標準舒適系數(shù)c時，則開始進入經(jīng)濟性控制層56進行運算處理；若安全系數(shù)大于等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)大于等于第二標準舒適系數(shù)d時，則一直處于經(jīng)濟性控制層56進行運算處理；若安全系數(shù)大于等于第二標準安全系數(shù)b，且舒適系數(shù)小于第二標準舒適系數(shù)d時，則重新進入舒適性控制層55進行運算處理；若安全系數(shù)小于第二標準安全系數(shù)b時，則重新進入安全性控制層54進行運算處理。其中上述標準系數(shù)a大于b，c大于d。

如圖5所示，各控制層的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由安全系數(shù)和舒適系數(shù)決定，其中安全系數(shù)通過影響安全駕駛的輸入條件加權(quán)得到，例如，汽車完全內(nèi)循環(huán)超過一定時間導致車內(nèi)二氧化碳濃度太高、車外空氣質(zhì)量為高污染狀態(tài)、車內(nèi)濕度太大導致車窗起霧、空調(diào)系統(tǒng)壓力太高從而損壞壓縮機等。而舒適系數(shù)則是通過計算車內(nèi)實際溫度與目標溫度的差值確定。根據(jù)輸入條件的不同，三個控制單元既能各自獨立控制又能相互轉(zhuǎn)化，從而使本發(fā)明的智能控制器最終能自適應的優(yōu)化調(diào)整車內(nèi)循環(huán)狀態(tài)，達到既滿足乘客對車廂的舒適性、安全性要求又能合理節(jié)約汽車能耗的目的。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進行限制，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。