本發(fā)明涉及空氣質(zhì)量檢測領(lǐng)域，具體地，涉及一種車廂內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

當前，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?，隨著汽車技術(shù)的進步和發(fā)展，車廂的密封性能越來越好，這樣的密封性同時也阻礙了車廂內(nèi)外空氣的流通，使得車廂在車門緊閉時形成相對密閉的空間，導(dǎo)致車廂內(nèi)二氧化碳濃度升高、空氣質(zhì)量下降，影響乘員的身心健康，甚至令人窒息，威脅生命安全。

目前市場上的絕大多數(shù)汽車空調(diào)的開啟都需要人為干預(yù)，無法對車內(nèi)空氣質(zhì)量進行監(jiān)測，也不能根據(jù)車廂內(nèi)的空氣質(zhì)量狀況運行，更不能判斷車廂內(nèi)是否有人員(特別是兒童)滯留，這些不足直接影響到駕乘的舒適性和安全性。同時密閉車廂會使二氧化碳濃度快速上升，致使駕駛?cè)藛T精神萎靡、注意力不集中，間接導(dǎo)致交通頻發(fā)。鑒于當前汽車空調(diào)的不足，人們迫切需要具備空氣質(zhì)量監(jiān)測和控制功能的汽車空調(diào)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種車廂內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的車廂內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：測試模塊、控制模塊以及執(zhí)行模塊，其中：

所述測試模塊用于實時監(jiān)測車廂內(nèi)的二氧化碳濃度，得到二氧化碳濃度測試值，并將所述二氧化碳濃度測試值傳輸至控制模塊；

所述控制模塊判斷二氧化碳濃度測試值的大小是否超過指定閾值，并根據(jù)判斷結(jié)果生成相應(yīng)的控制指令后發(fā)送至執(zhí)行模塊；

所述執(zhí)行模塊根據(jù)控制指令執(zhí)行開啟車內(nèi)空調(diào)或者報警動作。

優(yōu)選地，所述測試模塊包括：二氧化碳濃度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器以及車門鎖傳感器；

所述二氧化碳濃度傳感器實時監(jiān)測車廂內(nèi)的二氧化碳濃度值，所述二氧化碳濃度值為模擬信號；

所述車門鎖傳感器檢測車門的狀態(tài)，并將檢測結(jié)果反饋至控制模塊；

所述AD轉(zhuǎn)換器用于將二氧化碳濃度傳感器測量的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸至控制模塊。

優(yōu)選地，所述執(zhí)行模塊包括：汽車空調(diào)和車載報警器。

優(yōu)選地，所述控制模塊包括：空調(diào)系統(tǒng)ECU和電子系統(tǒng)ECU，并通過CAN總線與測試模塊和執(zhí)行模塊進行通信，所述空調(diào)系統(tǒng)ECU內(nèi)存儲有設(shè)定的二氧化碳閾值。

根據(jù)本發(fā)明提供的車廂內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：在空調(diào)系統(tǒng)ECU存儲器中設(shè)定好二氧化碳濃度的閾值；

步驟2：每次汽車啟動、停車時，將電子系統(tǒng)ECU中計數(shù)器的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟3：實時測試車廂內(nèi)二氧化碳的濃度，得到二氧化碳的濃度測試值；

步驟4：將二氧化碳的濃度測試值與空調(diào)系統(tǒng)ECU存儲器設(shè)定的閾值進行對比，如果二氧化碳的濃度測試值小于閾值，則執(zhí)行步驟5；否則，執(zhí)行步驟6；

步驟5：關(guān)閉空調(diào)外循環(huán)，返回執(zhí)行步驟3；

步驟6：檢測車門是否鎖緊，如果車門沒有鎖緊，則開啟空調(diào)外循環(huán)，如果車門鎖緊，則執(zhí)行步驟7；

步驟7：讀取電子系統(tǒng)ECU計數(shù)器的計數(shù)值，如果計數(shù)值不等于2，則執(zhí)行步驟8；否則，執(zhí)行步驟9；

步驟8：開啟空調(diào)，且電子系統(tǒng)ECU計數(shù)器的數(shù)值自增1，返回執(zhí)行步驟3；

步驟9：開啟車載報警系統(tǒng)；

步驟10：判斷車門是否開啟，如果未開啟，則返回執(zhí)行步驟9，如果車門開啟，則結(jié)束流程。

優(yōu)選地，所述步驟8中：開啟空調(diào)是指：開啟空調(diào)外循環(huán)3分鐘后停4分鐘。

優(yōu)選地，步驟1中設(shè)定好二氧化碳濃度的閾值為1000ppm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明能夠?qū)崟r監(jiān)測車廂內(nèi)二氧化碳濃度，在濃度超過閥值時，利用汽車空調(diào)外循環(huán)進行通風換氣，保證車廂內(nèi)空氣質(zhì)量。

2、本發(fā)明能夠識別在車門鎖緊時車內(nèi)是否有滯留人員，減小因人員被遺忘在車內(nèi)而引發(fā)窒息的可能。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為監(jiān)測系統(tǒng)控制方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明通過提供車廂內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)及其控制方法，利用測試系統(tǒng)實時檢測空氣中二氧化碳濃度，利用控制系統(tǒng)將采集到的二氧化碳濃度與人體健康和舒適性要求的標準濃度進行對比，以此來判斷空氣質(zhì)量的好壞和車內(nèi)是否有滯留人員。當濃度大于標準濃度時，控制系統(tǒng)控制執(zhí)行系統(tǒng)工作，對車廂進行通風，甚至直接觸發(fā)報警系統(tǒng)，以此來降低車廂內(nèi)二氧化碳濃度或提醒車廂滯留人員，從而解決因車廂密閉對人體的健康和生命造成威脅的問題。

具體地，本發(fā)明提供的車廂內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，包含測試系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)。測試系統(tǒng)由二氧化碳濃度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器和車門鎖傳感器組成，控制系統(tǒng)由執(zhí)行系統(tǒng)的電子控制單元ECU(Electronic Control Unit)通過CAN總線連接，執(zhí)行系統(tǒng)包括汽車空調(diào)和車載報警器。上述測試系統(tǒng)連接控制系統(tǒng)的輸入端，控制系統(tǒng)的輸出端連接執(zhí)行系統(tǒng)，根據(jù)車況和二氧化碳濃度相應(yīng)的自動執(zhí)行開啟空調(diào)和報警的任務(wù)。

以人體身心健康和舒適度標準值設(shè)定二氧化碳濃度在車廂內(nèi)的閾值，當二氧化碳濃度傳感器測量值大于空調(diào)系統(tǒng)ECU內(nèi)存儲的閾值時，空調(diào)系統(tǒng)將開啟；如果車門為鎖緊狀態(tài)，則汽車空調(diào)自動開啟為外循環(huán)模式，將車廂內(nèi)空氣二氧化碳濃度的濃度降到閾值以下后關(guān)閉空調(diào)一段時間，如果二氧化碳濃度再次上升并超過閾值，則說明車廂內(nèi)有滯留生物，此時立即開啟報警系統(tǒng)，以提示經(jīng)過的路人和車主，直至車門被打開檢查后報警方解除。

本發(fā)明提供的車廂二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：在控制系統(tǒng)的存儲器中設(shè)定好二氧化碳濃度的閾值；

步驟2：每次汽車啟動、停車時，自動對控制系統(tǒng)進行初始化，將計數(shù)器的數(shù)值設(shè)置為1；

步驟3：實時測試車廂內(nèi)二氧化碳的濃度，得到測試值；

步驟4：將步驟3的測試值與存儲器內(nèi)的閾值進行對比，如果測試濃度小于閾值，則執(zhí)行步驟5；否則，執(zhí)行步驟6；

步驟5：關(guān)閉空調(diào)外循環(huán)，返回執(zhí)行步驟3；

步驟6：測試車門是否鎖緊，如果沒有鎖緊，則開啟空調(diào)外循環(huán)，如果鎖緊，則執(zhí)行步驟7；

步驟7：讀取計數(shù)器的計數(shù)值，如果計數(shù)值不等于2，則執(zhí)行步驟8；否則，執(zhí)行步驟9；

步驟8：啟動ECU內(nèi)部計時器，開啟空調(diào)外循環(huán)3分鐘后停4分鐘，且開啟計數(shù)器，使計數(shù)增加1，返回執(zhí)行步驟3；

步驟9：開啟車載報警系統(tǒng)；

步驟10：判斷車門是否開啟，如果未開啟，則返回執(zhí)行步驟9，如果車門開啟，則結(jié)束流程。

車內(nèi)二氧化碳含量升高會是駕乘人員趕到頭暈，加劇疲勞感，降低駕乘的舒適性，長時間處于二氧化碳濃度較高的環(huán)境中，甚至能夠窒息死亡，直接威脅生命安全。對于駕駛員而言，二氧化碳濃度較高引起的疲勞和頭暈?zāi)軌蜷g接引發(fā)交通事故。同時，車廂也是一個相對密閉的空間，近年來，兒童滯留車廂內(nèi)引發(fā)的悲劇時有發(fā)生，這是因為將兒童長時間遺忘在車廂內(nèi)引起車廂內(nèi)二氧化碳濃度上升，如果不能及時發(fā)現(xiàn)和通風，悲劇就不能夠避免。因此本監(jiān)測系統(tǒng)和控制方法能夠?qū)崟r監(jiān)測車廂內(nèi)部二氧化碳濃度，并能夠自動開啟空調(diào)通風換氣，在停車的情況下也能夠自動預(yù)警車內(nèi)滯留人員，提高駕乘舒適性和安全性，減少生命財產(chǎn)損失。

具體地，通過測試車廂內(nèi)空氣的二氧化碳濃度來判斷車廂內(nèi)空氣對人體的影響，將測試信號反饋給控制系統(tǒng)中的空調(diào)ECU，并與空調(diào)ECU中存儲的二氧化碳濃度閾值進行比較，該閾值為不影響人體舒適性和安全性的二氧化碳濃度值，此處定為1000ppm，如果該濃度值大于閾值，則空調(diào)ECU控制空調(diào)系統(tǒng)進行外循環(huán)工作。此處的外循環(huán)工作也必須結(jié)合車門傳感器反饋的信息執(zhí)行不同的任務(wù)，如果車門鎖傳感器反饋給電器系統(tǒng)ECU的信號是車門未鎖，則直到二氧化碳濃度低于閾值，空調(diào)方停止工作；如果車門緊鎖，則同時觸發(fā)空調(diào)ECU的計時功能，使空調(diào)外循環(huán)工作3分鐘，然后停4分鐘，如果二氧化碳濃度降了下來，說明車內(nèi)無人，則關(guān)閉空調(diào)外循環(huán)，否則將信號反饋給電器系統(tǒng)ECU，使其觸發(fā)車載報警系統(tǒng)，預(yù)警車內(nèi)可能滯留人員，提醒駕駛員對車廂內(nèi)部再次進行檢查。監(jiān)測系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的ECU之間是通過CAN總線連接，并進行信號傳輸和交換。

更進一步地，空調(diào)外循環(huán)工作3分鐘，然后停4分鐘是通過大量實驗確定的，實驗發(fā)現(xiàn)，在空調(diào)開啟外循環(huán)三分鐘后，車廂內(nèi)無論幾個人，汽車空調(diào)都能夠在3分鐘之內(nèi)使車廂內(nèi)二氧化碳濃度下降到閾值以下。而即使車廂內(nèi)只有一個人，密閉車廂內(nèi)的二氧化碳濃度也會在4分鐘內(nèi)超過閾值。因此，空調(diào)外循環(huán)工作3分鐘和停4分鐘的時候，如果出現(xiàn)二氧化碳濃度在閾值上下波動的情況，那么車內(nèi)必定存在人員滯留。此處時間的確定，屬于數(shù)據(jù)標定過程，對于不同的車型和場合，該時間數(shù)據(jù)需要重新標定。

如圖2中實施例的控制方法，包括如下步驟：

步驟S1：在控制系統(tǒng)的空調(diào)ECU存儲器中設(shè)定好二氧化碳濃度的閾值為1000ppm；

步驟S2：每次啟動和停車，自動進行初始化，并觸發(fā)空調(diào)ECU的計數(shù)功能，將計數(shù)器的數(shù)值值設(shè)置為1；

步驟S3：利用二氧化碳濃度傳感器，將測量到的模擬信號傳輸給AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器再將模擬信號傳給后續(xù)空調(diào)的ECU；

步驟S4：根據(jù)AD轉(zhuǎn)換器傳來的數(shù)字信號，在ECU中對應(yīng)著一個二氧化碳濃度值，該值與存儲器內(nèi)的閾值進行比較，如果測試濃度小于閾值，則說明車廂內(nèi)二氧化碳濃度不超標，那么無需對車廂進行換氣通風，但仍需要對車廂內(nèi)二氧化碳濃度進行檢測，即執(zhí)行步驟S5；否則，二氧化碳濃度超標，則需要采取相應(yīng)的措施，即步驟S6；

步驟S5：當濃度不超標的時候，就無需開啟空調(diào)外循環(huán)通風換氣，但此時仍需對車廂內(nèi)二氧化碳濃度進行檢測，以便達到實時監(jiān)測的目的；

步驟S6：車廂內(nèi)二氧化碳濃度超標時，需要考慮的是開啟外循環(huán)通風，還是觸發(fā)車載報警系統(tǒng)，這就需要根據(jù)車輛是否停車進行判斷，而車門是否鎖上是停車、主要人員離開的一個很明顯特征。車門鎖傳感器將信號傳遞給電器系統(tǒng)ECU，以此來判斷車門是否鎖緊。并通過CAN總線將信號傳遞給空調(diào)ECU，如果沒有鎖緊，則開啟空調(diào)外循環(huán)，如果鎖緊，則執(zhí)行步驟S7；

步驟S7：讀取計數(shù)器計數(shù)值，如果計數(shù)器等于2，則說明監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)執(zhí)行過步驟S8的命令，那么就直接執(zhí)行步驟S9；如果計數(shù)值不等于2，則執(zhí)行步驟S8；

步驟S8：啟動空調(diào)ECU內(nèi)部計時器，開啟空調(diào)外循環(huán)3分鐘，為了防止人員剛撤離車廂時車內(nèi)二氧化碳濃度仍然較高，導(dǎo)致系統(tǒng)的誤判的情況，需先開空調(diào)3分鐘，將車廂內(nèi)二氧化碳濃度降到閾值一下，再關(guān)閉外循環(huán)4分鐘，并讓計數(shù)器加1，作為該步驟的執(zhí)行記錄，然后再次測量車廂內(nèi)二氧化碳濃度；

步驟S9：步驟S7中，如果計數(shù)器的數(shù)值為2，則說明車廂內(nèi)二氧化碳濃度在4分鐘之內(nèi)從安全值上升到大于閾值的水平，這足以說明車廂內(nèi)部是有人滯留的，至少存在著生命的跡象，從而應(yīng)該通過空調(diào)ECU將信號傳遞給電器系統(tǒng)ECU，并觸發(fā)車載報警系統(tǒng)，提醒駕駛員車內(nèi)有滯留人員。

步驟S10：當駕駛員發(fā)現(xiàn)報警后，應(yīng)及時打開車門檢查，當車門開啟之時，車門鎖傳感器將信號傳遞給電器系統(tǒng)ECU，并控制車載報警系統(tǒng)關(guān)閉，即執(zhí)行的是步驟S11的動作；如果不能及時打開車門檢查，則車載報警系統(tǒng)將繼續(xù)工作，以此來引起駕駛員和路人的注意，即執(zhí)行步驟S9的動作。

步驟S11：當車門被打開后，報警隨之解除。

上述二氧化碳濃度的閾值是根據(jù)人體的標準設(shè)定的，且開關(guān)空調(diào)的時間也是針對普通三廂轎車而言，在實際應(yīng)用中，要根據(jù)應(yīng)用對象和應(yīng)用場合的不同作相應(yīng)的調(diào)整。

本申請中的車廂二氧化碳濃度檢測系統(tǒng)及其控制方法，能夠?qū)崟r監(jiān)測車廂二氧化碳濃度，并根據(jù)不同的工況自動執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)換氣和報警的任務(wù)，能夠?qū)崟r保持車廂內(nèi)空氣的新鮮，同時減小人員滯留車廂的幾率，從而大大提高了駕乘人員的舒適性和安全性?？梢姳景l(fā)明設(shè)計合理，實際應(yīng)用價值較高。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。