一種空氣品質傳感器及汽車空調控制系統的製作方法

2023-12-04 17:29:36

專利名稱：一種空氣品質傳感器及汽車空調控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車傳感器領域，尤其涉及一種空氣品質傳感器及汽車空調控制系統。
背景技術：
隨著人們生活水平逐漸提高，汽車已經走入了千家萬戶，汽車給我們的生活帶來諸多便利，但是汽車尾氣汙染是用戶無法避免的問題，汽車尾氣中汙染氣體主要有一氧化碳和氮氧化合物氣體。汽油車燃燒時排放的還原性氣體一氧化碳，柴油機燃燒時排放的氧化性氣體二氧化氮等氮氧化合物。氮氧化合物有毒且會致癌，它與水汽發生反應形成硝酸，可以破壞黏膜並損傷免疫力，經常接觸氮氧化合物會減少黏膜厚度且降低其保護功能。一氧化碳對於人體來說是危險的，由於人無法聞到一氧化碳，而一氧化碳會與血色素發生反應且會阻礙其載氧功能，這種損害過程是不可逆的。現有的汽車空調系統中，主要是通過司機手動調整空調的工作模式，但由駕駛員在開車的同時，很可能不會注意到車內的空氣狀況，不知道自己的健康處於危險之中，嚴重時還會影響到司機的駕車狀態，容易出現危險情況。

實用新型內容鑑於上述問題，本實用新型的目的在於提供一種空氣品質傳感器和汽車空調控制系統，旨在解決現有的汽車空調無法根據當前的空氣汙染狀況自動調整空調工作模式的技術問題。一方面，所述空氣品質傳感器包括用於檢測一氧化碳的第一氣體敏感元件和用於檢測氮氧化合物的第二氣體敏感元件，所述第一氣體敏感元件和第二氣體敏感元件連接有調整電路，所述調整電路的輸出端還連接有微處理器，所述微處理器用於根據從調整電路的輸出端檢測到的電壓對應輸出脈衝寬度調製信號。另一方面，所述汽車空調控制系統包括所述空氣品質傳感器以及控制汽車空調工作狀態的空調控制單元，所述空氣品質傳感器的脈衝處理電路連接到所述空調控制單元，所述空調控制單元用於根據接收到的脈衝寬度調製信號識別出當前的空氣汙染狀態，並對應控制汽車空調的外循環進風口大小及工作模式。本實用新型的有益效果本實用新型提供的空氣品質傳感器可同時探測汽油車尾氣汙染物和柴油車尾氣汙染物，能夠根據不同濃度的一氧化碳和氮氧化合物輸出對應的脈衝寬度調製信號，汽車空調控制系統中的空調控制單元接收到所述脈衝寬度調製信號，根據所述脈衝寬度調製信號的佔空比對調整汽車空調的外循環進風口以及空調的工作模式，這整個控制過程不受人為控制，能夠儘量保證車內的空氣處於良好狀態，使得汽車尾氣汙染對人體的影響降到最低。

[0008]圖1是本實用新型實施例提供的一種空氣品質傳感器的電路結構圖；圖2是本實用新型實施例提供的一種空氣品質傳感器的外觀結構；圖3是本實用新型實施例提供的汽車空調控制系統的結構圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。為了說明本實用新型所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。圖1示出了本實用新型實施例提供的一種空氣品質傳感器的電路結構，為了便於說明僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。本實施例示出了空氣品質傳感器一種電路結構，具體包括用於檢測一氧化碳的第一氣體敏感元件11和用於檢測氮氧化合物的第二氣體敏感元件12，所述第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12連接有調整電路13，所述調整電路13的輸出端還連接有微處理器14，所述微處理器14用於根據從調整電路13的輸出端檢測到的電壓對應輸出脈衝寬度調製信號。本實施例中的第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12為獨立的電阻式氣體敏感元件，分別用於檢測一氧化碳和氮氧化合物，所述氣體敏感元件是一種將某種氣體體積分數轉化成對應電信號的轉換器，具體的，汙染氣體的濃度不同，其對應的氣體敏感元件的感知電阻就會對應發生變化，作為一種實現方式，第一氣體敏感元件11的感知電阻隨一氧化碳濃度增加單調減小，第二氣體敏感元件12的感知電阻隨氮氧化合物濃度增加單調增加，因此在本實施例中，可以根據第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12的感知電阻的大小可以識別出當前的空氣大致的汙染狀況。本實施例中，通過調整電路13和微處理器14實現所述功能，其中所述調整電路13用於所述第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12進行電路匹配，將感知電阻值轉換成不同的電壓輸入到微處理器14，本實施例不具體限定所述調整電路13的結構，比如可以是分壓電路或是電阻檢測電路，根據不同的感知電阻值輸出不同的電壓值。需要說明的是，本實施例中所述第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12工作相互獨立，互不影響，所述調整電路13由兩個子電路構成，分別用於匹配所述兩個氣體敏感元件，所述微處理器14包括模數轉換器以及一個脈衝調製輸出模塊，所述微處理器14中保存有電壓值與空氣汙染狀態的映射關係，微處理器14中運行的程序能夠根據接收到的電壓值的大小判斷出當前空氣的汙染狀態，微處理器14再根據空氣汙染輸出對應的脈衝寬度調製信號。比如作為一種可實現方式，當空氣無汙染時，輸出的脈衝寬度調製信號的脈衝周期為10ms，脈衝寬度1. 5ms (即15%佔空比);當空氣輕度汙染時，輸出的脈衝寬度調製信號的脈衝周期為10ms，脈衝寬度3. Oms (即30%佔空比)；當空氣中度汙染時，輸出的脈衝寬度調製信號的脈衝周期為10ms，脈衝寬度5. Oms (即50%佔空比);當空氣嚴重汙染時，輸出的脈衝寬度調製信號的脈衝周期為10ms，脈衝寬度7. Oms (即70%佔空比)。本實施例能夠實現不同濃度的一氧化碳和氮氧化合物輸出對應的脈衝寬度調製信號，使得能夠根據不同的脈衝寬度調製信號對應調整汽車空調的工作模式，比如由進氣外循環模式切換成內循環模式，在進氣外循環模式中還可以進一步調整空調外循環進風口的風門大小，控制外部空氣的進入量，達到了自動控制的目的。此外，由於本實施例提供的空氣品質傳感器輸出的是脈衝寬度調製信號，系統抗幹擾能力強，保證了空氣品質傳感器工作的穩定性。在實際應用中，在選取第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12時，這些體敏感元件可能需要在預定溫度下才能穩定工作，發揮出檢查氣體的敏感特性，因此作為一種優選的實施方式，本優選實施例還包括加熱控制電路15，所述加熱控制電路15連接在微處理器14和所述第一氣體敏感元件11、第二氣體敏感元件12之間，加熱控制電路15在微處理器14的控制下，給所述第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12進行加熱，使得氣體敏感元件能夠正常穩定工作，保證了空氣品質傳感器的質量。在另一方面，為了使得空氣品質傳感器輸出的脈衝寬度調製信號幅度更高，抗幹擾能力更強，作為本實施例的一種優選的實施方式，所述微處理器14的脈衝寬度調製信號輸出端還連接有脈衝處理電路16，具體的，該脈衝處理電路16主要包括一三級管，微處理器14的輸出端通過第一電阻連接到三極體的基極，且基極和發射極之間連接有第二電阻，所述發射極接地，集電極通過第三電阻上拉到5V電源，所述集電極通過一第四電阻輸出，在脈衝處理電路16輸入脈衝寬度調製信號時，其輸出端輸出幅值為5V的脈衝寬度調製信號，這樣就可以增強空氣品質傳感器的抗噪性能。至此，本實施例及其優選實施方式列出了空氣品質傳感器的電路結構，在具體應用時，空氣品質傳感器置於汽車空調的外循環進風口處，下面列出空氣品質傳感器的一種具體的外觀結構，參照圖2，所述空氣品質傳感器包括一殼體2，所述殼體2內置有電路板I，前述的第一氣體敏感元件11、第二氣體敏感元件12、調整電路13、微處理器14、加熱控制電路15和脈衝處理電路16均位於所述電路板I上，所述殼體2的一側還設有3根連接到所述電路板上的插針3，其中兩根插針分別連接到所述電路板I上的電源輸入端和接地端，另一插針連接到脈衝處理電路16的信號輸出端。具體使用時，將空氣品質傳感器置於汽車空調外循環進風口，空氣品質傳感器能夠根據不同濃度的一氧化碳和氮氧化合物的濃度從所述其中的一個插針管腳輸出脈衝寬度調製信號，汽車的空調控制系統根據所述脈衝寬度調製信號調整工作模式以及外循環進風口的大小。進一步作為優選的實施方式，所述殼體2的前端、靠近所述第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12處還設有蓋板4，所述蓋板4內側還設有過濾網5。所述蓋板4固定住所述過濾網5，本優選實施例中，所述過濾網5設計具有透氣性，允許外界空氣不受限制的快速到達所述第一氣體敏感元件11和第二氣體敏感元件12，提高測量的靈敏度，同時又充分阻擋較大顆粒的物的進入，從而保護氣體敏感元件不受潮氣、雜質、灰塵顆的侵害，影響測量效果和傳感器的使用壽命。為了方便安裝，進一步作為優選的實施方式，所述殼體2的外部還設有固定卡扣6，通過所述固定卡扣6可以將所述空氣品質傳感器卡接固定在汽車的空調外循環進風口處。最後，本實施例還提供了一種汽車空調控制系統，如圖3所示，包括前述實施例所述的空氣品質傳感器以及控制汽車空調工作狀態的空調控制單元7，所述空氣品質傳感器的脈衝處理電路16通過與之連接的插針連接到所述空調控制單元7，所述空調控制單元7用於根據接收到的脈衝寬度調製信號識別出當前的空氣汙染狀態，並對應控制汽車空調的外循環進風口大小及工作模式。這裡具體實現時，將所述空氣品質傳感器直接插在汽車空調外循環進風口的卡座處，並且將插針插在信號插座上，其中兩個插針為12V電源信號和接地信號，另一插針連接到空調單元7，所述空調單元7接收到脈衝寬度調製信號後，識別出對應的空氣汙染狀態，包括無汙染、輕度汙染、中度汙染和嚴重汙染等，並控制汽車空調系統進入對應的工作模式。比如在識別出當前空氣為嚴重汙染時，將汽車空調通風系統的進氣外循環模式切換成內循環模式，在其他空氣汙染狀態時仍然處於外循環模式，但仍需根據不同的空氣汙染狀態調整空調外循環進風口風門開度大小，當為無汙染時，控制空調外循環進風口全開，當為輕度汙染、中度汙染時，逐步減小外循環進風口的開度大小，直至到嚴重汙染時，關閉外循環進風口，由進氣外循環模式切換成內循環模式。通過使用本實用新型，在空氣品質不佳時減小空調外循環進風口開度大小，甚至關閉外循環進風口進入內循環模式，當空氣品質轉好時，自動逐步打開空調外循環進風口，避免了司機因為忘記重新打開外循環進風口而產生的一系列安全隱患，比如車窗上成霧導致能見度降低或車廂內氧氣濃度下降而使駕駛者產生睡意等等。本實用新型可以為人們提供健康、安全和舒適的環境，亦可極大地延長車廂空氣過濾器的壽命。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種空氣品質傳感器，其特徵在於，所述空氣品質傳感器包括用於檢測一氧化碳的第一氣體敏感元件(11)和用於檢測氮氧化合物的第二氣體敏感元件(12)，所述第一氣體敏感元件(11)和第二氣體敏感元件(12)連接有調整電路(13)，所述調整電路(13)的輸出端還連接有微處理器(14)，所述微處理器(14)用於根據從調整電路(13)的輸出端檢測到的電壓對應輸出脈衝寬度調製信號。
2.如權利要求1所述空氣品質傳感器，其特徵在於，所述微處理器(14)與所述第一氣體敏感元件(11)和第二氣體敏感元件(12 )之間還設有加熱控制電路(15 )，所述加熱控制電路(15)用於接收從微處理器(14)輸出的控制信號，並將所述第一氣體敏感元件(11)和第二氣體敏感元件(12)加熱到預定的工作溫度。
3.如權利要求2所述空氣品質傳感器，其特徵在於，所述微處理器(14)的脈衝寬度調製信號輸出端還連接有脈衝處理電路(16 )。
4.如權利要求3所述空氣品質傳感器，其特徵在於，所述第一氣體敏感元件(11)、第二氣體敏感元件(12)、調整電路(13)、微處理器(14)、加熱控制電路(15)和脈衝處理電路(16)均位於一塊電路板(I)上，所述電路板(I)位於一殼體(2)中,所述殼體(2)的一側還設有3根連接到所述電路板上的插針(3)，其中兩根插針分別連接到所述電路板(I)上的電源輸入端和接地端，另一插針連接到脈衝處理電路(16)的信號輸出端。
5.如權利要求4所述空氣品質傳感器，其特徵在於，所述殼體(2)的前端、靠近所述第一氣體敏感元件(11)和第二氣體敏感元件(12)處還設有蓋板(4)，所述蓋板(4)內側還設有過濾網(5)。
6.如權利要求4或5所述空氣品質傳感器，其特徵在於，所述殼體(2)的外部還設有固定卡扣(6)，用於將所述空氣品質傳感器卡接固定在汽車的空調外循環進風口處。
7.一種汽車空調控制系統，其特種在於，所述汽車空調控制系統包括如權利要求6所述的空氣品質傳感器以及控制汽車空調工作狀態的空調控制單元(7)，所述空氣品質傳感器的脈衝處理電路(16)通過與之連接的插針連接到所述空調控制單元(7)，所述空調控制單元(7)用於根據接收到的脈衝寬度調製信號識別出當前的空氣汙染狀態，並對應控制汽車空調的外循環進風口大小及工作模式。
專利摘要本實用新型適用於汽車傳感器領域，提供了一種空氣品質傳感器和汽車空調控制系統，其中所述空氣品質傳感器包括第一氣體敏感元件和第二氣體敏感元件，所述第一氣體敏感元件和第二氣體敏感元件連接有調整電路，所述調整電路的輸出端還連接有微處理器，所述微處理器用於根據從調整電路的輸出端檢測到的電壓對應輸出脈衝寬度調製信號。本實用新型提供的空氣品質傳感器可同時探測汽油尾氣和柴油尾氣，能夠根據不同濃度的一氧化碳和氮氧化合物輸出對應的脈衝寬度調製信號，使得可以自動靈活調整汽車空調的外循環進風口大小以及空調的工作模式，整個控制過程不受人為控制，能夠儘量保證車內的空氣處於良好狀態，使得汽車尾氣汙染對人體的影響降到最低。
文檔編號F24F11/02GK202870058SQ20122051353
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月8日 優先權日2012年10月8日
發明者凃玲英, 蔡華鋒, 李鄂勝, 劉漢文, 盛文國 申請人:湖北開特汽車電子電器系統股份有限公司, 湖北工業大學