適用于機動車輛的空氣質量監測和控制設備和方法

專利名稱：適用于機動車輛的空氣質量監測和控制設備和方法
技術領域：
本發明涉及適用于機動車輛的空氣質量監測和控制設備和方法。
本發明尤其涉及與一個污染傳感器相連接的空氣質量監測和控制設備和方法，該污染傳感器發送一個表示被送入車輛座艙內的空氣流的污染等級的信息。
背景技術：
當車輛穿過一個被污染了的區域時，希望掌握該區域的空氣污染等級，以便相應地調節該車輛的影響進入座艙內的空氣的質量的各設備(例如光催化或等離子催化類型的空氣凈化設備、空氣壓送器(lespulseur d’air)、或車輛的進氣閥)的運行。
在現有的實踐中，使用污染傳感器來調整車輛的一個設備、尤其是車輛的進氣閥的運行。
通常，進氣閥容許控制進氣室的外部空氣進入和再循環空氣進入，以便根據座艙內要求的暖風舒適度往座艙中要么送入外部空氣流，要么送入再循環空氣流。
現有的污染傳感器被設定為檢測進入座艙內的空氣流中是否存在污染物。這些傳感器可以安放在空氣過濾器的上游或下游，例如安放在車輛的前部，減震器的后面或發動機冷卻段附近。
現有技術的污染傳感器根據所檢測到的污染等級來調整車輛設備的運行。例如，當存在不可接受的污染等級時，這些傳感器可以使車輛的進氣閥從“外部空氣”位置切換到“再循環空氣”位置。
然而，使用污染傳感器不容許考慮車輛的影響污染等級的所有參數，例如車速。此外，污染傳感器不容許考慮當檢測到不可接受的污染等級時車輛的設備的當前運行狀態，例如進氣閥的位置或空氣再循環最大時限。
我們還知道一些空氣質量監測和控制設備，它們使用一個污染傳感器和一些復雜狀態機來監測污染等級并調整車輛的影響座艙內空氣質量的設備(例如進氣閥或熱氣壓送器)的運行。這些狀態機不僅使用污染傳感器提供的信息，而且使用車輛所特有的其它信息，例如車速。這些設備可以通過參考自己當前的運行狀態，例如當前空氣配送類型或壓送器的等級，來調整車輛的設備的運行。
該狀態機所定義的每個狀態對應一個特定的道路環境類型，而對這每一個特定的道路環境類型都定義著一個污染控制策略。從車輛所處的一個給定的狀態開始，該車輛可以根據輸入的數據要么保持同一狀態，要么切換到另一狀態，要么返回到前一狀態。
這種設備具有使用復雜狀態機的弊端，因為復雜狀態機需要很大的存貯和處理容量。這種設備還觸發進氣閥大量的開/關循環，從而引起這些設備的驅動裝置的過早磨損，以及熱度方面、流體動力學方面、聽覺方面的不適狀況。

發明內容
本發明的目的就是通過提出一個適用于機動車輛的空氣質量監測和控制設備來改善這種狀況。該設備與一個污染傳感器相連接，該傳感器用于發送表示被送入車輛的座艙內的空氣流的污染等級的信息。該設備還包括—一個存儲器，它能夠存儲與在一個具有預定期間的前一時段中所發生的污染事件相關的數據，以及—一個污染預測模塊，它用于根據一些從存儲器中的數據中獲得的污染事件確定在一個具有預定期間的未來時段中空氣流的污染風險。
下面列舉了根據本發明的空氣質量監測和控制設備的可選特征(補充性的或替代性的)—污染預測模塊包括一個概率計算單元，用于根據污染事件的數量來計算在未來時段中零污染的概率。
—污染預測模塊能夠將零污染概率與一個預定的決策閾值相比較，以便確定在未來時段內空氣流的污染風險。
—當零污染概率明顯低于所述決策閾值時，污染的風險被確定。
—它還包括至少一個影響空氣質量的車輛設備和一個管理單元，該管理單元能夠根據由預測模塊確定的污染風險以及根據由污染傳感器發送出的污染信息來調整所述車輛設備的運行。
—該車輛設備是車輛的一個進氣閥，該進氣閥具有一個用于將外部空氣流送入座艙的“外部空氣”位置，和一個用于將再循環空氣流送入座艙的“再循環空氣”位置。
—污染預測模塊能夠在污染風險被確定時向管理單元傳送一個進氣閥切換至“再循環空氣”位置的請求。
—污染預測模塊能夠在零污染風險時向管理單元傳送一個進氣閥切換至“外部空氣”位置的請求。
—它包括一個對應表，該對應表用于根據車輛自從投入使用以來所行駛的公里數來定義閥的開/關動作最大次數；它還包括一個更新單元，該更新單元用于根據自從車輛投入使用以來閥的開/關動作次數與閥的所述開/關動作最大次數的比較結果來調整前一時段的期間和/或決策閥值。
—當自從車輛投入使用以來閥的開/關動作次數大于閥的所述開/關動作最大次數時，更新單元能夠授權增加前一時段的期間和/或決策閾值。
—當自從車輛投入使用以來閥的開/關動作次數小于或等于閥的所述開/關動作最大次數時，更新單元能夠減小或保持前一時段的期間和/或決策閾值。
—每當進氣閥切換到“再循環空氣”位置時，車輛設備的管理單元能夠觸發一個以再循環空氣經歷的時間的倒計數，并且，一旦再循環空氣所經歷的時間多于或等于一個選定的、表示空氣再循環最大時間的閥值，車輛設備的管理單元能夠使進氣閥切換到“外部空氣”位置并保持一個選定的最小期間。
本發明還提出一種適用于裝備有一個污染傳感器的機動車輛的空氣質量監測和控制方法，該污染傳感器用于發送一個表示被送入車輛的座艙內的空氣流的污染等級的信息。所述方法包括如下步驟—周期性地存儲與在一個具有預定期間的前一時段中發生的污染事件相關的數據；—根據從所存儲的數據中獲得的一些污染事件和根據污染傳感器所發送的污染信息，確定在一個具有預定期間的未來時段中的空氣流的污染風險。


在審閱了后面的詳細描述和附圖之后，本發明的其它特征和優點就將顯現出來，這些附圖包括—圖1是根據本發明的一個空氣質量監測和控制設備的示意圖；—圖2A和2B是裝備有一個進氣閥和一個污染傳感器的傳統進氣室的示意圖；—圖3是表示本發明的空氣質量監測和控制設備所實施的各個步驟的流程圖；—圖4A和4B是兩個流程圖，表示本發明的空氣質量監測和控制設備所實施的用于調整進氣閥的運行的各個步驟。
—圖5是一個流程圖，表示本發明的空氣質量監測和控制設備所實施的用于更新在空氣質量監視中起作用的各個參數的各個步驟。
—圖6是一個曲線圖，顯示根據現有技術和根據本發明，各個表示進氣閥開/關動作的信號的演變。
附錄A包括本發明的設備和方法中所使用的主要方程。
為了清楚，及便于參考，該附錄被單獨放置。它是說明書的組成部分，因而將能夠不僅用于理解本發明，而且在必要時有助于其定義。這也完全適用于各附圖。
具體實施例方式
首先參照圖1，圖1表示安裝于機動車輛內部的空氣質量監測和控制設備1。本發明的該設備1被設置為監測和控制車輛座艙內的空氣質量。
該空氣質量監測和控制設備1包括一個污染預測模塊10，該模塊10被設置為預測在一個未來時段內進入車輛座艙的空氣流的污染風險。
本發明的設備1還與一個傳統的污染傳感器30相連接，該污染傳感器30發送一個表示進入座艙的空氣流的污染等級的信息。該污染信息可以是數字類型的或模擬類型的(可變直流電壓、PWM信號、LIN或CAN協議，等等)。
空氣質量監測和控制設備1還包括一個存儲器40，該存儲器40包含以前的污染事件的歷史。
存儲器40與傳感器30相互作用，以便周期性地更新污染事件歷史。
存儲器40還與預測模塊10相互作用，以便向其傳送污染歷史。污染預測模塊10利用這個污染歷史以及傳感器的污染信息來預測空氣流中的污染風險。
因此，本發明容許根據過去的污染事件預測在一個未來時段內可能發生的污染事件。
根據對在未來一個時段內的空氣流的污染風險的預測，本發明的設備1容許相應地調節車輛的影響空氣質量的設備24(例如光催化或等離子催化類型的空氣凈化設備、空氣壓送器、或車輛的進氣閥)在這一時段的運行。
后面的描述將參照一個作為非限制性實例的、進氣閥類型的車輛設備。
現在參照圖2A和2B，它們表示裝備有一個污染傳感器30的傳統進氣室。
進氣室18包括一個接收從座艙H外抽取的外部空氣流AE的進氣口200，和一個接收從座艙H中抽取的再循環空氣流AR的進氣口220。進氣室18包括一個進氣閥24，該進氣閥在控制信號的作用下可以在一個開位置和一個關位置之間旋轉，以便選擇性地控制進氣口200和220。
在開位置即“外部空氣”位置，閥24處于虛線所表示的位置，以便打開外部空氣進氣口200并關閉再循環空氣進氣口220。
在關位置即“再循環空氣”位置，閥24處于實線所表示的位置，以便關閉外部空氣進氣口200并打開再循環空氣進氣口220。
進氣室18還包括一個熱氣壓送器28，該壓送器28用于在空氣通過安裝于儀表板16上的通風機15被送回座艙之前將空氣流送往空調和/或暖氣設備。
如圖2A所示，污染傳感器30可以被安置在相對于外部空氣流AE的循環方向而言空氣過濾器13的下游。
如圖2B所示，作為變型，污染傳感器30可以被安置在進氣室18的一個導管14內，該導管14將進氣口200與一個位于擋風玻璃34下方、發動機罩36上方的脫水器(separateur d’eau)32連通。
傳感器的位置不局限于這些作為說明性實例的、參照圖2A和2B所描述的位置。
污染傳感器30容許檢測污染物的存在，例如外部空氣流中一氧化碳的存在。
污染預測模塊10與車輛設備管理單元50相互作用，該管理單元50尤其是車輛的舒適度管理單元，控制車輛設備24的運行。
根據本發明，車輛設備管理單元50根據預測模塊確定的污染風險來調整設備24的運行。
作為補充，管理單元50可以考慮傳感器所發送的污染信息，以便調整車輛設備24的運行。
在評估了在一個未來時段內空氣流的污染風險以后，預測模塊10傳輸一個控制信號到車輛設備管理單元50。
在車輛設備是一個進氣閥的情況下，如果污染風險被確定為不可接受，該控制信號可以包含一個將進氣閥切換至“再循環空氣”位置的請求，而如果污染風險被確定為可以接受，該控制信號可以包含一個將進氣閥切換至“外部空氣”位置的請求。
在車輛上使用一個提供表示座艙空氣污染等級的信號的污染傳感器容許掌握污染或無污染的實時信息。然而，僅有這個信息并不容許預測該污染狀態在隨后時段的演變。而且，在現有技術的實踐中，當傳感器30檢測到連續的污染狀態時，進氣閥以很高的頻率切換。由此產生進氣閥驅動裝置過早的磨損和產生熱度方面、氣動力學方面、聽覺方面不舒適的狀況。因此，必需裝備壽命較長的、因而昂貴的驅動裝置。
因此，使用由傳感器發送來的單個污染信息不容許預測在隨后一個時段內污染事件的出現以便相應地調整車輛設備在這個時段的運行。
本發明的空氣質量監測和控制設備和方法的目的就是限制這些弊端。尤其，通過提供對在隨后時段內空氣流的污染的預測，本發明的監測和控制設備和方法容許降低開/關循環的頻率，因此容許限制車輛設備的驅動裝置的過早磨損。從而，不再需要安裝壽命很長的車輛設備驅動裝置。
本發明提出通過在一個給定的時刻根據以前(例如前30至45秒內)發生的污染事件的歷史預測未來的污染風險，監測和控制在一個給定區域(例如一條公路和一條街道)內的污染。
申請人確實已經觀察到圍繞車輛的污染可以被局部地和暫時地看成一個隨機現象。
使用單個的污染傳感器30或現有技術的狀態機并不容許考慮污染的隨機特征。
申請者已經確定在車輛行進的給定區域內的污染的出現和演變可以根據泊松分布(distribution de Poisson)來預測。
根據本發明，泊松分布被用來確定在一個具有選定時限Tf(例如等于1或2秒)的未來時段ΔTf內，一個具有選定期間Dc的污染事件不出現的概率P(0)。
在一個特殊實施方式下，未來時段的期間Tf被選定為等于本發明的空氣質量監測方法的重復頻率，該頻率等于1秒最有利。
根據本發明的一個方面，可以根據在一個具有選定的期間Tp(例如介于30秒和45秒之間)的前一時段ΔTp內發生的污染事件的歷史來確定該概率P(0)。
現在將描述污染歷史的結構。
本發明的控制設備還包括一個歷史管理器60，見圖1，該歷史管理器60用于更新存儲器40的污染歷史。
歷史管理器60被設置為按照一個選定的周期Tm對污染傳感器30所發送的污染信息采樣。特別地，該周期Tm被選定為約等于1秒。
該歷史管理器可以以一個數偶{污染信息的值I(ti)，時刻ti}來儲存每個污染事件，時刻ti對應于污染信息值被記錄的時刻。
作為補充，歷史管理器60可以包括一個轉換功能，用于將所儲存的污染信息的每個數值轉換成一個污染等級。例如，如果某一時刻污染信息的可變占空比RC小于30％，那么0級可以賦給這個污染信息的值；如果占空比介于30％與50％之間，賦1級；如果占空比介于50％與70％之間，賦2級；如果占空比介于70％與90％之間，賦3級。于是，歷史管理器就可以對應于時刻ti儲存污染信息的值I(ti)和/或相應的污染等級Ni。
由此，污染歷史存儲與以前的污染事件相關的數據，這些數據從污染傳感器所實施的周期性檢測獲得。每個污染事件由一個污染時刻ti、一個污染信息的值I(ti)和/或一個污染等級Ni定義。
因而，污染歷史包括在前一時段ΔTp內發生的過去污染事件的記錄。
污染歷史可以具有多列表格的結構。每列與一個由傳感器所檢測的污染事件相關，該污染事件由事件的發生時刻ti、污染信號的值I(ti)和/或相應的污染等級Ni定義。
表格的形式是一個具有Tp個元素的平滑數值表格，其中Tp是前一時段的期間，也被稱作觀察期間，在這個期間內“觀察”發生的污染事件。
因為根據一個周期Tm周期性地記錄，所以表格的元素的數量符合Ntab＝Tp/Tm。
因此，在一個給定的時刻t0，預測模塊10可以提取與在前Tp秒內發生的污染事件相關的歷史數據。
現在將參照附錄A更詳細地描述污染預測模塊10。
污染預測模塊10包括一個概率計算單元，該概率計算單元用于計算在一個具有期間Tf的未來時段ΔTf內零污染的概率P(0)。該概率P(0)對應于在未來時段ΔTf內觀察不到任何具有選定期間Dc的污染事件出現的概率。
根據附錄A的方程A1，概率P(0)是從這樣一個概率P(m)中得來的該概率P(m)對應于在一個未來時段ΔTf內觀察到出現m個具有給定期間Dc的污染事件的泊松分布(distribution de Poisson)。
變量μ對應于隨機變量m的平均值或數學期望值。
該變量μ表示在一個未來時段ΔTf內污染事件出現的平均頻率。
申請人已經確定當μ的值大于1時，每個時段ΔTf內可能發生多個污染事件；當μ的值等于1時，可能發生以ΔTf為周期的、周期性地接連出現的污染事件；當μ的值小于1時，每個時段ΔTf內可能發生至少一個污染事件。
根據附錄A的方程A1，在一個未來時段ΔTf內觀察不到任何具有選定的期間Dc的污染事件出現的概率P(0)是該變量μ的函數。
而根據附錄A的方程A2，變量μ可以表示為在前一時段ΔTp內發生期間為Dc的污染事件的數量Nb、變量Dc、未來時段ΔTf的期間Tf、前一時段ΔTp的期間Tp的函數。
由此，申請人已經確定根據附錄A的方程A3，在一個未來時段ΔTf內觀察不到任何具有選定期間Dc的污染事件出現的概率P(0)可以由在前一時段ΔTp內發生的具有期間Dc的污染事件的數量Nb、污染選通脈沖的選定期間Dc、未來時段ΔTf的期間Tf、時段ΔTp的期間Tp確定。
根據本發明的一個方面，從儲存在存儲器40中的污染歷史中獲取在前一時段ΔTp中發生的具有期間Dc的污染事件的數量Nb。
為了估算污染事件的數量Nb，控制設備可以包括一個加權函數，該加權函數用被儲存在歷史記錄中并從歷史記錄中獲取的污染等級的數據來對每個相關污染事件加權。更確切地說，該加權函數可以給一個給定等級的污染事件根據相應的污染等級虛構地關聯多個污染事件。例如，將可以給一個3級污染事件關聯三個污染事件，將可以給一個2級污染事件關聯兩個污染事件，等等。
本發明的監測方法的重復周期Tm可以定為等于1秒。從而，由于Ntab＝Tp/Tm，平滑數值表格的長度Ntab就等于前一時段ΔTp的長度Tp。
現在參照圖3，圖3是一個算法，闡明了本發明的空氣質量監測和控制方法。
每當重復空氣質量監測方法時，圖3的步驟100至106被實施。
在步驟100，通過應用附錄A的方程A.3，設備計算在一個具有預定期間的未來時段ΔTf內觀察不到任何具有規定期間Dc的污染選通脈沖出現的概率P(0)。特別地，未來時段ΔTf的期間Tf可以被定在1秒與2秒之間。于是，概率P(0)對應于在未來1至2秒內觀察不到任何具有期間Dc的選通脈沖出現的概率。
為了計算該概率P(0)，在步驟101，設備根據存儲器40的污染歷史中所包含的數據來確定在前一時段ΔTp中發生的污染事件的數量。特別地，前一時段的期間Tp可以介于30至45秒之間。因此，在這種實施方式下，在一個給定的時刻，設備根據在前30至45秒內發生的污染事件來評估未來1至2秒內的污染風險。
在后面的步驟103，設備確定概率P(0)所表示的污染風險是否是可以接受的。
為了確定概率P(0)所表示的污染風險是否是可以接受的，在步驟1020，設備檢驗在未來時段ΔTf內觀察不到任何具有期間Dc的污染選通脈沖出現的概率P(0)的值是否小于一個決策閾值PSD。例如，該決策閾值PSD可以被定為等于90％。可以根據多種依據，例如閥的驅動裝置的壽命(用最大循環次數來表示)、座艙內最大污染等級、或座艙內要求的聽覺舒適度，來選定該決策閥值PSD。
如果P(0)的值高于或等于決策閾值PSD，污染風險就是可以接受的。于是在步驟104，預測模塊就可以將污染風險指示器置為“零”值，以表明不存在污染風險。
于是，在步驟105，污染預測模塊10可以傳送一個包含一個切換至“外部空氣”位置的請求的控制信號到車輛設備的管理單元50，特別地，該管理單元50是座艙舒適度管理單元。該請求表明進氣閥切換至“外部空氣”位置是可能的。
反之，如果P(0)的值小于決策值PSD，那么污染風險是不可接受的。于是，在步驟106，預測模塊可以將污染風險指示器置為值“1”，以表明存在污染風險。
于是，進氣閥24應該切換至“再循環空氣”位置，以便阻止受污染的空氣進入。因而，在步驟107，預測模塊10傳送一個包含一個切換至“再循環空氣”位置的請求的控制信號到車輛設備的管理單元50。
作為補充，本發明的設備可以考慮在步驟102獲得的傳感器30的污染信息值，以便初始化各參數。
切換至“外部空氣”位置或“再循環空氣”位置的請求被提交到管理單元50，該管理單元50應用圖4A和4B的流程圖來決定進氣閥24確實切換至“外部空氣”位置或“再循環空氣”位置。
首先參照圖4A的流程圖。
正如前文所表明的那樣，在步驟1060，當空氣流沒有任何污染風險被預測模塊確定時，一個切換至“外部空氣”位置的請求被發送至進氣閥管理單元50。
在步驟1061，車輛設備的管理單元50還接收到由污染傳感器30發送來的信息值。
然后，在步驟1062，管理單元確定污染信息的污染等級是否不可接受。
在步驟1063，當確定污染信息的等級不可接受時，車輛的管理單元50使進氣閥切換至“再循環空氣”位置，而不是使它切換至“外部空氣”位置，以便保證乘客的舒適。進氣閥切換至“再循環空氣”位置的方法以后參照圖4B的步驟1042至1052描述。
通過在預測模塊10沒有確定任何污染風險的情況下優先考慮傳感器的污染信息，本發明的設備容許保證座艙內空氣的良好質量。
當污染信息的等級可以接受時，車輛的管理單元50在步驟1064確定進氣閥24是否處于強制“外部空氣”位置，例如由于乘客的手動控制。
當確定進氣閥24處于強制“再循環空氣”位置時，管理單元就通過應用圖4B中步驟1046至1052中所描述的再循環控制方法而在步驟1066保持該位置。
反之，當進氣閥24不處于強制“再循環空氣”位置時，管理單元就使進氣閥切換至“外部空氣”位置。
現在參照圖4B的流程圖。
當管理單元50在步驟1040接收到一個由于確定了污染風險而產生的切換至“再循環空氣”位置的請求時，該管理單元在步驟1042確定進氣閥是否已經處于“再循環空氣”位置，例如由于乘客的手動控制。
如果進氣閥不處于“再循環空氣”位置，管理單元就在步驟1045使進氣閥切換至“再循環空氣”位置。該管理單元還觸發一個再循環空氣經歷的時間的倒計數，以便實施再循環控制方法。
事實上，如果長時間進行空氣再循環，這將在座艙中引起凝結現象，有損于能見度和乘客舒適度。正因為如此，限制空氣再循環的持續時間為好。因此，可以提供一個選定的空氣再循環最大期間Trec_max，如果超過這個最大期間Trec_max，它就引起進氣閥被強制地切換至“外部空氣”位置。
進氣閥50的管理單元考慮該限制，以便決定是否執行預測單元10發出的切換至“再循環空氣”位置的請求。
如果進氣閥已經處于“再循環空氣”位置，管理單元就在步驟1046檢驗再循環持續時間，或以再循環空氣經歷的時間Trec，是否小于再循環最大期間Trec_max。
再循環期間Trec依賴于所遇到的污染事件的數量及其強度。
該再循環期間Trec尤其依賴于觀察期間Tp和決策閾值PSD。
如果在再循環空氣經歷的時間Trec小于再循環最大期間Trec_max，管理單元50就在步驟1048保持進氣閥在“再循環空氣”位置。
如果時間Trec大于再循環最大期間Trec_max，就應該更換空氣。
于是，管理單元50在步驟1050可以使進氣閥切換至“外部空氣”位置，并停止再循環空氣經歷的時間的倒計數。
作為變型，在步驟1051，管理單元50可以使進氣閥切換至“外部空氣”位置并保持一個最小時間Text_min，以便更換空氣。可以觸發一個更換時間Text_min倒計數，以便控制空氣更換。于是，在步驟1052，當時間Text_min結束時，管理單元50可以在觸發了空氣再循環時間倒計數之后使進氣閥回到“再循環空氣”位置。該最小時間Text_min被選定為既要足夠長以便保證更換空氣又要足夠短以便不使太多的受污染空氣進入。
作為補充，污染控制單元可以包括一個更新單元20，該更新單元20被設置為調整記錄污染事件的觀察期間Tp和/或決策閾值PSD，如圖1所示。
更新單元20使用與如下數值相關的信息進氣閥自從投入使用以來開/關動作的實際次數Nr，車輛自從投入使用以來所行駛的公里數k，觀察期間Tp的額定值和/或決策閾值PSD的額定值。
更新單元20與一個對應表相互作用，該對應表提供根據車輛自從投入使用以來所行駛的公里數k該進氣閥能執行的開/關動作的最大次數Nt。然后將最大次數Nt與進氣閥開/關動作的實際次數Nr相比較。根據比較的結果更新觀察期間Tp和/或決策閾值PSD。
將參照圖5更詳細地描述更新觀察期間Tp和/或決策閾值PSD的方法。
在步驟200，更新單元確定自從車輛投入使用以來進氣閥開/關動作的實際次數Nr。該次數Nr尤其可以由車輛的空調計算器提供。
在步驟202，更新單元確定觀察期間Tp的額定值和/或決策閾值PSD。步驟200和步驟202可以以任何順序依次實施或同時實施。
更新單元20然后確定車輛自從投入使用以來的公里數k，并且，當該公里數k是一個周期x的倍數(k＝px，p為整數)時，周期性地執行步驟206至212。
在步驟206，更新單元根據公里數k的值確定進氣閥動作的最大次數Nt。該最大次數Nt由對應表提供。該表包括一個用于接收公里數的輸入和一個用于給出相應最大次數Nt的輸出。
在步驟208，更新單元檢驗動作的實際次數Nr是否大于或等于動作的最大次數Nt。
當動作的實際次數Nr大于或等于動作的最大次數Nt時，在步驟210，更新單元增加觀察期間Tp和/或決策閾值PSD，以便減少進氣閥開關動作的次數Nr。
當動作的實際次數Nr小于動作的最大次數Nt時，在步驟212，更新單元減小或保持觀察期間Tp和/或決策閥值PSD，以便允許進氣閥開關動作的一個更大的次數Nr。
為了避免在座艙內產生水汽，更新單元可以用一些輔助信息來更新觀察期間Tp和/或決策閥值PSD，尤其是與濕度、外部空氣溫度、或內部空氣溫度相關的信息。
圖6是一個曲線圖，顯示如下信號的演變信號(b)是一個表示根據狀態機類型的現有技術實施的進氣閥開關動作的信號；信號(a)是一個表示根據本發明的進氣閥的開關動作的信號；信號(c)是一個表示在未來時段ΔTf內不出現期間為Dc的污染選通脈沖的概率P(0)的信號；信號(d)是一個表示污染傳感器的信號的可變占空比RC的信號。
圖6的曲線圖是在如下特殊條件下得到的
—未來時段的期間Tf＝1秒，以及—前一時段的期間Tp＝30秒。
我們觀察到根據現有技術的信號(b)的頻率高于根據本發明的信號(a)的頻率。已經觀察到在這種條件下，現有技術的信號(b)的頻率可能大約是本發明的信號(a)的頻率的兩倍。因此，本發明容許在保證有效監測和控制污染的同時，顯著地降低進氣閥的開關循環的次數。因此，車輛設備24的驅動裝置磨損更慢，乘客感到聽覺和溫度更舒適。
作為一個非限制性的實例，本發明是參照一個進氣閥類型的車輛設備描述的。然而，本發明適用于影響空氣質量的其它類型的車輛設備，尤其是接收外部空氣流的、并且可以由一個控制信號啟動/停止的任何類型的車輛設備，例如光催化類型的空氣凈化設備，或空氣壓送器。
本發明也不局限于控制車輛的單獨一個設備。本發明可以用于同時控制性質不同的多個車輛設備。
附錄AA1.P(m)＝μm/m！*exp(-μ)A2.μ＝(Nb/Dc)*Tf/TpA3.P(O)＝exp(·(Nb/Dc)·Tf/Tp)
權利要求
1.一種用于機動車輛的空氣質量監測和控制設備，該設備與一個污染傳感器(30)相連接，該傳感器(30)用于發送表示被送入車輛的座艙內的空氣流的污染等級的信息，所述設備的特征在于還包括-存儲器(40)，它能夠存儲與在具有預定期間(Tp)的前一時段中所發生的污染事件相關的數據，以及-污染預測模塊(20)，它用于根據從存儲器(40)中的數據中獲得的污染事件的數量(Nb)確定在具有預定期間(Tf)的一個未來時段中空氣流的污染風險。
2.根據權利要求1的設備，其特征在于污染預測模塊包括概率計算單元，用于根據污染事件的數量(Nb)計算在所述未來時段(ΔTf)中零污染的概率。
3.根據權利要求1的設備，其特征在于污染預測模塊適于將零污染概率與預定的決策閾值(PSD)相比較，以便確定在所述未來時段內空氣流的污染風險。
4.根據前述權利要求中任意一項的設備，其特征在于它還包括至少一個影響空氣質量的車輛設備(24)和一個管理單元(50)，該管理單元適于根據由預測模塊(10)確定的污染風險和/或根據由污染傳感器(30)發送的污染信息來調整所述車輛設備的運行。
5.根據權利要求4的設備，其特征在于該車輛設備是車輛的進氣閥(24)，該進氣閥(24)具有一個用于將外部空氣流送入座艙的“外部空氣”位置，和一個用于將再循環空氣流送入座艙的“再循環空氣”位置。
6.根據權利要求5的設備，其特征在于污染預測模塊(10)適于在污染風險被確定時向管理單元(50)傳送一個將進氣閥切換至“再循環空氣”位置的請求。
7.根據權利要求5的設備，其特征在于污染預測模塊(10)適于在零污染風險時向管理單元(50)傳送一個將進氣閥切換至“外部空氣”位置的請求。
8.根據權利要求5至7的任意一項的設備，其特征在于它包括一個對應表，該對應表用于根據車輛自從投入使用以來所行駛的公里數來定義閥的開/關動作最大次數(Nt)；它還包括一個更新單元(20)，該更新單元(20)用于根據自從車輛投入使用以來閥的開/關動作次數(Nr)與閥的所述開/關動作最大次數(Nt)的比較結果來調整所述前一時段的期間(Tp)和/或所述決策閾值(PSD)。
9.根據權利要求8的設備，其特征在于更新單元(20)適于當自從車輛投入使用以來閥的開/關動作次數(Nr)大于閥的所述開/關動作最大次數(Nt)時，授權增加所述前一時段的期間(Tp)和/或所述決策閾值(PSD)。
10.根據權利要求8的設備，其特征在于更新單元(20)適于當自從車輛投入使用以來閥的開/關動作次數(Nr)小于或等于閥的所述開/關動作最大次數(Nt)時，減小或保持所述前一時段的期間和/或所述決策閾值(PSD)。
11.根據權利要求5至10的任意一項的設備，其特征在于車輛設備的管理單元(50)適于每當進氣閥切換到“再循環空氣”位置時，觸發以再循環空氣狀態經歷的時間(Trec)的倒計數，并且，一旦再循環空氣狀態經歷的時間(Trec)長于或等于選定的、表示空氣再循環最長時間的閥值(Trec_max)，則車輛設備的管理單元(50)使進氣閥切換到“外部空氣”位置并保持一個選定的最短期間(Text_min)。
12.一種用于裝備有污染傳感器(30)的機動車輛的空氣質量監測和控制方法，該污染傳感器(30)用于發送表示被送入車輛的座艙內的空氣流的污染等級的信息，所述方法的特征在于包括如下步驟a)定期地存儲與在具有預定期間(Tp)的前一時段中發生的污染事件相關的數據；b)根據從所存儲的數據中獲得的污染事件數量(Nb)，確定在具有預定期間(Tf)的一個未來時段中的空氣流的污染風險。
13.根據權利要求12的方法，其特征在于包括如下步驟-將零污染概率與一個預定的決策閾值(PSD)相比較，以便確定在所述未來時段內空氣流的污染風險。-當該零污染概率明顯小于所述決策閾值(PSD)時，確定有污染風險。
14.根據權利要求13的方法，其特征在于根據在步驟b)中確定的污染風險和/或根據污染傳感器(30)所發送的污染信息，調整影響空氣質量的車輛設備(24)的運行。
全文摘要
本發明提出一種用于機動車輛的空氣質量監測和控制設備，該設備與一個污染傳感器(30)相連接，該傳感器(30)用于發送表示被送入車輛的座艙內的空氣流的污染等級的信息。該設備還包括一個存儲器(40)，它能夠存儲與在一個具有預定期間的前一時段中所發生的污染事件相關的數據，以及一個污染預測模塊(20)，它用于根據一些(Nb)從存儲器(40)中的數據中獲得的污染事件來確定在一個具有預定期間的未來時段中空氣流的污染風險。
文檔編號F24F11/06GK1885040SQ200610094609
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月21日 優先權日2005年6月22日
發明者勞倫特·雷德 申請人:法雷奧熱力系統公司