本发明涉及一种集成式空气监测系统和一种具有该空气监测系统的车辆，该空气监测系统包括空气质量传感器、进气阀和过滤组件。
背景技术：
随着我国城市建设和经济的发展，不可避免地带来了生活、工业和交通排放废气量的增加，使环境空气质量不断下降。目前，在我国大部分地区经常出现空气严重污染的情况。而汽车在人们生活中所占据的时间越来越多，当车辆在污染严重的外部环境中行驶时，如不及时采取空气过滤和净化处理措施过滤掉空调进气中的例如颗粒物以及挥发性有机物的有害物质，将会导致车内空间空气质量下降。如果乘客或驾驶员长时间呼吸这样的空气必然对人体造成不良影响。因此，驾驶员迫切需要及时了解外部环境的空气质量以及车内的空气质量，以针对性地采取相应的对应措施来获得车内尽可能最佳的空气质量。
在专利文献CN104596052A中公开了一种汽车空气质量传感器及汽车空调过滤器包括，风压传感器、PM2.5传感器及传感数据处理器；所述风压传感器及所述PM2.5传感器的传感端同向设置，输出端与所述传感数据处理器的输入端连接，所述传感数据处理器根据所述风压传感器及PM2.5传感器的感应输出值获取当前空气质量值。
另外，在专利文献CN 104691282 A公开了一种汽车空气净化系统及其汽车空气净化方法，包括：空气检测单元、中央处理单元、空调控制器、空气循环控制器、空气过滤控制器、以及显示面板。其中，空气检测单元采用三个传感器分别检测车外的第一PM2.5含量值、车内进风口处的第二PM2.5含量值、以及车内排风口处的第三PM2.5含量值，并且，比较判断模块对第一PM2.5含量值、第二PM2.5含量值、第三PM2.5含量值、以及设定值进行比较并输出第一比较结果和第二比较结果。逻辑控制模块根据第一比较结果判定车内是否存在PM2.5污染，同时，逻辑控制模块根据第二比较结果并参照空调运行信号选定相应的空气循环模式及空气过滤模式，从而实现在控制车内PM2.5含量的同时不影响空调系统的制冷或取暖效果。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集成式空气质量监测系统，通过该监测系统能实时监测车辆外部环境中的空气质量和车内的空气质量，并且能够综合考虑监测结果相应地操控车载空调系统。另外，通过该监测系统还能对车载空调中的性能进行评估，以便驾驶员能及时获知是否应当更换车载空调中的过滤组件，例如AC过滤器或滤网。
根据本发明的一个方面，集成式空气质量监测系统至少包括第一空气质量传感器、第二空气质量传感器、能电磁操控的进气阀和过滤组件，其中，第一空气质量传感器设置在过滤组件的上游以用于检测空调系统进气，也就是外部空气的空气质量，第二空气质量传感器设置在过滤组件的下游以用于检测车辆内舱中的空气的质量，其中，第一空气质量传感器和第二空气质量传感器都与一评估装置通信连接。
该评估装置根据第一空气质量传感器和/或第二空气质量传感器的检测结果对能电磁操控的进气阀进行驱控。例如当第一空气监测传感器检测到进气，也就是环境空气的污染程度超过预定的阈值时，评估装置可以调整进气阀的开度，甚至短时间地关闭进气阀。
第一和第二空气质量监测传感器优选对空气质量进行全面检测，例如检测其中的PM10、PM2.5、VOC(挥发性有机物)、CO和甲醛浓度等。评估系统综合考虑这些检测结果来对进气阀进行相应的调整。例如，在驾驶车辆经过隧道时，由于隧道通风不畅，其中空气污染可能会非常严重，配设有按本发明的空气质量监测系统的车辆能及时发现这一状况，并及时提醒驾驶员采取相应的措施或者自动地激活相应的措施，例如关闭空调系统的进气口。在经过一定的时间之后或者在通过该隧道之后，评估装置再次将进气口打开。在此，“污染严重”应理解为上面提及的PM10、PM2.5、VOC(挥发性有机物)、CO和甲醛浓度等任意的一个或多个指标超过了预定的临界值。
根据本发明的一种优选的实施形式，第二空气质量监测传感器优选设置在车辆内舱中，用于检测车辆内部的空气质量，评估装置能够根据第一和第二传感器的检测结果改变进气速度。例如，在第一空气质量传感器和第二空气质量传感器检测到的空气质量差别超过预定的阈值时，评估装置能够减小或增大进气速度。也就是说，当检测到环境空气污染较为严重，而车内空气质量较好则降低进气速度；而当外部空气质量较好，车内空气质量较差时，则增大换气速度以改善车内空气质量。
另外，根据本发明的一种优选的实施形式，如果在过滤组件上游的进气速度和在过滤组件的下游的空气流出速度之间的差值超过了预定的阈值，则提醒驾驶员更换过滤组件。所述过滤组件例如可以是AC过滤器或其它滤网。进气速度与空气流出速度差异较大则意味着过滤组件堵塞严重，过滤功能会降低，因此需要更换。当然，为了检测进气速度和空气从过滤组件的流出速度，可以分别在过滤组件的上游和下游设置风速计。
另外，也可以考虑设置一个计时器，该计时器累计过滤组件的运行时间，在运行时间超过预定的时长之后提醒驾驶员更换过滤组件。作为备选或补充，评估装置综合考虑环境情况、湿度、过滤组件使用的时长以及过滤组件的具体参数并在评估结果超过阈值时提醒驾驶员更换过滤组件。为了检测进气湿度和流出空气的湿度可以分别在过滤组件的上游和下游分别设置湿度计。这样做的优点是能针对性考虑车辆的使用情况以及过滤组件本身的性能差异，从而使得能够充分利用过滤组件。
根据本发明的一种扩展设计，评估装置还可以与车辆的显示装置通信连接，通过该显示装置能将检测结果以及可能警示信息及时告知驾驶员。
本发明还包括一种车辆，其包括根据本发明的集成式空气监测系统。
附图说明
以下参照附图所示的优选实施例对本发明进行详细解释说明。
图1示出了按本发明的集成式空气质量监测系统的结构原理图。
具体实施方式
图1示出了按本发明的空气质量监测系统的一种优选的实施形式。该空气质量监测系统包括两个空气质量传感器1,2，其分别为用于检测进气的空气质量的第一空气质量传感器1和用于检测车厢内的空气质量的第二空气质量传感器2。这两个空气质量传感器可以对空气中的污染物进行全面检测，例如可以检测其中的PM10、PM2.5、VOC(挥发性有机物)、CO和甲醛浓度等。该空气质量监测系统还包括过滤组件3，例如可以是AC过滤器或一组滤网。
第一空气质量监测传感器1设置在过滤组件3的上游。在过滤组件3的上游，优选在第一空气质量传感器1和过滤组件3之间设有能电磁操纵的进气阀4，外部空气经由该进气阀进入到车辆内部。为了检测进气中的湿度，在过滤组件3的上游，优选在第一空气质量传感器1上游设有第一湿度计5。另外，过滤组件3的上游还可以设置第一风速计6，该风速计用于检测从外部进入的空气的流速。该第一风速计6优选设置在第一空气质量传感器1上游。
在过滤组件3的下游设有第二湿度计7和第二风速计8，分别用于检测从过滤组件3流出的空气的湿度以及速度。第二湿度计7和第二风速计8优选分别直接布置在过滤组件3下游，也就是中间没有其他部件。第二空气质量传感器2设置在过滤组件3的下游，优选设置在车厢内部。另外，在该空气质量监测系统中还设有计时器9，该计时器用于累计过滤组件3的使用时间。
第一和第二空气质量传感器1,2，第一和第二风速计6,8，第一和第二湿度计5,7以及计时器9都与评估装置10通信连接，并将它们的检测数据或者累计值传输给评估装置10。评估装置10例如包括存储器和微处理器，微处理器能够执行存储器中的相应程序或算法，以对各个输送进行全面评估，并相应将评估结果输出到车厢内的显示装置并且在必要时对进气阀4进行操纵。例如，当第一空气质量传感器1检测到外部空气包含一种或多种污染物，并且这些污染物的含量超过阈值，而第二空气质量传感器2检测到车内的空气质量较好。因此，评估装置10将降低进气阀4的开度，甚至将进气阀完全关闭一段时间，在检测到外部空气质量改善(例如在驶过了污染严重的区域之后)或者在经过一定的时间之后，再次打开进气阀4或者增大其开度，以便从外部补偿新鲜空气。
另外，为了对过滤组件3的功能性进行监测，评估装置10对设置在过滤组件3上游和下游的第一和第二风速计6,8的输入值进行评估，如果发现第一风速计和第二风速计测得的空气速度差异超过一个预定的差值，则可以推断出过滤组件3堵塞严重并且过滤功能受损，因此需要更换。这时，评估装置10会通过车内显示装置向驾驶员发出视觉或声音信号，提示驾驶员更换过滤组件3。鉴于车辆的使用环境存在很大差异，而不同型号的过滤组件3本身的性能也会不同，在评估装置10还一并考虑计时器9以及第一和第二湿度计5,7的输入，在综合评估的情形下确定何时提醒驾驶员更换过滤组件3，因此能更加充分合理地利用过滤组件。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的思想的范围内，可对上述方案进行若干变形和修改。