一种用于检测及祛除汽车车内异味的方法与流程

本发明涉及车辆，具体涉及一种用于检测及祛除汽车车内异味的方法。

背景技术：

1、随着汽车工业的快速发展和消费者对驾乘体验要求的不断提高，车内空气质量已成为衡量汽车品质的重要指标之一，以及消费者购买汽车会考虑的因素之一，车内异味来源多样，包括内饰材料释放的挥发性有机物（vocs）、空调系统滋生的霉菌、乘员体味、食物残留气味以及外部污染物进入等，若长期不对车内的异味采取措施祛除，不仅影响驾乘舒适性，而且异味长期暴露还会对乘员的健康造成危害。

2、现有技术中，已有一些车内气味检测方案，例如：采用单一气体传感器检测特定污染物浓度，但无法区分异味种类和强度；部分高端车型配备空气质量传感器，仅能检测pm2.5或co2等常规指标，对复杂异味缺乏识别能力；现有的检测装置通常缺乏与车辆空调、通风系统的智能联动，无法主动消除异味。

3、因此亟需一种方法，能够识别车内多种来源的复杂异味，区分异味的种类与异味强度，并可与车辆的空调、通风系统等实现联动，主动对车内异味进行祛除，兼顾驾乘舒适性，降低异味对乘员身体健康带来的危害。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种用于检测及祛除汽车车内异味的方法，以能够识别车内多种来源的复杂异味，区分异味的种类与异味强度，并可与车辆的空调、通风系统等实现联动，主动对车内异味进行祛除，兼顾驾乘舒适性，降低异味对乘员身体健康带来的危害。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案，一种用于检测及祛除汽车车内异味的方法，其特征在于，包括车载供电模块、采样预处理模块、多模态传感阵列单元、主控处理单元、人机交互模块、无线通信模块和联动控制接口，还包括以下步骤：

3、s1、车辆上电自检与基线校准：上电后主控完成整机硬件连通自检，对多模态传感阵列单元中的全部传感器执行零点基线校准，车载供电模块包括车载电路和内置锂电池，车辆点火时由车载电路供电，熄火后车载供电模块自动切换内置锂电池，支持离线持续采样；

4、s2、分区分时自适应气体采样：采样预处理模块包括电控电磁阀组、微型气泵、流量调节阀、过滤单元、恒温气室和四个独立的采样支管，四个采样支管分别用于采集驾驶位、副驾位、后排座位和后备箱的空气样本，通过电控电磁阀组分时切换采样支管，微型气泵由主控pwm脉冲调速，采样流量恒定0.5l/min～1.0l/min；单个区域采样时长为5s，四个采样支管的采样循环周期固定为20s，恒温气室维持内部温度在30±5℃；

5、s3、信号调理与温湿度补偿校正：多模态传感阵列单元设置在恒温气室中，包括温湿度传感器，以及用于检测异味类别的mos金属氧化物半导体传感器、qcm石英晶体微天平传感器和电化学传感器，多模态传感阵列单元输出的不同类型的传感器信号送入主控处理单元，主控处理单元对不同类型的传感器信号分别执行增益放大和滤波处理，再通过16位精度、100hz采样频率的ad转换器转换为数字信号；

6、采用以下公式进行温湿度补偿校正：

7、

8、其中，为校正后的浓度值，为对应传感器检测出的异味浓度值，k为对应传感器的温度修正系数，h为对应传感器的湿度修正系数，t为温湿度传感器实时采集的环境温度，rh为温湿度传感器实时采集的环境湿度；

9、s4、特征提取与异味智能识别步骤：主控处理单元内置有基于随机森林算法的异味分类模型，主控处理单元以30s为一个完整检测周期，提取校正后的浓度值的12维特征向量并输入异味分类模型中，对异味进行识别分类；

10、s5、异味分级判定：主控处理单元预存有异味成分的国标安全阈值，甲醛≤0.1mg/m³、苯≤0.11mg/m³、甲苯≤1.10mg/m³、二甲苯≤1.50mg/m³、tvocs≤0.60mg/m³、氨气≤0.20mg/m³，根据校正后各个异味的浓度值划分污染等级为合格、轻度超标、重度超标；

11、s6、数据显示与分级声光预警：人机交互模块包括显示屏、三色led和蜂鸣器，通过显示屏实时展示各分区的异味浓度、异味种类和污染等级，合格时，三色led常亮绿色，轻度超标时，三色led亮黄色且以1hz的频率闪烁，蜂鸣器以2s的间歇报警，重度超标时，三色led亮红色且以2hz的频率持续闪烁，蜂鸣器连续报警；

12、s7、车载设备联动祛除异味：联动控制接口采用继电器和四路光电隔离电路输出开关量控制信号，联动控制接口用于控制车载设备进行异味祛除，车载设备包括香氛系统、空气净化器和车窗升降模块，祛除异味遵循的优先级从高到低依次为甲醛、烟味、霉味、食物味、皮革味、汗味、复合型异味；

13、s8、数据存储与远程交互：主控处理单元内置有容量不低于16gb的闪存存储单元，存至少能够保存30天历史检测数据，无线通信模块集成有can总线、蓝牙和wi-fi，can总线同步数据至整车车机，蓝牙和wi-fi连接移动终端应用程序，支持远程查看实时数据、调取历史记录。

14、进一步的，步骤s2中，当检测到任一区域的异味浓度超标且高于其余区域30%及以上时，延长该区域的采样时长至8s，其余合格区域缩短至3s；多区域同时超标时，按区域异味浓度由高至低排序，最高污染区域采样时长最长可调整至10s。

15、进一步的，恒温气室中设有加热片、半导体制冷片和散热风扇，当恒温气室中的温度低于25℃启动加热片升温，温度高于35℃启动半导体制冷片与散热风扇降温。

16、进一步的，步骤s3中，mos金属氧化物半导体传感器检测vocs、含氮类异味气体和复合型异味；

17、qcm石英晶体微天平传感器检测高沸点的vocs、醛酮类及苯系物、含氮含硫类异味气体和复合型异味；

18、电化学传感器检测ppb级醛类刺激性异味、含氮含硫类异味气体、部分vocs和复合型异味。

19、进一步的，步骤s3中，电化学传感器的温度修正系数为0.006、湿度修正系数为，qcm石英晶体微天平传感器的温度修正系数为0.004、湿度修正系数为0.002，mos金属氧化物半导体传感器的温度修正系数为0.005、湿度修正系数为0.003。

20、进一步的，步骤s4中，12维特征包括各个传感器的响应峰值、响应时长、衰减斜率、稳态响应值以及环境温湿度，将12维特征输入异味分类模型中对异味进行识别分类，随机森林算法包含100棵决策树，单树最大深度15层，单次随机采样8维特征，采用基尼系数完成节点分裂，通过多数投票法融合所有决策树分类结果并输出异味分类结果，同步依照步骤s5划分出异味的强度等级。

21、进一步的，步骤s7中，香氛系统采用间歇式释放模式，合格时香氛系统待机；轻度超标时，香氛系统单次释放5s、间隔15min、单次用量0.1ml，释放量控制在5ml/h～10ml/h；重度超标时，香氛系统单次释放8s、间隔8min、单次用量0.2ml，释放量控制在10ml/h～15ml/h；在多种异味同时重度超标时，氛系统单次释放10s、间隔5min，小时释放量15ml/h～20ml/h，恢复合格后香氛持续运行10min再待机。

22、进一步的，轻度超标时，启动空气净化器对应的净化模式，重度超标时，启动空气净化器的净化模式并控制车窗升降模块开启车窗5cm～10cm辅助通风,当用户手动操作车载设备时暂停联动控制接口对车载设备的控制，直到车内异味的污染等级变更、车内异味持续重度超标、用户手动开启自动模式三者任一条件发生时，恢复联动控制接口对车载设备的控制。

23、本方案的有益效果为：多传感器阵列单元同步采集tvocs、甲醛、苯系物、氨、硫化氢等全品类异味有害气体，配合气路过滤、恒温控温、分传感器和专属温湿度算法三重补偿，降低车载高低温、粉尘、湿度波动带来的检测误差，长期运行检测数据稳定可靠；

24、四个分区分时采样结构覆盖驾驶位、副驾、后排、后备箱全部车内空间，自动识别高污染区域并自适应延长采样时长，快速定位异味污染源，便于整车内饰检修、污染源整改；

25、各个传感器检测的浓度校正后，输入基于随机森林算法的异味分类模型，提取出12维特征对异味进行识别分类，区分异味的强弱等级，依据国标浓度阈值划分合格、轻度超标、重度超标三级污染等级，评价标准统一、量化、可对比；

26、根据异味种类、超标等级、健康危害优先级自动联动空调内外循环、车窗通风、空气净化器专项净化、车载香氛间歇分解释放，形成“检测-识别-预警-主动祛除”的闭环流程，无需人工手动开启净化设备，主动改善车内空气质量；

27、人机交互模块实时展示分区检测数据，三色led和蜂鸣器兼顾直观性与降噪需求；can、蓝牙、wi-fi 多通信兼容，适配车企前装配套、车辆后装改装两类应用场景，支持手机app远程查看实时数据、调取至少30天历史检测记录；

28、硬件集成过压、反接、短路供电保护，联动控制端采用四路光电隔离电路隔绝检测装置与原车电气回路干扰，熄火自动切换锂电池实现离线采样监测，适配车辆点火、熄火全工况使用；

29、设置手动干预优先规则，用户手动调节空调、车窗后自动暂停联动程序，同时配置多重自动恢复条件，兼顾自主操控需求与自动化治理优势；香氛系统采用量化间歇释放模式，避免香味过量叠加二次污染。