基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法及汽车技术

本发明专利技术提供的基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法及汽车。属于汽车开发技术领域，解决当前乘员舱全局通风策略能源消耗大、且无法同时满足不同乘坐位置乘员及其不同身体部位热舒适性的问题。使用所述基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法的汽车，根据降温和供暖热舒适关键部位，为每个乘坐位置设置对应的独立出风口，针对热舒适部位合理组织气流，通过顶棚和仪表板出风口实现对头部和前胸降温或供暖，通过可调控温度的智能方向盘和智能座椅实现对手部和后背降温或供暖，通过前围板和前排座椅底部或侧向布置出风口实现对脚部降温或供暖，在短时间内快速提升乘员热舒适性。热舒适性。热舒适性。

【技术实现步骤摘要】
基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法及汽车


[0001]本专利技术属于汽车开发
，特别是涉及一种基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法及汽车。

技术介绍

[0002]在汽车行驶或停放程中，乘员舱内热环境呈现出显著的非均匀特性，且人体不同身体部位的生理热调节特性及其对环境载荷的热响应具有差异性。在偏热环境中，各局部热感觉较接近，头部和整体感觉较热；在偏冷环境中，各部位皮肤温度明显不同，机体的新陈代谢产热无法及时通过血液循环传递给远心端部位，使其皮肤温度偏低，四肢感觉较冷，然而，当前乘员舱热环境管理采用的全局通风策略能源消耗大，且部分乘坐空间内的空气温度和气流速度分布不够合理，存在无法同时满足不同乘坐位置乘员及其不同身体部位热舒适性的关键技术难题。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术问题存在的问题，本专利技术提供一种基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法及汽车，能够对不同乘坐位置空间内空气温度和气流特征进行分区域管理，根据乘员热需求分别满足不同乘坐位置乘员的热舒适性，且气候控制范围聚焦于乘员所在位置空间内，可有效减少耗能、提升能源利用率。
[0004]使用所述基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法的汽车，根据降温和供暖热舒适关键部位，为每个乘坐位置设置对应的独立出风口及回风口，针对热舒适部位合理组织气流，通过顶棚和仪表板出风口实现对头部和前胸降温或供暖，通过可调控温度的智能方向盘和智能座椅实现对手部和后背降温或供暖，通过前围板和前排座椅底部或侧向布置出风口实现对脚部降温或供暖，在短时间内快速提升乘员热舒适性。
[0005]进一步地，每个座位上均布置有相应的位置传感器、温度传感器、风速传感器、湿度传感器和红外热感知模块，并包括控制模块。
[0006]位置传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)数量及乘坐位置。
[0007]温度传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)所在位置区域内的空气温度。
[0008]风速传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)所在位置区域内的气流速度。
[0009]湿度传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)所在位置区域内的空气相对湿度。
[0010]红外热感知模块监测人体皮肤温度或身体部位表面温度分布情况。
[0011]上述控制模块具有人体热舒适性评估功能和智能计算功能。
[0012]人体热舒适性评估功能，根据接收温度传感器、风速传感器、湿度传感器和车内红外热感知模块采集的信息，评估乘员(包括驾驶员和乘客)的初始热感觉指数和热舒适指数(包括整体热感觉指数、局部热感觉指数、整体热舒适指数和局部热舒适指数)，计算得到乘员所在位置对应出出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和智能座椅冷却或加热温度的预估值，对不同乘员所在位置区域合理分配降温或供暖能量。
[0013]智能计算功能，将乘员手动输入的热感觉指数和热舒适指数与初始热感觉指数和热舒适指数进行比较，分别计算出乘员所在位置各出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和座椅冷却或加热温度的优化值，实时调整各出风口的送风温度和送风速度，实现个性化局部气候控制。
[0014]包括以下步骤：
[0015]S1、获取乘员(包括驾驶员和乘客)人数、乘坐位置信息及其所在区域的空气温度、气流速度和表面温度信息。
[0016]S2、控制模块根据接收到的乘员(包括驾驶员和乘客)人数及乘坐位置信息，自动操作模式启动，开启乘员(包括驾驶员和乘客)所在位置对应风道和出风口或冷却/加热开关，无人乘坐位置处对应的风道和出风口或冷却/加热开关保持关闭。
[0017]S3、红外热感知模块监测人体表面温度，获取不同乘坐位置乘员热不舒适或冷不舒适部位信息并输入控制模块，评估乘员(包括驾驶员和乘客)的初始热感觉指数和热舒适指数(包括整体热感觉指数、局部热感觉指数、整体热舒适指数和局部热舒适指数)，计算得到乘员所在位置对应出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和座椅冷却或加热温度的预估值，对不同乘员所在位置区域合理分配降温或供暖能量。
[0018]S4、乘员所在位置对应出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和智能座椅冷却或加热温度按预估值对人体进行降温或供暖。
[0019]S5、若乘员不满意当前环境的降温或供暖效果，则可手动操作输入热感觉指数和热舒适指数，控制模块将乘员手动输入的热感觉指数和热舒适指数与初始热感觉指数和热舒适指数进行比较，分别计算出乘员所在位置各出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和座椅冷却或加热温度的优化值，实时调整各出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和智能座椅冷却或加热温度，实现乘员舱个性化局部区域气候控制。
[0020]进一步地，每个座位上均布置有相应的位置传感器、温度传感器、风速传感器、湿度传感器和红外热感知模块，
[0021]位置传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)数量及乘坐位置。
[0022]温度传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)所在位置区域内的空气温度。
[0023]风速传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)所在位置区域内的气流速度。
[0024]湿度传感器用于获取乘员(包括驾驶员和乘客)所在位置区域内的空气相对湿度。
[0025]红外热感知模块监测人体皮肤温度或身体部位表面温度分布情况。
[0026]进一步地，控制模块具备人体热舒适性评估功能和智能计算功能，人体热舒适性评估功能根据接收温度传感器、风速传感器、湿度传感器和车内红外热感知模块采集的信息，评估乘员(包括驾驶员和乘客)的初始热感觉指数和热舒适指数(包括整体热感觉指数、局部热感觉指数、整体热舒适指数和局部热舒适指数)，智能计算功能计算得到乘员所在位置对应出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和座椅冷却或加热温度的预估值，对不同乘员所在位置区域合理分配降温或供暖能量。
[0027]进一步地，控制模块控制顶棚和仪表板出风口实现对头部和前胸降温或供暖，通过可调控温度的智能方向盘和智能座椅实现对手部和后背降温或供暖，通过前围板和前排座椅底部或侧向布置出风口实现对脚部降温或供暖。
[0028]本专利技术提供的基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法及汽车，是在应
用乘员舱区域化热环境管理技术的基础上，进一步地考虑了人体不同身体部位的热响应差异性、热需求和热偏好。所述乘员舱区域化热环境管理技术是指将气候控制范围聚焦于乘员所在位置空间内、对乘员舱气候进行分区域控制的热管理机制，以乘员周围微环境内的“热
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流”特性(即温度分布和空气流动状态)为控制对象，对不同乘坐位置的乘员进行降温或供暖，从而可以合理组织气流来改善人体周围微环境内的温度分布和气流速度，提升人体热舒适性。该技术对不同乘坐位置空间内空气温度和气流特征进行分区域管理，根据乘员热需求分别满足不同乘坐位置乘员的热舒适性，且气候控制范围聚焦于乘员所在位置空间内，可有效减少耗能、提升能源利用率。
[0029]与现有技术相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法，其特征在于，包括以下步骤：获取乘员的人数、乘坐位置信息及其所在区域的空气温度、气流速度和表面温度信息；当控制模块接收到乘员的人数及乘坐位置信息时，控制开启相应于乘员所在位置设置的风道、出风口或温度控制开关；实时监测乘员的人体表面温度，获取不同乘坐位置处乘员的热不舒适或冷不舒适部位信息并传输给控制模块，控制模块评估各乘员的初始热感觉指数和热舒适指数，计算得到乘员所在位置对应出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和智能座椅冷却或加热温度的预估值；控制模块根据预估值控制乘员所在位置对应出风口的送风温度和送风速度、智能方向盘和座椅进行冷却或加热温度以对人体进行降温或供暖。2.根据权利要求1所述的基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法，其特征在于，每个座位上均布置有相应的位置传感器、温度传感器、风速传感器、湿度传感器和红外热感知模块，位置传感器用于获取乘员数量及乘坐位置；温度传感器用于获取乘员所在位置区域内的空气温度；风速传感器用于获取乘员所在位置区域内的气流速度；湿度传感器用于获取乘员所在位置区域内的空气相对湿度；红外热感知模块用于监测人体皮肤温度或身体部位表面温度分布情况。3.根据权利要求1所述的基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法，其特征在于，所述乘员包括驾驶员和乘客。4.根据权利要求1所述的基于人体局部热舒适特征的乘员舱降温和供暖方法，其特征在于，每个乘坐位置上设置有独立出风口及回风口，来为每个乘坐位置上的每个乘员的目标供暖热舒适关键部位或目标降温...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉清，李晓婷，兰凤崇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：