大家对AQS(Air Quality Sensor,空气质量传感器)可能有所了解,但对其具体功能和用法可能还不太清楚。今天,我们就来深入探讨一下AQS传感器的作用、原理、安装方法以及相关算法和标定。

空气质量传感器,如其名,是一种用于检测空气质量的设备,有时也被称为汽车尾气传感器。它主要用于监测汽车尾气中的CO、NOx等污染物浓度,从而判断汽车自身的污染状况。通过与汽车空调系统的协同作用,该传感器能有效阻挡室外被污染的空气,确保驾乘人员在车内享受到健康、舒适的空气环境。

起初,AQS传感器主要应用于沃尔沃、宝马等外资或合资品牌的汽车上。然而,随着国内汽车市场的崛起和自主品牌的逐渐壮大,这一技术也逐渐得到了普及。目前,国内多家自主品牌及新势力车企都已开始采用AQS传感器技术,以提高车辆的空气质量。在供应商方面,安费诺(SGX)、Parago、四方光电、郑州炜盛等行业领军企业都为市场提供了优质的车规空气质量传感器。
空气质量传感器的核心部件是芯片,其采用以SnO2为主的金属氧化物材料,通过在芯片上涂覆两个金属氧化物层,分别对氧化性气体(如NO2)和还原性气体(如CO、CH)进行感应。当这些气体与涂层接触时,会发生电子迁移,进而改变涂层的电阻值。通过分析计算电阻值的变化与气体浓度的对应关系,可以预设相关曲线,从而判断出气体浓度的变化量(Δ值),并据此输出相应的等级。

然而,由于涂层是微米级别的薄膜金属氧化物,其厚度对电子迁移的影响显著,且制造精度和一致性难以控制。同时,不同区域的基础浓度也存在差异。因此,空气质量传感器的浓度等级输出采用了差异化自适应的方式。

AQS传感器通常被安装在空气流通良好且接近被控对象的位置,例如空调箱外循环进风口、外饰空调进风口或前进气格栅处。考虑到其主要作用是控制内外循环以防止CO、NOx等化合物进入车内,推荐将传感器布置在空调箱外循环进风口处,这样不仅距离近、精度高,还能确保采样准确。

关于传感器浓度等级输出的差异化自适应实现方式,我们可以通过对比城市与郊区的浓度等级来理解。由于城市的整体浓度等级高于郊区,如果采用固定的绝对边界或等级进行控制,可能导致在郊区实际浓度变化时无法准确反映污染趋势或触发相关场景。因此,引入了自适应输出方式,通过识别阻值的变化率来更准确地判断浓度高低。

在无污染或温湿度相对稳定的条件下,传感器会测得一个初始阻值R0。当传感器工作时,其阻值会发生变化,这个变化量我们定义为Rw。通过计算(Rw – R0)/ R0,我们可以得出阻值的变化率。随后,根据这个变化率,我们可以查找相应的浓度等级,从而实现对空气质量的精准监测与控制。
在确定了空气质量的浓度等级之后,我们可以进一步根据外界温度来设定不同的触发条件。
在确定了空气质量的浓度等级后,我们还可以进一步利用HMI进行提醒,例如,根据不同等级显示相应的污染级别(如一级污染、二级污染等)。然而,实际应用中还需考虑一些特殊情况,如堵车和隧道通行等。以堵车为例,我们可以设定一个初步的堵车车速阈值为30kph。当车速低于或等于30kph且持续时间超过30秒时,系统会判定为堵车,并自动切换至内循环模式。而当车速高于35kph且持续时间同样超过30秒时,系统将退出堵车逻辑,此后内外循环将由AQS进行智能控制。

关于AQS的标定,通常选择在春秋季节的河北地区进行,涵盖低浓度区域如北戴河、秦皇岛和张家口,以及高浓度区域如石家庄和邯郸。标定过程包括客观和主观两部分。客观方面主要依赖专业的计量设备对浓度进行对比标定,以确保设计的切换等级与实际浓度趋势相符;而主观方面则通过嗅觉判断是否能在第一时间切换至内循环模式,尽管传感器距进风口较近,可能会闻到些许异味,但关键在于味道持续的时间长短,一般做到仅一瞬间的异样即可。

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