JP7600080B2 - 車内空気汚染の改善方法 - Google Patents

Description

本発明は、車内空間において気体汚染交換を実施する方法であり、特に、車内空気汚染の改善方法に関する。

世界の人口と産業の急速な発展に伴い、大気品質は徐々に悪化している。これらの有害な大気汚染気体に長期間さらされる人々は、人間の健康に有害であるだけでなく、深刻な場合でも生命を脅かす場合がある。

空気中に、二酸化炭素、一酸化炭素、ホルムアルデヒド、細菌、真菌、揮発性有機物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＶＯＣ）、浮遊微粒子又はオゾンなどの汚染物が多く、汚染物の濃度が増加するとき、人体に有害である。例えば、浮遊微粒子の場合、そのような微粒子は、肺胞に浸透し、血液とともに体中を循環する恐れがある。これは、呼吸管に害を及ぼすだけでなく、心血管疾患を引き起こしたり、癌のリスクを高めたりする可能性がある。

インフルエンザや肺炎などの流行性疾患が蔓延している今日、人々の健康を脅かし、その結果、人々の社会活動も制限されており、公共交通機関を利用するための外出は比較的少なくなり、人々は外出するとき、個人の自動車を交通手段として、自分で運転するようになっている。そのため、自動車運転時、車内のガスが常に人々が呼吸できるように清潔で安全であることを確認する方法は、本発明の重要な研究開発テーマである。

本発明は、車内空気汚染の改善方法を提供しており、主な目的は、車外気体検出データ及び車内気体検出データに基づき、車内気体交換システムを提供し、備えた空調ユニットによって車内空間の温度及び湿度を調節することと、浄化ユニットを提供し、導入される気体を濾過及び浄化して車内空間に導入することと、制御駆動ユニットを提供し、車外気体検出データ及び車内気体検出データを受信し、人工知能の計算を用いて比較することで、車内空間の気体汚染に対して交換を実施するか、車外の気体を導入して車内空間中の気体汚染の交換を実施するかを選択して、車内空間内の気体汚染を交換して清潔で安全な呼吸ができる状態を形成することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、車内空気汚染の改善方法を提供する。前記車内空気汚染の改善方法は、気体汚染が車内空間において交換及び濾過を実施することに適用し、車外気体検知器を提供し、車外の気体汚染を検知して車外気体検出データを送信し、車内気体検知器を提供し、車内空間の気体汚染を検知して車内気体検出データに送信し、車内気体交換システムを提供し、車外の気体が車内空間に導入又は非導入されるように制御し、前記車内気体交換システムは浄化ユニット及び制御駆動ユニットを備え、浄化ユニットは、車内空間の気体汚染に対して濾過及び浄化を実施し、制御駆動ユニットは車外気体検出データ及び車内気体検出データを受信して計算し、制御駆動ユニットは、車外気体検出データ及び車内気体検出データを比較した後、車内気体交換システムが車外の気体を導入し、車内空間において気体汚染の濾過を実施して車外に交換し、車内空間内の気体汚染が交換及び濾過を行い、清潔で安全な呼吸ができる状態を形成する。

本発明の車内空気汚染の改善方法のフローチャート図である。 図１に示す車内空気汚染の改善方法を適用した車の外観を示す図である。 図２Ａに示す車の内部構造を示す図である。 本発明に係る実施形態の車内気体交換システムの断面図である。 本発明に係る実施形態の車内気体交換システムの断面図である。 本発明に係る実施形態の車内気体交換システムの断面図である。 本発明の気体検出モジュールの外観を示す図である。 本発明の気体検知本体の正面を示す立体図である。 本発明の気体検知本体の背面を示す立体図である。 本発明の気体検知本体の分解図である。 本発明のベースの正面を示す立体図である。 本発明のベースの背面を示す立体図である。 本発明のレーザーアセンブリがベースに取り付けられた状態を示す図である。 本発明の圧電アクチュエーターがベースに取り付けられた状態を示す図である。 本発明の圧電アクチュエーターがベースに取り付けられた状態を示す図である。 本発明の圧電アクチュエーターの正面を示す分解図である。 本発明の圧電アクチュエーターの背面を示す分解図である。 本発明の圧電アクチュエーターの動作状態を示す断面図である。 本発明の圧電アクチュエーターの動作状態を示す断面図である。 本発明の圧電アクチュエーターの動作状態を示す断面図である。 本発明に係る実施形態の気体検知本体を組合せた状態を示す断面図である。 本発明に係る実施形態の気体検知本体を組合せた状態を示す断面図である。 本発明に係る実施形態の気体検知本体を組合せた状態を示す断面図である。 本発明の車外気体検知器、車内気体検知器及び制御駆動ユニットの接続関係を示す図である。 本発明の車外気体検知器及び車内気体交換システムの接続関係を示す図である。 本発明の車内気体検知器及び車内気体交換システムの接続関係を示す図である。

本発明の特徴と利点を具体化する実施形態は、以下の内容において詳細に説明される。本発明は、様々な変更を加えることができ、その変更のすべてが本発明の範囲から逸脱することはない。また、本明細書における説明及び図面は、本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。

図１～図１２Ｂに示すように、本発明は、車両内部空間における気体汚染に対する濾過及び交換を行うことに適した空気汚染防止及び制御方法であり、具体的に、以下のステップを含む。

（ステップＳ１）車外気体検知器１ａを提供し、車外の気体汚染を検出し、車外気体検出データを送信する。図２Ａに示すように、車外気体検知器１ａが車両の外部に設置され、車外気体検知器１ａは、気体検出モジュールを備え、車外の気体汚染を検出し、車外気体検出データを送信するように用いられる。

（ステップＳ２）車内気体検知器１ｂを提供し、車内空間の気体汚染を検出し、車内気体検出データを送信する。図２Ｂに示すように、車内気体検知器１ｂが車両の内部に設置され、車内気体検知器１ｂは、気体検出モジュールを備え、車内の気体汚染を検出し、車内気体検出データを送信するように用いられる。本実施形態の車外気体検知器１ａは、車内気体検知器１ｂの構造と同じであるが、本発明はこれに限定されない。

（ステップＳ３）車内気体交換システム２を提供し、車外の気体の車内空間への導入又は非導入を制御する。前記車内気体交換システム２は、浄化ユニット２３と制御駆動ユニット２５とを備え、浄化ユニット２３は、車内空間の気体汚染に対して濾過及び浄化を行い、制御駆動ユニット２５は、車外気体検出データ及び車内気体検出データを受信して比較するように用いられる。図２Ａ～図２Ｅに示すように、車内気体交換システム２は、少なくとも１つの吸気口２１と少なくとも１つの排気口２２とを備える。車内気体交換システム２は、更に、浄化ユニット２３、空調ユニット２４、制御駆動ユニット２５を備え、浄化ユニット２３は、吸気口２１によって導入された気体に対して濾過及び浄化を行い、その後、排気口２２を介して気体を車内空間に導入する。空調ユニット２４は、車内空間の温度及び湿度を調節する。制御駆動ユニット２５は、車外気体検出データ及び車内気体検出データを受信し、人工知能の計算と比較を行い、車内気体交換システム２の動作及び動作時間を制御する。吸気口２１が吸気通路２１１に接続され、吸気口２１には、吸気口２１の開閉を制御して車外気体の導入を促進するための吸気バルブ２１２が設けられている。排気口２２によって気体を導出するために、排気口２２が送風機２２１に接続されている。車内気体交換システム２は、換気エアインポート２６、換気通路２７、換気エアアウトポート２８を備え、換気エアインポート２６が換気通路２７に連通され、換気通路２７が換気エアアウトポート２８に連通され、且つ吸気通路２１１に連通されることで、循環気体流路を形成する。換気エアアウトポート２８には、換気エアアウトポート２８の開閉を制御して換気エアアウトポート２８からの気体の導出を制御するための出口バルブ２９が設けられている。

（ステップＳ４）制御駆動ユニット２５は、車外気体検出データと車内気体検出データとを比較した後、車内気体交換システム２が車外の気体を導入するための人工知能の選択を提供し、また、車内空間において気体汚染を濾過して車外に交換し、車内空間の気体汚染を交換及び濾過して清潔で安全な呼吸ができる状態を形成する。車内気体交換システム２の制御駆動ユニット２５は、人工知能の計算を提供して、車外気体検出データと車内気体検出データとを比較し、車内気体交換システム２が車外の気体を導入するかどうかの人工知能の選択を提供し、車内空間の気体汚染の濾過及び交換、すなわち、車内空間の気体汚染を直接濾過して車外に交換するか、または、吸気口２１によって車外の気体を導入して、車内空間の気体汚染を濾過及び交換するか、を選択し、これによって、車内空間の気体汚染の交換及び濾過を行い、清潔で安全な呼吸ができる状態が形成されることができる。

上記の方法によれば、本発明によって提供される車内気体交換システム２は、車内空間において気体の交換を人工知能的に選択し、車内気体汚染の車内検出データを安全検出値になるように調節することができ、これによって、車内空間において清潔で安全な気体を呼吸することができる。以下、本発明の装置及び処理方法について、詳細に説明する。

上記の車外気体検出データ及び車内気体検出データは、気体汚染より検知されたデータであり、気体汚染は、浮遊微粒子（ＰＭ_１、ＰＭ_２．５、ＰＭ_１０）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、オゾン（Ｏ_３）、二酸化硫黄（ＳＯ_２）、二酸化窒素（ＮＯ_２）、鉛（Ｐｂ）、全揮発性有機物（ＴＶＯＣ）、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）、細菌、ウイルスからなる群から選択された１つ又はそれらの組合せである。本発明はこれに限定されない。

図３、図１２Ａ～図１２Ｂに示すように、上記車外気体検知器１ａ及び車内気体検知器１ｂは、更に、気体検出モジュールを備えている。気体検出モジュールは、制御回路基板１１、気体検知本体１２、マイクロプロセッサー１３、及び通信器１４を備える。気体検知本体１２、マイクロプロセッサー１３及び通信器１４は、制御回路基板１１にパッケージ化されて一体型を形成し、且つ互いに電気的に接続されている。マイクロプロセッサー１３及び通信器１４は、制御回路基板１１上に設置される。マイクロプロセッサー１３は、気体検知本体１２の検知動作を制御する。気体検知本体１２が気体汚染を検知し、検知信号を出力する。マイクロプロセッサー１３は、検知信号を受信し、計算及び処理を行った後に信号を出力する。これによって、車外気体検知器１ａ及び車内気体検知器１ｂの気体検出モジュールのマイクロプロセッサー１３は、車外気体検出データと車内気体検出データとを生成し、生成されたデータを通信器１４に提供して、外部通信を行う。より具体的に、上記通信器１４は、車内気体交換システム２の制御駆動ユニット２５と信号の接続及び送受信を行うことで、通信器１４から送信されてきた車外気体検出データ及び車内気体検出データに基づいて、制御駆動ユニット２５は、人工知能の計算及び比較を行い、車内気体交換システム２の動作及び動作時間を制御し、浄化ユニット２３を利用して気体汚染を安全検出値に調節するか、車内空間の気体汚染を人工知能により選択して車外と交換するように制御するか、または吸気口２１によって車外の気体を導入して車内空間の気体汚染と交換を行うか、を選択して、車内空間内の気体汚染を交換して清潔で安全な呼吸ができる状態を形成する。通信器１４が外部に対する送受信を行うことは、ＵＳＢ、ｍｉｎｉ－ＵＳＢ、ｍｉｃｒｏ－ＵＳＢ......などの有線通信式、又は、Ｗｉ－Ｆｉ、ブルートゥース（登録商標）通信、無線周波数識別通信、近距離無線通信（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの無線通信式である。

上記車内気体検知器１ｂは、車内空間に動作しており、車内気体検知器１ｂは、車内空間（例えば、図２Ｂに示す位置）に固定されるか、又は、車内気体検知器１ｂが移動式検知装置であっても良い。本発明における実施形態では、車内気体検知器１ｂは、例えば、時計、ブレスレットなどの人に直接装着可能な機器（図示せず）であっても良い。この場合、人が車内にいるときはいつでも車内空間の気体汚染を検出し、車内の気体検出データを送信することができる。また、他の実施形態では、車内気体検知器１ｂは、例えば、携帯電話などの人が直接的に携帯できる機器（図示せず）であっても良い。この場合、車内空間にいるときはいつでも車内空間の気体汚染を検出して車内気体検出データを送信でき、車内空間の気体汚染データを記録することができる。本発明の車内気体検知器１ｂが移動式検知装置である場合、車内気体検知器１ｂの気体検出モジュールの通信器１４は、無線通信形式を採用する。

図４Ａ～図６に示すように、上記気体検知本体１２は、ベース１２１、圧電アクチュエーター１２２、駆動回路基板１２３、レーザーアセンブリ１２４、微粒子センサー１２５、気体センサー１２７及び外側カバー１２６を備える。

上記ベース１２１は、第１表面１２１１、第２表面１２１２、レーザー設置エリア１２１３、エアイン溝部１２１４、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５及びエアアウト溝部１２１６を備える。第１表面１２１１と第２表面１２１２とは、互いに対向して配置された２つの表面である。レーザー設置エリア１２１３は、第１表面１２１１から第２表面１２１２に向かって中空にして形成される。外側カバー１２６は、ベース１２１を覆い、且つ側板１２６１を備え、側板１２６１は、吸気開口１２６１ａ及び排気開口１２６１ｂを備える。エアイン溝部１２１４は、第２表面１２１２を凹ませるように設けられ、且つレーザー設置エリア１２１３に隣接するように設けられている。エアイン溝部１２１４には、ベース１２１の外部に連通され、且つ外側カバー１２６の吸気開口１２６１ａに対応する吸気ポート１２１４ａが設けられ、エアイン溝部１２１４の両側壁には、それぞれ、レーザー設置エリア１２１３に連通する光透過窓１２１４ｂが設けられる。これによって、ベース１２１の第１表面１２１１は、外側カバー１２６によって覆われ、第２表面１２１２は、駆動回路基板１２３によって覆われ、その結果、エアイン溝部１２１４は、エアイン経路を定義する。

上記エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５は、第２表面１２１２を凹ませることによって形成され、エアイン溝部１２１４に連通され、且つ底面には通気孔１２１５ａが設けられている。エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の四隅には、それぞれ、位置決めブロック部材１２１５ｂが設けられている。上記エアアウト溝部１２１６に排気ポート１２１６ａが設けられ、排気ポート１２１６ａは、外側カバー１２６の排気開口１２６１ｂに対応するように設置されている。エアアウト溝部１２１６は、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の垂直投影領域に対して第１表面１２１１を凹ませるように形成された第１領域１２１６ｂと、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の垂直投影領域から伸びる領域において、第１表面１２１１から第２表面１２１２に向かって中空にして形成された第２領域１２１６ｃとを備える。第１領域１２１６ｂは、第２領域１２１６ｃと連結され、且つ段差を形成している。エアアウト溝部１２１６の第１領域１２１６ｂは、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の通気孔１２１５ａに連通し、エアアウト溝部１２１６の第２領域１２１６ｃは、排気ポート１２１６ａに連通する。これによって、ベース１２１の第１表面１２１１が外側カバー１２６によって覆われ、第２表面１２１２が駆動回路基板１２３によって覆われる場合、エアアウト溝部１２１６と駆動回路基板１２３とは、エアアウト経路を定義する。

上記レーザーアセンブリ１２４、微粒子センサー１２５及び気体センサー１２７は、駆動回路基板１２３上に電気的に接続されるように設けられ、且つベース１２１内に位置される。レーザーアセンブリ１２４、微粒子センサー１２５、気体センサー１２７及びベース１２１の位置を明確に説明するために、図６では、駆動回路基板１２３を省略している。レーザーアセンブリ１２４は、ベース１２１のレーザー設置エリア１２１３に収容され、微粒子センサー１２５は、ベース１２１のエアイン溝部１２１４に収容され、且つレーザーアセンブリ１２４と位置合わせされる。レーザーアセンブリ１２４は、光透過窓１２１４ｂに対応するように設置されてる。光透過窓１２１４ｂは、レーザーアセンブリ１２４が発射するレーザー光が通過し、エアイン溝部１２１４に照射するように用いられる。レーザーアセンブリ１２４によって発射されたレーザー光のビーム経路は、光透過窓１２１４ｂを通過し、エアイン溝部１２１４と直交する方向となっている。レーザーアセンブリ１２４によって発射されたレーザー光のビーム経路は、光透過窓１２１４ｂを通過し、エアイン溝部１２１４に照射し、エアイン溝部１２１４内の気体が照射され、ビームが気体に接触すると、レーザー光が散乱し、投影光点を形成する。微粒子センサー１２５は、直交位置に配置し、散乱で形成された投影光点を感知して計算を行い、これによって、気体の検出データを得ることができる。微粒子センサー１２５は、浮遊微粒子（ＰＭ_１、ＰＭ_２．５、ＰＭ_１０）の情報を検出する。気体センサー１２７は、駆動回路基板１２３上に電気的に接続されるように配置され、且つ、エアアウト溝部１２１６に収容され、エアアウト溝部１２１６に導入された気体を検出するように用いられる。本発明の具体的な実施形態では、気体センサー１２７は、二酸化炭素（ＣＯ_２）又は全揮発性有機物（ＴＶＯＣ）気体の情報を検出する揮発性有機物センサー、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）気体の情報を検出するホルムアルデヒドセンサー、細菌及び真菌を検出する細菌センサー、ウイルス気体の情報を検出するウイルスセンサーを含む。

図８Ａ～図９Ｃに示すように、上記圧電アクチュエーター１２２は、噴気孔シート１２２１、キャビティフレーム１２２２、作動体１２２３、絶縁フレーム１２２４、及び導電性フレーム１２２５を備える。噴気孔シート１２２１は、可撓性材料であり、且つサスペンションプレート１２２１ａ及び中空孔１２２１ｂを備える。サスペンションプレート１２２１ａは、曲げ振動のシート状構造であり、その形状及び寸法は、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の内縁に対応する。中空孔１２２１ｂは、気体の流通のために、サスペンションプレート１２２１ａの中心部を貫通して設けられる。本発明の好ましい実施形態では、サスペンションプレート１２２１ａの形状は、正方形、図形、楕円形、三角形、又は多辺形のいずれか１つであるが、これに限定されない。キャビティフレーム１２２２が噴気孔シート１２２１に積み重ねるように配置され、その外観は噴気孔シート１２２１に対応する。作動体１２２３がキャビティフレーム１２２２に積み重ねるように配置され、キャビティフレーム１２２２とサスペンションプレート１２２１ａとの間に共振キャビティ１２２６を形成する。絶縁フレーム１２２４が作動体１２２３に積み重ねるように配置され、その外観はキャビティフレーム１２２２に類似する。導電性フレーム１２２５が絶縁フレーム１２２４に積み重ねるように配置され、その外観は絶縁フレーム１２２４に類似し、且つ導電性フレーム１２２５は導電性ピン１２２５ａ及び導電性電極１２２５ｂを備え、導電性ピン１２２５ａが導電性フレーム１２２５から外縁に延在する。導電性電極１２２５ｂが導電性フレーム１２２５から内縁に延在する。作動体１２２３は圧電キャリアプレート１２２３ａと調整共振プレート１２２３ｂと圧電プレート１２２３ｃとを備える。圧電キャリアプレート１２２３ａがキャビティフレーム１２２２に積み重ねるように配置され、調整共振プレート１２２３ｂが圧電キャリアプレート１２２３ａに積み重ねるように配置され、圧電プレート１２２３ｃが調整共振プレート１２２３ｂに積み重ねるように配置され、調整共振プレート１２２３ｂ及び圧電プレート１２２３ｃは絶縁フレーム１２２４に収容され、導電性フレーム１２２５の導電性電極１２２５ｂによって圧電プレート１２２３ｃに電気的に接続される。本発明の好ましい実施形態では、圧電キャリアプレート１２２３ａ及び調整共振プレート１２２３ｂは導電性材料である。圧電キャリアプレート１２２３ａは圧電ピン１２２３ｄを備え、圧電ピン１２２３ｄ及び導電性ピン１２２５ａは、駆動回路基板１２３の駆動回路（図示せず）に接続されて駆動信号（駆動周波数又は駆動電圧）を受信する。駆動信号は、圧電ピン１２２３ｄ、圧電キャリアプレート１２２３ａ、調整共振プレート１２２３ｂ、圧電プレート１２２３ｃ、導電性電極１２２５ｂ、導電性フレーム１２２５及び導電性ピン１２２５ａによりループを形成する。絶縁フレーム１２２４により、導電性フレーム１２２５と作動体１２２３との間を遮断し、回路の短絡を回避することができる。これによって、駆動信号は、圧電プレート１２２３ｃに伝送することができる。圧電プレート１２２３ｃが駆動信号を受信した後、圧電効果により変形し、圧電キャリアプレート１２２３ａ及び調整共振プレート１２２３ｂが往復曲げ振動をすることを駆動する。

調整共振プレート１２２３ｂが圧電プレート１２２３ｃと圧電キャリアプレート１２２３ａとの間に配置され、両者間の緩衝材として使用され、圧電キャリアプレート１２２３ａの振動周波数を調整することができる。基本的に、調整共振プレート１２２３ｂの厚さは、圧電キャリアプレート１２２３ａの厚さよりも厚く、調整共振プレート１２２３ｂの厚さを変えることによって、作動体１２２３の振動周波数を調整することができる。

図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ及び図９Ａに示すように、上記圧電アクチュエーター１２２には、噴気孔シート１２２１、キャビティフレーム１２２２、作動体１２２３、絶縁フレーム１２２４及び導電性フレーム１２２５が順次に積み重ねるように設置される。圧電アクチュエーター１２２は、ベース１２１上の正方形のエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５に収容され、且つ位置決めブロック部材１２１５ｂに支持されて位置決めされる。圧電アクチュエーター１２２の外部では、気体を流通するための空隙１２２１ｃで取り囲まれている。即ち、圧電アクチュエーター１２２は、サスペンションプレート１２２１ａとエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の内縁との間に定義される空隙１２２１ｃで取り囲まれている。作動体１２２３、キャビティフレーム１２２２及びサスペンションプレート１２２１ａの間に、共振キャビティ１２２６が形成される。噴気孔シート１２２１とエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の底面との間に、エアフローキャビティ１２２７が形成される。エアフローキャビティ１２２７は、噴気孔シート１２２１の中空孔１２２１ｂを介して、作動体１２２３、キャビティフレーム１２２２及びサスペンションプレート１２２１ａの間の共振キャビティ１２２６に連通される。これによって、共振キャビティ１２２６を通過する気体の振動周波数は、サスペンションプレート１２２１ａの振動周波数と同じになる傾向があり、共振キャビティ１２２６とサスペンションプレート１２２１ａとの間のヘルムホルツ共鳴効果（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を促進し、気体の輸送効率が向上する。

図９Ｂに示すように、圧電プレート１２２３ｃがエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の底面から離れるように移動すると、圧電プレート１２２３ｃは、噴気孔シート１２２１のサスペンションプレート１２２１ａをエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の底面から遠ざけるように駆動する。これによって、エアフローキャビティ１２２７の容積が急速に拡大し、内圧が低下して負圧を生成し、圧電アクチュエーター１２２外部の気体が空隙１２２１ｃより流れ込み、中空孔１２２１ｂを介して、共振キャビティ１２２６に入り、共振キャビティ１２２６内の気圧が増加し、圧力勾配を生成する。

図９Ｃに示すように、圧電プレート１２２３ｃの駆動により、噴気孔シート１２２１のサスペンションプレート１２２１ａがエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の底面に向かって移動すると、共振キャビティ１２２６内の気体が中空孔１２２１ｂを介して急速に流出し、エアフローキャビティ１２２７内の気体が圧縮され、圧縮された気体は、ベルヌーイの法則に近い理想気体状態で、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の通気孔１２１５ａに迅速かつ大量に噴出される。

上記ベース１２１のエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５がエアイン溝部１２１４に連通される。圧電アクチュエーター１２２がベース１２１上の正方形のエアガイドアセンブリ載置エリア１２１５内に収容される。上記駆動回路基板１２３はベース１２１の第２表面１２１２を覆う。レーザーアセンブリ１２４が駆動回路基板１２３に設けられ且つ電気的に接続される。微粒子センサー１２５は駆動回路基板１２３に設けられ且つ電気的に接続される。これによって、外側カバー１２６がベース１２１を覆い、排気ポート１２１６ａがベース１２１の吸気ポート１２１４ａに対応し、排気開口１２６１ｂがベース１２１の排気ポート１２１６ａに対応する。圧電アクチュエーター１２２は、図９Ｂ及び図９Ｃ図に示す動作を繰り返すと、圧電プレート１２２３ｃが往復に振動し、慣性の原理によれば、排気後の共振キャビティ１２２６内部の気圧は、平衡気圧よりも低いので、気体が共振キャビティ１２２６に再び入り、共振キャビティ１２２６の気体の振動周波数は圧電プレート１２２３ｃの振動周波数と同じになり、ヘルムホルツ共鳴効果を生成し、迅速かつ大量な気体の輸送を実現できる。

図１０Ａに示すように、気体検出モジュール外部の気体は、外側カバー１２６の吸気開口１２６１ａから入り、吸気ポート１２１４ａを通過してベース１２１のエアイン溝部１２１４に定義された吸気経路に流れ込み、微粒子センサー１２５の位置に流れる。同時に、圧電アクチュエーター１２２が連続的に駆動しているので、吸気経路の気体が吸い取られる。これによって、気体検出モジュール外部の気体が迅速かつ安定に流れ込み、微粒子センサー１２５の上方を通過することができる。図１０Ｂに示すように、このときのレーザーアセンブリ１２４によって発射されたレーザー光のビームは、光透過窓１２１４ｂを通してエアイン溝部１２１４に入り、微粒子センサー１２５の上方を通過する。微粒子センサー１２５のビームが気体中の浮遊微粒子を照射すると、散乱現象が生じられ、投影光点が形成することができる。微粒子センサー１２５は、散乱によって生じされた投影光点に基づいて計算を行い、気体中に含まれる浮遊微粒子の粒径及び濃度などの関連情報を取得することができる。微粒子センサー１２５上方の気体は、圧電アクチュエーター１２２の駆動を連続的に受けており、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の通気孔１２１５ａに導入され、エアアウト溝部１２１６に入り込む。最後、図１０Ｃに示すように、気体がエアアウト溝部１２１６に入ると、気体センサー１２７によって検知される。圧電アクチュエーター１２２が気体をエアアウト溝部１２１６に連続的に輸送しているので、エアアウト溝部１２１６内の気体が排気ポート１２１６ａ及び排気開口１２６１ｂを通って押し出され、最後、外部に排出される。

本発明の車外気体検知器１ａ及び車内気体検知器１ｂは、内部に設けられた気体検出モジュールにより、車外気体検知器１ａ及び車内気体検知器１ｂ外の気体汚染を吸い取り、吸気開口１２６１ａよりエアイン溝部１２１４に定義された吸気経路内に入り、微粒子センサー１２５で気体汚染に含まれる微粒子の微粒子濃度を検出し、その後、圧電アクチュエーター１２２により、エアガイドアセンブリ載置エリア１２１５の通気孔１２１５ａを通してエアアウト溝部１２１６に定義されたエアアウト経路内に入り、気体センサー１２７で検出し、最後、ベース１２１の排気ポート１２１６ａから排気開口１２６１ｂに排出される。これによって、気体検出モジュールは、気体中の浮遊微粒子を検出できるだけでなく、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、オゾン（Ｏ_３）、二酸化硫黄（ＳＯ_２）、二酸化窒素（ＮＯ_２）、鉛（Ｐｂ）、全揮発性有機物（ＴＶＯＣ）、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）、細菌、ウイルスからなる群から選択された１つ又はそれらの組合せの気体に対して気体汚染を検知することができる。

図１１に示すように、制御駆動ユニット２５は、車外気体検知器１ａの車外気体検出データ及び車内気体検知器１ｂの車内気体検出データを受信し、車内気体検出データが安全検出値よりも高い場合、図２Ｃに示すように、制御駆動ユニット２５は、吸気バルブ２１２及び出口バルブ２９を閉じ、同時に、送風機２２１を動作させ、車内空間の気体汚染は、換気エアインポート２６を通って換気通路２７に入り、次に、吸気通路２１１に導入され、循環気体流路を形成し、その結果、気体汚染は、浄化ユニット２３によって濾過及び浄化処理を行い、排気口２２を通って車内空間１０１に排出される。これによって、車内空間内の気体汚染より検出される車内検出データを安全検出値まで低減させる。図１１に示すように、制御駆動ユニット２５は、車外気体検出データ及び車内気体検出データを受信し、車外気体検出データが車内検出データよりも気体汚染が低い場合、図２Ｄに示すように、制御駆動ユニット２５は、吸気バルブ２１２及び出口バルブ２９を開き、同時に、送風機２２１を動作させ、車外の気体が吸気通路２１１に導入され、浄化ユニット２３によって濾過及び浄化処理を行った後、排気口２２を通って車内空間内に導入される。車内空間の気体汚染が換気エアインポート２６を通って換気通路２７に入った後、換気エアアウトポート２８より車外に排出され、その結果、車内空間の気体汚染が車外に排出され、車内空間内の気体汚染より検出された車内検出データを安全検出値まで低減させる。

図１１に示すように、制御駆動ユニット２５は、車外気体検出データ及び車内気体検出データを受信し、車内気体検出データが車外検出データよりも気体汚染が低い場合、図２Ｅに示すように、制御駆動ユニット２５は、車外の気体の導入を防止するために、吸気バルブ２１２を閉じ、出口バルブ２９を開く。同時に、送風機２２１を動作させ、車内空間の気体汚染が換気エアインポート２６より換気通路２７に入り、換気エアアウトポート２８より車外に排出される。同時に、吸気通路２１１に導入されて循環気体流路を形成し、気体汚染を浄化ユニット２３に通過させ、濾過及び浄化処理を行い、最後に、排気口２２より車内空間内に排出される。これにより、車内空間内の気体汚染が換気及び濾過を行ったので、車内空間内の気体汚染より検出された車内検出データを安全検出値まで低減させる。

上記安全検出値は、浮遊微粒子２．５（ＰＭ_２．５）の濃度が１０μｇ／ｍ^３未満、二酸化炭素（ＣＯ_２）の濃度が１０００ｐｐｍ未満、全揮発性有機物（ＴＶＯＣ）の濃度が０．５６ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の濃度が０．０８ｐｐｍ未満、細菌数が１５００ＣＦＵ／ｍ^３未満、真菌数が１０００ＣＦＵ／ｍ^３未満、二酸化硫黄の濃度が０．０７５ｐｐｍ未満、二酸化窒素の濃度が０．１ｐｐｍ未満、一酸化炭素の濃度が３５ｐｐｍ未満、オゾンの濃度が０．１２ｐｐｍ未満、鉛の濃度が０．１５μｇ／ｍ^３未満であることを含む。

図２Ｃに示すように、上記浄化ユニット２３は、複数の実施形態によって組み合わせても良い。ある好ましい実施形態では、浄化ユニット２３は、高効率フィルタ（ＨＥＰＡ）２３ａである。吸気通路２１１を介して導入された気体汚染は、高効率フィルタ２３ａによって吸着され、気体汚染に含まれる化学スモーク、細菌、粉塵粒子及び花粉が吸収され、濾過及び浄化の効果を達成する。ある実施形態では、高効率フィルタ２３ａは、二酸化塩素の洗浄成分でコーティングされ、吸気通路２１１によって導入される気体汚染に含まれるウイルス、細菌を浄化することができる。また、高効率フィルタ２３ａは、イチョウ及び日本白膠木を抽出したオーガニックコーティング層で塗布され、オーガニック保護抗アレルギーフィルタを形成し、吸気通路２１１を介して導入された気体汚染に含まれるアレルゲンが除去され、高効率フィルタ２３ａを通過するインフルエンザウイルス表面タンパク質が破壊されることができる。また、高効率フィルタ２３ａは、銀イオンでコーティングされ、吸気通路２１１によって導入される気体汚染に含まれるウイルス及び細菌を抑制することができる。

他の実施形態では、浄化ユニット２３は、光触媒ユニット２３ｂを備えた高効率フィルタ２３ａによって構成されても良い。光触媒ユニット２３ｂは、光触媒２３１ｂ及び紫外線ランプ２３２ｂを備え、光触媒２３１ｂが紫外線ランプ２３２ｂにより照射され、吸気通路２１１を通して導入された気体汚染を分解することで、濾過及び浄化を行う。光触媒２３１ｂ及び紫外線ランプ２３２ｂは、吸気通路２１１内且つ一定の間隔を保つように配置され、吸気通路２１１によって導入された気体汚染は、紫外線ランプ２３２ｂで照射された光触媒２３１ｂが光エネルギーを電気エネルギーに変換して、気体汚染中の有害物質を分解、消毒及び殺菌を行うことで、濾過及び浄化の効果を達成することができる。

他の実施形態では、浄化ユニット２３は、光プラズマユニット２３ｃを備えた高効率フィルタ２３ａによって構成されても良い。光プラズマユニット２３ｃは、ナノライトチューブであり、ナノライトチューブで吸気通路２１１によって導入される気体汚染を照射し、気体汚染に含まれる揮発性有機気体を分解して浄化する。ナノライトチューブが吸気通路２１１に配置され、吸気通路２１１によって導入される気体汚染は、ナノライトチューブで照射され、気体汚染に含まれる酸素分子及び水分子を高酸化性光プラズマイオンに分解し、有機分子を破壊できるイオン気流を形成する。これによって、気体汚染に含まれる揮発性ホルムアルデヒド、トルエン、揮発性有機気体（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、ＶＯＣ）などの気体分子を水と二酸化炭素に分解し、濾過及び浄化の効果を達成することができる。

他の実施形態では、浄化ユニット２３は、負イオンユニット２３ｄを備えた高効率フィルタ２３ａによって構成されても良い。負イオンユニット２３ｄは、少なくとも１つの電極ワイヤ２３１ｄ、少なくとも１つの集塵プレート２３２ｄ、及びブースター電源２３３ｄを備える。電極ワイヤ２３１ｄの高電圧放電により、吸気通路２１１を通って導入される気体汚染に含まれる微粒子が集塵プレート２３２ｄに吸着され、濾過及び浄化を行う。電極ワイヤ２３１ｄ及び集塵プレート２３２ｄが吸気通路２１１に配置され、ブースター電源２３３ｄが電極ワイヤ２３１ｄの高電圧放電を提供し、集塵プレート２３２ｄが負に帯電し、吸気通路２１１によって導入される気体汚染は、電極ワイヤ２３１ｄの高電圧放電により、気体汚染に含まれる正電荷を帯電する微粒子が、負電荷を帯電する集塵プレート２３２ｄに吸着され、導入される気体汚染に対して、濾過及び浄化の効果を達成することができる。

他の実施形態では、浄化ユニット２３は、プラズマユニット２３ｅを備えた高効率フィルタ２３ａによって構成されても良い。プラズマユニット２３ｅは、第２電解ガード２３１ｅ、吸着フィルタ２３２ｅ、高電圧放電電極２３３ｅ、第２電解ガード２３４ｅ及びブースター電源２３５ｅを備える。ブースター電源２３５ｅは、高電圧放電電極２３３ｅの高圧電力を提供し、高電圧プラズマカラムを生成する。高電圧プラズマカラムのプラズマは、吸気通路２１１によって導入される気体汚染中のウイルス及び細菌を分解する。第２電解ガード２３１ｅ、吸着フィルタ２３２ｅ、高電圧放電電極２３３ｅ及び第２電解ガード２３４ｅが吸気通路２１１に配置され、吸着フィルタ２３２ｅ、高電圧放電電極２３３ｅが第２電解ガード２３１ｅと第２電解ガード２３４ｅとの間に配置され、ブースター電源２３５ｅが高電圧放電電極２３３ｅの高電圧放電を提供し、プラズマイオンを有する高電圧プラズマカラムを生成する。吸気通路２１１によって導入される気体汚染は、プラズマにより、気体汚染に含まれる酸素分子及び水分子を電解してカチオン（Ｈ^＋）及びアニオン（Ｏ^２－）を生成し、イオンの周りに水分子が付着した物質がウイルス及び細菌の表面に付着した後、化学反応の作用の下で、高酸化活性の活性酸素種（ヒドロキシル、ＯＨ基）に変換され、ウイルス及び細菌の表面タンパク質の水素原子を引き抜き、酸化及び文化することで、導入される気体汚染を濾過して、濾過及び浄化の効果を達成することができる。

上述したように、本発明は、車内空気汚染防止及び制御方法を提供することである。車外気体検知器及び車内気体検知器を提供し、内部に設置された気体検出モジュールによって、車外気体検出データ及び車内気体検出データを出力する。車内気体交換システムを提供し、空調ユニットによって車内空間の温度及び湿度を調節し、浄化ユニットによって、導入される気体に対して濾過及び浄化を行い、その後、車内空間に導入され、制御駆動ユニットによって、車外気体検出データ及び車内気体検出データを受信して比較し、人工知能の計算により、車内空間の気体汚染を交換するか、導入される車外の気体を車内空間に導入して気体汚染を交換するか、を選択して、車内空間内の気体汚染を清潔で安全な呼吸できる状態にする。本発明は、車内空気汚染の防止及び制御方法の解決策を提供し、産業上非常に実用的な価値がある。

１ａ：車外気体検知器
１ｂ：車内気体検知器
１１：制御回路基板
１２：気体検知本体
１２１：ベース
１２１１：第１表面
１２１２：第２表面
１２１３：レーザー設置エリア
１２１４：エアイン溝部
１２１４ａ：吸気ポート
１２１４ｂ：光透過窓
１２１５：エアガイドアセンブリ載置エリア
１２１５ａ：通気孔
１２１５ｂ：位置決めブロック部材
１２１６：エアアウト溝部
１２１６ａ：排気ポート
１２１６ｂ：第１領域
１２１６ｃ：第２領域
１２２：圧電アクチュエーター
１２２１：噴気孔シート
１２２１ａ：サスペンションプレート
１２２１ｂ：中空孔
１２２１ｃ：空隙
１２２２：キャビティフレーム
１２２３：作動体
１２２３ａ：圧電キャリアプレート
１２２３ｂ：調整共振プレート
１２２３ｃ：圧電プレート
１２２３ｄ：圧電ピン
１２２４：絶縁フレーム
１２２５：導電性フレーム
１２２５ａ：導電性ピン
１２２５ｂ：導電性電極
１２２６：共振キャビティ
１２２７：エアフローキャビティ
１２３：駆動回路基板
１２４：レーザーアセンブリ
１２５：微粒子センサー
１２６：外側カバー
１２６１：側板
１２６１ａ：吸気開口
１２６１ｂ：排気開口
１２７：気体センサー
１３：マイクロプロセッサー
１４：通信器
２：車内気体交換システム
２１：吸気口
２１１：吸気通路
２１２：吸気バルブ
２２：排気口
２２１：送風機
２３：浄化ユニット
２３ａ：高効率フィルタ
２３ｂ：光触媒ユニット
２３１ｂ：光触媒
２３２ｂ：紫外線ランプ
２３ｃ：光プラズマユニット
２３ｄ：負イオンユニット
２３１ｄ：電極ワイヤ
２３２ｄ：集塵プレート
２３３ｄ：ブースター電源
２３ｅ：プラズマユニット
２３１ｅ：第２電解ガード
２３２ｅ：吸着フィルタ
２３３ｅ：高電圧放電電極
２３４ｅ：第２電解ガード
２３５ｅ：ブースター電源
２４：空調ユニット
２５：制御駆動ユニット
２６：換気エアインポート
２７：換気通路
２８：換気エアアウトポート
２９：出口バルブ
Ｓ１～Ｓ４：車内空気汚染防止及び制御方法

Claims (10)

1. 車内空気汚染の改善方法であって、気体汚染を車内空間において交換及び濾過するように適用され、
   前記車内空気汚染の改善方法は、
   車外気体検知器を提供し、前記車外気体検知器は、車外の前記気体汚染を検知し、車外気体検出データを送信し、
   車内気体検知器を提供し、前記車内気体検知器は、前記車内空間の前記気体汚染を検知し、車内気体検出データを送信し、
   車内気体交換システムを提供し、前記車内気体交換システムは、車外の気体が車内空間に導入及び非導入されることを制御し、且つ、浄化ユニットと制御駆動ユニットとを備え、前記浄化ユニットは、前記車内空間の前記気体汚染に対して濾過及び浄化を行い、前記制御駆動ユニットは、前記車外気体検出データ及び前記車内気体検出データを受信して比較し、
   前記車内気体交換システムは、少なくとも１つの吸気口と少なくとも１つの排気口とを備え、
   前記車外の前記気体は、前記吸気口から入り、前記浄化ユニットによって濾過及び浄化を行い、その後、前記排気口から前記車内空間に導入され、
   前記吸気口が吸気通路に連通され、且つ前記吸気口には、前記吸気口の開閉を制御するための吸気バルブが設けられ、前記排気口が送風機に接続され、
   前記車内気体交換システムは、換気エアインポートと換気通路と換気エアアウトポートとを備え、
   前記換気エアインポートが前記換気通路に連通され、前記換気通路が前記換気エアアウトポートに連通され且つ前記吸気通路に連通され、前記換気エアアウトポートには、前記換気エアアウトポートの開閉を制御するための出口バルブが設けられ、
   前記制御駆動ユニットは、前記車外気体検出データと前記車内気体検出データとを比較した後、前記車内気体交換システムが前記車外の前記気体を導入し、前記車内空間において前記気体汚染の濾過及び前記車外との交換を実施し、前記車内空間における前記気体汚染の交換及び濾過を実施して清潔で安全な呼吸ができる状態を形成する、ことを特徴とする車内空気汚染の改善方法。
2. 前記気体汚染は、浮遊微粒子、一酸化炭素、二酸化炭素、オゾン、二酸化硫黄、二酸化窒素、鉛、全揮発性有機物、ホルムアルデヒド、細菌、真菌、又はウイルスのいずれか１つ又はその組合せである、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染の改善方法。
3. 前記車内気体交換システムは空調ユニットを備え、
   前記空調ユニットが前記吸気通路内に配置され、前記吸気通路によって導入される前記気体の温度及び湿度を調節して、前記気体が前記送風機によって前記排気口に輸送されて前記車内空間に導入される、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染の改善方法。
4. 前記制御駆動ユニットの比較により、前記車内気体検出データが安全検出値よりも高い場合、前記制御駆動ユニットは、前記吸気バルブ及び前記出口バルブを閉じ、同時に、前記送風機を動作させ、前記車内空間環境での前記気体汚染が前記換気エアインポートによって前記換気通路に入り、次に、前記吸気通路に導入されて循環気体流路を形成し、前記気体汚染は前記浄化ユニットを介して濾過及び浄化処理を行い、更に、前記排気口によって前記車内空間内に排出され、前記車内空間内の前記気体汚染より検出された前記車内気体検出データを前記安全検出値まで低減させる、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染の改善方法。
5. 前記制御駆動ユニットの比較により、前記車外検出データが前記車内検出データよりも前記気体汚染が低い場合、前記制御駆動ユニットは、前記吸気バルブ及び前記出口バルブを開き、同時に、前記送風機を動作させ、前記車外の前記気体が前記吸気通路に導入され、次に、前記浄化ユニットを介して濾過及び浄化処理を行い、その後、前記排気口より前記車内空間に導入され、前記車内空間の前記気体汚染が前記換気エアインポートより前記換気通路に導入され、前記換気エアアウトポートを介して前記車外に排出され、前記車内空間内の前記気体汚染を前記車外に交換し、前記車内空間内の前記気体汚染より検出された前記車内気体検出データを安全検出値まで低減させる、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染の改善方法。
6. 前記制御駆動ユニットの比較により、前記車内検出データが前記車外検出データよりも前記気体汚染が低い場合、前記制御駆動ユニットは、前記吸気口を閉じ、前記出口バルブを開き、前記車外の前記気体が導入されないように制御し、同時に、前記送風機を動作させ、前記車内空間の前記気体汚染が前記換気エアインポートより前記換気通路に入り、前記換気エアアウトポートを介して前記車外に排出され、同時に、前記吸気通路に導入されて循環気体流路を形成し、前記気体汚染が前記浄化ユニットを介して濾過及び浄化処理を行い、最後に、前記排気口より前記車内空間内に導入され、前記車内空間において前記気体汚染の換気及び濾過を行い、前記車内空間内の前記気体汚染より検出された前記車内検出データを安全検出値まで低減させる、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染の改善方法。
7. 前記安全検出値は、浮遊微粒子２．５の濃度が１０μｇ／ｍ^３未満、二酸化炭素の濃度が１０００ｐｐｍ未満、全揮発性有機物の濃度が０．５６ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒドの濃度が０．０８ｐｐｍ未満、細菌数が１５００ＣＦＵ／ｍ^３未満、真菌数が１０００ＣＦＵ／ｍ^３未満、二酸化硫黄の濃度が０．０７５ｐｐｍ未満、二酸化窒素の濃度が０．１ｐｐｍ未満、一酸化炭素の濃度が３５ｐｐｍ未満、オゾンの濃度が０．１２ｐｐｍ未満、鉛の濃度が０．１５μｇ／ｍ^３未満であることのいずれか１つ又はその組合せである、ことを特徴とする請求項４～請求項６のいずれか１つに記載の車内空気汚染の改善方法。
8. 前記車外気体検知器及び前記車内気体検知器はそれぞれ気体検出モジュールを備え、前記気体検出モジュールは、制御回路基板と気体検知本体とマイクロプロセッサーと通信器とを備え、前記気体検知本体、前記マイクロプロセッサー及び前記通信器は、前記制御回路基板にパッケージされ且つ一体化にして電気的に接続され、前記マイクロプロセッサーは、前記気体検知本体の検知動作を制御し、前記気体検知本体は、前記気体汚染を検知して検知信号を出力し、前記マイクロプロセッサーは、前記検知信号を受信して計算処理を行って出力することで、前記車外気体検知器及び前記車内気体検知器の前記気体検出モジュールの前記マイクロプロセッサーは、それぞれ、前記車外気体検出データ及び前記車内気体検出データを生成し、前記通信器に提供して外部に送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染の改善方法。
9. 前記車外気体検知器及び前記車内気体検知器の前記通信器と前記車内気体交換システムの前記制御駆動ユニットとの通信は、ＵＳＢ、ｍｉｎｉ－ＵＳＢ、又はｍｉｃｒｏ－ＵＳＢのいずれか１つを使用する、ことを特徴とする請求項８に記載の車内空気汚染の改善方法。
10. 前記車外気体検知器及び前記車内気体検知器の前記通信器は、前記車内気体交換システムの前記制御駆動ユニットと無線通信形式で通信し、前記無線通信形式は、Ｗｉ－Ｆｉモジュール、ブルートゥースモジュール、無線周波数識別モジュール、又は近距離無線通信モジュールのいずれか１つである、ことを特徴とする請求項８に記載の車内空気汚染の改善方法。