CN106476564A - 具有活门构件的空气入口组件 - Google Patents

Abstract

一种空气入口组件，其选择性地将进入空气从外部区域引导至内部区域。该组件包括具有限定孔的第一入口壁的入口面板和活门构件。该活门构件被配置成可相对于入口面板在包括关闭位置和打开位置的多个位置之间移动。该活门构件包括通气段，该通气段操作用以提供外部区域和内部区域之间的空气流连通使得当该活门构件处于打开位置时该通气段通过孔可见。该活门构件包括非通气段，该非通气段约束所述外部和内部区域之间的空气流连通使得当该活门构件处于关闭位置时该非通气段通过孔可见。

Description

具有活门构件的空气入口组件

技术领域

本发明总体涉及一种具有活门构件的空气入口组件以及具有该空气入口组件的车辆。

背景技术

许多设备需要吸入新鲜空气用于内部循环系统。例如，车辆可包括将新鲜空气吸入到加热、通风和空气调节单元的通风孔。

发明内容

空气入口组件选择性地将吸入空气从外部区域引导至内部区域。该组件包括具有限定孔的第一入口壁的入口面板和活门构件。该活门构件可相对于入口面板在包括关闭位置和打开位置的多个位置之间移动。该活门构件包括通气段，其操作用以提供外部和内部区域之间的空气流连通使得当该活门构件处于打开位置时该通气段通过孔可见。该活门构件包括非通气段，其约束外部和内部区域之间的空气流连通使得当该活门构件处于关闭位置时该非通气段通过孔可见。

该组件可应用于任何装置，包括但不限于车辆。该组件优化空气流，同时当不需要另外的空气流时保护空气入口面板之下的部件。该活门构件包括具有第一和第二端的弓形主面板。该通气段可在弓形主面板上限定相对于原点的第一角度。该非通气段可在弓形主面板上限定相对于原点的第二角度。活门构件可包括次要非通气段，其限定在弓形主面板上相对于原点的第三角度。

活门构件可包括各自紧靠主活门面板的第一和第二侧活门面板。致动器可以可操作地连接至活门构件。链节可操作地连接至致动器和活门构件。活门构件可包括第一支柱，其从第一侧活门面板的外表面延伸并配置成装配入链节的第一孔洞，使得该活门构件在第一支柱处可旋转地枢转。

控制器可以可操作地连接至致动器。控制器可以编程成当满足至少一个打开条件时经由致动器使活门构件移动至打开位置。在一个实例中，当车辆已经以预定阈值速度移动预定阈值时间时满足至少一个打开条件。温度传感器可以可操作地连接至控制器并配置成检测环境温度。在另一个实例中，该至少一个打开条件包括当车辆已经以预定阈值速度移动预定阈值时间时所满足的第一打开条件以及当环境温度高于阈值温度时所满足的第二打开条件。

多个位置可包括中间位置使得通气段的第一部分和非通气段的第二部分均通过孔可见。控制器可以编程成当满足一个或多个中间条件时经由致动器使活门构件移动至中间位置。

控制器可以编程成当满足至少一个关闭条件时经由致动器使活门构件移动至关闭位置。鼓风机可以定位在内部区域并具有变速设定。腔室可以可操作地连接至入口面板。流体液位传感器可配置成检测相对于腔室底板的腔室中的流体液位。

控制器可以编程成当流体液位高于第一预定阈值流体液位且鼓风机的变速设定处于第一阈值速度设定或大于第一阈值速度设定时将活门构件定位在关闭位置。该控制器可以编程成当流体液位高于第二预定阈值流体液位且鼓风机的变速设定低于第二阈值速度设定时将活门构件定位在中间位置。

该组件可包括配置成检测腔室中的预定气体的气味水平的气味传感器。当气味水平高于预定阈值气味水平时可以满足该至少一个关闭条件。预定气体可以是一氧化碳。预定气体可以是硫的氧化物。当应用于车辆时，该空气入口组件提供优化的空气流条件，同时阻止因过多流体例如水侵入导致的其他系统的损坏。

当结合附图时从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述中将容易了解本发明的以上特征和优势以及其他特征和优势。

附图说明

图1是应用于车辆的空气入口组件的示意性局部透视图，该组件具有处于打开位置的活门构件；

图2是取自图1的组件的剖面2-2的示意性局部部分透视、部分剖视图，其中活门构件处于中间位置；

图3是图1的组件的示意性部分剖视图，其中活门构件处于关闭位置；

图4是活门构件的示意性透视图；和

图5是图2的组件的示意性局部部分透视、部分剖视图，其中活门构件处于关闭位置。

具体实施方式

参照附图，其中贯穿几个视图相同的附图标记指代相同或相似的部件，图1是应用于车辆12的空气入口组件10的示意性局部透视图。应当理解，该组件10可应用于任何设备，包括但不限于车辆12。例如，组件10可应用于农机具、体育相关装置、机器人设备或任何其他类型的设备。组件10可采取许多不同的形式且包括多种和/或替代部件和设施。尽管图中示出了实例性组件10，但图中所示的部件并不意图为限制性。确实，可以使用附加的或替代的部件和/或实施方式。

图2是取自组件10的剖面2-2的示意性局部部分透视、部分剖视图。图3是组件10的示意性局部剖视图。参照图1-3，组件10包括入口面板14和活门构件16。参照图1-3，入口面板14具有限定孔20的第一入口壁18。参照图2，第一入口壁18包括第一外侧22和第一内侧24。参照图3，入口面板14可包括第二入口壁26，其与第一入口壁18邻接并相对于第一入口壁18以入口角度28定向以限定内部区域30。在非限制性实例中，入口角度28可以为45度。第二入口壁26限定第二外侧32和第二内侧34。

参照图2-3，组件10选择性地将吸入空气A从外部区域36引导至内部区域30。参照图2-3，入口面板14可包括与第一入口壁18邻接的第三入口壁38。第三入口壁38限定第三外侧40和第三内侧42。外部区域36面向第一、第二和第三壁18、26和38的相应的第一、第二和第三外侧22、32、40。内部区域30面向第一、第二和第三入口壁18、26和38的相应第一、第二和第三内侧24、34、42。

参照图2-3，第三入口壁38可包括向内弯曲部分44(其中垂度面向内部区域)，其在相交线46处紧靠活门构件16。参照图2-3，第三入口壁38可包括用于操作地将第三入口连接至部件比如车辆12的挡风玻璃50的向外弯曲部分48(其中垂度面向外部区域)。参照图2-3，第三入口壁38可包括用于加强刚度的肋49。

图4是活门构件16的示意性透视图。活门构件16包括通气段52，其具有各自由相应间隙56隔开的多个开口54。在所示实施例中，开口54为大致的三角形且形状均一且以多行58布置。然而，开口54和相应间隙56可以是适合用于特定应用的任何尺寸、形状或数量并且可以是均一或非均一的。通气段52操作用以提供外部区域36和内部区域30之间的空气流连通。

活门构件16包括约束外部区域36和内部区域30之间的空气流连通的非通气段(例如，由没有孔洞的非多孔材料制成)。活门构件16可以由适合材料制成。在一个实例中，活门构件16由聚丙烯制成。

活门构件16可相对于入口面板14在多个位置之间移动。参照图1，活门构件16示出为处于打开位置62，其中通气段52通过孔20可见。参照图3，活门构件16示出为处于关闭位置64，其中非通气段60通过孔20可见。在一个实例中，当活门构件16处于打开位置62时仅通气段52通过孔20可见，且当活门构件16处于关闭位置64时仅非通气段60通过孔20可见。参照图2，活门构件16示出为处于中间位置66，其中通气段52的第一部分68和非通气段60的第二部分70均通过孔20可见。参照图3，当活门构件16处于打开位置62时，假想非通气轮廓60A显示非通气段60的位置。

参照图4，活门构件16可包括弓形主面板72，其具有主外侧74(面向外部区域)、主内侧76(面向内部区域)以及第一和第二端78、80。参照图3，通气段52和非通气段60可以形成和定位在弓形主面板72上。通气段52相对于原点87在弓形主面板72上对向第一角度86。类似地，非通气段60相对于原点87对向第二角度92。活门构件16可包括相对于原点87对向第三角度96的次要非通气段94。在一个实例中，第一、第二和第三角度86、92和96分别为27.5、27.5和10度。第一、第二和第三角度86、92和96可以基于手头的应用而改变。第一角度86可以等于第二角度92。

参照图4，活门构件16包括第一和第二侧活门面板98、100，其各自具有在它们的相应第一边缘106、108紧靠弓形主面板72的相应本体102、104。第一和第二侧活门面板98、100包括与所述相应第一边缘106、108邻接的相应第二边缘110、112。第一和第二侧活门面板98、100包括与所述相应第一边缘106、108邻接的相应第三边缘114、116。第一和第二侧活门面板98、100可形成大致的三角形形状。第一和第二侧活门面板的相应第二边缘110、112可各自与弓形主面板72的第二端80水平或共平面(即，参见示出图4中的共用平面P)。活门构件16可包括从第一侧活门面板98的外侧122延伸的第一和第二支柱118、120。

图5是图2的组件的示意性局部部分透视、部分剖视图，其中活门构件16处于关闭位置64。参照图5，致动器124可以可操作地连接至活门构件16并配置成移动活门构件16。在一个实例中，致动器124是电动机。致动器124可以是线性致动器、旋转致动器、步进电机、形状记忆合金或本领域技术人员已知的任何其他类型的致动器。活门构件16可以以本领域技术人员已知的任何方式进行机械化。

在图5所示的实施例中，致动器124可以配置成经由链节126驱动或移动活门构件16。致动器124可以刚性地连接至链节126。活门构件16可以相对于第一立柱118处的链节126可旋转地枢转。第一立柱118可延伸穿过链节126的第一孔洞128。参照图5，致动器124的运动使链节126沿方向130(示于图5)移动，转而引起活门构件16的运动，由箭头132表示(示出图3和5)。参照图5，链节126(实线)示出为处于打开位置62。当活门构件16处于打开位置62时，假想链节轮廓126A显示链节126的位置。致动器124可包括轴(未示出)，其配置成装配入链节126的第二孔洞(未示出)中。

参照图5，致动器124可以经由支架134附接到第三入口壁38。然而，致动器124可以以任何适当方式附接到入口面板14以及附接到入口面板14的任何部分。支架134可包括第一、第二和第三支架侧136、138、140使得第一支架侧136与第二和第三支架侧138、140中的每一个邻接并垂直。参照图5，活门构件16可经由连接器142附接到入口面板14，该连接器142刚性附接到入口面板14。连接器142可以与入口面板14的第二入口壁26一体地形成。第一侧活门面板98的第二立柱120可以配置成装配入连接器142的狭槽144。

参照图3，鼓风机146可以定位到内部区域30。鼓风机146可以为加热、通风和空气调节(HVAC)单元(未示出)的一部分。鼓风机146可具有变速设定并可配置成将空气流从内部区域30引导至外壳148，比如乘客车厢。参照图2-3，入口面板14的第二入口壁26可包括多个次级通风口140，该次级通风口140允许空气流进一步从外部区域36到内部区域30。第二入口壁26可包括从邻接次级通风口150的第二内侧34延伸的相应限流器152。限流器152可配置成朝鼓风机146引导空气流。

参照图3，组件10可包括可操作地连接至致动器124和活门构件16的控制器154。控制器154包括在其上记录有用于控制活门构件16的位置的指令的有形、非瞬时性存储器158。控制器154可以编程成当满足至少一个打开条件时经由致动器124使活门构件16移动到打开位置62(图1)。控制器154可以编程成当满足至少一个关闭条件时经由致动器124使活门构件16移动到关闭位置64(图3)。控制器154可以编程成当满足至少一个中间条件时经由致动器124使活门构件16移动到中间位置66(图2)。

如果组件10被应用于车辆12，则当车辆12被关断时活门构件16可以置于关闭位置64。一旦接通车辆12，则当分别满足至少一个打开条件或中间条件时活门构件16可以置于打开位置62或中间位置66。在一个实例中，当车辆12已经以预定第一阈值速度移动预定第一阈值时间时满足打开条件。这使得在挡风玻璃50之上积聚的任何碎片在打开活门构件16之前通过车辆12的运动按空气动力学除去。

参照图3，组件10可包括可操作连接至控制器154并配置成检测环境温度的温度传感器160。打开条件可包括当环境温度高于阈值环境温度时所满足的第一打开条件以及当车辆12已经以预定第一阈值速度移动预定第一阈值时间时所满足的第二打开条件。在一个实例中，阈值第一阈值速度为30英里/小时，预定第一阈值时间为6分钟。控制器154可编程成当满足第一和第二打开条件二者时将活门构件16移动到打开位置62。实例性阈值环境温度为30F。这使得在挡风玻璃之上积聚的雪或冰被融化或者按空气动力学被除去。

中间条件可包括当环境温度高于阈值环境温度时所满足的第一中间条件以及当车辆12已经以预定第二阈值速度移动预定第二阈值时间时所满足的第二中间条件。控制器154可编程成当满足第一和第二中间条件二者时将活门构件16移动到中间位置66。在一个实例中，预定第二阈值速度为20英里/小时，预定第一阈值时间为4分钟。

参照图3，腔室162可以可操作地连接至入口面板14。腔室162可以为车辆12的集气室并邻近挡风玻璃50的边缘定位。参照图3，组件10可包括流体液位传感器164，其配置成检测腔室162中的流体液位165并相对于腔室底板166测量。腔室底板166可收集进入内部区域30的流体，比如雨水。在一个实例中，当流体液位165高于预定阈值流体液位时满足至少一个关闭条件。在另一个实例中，关闭条件可包括必须均满足的第一和第二关闭条件，例如，当流体液位165高于第一预定阈值流体液位时所满足的第一关闭条件以及当鼓风机146的变速设定低于第一阈值速度设定时所满足的第二关闭条件。当以阈值速度设定或高于阈值速度设定进行操作时，这阻止通过活门构件16进入的流体干扰鼓风机146。

控制器154可以编程成当流体液位165高于第二预定阈值流体液位且鼓风机146的变速设定低于第二阈值速度设定时将活门构件16定位在中间位置66(示于图2)。第一部分68相对于中间位置66中的第二部分70的相应尺寸可以基于所需空气流的量以及空气的可获取资源的数量。

参照图3，组件10可包括可操作连接至控制器154并配置成检测预定气体的气味水平的气味传感器168。气味传感器168可以安装在腔室162的壁上。在一个实例中，当由气味传感器168检测的气味水平高于预定阈值气味水平时满足至少一个关闭条件。换句话说，控制器154可以编程成如果检测到不期望的气味或气体则经由致动器124将活门构件16移动到关闭位置64。可以基于特定应用选择预定气体。该预定气体可以是一氧化碳。预定气体可以是硫的氧化物。气味传感器168可包括传感器材料170和电子接口172。传感器材料170可以对预定气体敏感并且当与预定气体的分子接触时发生电子或物理性质的变化。电子或物理性质比如电阻或电压的变化与所检测气味的量成比例。传感器材料170的响应可以由电子接口172记录，该电子接口172将信号转换成数字值用于传送到控制器154。

应当理解，气味传感器168可以应用本领域技术人员已知的任何类型的传感器材料170。传感器材料170可包括金属氧化物半导体(MOSFET)设备、导电聚合物或由添加导电材料比如碳黑的非导电聚合物配置成的聚合物复合物。传感器材料170可包括石英晶体，其通过测量石英晶体共振器的频率变化而作为测量每单位面积质量的一种方式。传感器材料170可包括表面声波(SAW)，它们为依赖于表面声波的调制来感测物理现象的一类微电机械系统(MEMS)。

往后参照图1，车辆12可包括车顶174、机罩176、前窗178、挡风玻璃刮水片180，另外还有挡风玻璃50。第一入口壁18可沿着车辆12的宽度横向延伸。当应用于车辆12时，组件10提供优化的空气流状况，同时当不需要另外的空气流时保护在入口面板14之下的部件。参照图1，第二入口壁26可包括在远端181处的多个弯曲，包括第一波谷182、第二波谷184和在第一和第二波谷182、184之间的峰186。这些弯曲配置成保护入口面板14之下的部件。当应用于车辆12时，控制器154可以为车辆12的其他控制模块的整体部分或者可操作地连接至车辆12的其他控制模块的分离模块。车辆12可以为任何乘客或者商务汽车比如混合电动车辆，包括插入式混合电动车辆、增程式电动车辆、燃料电池或其他车辆。

如上所述，图1的控制器154可包括应用操作系统或处理器156的计算设备和用于存储或执行计算机可执行指令的存储器158。计算机可执行指令可从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序汇编或编译，包括但不限于，且单独地或组合地，Java^TM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl等。通常，处理器156(例如微处理器)从存储器接收指令，并且执行这些指令，由此执行一个或多个过程，包括本文所述的过程中的一个或多个。这样的指令和其他数据可使用各种计算机可读介质存储和传输。

存储器158可包括计算机可读介质。计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括任何非瞬时性(例如有形)介质，其参与提供可由计算机(例如通过计算机的处理器)读取的数据(例如指令)。这样的介质可采取很多形式，包括但不限于，非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可包括例如光盘或磁盘以及其他永久存储器。易失性介质可包括例如动态随机存取存储器(DRAM)，其可构成主存储器。这样的指令可通过一个或多个传输介质传输，包括同轴电缆、铜线和光纤(包括构成耦合到计算机处理器的系统母线的导线)。计算机可读介质的一些形式包括例如软磁盘、软盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其他存储芯片或存储盒、或计算机可读的任何其他介质。

查询表、数据库、数据资源库或本文所述的其他数据存储可包括用于存储、访问和提取各种类型数据的各种机制，包括层级数据库、文件系统中的文件集、专用格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每一个这样的数据库可包括在采用计算机操作系统的计算装置中，例如上面提及的那些中的一个，并且可经由网络以多种方式中的任何一种或多种访问。文件系统可从计算机操作系统中访问，并且可包括以各种格式存储的文件。除了用于生成、存储、编辑和执行存储的程序的语言，比如以上所提及的PL/SQL语言，RDBMS可采用结构化查询语言(SQL)。

详细说明和附图或图支持和描述本发明，但本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式和其他实施例，但存在用于实践所附权利要求限定的本发明的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提及的各种实施例的特征不一定要理解为彼此独立的实施例。而是，可能的是，实施例的示例之一描述的特征中的每一个可以与来自其他实施例的一个或多个其他期望特征组合，从而导致其他实施例不以文字描述或参照附图来描述。因此，这些其他实施例落入所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种用于选择性地将进入空气从外部区域引导至内部区域的空气入口组件，所述组件包括：

入口面板，其具有限定孔的第一入口壁；

活门构件，其配置成能相对于所述入口面板在包括关闭位置和打开位置的多个位置之间移动；

其中所述活门构件包括操作用以提供所述外部区域和所述内部区域之间的空气流连通的通气段和约束所述外部和内部区域之间的空气流连通的非通气段；且

其中当所述活门构件处于所述打开位置时所述通气段通过所述孔可见，当所述活门构件处于所述关闭位置时所述非通气段通过所述孔可见。

2.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述活门构件包括具有第一和第二端的弓形主面板；

所述通气段相对于原点在所述弓形主面板上对向第一角度；

所述非通气段相对于所述原点在所述弓形主面板上对向第二角度；且

所述活门构件包括相对于所述原点在所述弓形主面板上对向第三角度的次要非通气段。

3.根据权利要求1所述的组件，进一步包括：

致动器，其可操作地连接至所述活门构件并配置成移动所述活门构件；

控制器，其可操作地连接至所述致动器；

其中所述控制器被编程成当满足至少一个打开条件时经由所述致动器使所述活门构件移动到所述打开位置；且

其中所述控制器被编程成当满足至少一个关闭条件时经由所述致动器使所述活门构件移动到所述关闭位置。

4.根据权利要求3所述的组件，进一步包括：

温度传感器，其可操作地连接至所述控制器并配置成检测环境温度；

其中所述至少一个打开条件包括第一和第二打开条件使得当所述车辆已经以预定阈值速度移动预定阈值时间时满足所述第一打开条件，当所述环境温度高于阈值温度时满足所述第二打开条件；且

其中所述控制器被编程成当满足所述第一打开条件和所述第二打开条件二者时将所述活门构件定位到所述打开位置。

5.根据权利要求3所述的组件，进一步包括：

鼓风机，其定位在所述内部区域并具有变速设定；

腔室，其可操作地连接至所述入口面板；

流体液位传感器，其配置成检测相对于所述腔室底板的所述腔室中的液位；

其中所述至少一个关闭条件包括第一和第二关闭条件，使得当所述液位高于第一预定阈值流体液位时满足所述第一关闭条件，当所述鼓风机的所述变速设定低于第一阈值速度设定时满足所述第二关闭条件；且

其中所述控制器被编程成当满足所述第一打开条件和所述第二打开条件二者时将所述活门构件定位到所述关闭位置。

6.根据权利要求3所述的组件，其中：

所述多个位置包括中间位置使得当所述活门构件处于所述中间位置时所述通气段的第一位置和所述非通气段的第二位置均通过所述孔可见；

其中所述控制器被编程成当满足至少一个中间条件时经由所述致动器使所述活门构件移动到所述中间位置。

7.根据权利要求3所述的组件，进一步包括：

气味传感器，其可操作地连接至所述腔室并配置成检测预定气体的气味水平；且

其中当所述气味水平高于预定阈值气味水平时满足所述至少一个关闭条件。

8.一种车辆，其具有在所述车辆内的内部区域和所述车辆外的外部区域，所述车辆包括：

空气入口组件，其用于选择性地将进入空气从所述外部区域引导至所述内部区域，并包括：

入口面板，其具有限定孔的第一入口；和

活门构件，其可操作地连接至所述入口面板并配置成选择性地至少部分覆盖所述孔；

其中所述活门构件被配置成能相对于所述入口面板在包括关闭位置和打开位置的多个位置之间移动；

其中所述活门构件包括操作用以提供所述外部和内部区域之间的空气流连通的通气段和约束所述外部和内部区域之间的空气流连通的非通气段；且

其中当所述活门构件处于所述打开位置时所述通气段通过所述孔可见，当所述活门构件处于所述关闭位置时所述非通气段通过所述孔可见。

9.根据权利要求8所述的车辆，其中：

所述活门构件包括具有第一和第二端的弓形主面板；

其中所述通气段相对于原点在所述弓形主面板上对向第一角度；

所述非通气段相对于所述原点在所述弓形主面板上对向第二角度；且

其中所述活门构件包括相对于所述原点在所述弓形主面板上对向第三角度的次要非通气段。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中：

所述活门构件包括具有各自对向所述弓形主面板的相应第一边缘的第一和第二侧活门面板；

所述第一和第二侧活门面板包括与所述相应第一边缘邻接的相应第二边缘；

所述第一和第二侧活门面板包括与所述相应第一边缘邻接的相应第三边缘；

所述第一和第二侧活门面板各自形成大致的三角形形状；且

所述第一和第二侧活门面板的所述相应第二边缘各自与所述弓形主面板的所述第二端共平面。