CN109373677B - 电动风门的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动风门技术领域，提供电动风门及其控制方法。电动风门包括壳体、挡风件和步进电机，壳体上形成有进风口和多个出风口，步进电机驱动挡风件转动使得电动风门全开、全关或部分开启，壳体和挡风件上分别固定有第一止挡和第二止挡，第一止挡和第二止挡互相配合且用于阻止挡风件转动，步进电机包括控制器，当第一止挡和第二止挡接触时，控制器控制步进电机堵转。该电动风门在新一轮控制挡风件位置之前，可以先将挡风件运动至止挡位置(也即第一止挡和第二止挡相接处的位置)，在此基础上通过步进电机控制挡风件相对止挡位置的转动角度，进而准确的控制挡风件的实时的位置和运动过程，从而避免了因步进电机丢步而导致的电动风门失效。

Description

电动风门的控制方法

技术领域

本发明涉及电动风门技术领域，尤其涉及电动风门及其控制方法。

背景技术

现有技术的双出风口的电动风门，结构请参见图1，包括上盖101、挡风件13、从动齿轮7、保温层3、步进电机5、主动齿轮6、下盖102 等。

进一步的，请参见图2至图5，电机驱动主动齿轮6，通过主动齿轮6和从动齿轮7的啮合带动从动齿轮7旋转。当从动齿轮7上固定的挡风件13运动到进风口的位置并停止，此时电动风门处于全关的状态，参见图2；当从动齿轮7上的挡风件13运动到进风口20和出风口之外的位置，并停止于进风口10和冷藏出风口11之间的位置时，此时电动风门处于全开的状态，参见图3；当从动齿轮7的挡风件13运动到冷藏出风口11或者变温出风口12的位置并停止，此时电动风门处于部分开启的状态，参见图4和图5。其中，当从动齿轮的挡风件运动到冷藏出风口的位置并停止，此时仅变温出风，参见图4；当从动齿轮的挡风件转到变温出风口的位置并停止，此时仅冷藏出风，参见图5。

由于步进电机在长时间工作后会出现丢步的状况，导致从动齿轮工作出现异常，所停的位置不准确，进而导致电动风门失效，存在漏风的风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一

本发明的其中一个目的是：提供一种电动风门，解决现有技术中存在的步进电机长时间工作后由于丢步产生的技术问题。

为了实现该目的，本发明提供了一种电动风门，包括壳体、挡风件和步进电机，所述壳体上形成有进风口和多个出风口，所述步进电机驱动所述挡风件转动使得所述电动风门全开、全关或部分开启，所述壳体和所述挡风件上分别固定有第一止挡和第二止挡，所述第一止挡和第二止挡互相配合且用于阻止所述挡风件转动，所述步进电机包括控制器，当所述第一止挡和所述第二止挡接触时，所述控制器控制所述步进电机堵转。

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的电动风门，壳体和挡风件之间形成有互相配合的第一止挡和第二止挡，用以阻止挡风件的转动。在新一轮控制的挡风件位置之前，可以先将挡风件运动至止挡位置(也即第一止挡和第二止挡相接处的位置)，在此基础上通过步进电机控制挡风件相对止挡位置的转动角度，进而准确的控制挡风件的实时的位置和运动过程，从而避免了因步进电机丢步而导致的电动风门失效。

根据本发明的一个实施例，所述挡风件和所述壳体上设置有互相配合的霍尔元件和磁性元件。

根据本发明的一个实施例，所述霍尔元件和所述磁性元件满足：从所述步进电机堵转开始，所述挡风件沿着圆周转动设定角度时，所述磁性元件和所述霍尔元件位于所述圆周的同一半径上，此时所述电动风门全开、全关或部分开启，所述设定角度取值90°-270°之间。

根据本发明的一个实施例，所述挡风件上形成有用于安装保温层的安装孔，所述磁性元件固定在所述挡风件和保温层之间。

根据本发明的一个实施例，所述挡风件固定在从动齿轮上，所述从动齿轮通过主动齿轮连接所述步进电机的输出端。

根据本发明的一个实施例，所述从动齿轮和所述壳体上设置有互相配合的霍尔元件和磁性元件。

根据本发明的一个实施例，所述霍尔元件和所述磁性元件满足：从所述步进电机堵转开始，所述挡风件沿着圆周转动设定角度时，所述磁性元件和所述霍尔元件位于所述圆周的同一半径上，此时所述电动风门全开、全关或部分开启，所述设定角度位于90°-270°之间。

根据本发明的一个实施例，所述霍尔元件的数量为多个。

根据本发明的一个实施例，所述进风口和所述出风口满足：当所述挡风件逆时针转动时，所述电动风门依次经过所述进风口、进风口和出风口之外的位置、出风口，且所述挡风件运动至所述进风口时所述电动风门全关，所述挡风件运动至进风口和出风口之外的位置时所述电动风门全开，所述挡风件运动至任意所述出风口时所述电动风门部分开启。

本发明的另一个目的是：提供一种电动风门的控制方法，包括：

驱动所述挡风件转动并使得所述第一止挡和第二止挡接触；

控制所述步进电机堵转；

从所述步进电机堵转开始计算所述步进电机的步数；

根据所述步进电机的步数控制所述挡风件的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的电动风门的结构爆炸示意图；

图2是现有技术的电动风门的全关工作状态示意图；

图3是现有技术的电动风门的全开工作状态示意图；

图4是现有技术的电动风门的变温出风口开启的工作状态示意图；

图5是现有技术的电动风门的冷藏出风口开启的工作状态示意图；

图6是本发明实施例的电动风门的结构爆炸示意图；

图7是本发明实施例的挡风件及从动齿轮的结构示意图；

图8是图6中A处局部放大示意图；

图9是本发明实施例的电动风门的全关工作状态示意图；

图10是本发明实施例的电动风门的全开工作状态示意图；

图11是本发明实施例的电动风门的变温出风口开启的工作状态示意图；

图12是本发明实施例的电动风门的冷藏出风口开启的工作状态示意图；

图中：1、壳体；101、上盖；102、下盖；2、霍尔元件；3、保温层；4、磁性元件；5、步进电机；6、主动齿轮；7、从动齿轮；8、第一止挡；9、第二止挡；10、进风口；11、冷藏出风口；12、变温出风口；13、挡风件。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系在没有特别说明的情况下，为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明的一个实施例，请参见图6和图7，电动风门包括壳体 1、挡风件13和步进电机5，壳体1上形成有进风口10和多个出风口，步进电机5驱动挡风件13转动使得电动风门全开、全关或部分开启，壳体1和挡风件13上分别固定有第一止挡8和第二止挡9，第一止挡8 和第二止挡9互相配合且用于阻止挡风件13转动，步进电机5包括控制器，当第一止挡8和第二止挡9接触时，控制器控制步进电机5堵转。

其中，当挡风件13运动至进风口10处封堵住进风口10时，此时电动风门全关。当挡风件13运动至进风口10和出风口之外的位置时，此时进风口10和出风口均打开，那么电动风门处于全开的状态。当挡风件13运动至任意出风口的位置时，此时进风口10和部分出风口打开，此时电动风门处于部分开启的状态。

该电动风门的壳体1和挡风件13之间形成有互相配合的第一止挡 8和第二止挡9，用以阻止挡风件13的转动。在新一轮控制的挡风件13 位置之前，可以先将挡风件13运动至止挡位置(也即第一止挡8和第二止挡9相接处的位置)，在此基础上通过步进电机5控制挡风件13相对止挡位置的转动角度，进而准确的控制挡风件13的实时的位置和运动过程，从而避免了因步进电机5丢步而导致的电动风门失效。

图6中，壳体1包括上盖101和下盖102，第一止挡8形成在下盖102 上，且第一止挡8的结构可以参见图8。该第一止挡8的结构强度较大，随着使用时间的增长不易发生磨损。

值得一提的是，壳体1的结构形式，以及第一止挡8和第二止挡9 的结构形式均不受附图的限制。其中，第一止挡8和第二止挡9只要可以达到阻止挡风件13转动的目的即可。

由于挡风件13转动至止挡位置时，最多再转动360°就会再次转动至止挡位置。那么在这个转动过程中，丢步对挡风件13位置控制的影响非常小，进而可以防止电动风门失效。当然，由于挡风件13沿着转动的周向上具有一定尺寸，因此实际上挡风件13两次转动至止挡位置处，间隔的转动角度往往没有360°。

为了进一步提高电动风门控制的精确性，可以在电动风门上进一步设置互相配合的霍尔元件2和磁性元件4，进而使得挡风件13转动到设定位置的时候，霍尔元件2受到磁场干扰发出电信号控制步进电机5 停转，而此时挡风件13停止的位置满足电动风门全开、全关或部分开启的状态要求。

其中，霍尔元件2和磁性元件4的设置位置不受限制。例如，可以将霍尔元件2设置在壳体1上，而磁性元件4设置在挡风件13上。或者，当挡风件13固定在从动齿轮7上的时候，可以将霍尔元件2设置在壳体 1上，而磁性元件4设置在从动齿轮7上。并且，霍尔元件2和磁性元件 4的位置可以互换。此外，磁性元件可以选择但是不局限为磁铁。

图6中，挡风件13固定在从动齿轮7上，从动齿轮7通过主动齿轮6 连接步进电机5的输出端。当然，为了使得挡风件13在壳体1内转动以实现对电动风门的不同状态切换，从动齿轮7和主动齿轮6也并非必须的结构。例如，步进电机5还可以通过带传动机构、链传动机构或者蜗轮蜗杆机构等带动挡风件13转动。

以霍尔元件2设置在壳体1上且磁性元件4设置在挡风件13上的情况为例：

当挡风件13运动至止挡位置之后，步进电机5堵转，之后挡风件 13继续沿着圆周转动设定角度，直到磁性元件4转动到霍尔元件2处，也即磁性元件4和霍尔元件2位于圆周的同一半径上，此时通过霍尔元件2和磁性元件4的配合，可以使得挡风件13停止在当前位置。其中，挡风件13停止的当前位置可以对应电动风门全开、全关或部分开启等不同状态，进而通过霍尔元件2和止档的配合，可以准确的控制电动风门在不同状态之间的切换和维持。

其中，设定角度取值90°-270°之间。之所以设定角度取值90° -270°，是为了使得霍尔元件2和止档(第一止挡8和第二止挡9)之间达到更好的配合效果。当然，设定角度的取值不受此处举例的限制。

因为步进电机5是在堵转后重新计算步数的，因此堵转之后挡风件13转动的角度越小，那么丢步的影响越小进而可以忽略不计。而由于挡风件13既可以正向转动又可以反向转动，因此此处的设定角度取值90°-270°之间，可以保证不管是正向转动还是反向转动的时候，霍尔元件2和止档之间都可以形成较好的配合。

其中，霍尔元件2的数量可以为多个，进而通过霍尔元件2可以将挡风件13精确的固定到相应的位置。例如，当出风口为两个的时候，假设分别为变温出风口12和冷藏出风口11，那么电动风门包括有四个状态，也即全开、全关、变温出风口12开启和冷藏出风口11开启四个状态，四个状态分别对应挡风件13的四个位置。通过止挡(第一止挡 8和第二止挡9)的设置可以确定电动风门的两个状态，那么此时再设置两个霍尔元件2可以辅助确定电动风门的剩下两个状态，进而实现对电动风门不同状态之间的准确切换和维持。

图6中，挡风件13上形成有用于安装保温层3的安装孔，磁性元件 4固定在挡风件13和保温层3之间。而霍尔元件2则设置在壳体1上。该种情况下，磁性元件4固定在安装孔内，不会额外占用电动风门的空间，并且位于挡风件13和保温层3之间的磁性元件4安装可靠。

根据本发明的其中一个实施例，进风口10和出风口满足：当挡风件13逆时针转动时，电动风门依次经过进风口10、进风口10和出风口之外的位置、出风口，且挡风件13运动至进风口10时电动风门全关，挡风件13运动至进风口10和出风口之外的位置时电动风门全开，挡风件13运动至任意出风口时所述电动风门部分开启。

当然需要说明的是，出风口和进风口10之间的位置关系不受此处举例的限制。因此，转动挡风件13的过程中，电动风门并非必然依次处于全关、全开和部分开启的状态。

请参见图9至图12，出风口为两个，且风别为变温出风口12和冷藏出风口11：

图9中，壳体1上的第一止挡8和从动齿轮7上的第二止挡9形成限位配合，防止挡风件13顺时针转动。当挡风件13运动至图9中的止挡位置时候，步进电机5堵转一定时间。如果需要控制电动风门全关，则步进电机5堵转一定时间后停止。如果需要控制电动风门全开或者部分开启，则步进电机5堵转一定时间后，驱动挡风件13逆时针转动。

图10中，壳体1上的第一止挡8和从动齿轮7上的第二止挡9不接触。此时，挡风件13既可以顺时针转动，又可以逆时针转动。当挡风件13运动至图10中的位置时候，此时冷藏出风口11和变温出风口12 均开启，电动风门全开。在此基础上，可以控制步进电机5停止，以使得电动风门维持在当前全开的状态。也可以控制步进电机5工作，使得挡风件13顺时针或者逆时针转转动。

图11中，壳体1上的第一止挡8和从动齿轮7上的第二止挡9不接触，此时挡风件13位于冷藏出风口11处，进风口10和变温出风口12 打开。

其中，图11中，壳体1左上角设置霍尔元件2，且在挡风件13上设置磁性元件4。进而，霍尔元件2和磁性元件4的配合，可以使得挡风件13停止在当前位置，使得电动风门仅开启变温出风口12。图11中，显然霍尔元件2和磁性元件4位于圆周(挡风件13转动的圆周)的同一半径上，此时霍尔原件受到磁场干绕发出电信号控制步进电机5停转，挡风件13停止在当前位置。

当然，图11中即使不设置霍尔元件2，通过步进电机5的计步也可以使得挡风件13停止在图11中的位置。只是，由于挡风件13从图9或图12(电机堵转的位置)变化至当前状态，已经转动过了一定角度，为了防止丢步的影响，结合霍尔元件2，可以更准确的控制挡风件13 的位置。

图12中，壳体1上的第一止挡8和从动齿轮7上的第二止挡9形成限位配合，防止挡风件13逆时针转动。当挡风件13运动至图12中的止挡位置时候，步进电机5堵转一定时间。且图12对应电动风门部分开启的状态，此时变温出风口12关闭，进风口10和冷藏出风口11打开。如果需要控制电动风门部分开启且开启的是冷藏出风口11，则步进电机 5堵转一定时间后停止。如果需要控制电动风门全开或者全关或者变温出风口12开启，则步进电机5堵转一定时间后，驱动挡风件13顺时针转动。

对于图9至图12中出风口为两个的情况，还可以在冷藏出风口11 的右侧也增加一个霍尔元件2，进而准确将挡风件13控制在冷藏出风口11和进风口10之间，使得电动风门被控制在全开的状态。

当然本发明的电动风门，其出风口的数量也不局限为两个，且根据应用场景的不同，出风口也并非一定是变温出风口12和冷藏出风口 11。例如，将电动风门应用于冰箱当中时，则两个出风口可以分别为变温出风口12和冷藏出风口11。此时，挡风件的位置可以根据冷藏室和变温室中温度传感器测得的温度值进行控制。例如，当测得冷藏室无需再制冷时，则此时控制器控制步进电机工作，并使得挡风件运动至冷藏出风口。又例如，当测得变温室无需再制冷时，此时控制器控制步进电机工作，并使得挡风件运动至变温出风口。

根据本发明的一个实施例，提供上述电动风门的控制方法，包括：

驱动挡风件13转动并使得第一止挡8和第二止挡9接触；

控制步进电机5堵转；

从步进电机5堵转开始计算步进电机5的步数；

根据步进电机5的步数控制挡风件13的位置。

其中，所述驱动所述挡风件13转动并使得所述第一止挡8和第二止挡9接触的步骤中，为了使得第一止挡8和第二止挡9接触，既可以顺时针转动挡风件13，也可以逆时针转动挡风件13。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种电动风门的控制方法，所述电动风门包括壳体、挡风件和步进电机，所述壳体上形成有进风口和多个出风口，所述步进电机驱动所述挡风件转动使得所述电动风门全开、全关或部分开启，其特征在于，所述壳体和所述挡风件上分别固定有第一止挡和第二止挡，所述第一止挡和第二止挡互相配合且用于阻止所述挡风件转动，所述步进电机包括控制器，当所述第一止挡和所述第二止挡接触时，所述控制器控制所述步进电机堵转；

所述控制方法包括：

驱动所述挡风件转动并使得所述第一止挡和第二止挡接触；

控制所述步进电机堵转；

从所述步进电机堵转开始计算所述步进电机的步数；

根据所述步进电机的步数控制所述挡风件的位置。

2.根据权利要求1所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述挡风件和所述壳体上设置有互相配合的霍尔元件和磁性元件。

3.根据权利要求2所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述霍尔元件和所述磁性元件满足：从所述步进电机堵转开始，所述挡风件沿着圆周转动设定角度时，所述磁性元件和所述霍尔元件位于所述圆周的同一半径上，此时所述电动风门全开、全关或部分开启，所述设定角度取值90°-270°之间。

4.根据权利要求2所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述挡风件上形成有用于安装保温层的安装孔，所述磁性元件固定在所述挡风件和保温层之间。

5.根据权利要求1所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述挡风件固定在从动齿轮上，所述从动齿轮通过主动齿轮连接所述步进电机的输出端。

6.根据权利要求5所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述从动齿轮和所述壳体上设置有互相配合的霍尔元件和磁性元件。

7.根据权利要求6所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述霍尔元件和所述磁性元件满足：从所述步进电机堵转开始，所述挡风件沿着圆周转动设定角度时，所述磁性元件和所述霍尔元件位于所述圆周的同一半径上，此时所述电动风门全开、全关或部分开启，所述设定角度位于90°-270°之间。

8.根据权利要求3或7所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述霍尔元件的数量为多个。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的电动风门的控制方法，其特征在于，所述进风口和所述出风口满足：当所述挡风件逆时针转动时，所述电动风门依次经过所述进风口、进风口和出风口之外的位置、出风口，且所述挡风件运动至所述进风口时所述电动风门全关，所述挡风件运动至进风口和出风口之外的位置时所述电动风门全开，所述挡风件运动至任意所述出风口时所述电动风门部分开启。

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