CN109910561B - 空调出风控制结构及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调出风控制结构及控制方法，本发明所提供的空调出风控制结构被构造成导通或关闭形成于汽车的空调的外壳内的内部通道，其主要包括内壳、两个外周风门和中部风门。内壳将内部通道分隔为中部通道和外周通道；两个外周风门可转动的设置于外周通道内，并由两个第一驱动部驱动；中部风门可转动的设置于中部通道内，并由第二驱动部驱动。本发明的空调出风控制结构，可实现对流经汽车空调外壳内的内部通道中的气流进行控制调节，从而改善汽车空调的出风效果。

Description

空调出风控制结构及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，特别涉及一种空调出风控制结构。同时，本发明还涉及一种空调出风控制方法。

背景技术

汽车上的空调出风口主要是依靠手动调节出风方向，而出风口的风量则由车载的控制单元，根据车内温度与设定的温度进行调整，通过改变空调风机的功率给予实现。

实现这样的设计，使得从空调出风口吹出的气流鼓吹的形式单一，即使可以通过空调出风口的导流叶片调整出风方向，也仍然是气流从出风口统一的鼓出，尤其当直吹乘客的身体某个部位时，舒适性较差。

针对上述问题，迫切需要改进汽车空调出风的气流鼓出形式，以满足乘客的多种需求，使乘客免除因空调气流统一地集中吹出造成的不适感。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种空调出风控制结构，以可对流经汽车空调外壳内的内部通道中的气流进行控制调节，从而改善空调出风的效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种空调出风控制结构，被构造成导通或关闭形成于所述汽车的空调的外壳内的内部通道，所述空调出风控制结构包括：

内壳，被配置于所述外壳的内部通道内，以将所述内部通道分隔为位于中部的中部通道，以及套设于所述中部通道外周的外周通道；

两个外周风门，可转动的设置于所述外周通道内；两个所述外周风门因转动而具有彼此对置以封堵所述外周通道的外周关闭状态，彼此平行以导通所述外周通道的外周导通状态，以及处于所述外周关闭状态和所述外周导通状态之间的外周切换状态；

两个第一驱动部，构成对两个所述外周风门转动的驱动；

中部风门，可转动的设置于所述中部通道内，所述中部风门因转动而具有封堵所述中部通道的中部关闭状态，且具有导通所述中部通道的中部导通状态，以及处于所述中部关闭状态和中部导通状态之间的中部切换状态；

第二驱动部，构成对所述中部风门转动的驱动。

进一步的，两个所述外周风门均以第一转轴可转动的设置于所述外周通道内；于各所述第一转轴上分别设有第一动力承接部，两个所述第一驱动部与两个所述第一动力承接部分别传动连接；所述中部风门以第二转轴可转动的设置于所述中部通道内，于所述第二转轴上设有第二动力承接部，所述第二驱动部与所述第二动力承接部传动连接。

进一步的，所述空调出风控制结构还包括可控制的、转动设置在所述汽车空调上的主驱动轴，所述第二驱动部和其一的所述第一驱动部可转动的套设于所述主驱动轴上，另一的所述第一驱动部可转动的套设于所述第二转轴上。

进一步的，所述第一驱动部和所述第一动力承接部之间、以及所述第二驱动部和所述第二动力承接部之间构成齿轮连接。

进一步的，两个所述第一动力承接部均被构造为固连在所述第一转轴上的扇形齿轮，其一的所述第一驱动部被构造为固连在所述主驱动轴上的圆形驱动轮，于所述圆形驱动轮的部分外周面上设置有多个齿牙，且多个齿牙环绕所述圆形驱动轮的中心布置，另一的所述第一驱动部被构造为固连在所述第二转轴上的所述圆形驱动轮。

进一步的，所述第二动力承接部被构造为固连在所述第二转轴上的圆形齿轮，所述第二驱动部被构造为固连在所述主驱动轴上的圆形齿轮。

进一步的，设于所述第二转轴上的所述第二动力承接部和所述第一驱动部分置于所述中部风门的两侧。

进一步的，于所述外壳的端口处可翻转的设有球口，于所述球口上构造有匹配于所述中部通道设置的中部出风道，以及匹配于所述外周通道设置的外部出风道，于所述外部出风道内构造有多个导风部，且多个所述导风部环所述中部出风道的周向均匀分布。

进一步的，还包括与所述主驱动轴传动连接的前执行器，所述前执行器通电时可驱动所述主驱动轴转动，以驱使所述中部风门启闭所述中部通道，并驱使所述外周风门以启闭所述外周通道。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的空调出风控制结构，通过设置内壳，使内部通道形成中部通道和外周通道的双气流通道，并为两个通道分别设置可以分开控制的外周风门和中部风门，从而可实现对流经汽车空调外壳内的内部通道中的气流进行控制调节，进而改善空调出风的效果。

本发明的另一个目的在于提出一种空调出风控制方法，该方法包括如下步骤：

S1、空调启动状态时，中部风门开启步骤，控制中部风门转动，以驱使所述中部风门由中部关闭状态切换为中部导通状态；

S2、中部风门关闭外周风门开启步骤，控制所述中部风门转动，以驱使所述中部风门由中部导通状态切换为中部关闭状态；控制两个所述外周风门转动，以驱使两个所述外周风门由外周关闭状态切换为外周导通状态；

S3、中部风门开启外周风门开启步骤，控制所述中部风门转动，以驱使所述中部风门由中部关闭状态切换为中部导通状态。

相对于现有技术，本发明提出的空调出风控制方法，可依次控制外周风门和中部风门的四种状态，从而实现中部通道和外周通道的分别启闭控制，便于使用一个执行装置一体驱动外周风门和中部风门。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的空调出风控制结构的总体结构示意图；

图2为本发明实施例所述的外壳的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的外周风门、中部风门、前执行器及其传动机构的装配示意图；

图4为图3未安装前执行器的爆炸图；

图5为图1于另一个视角的示意图；

图6为图2于另一个视角的示意图；

图7为本发明实施例所述的球口的结构示意图；

图8为图7的另一视角的结构示意图；

图9为图8的A-A剖视图；

附图标记说明：

1-外壳，101-端口，105-内部通道，106-内壳，107-中部通道，108-外周通道；

2-球口，201-球口外壁，202-翻转轴，203-中部出风道，204-外部出风道，2041-导风部，205-外环板，206-中环板，207-内环板，208-加强板；

402-滑槽；

5-外周风门，501-第一转轴，502-第一动力承接部，503-第一驱动部；

6-中部风门，601-第二转轴，602-第二动力承接部，603-第二驱动部；

7-主驱动轴，701-前执行器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

此外，在本发明的描述中，涉及到的左、右、上、下等方位名词，是为了描述方便而基于图示状态下的用语，不应理解为构成对本发明结构的限定；提到的第一、第二、第三等也均是为了便于描述，而不能理解为指示或暗示相对的重要性。在本发明的实施例中所提到的“球口”系“球形出风口”的简称。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提出的空调出风控制结构，被构造成导通或关闭形成于汽车的空调的外壳内的内部通道，空调出风控制结构包括内壳、两个外周风门和中部风门。内壳被配置于外壳的内部通道内，以将内部通道分隔为位于中部的中部通道，以及套设于中部通道外周的外周通道；两个外周风门可转动的设置于外周通道内，因转动而具有对外周通道的外周关闭状态、外周导通状态以及处于两者之间的外周切换状态；两个第一驱动部构成对两个外周风门转动的驱动；中部风门可转动的设置于所述中部通道内，因转动具有对中部通道的中部关闭状态、中部导通状态以及处于两者之间的中部切换状态；第二驱动部构成对中部风门转动的驱动。

本发明的空调出风控制结构可对流经汽车空调外壳内的内部通道中的气流进行控制调节，从而改善空调出风的效果。

基于上述的总体发明思路，本实施例的空调出风控制结构的一种示例性结构如图1和图2所示，其主要包括内壳106、两个外周风门5和中部风门6。

在图2中示出了外壳1的结构示意图，空调出风控制结构被构造成导通或关闭形成于汽车的空调的外壳1内的内部通道105，在外壳1的内部通道105中设置有内壳106，从而将内部通道105分隔为位于中部的中部通道107，以及套设于中部通道107外周的外周通道108。

如图1和图3所示，于外周通道108内可转动的设置有两个外周风门5，两个外周风门5均以第一转轴501为转轴转动，于各第一转轴501上分别设有第一动力承接部502；于中部通道107内可转动的设置有中部风门6，中部风门6以第二转轴601为转轴转动，于第二转轴601上设有第二动力承接部602。

作为一种优选的驱动方案，与两个第一动力承接部502分别传动连接地设置有两个第一驱动部503，第一动力承接部502承接两个第一驱动部503的驱动力，以使两个第一转轴501彼此逆向的转动，进而驱动两个外周风门5转动。两个外周风门5因转动具有彼此对置以封堵外周通道108的外周关闭状态，彼此平行以导通外周通道108的内部导通状态，以及处于外周关闭状态和外周导通状态之间的外周切换状态。

类似地，与第二动力承接部602传动连接地设置有第二驱动部603，第二动力承接部602承接第二驱动部603的驱动力，以使第二转轴601转动，进而驱动中部风门6转动。通过驱动旋转的中部风门6，具有封堵中部通道107的中部关闭状态，以及与中部通道107内的气流方向平行的中部导通状态，以及处于中部关闭状态和中部导通状态之间的中部切换状态。

为了实现对中部通道107和外周通道108两通道的分别控制，且便于对外周风门5和中部风门6的驱动控制的技术实现，从而优化外周风门5和中部风门6的启闭状态的控制方案，在本实施例中，将外周风门5和中部风门6的启闭限定为全导通、全关闭和交错启闭的四种状态。具体的技术方案是，将外周风门5和中部风门6的关闭和导通状态设置为：外周风门5和中部风门6具有同步启闭以使中部通道107和外周通道108具有同步导通的全导通状态，以及同步关闭的全关闭状态；外周风门5和中部风门6还具有交错启闭以使中部通道107处于中部导通状态而且外周通道108处于外周关闭状态，以及使中部通道107处于中部关闭状态而且外周通道108处于外周导通状态。

如图3和图4所示，空调出风控制结构还包括可控制的、转动设置在汽车空调上的主驱动轴7，具体地，将主驱动轴7可转动地设置于外壳1上，并将第二驱动部603和其一的第一驱动部503设置于主驱动轴7上，另一的第一驱动部503设于第二转轴601上。这种设计，将第二驱动部603和其一的第一驱动部503设置于主驱动轴7上，并将另一的第一驱动部503设置于第二转轴601上，可为利用一个主驱动轴7一体驱动外周风门5和中部风门6提供技术条件，并可节省驱动装置的设置。

显然，作为一种备选方案，也可以将主驱动轴7固定设置，将第二驱动部603和其一的第一驱动部503可转动地套装于主驱动轴7上，由执行装置驱动旋转；另一的第一驱动部503于第二转轴601上的设置，也可以采用这种形式。

为使空调出风控制结构的传动性能稳定可靠，便于技术实施，第一驱动部503和第一动力承接部502之间、以及第二驱动部603和第二动力承接部602之间构成齿轮连接。

为了便于加工制造，并有利于装配，如图4所示，风门和各传动件采用塑料制造，第一转轴501和第一动力承接部502采用一体注塑加工构造，第一转轴501为分置于外周风门5的两侧的插接卡装形式，通过预留在外壳1上的转轴孔安装外周风门5到外周通道108中；同样的，中部风门6的一侧的第二转轴601和第二动力承接部602，以及中部风门6另一侧的第一驱动部503和第二转轴601也采用一体注塑加工构造，第二转轴601同样采用分置于中部风门6两侧的插接卡装形式，通过预留在外壳1上的转轴孔安装中部风门6到中部通道107中。

为使得主驱动轴7可以一体驱动外周风门5和中部风门6，且便于加工构造和技术实施，本实施例中采取的方案是第一驱动部503构造为间歇齿轮传动的结构形式，第一动力承接部502也相应地构造为扇形齿轮。具体来说，如图3和图4所示，两个第一动力承接部502均被构造为固连在第一转轴501上的扇形齿轮，其一的第一驱动部503被构造为固连在主驱动轴7上的圆形驱动轮，于圆形驱动轮的部分外周面上设置有多个齿牙，且多个齿牙环绕圆形驱动轮的中心布置，未设置有齿牙的外周面为光面，另一的第一驱动部503被构造为固连在第二转轴601上的圆形驱动轮。这样的设计，使得主驱动轴7在如图3中α所示的转动方向下旋转时，可以全行程地驱动中部风门6旋转，并可以间歇性地驱动两个外周风门5对峙地旋转，从而实现了一个主驱动轴7对外周风门5和中部风门6的分别驱动控制。

如图3和图4所示的，第二动力承接部602被构造为固连在第二转轴601上的圆形齿轮，第二驱动部603被构造为固连在主驱动轴7上的圆形齿轮。将齿轮传动配合的第二动力承接部602和第二驱动部603构造为全齿轮传动的结构，即可实现对中部风门6的驱动调节，也为作为驱动外周风门5的第二转轴601提供了连续转动的条件，便于第一动力承接部502的设置。

为了使外周风门5和中部风门6的驱动和传动部件布置更为合理，便于整体的布置设计，优选地，如图3所示，将设于第二转轴601上的第二动力承接部602和第一驱动部503分置于中部风门6的两侧。

在本实施例中，如图5和图6所示，在汽车空调的出风口部位，为本实施例的空调出风控制结构的双通道构造配设有匹配的球口2，并在外部出风道204中设置导风部2041，以可使经过空调出风控制结构调节的气流于空调出口处具备更好的出风效果。

具体来说，于外壳1的端口101处可翻转的设置有球口2，球口2的结构如图7所示。为了形成更好的出风效果，于球口2上构造有匹配于中部通道107设置的中部出风道203，以及匹配于外周通道108设置的外部出风道204，球口2的的外形大致呈鼓形，包括由内至外依次布置的内环板207、中环板206和外环板205，内环板207、中环板206和外环板205三者均大致呈套筒状，中环板206和外环板205之间的缝隙即构成前述的外部出风道204，而内环板207和中环板206之间的间隙、以及内环板207内部的通风道即构成前述的中部出风道203。

为了对出风形成较好的引导，由图7结合图8和图9所示，于外部出风道204内构造有多个导风部2041，且多个导风部2041环中部出风道203的周向均匀分布。具体地，导风部2041为连接于外环板205和中环板206之间的呈弧形的叶片，随着逐渐靠近出风口，各叶片逐渐向一侧倾斜，且多个叶片的倾斜方向一致，可加强外部出风道204的出风效果，并可加强球口2的结构强度。此外，还包括布置于内环板207内壁上的大致呈“X”形的加强板208，加强板208的四端贯穿内环板207后与中环板206的内壁固连，不仅可以进一步加强球口2结构强度的作用，还可增强汇聚出风的效果。

为了有利于球口2翻转，于球口2的球口外壁201的两个相对侧也即外环板外壁的两相对侧各布置有一个翻转轴202，两个翻转轴202共线设置，并安装于外壳1或其他构件上，以有利于实现球口2以翻转轴202为中心的翻转。此外，为了便于球口2翻转，于球口外壁201上还设置有弧形的滑槽402，以有利于和外部驱动构件连接。

为了对主驱动轴7提供设计简洁且便于技术实施的执行机构，本实施例中，空调出风控制结构还包括与主驱动轴7传动连接的前执行器701，优选地，前执行器701采用步进电机或伺服电机。当前执行器701通电时可驱动主驱动轴7转动，以驱使中部风门6启闭中部通道107，并驱使外周风门5以启闭外周通道108。显然，应在前执行器701中装设检测电机旋转角度的检测元件，可以实时获知主驱动轴7的驱动旋转角度；再通过各齿轮之间的传动比，可以计算确定外周风门5和中部风门6的旋转角度及其对中部通道107和外周通道108的启闭状态。

本实施例所述的空调出风控制结构在使用时，一种优选地技术方案是，可以通过对车载的控制单元的操作，设定空调出风的模式，由控制单元驱动前执行器701通道动作，驱动外周风门5和中部风门6相对于中部通道107和外周通道108的四种不同状态：全导通状态、全关闭状态、中部导通而外周关闭状态和中部关闭而外周导通状态。

在不同的状态下，球口2的出风发散或汇聚形式产生相应变换，对应不同状态，会形成中部出风道203和外部出风道204全部出风、中部出风道203和外部出风道204全不出风、中部出风道203汇聚出风和外部出风道204环状发散出风的不同效果，从而满足汽车乘客不同的需要。

采用上述实施方案的空调出风控制结构可以很好地对流经汽车空调外壳1内的内部通道105中的气流进行控制调节，从而改善空调出风的效果。

结合本实施例中的技术方案，本发明的空调出风控制结构的空调出风控制采用如下的控制方法：

第一步：汽车的空调处于启动状态时，此时外周风门5和中部风门6均处于原始的全关闭状态，形成中部通道107和外周通道108的全部关闭，图3中α、β、γ和ω所示的旋转方向的角度默认为0°。

第二步：通过操作或设置车载的控制单元控制前执行器701动作，前执行器701驱动主驱动轴7沿图3中α所示旋转方向转动，带动第二动力承接部602和第二转轴601沿图中β所示旋转方向旋转90°，中部风门6由中部关闭状态切换为中部导通状态，形成中部通道107的单独导通。

第三步：前执行器701继续动作，驱动主驱动轴7沿图3中α所示旋转方向继续转动，带动第二动力承接部602和第二转轴601沿图中β所示旋转方向旋转至180°，中部风门6由中部导通状态切换为中部关闭状态；此过程中，两个第一驱动部503分别驱动两个第一转轴501沿图中γ和ω转动90°，驱使两个外周风门5由外周关闭状态切换为外周导通状态，形成外周通道108的单独导通。

第四步：前执行器701继续动作，驱动主驱动轴7沿图3中α所示旋转方向继续转动，带动第二动力承接部602和第二转轴601沿图中β所示旋转方向旋转至270°，中部风门6由中部关闭状态切换为中部导通状态，形成中部通道107和外周通道108的全部导通。

完成以上三种导通状态的外周风门5和中部风门6，通过前执行器701的反向动作，驱动主驱动轴7逆着图3中α所示旋转方向转动，回到原始的0°位置，从而驱动外周风门5和中部风门6回到原始的全关闭状态，形成中部通道107和外周通道108的全部关闭。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调出风控制结构，被构造成导通或关闭形成于汽车的空调的外壳(1)内的内部通道(105)，其特征在于所述空调出风控制结构包括：

内壳(106)，被配置于所述外壳(1)的内部通道(105)内，以将所述内部通道(105)分隔为位于中部的中部通道(107)，以及套设于所述中部通道(107)外周的外周通道(108)；

两个外周风门(5)，可转动的设置于所述外周通道(108)内；两个所述外周风门(5)因转动而具有彼此对置以封堵所述外周通道(108)的外周关闭状态，彼此平行以导通所述外周通道(108)的外周导通状态，以及处于所述外周关闭状态和所述外周导通状态之间的外周切换状态；

两个第一驱动部(503)，构成对两个所述外周风门(5)转动的驱动；

中部风门(6)，可转动的设置于所述中部通道(107)内，所述中部风门(6)因转动而具有封堵所述中部通道(107)的中部关闭状态，且具有导通所述中部通道(107)的中部导通状态，以及处于所述中部关闭状态和中部导通状态之间的中部切换状态；

第二驱动部(603)，构成对所述中部风门(6)转动的驱动。

2.根据权利要求1所述的空调出风控制结构，其特征在于：两个所述外周风门(5)均以第一转轴(501)可转动的设置于所述外周通道(108)内；于各所述第一转轴(501)上分别设有第一动力承接部(502)，两个所述第一驱动部(503)与两个所述第一动力承接部(502)分别传动连接；所述中部风门(6)以第二转轴(601)可转动的设置于所述中部通道(107)内，于所述第二转轴(601)上设有第二动力承接部(602)，所述第二驱动部(603)与所述第二动力承接部(602)传动连接。

3.根据权利要求2所述的空调出风控制结构，其特征在于：所述空调出风控制结构还包括可控制的、转动设置在所述汽车空调上的主驱动轴(7)，所述第二驱动部(603)和其一的所述第一驱动部(503)可转动的套设于所述主驱动轴(7)上，另一的所述第一驱动部(503)可转动的套设于所述第二转轴(601)上。

4.根据权利要求3所述的空调出风控制结构，其特征在于：所述第一驱动部(503)和所述第一动力承接部(502)之间、以及所述第二驱动部(603)和所述第二动力承接部(602)之间构成齿轮连接。

5.根据权利要求4所述的空调出风控制结构，其特征在于：两个所述第一动力承接部(502)均被构造为固连在所述第一转轴(501)上的扇形齿轮，其一的所述第一驱动部(503)被构造为固连在所述主驱动轴(7)上的圆形驱动轮，于所述圆形驱动轮的部分外周面上设置有多个齿牙，且多个所述齿牙环绕所述圆形驱动轮的中心布置，另一的所述第一驱动部(503)被构造为固连在所述第二转轴(601)上的所述圆形驱动轮。

6.根据权利要求4所述的空调出风控制结构，其特征在于：所述第二动力承接部(602)被构造为固连在所述第二转轴(601)上的圆形齿轮，所述第二驱动部(603)被构造为固连在所述主驱动轴(7)上的圆形齿轮。

7.根据权利要求4所述的空调出风控制结构，其特征在于：设于所述第二转轴(601)上的所述第二动力承接部(602)和所述第一驱动部(503)分置于所述中部风门(6)的两侧。

8.根据权利要求1所述的空调出风控制结构，其特征在于：于所述外壳(1)的端口(101)处可翻转的设有球口(2)，于所述球口(2)上构造有匹配于所述中部通道(107)设置的中部出风道(203)，以及匹配于所述外周通道(108)设置的外部出风道(204)，于所述外部出风道(204)内构造有多个导风部(2041)，且多个所述导风部(2041)环所述中部出风道(203)的周向均匀分布。

9.根据权利要求3-7中任一项所述的空调出风控制结构，其特征在于：还包括与所述主驱动轴(7)传动连接的前执行器(701)，所述前执行器(701)通电时可驱动所述主驱动轴(7)转动，以驱使所述中部风门(6)启闭所述中部通道(107)，并驱使所述外周风门(5)以启闭所述外周通道(108)。

10.一种空调出风控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至9中任一项所述的空调出风控制结构上，并包括如下步骤：

S1、空调启动状态时，中部风门(6)开启步骤，控制中部风门(6)转动，以驱使所述中部风门(6)由中部关闭状态切换为中部导通状态；

S2、中部风门(6)关闭外周风门(5)开启步骤，控制所述中部风门(6)转动，以驱使所述中部风门(6)由中部导通状态切换为中部关闭状态；控制两个所述外周风门(5)转动，以驱使两个所述外周风门(5)由外周关闭状态切换为外周导通状态；

S3、中部风门(6)开启外周风门(5)开启步骤，控制所述中部风门(6)转动，以驱使所述中部风门(6)由中部关闭状态切换为中部导通状态。

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