CN113103840A - 车载顶置式空调器及其控制方法、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调技术领域，旨在解决现有车载顶置式空调器侧部通风口容易受到环境中风的干扰导致外风道的风量不稳定的问题。为此目的，本发明提供了一种车载顶置式空调器及其控制方法、车辆，车载顶置式空调器安装于车辆，其包括壳体以及与室外换热器对应的外风道，外风道包括围设在壳体侧部的多个第一通风口，每个第一通风口设置有风门机构，车载顶置式空调器上设置有风向传感器，车载顶置式空调器包括控制器，控制器与风门机构和风向传感器连接，控制方法包括：通过风向传感器检测风向，根据风向选择性地控制风门机构打开对应的第一通风口，从而使通风口的气流流量与室外换热器的换热量相匹配，延长了压缩机和冷媒循环管路的使用寿命。

Description

车载顶置式空调器及其控制方法、车辆

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体提供了一种车载顶置式空调器及其控制方法、车辆。

背景技术

随着科技的进步以及人们生活水平的不断提高，空调器被广泛应用于人们的日常生活中。空调器不仅在人们的居家环境中得到了普遍的应用，并且在人们驾驶的车辆中被广泛应用，提高了车辆驾乘空间内的温度舒适度。考虑到车辆的内部空间有限，车载顶置式空调器是车辆用空调的主要类型。车载顶置式空调器安装在车顶，其上半部分位于车顶上部，其下半部分位于车内，内风道的进风口和/或出风口设置在顶置式空调器的底部，以便车内空气流经室内换热器进行热交换后重新回到车内，外风道的出风口和进风口分别设置在车载顶置式空调器的顶部和侧部，以便外部环境中的空气流经室外换热器进行热交换后重新回到外部环境。

通常，室外风机的转速与室外换热器的换热量相匹配。本发明的发明人发现，在车载空调器的实际使用过程中，侧部进风口的进风量容易受到环境中风的干扰，导致进风量不稳定，气流流量与室外换热器的换热量不匹配，从而导致压缩机不规律地启停以及冷媒回路中管路压力不稳定，影响压缩机和冷媒循环管路的使用寿命。

因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有车载顶置式空调器侧部通风口容易受到环境中风的干扰导致外风道的风量不稳定的问题，一方面本发明提供了一种车载顶置式空调器的控制方法，所述车载顶置式空调器安装于车辆，所述车载顶置式空调器安装于车辆，所述车载顶置式空调器包括壳体以及与室外换热器对应的外风道，所述外风道包括围设在所述壳体侧部的多个第一通风口，每个所述第一通风口设置有风门机构，所述车载顶置式空调器上设置有风向传感器，所述车载顶置式空调器包括控制器，所述控制器与所述风门机构和所述风向传感器连接，所述控制方法包括：通过所述风向传感器检测风向；根据所述风向选择性地控制所述风门机构打开对应的第一通风口。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述风向选择性地控制所述风门机构打开对应的第一通风口”的步骤包括：确定每个所述第一通风口的朝向与所述风向的夹角并筛选出与所述风向的夹角较小的预设个数的第一通风口；控制筛选出的第一通风口的风门机构打开对应的第一通风口。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述风向选择性地控制所述风门机构打开对应的第一通风口”的步骤包括：确定每个所述第一通风口的朝向与所述风向的夹角并筛选出与所述风向的夹角小于预设角度的第一通风口；控制筛选出的第一通风口的风门机构打开对应的第一通风口。

在上述控制方法的优选技术方案中，“控制筛选出的第一通风口的风门机构打开对应的第一通风口”的步骤具体包括：根据筛选出的第一通风口的朝向与风向的夹角确定对应的第一通风口的目标开度；控制筛选出的第一通风口的开度达到对应的目标开度；其中，所述目标开度与所述夹角负相关。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述外风道包括设置在所述壳体顶部的第二通风口，所述第二通风口的朝向可在水平面内进行调节，所述控制方法还包括：根据所述风向调节所述第二通风口的朝向。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述壳体的顶部设置有可转动的通风口结构，所述第二通风口设置于所述通风口结构，“根据所述风向调节所述第二通风口的朝向”的步骤具体包括：控制所述通风口结构使所述第二通风口的朝向与所述风向相同。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述壳体的顶部设置有通风口结构，所述通风口结构上设置有多个在水平面内朝向不同的开口，每个所述开口设置有风门机构，所述控制器与所述开口的风门机构连接，打开状态下的开口形成所述第二通风口，“根据所述风向调节所述第二通风口的朝向”的步骤具体包括：确定每个开口的朝向与所述风向的夹角并筛选出与所述风向的夹角最小的开口；控制筛选出的开口的风门机构打开筛选出的开口。

在上述控制方法的优选技术方案中，“通过所述风向传感器检测风向”的步骤具体包括：通过所述风向传感器实时检测风向。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，车载顶置式空调器安装于车辆，车载顶置式空调器包括壳体以及与室外换热器对应的外风道，外风道包括围设在壳体侧部的多个第一通风口，每个第一通风口设置有风门机构，车载顶置式空调器上设置有风向传感器，车载顶置式空调器包括控制器，控制器与风门机构和风向传感器连接，控制方法包括：通过风向传感器检测风向；根据风向选择性地控制风门机构打开对应的第一通风口。

通过这样的设置，在风向不同的状况下根据风向选择性地控制风门机构打开对应的第一通风口，能够减小风对第一通风口的气流流量的影响，使气流流量与室外换热器的换热量相匹配，保证压缩机规律地启停，使冷媒回路中管路压力保持相对稳定，从而延长压缩机和冷媒循环管路的使用寿命。

另一方面，本发明还提供了一种车载顶置式空调器，包括：存储器；处理器；以及计算机程序，所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现上述技术方案中的车载顶置式空调器的控制方法。

此外，本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括上述技术方案中的车载顶置式空调器。

需要说明的是，该车载顶置式空调器和车辆具有上述控制方法的全部技术效果，在此不再赘述。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明车载顶置式空调器的控制方法的主要步骤图；

图2是本发明车载顶置式空调器的控制方法的一种具体步骤图；

图3是本发明第一种实施例的车载顶置式空调器的俯视示意图；

图4是本发明第一种实施例的车载顶置式空调器的控制方法的具体步骤图；

图5是本发明第二种实施例的车载顶置式空调器的俯视示意图；

图6是本发明第二种实施例的车载顶置式空调器的控制方法的具体步骤图。

附图标记列表：

1、壳体；11、顶板；121、前侧板；122、左侧板；123、右侧板；124、后侧板；131、前进风口；132、左进风口；133、右进风口；134、后进风口；14、通风口结构；15、出风口；16、开口；2、风向风速一体传感器。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，下面描述的实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明实施例中进风口的数量为四个，但是这并不能对本发明的保护范围构成限制，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，如本发明的进风口的数量可以是两个、三个、五个或者更多个等。显然，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应作广义理解，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，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图6，来对本发明的车载顶置式空调器及其控制方法进行介绍。其中，图1是本发明车载顶置式空调器的控制方法的主要步骤图，图2是本发明车载顶置式空调器的控制方法的一种具体步骤图，图3是本发明第一种实施例的车载顶置式空调器的俯视示意图，图4是本发明第一种实施例的车载顶置式空调器的控制方法的具体步骤图，图5是本发明第二种实施例的车载顶置式空调器的俯视示意图，图6是本发明第二种实施例的车载顶置式空调器的控制方法的具体步骤图。

基于背景技术提到的现有车载顶置式空调器侧部通风口容易受到环境中风的干扰导致外风道的风量不稳定的问题，本发明提供了一种车载顶置式空调器及其控制方法。车载顶置式空调器安装于车辆，车载顶置式空调器包括壳体以及与室外换热器对应的外风道，外风道包括围设在壳体侧部的多个第一通风口，每个第一通风口设置有风门机构，车载顶置式空调器上设置有风向传感器，车载顶置式空调器包括控制器，控制器与风门机构和风向传感器连接。本领域技术人员可以理解的是，控制器与风门机构和风压传感器连接，可以采用通信线路进行有线连接，也可以采用蓝牙、WIFI等无线方式连接。风门机构可以是设置在通风口处的通过电机驱动能够开闭通风口的风门，并且第一通风口的开度可调节。

如图1所示，本发明的车载顶置式空调器的控制方法主要包括以下步骤：

步骤S100、通过风向传感器检测风向。

在车载顶置式空调器工作之前，通过风向传感器检测风向并将风向信息发送至控制器。

步骤S200、根据风向选择性地控制风门机构打开对应的第一通风口。

例如，控制器内存储有多个第一通风口的朝向，控制器分别确定每个第一通风口的朝向与接收到的风向的夹角并筛选出与风向的夹角小于预设角度(如30°)的第一通风口，控制筛选出的第一通风口的风门机构打开对应的第一通风口。需要说明的是，第一通风口的朝向指的是其朝向壳体外部的方向。

通过获取风向并根据风向选择性地控制风门机构打开对应的第一通风口，在风向不同的状况下根据风向选择性地打开部分第一通风口，能够减小风对第一通风口的气流流量的影响，使气流流量与室外换热器的换热量相匹配，保证压缩机规律地启停，使冷媒回路中管路压力保持相对稳定，从而延长压缩机和冷媒循环管路的使用寿命。

如图2所示，本发明车载顶置式空调器的控制方法具体包括：

步骤S100、通过风向传感器检测风向。

步骤S210、确定每个第一通风口的朝向与风向的夹角并筛选出与风向的夹角较小的预设个数的第一通风口。

例如筛选出与风向的夹角较小的两个第一通风口。

步骤S220、根据筛选出的第一通风口的朝向与风向的夹角确定对应的第一通风口的目标开度，其中目标开度与夹角负相关。

步骤S230、控制筛选出的第一通风口的开度达到对应的目标开度。

在车载顶置式空调器工作之前，通过风向传感器检测风向并将风向信息发送至控制器，控制器分别确定每个第一通风口的朝向与接收到的风向的夹角并筛选出与风向的夹角较小的预设个数(如两个)的第一通风口，根据筛选出的第一通风口的朝向与风向的夹角确定对应的第一通风口的目标开度，例如预设三个夹角范围以及三个对应的目标开度，分别是[0°，10°)、[10°，20°)、[20°，30°)，对应的目标开度分别为1、2/3、1/3。当某一第一通风口的朝向与风向的夹角为12°时，可以确定该第一通风口的目标开度为2/3，控制器控制该第一通风口的风门机构使第一通风口的开度达到2/3。

与风向的夹角较小的预设个数的第一通风口并控制筛选出的第一通风口打开，能够使第一通风口的数量保持设定个数，尽量保证气流流量。根据筛选出的第一通风口的朝向与风向的夹角确定对应的第一通风口的目标开度，控制筛选出的第一通风口的开度达到对应的目标开度，能够进一步减小风对打开的第一通风口的气流的影响，提高气流流量与室外换热器的换热量的匹配度。

本领域技术人员可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况对第一通风口的数量和预设个数进行设置，如在一种具体的实施方式中，车载顶置式空调器的侧部在四个方位分别设置一个第一通风口，预设个数可以是一个或者三个等。在另一种具体的实施方式中，车载顶置式空调器的侧部可以设置五个、六个或者更多个第一通风口。

优选地，外风道包括设置在壳体顶部的第二通风口，第二通风口的朝向可在水平面内进行调节，控制方法还包括：根据风向调节第二通风口的朝向。通过这样的设置，能够在风向不同的情况下调节第二通风口的朝向，从而通过对第一通风口的选择和对第二通风口的调节，在整体上进一步减小风对外风道的气流流量的影响。

优选地，步骤S100具体包括：通过风向传感器实时检测风向。在车载顶置式空调器工作之前，通过风向传感器检测风向并将风向信息发送至控制器，控制器根据风向选择性地控制风门机构打开对应的第一通风口和/或根据风向调节第二通风口的朝向，之后通过风压传感器实时检测风向并将检测到的风向信息发送至控制器，控制器根据检测到的风向信息实时地控制风门机构调整第一通风口的开闭和/或实时调节第二通风口的朝向。通过这样的设置，避免了在车载顶置式空调器使用过程中风向发生改变重新对第一通风口和/或第二通风口的气流流向产生较大的影响的情况。

下面参照图3和图4来对本发明的第一种实施例进行详细介绍。

如图3和图4所示，车载顶置式空调器包括壳体1，壳体1的前侧板121、左侧板122、右侧板123、后侧板124上分别设置有前进风口131、左进风口132、右进风口133、后进风口134，壳体1的顶板11上设置有两个出风口14。前进风口131、左进风口132、右进风口133以及后进风口134内分别设置有第一风门机构(图中未示出)、第二风门机构(图中未示出)、第三风门机构(图中未示出)以及第四风门机构(图中未示出)。第一风门机构、第二风门机构、第三风门机构以及第四风门机构均包括彼此连接的电机和风门，通过电机能够驱动对应的风门调节对应的进风口的开度。顶板1上设置有通风口结构14，通风口结构14为倒“L”形的管状结构，其可转动地与顶板11连接并通过电机驱动，出风口15设置于管状结构，在电机驱动通风口结构14转动的情况下可使出风口15的朝向在水平面内转动。顶板11上设置有风向传感器，如风向风速一体传感器2，车载顶置式空调器的控制器与第一风门机构、第二风门机构、第三风门机构、第四风门机构、风向风速一体传感器2以及通风口结构14的驱动电机连接。可以理解的是，风向传感器也可以是单独的风向传感器，可以是机械式风向传感器、也可以是超声波风向传感器或者其他合适的风向传感器等。

车载顶置式空调器的控制方法包括以下步骤：

步骤S111、通过风向传感器实时检测风向。

步骤S211、分别确定四个进风口的朝向与风向的夹角并筛选出与风向的夹角最小的进风口。

步骤S221、根据筛选出的进风口的朝向与风向的夹角确定对应的进风口的目标开度，其中目标开度与夹角负相关。

步骤S231、控制筛选出的进风口的开度达到对应的目标开度。

步骤S310、控制通风口结构使出风口的朝向与风向相同。

其中，在步骤S111之后，分成两路控制线，一条是依次执行步骤S211、步骤S221和步骤S231，另一条是执行步骤S310。

在车载顶置式空调器准备工作以及在整个工作过程中，通过风向风速一体传感器2实时获取风向并发送至控制器，控制器根据接收到的风向和内部存储的前进风口131、左进风口132、右进风口133、后进风口134的朝向分别确定出前进风口131、左进风口132、右进风口133、后进风口134的朝向与风向的夹角，通过对四个夹角进行比较选择出与风向的夹角最小的进风口，然后根据该进风口与风向的夹角确定该进风口的目标开度，如按照公式K＝1-a/90计算进风口的目标开度，其中K为目标开度，a为进风口与风向的夹角大小，之后控制该进风口的开度达到目标开度。在通过风向风速一体传感器2实时获取风向并发送至控制器之后，控制器还控制通风口结构14转动使出风口15的朝向与风向相同。

下面参照图3和图4来对本发明的第一种实施例进行详细介绍。

如图5和图6所示，车载顶置式空调器包括壳体1，壳体1的前侧板121、左侧板122、右侧板123、后侧板124上分别设置有前进风口131、左进风口132、右进风口133、后进风口134，壳体1的顶板11上设置有两个出风口14。前进风口131、左进风口132、右进风口133以及后进风口134内分别设置有第一风门机构(图中未示出)、第二风门机构(图中未示出)、第三风门机构(图中未示出)以及第四风门机构(图中未示出)。第一风门机构、第二风门机构、第三风门机构以及第四风门机构均包括彼此连接的电机和风门，通过电机能够驱动对应的风门调节对应的进风口的开度。顶板1上设置有通风口结构14，通风口结构14为五通的管状结构，其中一个开口与外风道连通，两外四个开口16在水平面内分别朝向前、后、左、右四个方位，每个开口16设置有风门机构，风门机构可以是设置在开口16处的通过电机驱动能够开闭的风门。顶板11上设置有风向传感器，如风向风速一体传感器2，车载顶置式空调器的控制器与第一风门机构、第二风门机构、第三风门机构、第四风门机构、风向风速一体传感器2以及通风口结构14的驱动电机连接。

车载顶置式空调器的控制方法包括以下步骤：

步骤S111、通过风向传感器实时检测风向。

步骤S211、分别确定四个进风口的朝向与风向的夹角并筛选出与风向的夹角最小的进风口。

步骤S221、根据筛选出的进风口的朝向与风向的夹角确定对应的进风口的目标开度，其中目标开度与夹角负相关。

步骤S231、控制筛选出的进风口的开度达到对应的目标开度。

步骤S321、确定四个开口的朝向与风向的夹角并筛选出与风向的夹角最小的开口。

步骤S322、控制筛选出的开口的风门机构打开筛选出的开口。

其中，在步骤S111之后，分成两路控制线，一条是依次执行步骤S211、步骤S221和步骤S231，另一条是依次执行步骤S321和步骤S322。

在车载顶置式空调器准备工作以及在整个工作过程中，通过风向风速一体传感器2实时获取风向并发送至控制器，控制器根据接收到的风向和内部存储的前进风口131、左进风口132、右进风口133、后进风口134的朝向分别确定出前进风口131、左进风口132、右进风口133、后进风口134的朝向与风向的夹角，通过对四个夹角进行比较选择出与风向的夹角最小的进风口，然后根据该进风口与风向的夹角确定该进风口的目标开度，如按照公式K＝1-a/90计算进风口的目标开度，其中K为目标开度，a为进风口与风向的夹角大小，之后控制该进风口的开度达到目标开度。在通过风向风速一体传感器2实时获取风向并发送至控制器之后，控制器还根据接收到的风向和内部存储的四个开口16的朝向分别确定出四个开口16的朝向与风向的夹角，通过对四个夹角进行选择选择出与风向的夹角最小的开口16，将该开口16打开作为出风口15。

本领域技术人员可以理解的是，开口16的数量为四个仅是一种具体的设置方式，本领域技术人员可以对其作出调整，如开口16的数量可以是五个、六个或者更多个等。此外，在上述实施方式中，也可以将进风口和出风口进行互换，即壳体1的侧部设置多个出风口，壳体1的顶部设置进风口。

另一方面，本发明还提供了一种车载顶置式空调器，包括：存储器，处理器以及计算机程序，计算机程序存储于存储器中，并被配置为由处理器执行以实现上述任一项实施例的车载顶置式空调器的控制方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中的存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于CPLD/FPGA、DSP、ARM处理器、MIPS处理器等。

此外，本发明还提供了一种车辆，车辆包括上述实施例的车载顶置式空调器。

通过以上描述可以看出，在本发明的技术方案中，通过获取风向并根据风向选择性地控制风门机构打开对应的第一通风口，在风向不同的状况下根据风向选择性地打开部分第一通风口，能够减小风对第一通风口的气流流量的影响，使气流流量与室外换热器的换热量相匹配，保证压缩机规律地启停，使冷媒回路中管路压力保持相对稳定，从而延长压缩机和冷媒循环管路的使用寿命。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载顶置式空调器的控制方法，所述车载顶置式空调器安装于车辆，其特征在于，所述车载顶置式空调器包括壳体以及与室外换热器对应的外风道，所述外风道包括围设在所述壳体侧部的多个第一通风口，每个所述第一通风口设置有风门机构，所述车载顶置式空调器上设置有风向传感器，所述车载顶置式空调器包括控制器，所述控制器与所述风门机构和所述风向传感器连接，所述控制方法包括：

通过所述风向传感器检测风向；

根据所述风向选择性地控制所述风门机构打开对应的第一通风口。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据所述风向选择性地控制所述风门机构打开对应的第一通风口”的步骤包括：

确定每个所述第一通风口的朝向与所述风向的夹角并筛选出与所述风向的夹角较小的预设个数的第一通风口；

控制筛选出的第一通风口的风门机构打开对应的第一通风口。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据所述风向选择性地控制所述风门机构打开对应的第一通风口”的步骤包括：

确定每个所述第一通风口的朝向与所述风向的夹角并筛选出与所述风向的夹角小于预设角度的第一通风口；

控制筛选出的第一通风口的风门机构打开对应的第一通风口。

4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，“控制筛选出的第一通风口的风门机构打开对应的第一通风口”的步骤具体包括：

根据筛选出的第一通风口的朝向与风向的夹角确定对应的第一通风口的目标开度；

控制筛选出的第一通风口的开度达到对应的目标开度；

其中，所述目标开度与所述夹角负相关。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述外风道包括设置在所述壳体顶部的第二通风口，所述第二通风口的朝向可在水平面内进行调节，

所述控制方法还包括：

根据所述风向调节所述第二通风口的朝向。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述壳体的顶部设置有可转动的通风口结构，所述第二通风口设置于所述通风口结构，

“根据所述风向调节所述第二通风口的朝向”的步骤具体包括：

控制所述通风口结构使所述第二通风口的朝向与所述风向相同。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述壳体的顶部设置有通风口结构，所述通风口结构上设置有多个在水平面内朝向不同的开口，每个所述开口设置有风门机构，所述控制器与所述开口的风门机构连接，打开状态下的开口形成所述第二通风口，

“根据所述风向调节所述第二通风口的朝向”的步骤具体包括：

确定每个所述开口的朝向与所述风向的夹角并筛选出与所述风向的夹角最小的开口；

控制筛选出的开口的风门机构打开筛选出的开口。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，“通过所述风向传感器检测风向”的步骤具体包括：

通过所述风向传感器实时检测风向。

9.一种车载顶置式空调器，其特征在于，包括：

存储器；

处理器；以及

计算机程序，所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至8中任一项所述的车载顶置式空调器的控制方法。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求9所述的车载顶置式空调器。

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