一种车辆空调出风口结构及空调控制系统的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆空调出风口结构及空调控制系统。

背景技术：

汽车空调系统用于对车内空气进行制冷、加热、换气和空气净化，为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。汽车空调系统技术占据汽车发展的核心地位，特别是随着汽车技术水平的发展，对于汽车空调系统有了更高的要求，主要表现在以下几个方面：

(1)汽车空调系统主要包含冷暖风装置、空调主机、风道和出风口等，这些部件占据着整车很大的一部分空间，特别是空调出风口在汽车仪表台的方寸之地一直占领着关键空间位置。随着汽车电子电器在汽车上广泛应用，出风口的位置正在被超大显示屏幕等电器占据。如何将出风口尺寸设计得更小是汽车设计工程师不得不面对的重要问题；

(2)从空调系统被应用于汽车开始，空调出风口的布置和设计一直是内饰造型设计的难题。在原本整洁美观的仪表台上要挖洞才能保证空调出风口的布置，传统的出风口结构，难免会受到挑剔的消费者的诟病。所以，如何减小空调出风口尺寸，进而减小出风口结构对造型的影响是内饰造型必须突破的难关；

(3)为满足布置空间和内饰造型要求是必然趋势，然而对于空调系统性能的要求是不能有折扣的，而且性能在空调温度调节和噪声控制的舒适性、节约能源的高效性等方面还要有更大的提升；

(4)空调智能化需求，不仅是为了满足人、车智能交互的功能需求，更是为了符合驾驶安全的初衷。

现有的空调出风口的横、竖导风叶片均外漏于出风口，针对以上需求，为满足减小出风口尺寸，以及出风口对于内饰造型隐藏性的需求，目前已有通过减少出风口处横、竖导风叶片数量的方式来减小出风口尺寸的设计。但这种设计并没有从出风口导风原理上进行改进，单纯通过减少出风口处横、竖导风叶片的方式，使空调系统出风口的调节风向和调节温度的性能相比传统出风口反而有所降低，主要存在以下问题：1)由于出风口尺寸减小使空调系统风道内阻力增加，空调系统进风量减小，且由于导风叶片数量减小，出风口导风作用减小，可调节风向的范围也减小，空调降温舒适性性能明显降低；2)由于出风口尺寸减小，出风口处的风速增加，使用户感受的空调风噪声变大，空调风噪舒适性性能降低；3)出风口利用机械传动机构，只能手动方式操控，用户无法通过智能控制方式操控，影响用户行车过程的驾驶安全性。

技术实现要素：

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种车辆空调出风口结构及空调控制系统，用以解决背景技术中存在的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种车辆空调出风口结构，包括与空调主风道连接的搭接口部以及自所述搭接口部上下设置的第一分流风道和第二分流风道，所述第一分流风道位于所述第二分流风道上方，所述第一分流风道与所述第二分流风道在出风口交汇，形成出风口部；所述第一分流风道内部设有多个联动的第一叶片，所述第一叶片可转动地连接在所述第一分流风道的内壁上，且所述第一叶片的转动轴垂直于所述出风口部；所述第二分流风道内部设有多个联动的第二叶片，所述第二叶片平行于所述第一叶片，所述第二叶片可转动地连接在所述第二分流风道的内壁上；所述第一分流风道具有第一进风口，所述第二分流风道具有第二进风口，所述第一进风口与所述第二进风口之间可转动地连接有风门叶片，所述风门叶片用于调节所述第一进风口和所述第二进风口的开度。

进一步地，所述第一分流风道靠近所述出风口部的一端朝向所述第二分流风道倾斜，所述第一叶片位于所述出风口部的顶端所在的水平线之上。

进一步地，所述第二分流风道包括自所述第二进风口处依次设置的第一倾斜段和第二倾斜段，所述第一倾斜段朝远离所述第一分流风道的方向倾斜，所述第二倾斜段的倾斜方向与所述第一倾斜段的倾斜方向相反，所述第一倾斜段与水平线的夹角大于3°。

进一步地，还包括第一怠速步进电机、第一传动件、第二怠速步进电机和第二传动件，所述第一传动件与所述风门叶片连接，所述第一怠速步进电机用于驱动所述第一传动件；所述第二传动件分别与所述第一叶片和所述第二叶片连接，所述第二怠速步进电机用于驱动所述第二传动件。

进一步地，所述第一叶片和所述第二叶片均由软质材料制成。

进一步地，所述出风口部的外侧设有装饰面板。

相应地，本发明提供一种空调控制系统，包括语音识别装置、空调主机、控制模块和上述的空调出风口结构，所述语音识别装置用于识别用户的语音操作指令；所述控制模块用于根据所述语音操作指令，分别控制所述空调主机、所述第一怠速步进电机和所述第二怠速步进电机执行相应的操作。

进一步地，还包括获取模块和判断模块，所述获取模块用于获取车内的温度信息，所述判断模块用于根据所述温度信息判断空调的工作模式。

进一步地，所述空调的工作模式包括打开空调、调节出风风速或调节出风方向中的至少一种。

进一步地，所述控制模块还用于根据所述空调的工作模式，控制所述空调主机、第一怠速步进电机和第二怠速步进电机执行相应的操作。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明的车辆空调出风口结构，取消了现有技术中复杂的导风叶片，将导风叶片布置在出风口内部，使得出风口尺寸更小，出风口整体体积更小，有利于仪表台上各部件的布置；由于没有外漏导向叶片的影响，出风口外观视觉上可隐藏、更美观，出风口结构更为简单，成本更低；

2、本发明的车辆空调出风口结构，虽然出风口处尺寸减小，但由于出风口处没有外漏导风叶片结构，出风口处通道有效截面增加，空调系统风道内的气流阻力减小，空调系统进风量增加，能够有效提高空调降温舒适性能；

3、本发明的车辆空调出风口结构，相对于现有技术中的出风口结构，由于导风方向范围取决于出风口曲面角度，因此导风方向范围更大，进一步提高了空调降温舒适性能；

4、本发明的车辆空调出风口结构，由于没有外漏导向叶片的影响，出风口处风速降低，气流更通畅，能够有效降低用户感受的空调风噪声，有效提高了空调风噪舒适性能；

5、本发明的车辆空调出风口结构，下半部分风道呈v型结构，异物掉入后便于取出，可以避免因异物掉入带来的异响问题，提高了用户驾驶舒适性；

6、本发明的空调控制系统，运用电机驱动机构代替机械驱动机构，驱动结构更简单，用户通过语音交互和智能控制方式就可以操控空调，实现空调自动开启、空调出风口出风风速及出风方向的控制，提高用户行车过程的驾驶安全性。

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和优点，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的介绍，需说明的是，附图并未按照比例绘制，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本实施例的目的。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取其它附图。

图1是现有技术中的空调出风口的结构示意图；

图2是现有技术中的空调出风口的剖面示意图；

图3是本发明实施例的车辆空调出风口的结构示意图；

图4是本发明实施例的车辆空调出风口的侧视示意图；

图5是本发明实施例的车辆空调出风口的剖面示意图；

图6是本发明实施例的车辆空调出风口假人叶片不可见的示意图；

图7是本发明实施例的车辆空调出风口叶片不可见的效果示意图；

图8是本发明实施例的车辆空调出风口取出异物的效果示意图；

图9是本发明实施例的车辆空调出风口的空气动力学原理图；

图10是本发明实施例的车辆空调出风口的向上吹风极限原理图；

图11是本发明实施例的车辆空调出风口的向下吹风极限原理图；

图12是本发明实施例的车辆空调出风口的左右方向导流原理图。

其中，附图标记对应为：1-第一分流风道、11-第一叶片、2-第二分流风道、21-第二叶片、3-搭接口部、31-风门叶片、4-出风口部、5-第一怠速步进电机、6-第一传动件、7-第二怠速步进电机、8-第二传动件、9-装饰面板、10-语音识别装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供了一种车辆空调出风口结构，参阅图3-5，本实施例的车辆空调出风口结构包括与空调主风道连接的搭接口部3以及自搭接口部3上下设置的第一分流风道1和第二分流风道2，第一分流风道1位于第二分流风道2上方，第一分流风道1与第二分流风道2在出风口交汇，形成出风口部4；第一分流风道1内部设有多个联动的第一叶片11，第一叶片11可转动地连接在第一分流风道1的内壁上，且第一叶片1的转动轴垂直于出风口部4；第二分流风道2内部设有多个联动的第二叶片21，第二叶片21平行于第一叶片11，第二叶片21可转动地连接在第二分流风道2的内壁上；第一分流风道1具有第一进风口，第二分流风道2具有第二进风口，第一进风口与第二进风口之间可转动地连接有风门叶片31，风门叶片31用于调节第一进风口和第二进风口的开度。

本实施例的车辆空调出风口结构，将用于调节上下风向的风门叶片31，以及调节左右出风方向的第一叶片11和第二叶片21均布置在风道内部，因此出风口尺寸不受叶片布置空间约束，在满足空调和风噪性能条件下，出风口尺寸最小，出风口整体体积小，有利于仪表台上各部件布置；相比现有技术中的出风口结构，本实施例的空调出风口取消了出风口处可见的外漏出风方向控制叶片，达到视觉上隐藏空调出风口的目的；另外，由于取消了出风口处复杂的导风叶片，出风口结构更加简单，成本更低；而且，虽然出风口处尺寸减小，但由于出风口处没有外漏导风叶片结构，出风口处通道有效截面增加，空调系统风道内气流阻力减小，空调系统进风量增加，有效提高了空调降温舒适性；最后，虽然出风口处尺寸减小，但由于出风口处没有外漏导风叶片结构，出风口处风速降低，气流更通畅，能有效降低用户感受的空调风噪声，有效提高了空调风噪舒适性。

作为一种具体的实施方式，多个第一叶片11或第二叶片21通过连杆实现联动，第一叶片11或第二叶片21通过转轴连接于风道的内壁。当然，在其他的一些实施例中，第一叶片11和第二叶片21也可以通过其他的方式连接，只要能够实现相同的功能即可。

本实施例中，第一分流风道1靠近出风口部4的一端朝向第二分流风道2倾斜，第一叶片11位于出风口部4的顶端所在的水平线之上，以满足第一分流风道1内的第一叶片11在水平线以下角度不可见的设计要求。第二分流风道2包括自第二进风口处依次设置的第一倾斜段和第二倾斜段，第一倾斜段朝远离第一分流风道1的方向倾斜，第二倾斜段的倾斜方向与第一倾斜段的倾斜方向相反，第二分流风道2形成类“v”型结构，以满足第二分流风道2内的第二叶片21在任何角度不可见的要求。参阅图6和图7，其中a代表95％假人模型，b代表5％假人模型，a代表第二叶片21在任何角度不可见的边界线，b代表出风口部4的顶端所在的水平线以下角度第一叶片11不可见的边界线，本实施例的空调出风口结构，在叶片设计上，不仅满足对于95％和5％假人，叶片不可见的一般性要求，而且满足上半部分通道内叶片在出风口部顶端水平以下角度不可见，下半部分通道内叶片任何角度不可见要求。

作为一种具体的实施方式，参阅图8，由于第二分流风道2呈“v”型结构，异物掉入后保证在“v”型结构最低点，又由于第一倾斜段与水平线的夹角α大于3°，方便异物从出风口处取出，从而实现了空调出风口防止异物掉入功能，能够有效防止异物掉入出风口、风道内部，避免因异物掉入带来的车辆行驶过程中的异响问题。

本实施例中，车辆空调出风口结构还包括第一怠速步进电机5和第一传动件6，第一传动件6与风门叶片31连接，第一怠速步进电机5用于驱动第一传动件6；参阅图9，利用第一分流风道1和第二分流风道2的上下两股气流在出风口处交汇一股气流，通过控制上下两股气流强度决定交汇后的气流方向的空气动力学原理，来实现调节空调上下出风方向的目的。参阅图10和图11，通过第一怠速步进电机5控制使风门叶片31处于最上方极限，封堵第一分流风道1的第一进风口，使得全部气流沿第二分流风道2方向吹出，达到出风口向上吹风的目的；通过第一怠速步进电机5控制使风门叶片31处于最下方极限，封堵出第二分流风道2的第二进风口，使得全部气流沿第一分流风道1方向吹出，达到出风口向下吹风的目的。因此，通过控制风门叶片31在最上方极限和最上方极限之间转动，能够实现出风口出风方向在向上吹风极限和向下吹风极限范围内的任意角度。

本实施例中，车辆空调出风口结构还包括第二怠速步进电机7和第二传动件8，第二传动件8分别与第一叶片11和第二叶片21连接，第二怠速步进电机7用于驱动第二传动件8。参阅图12，通过第二怠速步进电机7控制使第一叶片11和第二叶片21左右转动，实现出风口对气流左右方向上的导流作用。

本实施例中，第一怠速步进电机5和第一传动件6设于出风口结构的侧面，第二怠速步进电机7和第二传动件8设置于第一分流风道1和第二分流风道2之间的空隙中，有效利用了出风口的结构空间，布置合理。

作为一种具体的实施方式，第一传动件6和第二传动件8均为齿轮结构，齿轮结构连接怠速步进电机的输出轴，齿轮能够与风门叶片31同轴转动，或者与能够联动第一叶片11或第二叶片21的连杆连接，带动连杆转动，从而分别实现第一叶片11、第二叶片21和风门叶片31的转动。当然，在其他的一些实施例中，也可以采用其他的电驱动方式，只要能够实现相同的功能即可。

本实施例中，运用电机驱动机构代替现有技术中的机械驱动机构，驱动结构更简单。通过电机驱动第一叶片11、第二叶片21和风门叶片31的转动，达到控制空调出风口出风风速、出风方向的目的。本实施例中的空调出风口导风方向范围大小取决于出风口曲面角度，比现有技术中的出风口导风方向范围更大，能够有效提升空调降温舒适性。

本实施例中，第一叶片11和第二叶片21均由软质材料制成，通过调节第一叶片11和第二叶片21的角度，可以完全封闭出风口，以实现控制出风口开关的功能。

本实施例中，出风口部4的外侧设有装饰面板9，装饰面板9的使用，加上叶片在风道内部的不可见设计，能够达到视觉上隐藏空调出风口的目的。

作为一种具体的实施方式，装饰面板9通过卡接的方式固定于出风口部4。当然，在其他的一些实施例中，装饰面板9也可以采用其他的固定方式，只要能够实现相同的功能即可。

本发明的另一实施例提供了一种空调控制系统，本实施例的空调控制系统包括包括语音识别装置10、空调主机、控制模块和上述实施例中的空调出风口结构，语音识别装置10用于识别用户的语音操作指令，控制模块分别与空调主机、第一怠速步进电机、第二怠速步进电机和语音识别装置10电连接，控制模块用于根据语音操作指令，分别控制空调主机、第一怠速步进电机和第二怠速步进电机执行相应的操作。

作为一种具体的实施方式，语音识别装置10设于装饰面板9上。

本实施例中，还包括获取模块和判断模块，获取模块用于获取车内的温度信息，判断模块用于根据温度信息判断空调的工作模式。

作为一种具体的实施方式，空调的工作模式包括打开空调、调节出风风速或调节出风方向中的至少一种，使得车内保持合适的温度，从而提高驾乘舒适性。

本实施例中，控制模块还用于根据空调的工作模式，控制空调主机、第一怠速步进电机和第二怠速步进电机执行相应的操作。

作为一种具体的实施方式，控制模块、获取模块和判断模块集成于一个智能机器人中，智能机器人还可以通过语音识别装置10实现与用户的语音交互，通过智能机器人完成上述对空调的控制，实现空调自动开启、空调出风口出风风速及出风方向的控制，最终实现智能控制汽车内温度的目的。

本发明的上述实施例，具有如下有益效果：

1、本发明的车辆空调出风口结构，取消了现有技术中复杂的导风叶片，将导风叶片布置在出风口内部，使得出风口尺寸更小，出风口整体体积更小，有利于仪表台上各部件的布置；由于没有外漏导向叶片的影响，出风口外观视觉上可隐藏、更美观，出风口结构更为简单，成本更低；

2、本发明的车辆空调出风口结构，虽然出风口处尺寸减小，但由于出风口处没有外漏导风叶片结构，出风口处通道有效截面增加，空调系统风道内的气流阻力减小，空调系统进风量增加，能够有效提高空调降温舒适性能；

3、本发明的车辆空调出风口结构，相对于现有技术中的出风口结构，由于导风方向范围取决于出风口曲面角度，因此导风方向范围更大，进一步提高了空调降温舒适性能；

4、本发明的车辆空调出风口结构，由于没有外漏导向叶片的影响，出风口处风速降低，气流更通畅，能够有效降低用户感受的空调风噪声，有效提高了空调风噪舒适性能；

5、本发明的车辆空调出风口结构，下半部分风道呈v型结构，异物掉入后便于取出，可以避免因异物掉入带来的异响问题，提高了用户驾驶舒适性；

6、本发明的空调控制系统，运用电机驱动机构代替机械驱动机构，驱动结构更简单，用户通过语音交互和智能控制方式就可以操控空调，实现空调自动开启、空调出风口出风风速及出风方向的控制，提高用户行车过程的驾驶安全性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。