专利名称：在车辆中调节气候区域的风道结构的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于车辆的气候控制风道系统。更为具体地，本发明涉及具有 枢接且受控的内部表面用于根据需求向车辆中目标区域内的乘客输送可变和可控的气流 的气候控制风道结构。通过有策略地调节气流，可以调节不同区域的加热和冷却来满足车 辆乘客的具体需求，以及在优化供暖通风和空调系统(HVAC)的性能的同时使能量使用最 小化。
背景技术：
现代车辆内部装备有气候控制系统。气候控制系统的中枢是HVAC，其产生调节气 候的空气用于通过多个风道在车辆内部分配。已知的气候控制系统的风道设置包括通向面 板可调出风口和通向中央控制台的通道，中央控制台位于距HVAC的空气出口一定距离。除 了选择性关闭面板可调出风口之外，现有的车辆空气风道无法调整。这种不灵活的控制气 流的方案造成了多种困难，原因在于世界上不同市场中主要车辆乘客乘坐在不同车辆位置 (在驾驶座或在后排座位)。另外，对于给定的车辆，一种用法加给了不同的乘坐位置的不 同数量的乘客。因此，在车辆设计的诸多领域内有改进的空间，需要更为有效和灵活的装置为所 有车辆乘客提供舒适的气流。
发明内容
本发明体现了车辆气候控制系统风道结构技术的发展。这里公开的装置包括具有 用于连接车辆HVAC系统的空气进口、多个气流出口、和多个在进口和出口之间形成的气流 通道。一个或多个气流通道具有相关联的活动结构用于控制通过其相邻气流通道的气流。 该活动结构可或者为可枢转的门、或者为可移动的帘或能够选择性允许或阻止气流通过的 其他装置。可枢转的门可用于限制通过两个相邻气流通道中的一个或另一个的气流。可移 动的帘可用于控制通过单个气流通道的气流。通过允许经选择的气流通过气流通道，减少了提供给风道的气体总量，从而减少 了 HVAC吹风机的耗电量。类似地，减少的气流需要更少的加热或冷却，从而减少了 HVAC压 缩机或动力加热源(例如正温度系数(PTC)加热器)所需的能量。由此本发明的装置以最 小的能量需求提供了遍布车辆内部的受控的和优化的气流。本发明的其他优点和特征在结合附图和权利要求阅读本发明优选实施例的详细 描述时将更为清楚。为更彻底地理解本发明，可参考在附图中更为详细地阐释的和下文中通过本发明 的例子来描述的实施例。
图1显示了现有技术的气流分配风道的立体图。
图2显示了气流分配风道的一部分的截面图，气流分配风道具有根据本发明的一 种变化的调节气流的摆动门。图3显示了气流分配风道的一部分的截面图，气流分配风道具有根据本发明的另 一种变化的调节气流的帘门。图4从空气进口端显示了所公开发明的小气候控制风道结构的视图，并显示了系 统调节至其气流仅导向至后排乘客的司机(chauffer)模式。图5为与图4相似的视图，但显示了系统调节至其气流仅导向至驾驶者的驾驶者 模式。
具体实施例方式在附图中，相同的参考标号用于指代相同的部件。在下列描述中，不同的操作参数 和部件用于描述一个构造的实施例。这些具体参数和部件是作为例子而非限定包括在内 的。参考图1，显示了总体上显示为10的根据现有技术的气流分配风道的立体图。该 气流分配风道包括主体12，第一出口 14，第二出口 16，第三出口 18，第四出口 20，第五出口 22以及第六出口 24。在现有技术中已知可以有更多或更少的出口，且所显示的设置仅仅出 于说明的目的来展示现有技术的状态。须注意的是主体12，其通常包括用于接收来自HVAC 的流入气流的集气部分，单个出口 14、16、18、20、22、24连接至该集气部分。图1中所显示 的常规方案是主体具有两个集气室，包括第一集气室28和第二集气室30，两者均设置用于 分别为乘客和驾驶者提供固定的区域气候控制。根据现有技术，不同区域的气流由默认的 风道几何尺寸确定，且仅可通过增加限制(导致气流损失)或通过调节气流总量(例如使 用吹风机)来控制。根据已知技术，对不同乘客区域的气流控制仅仅通过面板出风口(未显示)控制。 出于种种原因对该种设置诟病不已。第一，仍然将气体通过风道送出导致HVAC吹风机额外 的电能消耗。第二，车辆的冷却/加热系统即使在某些面板关闭时仍然不够有效，因为冷/ 热空气仍然通过风道推送导致HVAC压缩机需要额外的能量。第三，当车辆仅由驾驶者独自 乘坐时，不方便驾驶者在驾驶员位置上调节面板门以便弥补其他车辆操作者的缺席。在图2和图5中公开了所公开发明的各种实施例，其为当前系统的设计者们所遇 到的挑战提供了解决方案。参考图2，显示了总体上示为50的气流分配风道的一部分的截 面图。气流分配风道50包括适合与HVAC出口(未显示)连接的进口 52，与上进口 56(与 仪表板出口流体关联)流体连通的上气流腔54，与下出口 60 (与章鱼式风道系统流体关联 用于向车辆后排乘客输送)流体连通的下气流腔58。上气流腔54通过隔离件62与下气流 腔58分隔开。应理解的是所示的气流分配风道50仅是出于演示的目的而设置，不应理解 为限定，因为所公开的发明易于适用在各种风道配置中。例如，所公开的发明可适用于后部 风道、中央控制台风道或B柱风道。为控制气流，在上气流腔54和下气流腔58之间设有摆动门64。该摆动门枢轴连 接在铰链点66处邻接隔离件62处。摆动门64在A和B两个位置间枢轴移动。当移动至位置A时，摆动门64基本上 阻隔进气进入上气流腔54，而是将进气改为引入并通过下气流腔58。当移动至位置B时，摆动门64基本上阻隔进气进入下气流腔58，而是将进气改为引入上气流腔54。应注意的 是可选择A或B的位置从而彻底阻隔上气流腔54或下气流腔58。图2所示的摆动门64是根据本发明选择性控制气流的一种方法。在图3中显示 了另一种方法。参考该图，显示了总体上示为70的气流分配风道的一部分的截面图。气流 分配风道70包括适合连接至HVAC出口(未显示)的进口 72，与上出口 76 (与仪表板出口 流体关联)流体连通的上气流腔74，与下出口 80 (与章鱼式风道系统流体关联用于向车辆 后排乘客输送)流体连通的下气流腔78。上气流腔74通过隔离件82与下气流腔78分隔 开。通过图2中所显示的气流分配风道50以及与其相关的讨论，应理解的是所示的气流分 配风道70仅是出于演示的目的而设置，不应理解为限定，因为所公开的发明易于适用在各 种风道配置中。为在气流分配风道70中控制气流，采用了帘门系统。具体而言，在邻接上气流腔 74的开口处采用了上气流帘总成84。上气流帘总成84包括活动帘门86和滚筒/卷收器 88。活动帘门86优选地跨过一对连接至风道壁的相对轨道(未显示)。如图所示活动帘门 86处于其部分闭合位置。在该位置处，进入上气流腔74的气流被部分限制。在邻接下气流腔78的开口处采用了下气流帘总成90。下气流帘总成90包括活动 帘门92和滚筒/卷收器94。活动帘门92优选地跨过一对连接至风道壁的相对轨道(未显 示)。如图所示活动帘门92处于其完全闭合位置。在该位置处，进入下气流腔78的气流被 完全限制。使用摆动门和帘门并不互相排斥且不同类型的门可适用在同一系统中。而且，虽 然图2的摆动门64和图3中的气流帘门总成84和90是显示在具体的设置中，应理解的是 所示设置并不意味着限定，而是意在更广泛地教导。可以想到其他的变化。例如，虽然活动 帘门86和92示为可在垂直方向上移动，可以预见到活动帘门也可改为在水平方向上移动。摆动门64或气流帘门总成84和90可用于多种风道结构中的任意一种。在图4 和图5中显示了一种这种结构，其从进口一侧显示了总体上示为100的车辆风道系统。如 图所示，进口侧由中央垂直分隔物102和中央水平分隔物104分隔为多个通道。通道包括 第一气流通道106、第二气流通道108、第三气流通道110和第四气流通道112。第一气流通 道106与第四气流出口 114流体连通，第二气流通道108与第二气流出口 116流体连通，第 三气流通道110与第五气流出口 120流体连通，第四气流通道112与第三气流出口 122流 体连通。除了第一气流通道106，第二气流通道108、第三气流通道110和第四气流通道 112，第五气流通道124设为与第六气流出口 126流体连通，第六气流通道128设为与第一 气流出口 130流体连通。应理解的是可采用更多或更少数量的气流通道。然而，无论通道 的数量如何，确定通道的分隔物基本上邻近并直接邻接HVAC的出口。通过将上文讨论并在附图中显示的摆动门或气流帘门总成组合，可在风道结构内 完全或部分闭合一个或多个通道，从而使得气流仅仅通向选定的乘客区域。例如，参考图4， 第一气流通道106、第二气流通道108、第五气流通道124以及第六气流通道128显示为由 摆动门或气流帘门(或二者共同)阻隔。相反地，第三气流通道110和第四气流通道112 为部分或完全开放，从而使得气流能够通过第五气流出口 120和第三气流出口 122。这种模 式为司机(chauffer)模式，其中气体仅导向后排乘客。
图4中一些气流通道闭合而其他气流通道开放仅仅是本发明所提供的构想中可 以选择的多种可能设置中的一种。通过其他例子并参考图5，第一气流通道106、第三气流 通道110和第五气流通道124显示为由摆动门或气流帘门(或二者共同)阻隔。相反地，第二气流通道108和第六气流通道128部分或完全开放，从而使得气流能 够如图5所示通过第二气流出口 116和第一气流出口 130。该种模式为“驾驶者模式”，其 中空气仅仅导向驾驶者。上述讨论公开并描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员可从这样的讨 论，以及从附图和权利要求中容易地认识到可作出各种变化、修改或改变而不背离由权利 要求所确定的本发明的主旨和范围。例如，虽然已经在附图中显示了乘客区域的气候控制 并对相关附图作了描述，仍需要控制气流仅仅通向乘客身体的选定部分而非乘客的全身。 这可通过使用额外风管的设计和布置来实现从而提供有效的小区域气候控制。
权利要求
一种车辆的气候控制系统，该系统包括具有气流出口的HVAC部件；风道部分，所述风道部分具有用于与所述HVAC部件的所述出口基本匹配的空气进口，具有第一气流出口、第二气流出口、在所述空气进口和所述第一气流出口之间形成的第一气流通道、以及在所述空气进口和所述第二气流出口之间形成的第二气流通道，所述风道部分包括设成与所述第一气流通道可操作地关联的可闭合结构，所述可闭合结构位于接近所述空气进口处，所述可闭合结构可在允许空气通过所述第一气流通道的开放位置和限制空气通过所述第一气流通道的闭合位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的气候控制系统，其特征在于所述可闭合结构为第一可闭合结 构，所述气候控制系统进一步包含第二可闭合结构。
3.根据权利要求2所述的气候控制系统，其特征在于所述第二可闭合结构设为与所述 第二气流通道可操作地关联，且位于接近所述空气进口处。
4.根据权利要求3所述的气候控制系统，其特征在于所述第二可闭合结构可从允许空 气通过所述第二气流通道的打开位置可逆地移动至限制空气通过所述第二气流通道的闭 合位置；所述可闭合结构可进一步移动至所述打开位置和所述闭合位置之间的任何位置。
5.根据权利要求1所述的气候控制系统，其特征在于所述可闭合结构在限制空气通过 所述第一气流通道以及允许空气通过所述第二气流通道的第一位置、允许空气通过所述第 一气流通道以及所述第二气流通道的第二位置、和限制空气通过所述第二气流通道和允许 空气通过所述第一气流通道的第三位置之间移动。
6.一种车辆的气候控制系统，该系统包含具有气流出口的HVAC部件；邻近所述HVAC部件的所述气流出口的第一气流通道以及邻近所述HVAC部件的所述气 流出口的第二气流通道；设在所述HVAC部件的所述气流出口和所述第一气流通道之间的可闭合结构，所述可 闭合结构可在限制空气进入所述第一气流通道的第一位置和允许空气进入所述第一气流 通道的第二位置之间可逆地移动，所述可闭合结构可进一步移动至所述第一位置和所述第 二位置之间的任何位置。
7.一种用于控制气流通过风道的门系统，所述风道具有与车辆的HVAC部件可操作地 关联的进口、气流腔和气流出口，所述门系统包含可移动的门，所述门总体上位于进口和气流腔中的一个之间，所述门可在限制气流通 过所述的气流腔中的一个的第一位置和不限制气流通过所述的气流腔中的一个的第二位 置之间移动。
8.根据权利要求7所述的门系统，其特征在于所述可移动的门为可枢转门。
9.根据权利要求7所述的门系统，其特征在于所述的气流腔中的一个为第一气流腔， 且所述可移动的门在所述第二位置处限制气流通过第二气流腔。
10.根据权利要求7所述的门系统，其特征在于所述可移动的门为可移动的帘门。
全文摘要
本发明公开了一种用于车辆的气候控制风道系统。具有枢接的和受控的内表面的气候控制风道结构用于根据要求向目标区域输送可变和可控的气流。通过在车辆内形成区域气候并仅向所需车辆乘坐位置提供调节好的气流，使得所需的气流量最小化，减少了冷却的需要，提供了系统的灵活性。内表面可机械控制或电动控制，并可置于通用的中央“章鱼式”风道中。
文档编号B60H1/26GK101850705SQ20101000109
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年2月20日
发明者保罗·布莱恩·胡克, 穆克什·库玛 申请人:福特全球技术公司