CN102616111A - 用于车辆加热和/或空调系统的通风控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆加热和/或空调系统的通风控制装置，包含：至少一个用于控制气流的风量分配风门片(9)；凸轮盘(1)，其具有至少一个引导凸轮(11)，其可操作地连接至风量分配风门片(9)以根据凸轮盘(1)的角度位置设置风门片的位置，其由电力致动器指明，及具有机械终点止动装置(21)，其与机械触止器相互作用来为电力致动器定义原始位置；其中，机械触止器(23)可移动地安装并能够由另外的的致动器(13)取得，其可选择性地将触止器(23)移动至操作位置或者空挡位置，在操作位置，凸轮盘(1)的终点止动装置(21)击打机械触止器(23)，在空挡位置，凸轮盘(1)的终点止动装置(21)不能击打机械触止器(23)。

Description

用于车辆加热和/或空调系统的通风控制装置

技术领域

本发明涉及一种，如权利要求1的前序部分所述的，尤其是用于机动车辆的加热和/或空调系统的通风控制装置，为了简便起见，以下将加热和/或空调系统简称为空调系统。

背景技术

为了降低空调系统的总成本，装置中用于通风控制的多个风门片通常通过相同的“模式盘(mode disk)”，如机械凸轮盘，以及与凸轮盘连接的致动器共同控制。所述驱动装置典型地是电动机或者可手动设置的旋钮。

例如，专利号为DE19528714的德国专利提出用单一的凸轮盘控制两个用于混合温度的混合风门片。

除了混合温度，另一种公知做法是用单一的凸轮盘和单一的致动器控制通风控制装置中的实际分配风门片。风量分配风门片分配到相应的风道且对将要经过相应的喷嘴流出的空气流进行引导，喷嘴例如处于地板区域(地板)、仪表盘(仪表板)前方及挡风玻璃(除霜)下方。

申请号为DE 38 13 116的公开的德国申请涉及这种具有凸轮盘的通风控制装置，其具有作为特有特征的用于三个风门片的单一连续引导凸轮，特别适于由可手动设置的旋钮驱动，并且也可由昂贵的伺服马达操作。

然而，在现代通风控制装置中，在凸轮盘(“模式盘”)上通常设有用于每个风门片的专用引导凸轮，所述引导凸轮典型地通过一系列操作杆或连杆可操作地连接到各自的风门片来调整风门片。所述引导凸轮通常按以下方式设置：为风量分配提供的设置模式确定所需的风量分配流的确定的组合，此操作以典型的重复的次序进行。一个典型的重复的次序的示例为：(A)仅对地板区域的风量分布“地板”<->(B)对仪表盘和地板区域的风量分布“仪表板和地板”<->(C)仅对仪表盘的风量分布“仪表板”<->(D)对挡风玻璃和仪表盘的风量分布“除霜和仪表板”<->(E)仅对挡风玻璃的风量分布“除霜”<->(F)对挡风玻璃和脚部区域的风量分布“除霜和地板”。

为了降低成本，无绝对位置反馈，即没有绝对旋转角度反馈的有利的致动器，例如步进电动机或者具有脉冲计数器的无刷直流电动机(称为“直流脉冲计数电动机”)，经常用于驱动凸轮盘。为了能够通过这样的电动机控制，需要规定原始位置。这对在操作过程中确定凸轮盘的位置是必要的。

为了达到此目的，一种公知的解决办法是在凸轮盘上提供一种机械止动装置，所述止动装置与机械触止器相互作用来限定凸轮盘的原始位置。由于该止动装置的作用，所需位置间的转换不可能在其操作的角位置上发生，因为凸轮盘不能自由旋转。例如，如果在“除霜和地板”和“地板”之间提供机械止动装置，其设置在通风装置的旋转方向上，所述通风装置为提供上述讨论的组合的类型，即“地板”<->“仪表板和地板”<->“仪表板”<->“除霜和仪表板”<->“除霜”<->“除霜和地板”的组合，从“地板”到“除霜和地板”的直接转换是不可能的，反之亦然。也就是说，凸轮盘必须通过所有的设置移动，例如，从“地板”经过“仪表板和地板”、“仪表板”、“除霜和仪表板”及经过“除霜”到达位置“除霜和地板”。由于这使通风控制装置产生不想要的和不期望的运转，因此困扰着用户。进一步地，由于为了到达所需的设置模式，必须经过不想要的中间设置模式，平均起来必须经过较长的设置距离，因此增加了磨损。

发明内容

因此，本发明的目的是改善以上所论述的类型的如权利要求1的前序部分所述的通风控制装置，使得不期望的行为可以避免和/或减少磨损，而无内置位置测定的低成本的驱动装置仍能不加改动地使用。

根据本发明，通过可移动地安装可通过另外的致动器驱动的机械触止器达到该发明目的，该致动器可选择地将机械触止器移动至操作位置或移动至空挡位置，在操作位置，凸轮盘的终点止动装置击打机械触止器，在空挡位置，凸轮盘的终点止动装置不能击打机械触止器。

因此主要特征存在于以下构造中，该构造能够使得只有在实际需要确定原始位置或者实际上正确定原始位置时，才有效地使确定原始位置所必须的终点止动装置的接触发生。这优选地发生在启动机动车辆系统时，如，当启动汽车时。这使得能够继续使用没有内置旋转角度测定的电动机，具体说是没有绝对旋转角度反馈的电动机，如简单的步进电动机或者直流脉冲计数电动机。

在典型的实施例中，所述通风控制装置总体上包含另外的风门片，具体说是温度或者循环空气风门片，及用于驱动所述另外的风门片的第一机械装置。优选地提供所述另外的致动器，用于设置所述另外的风门片，为了这个目的，所述另外的致动器可操作地连接至第一机械装置。也就是说，根据本发明，将在任何情况下都作为单独的风门片的原装设备的驱动器用做可以移入的触止器的另外的驱动器。因此，没有提供用于驱动触止器的额外驱动器，因此减少了成本。

在该优选的实施例中，可以通过第二机械装置来驱动机械触止器，该第二机械装置与另外的致动器连接且优选具有偏心盘。在该示例中，第一机械装置优选地按照以下方式构造：其具有一闲置区域，在该闲置区域上另外的致动器驱动机械触止器而不改变另外的风门片的风门片位置。该简单措施一方面具有控制另外的风门片，如温度或者再循环气流风门片的效果，另一方面，能够通过同一驱动器独立驱动触止器，尽管采用的是同一驱动器。一个适当的设计简单的闲置区域的实施例是可行的，例如，如果第一机械装置是连杆或操作杆机械装置，其在另外的致动器的轴上具有第一杆并在另外的风门片上的承轴上具有第二杆。在该示例中，弯曲延长孔可简单地设置于第二杆上，其中延长孔具有与致动器的驱动轴同心的圆形凸轮部分作为闲置区域，第一杆上的掣钩接合于该弯曲延长孔中。

作为一种可选方案，所述另外的风门片自身可以指定闲置区域，在该区域中所述另外的风门片能够旋转而不产生影响，即，不改变期望所述另外的风门片应该能达到的混合比。设计方面，这可通过在提供有另外的风门片的风道区域设置相应的闲置区域的简单的方式来实现。该实施例尤其适于温度风门片的情况，其设置不同温度的两种气流的混合比。

在设计方面具有优势的实施例中，将机械触止器安装成能够径向移动到凸轮盘的旋转轴线，例如通过简单的滑动轴承。所述触止器优选地在径向朝向旋转轴线方向上由弹簧承载。这确保触止器最初处于操作位置，即，装置停止后，由于其设置自身自动到达该位置。所述弹簧负载能够以任何所需的方式实施。具体地，一种节省成本的选择是独立的螺旋弹簧或塑料弹簧，如片簧，其优选与触止器整体成型。特别适用于该实施例的可移动触止器为下述结构，其中终点止动装置以凸起的形式从凸轮盘的圆周径向突出。因此，在外部圆周没有提供引导凸轮；而是所有引导凸轮提供在凸轮盘的侧面上或侧面内。作为等同的解决方式，例如还可以在侧面提供轴向突出的销，或者，若弹簧负载允许适当快速的接合，凸轮盘边缘的径向回槽作为止动装置。

在一种可靠的且机械上简单的结构中，可移动触止器安装在凸轮盘自身也可旋转地安装于其上的同一框架上，即，具体说，在包括风量分配风门片及相关风道的通风控制装置的实际外壳上。

附图说明

本发明的进一步细节参考附图进行说明，其中：

图1A-D：表示通风控制装置第一实施例的示意性侧视图，其中图1A、图1B、图1C和图1D表示了通风控制装置在不同的操作位置的图示；

图2：表示通风控制装置第二实施例的示意性侧视图；及

图3：表示通过通风道区域的适当的形状提供闲置区域的变化。

附图标记

1 凸轮盘

4 支座

5k 偏心盘

6，7 杆

8，38 另外的风门片(循环空气/温度风门片)

9 风量分配风门片

10 控制杆

11 引导凸轮

12 旋转轴线(处于驱动器上)

13 驱动轴(处于另外的驱动器上)

17，37 闲置区域

21 终点止动装置

22 滑动轴承

23 触止器

23a 凹槽

25，27 弹簧

30 风道区域

31 冷风道

32 热风道

33 排出道

具体实施方式

附图中，实施例中相同或相应的组件采用相同的附图标记。

附图中，为了简化，图1-3未示出实质上公知的各种组件，如，通风控制装置的外壳或者电动机。

图1A-D表示具有引导凸轮11的凸轮盘1，引导凸轮11由凸轮盘1侧面内相应的引导轨道或者槽形成。通过单臂控制杆10，其连接至风量分配风门片9的承轴上用以与其共同旋转，引导凸轮11控制所述风量分配风门片9的枢转或者倾斜位置。尽管为了设置所需的空气流量的目的，按公知方式提供大量的这样的风量分配风门片，但是为了简化，只示出了一个风量分配风门片9、一个引导凸轮11及一个控制杆10。风量分配风门片通过凸轮盘1内或凸轮盘1上的相应的引导凸轮驱动，为了这个目的，凸轮盘1的旋转轴或者旋转轴线12与电动致动器的输出轴连接以共同旋转，如前述，没有绝对旋转角度反馈(未示出)。

图1A-D进一步表示了设置于凸轮盘1上的机械终点止动装置21，所述终点止动装置与以下将更详细地解释的触止器23相互作用来定义凸轮盘1的原始位置或者角度原始位置，以便能够通过致动器(未示出)采用已知方法对后者进行控制。也就是说，当终点止动装置21击打触止器23时，预先确定的凸轮盘1的角度位置总是相同的。在所示的示例性实施例中，终点止动装置21形成类似凸起且从凸轮盘1的圆周径向突出，因此消除改变凸轮盘1侧面上或凸轮盘1内的引导凸轮11的需要。作为可选择方式，将终点止动装置设计成凸轮盘的外周上的凹槽或者凹口也是可行的，或者可选择地，设计成垂直于图1A-D的平面，即，平行于轴向方向上的旋转轴线12。

根据本发明，机械触止器23可移动地安装，因此其能够通过另外的致动器(未示出)从图1A所示操作位置向图1B-D所示的不操作位置移动。因此，用于终点止动装置21的机械触止器23能根据需要选择性地移入。但是，在如图1B-D所示的不操作的空挡位置，终点止动装置21不能击打触止器23，即，凸轮盘1能够围绕旋转轴线12自由旋转大于360°。这确保了在两个旋转方向在凸轮盘1的所有可能的设置之间非限制性的转换，即，所需的设置可以始终通过旋转轴线12的最小旋转角度而选定，且必要时选定角度原始位置也是可行的。

在所示的实施例中，机械触止器23安装成能向凸轮盘1的旋转轴线12径向移动。为了这个目的，提供滑动轴承22，其以适当方式设置在通风控制装置的外壳(未示出)上或通风控制装置的外壳内。该外壳还形成旋转轴线12的框架，即，它支承凸轮盘1。所述触止器23因此具有具有销形或者柱形部分，其在滑动轴承22内滑动且其尖端还与凸轮盘1上的终点止动装置21相互作用。

各种驱动器都可用于驱动能移入的触止器23。因此，例如，感应线性驱动器可用于滑动轴承22中，只有要选定和/或确定角度原始位置时，所述驱动器才将可对抗弹簧负载移入的触止器23移入。

然而，在所示的实施例中，能够移入的触止器23的驱动器以不同且优选的方式实现。图1A-D中，触止器23是通过简单的螺旋弹簧25在操作位置的方向弹簧承载的，即朝向旋转轴线12承载。所述螺旋弹簧25插入支座4和触止器23与托轮盘1相对的一端之间。如图1A-D进一步所示，触止器23远离凸轮盘1的区域具有凹槽23a，以纯粹示意的方式表示为矩形，其中可旋转地设置有在外周具有引导凸轮的另一凸轮盘，即偏心盘5。偏心盘5连接至另外的致动器(未具体表示)的输出轴13以共同旋转。给予偏心盘5适宜的形状，触止器23就能自动返回至操作位置而不在凸轮盘1上产生转矩。因此，启动装置时，如当启动安装有通风控制装置的车辆时，可选定角度原始位置而不需要驱动输出轴13的其他驱动器。

通过将图1A和图1B-D对比，可以明显看出，触止器23中的凹槽23a和偏心盘5形成一种设计，通过该设计，通过驱动轴13上的另外的驱动器使可移动触止器23选择性地向内移动或被驱动。

从图1-2可以进一步明显看出，驱动轴13上设置有机械结构，具体说是连杆或操作杆结构。该机械结构具有第一单臂杆6，其与另外的致动器的驱动轴13连接用以共同旋转，及第二单臂杆7，其与另外的风门片8的承轴连接用以共同旋转，以便使风门片8绕所述承轴枢转，这在将图1A与图1C对比时即可明显看出。

这里应该注意的是，另外的风门片8是一种风门片，如温度风门片或者循环空气风门片，其本身是公知的且在任何情况下已设置于通风控制装置中。换句话说，提议的设计使采用目前通常作为驱动触止器23的驱动器的驱动器的驱动轴13成为可能，因此消除了额外驱动器的需要。

为了开发这种协作，提供“闲置区域(idle region)”是有利的，其中另外的风门片8的驱动不导致触止器23的驱动，反之亦然。这方便地通过用于驱动另外的风门片8和触止器23的机械装置中的一个上的闲置区域来实现。图1A-D表示在杆6、7的连杆机械装置中具有相应的闲置区域17的第一变化。对比图1A与图1B可以明显看出，杆6、7设计成驱动轴13上的另外的致动器能够驱动机械触止器23而不改变另外的风门片8的风门片位置。这通过第二杆7的弯曲延长孔来实现，第一杆6的输出端上的掣钩接合于该弯曲延长孔中。作为闲置区域17，所述第二杆中的延长孔具有圆形凸轮部分，其与致动器的驱动轴13同心。在此延长孔的凸轮部分或者闲置区域17中，第一杆6上的掣钩不能向第二杆传输任何扭矩，即，其可自由旋转。只有当驱动轴13顺时针旋转超过图1B所述的位置时，如图1C-D所示，第一杆6上的掣钩才结合第二杆7的延长孔且使风门片8枢转。

作为闲置区域的可选择构造，图3表示一种用于混合来自冷风道31的空气和来自热风道32的空气的通风控制装置外壳中的特别设置的混合区域或者风道区域30。此处，在风道中扩大了温度风门片38的枢转范围来形成不操作的闲置区域37。在闲置区域37中，温度风门片38能够枢转而不改变来自管道31、32进入排出道33的空气混合比。如果通过减少比例降低是适当的，该闲置区域37的角度范围与驱动触止器所需的旋转角相对应。与图1A-D相对比，利用图3的构造继续采用已开发或者生产的用于风门片38的机械装置组件而不加修改也是可行的。

图2表示用于驱动触止器23的机械装置的变化，确切的说是一种可选择复位弹簧。图2中，片簧类型的塑料弹簧27与形成可移动的触止器23的组件整体成型或者形成一体。所述塑料弹簧27安装于相应的形成于外壳上的底座4上。该构造减少了组件数量但是其他方面与图1A-D相应。

根据本发明的触止器23的操作由图1A-D可以显而易见地看出。在空闲位置，如车辆的启动阶段，所述触止器23处于如图1A所示的操作位置。所述终点止动装置21因此击打触止器23来确定凸轮盘1的角度原始位置。在通风控制装置的正常操作过程中，不需要所述触止器23，其通过旋转驱动轴13由偏心盘5移动至如图1B所示的空挡位置，尽管由于闲置区域17风门片8没有变化。然而，从图1B所示的位置向前，根据其目的，可以采用具有驱动轴13的驱动器来进一步开发顺时针方向的角度范围，例如，如图1C所示，将风门片8枢转至其它极端位置。从紧接着的图1D可以明显看出，凸轮盘1还能在触止器23的空挡位置自由旋转过360°。因此可以从每个通风设置设定到在旋转方向上相邻的各个通风位置，无论是顺时针方向还是逆时针方向，从而整体减少凸轮盘1的平均旋转距离并减少因此产生的磨损。

为了控制，可以提供一种与用于旋转凸轮盘1的致动器及另外的致动器13连接的控制电路，该控制电路按照以下方式配置，例如，其通过另外的致动器13将机械触止器23移动至操作位置来指定致动器12的原始位置，然后通过致动器12旋转凸轮盘1直到其终点止动装置21与触止器23碰撞。所述控制电路即可将该位置定义为在操作过程中用于设定风量分配风门片9的位置的致动器12的原始位置。

Claims (9)

1.一种用于车辆加热和/或空调系统的通风控制装置，其特征在于，包含：

至少一个用于控制气流的风量分配风门片(9)；

凸轮盘(1)，其具有至少一个引导凸轮(11)，其可操作地连接至风量分配风门片(9)以根据凸轮盘(1)的角度位置设置风门片的位置，其由电力致动器指明，及

具有机械终点止动装置(21)，其与机械触止器相互作用来为电力致动器定义原始位置；其中

机械触止器(23)可移动地安装并能够由另外的的致动器(13)取得，其可选择性地将触止器(23)移动至操作位置或者空挡位置，在操作位置，凸轮盘(1)的终点止动装置(21)击打机械触止器(23)，在空挡位置，凸轮盘(1)的终点止动装置(21)不能击打机械触止器(23)。

2.根据权利要求1所述的通风控制装置，其特征在于，包含另外的的风门片(8)，尤其是温度风门片或者循环风量风门片，及用于驱动另外的风门片(8)的第一机械装置(6、7)，其中提供另外的致动器(13)来设置另外的风门片(8)，为了这个目的，另外的致动器(13)可操作地连接至第一机械装置。

3.根据权利要求2所述的通风控制装置，其特征在于，提供连接至另外的致动器的驱动轴(13)的、优选地具有偏心盘(5)的第二机械装置，用以驱动机械触止器(23)，且第一机械装置(6、7)设置成具有闲置区域，在该闲置区域上另外的致动器驱动机械触止器(23)而不改变另外的风门片(8)的风门片位置。

4.根据权利要求3所述的通风控制装置，其特征在于，第一机械装置(6、7)包含位于另外的致动器的驱动轴(13)上的第一杆(6)及位于另外的风门片(8)的承轴上的第二杆(7)，且第二杆(7)具有弯曲延长孔，第一杆(6)上的掣钩接合于该弯曲延长孔中，且该弯曲延长孔具有与致动器的驱动轴(13)同心的圆形凸轮部分作为闲置区域。

5.根据权利要求2所述的通风控制装置，其特征在于，闲置区域毗邻风道区域，其中，闲置区域中另外的风门片(8)够枢转而不改变混合比，另外的风门片(8)可枢转地设置在风道区域中用于设置混合比。

6.根据前述任一项权利要求所述的通风控制装置，其特征在于，用于旋转凸轮盘(1)的电力致动器为无绝对旋转角度反馈的电动机，尤其是步进电动机或者脉冲计数电动机。

7.根据前述任一项权利要求所述的通风控制装置，其特征在于，机械触止器(23)以可径向地向凸轮盘(1)的旋转轴线(12)移动的方式安装，尤其是通过滑动轴承(22)，并且沿着径向朝向旋转轴线的方向由弹簧(25；27)弹簧承载，尤其是通过单独的螺旋弹簧(25)或者通过塑料弹簧(27)，优选地与触止器(23)整体成型。

8.根据权利要求7所述的通风控制装置，其特征在于，在凸轮盘(1)上或其侧面内提供至少一个引导凸轮(11)，其中终点止动装置(21)

-以凸起的形式从凸轮盘(1)的圆周径向突出或者

-径向凹进凸轮盘的圆周形成凹口

-轴向安装到凸轮盘的圆周形成凸起。

9.根据前述任一项权利要求所述的通风控制装置，其特征在于，机械触止器(23)可移动地安装在框架上，该框架上还可旋转地安装有凸轮盘(1)，尤其是在包括风量分配风门片(9)及其相关管道的通风控制装置的外壳上。

Images