CN103009964B - 用于机动车辆抽气装置的主动泄压阀 - Google Patents

Abstract

乘用车辆包括具有内部空间的客舱。HVAC系统调节来自车辆外部的新鲜空气，其中，HVAC系统包括用以输送已调节空气到内部空间的主风扇。抽气阀流体地连通在内部空间和外部之间，其中，抽气阀响应于内部空间压力高于外部压力时打开。抽气阀基本上阻塞由外部向内部空间的气流。辅助风扇与抽气阀集成一体以引导由内部空间向外部的排气流，其中，辅助风扇根据主风扇而启动。可选地，辅助风扇响应车门的打开而启动，这提高了抽气阀减少车门关闭力的能力。本发明还提供用于机动车辆抽气装置的主动泄压阀。

Description

用于机动车辆抽气装置的主动泄压阀

技术领域

本发明总体上涉及乘用车辆的通风，更具体地，涉及用于从机动车辆客舱内抽取空气的泄压阀组件。

背景技术

为了获得安静的环境以及保护机动车辆内部客舱免受外部因素损害，客舱基本上相对于大气密封。然而，在某些车辆操作情形下，内部客舱的空气压力可能大气压力。当进出车辆而使车门关闭时，这些情形会固定地出现。如果内部不通向大气，关闭车门所需的力就会大幅提高，并为车辆操作人员带来不便。高内部压力还会由气候控制系统中的风扇运行产生或由高速行驶时外部空气的涌入产生。

众所周知，需要提供一种平衡客舱内部和大气之间压力的机构。通常，阀门组件布置在车辆内部空间和外部之间来控制来自内部的空气的排气流。一种称为泄压阀或“抽气装置”的阀门组件类型通常连接(经由一个或多个风管、导管和/或通风孔)至客舱。阀门组件可允许空气有选择性地由客舱排出、释放或抽取，同时基本防止了空气、煤气、烟气和/或其他不期望的物质进入乘客舱中。通过去除和/或大幅降低压力差，这些泄压阀组件改善了气候控制系统的性能，降低了车门关闭力，最小化了车窗结构偏差，以及减少了车辆客舱内部的噪音。

典型的车身抽气装置是被动阀，该阀仅允许空气由压力较高的车辆内部流向压力较低的车辆外部。每辆特定车辆的空气动力学影响压力，该压力沿着车辆的外表面(抽气装置的出口可以安装在此)在不同位置以不同速度出现。产生的压力会限制抽气阀安装在车辆上的可接受的位置。另外，取暖、通风和空调(HVAC)系统已经要求足够大的主风扇产生足够的气流来克服气流损失和外部压力，以确保由车辆内部空间抽取出足够的空气。然而，因为主风扇增加了尺寸，所以会由风扇产生不良的噪音水平。

为了达到车门关闭力的预期程度，已经要求了抽气装置的最小尺寸(即，流通面积)。因为抽气装置的整体尺寸能够减小，所以可以期望空气处理效率的增加。

发明内容

通过将风机或风扇与抽气阀集成一体，本发明设计了主动通风阀。通过较少地依靠存在于外部车辆表面处的较低气压，尽管由于车辆的空气动力学，但是主动通风孔增加了车辆外部上的可接受位置的数量。当与车门的打开协同地对主动通风孔进行控制时，抽气装置降低车门关闭力的能力则会提高。通过增加抽气装置的通过量，可减小抽气装置的尺寸，从而降低成本。当与HVAC风扇协同地对主动通风孔进行控制时，就可以使用更小、更低噪音的主HVAC风扇而不降低HVAC性能。

在本发明的一方面中，乘用车辆包括具有内部空间的客舱。提供了乘客车门用于打开以允许进入客舱或离开客舱。传感器布置在车辆内以感知乘客车门的打开状态或关闭状态。抽气阀流体地连通在内部空间和外部之间，其中抽气阀响应于高于外部压力的内部空间中压力而打开，并且抽气阀基本上阻塞从外部向内部空间的气流。辅助风扇与抽气阀集成一体以用于引导从内部空间向外部的排气流。辅助风扇响应感知乘客车门的打开状态而启动。

根据本发明的一个实施例，辅助风扇响应于感知所述关闭状态恢复而停用。

根据本发明的一个实施例，辅助风扇从其启动经过一段固定时间间隔后停用。

在本发明另一方面中，乘用车辆包括具有内部空间的客舱。HVAC系统调节来自车辆外部的新鲜空气，其中，HVAC系统包括用以将已调节气流输向内部空间的主风扇。抽气阀流体地连通在内部空间和外部之间，其中抽气阀响应高于外部压力的内部空间中压力而打开。抽气阀基本上阻塞从外部向内部空间的气流。辅助风扇与抽气阀集成一体以引导从内部空间到外部的排气流，其中辅助风扇根据主风扇而启动。

根据本发明的一个实施例，辅助风扇和主风扇各自具有可变的速度，其中所述辅助风扇的速度以与所述主风扇的设置速度成比例地被控制。

根据本发明的一个实施例，乘用车辆还包括用于为所述主风扇手动选择速度设置的用户界面。

根据本发明的一个实施例，乘用车辆还包括用于手动选择目标温度的用户界面，其中，所述HVAC系统包括用于响应所选择的目标温度而为所述主风扇自动确定速度设置的电子自动温度控制，其中所述电子自动温度控制以与所述主风扇的自动确定的速度设置成比例地启动所述辅助风扇。

根据本发明的一个实施例，辅助风扇流体地连通在所述抽气阀和所述内部空间之间。

根据本发明的一个实施例，集成一体的所述辅助风扇和所述抽气阀位于所述内部空间的外侧，并且其中所述车辆还包括连接在所述辅助风扇和所述内部空间之间的风管。

又一方面，本发明提供一种用于乘用车辆的主动通风孔，其中，所述车辆包括具有内部空间的客舱，其中，所述车辆具有用以调节来自所述车辆外部的新鲜空气的HVAC系统，其中，所述HVAC系统包括用以输送已调节气流至所述内部空间的主风扇，所述主动通风孔包括：用于流体地连通在所述内部空间和外部之间的抽气阀，其中所述抽气阀响应于所述内部空间压力高于外部压力而打开，并且其中所述抽气阀基本上阻塞从所述外部至所述内部空间的气流；以及与所述抽气阀集成一体以引导从所述内部空间向所述外部的排气流的辅助风扇，其中所述辅助风扇根据所述主风扇而启动。

根据本发明的一个实施例，其中所述辅助风扇具有可变速度，并且其中所述辅助风扇的速度以与所述主风扇的设置速度成比例地控制。

又一方面，本发明提供一种用于乘用车辆的辅助风扇的操作方法，其中，所述车辆包括具有内部空间的客舱、用于打开以允许进入所述客舱的车门、在所述车辆中布置以感知所述车门的打开状态或关闭状态的传感器、流体地连通在所述内部空间和外部之间的抽气阀以及与所述抽气阀集成一体的辅助风扇，所述方法包括如下步骤：感知所述车门的打开；响应所述车门的打开而启动所述辅助风扇，以用于引导气流从所述内部空间到所述外部来降低关闭车门时的关闭力。

根据本发明的一个实施例，该操作方法还包括如下步骤：响应于感知所述关闭状态已经恢复而停用所述辅助风扇。

根据本发明的一个实施例，该操作方法还包括如下步骤：在从所述辅助风扇启动后经过一段固定的时间间隔后，停用所述辅助风扇。

又一方面，本发明提供一种用于乘用车辆的辅助风扇的操作方法，其中，所述车辆包括具有内部空间的客舱、用以调节来自所述车辆外部的新鲜空气的HVAC系统、以及流体地连通在所述内部空间和外部之间的抽气阀，其中所述HVAC系统包括用以输送已调节气流至所述内部空间的主风扇，所述方法包括如下步骤：响应所述内部空间中压力高于外部压力而自动打开所述抽气阀；基本上阻塞气流从所述外部穿过所述抽气阀到达所述内部空间；以及通过与所述抽气阀集成一体的所述辅助风扇引导从所述内部空间向所述外部的排气流，其中，所述辅助风扇根据所述主风扇而启动。

根据本发明的一个实施例，所述辅助风扇和所述主风扇各自具有可变的速度，所述方法还包括如下步骤：为所述主风扇设置速度；其中，根据所述主风扇而启动所述辅助风扇的步骤包括：以与所述主风扇的速度设置成比例地控制所述辅助风扇的速度。

附图说明

图1是具有抽气阀的车辆的局部立体图。

图2是传统的抽气阀的俯视图。

图3是本发明主动通风阀的分解立体图。

图4是示出穿过内部空间的改进的气流模式的示图。

图5是用以控制主动通风孔的车载系统的框图。

具体实施方式

现在参考图1，示出机动车辆10包括具有不同表面的车身11。车身11包围客舱12。客舱12与外部大气之间的流体连通由位于车辆10的车轮凹槽区域13的抽气阀14提供。正如本领域技术人员所知道的，抽气阀14优选地经由风管15连接至客舱12。

图2更为详细地示出了抽气阀14。主体部分16包括多个格栅孔17，每一个格栅孔均具有相关的活动翼18(示出处于打开位置)，该活动翼18允许从车辆内部空间向外部的单向气流。活动翼18的布置成使得当预定高压未呈现在抽气阀14内侧时，活动翼18的自身重量迫使其关闭(即，通过转动至阻塞孔17的位置)。

图3示出了本发明的第一实施例，其中抽气阀20与辅助风扇21集成为一体。抽气阀20具有相对于下部孔(未示出)可转动地安装的翼22和23。凸缘24和夹子25有助于抽气阀20安装在车身表面适当的孔内。辅助风扇21通过使用连接孔26和相应的紧固件(未示出)连接到阀20的后部内侧来与阀20集成为一体。辅助风扇21包括驱动电动机和与诸如通常用于台式个人电脑散热的风扇类型类似的风扇叶片。辅助风扇21安装成使得其不妨碍抽气阀20的翼运动或者其他功能。当风扇21不工作时，抽气阀20响应于内部空间压力高于外部压力(例如，当车门关闭时)仍然能够打开。辅助风扇21还以避免妨碍抽气阀20基本上阻塞由外部向内部空间的气流的能力的方式安装。

在如下所述的一个实施例中，辅助风扇21根据主风扇的启动而启动，以引导由内部空间向外部的排气流。在优选实施例中，辅助风扇和主风扇分别具有各自的可变速度。辅助风扇的速度可优选地与主风扇的设定速度成比例地控制。在某些环境中，例如客舱特别强烈地加热或制冷时，可以使用一些不同于主风扇速度和辅助风扇速度之间的正比例映射的映射。

在图4中示出了产生的辅助气流。车辆30具有客舱31和HVAC系统32。HVAC系统32具有调节部件33和主风扇34。外部空气经由调节部件33调节，经调节的空气由主风扇34通过风管35和36分送至客舱31。来自客舱31内的大量空气可以通过HVAC系统32与外部空气循环和混合。空气从客舱31通过主动通风阀37排向车辆外部。

图5示出了连接至电子自动温度控制(EATC)41的用户界面40。在用户使用用户界面40手动选择目标温度后，当必需在客舱内实现目标温度时，EATC41启动HVAC系统。HVAC系统的控制包括为主风扇42自动地设置适当的速度。在一个优选的实施例中，EATC41启动辅助抽气风扇43，其与已经为主风扇42设置的自动确定的速度成比例。例如，主风扇42和辅助风扇43可具有各自的低速、中速、高速设置，并且当HVAC运行时，主风扇42和辅助风扇43均以相同的设置运行。可选地，可提供更多数量的速度设置和/或可连续地控制这些速度。

如虚线44所示，用户界面40还可直接控制辅助抽气风扇43的速度设置(无论是否存在EATC)。优选地，可提供前后设置风扇42和43的速度的单独风扇速度控制开关。

在本发明的另一实施例中，响应于诸如乘客车门或提升式门的车门的开启来控制辅助风扇43。如图5所示，一个或多个车门传感器和/或相关的电子模块45连接至辅助风扇43，目的是响应车门的开启来启动辅助风扇。当车门随后关闭时，辅助风扇43继续运转以使内部空气通过抽气阀更快地逸出，从而降低关门所需的力。辅助风扇43响应于感知的车门关闭状态已经恢复而(立即或短暂滞后诸如2秒)停用。风扇速度可逐渐降低以使辅助风扇43的运转更不明显。为了避免风扇运转持续较长时间和任何相关的电池损耗，辅助风扇43还可在从其启动经过固定时间间隔(例如，30秒)后停用。

Claims (10)

1.一种乘用车辆，包括：

具有内部空间的客舱；

用以调节来自所述车辆的外部的新鲜空气的HVAC系统，其中，所述HVAC系统包括将已调节空气的气流送入所述内部空间的主风扇；

流体地连通在所述内部空间和所述外部之间的抽气阀，其中所述抽气阀响应于所述内部空间压力高于外部压力而启动，并且所述抽气阀基本上阻塞从所述外部至所述内部空间的气流；以及

与所述抽气阀集成一体以引导从所述内部空间通过所述抽气阀向所述外部的排气流的辅助风扇，其中所述辅助风扇根据所述主风扇而启动。

2.根据权利要求1所述的乘用车辆，其中，所述辅助风扇和所述主风扇各自具有可变的速度，其中所述辅助风扇的速度以与所述主风扇的设置速度成比例地被控制。

3.根据权利要求2所述的乘用车辆，还包括用于为所述主风扇手动选择速度设置的用户界面。

4.根据权利要求2所述的乘用车辆，还包括用于手动选择目标温度的用户界面，其中，所述HVAC系统包括用于响应所选择的目标温度而为所述主风扇自动确定速度设置的电子自动温度控制，其中所述电子自动温度控制以与所述主风扇的自动确定的速度设置成比例地启动所述辅助风扇。

5.根据权利要求1所述的乘用车辆，其中，所述辅助风扇流体地连通在所述抽气阀和所述内部空间之间。

6.根据权利要求5所述的乘用车辆，其中，集成一体的所述辅助风扇和所述抽气阀位于所述内部空间的外侧，并且其中所述车辆还包括连接在所述辅助风扇和所述内部空间之间的风管。

7.一种乘用车辆，包括：

具有内部空间的客舱；

用于打开以允许进入客舱或离开所述客舱的乘客车门；

传感器，布置在所述车辆内以感知所述乘客车门的打开状态或关闭状态；

抽气阀，流体地连通在所述内部空间和外部之间，其中所述抽气阀响应于高于外部压力的所述内部空间中压力而打开，并且所述抽气阀基本上阻塞从所述外部向所述内部空间的气流；以及

与所述抽气阀集成一体的辅助风扇，以用于引导从所述内部空间通过所述抽气阀向所述外部的排气流，其中所述辅助风扇响应感知所述乘客车门的打开状态而启动。

8.根据权利要求7所述的乘用车辆，其中，所述辅助风扇响应于感知所述关闭状态恢复而停用。

9.根据权利要求7所述的乘用车辆，其中，所述辅助风扇从其启动经过一段固定时间间隔后停用。

10.一种用于乘用车辆的主动通风孔，其中，所述车辆包括具有内部空间的客舱，其中，所述车辆具有用以调节来自所述车辆外部的新鲜空气的HVAC系统，其中，所述HVAC系统包括用以输送已调节气流至所述内部空间的主风扇，所述主动通风孔包括：

用于流体地连通在所述内部空间和所述外部之间的抽气阀，其中所述抽气阀响应于所述内部空间中压力高于外部压力而打开，并且其中所述抽气阀基本上阻塞从所述外部至所述内部空间的气流；以及

与所述抽气阀集成一体以引导从所述内部空间通过所述抽气阀向所述外部的排气流的辅助风扇，其中所述辅助风扇根据所述主风扇而启动。