CN104228524B - 车辆抽气系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种与车辆的舱室流体连通的机动车辆抽气系统。该抽气系统可以具有壳体装置和附接于壳体装置的一对抽气机。在壳体装置与所述一对抽气机之间可以形成腔室。气泵可以与该腔室流体连通。所述一对抽气机可以是内部抽气机和外部抽气机。控制器可以配置成启动气泵以向腔室供给气流以关闭内部抽气机和/或防止内部抽气机的意外打开。

Description

车辆抽气系统和方法

技术领域

本发明涉及从机动车辆的舱室内抽取空气和气体。

背景技术

机动车辆包括影响车内的气流以提供乘员舒适性的功能。这些功能的一个方面包括释放在例如车门关闭或启动气候控制系统时产生的车辆舱室内的过多空气。车门封闭件和气候控制系统可能增加车辆舱室内的压力，因此抽气系统通过抽气机通风口来释放过多的空气。然而，在该释放过程中，抽气机通风口可能由于抽气机通风口处或附近的环境状况和/或由于抽气机通风口自身的设计而将不期望的空气和气体重新引入到车辆内。不期望的空气和气体的重新引入在车辆的发动机工作负荷增加的情况期间(例如在拖曳期间或节流阀大开度期间)可能更频繁发生。

发明内容

车辆包括与抽气系统流体连通的舱室。抽气系统包括壳体装置和附接于壳体装置的一对抽气机。在壳体装置与所述一对抽气机之间形成有腔室。气泵与该腔室流体连通。所述一对抽气机包括暴露于车辆的内部的内部抽气机和邻近于车辆的外部的外部抽气机。控制器配置成启动气泵以向腔室供给气流。壳体装置构造成将气流引导至内部抽气机以防止内部抽气机打开。

根据本发明的一个实施例，壳体装置包括入口和隔板，隔板构造成引导空气穿过入口流向内部抽气机。

根据本发明的一个实施例，控制器响应于加速踏板位置超过预定阈值位置而启动气泵。

根据本发明的一个实施例，控制器响应于车辆的加速度超过预定阈值加速度而启动气泵。

根据本发明的一个实施例，控制器响应于舱室压力超过预定阈值压力而启动气泵。

一种防止流体进入车辆的舱室内的方法，车辆包括气泵，气泵启动以向与舱室流体连通的抽气机装置供给气流。气泵响应于车辆的加速度超过预定值而启动。抽气机装置具有内部单向阀和外部单向阀。通过接收从气泵供给的空气来升高阀之间的压力以关闭内部单向阀。

一种防止流体进入车辆的舱室内的方法，车辆包括气泵，气泵启动以向与舱室流体连通的抽气机装置供给气流。气泵响应于舱室的压力水平超过预定值而启动。抽气机装置具有内部单向阀和外部单向阀。通过接收从气泵供给的空气来升高阀之间的压力以关闭内部单向阀。

一种车辆，包括与车身抽气机装置流体连通的舱室。车身抽气机装置包括壳体和一对单向阀，壳体和所述一对单向阀布置成使得在它们之间形成腔室。气泵配置成对腔室进行加压以关闭单向阀中的一个。

根据本发明的一个实施例，所述一对单向阀附接于壳体的相反两端。

根据本发明的一个实施例，所述一对单向阀布置成向同一方向打开。

根据本发明的一个实施例，车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器编程为响应于车辆的加速度超过预定阈值而命令气泵对腔室进行加压。

根据本发明的一个实施例，车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器编程为响应于加速踏板位置超过预定阈值而命令气泵对腔室进行加压。

根据本发明的一个实施例，所述一对单向阀中的一个形成在车辆的内部而所述一对单向阀中的另一个形成在车辆的外部，并且内部单向阀在气泵对腔室进行加压时关闭。

根据本发明的一个实施例，所述一对单向阀中的每一个均具有至少一个活板。

根据本发明的一个实施例，壳体包括形成有与气泵流体连通的开口的表面。

附图说明

图1a是用于车辆的抽气系统的侧视截面图；

图1b是抽气机通风口的立体图；

图2是用于车辆的抽气系统的侧视截面图；

图3是用于车辆的抽气系统的分解图；

图4是用于抽气系统的具有挡板的壳体的局部后视立体图；

图5是用于车辆的抽气系统的框图；

图6是车辆上的抽气系统的操作概要的流程图；

图7是帮助防止车辆上的抽气系统意外打开的方法的流程图。

具体实施方式

在此描述本发明的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他的实施例可以采取各种替代形式。附图并非一定按比例绘制；一些特征可能被放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能方面的细节不应被理解为是限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式实施本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一幅图说明和描述的各种特征能够与在一幅或多幅其他图中说明的特征组合以产生没有明确说明或描述的实施例。所说明的特征的组合提供了用于一般应用的代表性实施例。然而，与本发明的教导相一致的各种特征组合和修改可能是特定的应用或实施方式所需要的。

机动车辆抽气可以描述为车辆从车辆舱室和/或车辆内部释放空气和/或气体的过程。抽气过程一般发生在车辆舱室的压力水平升高到正常状态以上时，例如车门关闭或启动气候控制系统时。图1a和1b示出了本领域已知的抽气系统2，其包括抽气机通风口4和气流通道6。系统2与车辆10上的车辆舱室8流体连通。抽气机通风口4用来作为从车辆舱室8和气流通道6释放气体的单向空气阀使用。然而，抽气机通风口4处或附近的条件可能导致下面将论述的双向气流。抽气机通风口通常朝向后部货舱或后轮窝定位，并且可以称为抽气机。

除了释放气体之外，抽气机通风口4还可能将不期望的气体往回引入到车辆气流通道6和车辆舱室8中。不期望的气体的引入可能在存在过多的车辆排气时增加。增加的发动机工作负荷会产生过多的车辆排气，这些过多的车辆排气可以通过抽气机通风口4重新进入气流通道6。这种增加的发动机工作负荷可能在用于通过的节流阀大开度时或车辆拉动拖车或其他负载时出现。抽气机通风口4两侧的压力差是可能导致双向气流通过抽气机通风口4的一种情况。

例如，当车辆舱室8处于大于外部系统(例如大气)的压力水平时，抽气机通风口4可以打开以释放存储在车辆舱室8内的过多空气。然后，一旦车辆舱室8中的压力等于或小于抽气机通风口4处或附近的大气压力时，抽气机通风口4可以关闭。然而，在抽气机通风口4处或附近可能产生可以将不期望的空气吸入到车辆舱室8中的局部负压区。具有对电池组进行冷却的辅助暖通空调(HVAC)或后部风扇单元的车辆能够在车身面板后面产生局部负压区。作为另一个示例，在向前运动时，在车辆后面可能产生低压区。抽气机通风口4的较差的关闭特性当与压力差相结合时可以进一步增加不期望的空气的流入。试图消除这些和其他抽气机缺陷的一个示例包括使用磁性密封抽气机。然而，这些磁性密封抽气机可能更为复杂并且增加了成本，同时还降低了车辆气候特性和车门关闭特性。需要对机动车辆中的限制或消除不期望的气体往回重新引入到车辆舱室中的抽气系统进行改进。

图2至图7示出了车辆101的示例性抽气系统100，抽气系统100可以包括气泵104以及与舱室102流体连通的车身抽气机装置。气泵104是可以与抽气系统100一起使用的压力产生设备的一个示例。控制器106可以与气泵104通信以指令气泵104的操作。车身抽气机装置可以包括壳体108和附接于壳体108的两侧的一对抽气机。该对抽气机可以包括内部抽气机110和外部抽气机112，内部抽气机110和外部抽气机112可以是响应于气压和/或气流而打开/关闭的单向气流阀。抽气机和壳体108可以进一步在它们之间形成腔室114。壳体108可以包括接收管128的入口116，管128可以有助于气泵104与腔室114之间的流体连通。

例如，气泵104可以向腔室114供给气流以增加压力和/或对腔室114加压，以指令内部抽气机110关闭。另外地和/或替代地，壳体108可以构造成将气流引导至内部抽气机110以指令内部抽气机110关闭。例如，图4示出了位于壳体108上并与入口116连通的示例性隔板118。对于隔板壳体118可以使用替代形状、轮廓和/或设计，以实现所期望的性能。空气可以通过入口116流入隔板腔120中。隔板腔120的形状然后可以将气流引导至内部抽气机110以关闭内部抽气机110。

如上所述，抽气系统100可以定位成有助于气流离开舱室102。图2示出了抽气系统100朝向车辆101的后部的示例性定位，尽管如此，也可以使用其他车辆位置。抽气系统100的位置的另外的示例包括但不限于距离通常定位在前挡风玻璃正下方的车辆进气口最远的车门框和车柱。抽气系统100还可以包括通过指令内部抽气机110的打开/关闭来控制从舱室102到腔室114的气流的功能。

现在参照图3和图5，内部抽气机110可以在车架开口125处与气流通道124连通，使得内部抽气机110远离气流通道124且朝向腔室114打开。在车架开口125处可以设置诸如垫圈122之类的密封件以最小化和/或消除空气泄漏。多种气流通道可以与抽气系统100一起使用。举例而言但非作为限制，气流通道可以是有助于舱室102与抽气系统100之间的流体连通的管和/或管道。在车辆101中，气流通道124和舱室102可以被认为是具有一个压力水平的一个系统。外部抽气机112可以与腔室114连通并且朝向大气和/或外部系统打开以从腔室114释放气体。因此，内部抽气机110可以形成在车辆101的内部，并且外部抽气机112可以形成在车辆101的外部。当然，在其他示例中，外部抽气机112可以是不可见的，例如位于车辆面板后面的位置。然而，当不可见时，外部抽气机112可邻近车辆101的外部。该对抽气机可以包括一个或多个活板126，活板126可以是如图3和图5所示的脉络状活板。在该说明性实施例中，脉络状活板126可以因更高的结构完整性以及被向内拉动并阻碍受驱逐的气体的期望流动的可能性的减小而优于单个较大活板。活板126可以是诸如橡胶之类的弹性材料以改善关闭特性和耐久性特性。可以使用不同的活板126构造和设计来促进抽气系统100内的期望气流。

如前面提到的，气泵104是可以向腔室114供给气流和控制气流和/或调节腔室114中的压力的压力产生设备的示例。来自控制器106的命令和/或指令可以指令气泵104的操作。气泵104可以设置在入口116处和/或车辆101上的其他位置。如图3和图5所示，入口116与气泵104之间的管128是可以促进气流传递到腔室114的通道的示例。

例如，管128可以促进来自包括压力产生设备的车载辅助HVAC系统129的气流。控制器106可以向HVAC系统129发送命令以启动压力产生设备。压力产生设备一旦启动，便可以通过管128向腔室114供给气流。因此，抽气系统100能够使用已经安装在车上的车辆系统来向内部抽气机110供给气流和/或对腔室114加压。

现在参照图5和图6，来自控制器106的命令和/或指令可以指令内部抽气机110的关闭。控制器106可以配置成在控制器106接收到来自传感器132的信号(例如检测信号)时启动气泵104。传感器132可以在例如腔室114的压力水平处于预定阈值时发送该信号。另外地和/或可选地，HVAC系统129中的再循环模式或新鲜空气模式的启动可以触发向控制器106发送信号。再循环模式一般重新使用和/或再循环车辆舱室内的空气，而非吸入来自车辆外部的空气。这种再循环可以提供油耗效益，但是也可能增加在抽气机意外打开时将不期望的气体引入到车辆中的可能性。新鲜空气模式一般从车辆外部吸入空气并且因此增加舱室的压力水平。信号可以指示再循环模式的启动并且可以由控制器106内的集成电路130接收。集成电路130可具有指令操作的处理器和可包括预编程的命令/指令的存储器。一旦接收到信号，集成电路130便可以确定动作过程并且可以向气泵104发送控制信号以启动气泵104并向腔室114供给气流。

例如，气泵104可以以预定气流速度和/或以脉冲输出速度发送气流。预定的气流速度和/或脉冲输出速度可以获得腔室114的预定压力水平阈值以关闭内部抽气机110。另外地和/或可选地，腔室114可以构造成将气流引导至内部抽气机110以关闭具有上述隔板118的内部抽气机110。因此，控制器106可以用来使腔室114的状态(包括但不限于压力水平和/或气流)最优化，以在内部抽气机100关闭以有助于防止不期望的气体再次进入车辆舱室102时获得期望的抽气机100的性能。

可以使用多种控制器和/或控制系统来指令抽气系统100的操作。这些控制系统可包括一组或多组指令，例如但不限于除上述预编程的操作命令/指令之外的实时操作指令。每一个可用的控制器和/或控制系统都可以使用传感器132和/或额外的传感器来确定车辆的状态，这些状态包括但不限于加速踏板位置和系统压力水平。这些车辆状态的变化可以提供启动抽气系统100的触发动作。如前面提到的，加速踏板的节流阀的大开度可以产生额外的排气并且增加不期望的气体再次进入车辆的可能性。因此，加速踏板行程可以提供一个车辆状态来监测，以判断是否启动抽气系统100。控制器106可以编程为在传感器132发送指示踏板位置在预定阈值以上的信号时启动气泵104。另外地和/或可选地，控制器106可以编程为响应于车辆的加速度超过预定阈值而命令气泵104对腔室114进行加压。传感器132可以监测腔室114的压力水平并且向集成电路130发送信号以基于压力读数而启动气泵104。

可以监测其他车辆状态以向控制器106提供信息。集成电路130可以处理该信息并向气泵104发送控制信号。例如，控制信号可以是“增加气流”命令，在这种情况下，气泵104增加供给至腔室114的气流。控制信号可以是“保持当前状态”命令，在这种情况下，气泵104保持在当前输出状态。另外地，控制信号可以是“减小气流”命令，在这种情况下，气泵104减小供给至腔室114的气流。因此，抽气系统100包括可以监测车辆状态以帮助抽气系统100针对车辆状态变化实时地作出反应的控制器和/或控制系统。

现在参照图7，算法通常由参考标号200表示。操作202可以包括检测车辆状态变化，例如加速踏板行程、车辆加速度和/或舱室压力水平。在操作204中，如果车辆状态变化超过上述预定阈值或数值时，则可以向气泵104发送启动命令。响应于该启动命令，气泵104可以在操作206中向腔室114供给空气以在操作208中关闭内部抽气机110。

作为一个示例，传感器132可以检测预定阈值和/或数值外的加速踏板位置。一旦检测到车辆状态变化，传感器132便可以向集成电路130发送检测信号。集成电路130然后可以确定对应于接收到的检测信号的动作过程。该动作过程可以源于预编程的命令和/或指令。如果检测信号指示加速踏板位置在预定阈值以上，则集成电路130可以确定增加气流的动作过程。集成电路130然后可以基于所确定的动作过程向气泵104发送控制信号。该信号可以包括启动气泵104的命令。气流可以从气泵104供给至腔室114以关闭内部抽气机110，使得气流有助于最小化和/或防止内部抽气机110的意外打开。

尽管以上描述了示例性实施例，但无意使这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词是描述性的词，而非限制性的，并且应当理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变化。如前所述，各种实施例的特征可以进行组合以形成可能没有明确描述或说明的本发明的另外的实施例。尽管各种实施例可以被描述为相比于其他实施例或现有技术的实施方式而言在一个或多个期望特性方面提供了优点或者是优选的，但本领域普通技术人员能够认识到，可以对一个或多个特征或特性进行折中处理以实现期望的总体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、组装便利程度，等等。因此，描述为在一个或多个特性方面相比于其他实施例或现有技术的实施方式而言不太理想的实施例并不在本发明的范围之外，并且对于特定应用而言可能是理想的。

Claims (14)

1.一种车辆，具有舱室，所述车辆包括：

抽气系统，所述抽气系统与所述舱室流体连通并且具有壳体装置、一对抽气机以及气泵，所述一对抽气机附接于所述壳体装置并且在所述一对抽气机与所述壳体装置之间形成腔室，所述气泵与所述腔室流体连通，所述一对抽气机包括暴露于所述车辆的内部的内部抽气机和邻近于所述车辆的外部的外部抽气机，其中，所述壳体装置包括入口和隔板；以及

控制器，所述控制器配置成启动所述气泵以向所述腔室供给气流，所述壳体装置构造成将气流引导至所述内部抽气机以防止所述内部抽气机打开，并且所述隔板构造成引导空气穿过所述入口流向所述内部抽气机。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器响应于加速踏板位置超过预定阈值位置而启动所述气泵。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器响应于所述车辆的加速度超过预定阈值加速度而启动所述气泵。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器响应于舱室压力超过预定阈值压力而启动所述气泵。

5.一种防止流体进入车辆的舱室内的方法，包括：

响应于所述车辆的加速度超过预定值而启动气泵，以向与所述舱室流体连通并由内部单向阀和外部单向阀形成的具有壳体装置的抽气机装置供给空气，使得单向阀之间的压力升高以关闭所述内部单向阀，其中，所述壳体装置包括入口和隔板，并且所述隔板构造成引导空气穿过入口流向所述内部单向阀。

6.一种防止流体进入车辆的舱室内的方法，包括：

响应于所述舱室的压力水平超过预定值而启动气泵，以向与所述舱室流体连通并由内部单向阀和外部单向阀形成的具有壳体装置的抽气机装置供给空气，使得单向阀之间的压力升高以关闭所述内部单向阀，其中，所述壳体装置包括入口和隔板，并且所述隔板构造成引导空气穿过入口流向所述内部单向阀。

7.一种车辆，具有舱室，所述车辆包括：

车身抽气机装置，所述车身抽气机装置与所述舱室流体连通并且包括壳体和一对单向阀，所述壳体和所述阀形成腔室，所述壳体包括入口和隔板，并且所述隔板构造成引导空气穿过入口流向所述单向阀中的一个；以及

气泵，所述气泵配置成对所述腔室进行加压以关闭所述单向阀中的一个。

8.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述一对单向阀附接于所述壳体的相反两端。

9.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述一对单向阀布置成向同一方向打开。

10.根据权利要求7所述的车辆，还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器编程为响应于所述车辆的加速度超过预定阈值而命令所述气泵对所述腔室进行加压。

11.根据权利要求7所述的车辆，还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器编程为响应于加速踏板位置超过预定阈值而命令所述气泵对所述腔室进行加压。

12.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述单向阀中的一个形成在所述车辆的内部而所述单向阀中的另一个形成在所述车辆的外部，并且所述内部单向阀在所述气泵对所述腔室进行加压时关闭。

13.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述单向阀中的每一个均具有至少一个活板。

14.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述壳体包括形成有与所述气泵流体连通的开口的表面。