CN111497568A - 一种通道的开关装置、空气调节系统和汽车 - Google Patents

一种通道的开关装置、空气调节系统和汽车 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种通道的开关装置、空气调节系统和汽车，该通道包括对称设置的第一通道和第二通道；开关装置设于第一通道和第二通道之间。开关装置包括电机、第一活门、第二活门、第一凸轮、第二凸轮、第一连接部和第二连接部。电机用于驱动第一凸轮和第二凸轮旋转。第一连接部用于连接第一凸轮和第一活门；第二连接部用于连接第二凸轮和第二活门。第一活门用于在第一凸轮和第一连接部的配合推拉下关闭和开启第一通道，第二活门用于在第二凸轮和第二连接部的配合推拉下关闭和开启第二通道。如此，可以实现通过一个电机控制两个通道的开启和关闭，从而减少所需电机的数量，进一步地可以降低整车制造成本。

Description

一种通道的开关装置、空气调节系统和汽车
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，特别涉及一种通道的开关装置、空气调节系统和汽车。
背景技术
供热通风与空气调节系统(Heating,Ventilation and Air Conditioning，HVAC)用于控制汽车中的空气调节。为了调控多个通风管道中的气流融合，通常情况下，每个通风管道设置一个步进马达和一个凸轮，通过该马达驱动该凸轮，在凸轮的旋转下带动活门开启或关闭该通风管道。
因此，上述活门的控制装置的数量取决于要被控制的活门的数量，该控制装置至少包括步进马达以及联接到步进马达的特定的凸轮和杠杆机构，如此，车辆中每个通风管道需要一个步进马达控制，导致零部件数量多，从而造成汽车的制造成本高。
发明内容
本申请实施例提供了一种通道的开关装置、空气调节系统和汽车，可以减少汽车零部件的数量，降低整车成本。
一方面，本申请实施例提供了一种通道的开关装置，通道包括对称设置的第一通道和第二通道；开关装置设于第一通道和第二通道之间；开关装置包括电机、第一活门、第二活门、第一凸轮、第二凸轮、第一连接部和第二连接部；电机的电机轴的一端与第一凸轮连接，电机轴的另一端与第二凸轮连接；电机用于驱动第一凸轮和第二凸轮旋转；第一连接部用于连接第一凸轮和第一活门；第二连接部用于连接第二凸轮和第二活门；第一活门用于在第一凸轮和第一连接部的配合推拉下关闭和开启第一通道；第二活门用于在第二凸轮和第二连接部的配合推拉下关闭和开启第二通道。
另一方面，本申请实施例提供了一种空气调节系统，包括上述的开关装置。
另一方面，本申请实施例提供了一种汽车，包括上述的开关装置；开关装置设于汽车的空气调节系统。
本申请实施例提供的通道的开关装置、空气调节系统和汽车具有如下有益效果：
本申请实施例提供的通道的开关装置中，通道包括对称设置的第一通道和第二通道；开关装置设于第一通道和第二通道之间。开关装置包括电机、第一活门、第二活门、第一凸轮、第二凸轮、第一连接部和第二连接部。电机的电机轴的一端与第一凸轮连接，电机轴的另一端与第二凸轮连接；电机用于驱动第一凸轮和第二凸轮旋转。第一连接部用于连接第一凸轮和第一活门；第二连接部用于连接第二凸轮和第二活门。第一活门用于在第一凸轮和第一连接部的配合推拉下关闭和开启第一通道，第二活门用于在第二凸轮和第二连接部的配合推拉下关闭和开启第二通道。如此，可以实现通过一个电机控制两个通道的开启和关闭，从而减少所需的电机的数量，进一步地可以降低整车制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种通道的开关装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种开关装置的细节示意图；
图3是本申请实施例提供的一种开关装置的控制过程示意图；
图4是本申请实施例提供的一种第一凸轮的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种第一凸轮与第二凸轮状态对应示意图；
附图标记说明：
1-第一通道；1’-第二通道；
2-开关装置；21-电机；22-第一活门；22’-第二活门；
23-第一凸轮；23’-第二凸轮；231-第一扇形区域；232-第二扇形区域；233、234-过渡区域；
24-第一连接部；24’-第二连接部；241-第一滑杆；242-第一杠杆；243-第二滑杆；
25-第一支撑板；25’-第二支撑板。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”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，以便这里描述的本申请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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1和图2，图1是本申请实施例提供的一种通道的开关装置的结构示意图，图2是本申请实施例提供的一种开关装置的细节示意图。如图1所示，该通道包括对称设置的第一通道1和第二通道1’；开关装置2设于第一通道1和第二通道1’之间。如图2所示，开关装置2包括电机21、第一活门22、第二活门22’、第一凸轮23、第二凸轮23’、第一连接部24和第二连接部24’；
电机21的电机轴的一端与第一凸轮23连接，电机轴的另一端与第二凸轮23’连接；电机21用于驱动第一凸轮23和第二凸轮23’旋转；
第一连接部24用于连接第一凸轮23和第一活门22；
第二连接部24’用于连接第二凸轮23’和第二活门22’；
第一活门22用于在第一凸轮23和第一连接部24的配合推拉下关闭和开启第一通道1；
第二活门22’用于在第二凸轮23’和第二连接部24’的配合推拉下关闭和开启第二通道1’。
本申请实施例中，以控制第一通道1的开关为例，电机21驱动第一凸轮23旋转，第一连接部24在第一凸轮23的旋转下，推动第一活门22移动，从而实现第一通道1的开启和关闭。
现有技术中，每个通道均需通过一个电机来控制其对应的活门从而实现该通道的开启或关闭。而本申请实施例提供的开关装置中，电机21可以同时驱动第一凸轮23和第二凸轮23’旋转，而使第一活门22与第二活门22’处于不同的位置状态，例如，第一活门22处于关闭第一通道1的位置时，第二活门22’可以开启或关闭第二通道1’。如此实现了独立控制两个通道的开启或关闭状态。这样做的好处是，可以减半通道控制装置中电机的数量。该通道开关装置可以应用在汽车中的供热通风与空气调节系统(Heating,Ventilation andAir Conditioning，HVAC)中，进一步地可以降低整车制造成本。
本申请实施例中，如图2所示，开关装置2还包括第一支撑板25和第二支撑板25’；第一支撑板25和第二支撑板25’的结构相同，且对称设置于第一通道1和第二通道1’之间；电机21设于第一支撑板25和第二支撑板25’之间；第一凸轮23和第一连接部24设于第一支撑板25靠近第一通道1的表面；第二凸轮23’和第二连接部24’设于第二支撑板25’靠近第二通道1’的表面；第一支撑板25的一端设有第一斜面，第一斜面用于抵挡第一活门22；第二支撑板25’的一端设有第二斜面，第二斜面用于抵挡第二活门22’。
本申请实施例中，如图2所示，第一连接部24包括第一滑杆241；第一滑杆241沿第一方向或其反向滑动；第一滑杆241的一端具有第一凸块；第一凸轮23具有凹槽；第一凸块嵌于凹槽中，并能够沿凹槽移动。凹槽的形状与第一凸轮23的形状一致。
一种可选的实施方式中，如图2所示，第一连接部24还包括第一杠杆242和第二滑杆243；第一杠杆242分别与第一滑杆241和第二滑杆243连接；第二滑杆243沿第一方向或其反向滑动；第二滑杆243远离第一杠杆242的一端与第一活门22连接。如此，当电机21驱动第一凸轮23旋转时，第一凸轮23推动第一滑杆241沿第一方向或其反向滑动，此时，第一杠杆242开始转动，并推动第二滑杆243也沿第一方向或其反向滑动，这样，第一活门22在第二滑杆243的推动下开启或关闭第一通道1。
下面以第一通道1为例，具体说明开关装置2的工作原理。请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种开关装置的控制过程示意图。如图3(a)所示，第一通道1和第二通道1’均为开启状态，假设该状态为初始状态，电机21驱动第一凸轮23和第二凸轮23’开始旋转。如图3(b)所示，第一通道1开始关闭，此时第一凸轮23旋转至45度，并推动第一滑杆241沿第一方向或其反向滑动，第一杠杆242在第一滑杆241的推动下以A点为支点开始转动(A点为第一杠杆242与第一支撑板25的固定连接点)，并推动第二滑杆243也沿着第一方向或其反向滑动，如此，第二滑杆243推动第一活门22，第一活门22开始关闭第一通道1。如图3(c)所示，当第一凸轮23旋转角度大于等于60度时，第一通道1几乎关闭。如图3(d)所示，第一通道1关闭，此时第一凸轮23的旋转角度为90度。如图3(e)所示，当第一凸轮23旋转大于90度时，第一通道1保持关闭状态，而第二通道1’开始关闭，第二通道1’的原理与第一通道1相同，故此不再赘述。
另一种可选的实施方式中，第一滑杆241的另一端可以直接与第一活门22连接。如此，当电机21驱动第一凸轮23旋转时，第一凸轮23推动第一滑杆241沿第一方向或其反向滑动，第一活门22在第一滑杆241的推动下开启或关闭第一通道1。
请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种第一凸轮的结构示意图。本申请实施例中，第一凸轮23包括第一扇形区域231和第二扇形区域232；第一扇形区域231的半径与第二扇形区域232的半径之差(delta)为预设大小；半径之差提供了第一活门22或第二活门22’开启和关闭位置之间的移动，该预设大小需根据实际的活门与通道的尺寸确定。第一扇形区域231和第二扇形区域232之间还存在两个过渡区域233、234。具体的，当第一凸块在第一扇形区域231对应的凹槽中或在第二扇形区域232对应的凹槽中移动时，第一滑杆241不滑动；当第一凸块在过渡区域233对应的凹槽中或在过渡区域234对应的凹槽中移动时，第一滑杆241才能沿第一方向或其反向滑动。
本申请实施例中，第二凸轮23’与第一凸轮23的结构相同；第二凸轮23’包括第三扇形区域和第四扇形区域；第三扇形区域的半径与第四扇形区域的半径之差为预设大小。
本申请实施例中，第一扇形区域233、第二扇形区域234、第三扇形区域和第四扇形区域的角度均为90度；第一扇形区域233与第二扇形区域234关于第一原点对称；第三扇形区域与第四扇形区域关于第二原点对称。这里，第一原点与第二原点为同一原点。
本申请实施例中，第一凸轮23与第二凸轮23’的结构相同，但旋转时两个凸轮位于不同的状态。第一凸轮23和第二凸轮23’的形状满足于，当第一活门22保持位置不变时，第二活门22’位置可变。请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种第一凸轮与第二凸轮状态对应示意图，初始状态时第一活门22与第二活门22’均处于开启位置；当电机驱动两个凸轮，旋转角度为0度至90度时，第一凸轮23进入过渡区域233，第一活门22开始关闭第一通道1，第二凸轮23’进入第三扇形区域，第二活门22’位置不变；当旋转角度为90度至180度时，第一凸轮23进入第二扇形区域232，第一活门22保持关闭位置不变，第二凸轮23’进入其过渡区域，第二活门22’开始关闭第二通道1’；当旋转角度为180度至270度时，第一凸轮23进入过渡区域234，第一活门22开始开启第一通道1，第二凸轮23’进入第四扇形区域，第二活门22’保持关闭位置不变；当旋转角度为270度至360度时，第一凸轮23进入第一扇形区域231，第一活门22保持开启位置不变，第二凸轮23’进入其过渡区域，第二活门22’开始回到开启位置，开启第二通道1’。特别的，中途可以改变旋转方向，这将改变上述的顺序，但凸轮仍在旋转360度后完成一个循坏，然后重复或者反向重复执行。本申请实施例中，通过选择合适的凸轮与连接部，将凸轮的旋转传递至活门，实现通道的开启和关闭。电机同时驱动两个凸轮，而两个凸轮所处的状态不一样，如此，可以实现一个电机独立控制两个活门。
本申请实施例还提供了一种空气调节系统，包括上述实施例中的开关装置。
本申请实施例还提供了一种汽车，包括上述实施例中的开关装置；该开关装置设于汽车的空气调节系统。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种通道的开关装置，其特征在于，所述通道包括对称设置的第一通道(1)和第二通道(1’)；所述开关装置设于所述第一通道(1)和所述第二通道(1’)之间；所述开关装置包括电机(21)、第一活门(22)、第二活门(22’)、第一凸轮(23)、第二凸轮(23’)、第一连接部(24)和第二连接部(24’)；
所述电机(21)的电机轴的一端与所述第一凸轮(23)连接，所述电机轴的另一端与所述第二凸轮(23’)连接；所述电机(21)用于驱动所述第一凸轮(23)和所述第二凸轮(23’)旋转；
所述第一连接部(24)用于连接所述第一凸轮(23)和所述第一活门(22)；
所述第二连接部(24’)用于连接所述第二凸轮(23’)和所述第二活门(22’)；
所述第一活门(22)用于在所述第一凸轮(23)和所述第一连接部(24)的配合推拉下关闭和开启所述第一通道(1)；
所述第二活门(22’)用于在所述第二凸轮(23’)和所述第二连接部(24’)的配合推拉下关闭和开启所述第二通道(1’)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一支撑板(25)和第二支撑板(25’)；所述第一支撑板(25)和所述第二支撑板(25’)的结构相同，且对称设置于所述第一通道(1)和所述第二通道(1’)之间；
所述电机(21)设于所述第一支撑板(25)和所述第二支撑板(25’)之间；
所述第一凸轮(23)和所述第一连接部(24)设于所述第一支撑板(25)靠近所述第一通道(1)的表面；
所述第二凸轮(23’)和所述第二连接部(24’)设于所述第二支撑板(25’)靠近所述第二通道(1’)的表面；
所述第一支撑板(25)的一端设有第一斜面，所述第一斜面用于抵挡所述第一活门(22)；
所述第二支撑板(25’)的一端设有第二斜面，所述第二斜面用于抵挡所述第二活门(22’)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一连接部(24)包括第一滑杆(241)；所述第一滑杆(241)沿第一方向或其反向滑动；
所述第一滑杆(241)的一端具有第一凸块；所述第一凸轮(23)具有凹槽；所述凹槽的形状与所述第一凸轮(23)的形状一致；所述第一凸块嵌于所述凹槽中，并能够沿所述凹槽移动。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一连接部(24)还包括第一杠杆(242)和第二滑杆(243)；
所述第一杠杆(242)分别与所述第一滑杆(241)和所述第二滑杆(243)连接；所述第二滑杆(243)沿所述第一方向或其反向滑动；
所述第二滑杆(243)远离所述第一杠杆(242)的一端与所述第一活门(22)连接。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一滑杆(241)的另一端与所述第一活门(22)连接。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述第一凸轮(23)包括第一扇形区域和第二扇形区域；所述第一扇形区域和所述第二扇形区域之间设有过渡区域；所述第一扇形区域的半径与所述第二扇形区域的半径之差为预设大小。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述第一滑杆(241)用于当所述第一凸块在所述过渡区域对应的凹槽中移动时，沿所述第一方向或其反向滑动。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二凸轮(23’)与所述第一凸轮(23)的结构相同；
所述第二凸轮(23’)包括第三扇形区域和第四扇形区域；所述第三扇形区域的半径与所述第四扇形区域的半径之差为所述预设大小。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述第一扇形区域、所述第二扇形区域、所述第三扇形区域和所述第四扇形区域的角度均为90度；
所述第一扇形区域与所述第二扇形区域关于第一原点对称；
所述第三扇形区域与所述第四扇形区域关于第二原点对称。
10.一种空气调节系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的开关装置。
11.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的开关装置；所述开关装置设于所述汽车的空气调节系统。
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