JP7479497B2 - 電動弁及び熱管理システム - Google Patents

Description

本出願は、２０２０年０３月１３日にて中国特許庁に提出され、出願番号が、２０２０１０１７５６７９．３であり、発明名称が、「電動弁及び熱管理システム」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が援用されることで本出願に結合される。

本発明は、車両の熱管理システムの部材、及び、電動弁を含む熱管理システムに関するものである。

作動媒体の流量制御精度を向上させるために、車両の熱管理システムは、電動弁を採用してシステムの作動媒体の流量調整を行う。
電動弁は、過熱度を制御することによって実現し、過熱度の算出には、通過した圧力信号を取得する必要があり、如何に圧力信号を低コストで取得するかとの電動弁は、１つの技術的課題である。

本発明は、圧力信号を低コストで取得する電動弁を提供することを目的とする。

上記目的を実現するために、本発明は、
弁体と、第１段の流路及び第２段の流路が形成される弁座と、電気制御部と、駆動部とを含み、前記第１段の流路と前記第２段の流路との間に位置する弁口が形成されており、前記弁体は、前記弁口に対して運動するとともに前記弁口の開度を変更可能になっており、前記電気制御部は、前記駆動部を制御し、前記駆動部は、前記弁体を運動させる電動弁であって、前記弁座に接続され、検知流路内の作動媒体の圧力特徴を感応して圧電信号を形成可能になる圧力感応手段をさらに含み、前記電気制御部は、電気制御板を含み、前記圧電信号は、圧力特徴に対応する電気信号を調整回路により形成し、前記電気信号は、前記駆動部を制御する信号を生成する一部とする電動弁である。

熱管理システムであって、電動弁を含む空気調和システムを含み、前記電動弁は、以上の前記電動弁である。

本発明は、圧力感応手段により圧電信号を取得し、圧電信号は、駆動部を制御する信号を生成する一部として、圧力特徴に対応する電気信号を調整回路により取得し、圧力センシング手段の保護カバー及びパッケージ構造を別途に設置する必要がなく、電動弁を利用して圧力センシング手段を保護し、コスト低減に寄与する。

熱管理システムの一実施形態の模式ブロック図。 電動弁の１つの視野角の立体構造図。 図２の電動弁の平面構造図。 図３のＡ－Ａ断面の断面構造図。 図１の電動弁の部分構造の分解図。 図５における電気制御部の底面構造図。 弁座と温度感応手段、圧力感応手段との１つの組み合わせの立体構造図。 図７の１つの平面構造図。 図７のＢ－Ｂ断面の断面構造図。 電動弁の一実施形態のブロック図。

以下、図及び具体的な実施例に基いて、本発明をさらに説明する。

熱管理システムは、主に、車両または家庭用設備に適用され、以下、車両用熱管理システムで説明し、車両用熱管理システムは、少なくとも空気調和システムを含み、勿論、電池が車両に適用されることにつれて、車両用熱管理システムは、電池冷却システムを含んでもよい。
熱管理システムが作動する場合、空気調和システムは、循環して流れる冷媒を含み、電池冷却システムは、循環して流れる作動媒体を含み、この作動媒体は、水、油、水または油を含有する混合物、冷媒等であってもよい。

図１０は、電動弁の一実施形態のブロック図である。
電動弁は、弁体と、第１段の流路及び第２段の流路が形成される弁座と、電気制御部と、駆動部とを含み、電動弁は、第１段の流路と第２段の流路との間に位置する弁口が形成されており、弁体は、弁口に対して運動するとともに弁口の開度を変更することができ、電気制御部は、駆動部を制御し、この駆動部は、弁体を運動させ、電動弁は、弁座に接続され、検知流路内の作動媒体の圧力特徴を感応して圧電信号を形成する圧力感応手段をさらに含み、電気制御部は、電気制御板を含み、圧電信号は、圧力特徴に対応する電気信号を一つの調整回路により形成し、電気信号は、駆動部を制御する信号を生成する一部とする。
本発明は、圧力感応手段により圧電信号を取得し、この圧電信号は、駆動部を制御する信号を生成する一部として、圧力特徴に対応する電気信号を調整回路により取得し、圧力センシング手段の保護カバー及びパッケージ構造を別途に設置する必要がなく、電動弁を利用して圧力センシング手段を保護し、コスト低減に寄与する。

図１は、熱管理システムの一実施形態の模式図であり、本実施例における熱管理システムは、空気調和システムと、電池冷却システムとを含み、空気調和システムは、圧縮機１０と、凝縮器２０と、電動弁３０と、蒸発器４０とを含む。
空気調和システムが作動する場合、冷媒は、圧縮機１０で高温高圧の冷媒に圧縮され、この高温高圧の冷媒は、凝縮器２０で放熱された後に常温高圧の冷媒になり、常温高圧の冷媒は、電動弁３０を通過して蒸発器４０に入る。
常温高圧の冷媒が電動弁３０を経た後に減圧されるから、冷媒は、気化して低温の冷媒になり、この低温の冷媒は、蒸発器４０を経て大量の熱を吸収して圧縮機１０に戻る。
電池冷却システムは、熱管理ユニット５０とポンプ６０とを含み、空気調和システムにおける冷媒と電池冷却システムの作動媒体とは、熱管理ユニット５０で熱交換し、ポンプ６０は、電池冷却システムの作動媒体のために循環運動の動力を提供する。

図２～図１１によれば、電動弁３０は、弁体１と、弁座２と、電気制御部３と、駆動部４とを含み、弁座２には、第１段の流路２１及び第２段の流路２２が形成され、電動弁３０は、弁口２０を有する。
本実施例において、電動弁は、弁体座２０１をさらに含み、弁口２０は、弁体座２０１に成形され、勿論、他の実施形態において、弁口２０は、弁座２に成形されてもよい。
そして、この弁口２０は、第１段の流路２１と第２段の流路２２との間に位置し、電気制御部３は、駆動部４を制御でき、この駆動部４は、弁体１を運動させるように駆動し、弁体１は、弁口２０に対して運動するとともに弁口２０の開度を変更することができる。
電気制御部３は、電気制御板３１を含み、この電気制御板３１は、上位機器から発したのが制御信号である場合、制御信号を駆動信号に変換することができ、さらに、駆動部４が弁体１を動作させるように駆動することができる変換手段が集積されており、電気制御板３１は、上位機器から送信したのがシステム信号である場合、このシステム信号に応じて制御信号を生成するマイクロプログラミング手段と、制御信号を駆動信号に変換するとともに、駆動部４が弁体１を動作させるように駆動することができる変換手段とが集積されている。

本実施例において、電気制御部３は、１つの入力端子３２を有し、この入力端子３２により、電気制御板３１に給電し、上位機器から送信された信号を受信する。
本実施例において、駆動部４は、コイルユニット４１とロータユニット４２とを含み、コイルユニット４１は、電気制御板３１に電気的に接続され、駆動信号を電気制御板３１からコイルユニット４１に発し、このコイルユニット４１は、励起磁場が発生し、ロータユニット４２は、励起磁場の作用で回動し、電動弁３０は、伝動装置をさらに含み、この伝動装置は、固定されるナット９１と、ロータユニット４２及び弁体１に接続されるスクリュー９２とを含み、伝動装置は、回動を弁体１の軸方向運動に転換し、勿論、以上の駆動部及び伝動装置は、本実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の構造であってもよく、同じ効果が実現される。

本実施形態において、電動弁３０は、別体に設置されるとともに弁座２に機械的に接続される圧力感応手段５及び温度感応手段６をさらに含む。
そして、圧力感応手段５は、検知流路２３内の作動媒体の圧力特徴を感応して圧電信号を形成することができ、圧電信号は、圧力特徴に対応する電気信号を一つの調整回路により形成し、電気信号は、駆動部４を制御する信号を生成する一部とし、以上の調整回路は、電気制御板３に集積される。
また、温度感応手段６は、検知流路２３内に入り込んでおり、前記駆動部４を制御する信号を生成する一部として、検知流路２３内の作動媒体の温度特徴を感応することができる。

本実施例において、温度感応手段６及び圧力感応手段５は、単独で成形され、このように、システムのニーズに応じてそのうちの１つを交換し、システムの要求を満たし、より柔軟であることができ、なお、組み合わせの選択の柔軟性を増加でき、さらに製品コストを低くすることに寄与する。
本実施形態において、検知流路２３は、弁座２に位置し、検知流路２３の伸び方向は、第１段の流路２１、第２段の流路２３の伸び方向と同じである。
勿論、検知流路２３は、熱交換器またはシステムにおける他の部材に位置してもよい。

弁座２は、第１取付室２４を有し、圧力感応手段５は、第１取付室２４に位置し、電動弁３０は、第１位置制限部７１と、第１接続部品８１とをさらに含み、圧力感応手段５は、第１位置制限部７１により弁座２に対して位置制限され、電気制御板３１と圧力感応手段５とは、第１接続部品８１により電気的に接続される。
本実施例において、圧力感応手段５は、セラミックコンデンサ圧力センサであり、勿論、他の圧力感応手段であってもよい。
セラミックコンデンサ圧力センサを採用すれば、コスト低減に寄与する。
第１位置制限部７１は、第１サークリップ７１１と、弁座２に位置する第１スロット７１２とを含み、第１サークリップ７１１は、第１スロット７１２内に係止されることができ、第１サークリップ７１１は、圧力感応手段５の上側面に当て止めされ、圧力感応手段５の下側面と弁座２との間に第１封止リング５１１がある。
勿論、第１位置制限部７１は、第１サークリップ及び第１スロットに限定されず、ネジ接続等の形式で温度感応手段５及び弁座２を位置制限することであってもよい。

本実施例において、第１接続部品８１は、バネであり、電気制御板３１は、第１接続部品８１に固定され、圧力感応手段５は、第１ブリキパッド５１と第１収容部５２とを有し、第１ブリキパッド５１は、第１収容部５２の底部に位置し、第１接続部品８１は、一端が第１収容部５２に位置して第１ブリキパッド５１に当接され、第１接続部品８１は、、組付が完成した後に弾性ひずみが発生することにより、第１ブリキパッド５１に当接され、温度感応手段５との電気的な接続が保証される。
電気制御板３１が第１接続部品８１に溶接固定される一実施形態について、電気制御板３１に第１ジャック３１１が形成され、第１接続部品８１の一端が第１ジャック３１１に挿入して溶接固定されることであってもよく、別の実施形態について、電気制御板３１もブリキパッドを有し、第１接続部品８１がブリキパッドに当接されて溶接固定されることである。
勿論、他の実施形態において、圧力感応手段及び電気制御板の一方は、第１接続部品に固定接続され、圧力感応手段及び電気制御板の他方は、第１接続部品に当接され、このように、第１接続部品の位置決め及び制限を便利にさせる。

弁座２は、第２取付室２５をさらに有し、温度感応手段６は、サーミスタであり、前記第２取付室２５に位置し、電動弁は、第２位置制限部７２と第２接続部品８２とをさらに含み、温度感応手段６は、第２位置制限部７２により弁座２に対して位置制限され、電気制御板３１と温度感応手段６とは、第２接続部品８２により電気的に接続される。

本実施例において、第２位置制限部７２は、第２サークリップ７２１と、弁座２に位置する第２スロット７２２とを含み、第２サークリップ７２１は、温度感応手段６の上側面に位置し、温度感応手段６の一つの段差面６１は、弁座２に当接され、これらの段差面６１と弁座２との間に第２封止リング６１１がある。
第２接続部品８２は、バネであり、電気制御板３１は、第２接続部品８２に溶接固定され、温度感応手段６は、第２ブリキパッド６２と第２収容部６３とを有し、第２ブリキパッド６２は、第２収容部６３の底部に位置し、第２接続部品８２は、一端が第２収容部６３に位置して第２ブリキパッド６２に当接され、第２接続部品８２は、組付が完成した後に弾性ひずみが発生することにより、第２ブリキパッド６２に当接され、温度感応手段６との電気的な接続が保証される。
第２接続部品８２と、電気制御板３１及び温度感応手段６との接続方式は、本実施形態における接続方式に限定されない。
勿論、第２位置制限部７２は、第２サークリップ７２１及び第２スロット７２２に限定されず、ネジ接続等の形式で温度感応手段６及び弁座２を位置制限することであってもよい。
電気制御板３１が第２接続部品８２に溶接固定される一実施形態について、電気制御板３１に第２ジャック３１２が形成され、第２接続部品８２の一端が第２ジャック３１２に挿入して溶接固定されることであってもよい。

弁座２は、弁体取付室２７をさらに含み、弁体１は、弁体取付室２７に位置し、第１取付室２４、第２取付室２５、及び弁体取付室２７は、開口が弁座２の同じ側に向け、電動弁は、弁口２０で絞りを形成することができ、第１段の流路２１及び第２段の流路２２の一方は、上流にあり、第１段の流路２１及び第２段の流路２２の他方は、下流にあり、検知流路２３は、下流にある流路に位置し、あるいは、検知流路２３と下流にある流路とは、熱管理システムにより連通する。
他の実施例において、弁座は、中継部品である、または、熱交換器に位置するものであってもよい。

説明しようとするのは、以上の実施例は、本発明を制限するものではなく、本発明を説明するためにのみ使用され、本明細書は、上記の実施例を参照して本発明を既に詳しく説明したが、当業者が理解できるように、当業者は依然として本発明に対して補正、または等同交替を行うことができ、本発明の精神及び範囲を逸脱しない改善は、いずれも本発明の請求項の範囲内に含まれるべきである。

Claims (9)

1. 弁体と、第１段の流路及び第２段の流路が形成される弁座と、電気制御部と、駆動部とを含み、前記第１段の流路と前記第２段の流路との間に位置する弁口が形成され、前記弁体は、前記弁口に対して運動して前記弁口の開度を変更可能になっており、前記電気制御部は、前記駆動部を制御し、前記駆動部は、前記弁体を運動させるように駆動する電動弁であって、
   前記弁座に接続され、検知流路内の作動媒体の圧力特徴を感応して圧電信号を形成可能になる圧力感応手段をさらに含み、
   前記電気制御部は、電気制御板を含み、
   前記圧電信号は、圧力特徴に対応する電気信号を調整回路により形成し、
   前記電気信号は、前記駆動部を制御する信号を生成する一部とし、
   前記弁座は、第１取付室を有し、
   前記圧力感応手段は、前記第１取付室に位置し、
   前記電動弁は、第１位置制限部と、第１接続部品とをさらに含み、
   前記圧力感応手段は、前記第１位置制限部によって前記弁座に対して位置制限され、
   前記電気制御板と前記圧力感応手段とは前記第１接続部品により電気的に接続され、
   前記第１接続部品は、バネであり、
   前記電気制御板は、前記第１接続部品に溶接固定され、
   前記圧力感応手段は、第１ブリキパッドと第１収容部とを有し、
   前記第１ブリキパッドは、第１収容部の底部に位置し、
   前記第１接続部品は、一端が前記第１収容部に位置して前記第１ブリキパッドに当接され、
   前記第１接続部品は、弾性ひずみが発生することを特徴とする電動弁。
2. 前記第１位置制限部は、第１サークリップと、前記弁座に位置する第１スロットとを含み、
   前記第１サークリップは、前記第１スロット内に係止可能であり、
   前記第１サークリップは、前記圧力感応手段の上側面に当て止めされ、
   前記圧力感応手段の下側面と前記弁座との間に第１封止リングがあり、及び／または、前記圧力感応手段は、セラミックコンデンサ圧力センサであることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記調整回路は、前記電気制御板に集積されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動弁。
4. 前記検知流路内に入り込み、前記駆動部を制御する信号を生成する一部として前記検知流路内の作動媒体の温度特徴を感応可能である温度感応手段をさらに含み、
   前記温度感応手段と前記圧力感応手段とは、それぞれ前記電気制御板に接続されることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかの１項に記載の電動弁。
5. 前記弁座は、第２取付室をさらに有し、
   前記温度感応手段は、前記第２取付室に位置するサーミスタであり、
   前記電動弁は、第２位置制限部と第２接続部品とをさらに含み、
   前記温度感応手段は、前記第２位置制限部によって前記弁座に対して位置制限され、
   前記電気制御板と前記温度感応手段とは、第２接続部品により電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
6. 前記第２位置制限部は、第２サークリップと、前記弁座に位置する第２スロットとを含み、
   前記第２サークリップは、前記第２スロット内に係止可能であり、
   前記第２サークリップは、前記温度感応手段の上側面に当て止めされ、
   前記温度感応手段の一つの下向きの段差面は、前記弁座に当接され、
   前記段差面と前記弁座との間に第２封止リングがあることを特徴とする請求項５に記載の電動弁。
7. 前記第２接続部品は、バネであり、
   前記電気制御板は、前記第２接続部品に溶接固定され、
   前記温度感応手段は、第２ブリキパッドと第２収容部とを有し、
   前記第２ブリキパッドは、前記第２収容部の底部に位置し、
   前記第２接続部品は、一端が前記第２収容部に位置して前記第２ブリキパッドに当接され、
   前記第２接続部品は、弾性ひずみが発生することを特徴とする請求項６に記載の電動弁。
8. 前記弁座は、弁体取付室をさらに含み、
   前記弁体は、前記弁体取付室に位置し、
   前記第１取付室、第２取付室、及び前記弁体取付室は、開口が前記弁座の同じ側に向け、
   前記検知流路は、前記弁座に形成され、
   前記電動弁は、前記弁口で絞りを形成可能であり、
   前記第１段の流路及び前記第２段の流路の一方は、上流にあり、
   前記第１段の流路及び前記第２段の流路の他方は、下流にあり、
   前記検知流路は、前記下流にある流路に位置し、又は、前記検知流路と前記下流にある流路とは熱管理システムにより連通することを特徴とする請求項５～請求項７のいずれかの１項に記載の電動弁。
9. 電動弁を含む空気調和システムを含み、
   前記電動弁は、請求項１～請求項８のいずれかの１項に記載の電動弁であることを特徴とする熱管理システム。