用於機動車輛抽氣裝置的主動洩壓閥的製作方法

2023-04-30 05:22:51 2

專利名稱：用於機動車輛抽氣裝置的主動洩壓閥的製作方法
用於機動車輛抽氣裝置的主動洩壓閥 技術領域
本發明總體上涉及乘用車輛的通風，更具體地,涉及用於從機動車輛客艙內抽取 空氣的洩壓閥組件。
背景技術：
為了獲得安靜的環境以及保護機動車輛內部客艙免受外部因素損害，客艙基本上 相對於大氣密封。然而，在某些車輛操作情形下，內部客艙的空氣壓力可能大氣壓力。當進 出車輛而使車門關閉時，這些情形會固定地出現。如果內部不通向大氣，關閉車門所需的力 就會大幅提高，並為車輛操作人員帶來不便。高內部壓力還會由氣候控制系統中的風扇運 行產生或由高速行駛時外部空氣的湧入產生。
眾所周知，需要提供一種平衡客艙內部和大氣之間壓力的機構。通常，閥門組件布 置在車輛內部空間和外部之間來控制來自內部的空氣的排氣流。一種稱為洩壓閥或「抽氣 裝置」的閥門組件類型通常連接(經由一個或多個風管、導管和/或通風孔)至客艙。閥門 組件可允許空氣有選擇性地由客艙排出、釋放或抽取，同時基本防止了空氣、煤氣、煙氣和/ 或其他不期望的物質進入乘客艙中。通過去除和/或大幅降低壓力差，這些洩壓閥組件改 善了氣候控制系統的性能，降低了車門關閉力，最小化了車窗結構偏差，以及減少了車輛客 艙內部的噪音。
典型的車身抽氣裝置是被動閥，該閥僅允許空氣由壓力較高的車輛內部流向壓力 較低的車輛外部。每輛特定車輛的空氣動力學影響壓力，該壓力沿著車輛的外表面(抽氣 裝置的出口可以安裝在此)在不同位置以不同速度出現。產生的壓力會限制抽氣閥安裝在 車輛上的可接受的位置。另外，取暖、通風和空調(HVAC)系統已經要求足夠大的主風扇產 生足夠的氣流來克服氣流損失和外部壓力，以確保由車輛內部空間抽取出足夠的空氣。然 而，因為主風扇增加了尺寸，所以會由風扇產生不良的噪音水平。
為了達到車門關閉力的預期程度，已經要求了抽氣裝置的最小尺寸(即，流通面 積)。因為抽氣裝置的整體尺寸能夠減小，所以可以期望空氣處理效率的增加。發明內容
通過將風機或風扇與抽氣閥集成一體，本發明設計了主動通風閥。通過較少地依 靠存在於外部車輛表面處的較低氣壓，儘管由於車輛的空氣動力學，但是主動通風孔增加 了車輛外部上的可接受位置的數量。當與車門的打開協同地對主動通風孔進行控制時，抽 氣裝置降低車門關閉力的能力則會提高。通過增加抽氣裝置的通過量，可減小抽氣裝置的 尺寸，從而降低成本。當與HVAC風扇協同地對主動通風孔進行控制時，就可以使用更小、更 低噪音的主HVAC風扇而不降低HVAC性能。
在本發明的一方面中，乘用車輛包括具有內部空間的客艙。提供了乘客車門用於 打開以允許進入客艙或離開客艙。傳感器布置在車輛內以感知乘客車門的打開狀態或關閉 狀態。抽氣閥流體地連通在內部空間和外部之間，其中抽氣閥響應於高於外部壓力的內部空間中壓力而打開，並且抽氣閥基本上阻塞從外部向內部空間的氣流。輔助風扇與抽氣閥 集成一體以用於引導從內部空間向外部的排氣流。輔助風扇響應感知乘客車門的打開狀態 而啟動。
根據本發明的一個實施例，輔助風扇響應於感知所述關閉狀態恢復而停用。
根據本發明的一個實施例，輔助風扇從其啟動經過一段固定時間間隔後停用。
在本發明另一方面中，乘用車輛包括具有內部空間的客艙。HVAC系統調節來自車 輛外部的新鮮空氣，其中，HVAC系統包括用以將已調節氣流輸向內部空間的主風扇。抽氣 閥流體地連通在內部空間和外部之間，其中抽氣閥響應高於外部壓力的內部空間中壓力而 打開。抽氣閥基本上阻塞從外部向內部空間的氣流。輔助風扇與抽氣閥集成一體以引導從 內部空間到外部的排氣流，其中輔助風扇根據主風扇而啟動。
根據本發明的一個實施例，輔助風扇和主風扇各自具有可變的速度，其中所述輔 助風扇的速度以與所述主風扇的設置速度成比例地被控制。
根據本發明的一個實施例，乘用車輛還包括用於為所述主風扇手動選擇速度設置 的用戶界面。
根據本發明的一個實施例，乘用車輛還包括用於手動選擇目標溫度的用戶界面， 其中，所述HVAC系統包括用於響應所選擇的目標溫度而為所述主風扇自動確定速度設置 的電子自動溫度控制，其中所述電子自動溫度控制以與所述主風扇的自動確定的速度設置 成比例地啟動所述輔助風扇。
根據本發明的一個實施例，輔助風扇流體地連通在所述抽氣閥和所述內部空間之 間。
根據本發明的一個實施例，集成一體的所述輔助風扇和所述抽氣閥位於所述內部 空間的外側，並且其中所述車輛還包括連接在所述輔助風扇和所述內部空間之間的風管。
又一方面，本發明提供一種用於乘用車輛的主動通風孔，其中，所述車輛包括具有 內部空間的客艙，其中，所述車輛具有用以調節來自所述車輛外部的新鮮空氣的HVAC系 統，其中，所述HVAC系統包括用以輸送已調節氣流至所述內部空間的主風扇，所述主動通 風孔包括用於流體地連通在所述內部空間和外部之間的抽氣閥，其中所述抽氣閥響應於 所述內部空間壓力高於外部壓力而打開，並且其中所述抽氣閥基本上阻塞從所述外部至所 述內部空間的氣流；以及與所述抽氣閥集成一體以引導從所述內部空間向所述外部的排氣 流的輔助風扇，其中所述輔助風扇根據所述主風扇而啟動。
根據本發明的一個實施例，其中所述輔助風扇具有可變速度，並且其中所述輔助 風扇的速度以與所述主風扇的設置速度成比例地控制。
又一方面，本發明提供一種用於乘用車輛的輔助風扇的操作方法，其中，所述車輛 包括具有內部空間的客艙、用於打開以允許進入所述客艙的車門、在所述車輛中布置以感 知所述車門的打開狀態或關閉狀態的傳感器、流體地連通在所述內部空間和外部之間的抽 氣閥以及與所述抽氣閥集成一體的輔助風扇，所述方法包括如下步驟感知所述車門的打 開；響應所述車門的打開而啟動所述輔助風扇，以用於引導氣流從所述內部空間到所述外 部來降低關閉車門時的關閉力。
根據本發明的一個實施例，該操作方法還包括如下步驟響應於感知所述關閉狀 態已經恢復而停用所述輔助風扇。
根據本發明的一個實施例，該操作方法還包括如下步驟在從所述輔助風扇啟動 後經過一段固定的時間間隔後，停用所述輔助風扇。
又一方面，本發明提供一種用於乘用車輛的輔助風扇的操作方法，其中，所述車輛 包括具有內部空間的客艙、用以調節來自所述車輛外部的新鮮空氣的HVAC系統、以及流體 地連通在所述內部空間和外部之間的抽氣閥，其中所述HVAC系統包括用以輸送已調節氣 流至所述內部空間的主風扇，所述方法包括如下步驟響應所述內部空間中壓力高於外部 壓力而自動打開所述抽氣閥；基本上阻塞氣流從所述外部穿過所述抽氣閥到達所述內部空 間；以及通過與所述抽氣閥集成一體的所述輔助風扇引導從所述內部空間向所述外部的排 氣流，其中，所述輔助風扇根據所述主風扇而啟動。
根據本發明的一個實施例，所述輔助風扇和所述主風扇各自具有可變的速度，所 述方法還包括如下步驟為所述主風扇設置速度；其中，根據所述主風扇而啟動所述輔助 風扇的步驟包括以與所述主風扇的速度設置成比例地控制所述輔助風扇的速度。


圖1是具有抽氣閥的車輛的局部立體圖。
圖2是傳統的抽氣閥的俯視圖。
圖3是本發明主動通風閥的分解立體圖。
圖4是示出穿過內部空間的改進的氣流模式的示圖。
圖5是用以控制主動通風孔的車載系統的框圖。
具體實施方式
現在參考圖1，示出機動車輛10包括具有不同表面的車身11。車身11包圍客艙 12。客艙12與外部大氣之間的流體連通由位於車輛10的車輪凹槽區域13的抽氣閥14提 供。正如本領域技術人員所知道的，抽氣閥14優選地經由風管15連接至客艙12。
圖2更為詳細地示出了抽氣閥14。主體部分16包括多個格柵孔17，每一個格柵 孔均具有相關的活動翼18(示出處於打開位置)，該活動翼18允許從車輛內部空間向外部 的單向氣流。活動翼18的布置成使得當預定高壓未呈現在抽氣閥14內側時，活動翼18的 自身重量迫使其關閉(即，通過轉動至阻塞孔17的位置)。
圖3示出了本發明的第一實施例，其中抽氣閥20與輔助風扇21集成為一體。抽 氣閥20具有相對於下部孔(未示出)可轉動地安裝的翼22和23。凸緣24和夾子25有助 於抽氣閥20安裝在車身表面適當的孔內。輔助風扇21通過使用連接孔26和相應的緊固 件(未示出)連接到閥20的後部內側來與閥20集成為一體。輔助風扇21包括驅動電動 機和與諸如通常用於臺式個人電腦散熱的風扇類型類似的風扇葉片。輔助風扇21安裝成 使得其不妨礙抽氣閥20的翼運動或者其他功能。當風扇21不工作時，抽氣閥20響應於內 部空間壓力高於外部壓力(例如，當車門關閉時)仍然能夠打開。輔助風扇21還以避免妨 礙抽氣閥20基本上阻塞由外部向內部空間的氣流的能力的方式安裝。
在如下所述的一個實施例中，輔助風扇21根據主風扇的啟動而啟動，以引導由內 部空間向外部的排氣流。在優選實施例中，輔助風扇和主風扇分別具有各自的可變速度。輔 助風扇的速度可優選地與主風扇的設定速度成比例地控制。在某些環境中，例如客艙特別強烈地加熱或製冷時，可以使用一些不同於主風扇速度和輔助風扇速度之間的正比例映射 的映射。
在圖4中示出了產生的輔助氣流。車輛30具有客艙31和HVAC系統32。HVAC系 統32具有調節部件33和主風扇34。外部空氣經由調節部件33調節，經調節的空氣由主風 扇34通過風管35和36分送至客艙31。來自客艙31內的大量空氣可以通過HVAC系統32 與外部空氣循環和混合。空氣從客艙31通過主動通風閥37排向車輛外部。
圖5示出了連接至電子自動溫度控制(EATC) 41的用戶界面40。在用戶使用用戶 界面40手動選擇目標溫度後，當必需在客艙內實現目標溫度時，EATC41啟動HVAC系統。 HVAC系統的控制包括為主風扇42自動地設置適當的速度。在一個優選的實施例中，EATC41 啟動輔助抽氣風扇43，其與已經為主風扇42設置的自動確定的速度成比例。例如，主風扇 42和輔助風扇43可具有各自的低速、中速、高速設置，並且當HVAC運行時，主風扇42和輔 助風扇43均以相同的設置運行。可選地，可提供更多數量的速度設置和/或可連續地控制 這些速度。
如虛線44所示，用戶界面40還可直接控制輔助抽氣風扇43的速度設置(無論是 否存在EATC)。優選地，可提供前後設置風扇42和43的速度的單獨風扇速度控制開關。
在本發明的另一實施例中，響應於諸如乘客車門或提升式門的車門的開啟來控制 輔助風扇43。如圖5所示，一個或多個車門傳感器和/或相關的電子模塊45連接至輔助風 扇43，目的是響應車門的開啟來啟動輔助風扇。當車門隨後關閉時，輔助風扇43繼續運轉 以使內部空氣通過抽氣閥更快地逸出，從而降低關門所需的力。輔助風扇43響應於感知的 車門關閉狀態已經恢復而(立即或短暫滯後諸如2秒)停用。風扇速度可逐漸降低以使輔 助風扇43的運轉更不明顯。為了避免風扇運轉持續較長時間和任何相關的電池損耗，輔助 風扇43還可在從其啟動經過固定時間間隔(例如，30秒)後停用。
權利要求
1.一種乘用車輛，包括 具有內部空間的客艙； 用以調節來自所述車輛的外部的新鮮空氣的HVAC系統，其中，所述HVAC系統包括將已調節空氣的氣流送入所述內部空間的主風扇； 流體地連通在所述內部空間和所述外部之間的抽氣閥，其中所述抽氣閥響應於所述內部空間壓力高於外部壓力而啟動，並且所述抽氣閥基本上阻塞從所述外部至所述內部空間的氣流；以及 與所述抽氣閥集成一體以引導從所述內部空間向所述外部的排氣流的輔助風扇，其中所述輔助風扇根據所述主風扇而啟動。
2.根據權利要求1所述的乘用車輛，其中，所述輔助風扇和所述主風扇各自具有可變的速度，其中所述輔助風扇的速度以與所述主風扇的設置速度成比例地被控制。
3.根據權利要求2所述的乘用車輛，還包括用於為所述主風扇手動選擇速度設置的用戶界面。
4.根據權利要求2所述的乘用車輛，還包括用於手動選擇目標溫度的用戶界面，其中，所述HVAC系統包括用於響應所選擇的目標溫度而為所述主風扇自動確定速度設置的電子自動溫度控制，其中所述電子自動溫度控制以與所述主風扇的自動確定的速度設置成比例地啟動所述輔助風扇。
5.根據權利要求1所述的乘用車輛，其中，所述輔助風扇流體地連通在所述抽氣閥和所述內部空間之間。
6.根據權利要求5所述的乘用車輛，其中，集成一體的所述輔助風扇和所述抽氣閥位於所述內部空間的外側，並且其中所述車輛還包括連接在所述輔助風扇和所述內部空間之間的風管。
7.一種乘用車輛，包括 具有內部空間的客艙； 用於打開以允許進入客艙或離開所述客艙的乘客車門； 傳感器，布置在所述車輛內以感知所述乘客車門的打開狀態或關閉狀態； 抽氣閥，流體地連通在所述內部空間和外部之間，其中所述抽氣閥響應於高於外部壓力的所述內部空間中壓力而打開，並且所述抽氣閥基本上阻塞從所述外部向所述內部空間的氣流；以及 與所述抽氣閥集成一體的輔助風扇，以用於引導從所述內部空間向所述外部的排氣流，其中所述輔助風扇響應感知所述乘客車門的打開狀態而啟動。
8.根據權利要求7所述的乘用車輛，其中，所述輔助風扇響應於感知所述關閉狀態恢復而停用。
9.根據權利要求7所述的乘用車輛，其中，所述輔助風扇從其啟動經過一段固定時間間隔後停用。
10.一種用於乘用車輛的主動通風孔，其中，所述車輛包括具有內部空間的客艙，其中，所述車輛具有用以調節來自所述車輛外部的新鮮空氣的HVAC系統，其中，所述HVAC系統包括用以輸送已調節氣流至所述內部空間的主風扇，所述主動通風孔包括 用於流體地連通在所述內部空間和所述外部之間的抽氣閥，其中所述抽氣閥響應於所述內部空間中壓力高於外部壓力而打開，並且其中所述抽氣閥基本上阻塞從所述外部至所述內部空間的氣流；以及 與 所述抽氣閥集成一體以引導從所述內部空間向所述外部的排氣流的輔助風扇，其中所述輔助風扇根據所述主風扇而啟動。
全文摘要
乘用車輛包括具有內部空間的客艙。HVAC系統調節來自車輛外部的新鮮空氣，其中，HVAC系統包括用以輸送已調節空氣到內部空間的主風扇。抽氣閥流體地連通在內部空間和外部之間，其中，抽氣閥響應於內部空間壓力高於外部壓力時打開。抽氣閥基本上阻塞由外部向內部空間的氣流。輔助風扇與抽氣閥集成一體以引導由內部空間向外部的排氣流，其中，輔助風扇根據主風扇而啟動。可選地，輔助風扇響應車門的打開而啟動，這提高了抽氣閥減少車門關閉力的能力。本發明還提供用於機動車輛抽氣裝置的主動洩壓閥。
文檔編號B60H1/24GK103009964SQ201210324248
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月4日 優先權日2011年9月19日
發明者詹姆斯·A·馬洛, 大衛·A·韋德, 肯尼斯·M·雷奧, 託德·W·迪什曼, 阿茲法爾·卡馬爾, 保羅·雷帕 申請人:福特環球技術公司