控制机构和采用该控制机构的机动车的制作方法
【专利摘要】一种控制机构，包括：控制部分、传动部分和操纵部分，其中控制部分包括面板和控制件，控制件包括控制旋钮、旋转轴、和旋钮传动齿轮；传动部分包括连杆和辅助传动齿轮件，连杆包括凸缘，凸缘包括第一侧和第二侧，第一侧上设置有第一齿部，第二侧上设置有第二齿部，辅助传动齿轮件包括第一小齿轮和第二小齿轮；当控制旋钮在第一转动范围中转动时，旋钮传动齿轮与第一齿部啮合，以第一传动比带动连杆转动；当控制旋钮在第二转动范围中转动时，旋钮传动齿轮与第一齿部脱开，第二小齿轮与第二齿部啮合，从而旋钮传动齿轮通过第一小齿轮、第二小齿轮以第二传动比带动连杆转动；其中，第一传动比不同于第二传动比。还公开了一种包括该控制机构的机动车。
【专利说明】控制机构和采用该控制机构的机动车
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安装在机动车控制面板上用于实现控制功能的控制机构，本发明尤其涉及用于控制车辆空气调节功能的控制机构。本发明还涉及一种采用该控制机构的机动车。
【背景技术】
[0002]本领域已知安装在机动车控制面板上、用于实现控制功能的控制机构，其能够用于切换所控制的设备的多个操作模式。该种类型的控制机构用于和诸如HVAC系统(加热、换气和空气调节系统)配合，例如用于控制HVAC系统在多个操作模式之间切换。该控制机构通过缆线和HVAC接合，且通过操控与HVAC连接的缆线的行程来将HVAC系统在多个操作模式之间切换。例如，该多个操作模式依次包括除雾模式、除雾+脚部模式、脚部模式、面部模式等。例如，该控制机构可以包括用于接收输入的控制旋钮，该旋钮可转动地设置，且可在一角度范围内通过转动而在多个位置之间切换。该多个位置和前述多个操作模式一一对应，通过转动该旋钮选择前述操作模式中的一个，进而变动将其和HVAC系统连接的缆线的行程，从而由此将和该控制机构通过缆线连接的设备切换至相应的操作状态。
[0003]在现有技术中，该控制机构包括连杆，该连杆的一端设置有连杆轴，连杆可绕该连杆轴的纵向轴线转动，且另一端连接有将控制机构和HVAC系统连接的缆线，该连杆还设置有齿部，该连杆和控制旋钮的旋钮轴上的旋钮传动齿轮直接相连，以将控制旋钮绕控制旋钮轴的轴线的转动转化成连杆绕连杆轴线的转动，从而变动缆线的行程，进而控制相连的HVAC系统在不同的操作状态之间切换。前述控制旋钮的旋钮传动齿轮绕旋钮轴设置，该旋钮传动齿轮可和控制旋钮同步地转动。
[0004]在前述的现有技术中的该类控制机构中，控制机构中的控制旋钮一直和连杆直接接合，具有简单的传动机械结构，然而其缺点是旋钮和连杆的传动比是固定的，即，在旋钮转动的整个角度范围内，将旋钮转动相同的角度而造成的连杆枢转的角度是相同的，进而造成的缆线的行程的变动也是相同的。
[0005]但是，出于经济性的考量，通常希望将同样的受控设备(诸如HVAC系统)用于尽可能多的场合，而在保持受控设备(诸如HVAC系统)不变的前提下，根据具体的要求的不同，可能希望该控制机构所控制的设备具有更多数量的操作模式，例如，可能希望该控制机构在原有的除雾模式、除雾+脚部模式、脚部模式、面部模式的基础上增加脚部+面部模式。本领域技术人员可理解，该脚部+面部模式所对应的缆线行程为脚部模式所对应的缆线行程和面部模式所对应的缆线行程的平均值，在根据现有技术的控制机构中，即，控制旋钮和连杆通过例如旋钮传动齿轮和连杆的齿部直接接合的控制机构中，该脚部+面部模式所对应的脚部+面部模式位置需要位于将脚部模式位置和面部模式之间圆周角被均分的位置，即，该额外加入的位置和此前的四个位置并非是绕旋钮轴圆周地等角度地间隔开的，这将影响使用者对操作模式的分辨，且影响该控制机构以及诸如车辆控制面板的外观。一般来说，希望前述多个位置在面板上绕旋钮轴圆周地等角度地间隔开，即，在相邻位置切换时控制旋钮转动的角度均相等，以使得使用者能更佳地分辨不同的操作模式，且更好地满足外观上的对称性、美观性。
[0006]因此本领域中希望具有一种改进的安装在机动车控制面板上、用来实现控制功能的控制机构，在控制旋钮转动的整个角度范围内，控制旋钮以不同的传动比带动受控缆线的行程变动，进而带动受控设备的操作模式的变化。具体说，在保持所控制的受控设备不变的情形下，虽然增加了额外的操作模式，但所述控制机构的构造能够使得原有的操作模式在面板上的对应位置以及额外的操作模式在面板上的对应位置在绕控制旋钮的圆周上等角度地间隔开。换句话说，当需要增加位于原有的操作模式之间的额外的操作模式，又希望将该增加的操作模式所对应的额外的操作模式位置和原有的操作模式所对应的操作模式位置绕控制旋钮圆周地等角度地间隔开时，只需要将旧的控制机构更换成根据本发明的控制机构，而不需要对其控制的受控设备进行改动，这在将该控制机构以及和其配套的受控设备(诸如HVAC系统)应用于不同的情形中(诸如不同的车辆中时)具有经济性上的优势。
【发明内容】
[0007]基于以上目的，本公开提供了一种用来在机动车控制面板上实现控制功能的控制机构，其包括控制部分、传动部分和操纵部分；其中，该控制机构的控制部分包括:面板，面板上设置有开口 ；和控制件，所述控制件包括控制旋钮，穿过所述开口而设置的旋转轴、和旋钮传动齿轮，所述旋钮传动齿轮同心地设置在所述控制旋钮的旋钮轴上，其中所述控制旋钮、所述旋钮轴和所述旋钮传动齿轮同步地绕该旋钮轴的轴线在第一转动范围和第二转动范围中转动；该控制机构的传动部分包括:连杆，所述连杆包括连杆轴和凸缘，其中所述连杆轴安装在所述面板的背面使得连杆能够绕连杆轴的轴线转动；其中所述凸缘为以所述连杆轴的轴线为中心轴线的弧形，该凸缘包括朝向连杆轴的第一侧和背离连杆轴的第二侦牝在所述凸缘的第一侧上设置有第一齿部，在所述凸缘的第二侧上设置有第二齿部；辅助传动齿轮件，其包括可转动地设置在面板背面的辅助传动齿轮轴，以及和辅助传动齿轮轴同心设置、同步转动的第一小齿轮和第二小齿轮；其中，所述第一小齿轮与所述旋钮传动齿轮保持啮合；该控制机构的操纵部分包括:缆线，其一端连接至所述连杆远离所述连杆轴的一端，且另一端连接至由所述控制机构控制的受控设备；其中，当控制旋钮在第一转动范围中转动时，所述旋钮传动齿轮与所述连杆的凸缘的第一齿部啮合，从而以第一传动比带动所述连杆枢转；当控制旋钮在第二转动范围中转动时，所述旋钮传动齿轮与所述第一齿部脱离啮合，而所述辅助传动齿轮轴的第二小齿轮与所述连杆的凸缘的第二齿部啮合，从而所述旋钮传动齿轮通过辅助传动齿轮轴的第一小齿轮、第二小齿轮以第二传动比带动所述连杆转动；其中，所述第一传动比不同于所述第二传动比。
[0008]当使用根据本公开的控制机构时，当控制旋钮在其第一转动范围中转动时，其所包括的旋钮传动齿轮通过和其接合的凸缘的第一齿部带动连杆以第一传动比转动，从而相应地控制旋钮转动的角度以第一比例变动连接至连杆远离连杆轴的一端的缆线的行程；当控制旋钮在其第二转动范围中转动时，其所包括的旋钮传动齿轮脱开和第一齿部的啮合，而辅助传动齿轮件的第二小齿轮和凸缘的第二齿部啮合，由此控制旋钮带动连杆以第二传动比转动，从而相应地控制旋钮枢转的角度以第二比例变动连接至连杆远离连杆轴的一端的缆线的行程，其中，该第一传动比不同于第二传动比，且相应地，该第一比例不同于第二比例。
[0009]可根据使用的需要，例如通过调节旋钮控制齿轮和第一小齿轮的齿轮比，和/或第二小齿轮和第二齿部的齿轮比来调节第一传动比和/或第二传动比。
[0010]优选地，所述控制旋钮可和所述旋钮轴同步地绕该旋钮轴的纵向轴线在多个位置之间同步地转动，该多个位置包括绕旋转轴圆周地设置的、从第I位置到第N位置的N个位置，其中从第I位置到第M位置之间的转动对应的转动范围为第一转动范围，而从第M位置到第N位置之间的转动对应的转动范围为第二转动范围，其中I < M < N。
[0011]前述N个位置绕控制旋钮的圆周布置在一角度范围内，该角度范围可为0-360°之间的任意角度范围，优选地，该角度范围可为270°之间。该N个位置优选地绕控制旋钮的旋转轴的纵向轴线等角度地设置，且该N个位置中的每一个都对应于该控制结构所控制的受控设备的多个操作模式中的一种。
[0012]优选地，该N个位置在控制机构的面板上标示出，例如可使用诸如图例的直观的标识或文字标识来将该N个位置标示出。
[0013]例如,该N个位置可为5个位置,而M可为3。
[0014]例如，由该控制机构控制的受控设备为HVAC系统。
[0015]例如，该5个位置可依次为除雾模式位置、除雾+脚部模式位置、脚部模式位置、脚部+面部模式位置、面部模式位置，其分别对应于受控HVAC系统的除雾模式、除雾+脚部模式、脚部模式、脚部+面部模式、面部模式。
[0016]以上说明的本发明的内容仅为示例性的，本领域技术人员将理解，该控制机构可适用于HVAC系统之外的其他受控设备，且该N个位置可等角度地或不等角度地间隔开，即可基于本发明的精神对该控制机构进行变动和改进而不背离本发明。本发明的范围由所附的要求书所限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]以非限制性示例的方式，在下文中参照下列附图更好的示出了根据本发明的控制机构的构造。
[0018]图1A为根据本发明的实施例的控制机构的正视图；
[0019]图1B为根据本发明的实施例的控制机构的后视图；
[0020]图1C为根据本发明的实施例的控制机构的局部放大视图；
[0021]图2为根据本发明的实施例的控制机构的局部透视视图；
[0022]图3A为根据本发明的实施例的控制机构的局部视图，其中控制旋钮在第一转动范围中；
[0023]图3B为根据本发明的实施例的控制机构的局部视图，其中控制旋钮在第一转动范围至第二转动范围的切换中；
[0024]图3C为根据本发明的实施例的控制机构的局部试图，其中控制旋钮在第二转动范围中；
[0025]图4为根据本发明的实施例的控制机构的操作的示意图。
【具体实施方式】[0026]参考图1A-1C，其中示出了一种控制机构I，其包括控制部分10、传动部分20和操纵部分30。
[0027]该控制机构I的控制部分10包括面板100和控制件110，其中该面板100包括曝露在外的正面1001以及和该正面相对的背面1002,穿通该面板100设置有一开孔(未不出)。
[0028]控制件110包括控制旋钮1101，与控制旋钮固接的旋钮轴1102和设置在旋钮轴上的旋钮传动齿轮1103。旋钮轴1102穿过面板上的开孔设置，控制旋钮1101通过开孔而安装在面板100的正面1001上。参见图2，该控制件110的旋钮传动齿轮1103和旋钮轴1102以及控制旋钮1101同心地设置，该旋钮传动齿轮1103和旋钮轴1102以及控制旋钮1101同步地绕旋钮轴1102的轴线在第一转动范围I和第二转动范围II中转动。
[0029]该控制机构I的传动部分20包括连杆201，该连杆201的一端上设置有一连杆轴2010，该连杆轴2010可为和连杆201 —体的或以任意合适的连接方式连接于其上，该连杆轴2010从连杆201突出，其中该连杆轴2010从连杆201突出的部分适于可转动地安装进入设置在面板100的背面1002上的安装孔(未示出)中，从而连杆201可绕该连杆轴2010的轴线转动。连杆轴2010可绕其自身的轴线以可转动卡合的方式和安装孔接合。
[0030]该连杆201还包括凸缘2011，该凸缘2011固定地设置在连杆201上且从该连杆201凸出，且该凸缘2011为以连杆轴2010的轴线为中心轴线的弧形，该凸缘2011包括朝向连杆轴的第一侧和背离连杆轴的第二侧，且在所述凸缘2011的第一侧上设置有第一齿部2012a，在所述凸缘的第二侧上设置有第二齿部2012b。
[0031]该传动部分20还包括辅助传动齿轮件202，其包括可转动地支撑在面板背面1002上的辅助传动齿轮轴，以及和辅助传动齿轮轴同心设置、同步转动的第一小齿轮2021和第二小齿轮2022 ;其中，所述第一小齿轮2021与所述旋钮传动齿轮1103保持啮合。
[0032]该控制机构I的操纵部分30包括缆线(未示出)，缆线的一端连接至连杆201远离连杆轴2010的一端，且另一端连接至由控制机构I所控制的受控设备。缆线可以用任何本领域技术人员所知的合适的方式和连杆201连接，诸如通过设置在连杆201上的孔和其连接。
[0033]通过将连杆201连接至受控设备的缆线，使得连杆的转动和缆线的行程以及受控设备的操作模式相关联。总体地，可将预先确定的缆线行程和受控设备的操作模式一一对应。例如，受控设备具有η个操作模式，其顺序地为模式1、模式2...模式η，则预先确定η个缆线长度L,其中L1对应于模式I, L2对应于模式Ln对应于模式η,且L1 < L2 <一< Ln。由此，通过变动缆线的行程L至特定的操作模式η所对应的缆线行程Ln，则可将该受控设备切换至该特定的操作模式η。
[0034]将控制旋钮1101绕旋钮轴1102转动可相应地带动连杆201转动，且由于缆线的一端连接至连杆201远离连杆轴2010的一端而使得连接连杆201和受控设备的缆线的行程发生变化，当该缆线的行程长度变动至前述的预定的缆线长度Ln时，受控设备的操作模式相应地变动至预定的缆线行程Ln所对应的操作模式η。
[0035]根据上文可知，通常希望该多个操作模式所对应的多个旋钮位置绕旋钮轴1102圆周地等角度地间隔开，即，将该多个位置间隔开的绕旋钮轴1102的角度相等，以使得使用者能更佳地分辨不同的操作模式，且更好地满足外观上的对称性，改善车辆控制面板的外观。[0036]例如，在现有技术中，当受控设备具有4个操作模式时，可将受控设备设计为其控制旋钮1101可在绕旋钮轴1102圆周地等角度地间隔开的4个位置之间转动，从而将缆线的长度在1^上2、1^山之间变动，其中L2-L1 = L3-L2 = L4-L3，这是由于根据现有技术的控制机构中，旋钮传动齿轮21和连杆22的传动部分之间的传动比是不变的，从而转动相同的角度所造成的缆线行程的变动相同。
[0037]基于所适用的环境的不同，诸如当安装至不同的车辆中时，根据车辆的定位以及具体应用的不同，可能希望在原有的操作模式的基础上增加介于原有的模式之间的新的模式。例如，在市场定位更高的车辆上可能希望安装有具有更多的操作模式的控制机构，以实现对HVAC系统的更好的控制，且具有更好的灵活性。为了充分利用现有的受控设备，该新添加的模式通常是原有的2个连续的操作模式的中间模式，例如，当原操作设备中具有连续分布的脚部模式和面部模式时，可能希望添加新的脚部+面部模式。
[0038]本领域技术人员可以理解的是，这可通过对原有的受控设备增加位于原有的2个连续的操作模式所分别对应的2个连续的操作模式位置之间的中间操作模式位置来实现，而不必再做其他改动。例如当希望添加新的脚部+面部模式时，可通过增加位于原有的连续的脚部模式和面部模式位置之间、且将该两个位置等角度地分开的脚部+面部模式子位置来实现，且假设面部模式对应于缆线行程U.，而脚部模式对应于缆线行程Lm+1。由此，当控制旋钮1101切换至该脚部模式+面部模式子位置时，其将带动连杆201转动继而带动缆线变动行程至(Lm+Lm+1) /2，而相应地将该受控设备切换至脚部+面部操作模式。
[0039]然而，这样的话，在根据现有技术的控制机构中，面板100上的位置的分布将是不均匀的，这是制造商和使用者所不希望的。
[0040]因此，在根据本发明的实施例的控制机构中，如图2和图3A-3C所示，该控制机构I的传动部分20还包括辅助传动齿轮件202，其包括可转动地设置在面板背面的辅助传动齿轮轴2020，以及和辅助传动齿轮轴同心设置、同步转动的第一小齿轮2021和第二小齿轮2022,该两个小齿轮可为一体的,或以任何合适的接合方式固定的连接在一起,该两个小齿轮也可以与齿轮轴一体形成，使得该两个小齿轮之间不发生相对于彼此的转动，而是一起绕辅助传动齿轮轴的轴线同步地转动。其中，将辅助传动齿轮轴和第一小齿轮2021布置为使得第一小齿轮2021和旋钮传动齿轮1103保持啮合，如图3A-3C所示，从而旋钮传动齿轮1103的转动可引起第一小齿轮2021绕辅助传动齿轮轴的转动，继而带动第二小齿轮2022同步地转动。
[0041]如图1C所示，前文所述的控制旋钮1101可在控制旋钮的第一转动范围I和第二转动范围II中转动，
[0042]当其在第一转动范围I中转动时，旋钮传动齿轮1103和凸缘2011的第一齿部2012a直接接合，旋钮传动齿轮1103的转动可以旋钮传动齿轮1103和第一齿部2012a之间的第一传动比I1导致连杆201的枢转，继而以第一比例Rι变动连接至连杆201远离其连杆轴2010的端部的缆线的行程，该第一比例F1定义为控制旋钮1101转动的角度Λ α和变动的缆线行程Λ L之间的比例，即Rι =Λ α/AL ;当控制旋钮1101在第二转动范围II中转动时，控制旋钮1101的旋钮传动齿轮1103脱开和第一齿部2012a的啮合，但任然保持和第一小齿轮2021的啮合，而和第一小齿轮2021同步地转动的第二小齿轮2022和第二齿部2012b啮合，由此旋钮传动齿轮1103的转动以旋钮传动齿轮1103和第二齿部2012b之间的第二传动比i2导致连杆的转动，继而以第二比例r2变动连接至连杆201远离其连杆轴2010的端部的缆线的行程，该第二比例r2类似地定义为控制旋钮1101转动的角度Λ α ’和变动的缆线行程Λ L’之间的比例，即r2 Λ α ’ / Λ L’ ；由于第一齿部2012a和第二齿部2012b驱动同一连杆22枢转,贝丨J I1/12 = T1Zr2 ;且其中I1关i2，相应地，A关r2。
[0043]如本领域技术人员所知的，可通过配合地变动旋钮传动齿轮1103、第一小齿轮2021、第二小齿轮2022、第一齿部2012a、第二齿部2012b的参数而获得不同的传动比I1和
I2O
[0044]优选地,2;^= i2,且相应地,21^ = r2。
[0045]换句话说，对于相同的控制旋钮转动的角度Λ α，当该转动位于第一转动范围中时其变动的缆线的长度为AL，而当该转动位于第二转动范围中其变动的缆线的长度为AL’，此时AL = 2AL’，即，对于控制旋钮转动相同的角度，其在第一转动范围中造成缆线的长度的变动为其在第二转动范围中造成缆线的长度的变化的2倍。
[0046]这在用于解决前述的问题是有优势的，即，如果希望保留针对多个均匀分布的操作模式位置设置的具有多个操作模式的受控设备，而加入一个新的操作模式，该操作模式为原有的两个连续的操作模式的中间操作模式，此时需要引入位于原有的两个连续的关联的操作模式位置之间的子位置，且希望该子位置和原有的多个操作模式位置均匀地分布，则可引入前述的控制机构，将在原有的两个连续的关联的操作模式之间的转动对应于第二转动范围，则由此可将该子位置和原有的多个操作模式位置角度地均匀分布。
[0047]例如，如希望控制的受控设备(诸如HVAC系统)是针对4个操作模式设计的，该四个模式依次为除雾模式Ml、除雾+脚部模式M2、脚部模式M3、面部模式Μ5，其所对应的缆线的长度依次为O、1/3L、2/3L、L。希望在该受控设备中引入新的操作模式，诸如脚部+面板模式M4，该操作模式M4为脚部模式和面部模式的中间位置，如本领域技术人员所知的，该脚部+面部模式对应的缆线的行程为脚部模式和面部模式所分别对应的缆线行程的中间值，其优选地为该两个缆线行程的平均值，即为5/6L，如图4以及表1所示。
[0048]
【权利要求】
1.一种控制机构，其包括: 控制部分，其包括: 面板，面板上设置有开孔；和 控制件，所述控制件包括控制旋钮、穿过所述开孔而设置的旋钮轴、和旋钮传动齿轮，所述旋钮传动齿轮同心地设置在所述控制旋钮的旋钮轴上，其中所述控制旋钮、所述旋钮轴和所述旋钮传动齿轮同步地绕该旋钮轴的轴线在第一转动范围和第二转动范围中转动； 传动部分，其包括: 连杆，所述连杆包括连杆轴和凸缘，其中所述连杆轴从所述连杆突出的部分安装在所述面板的背面使得所述连杆能够绕连杆轴的轴线转动；其中所述凸缘为以所述连杆轴的轴线为中心轴线的弧形，该凸缘包括朝向连杆轴的第一侧和背离连杆轴的第二侧，在所述凸缘的第一侧上设置有第一齿部，在所述凸缘的第二侧上设置有第二齿部； 辅助传动齿轮件，其包括可转动地设置在面板背面的辅助传动齿轮轴，以及和辅助传动齿轮轴同心设置、同步转动的第一小齿轮和第二小齿轮；其中，所述第一小齿轮与所述旋钮传动齿轮保持啮合；且 操纵部分，其包括: 缆线，其一端连接至所述连杆远离所述连杆轴的一端，且另一端连接至由所述控制机构控制的受控设备， 其中，当控制旋钮在第一转动范围中转动时，所述旋钮传动齿轮与所述连杆的凸缘的第一齿部啮合，从而以第一传动比带动所述连杆转动；当控制旋钮在第二转动范围中转动时，所述旋钮传动齿轮与所述第一齿部脱离啮合，而所述辅助传动齿轮轴的第二小齿轮与所述连杆的凸缘的第二齿部啮合，从而所述旋钮传动齿轮通过辅助传动齿轮轴的第一小齿轮、第二小齿轮以第二传动比带动所述连杆转动；其中，所述第一传动比不同于所述第二传动比。
2.如权利要求1所述的控制机构，其中所述控制旋钮可和所述旋钮轴同步地绕该旋钮轴的纵向轴线在多个位置之间同步地转动，该多个位置包括绕旋钮轴圆周地设置的、从第I位置到第N位置的N个位置，其中从第I位置到第M位置之间的转动对应的转动范围为第一转动范围，而从第M位置到第N位置之间的转动对应的转动范围为第二转动范围，其中I<M < N。
3.如权利要求2所述的控制机构，其中所述N个位置沿圆周等角度地间隔开。
4.如权利要求3所述的控制机构,其中N= 5, M = 3。
5.如权利要求2-4所述的控制机构，其中所述N个位置在所述控制机构的面板上标示出。
6.如权利要求2-4所述的控制机构，其中从第I位置到第N位置的范围对应的绕旋钮轴的角度为270°。
7.如权利要求1所述的控制机构，其中所述凸缘包括至少一个第一齿部和至少一个第二齿部，其中该至少一个第一齿部和至少一个第二齿部交替地分布。
8.如权利要求1-4或权利要求7所述的控制机构，其中所述受控设备为HVAC系统。
9.如权利要求8所述的控制机构，其中第I位置到第N位置依次为除雾模式位置、除雾+脚部模式位置、脚部模式位置、脚部+面部模式位置、面部模式位置。
10.一种机动车，其包括 如前述任意一项权利要求所述的控制机构。
【文档编号】B60K37/06GK103909828SQ201310001909
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月5日 优先权日:2013年1月5日
【发明者】Y.刘, X.曾 申请人:法雷奥汽车空调湖北有限公司