用于机动车辆的车速诱导通风装置的制造方法
【专利摘要】一种用于机动车辆的补充空气分配系统包括包含用于将环境空气从机动车辆的外部引导到乘客舱内部的一个或多个补充风道。一个或多个补充风道各自包括用于允许并且防止气流的可致动门。冷却气体通过仪表板风道和一个或多个调风器出口从一个或多个补充风道被供应到乘客舱内部。有利地，一个或多个补充风道至少绕过车辆的车辆暖通空调(HVAC)蒸发器和鼓风机总成，在进入乘客舱内部之前通过环境空气防止从其中的热量和水分的吸收。用于将环境空气分配到机动车辆乘客舱的方法和HVAC系统也被描述。
【专利说明】
用于机动车辆的车速诱导通风装置
技术领域
[0001]本公开总体上涉及机动车辆的通风系统。更具体地，本公开涉及一种包括补充空气分配系统的机动车辆的通风系统，该补充空气分配系统允许冷却车辆乘客舱的内部而不需要激活车辆暖通空调(HVAC)系统的任何元件。
【背景技术】
[0002]现代机动车辆暖通空调(HVAC)系统是用于调节提供给机动车辆的乘客舱的环境空气、冷却或加热根据需要分配到乘客舱中的空气的有效率的、有效的机构。然而，对于动力而言，因为车辆HVAC系统依靠车辆发动机操作，所以与通过没有HVAC系统激活的车辆可实现的燃料效率相比，HVAC系统的操作已知降低了多达5-10 %的车辆燃料效率。特别地，HVAC系统的空调部件降低车辆燃料效率，因为需要包括压缩机、蒸发器、强制空气鼓风机等的各种HVAC元件在空气被分配到车辆乘客舱中之前冷却空气。为了避免燃料效率的这种降低，特别是在相对温和的日子，乘客舱的温度可以通过将一个或多个乘客舱车窗摇下的简单的权宜之计来降低以增加通过舱室的气流。然而，打开的车窗可能充当风斗，降低车辆的空气动力学特性。通过摇下车窗造成的增加的阻力因此同样地降低燃料效率。
[0003]由于这个原因，现代机动车辆的HVAC系统可以以“通风模式”操作，S卩，配置为通过现有调风器出口将外部环境空气直接提供到车辆乘客舱而没有通过空调系统压缩机和蒸发器等主动地冷却空气。以通风模式操作的车辆HVAC系统通常需要至少操作HVAC鼓风机以将环境空气移进到乘客舱中，并且因此与没有激活HAVC系统的任何元件的车辆的操作相比，仍然减少车辆燃料效率。
[0004]此外，车辆的风道和通风系统通常需要外部空气在空气穿过引入乘客舱的调风器出口之前穿过整个HVAC系统和空气分配系统。典型的车辆HVAC/空气分配系统限定相对长和曲折的气流路径，其相应地造成系统压降，该系统压降降低了由于来自这些部件对气体通过的阻力而离开乘客舱的调风器出口的气流流量/速度。此外，在这种通过期间，空气吸收来自包括蒸发器-鼓风机总成、加热器芯等等的各种HVAC系统部件的热量、水分等。因此，用来冷却离开调风器出口的气流造成时间延迟，特别是如果进入空气分配系统的环境空气已经是暖和的。因此，空气可以在比实际环境空气更高的温度和/或湿度下至少最初地离开车辆乘客舱调风器出口，造成乘客不舒适。
[0005]更何况，许多现代机动车辆被设计为包括通过减少操作而提高燃料效率的系统。例如，某些车辆可以装备有停止-启动启用的动力传动系统、混合动力燃料电动动力传动系统、全电动动力传动系统等等。在这样的系统中，发动机操作较少一致地可用于为车辆HAVC系统提供动力。
[0006]为了解决这些和其它问题，本公开涉及一种用于为机动车辆的乘客舱的内部提供冷却空气而不激活车辆HVAC系统的任何元件的补充空气分配系统。有利地，补充空气分配系统允许从车辆的外部直接吸入环境空气并且通过车辆的现有空气分配系统的一部分一一仅依靠车辆前进运动以将空气推进到车辆中而不是如传统车辆通风系统的情况的鼓风机或其它风扇装置的操作一一将其分配到车辆乘客舱中。此外，补充空气分配系统通过可能的最短的、最直接的路线一一绕过将以其他方式不期望地减少对空气的热量和/或水分的车辆HVAC系统的某些部件——将环境空气引导到车辆乘客舱调风器出口。因此，提高乘客舒适性而不牺牲在车辆的操作过程中的燃料效率。
【发明内容】
[0007]根据在此描述的目的和益处，在一个方面中描述了一种用于机动车辆的补充空气分配系统，该系统包含用于将环境空气从机动车辆的外部引导到乘客舱内部的一个或多个风道。有利地，一个或多个风道至少绕过车辆的HVAC蒸发器和鼓风机总成，通过穿过补充空气分配系统的环境空气来防止从HVAC的部件吸收热量和水分。一个或多个风道各自包括用于允许和防止通过其中的气流的可驱动门。在操作中通过机动车辆的运动产生的空气压力通过补充空气分配系统促成空气的通过，消除对HAVC鼓风机的操作的任何需要以将环境空气移进到乘客舱内部中。
[0008]在一实施例中，一个或多个风道将环境空气从机动车辆环境空气入口直接引导到车辆空气分配系统的现有部件，即，引导到通过一个或多个仪表板调风器出口将空气供应到乘客舱的车辆风道系统。在供选择的实施例中，一个或多个风道将环境空气从机动车辆环境空气入口引导通过一个或多个空气入口空气过滤器、并然后直接引导到通过一个或多个调风器出口将空气供应到乘客舱的车辆风道系统。在另一供选择的实施例中，一个或多个风道将环境空气从机动车辆环境空气入口引导通过集气室、并然后直接引导到通过一个或多个调风器出口将空气供应到乘客舱的车辆风道系统。在又一供选择的实施例中，一个或多个风道将环境空气从机动车辆环境空气入口引导通过一个或多个空气入口空气过滤器、通过集气室、并然后直接引导到通过一个或多个调风器出口将空气供应到乘客舱的车辆风道系统。
[0009]在另一个方面中，本公开描述了一种用于将冷却空气分配到机动车辆的乘客舱的内部的方法，该方法包含提供如上所述的用于将冷却的环境空气引导到乘客舱内部的补充空气分配系统。对于上述的优点，一个或多个风道配置为至少绕过车辆HVAC蒸发器和鼓风机总成同时将环境空气运输到通过一个或多个仪表板调风器出口将空气供应到乘客舱的车辆风道系统。
[0010]在又一方面中，本公开描述了一种机动车辆空气分配系统，该系统包括至少包含本领域已知的压缩机、蒸发器、和强制空气鼓风机的暖通空调(HVAC)单元。所描述的系统包括主空气分配系统，该主空气分配系统包括环境空气入口、集气室、将空气供应到车辆的乘客舱的内部的一个或多个仪表板调风器出口、和将环境空气入口设置在与HVAC单元、集气室、和一个或多个调风器出口流体连通的位置的一个或多个风道。相应地，系统包括如上所述的补充空气分配系统，该补充空气分配系统包括一个或多个补充风道，该一个或多个补充风道绕过至少HVAC单元的蒸发器和鼓风机但将环境空气入口设置在与至少一个或多个调风器出口流体连通的位置。补充空气分配系统的各种实施例大体上如上所述。
[0011]在下面的说明书中，示出和描述了所公开的机动车辆补充空气分配系统的实施例。如应该意识到的是，结构能够有其它的、不同的实施例，并且它的若干细节能够在各种明显的方面修改，而完全不脱离如前所述的和如在下面的权利要求中所描述的装置和方法。因此，实质上，附图和说明书应该被视为说明性的而不是限制性的。
【附图说明】
[0012]并入本文并且形成说明书的一部分的【附图说明】了所公开的机动车辆补充空气分配系统的几个方面，并与说明书一起用来解释它们的某些原理。在附图中:
[0013]图1描绘了包括根据本公开的补充空气分配系统的机动车辆HVAC系统和空气分配系统；
[0014]图2描绘了图1的补充空气分配系统的供选择的实施例；
[0015]图3描绘了图1的补充空气分配系统的另一供选择的实施例；
[0016]图4描绘了图1的补充空气分配系统的又一供选择的实施例；
[0017]图5描绘了包括用于根据本公开的补充空气分配系统的致动器的机动车辆控制台；以及
[0018]图6描绘了用于操作根据本公开的补充空气分配系统的可致动门的致动器。
[0019]现在将详细地参照所公开的机动车辆补充空气分配系统的实施例，其示例在附图中被图示。
【具体实施方式】
[0020]机动车辆HVAC和空气分配系统的基本部件在本领域中是众所周知的，并且不需要在此详细的描述。然而，针对高水平，参照图1，机动车辆HVAC和空气分配系统10包括至少一个用于将环境空气从车辆的外部提供到车辆乘客舱内部的环境空气入口(也被称为新鲜空气入口)12。环境空气入口 12通常包括碎片虑筛14，并且也通常设置有用于在分配到乘客舱之前从环境空气除去较小微粒的舱室空气过滤器16。
[0021]通常通过HAVC系统分配到乘客舱中的空气温度和空气量被控制。空气量通过鼓风机控制。空气温度通过调节分配到乘客舱中的热空气(由HVAC加热元件产生)和冷空气(由HVAC冷却元件产生)之比来控制。这些HVAC加热/冷却元件的一部分通常描绘为HVAC蒸发器-鼓风机总成18。提供集气室20，其众所周知的是用于将已调节的空气分配到各个车辆仪表板风道22的空气分配装置。已调节的空气然后通过仪表板风道22传递到一个或多个调风器出口24，并从其中进入车辆乘客舱中。同样众所周知的，风扇(未示出)可以被提供来将空气从乘客舱再循环回来通过用于额外加热或冷却的HVAC部件，并然后传递回到乘客舱中。
[0022]将车辆HVAC系统置于“通风模式”，允许空气被吸入到环境空气入口12中并传递到车辆乘客舱中，而不激活车辆HVAC加热和/或冷却元件。然而，照惯例在通风模式，需要HVAC鼓风机将环境空气移进到乘客舱中。因此，即使在通风模式，环境空气也必须穿过HVAC蒸发器-鼓风机总成18，其中不期望的热量和/或水分可能被吸收。此外，如上所概括的，对于动力而言，HVAC鼓风机依靠车辆发动机，并且因此即使在通风模式，车辆燃料效率也会折衷。
[0023]为了解决这些问题，提供一种用于冷却机动车辆乘客舱的内部的补充空气分配系统，该系统包括通过可能的最短气流路径将环境空气从环境空气入口 12引导到仪表板风道22/调风器出口 24的至少一个补充风道26。有利地，至少一个补充风道26完全地绕过HVAC蒸发器-鼓风机总成18，避免如上所概括的热量/水分吸收和鼓风机操作的传统的通风模式的问题。相反地，所描述的补充空气分配系统完全依靠车辆运动以产生气流进入到乘客舱中。因此，与传统的HVAC通风模式相比，空气被保持在更接近环境空气的温度的一温度。相应地，较短的气流路径被提供，降低在引导空气通过HVAC和空气分配系统的所有部件的传统通风模式的情况下经历的气流压降，并且不需要HVAC鼓风机的操作。
[0024]在图1中所描绘的实施例中，环境空气从车辆的外部按路线进入到环境入口12中、通过舱室过滤器16、并直接从其中到仪表板风道22。然而，本领域技术人员将容易认识到的是，供选择的结构是可能的，同时仍然绕过HVAC蒸发器-鼓风机总成18。所有这样的供选择的结构被预期在此使用。例如，在图2中所描绘的一个供选择的实施例中，环境空气从车辆的外部按路线进入到环境入口 12中，并直接从其中到仪表板风道22。
[0025]在图3中所描绘的另一可行的供选择的实施例中，环境空气从车辆的外部按路线进入到环境入口 12中通过舱室空气过滤器16到集气室20，并且从其中被分配到仪表板风道22。
[0026]在图4中所描绘的又一可行的供选择的实施例中，环境空气从车辆的外部按路线进入到环境入口 12中直接到集气室20，并且从其中被分配到仪表板风道22。
[0027]应当理解的是，在每个所描述的实施例中，环境空气按路线到仪表板风道22并从其中通过调风器出口 24进入车辆乘客舱中，减少空气必须行进的距离。HVAC蒸发器-鼓风机总成18被绕过，并且因此不存在如上所概括的热量/水分吸收的问题。进入乘客舱的空气的温度和水分含量比在通风模式操作的传统的机动车辆HVAC/空气分配系统的情况更接近环境空气的温度/水分含量。
[0028]因为根据本公开的空气分配不依靠车辆HVAC鼓风机的激活，所以应当理解的是它是供应移动空气通过所描述的系统所必要的空气压力的车辆的前进动力。由于这个原因，可致动门28设置在至少一个补充风道26的内部中，以根据需要允许或防止气流通过补充风道26。如将要理解的是，门28的操作可以通过本领域已知的任何数量的合适的机构来实现。在一个示例中，用于乘客方便的开关30可以设置在车辆HVAC控制台32中或其它地方，比如在车辆仪表板(未示出)中、在驾驶员侧或一个或多个乘客门(未示出)中等。控制台32可以设置在任何方便的位置，比如驾驶员和前排乘客座椅(未示出)之间、集成到车辆乘客舱顶部并依靠进入乘客舱的顶置控制台(未示出)等。将容易理解的是，开关30可以以任何合适的结构，例如开关、按钮、杆、滑块等提供。
[0029]用于驱动空气风道门比如可致动门28的各种机构是本领域中已知的，并且所有这样的机构被预期在此使用。例如，如图6中所描绘的，可以提供致动器34，该致动器34包括用于致动门枢转连接件38打开和关闭门28(在本视图中未示出)的臂36。用于操作致动器34的各种合适的机构是已知的且预期在此使用，包括电动伺服马达、真空操作致动器34、液压操作致动器34、气动操作致动器34等。
[0030]更何况，“智能”系统被预期用于控制可致动门28的操作以允许(或不允许)气流通过补充风道26。这样的系统可以包括控制器(未示出)，该控制器包括处理器、存储器等，控制器从由各种传感器一一比如外部温度传感器、确定车辆操作条件的传感器等一一提供的数据确定车辆HVAC系统的激活将会过度地负面影响车辆燃料经济或者是不可能的。例如，传感器可以确定车辆正在以用于使用补充空气分配系统的预定的最小需要速度或高于该速度操作。其它传感器可以检测一个或多个外部环境条件，比如温度、湿度等，并将那些检测到的条件与温度、湿度等的存储值进行比较。控制器的处理器可以将检测的环境条件与存储在存储器中的温度、湿度的预定环境条件值，与温度、湿度等的预定阈值进行比较。通过这种比较，控制器可以确定环境条件足以将乘客舱冷却到操作员设定的温度，并自动地打开可致动门28以允许气流通过补充风道26来冷却乘客舱，防止将会由激活HVAC系统造成的燃料效率的减损。
[0031]作为另一个示例，在混合动力燃料电动车辆中，在一定操作条件下车辆发动机将会自动地停止。在装备有停止-启动启用的动力传动系统的车辆中，车辆发动机可以停止而车辆正在以一定的巡航速度操作。在每个这些情况中，与车辆发动机相关联的传感器可以将车辆发动机并未正在操作的信号发送到控制器，以便需要发动机动力来操作的HVAC系统不应该被激活。在这种情况下，作为激活HVAC系统来冷却乘客舱内部并且潜在地需要启动发动机的替代，控制器可以反而需要默认为本发明的补充空气分配系统，并且自动地打开可致动门28以允许气流通过补充风道26来冷却乘客舱。
[0032]因此，通过上述结构，提供补充空气分配系统，该补充空气分配系统允许提供环境空气以冷却车辆乘客舱内部，而不涉及HVAC系统鼓风机，反而依靠车辆前进动力以供应空气压力。补充空气分配系统一一通过可能的最短路线将环境空气从车辆的外部移进到乘客舱内部并且绕过HVAC蒸发器-鼓风机总成一一通过空气来减少热量和水分的吸收，并且因此为乘客舱提供在温度/水分方面类似于环境空气的空气。相应地，供应冷却空气到乘客舱而不激活HVAC系统的任何部件是可能的，从而提高车辆燃料效率。
[0033]鉴于上述教导，明显的修改和变化是可能的。当根据所附权利要求适当地、合法地和公正地被赋予的广度解释时，所有这些修改和变化都在所附权利要求的范围之内。
【主权项】
1.一种用于机动车辆的补充空气分配系统，包含一个或多个风道，所述一个或多个风道用于将环境空气从所述机动车辆的外部引导到乘客舱内部，其中所述一个或多个风道至少绕过所述车辆的车辆暖通空调(HVAC)蒸发器和鼓风机总成。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个风道各自包括用于允许并且防止气流通过所述一个或多个风道的可致动门。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个风道将环境空气从机动车辆环境空气入口直接引导到通过一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的车辆风道系统。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个风道将环境空气从所述机动车辆环境空气入口引导通过一个或多个空气入口过滤器、并然后直接引导到通过所述一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的车辆风道系统。5.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个风道将环境空气从所述机动车辆环境空气入口引导通过集气室、并然后直接引导到通过所述一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的车辆风道系统。6.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或多个风道将环境空气从所述机动车辆环境空气入口引导通过一个或多个空气入口空气过滤器、通过集气室、并然后直接引导到通过所述一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的车辆风道系统。7.—种包括权利要求1所述的系统的机动车辆。8.—种用于将冷却空气分配到机动车辆的乘客舱的内部的方法，包含将一个或多个风道配置为至少绕过所述车辆的车辆暖通空调(HVAC)蒸发器和鼓风机总成以将环境空气从所述机动车辆的外部引导到乘客舱内部。9.根据权利要求8所述的方法，包括为所述一个或多个风道提供用于允许并且防止气流通过所述一个或多个风道的可致动门。10.根据权利要求9所述的方法，包括将所述一个或多个风道配置为将环境空气从机动车辆环境空气入口直接引导到通过一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的车辆风道系统。11.根据权利要求10所述的方法，包括将所述一个或多个风道配置为将环境空气从所述机动车辆环境空气入口引导通过一个或多个空气入口空气过滤器、并然后直接引导到通过所述一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的所述车辆风道系统。12.根据权利要求10所述的方法，包括将所述一个或多个风道配置为将环境空气从所述机动车辆环境空气入口引导通过集气室、并然后直接引导到通过所述一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的所述车辆风道系统。13.根据权利要求10所述的方法，包括将所述一个或多个风道配置为将环境空气从所述机动车辆环境空气入口引导通过一个或多个空气入口空气过滤器、通过集气室、并然后直接引导到通过所述一个或多个调风器出口将空气供应到所述乘客舱的所述车辆风道系统。14.一种机动车辆的空气分配系统，包含: 暖通空调(HVAC)单元，所述暖通空调(HVAC)单元至少包含压缩机、蒸发器、和强制空气鼓风机； 主空气分配系统，所述主空气分配系统将空气供应到所述车辆的乘客舱的内部，所述主空气分配系统包括一个或多个风道，所述一个或多个风道将环境空气入口设置在与所述HVAC单元、集气室、和一个或多个仪表板调风器出口流体连通的位置； 补充空气分配系统，所述补充空气分配系统将空气供应到所述车辆的乘客舱的内部，所述补充空气分配系统包括一个或多个补充风道，所述一个或多个补充风道将所述环境空气入口设置在与至少所述一个或多个仪表板调风器出口流体连通的位置，其中所述一个或多个补充风道至少绕过所述HVAC单元蒸发器和所述强制空气鼓风机。15.根据权利要求14所述的空气分配系统，其中所述一个或多个补充风道各自包括用于允许并且防止气流通过所述一个或多个补充风道的可致动门。16.根据权利要求15所述的空气分配系统，其中所述一个或多个补充风道配置为将所述环境空气入口设置在与车辆仪表板风道装置和所述一个或多个仪表板调风器出口流体连通的位置。17.根据权利要求15所述的空气分配系统，其中所述一个或多个补充风道配置为将所述环境空气入口设置在与一个或多个空气入口空气过滤器、所述车辆仪表板风道装置、和所述一个或多个仪表板调风器出口流体连通的位置。18.根据权利要求15所述的空气分配系统，其中所述一个或多个补充风道配置为将所述环境空气入口设置在与所述集气室、所述车辆仪表板风道装置、和所述一个或多个仪表板调风器出口流体连通的位置。19.根据权利要求17所述的空气分配系统，其中所述一个或多个补充风道配置为将所述环境空气入口设置在与所述一个或多个空气入口空气过滤器、所述集气室、所述车辆仪表板风道装置、和所述一个或多个仪表板调风器出口流体连通的位置。20.—种包括权利要求14所述的空气分配系统的机动车辆。
【文档编号】B60H1/24GK105857019SQ201610068689
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】罗伯特·史蒂文·索耶
【申请人】福特全球技术公司