專利名稱：具有控制局部氣流的吸力面的汽車hvac系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及汽車取暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)，更具體地，本發(fā)明涉及HVAC系統(tǒng)中的流動空氣的定制流線譜。
背景技術(shù)：
可以手動地調(diào)節(jié)機動車中提供來自一個或多個空氣處理單元(AHU)的調(diào)節(jié)空氣的一些通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口，以使空氣對準(zhǔn)特定的身體部位。具體地，儀表板上的通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口通常就是這種類型。諸如地板通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備和窗戶除霜通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備的其他通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備一般是不可調(diào)節(jié)的。盡管用戶具有一些定制流譜的能力，但常規(guī)的布置僅實現(xiàn)了定制流量的有限能力。例如，并非所有的期望部位都可以覆蓋在可調(diào)通風(fēng)口的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。將空氣導(dǎo)向一個部位可能意味著將空氣從同樣需要它的另一個部位移走。難以控制被 導(dǎo)向不在目標(biāo)通風(fēng)口的直接循環(huán)內(nèi)的身體部位的調(diào)節(jié)空氣量，使得一些身體部位會以其他身體部位為代價而變得太暖或太冷。另一方面，傳統(tǒng)系統(tǒng)減小氣流流向不需要氣流的部位的能力有限。手動地關(guān)閉對不需要氣流的部位進行供給的通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口在行駛期間可能不方便或者不可能。當(dāng)HVAC系統(tǒng)在再循環(huán)模式下運行時，內(nèi)部空氣(而不是新鮮的外部空氣)被往回引導(dǎo)到AHU的鼓風(fēng)機中。常規(guī)地，在前排乘客的腳部位置處捕獲內(nèi)部空氣。產(chǎn)生的空氣循環(huán)不能提供對不與來自通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備的空氣直接接觸的乘客的完全熱調(diào)節(jié)。在前排乘客的腳部位置捕獲返回氣流的情況下，進入后排座椅區(qū)域或者駕駛員或前排乘客的關(guān)鍵部位(例如，頭頂、骨盆等)的再循環(huán)空氣是有限的。在一些情況下(諸如付費乘客位于車輛后部的載人車輛中)，對后排乘客的忽略可能是特別不理想的。另外，當(dāng)以低速流或擴散流供給空氣時，乘客舒適感得到了更好的滿足。因此，期望避免實現(xiàn)任何期望的取暖或冷卻效果的高速定向流的需要，但是擴散流或低速流難以對各個乘客提供定制的體驗，這是因為擴散空氣流譜一般是非定向的。為了產(chǎn)生熱舒適感，HVAC系統(tǒng)通常超大，以盡可能快地向乘客提供取暖或冷卻，而不太考慮對系統(tǒng)效率或車輛燃油經(jīng)濟性的影響。這種折衷變得越來越不理想，因為車輛效率在購買者的決定中變得更加關(guān)鍵。因此，期望在提供增加的乘客舒適感的同時實現(xiàn)提高的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括控制和引導(dǎo)車廂中針對各個乘客的熱舒適感定制的氣流的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明使用策略性地定位在車廂中的能夠打開或關(guān)閉的吸力面，從而為HVAC系統(tǒng)提供充分地改變車輛中的流譜的能力。該系統(tǒng)包括具有一體構(gòu)成流量控制閥門的多個通風(fēng)抽吸返回裝置，設(shè)置流量控制閥門以提供基于乘客的數(shù)量和位置調(diào)整車廂氣流的能力。吸力面可以位于座椅或坐墊的側(cè)部、中間控制臺、A/B/C柱內(nèi)飾板、地板基座、后排長座椅或后排座椅位置、后窗臺或頭部襯墊中。通過來自連接于抽吸返回裝置的風(fēng)扇的低側(cè)壓力(即，吸氣)來在這些抽吸返回裝置附近產(chǎn)生低壓區(qū)。風(fēng)扇可以是通過導(dǎo)管或一系列導(dǎo)管連接的主HVAC鼓風(fēng)機風(fēng)扇，或者其可以是與往回排氣到車廂中，優(yōu)選排氣到諸如地板附近的不引人注意的區(qū)域中的一個或多個吸力面相關(guān)聯(lián)的專用風(fēng)扇。通過從高壓區(qū)到低壓區(qū)的擴散流與被通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備引向低壓區(qū)的強迫通風(fēng)的流線的組合，獲得對流譜的更大控制。此外，與抽吸返回裝置串聯(lián)設(shè)置的閥門可以調(diào)節(jié)低壓區(qū)的具體定時、持續(xù)時間和位置，以動態(tài)地定制流譜?？身憫?yīng)于車廂溫度、環(huán)境條件或座椅占用情況實施自動控制，或者可以由車輛乘客通過人機界面實施手動控制。吸力面可通過導(dǎo)管或者不通過導(dǎo)管附接于獨立的風(fēng)扇/鼓風(fēng)機。導(dǎo)管可以往回附接于主HVAC鼓風(fēng)機或者不往回附接于主HVAC鼓風(fēng)機。例如，通過獨立風(fēng)扇牽引的位于座椅中的吸力面可以簡單地向下通風(fēng)到地板，或者經(jīng)由導(dǎo)管朝向車廂后部或前部(或者取決于導(dǎo)管而朝后和朝前)往回引導(dǎo)一些氣流。風(fēng)扇/鼓風(fēng)機還可以是可翻轉(zhuǎn)的，并且可以附接于不同的導(dǎo)管和/或閥門驅(qū)動器來用于獨立的控制。然后，即使當(dāng)主HVAC處于新鮮模式時或者當(dāng)吸力不存在或太弱而處于局部再循環(huán)模式時，該系統(tǒng)也可 以提供改進的氣流。在本發(fā)明的一個方面中，HVAC系統(tǒng)在車廂中具有多個座椅位置的車輛中為車輛的相應(yīng)乘客提供氣流。該系統(tǒng)包括多個出口通風(fēng)口和多個抽吸返回裝置，多個抽吸返回裝置設(shè)置在與車輛內(nèi)的座椅位置相鄰的各個空氣返回位置處?？諝馓幚韱卧诔槲祷匮b置與出口通風(fēng)口之間流體連通。設(shè)置多個流量控制元件，每一個都與至少一個相應(yīng)的抽吸返回裝置串聯(lián)，用于響應(yīng)于相應(yīng)的流量命令選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的相應(yīng)流量?？刂圃梢允墙?jīng)由導(dǎo)管將相應(yīng)的抽吸返回裝置連接于主HVAC風(fēng)扇的專用風(fēng)扇或閥門。占用確定裝置識別用于接收增強氣體的一個或多個座椅位置?？刂破黜憫?yīng)于所識別的座椅位置生成相應(yīng)的流量命令。優(yōu)選地，流量控制元件包括用于將來自相應(yīng)抽吸返回裝置的空氣吹到車廂中的出口的專用風(fēng)扇。優(yōu)選地,流量控制元件包括選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的流量系數(shù)的閥門。優(yōu)選地，空氣處理單元包括鼓風(fēng)機以及與鼓風(fēng)機串聯(lián)的熱交換器。優(yōu)選地，空氣處理單元是在車輛的車廂中提供調(diào)節(jié)空氣的中央單元。優(yōu)選地，車廂包含多組座椅位置，并且空氣處理單元是向一組座椅位置提供調(diào)節(jié)空氣的區(qū)域性單元。優(yōu)選地，車廂包含多組座椅位置，并且該系統(tǒng)包括多個空氣處理單元，每個空氣處理單元都是向相應(yīng)的一組座椅位置提供調(diào)節(jié)空氣的區(qū)域性單元。優(yōu)選地，每個抽吸返回裝置都設(shè)置在車輛內(nèi)的相應(yīng)表面上，從包括座椅表面、中間控制臺表面、柱表面、車頂表面、后窗臺表面和地板表面的組中選擇每個表面。優(yōu)選地，抽吸返回裝置包括入口，具有用于接收來自車廂的空氣的開口 ；以及管道，與入口連通并具有用于將所接收的空氣導(dǎo)向空氣處理單元的出口。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括覆蓋開口的多孔板。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括覆蓋多孔板的織物飾件。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括導(dǎo)管，布置在車輛內(nèi)，用于將管道連接于空氣處理單元。優(yōu)選地,流量控制元件包括多個流量控制閥門，每一個都選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的流量系數(shù)，以及流量控制閥門與抽吸返回裝置一體構(gòu)成并包括設(shè)置在入口與出口之間的可移動板，可移動板在打開位置和關(guān)閉位置之間可旋轉(zhuǎn)，用于選擇性地控制所接收的空氣到出口的流量；以及電控驅(qū)動器，用于根據(jù)相應(yīng)的流量命令定位可移動板。優(yōu)選地，占用確定裝置包括機械傳感器，機械傳感器在每個相應(yīng)的座椅中存在乘客時生成相應(yīng)的乘客信號，并且控制器配置相應(yīng)的流量命令以根據(jù)乘客信號移動氣流。優(yōu)選地，占用確定裝置由人機界面構(gòu)成，人機界面響應(yīng)于手動啟動來生成相應(yīng)的乘客信號，并且控制器配置相應(yīng)的流量命令以根據(jù)乘客信號移動氣流。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種取暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)，用于在車輛的車廂中提供氣流，該系統(tǒng)包括向相應(yīng)乘客提供相應(yīng)座椅位置的多個座椅；占用確定裝置，用于識別包括相應(yīng)乘客的一個或多個座椅位置；多個出口通風(fēng)口 ；多個抽吸返回裝置，設(shè)置在車輛的相應(yīng)表面上，其中每個返回裝置都與至少一個座椅位置相關(guān)聯(lián)并且與至少一個其他的座椅位置不關(guān)聯(lián)；空氣處理單元，在抽吸返回裝置與出口通風(fēng)口之間流體連通；多個流量控制元件，每一個都與至少一個相應(yīng)的抽吸返回裝置串聯(lián)，用于響應(yīng)于相應(yīng)的流量命令選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的相應(yīng)流量；以及控制器，用于響應(yīng)于所識別的座椅位置生 成相應(yīng)的流量命令，使得和與包含相應(yīng)乘客的座椅位置相關(guān)聯(lián)的抽吸返回裝置串聯(lián)的流量控制元件產(chǎn)生減壓區(qū)，并且和與不包含相應(yīng)乘客的座椅位置相關(guān)聯(lián)的抽吸返回裝置串聯(lián)的流量控制元件不產(chǎn)生減壓區(qū)。優(yōu)選地，每個抽吸返回裝置都設(shè)置在車輛內(nèi)的相應(yīng)表面上，從包括座椅表面、中間控制臺表面、柱表面、車頂表面、后窗臺表面和地板表面的組中選擇每個表面。優(yōu)選地，抽吸返回裝置包括入口，具有用于接收來自車廂的空氣的開口 ；以及管道，與入口連通并具有用于將所接收的空氣導(dǎo)向空氣處理單元的出口。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括覆蓋開口的多孔板。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括覆蓋多孔板的織物飾件。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括導(dǎo)管，布置在車輛內(nèi)，用于將管道連接于空氣處理單元。優(yōu)選地，流量控制元件由與抽吸返回裝置一體構(gòu)成的流量控制閥門構(gòu)成，其中，流量控制閥門包括可移動板，設(shè)置在入口與出口之間，可移動板在打開位置與關(guān)閉位置之間可旋轉(zhuǎn)，用于選擇性地控制所接收空氣到出口的流量；以及電控驅(qū)動器，用于根據(jù)相應(yīng)的流量命令定位可移動板。優(yōu)選地，占用確定裝置由機械傳感器構(gòu)成，機械傳感器在每個相應(yīng)座椅中存在乘客時生成相應(yīng)的乘客信號。優(yōu)選地，占用確定裝置由人機界面構(gòu)成，人機界面響應(yīng)于手動啟動生成相應(yīng)的乘
客信號。


圖I是示出現(xiàn)有技術(shù)的再循環(huán)模式下的空氣循環(huán)的車廂的立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示出抽吸返回裝置導(dǎo)致的空氣循環(huán)的車廂的立體圖。圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的空氣循環(huán)的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的空氣循環(huán)的示意圖。圖5和圖6是示出利用本發(fā)明獲得的氣流圖的側(cè)示圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的空氣循環(huán)的示意圖。
圖8是示出安裝在車內(nèi)位置的吸力面導(dǎo)致的氣流變化的俯視圖。圖9示出了安裝在車輛中的B柱和C柱處的吸力面。圖10示出了位于車輛中的A柱上的吸力面。圖11示出了用于車輛座椅上的吸力面的多個位置。圖12示出了位于車輛中的中間控制臺上的吸力面。圖13示出了位于車輛的底板和后窗臺中的吸力面。圖14是抽吸返回裝置的分解立體圖。圖15是具有閥門和閥門驅(qū)動器的抽吸返回裝置的側(cè)視圖。
圖16是閥門和閥門驅(qū)動器的立體圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照圖1，車廂10包括駕駛員座椅11、前排乘客座椅12和后排乘客長座椅13。在后排座椅13之后是后窗臺14和后窗15。在前排座椅11和12前面,儀表板16隱藏了包括熱交換器17和鼓風(fēng)機18的HVAC系統(tǒng)的一部分。熱交換器17和鼓風(fēng)機18共同包括空氣處理單元(AHU)。多個通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口 20-23安裝在儀表板16的表面中，通風(fēng)口 20-23的每一個都被連接以經(jīng)由相應(yīng)的導(dǎo)管24接收來自熱交換器17的調(diào)節(jié)空氣。熱交換器17通常包括用于冷卻空氣的蒸發(fā)器和用于加熱空氣的加熱器芯體。如本領(lǐng)域已知的，HVAC系統(tǒng)可以在新鮮空氣模式、再循環(huán)模式或者二者的部分組合下運行。在新鮮空氣模式下，鼓風(fēng)機接收外部空氣并將其提供給熱交換器17以便分配到車廂中。為了避免車廂內(nèi)氣壓的增加，空氣經(jīng)由抽風(fēng)裝置(未示出)從車廂泄漏到外部環(huán)境中?？諝庖詫噹麅?nèi)的流譜幾乎沒有影響的方式通過抽風(fēng)裝置擴散。在現(xiàn)有技術(shù)的再循環(huán)操作模式中，來自前排乘客前方的腳部區(qū)域的空氣被提供給鼓風(fēng)機18，以便在重新分配回到車廂之前進入熱交換器17。如圖I中的流動箭頭25所示，再循環(huán)模式下的流譜容易忽略后排座椅13的區(qū)域。如圖2所示，本發(fā)明引入了多個抽吸返回裝置，這些抽吸返回裝置設(shè)置在與車輛內(nèi)的一些或所有座椅位置相鄰的多個空氣返回位置處以獲得改進的流譜。因此，駕駛員座椅11可以具有位于座椅靠背一側(cè)中的抽吸返回裝置26和/或位于靠背另一側(cè)的抽吸返回裝置27。類似地，乘客座椅12可以包括抽吸返回裝置28。抽吸返回裝置26-28經(jīng)由從座椅內(nèi)部開始穿過諸如中間控制臺的各種裝飾件到達鼓風(fēng)機18的導(dǎo)管(未示出)來與鼓風(fēng)機18流體連通，或者抽吸返回裝置26-28可以與通過車廂空間與和鼓風(fēng)機18連通的專用本地風(fēng)扇(未示出)流體連通。與后排座椅位置13相關(guān)聯(lián)的附加抽吸返回裝置包括底板抽吸返回裝置29和后窗臺抽吸返回裝置30和31 (均與鼓風(fēng)機18流體連通)。在抽吸返回裝置29、30或31啟動的情況下，獲得了由箭頭33所示的流線譜，這為后排座椅13提供了更大的氣流。在圖3中示意性示出了現(xiàn)有技術(shù)的架構(gòu)。諸如蒸發(fā)器和加熱器芯體的熱交換器35將調(diào)節(jié)空氣提供給導(dǎo)管36和37，導(dǎo)管36和37分別經(jīng)由通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口 38和39將調(diào)節(jié)空氣注入到車廂中。鼓風(fēng)機40包括進口，其接收來自車廂的空氣并將空氣提供給熱交換器35以便經(jīng)由導(dǎo)管36和37進行分配?？墒褂萌鐖D4示意性所示本發(fā)明的系統(tǒng)來獲得更理想的循環(huán)流譜，其中，多個抽吸返回裝置根據(jù)座椅占用情況和/或?qū)γ總€占用座椅的冷卻/取暖要求而單獨自動調(diào)節(jié)。包括熱交換器46和鼓風(fēng)機47的空氣處理單元(AHU) 45將調(diào)節(jié)空氣提供給通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口 48和49。可采用更多或更少數(shù)量的通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口，并且這些通風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)備通風(fēng)口以本領(lǐng)域已知的方式來配置。圖4可以代表整個車廂氣候系統(tǒng)或者可以代表整個系統(tǒng)中用于將調(diào)節(jié)空氣僅提供給車廂一部分的特定區(qū)域性單元。在圖4的實施例中，氣流可根據(jù)實際乘客占用情況來定制，使得氣候控制系統(tǒng)有效地僅在需要的位置提供調(diào)節(jié)空氣?？刂破?0連接至多個傳感器51，以自動地確定座椅占用情況。傳感器51可以包括安全帶開關(guān)傳感器、座椅負(fù)載傳感器或者用于檢測每個相應(yīng)座椅中的乘客存在性的光學(xué)識別傳感器。可選地，占用確定裝置可以包括采用乘客信息的其他現(xiàn)有車輛模塊，諸如乘客限制控制模塊。基于所收集到的信息，控制器50生成相應(yīng)的流量命令，這些流量命令被提供給各個流量控制閥門以確定經(jīng)過多個抽吸返回裝置的每一個的流量。更具體地，通過確定座椅占用情況，可以識別用于接收增強的氣流的一個或多個座椅位置?？蛇x地，可經(jīng)由連接于控制器50的人機界面(HMI) 41通過乘客手動地指定座椅占 用情況。除指定哪些座椅位置被認(rèn)為占用之外，用戶還可以指定進一步增強或減小被導(dǎo)向特定占用座椅的氣流。HMI 41可以包括如常規(guī)用于控制氣候控制系統(tǒng)的手動啟動的開關(guān)或撥盤。抽吸返回裝置54和抽吸返回裝置55可以與駕駛員座椅位置相關(guān)聯(lián)。流量控制閥門56經(jīng)由管道57和58與抽吸返回裝置54和55串聯(lián)。流量控制閥門56的出口通過導(dǎo)管60連接于鼓風(fēng)機47的進口。流量控制閥門56被構(gòu)造成在從控制器50接收的流量命令的直接控制下選擇性地修改相應(yīng)的流量系數(shù)，以控制空氣流過抽吸返回裝置54和55的能力。如圖所示，一個流量控制閥門可用來控制從串聯(lián)的多個抽吸返回裝置(與相同或不同的座椅位置相關(guān)聯(lián))獲得的吸力。可選地，流量控制閥門可以僅與一個抽吸返回裝置相關(guān)聯(lián)或者甚至可以一體構(gòu)成到抽吸返回裝置中。因此，抽吸返回裝置66還可以與駕駛員座椅位置相關(guān)聯(lián)并與流量控制閥門67流體連接，其中，流量控制閥門67將空氣送入導(dǎo)管68，導(dǎo)管68用于響應(yīng)于流量控制閥門67從控制器50接收的單獨流量命令使空氣從抽吸返回裝置66返回到鼓風(fēng)機47。前排乘客座椅位置可以與抽吸返回裝置62和63相關(guān)聯(lián)，抽吸返回裝置62和63連接于同樣從控制器50接收流量命令的專用風(fēng)扇64。經(jīng)過風(fēng)扇64的流量可由于根據(jù)流量命令或者通過包括一體構(gòu)成閥門(未示出)改變風(fēng)扇速度而變化。如本文所使用的，術(shù)語“流量控制元件”是指流量控制閥門、專用流量控制風(fēng)扇或者兩者的組合。如線65所述，風(fēng)扇64的輸出經(jīng)由內(nèi)部車廂而連接于鼓風(fēng)機47。返回流動可以包括沿著地板或不影響乘客感覺到的氣流的另一個不引入注意的位置的空氣擴散。第一后排座椅位置可以與抽吸返回裝置70和71相關(guān)聯(lián),抽吸返回裝置70和71分別與流量控制閥門72串聯(lián)，流量控制閥門72通過導(dǎo)管68將它們的輸出提供給鼓風(fēng)機47。類似地，第二后排座椅位置可以與連接于流量控制閥門75的抽吸返回裝置73和74相關(guān)聯(lián)。響應(yīng)于通過控制器50施加于流量控制閥門75的流量命令控制抽吸返回裝置73和74的流量系數(shù)，從而產(chǎn)生經(jīng)由導(dǎo)管76朝向鼓風(fēng)機47的可變流量。根據(jù)圖4，至少一些單獨座椅位置可以與特定的一組抽吸返回裝置相關(guān)聯(lián)，所有這些抽吸返回裝置都可以通過調(diào)節(jié)單個流量控制閥門的相應(yīng)流量系數(shù)而控制。因此，該組抽吸返回裝置的位置可以根據(jù)每個相應(yīng)的乘客座椅位置被優(yōu)化，并且此后相應(yīng)的流量控制閥I ]將根據(jù)是否存在相應(yīng)的乘客而被啟動。圖5是示出當(dāng)與后排座椅位置77相關(guān)聯(lián)的吸力面激活時流向后排座椅位置77和前排座椅位置78的流譜。流動線的密度示出了氣流的密度。因此，大量的氣流被后排座椅乘客接收。圖6示出了與后排座椅位置相關(guān)聯(lián)的抽吸返回裝置未激活時(即，減小或消除后排座椅位置相應(yīng)的流量系數(shù))獲得的氣流。因此，流譜朝向前排座椅位置集中。圖7示出了本發(fā)明的另一個實施例，其可選地包括區(qū)域性空氣處理單元和主AHU。具體地，主AHU 80可以位于儀表板(未不出)后方的車廂前部。駕駛員座椅位置可以具有多個抽吸返回裝置81-84，每一個都連接于流量控制閥門85。例如，流量控制閥門85可以是比例閥門并且可以具有一個或多個可選擇的出口，諸如連接于主AHU 80的出口和用于將空氣重新導(dǎo)向底板的另一個出口。在可選實施例中，代替連接于主AHU 80，流量控制閥門85的輸出可連接于區(qū)域性AHU 86，以將提供給駕駛員座椅位置的空調(diào)至與其他座椅位 置獨立控制(經(jīng)由單獨的熱交換器或生成單元)的溫度。類似地，前排乘客座椅位置具有與流量控制閥門91連接的抽吸返回裝置87-90。流入抽吸返回裝置87-90的空氣可以連接于主AHU單元80、區(qū)域性AHU 82或者返回至地板區(qū)域。第一后排座椅位置可以具有與其相關(guān)聯(lián)的抽吸返回裝置93-95。流量控制閥門96串聯(lián)地連接在抽吸返回裝置93-95與AHU 80之間。流量控制閥門96也可以被控制成使氣流轉(zhuǎn)向地板或抽氣裝置(未示出)。類似地，第二后排座椅位置可以具有抽吸返回裝置97-99和流量控制閥門100。輔助風(fēng)扇101可以連接在流量控制閥門100的輸出與AHU 80之間以對可用的吸力進行補充。風(fēng)扇101可以與AHU 80中的鼓風(fēng)機串聯(lián)或獨立地被控制，以調(diào)節(jié)相關(guān)座椅位置周圍的本地舒適流場的大小和/或形狀。本發(fā)明策略性地根據(jù)所要尋求的流譜來設(shè)置多個抽吸返回裝置。優(yōu)選地，抽吸返回裝置81和90可以設(shè)置在分別靠近駕駛員和前排座椅乘客的相應(yīng)B柱中。抽吸返回裝置82和89優(yōu)選設(shè)置在前排座椅的外側(cè)。抽吸返回裝置83和88優(yōu)選設(shè)置在前排座椅的內(nèi)側(cè)，并且抽吸返回裝置84和87安裝在中間控制臺中。結(jié)果，每個前排座椅乘客都位于專用的一組抽吸返回裝置內(nèi)，使得在相應(yīng)的座椅位置處接收到增強的氣流。流量控制閥門85和91提供可以根據(jù)乘客的存在和/或乘客接收調(diào)節(jié)空氣的要求而打開或關(guān)閉的相應(yīng)節(jié)點。對于后排座椅位置,抽吸返回裝置93和97可以優(yōu)選設(shè)置在相應(yīng)的C柱中。抽吸返回裝置94和98可以優(yōu)選設(shè)置在乘客后面的后窗臺上，并且抽吸返回裝置95和99可以優(yōu)選設(shè)置在后座靠背上。抽吸返回裝置可以設(shè)置成克服某些現(xiàn)有技術(shù)趨勢，諸如圖8所示的壁面射流?？諝饬?05和106被設(shè)置成基本朝向前排座椅107和108。由于正常的氣流趨勢，壁面射流110將常規(guī)地沿側(cè)門和窗戶形成，從而減少實際接觸座椅107的乘客的氣流。本發(fā)明可以優(yōu)選使用車內(nèi)(即，居中定位的)抽吸返回裝置111，其可以設(shè)置在座椅107的中間側(cè)、中間控制臺或座椅107上方的車頂中。抽吸返回裝置111減少了沿射流110的流量偏置并且沿箭頭112所示的方向重新引導(dǎo)流量，以增加朝向座椅107的乘客的氣流。當(dāng)座椅107和108位于不同區(qū)域時，車內(nèi)抽吸返回裝置具有增加相鄰區(qū)域之間的隔離的附加優(yōu)點，這是因為抽吸返回裝置減少空氣流的混合。
在圖9至圖13中示出了用于鄰近座椅位置布置抽吸返回裝置的特定抽吸返回裝置位置。在圖9中，抽吸返回裝置115位于C柱116中。導(dǎo)管117經(jīng)由相應(yīng)的流量控制閥門(未示出)穿過車輛的內(nèi)飾到達鼓風(fēng)機輸入。類似地，抽吸返回裝置118位于B柱中，并且抽吸返回裝置120位于車頂板121中。如圖10所示，還可以在A柱123中設(shè)置抽吸返回裝置122。車輛座椅為抽吸返回裝置提供了多個可用位置。如圖11所示，座椅125具有座椅底部126和座椅靠背127。側(cè)部抽吸返回裝置130和131分別安裝在座椅底部126和座椅靠背127的側(cè)部。抽吸返回裝置132安裝在座椅靠背127的面向后方的表面上。圖12示出了位于前排座椅136和137之間的中間控制臺135。左邊的抽吸返回裝置138和右邊的抽吸返回裝置139安裝在中間控制臺135的側(cè)面中。圖13示出了位于行李箱空間141前方的后排座椅140。抽吸返回裝置142位于底 板143中。另一個抽吸返回裝置144安裝于后窗臺145。在行李箱空間141內(nèi)還設(shè)有抽氣裝置146，用于基于壓差將內(nèi)部空氣通到車輛外部。圖14更詳細(xì)地示出了抽吸返回裝置150。朝向車廂的開口的橫截面積應(yīng)當(dāng)足夠大以避免導(dǎo)致噪音的大局部壓降，但是應(yīng)該足夠小以產(chǎn)生允許操縱氣流的足夠壓降。抽吸返回裝置本體151具有彼此流體連通的入口部分152和管道部分153。管道153具有連接導(dǎo)管155的出口 154。入口 152被多孔板156和織物襯里157所覆蓋。抽吸返回裝置150的總體形狀和尺寸可以容易調(diào)節(jié)以符合車輛的各個位置的包裝要求。板156中的穿孔提供了用于控制壓降的理想橫截面積。織物襯里157優(yōu)選選擇為與相鄰的內(nèi)飾表面相匹配，使得抽吸返回裝置具有不引入注意的外觀。優(yōu)選地，流量控制閥門可以如圖15所示與每個相應(yīng)的抽吸返回裝置一體構(gòu)成。抽吸返回裝置160具有含有蝶形閥門162的管道部分161。優(yōu)選地，管道部分161是圓筒形的，使得蝶形閥門162可以采用在管道部分161內(nèi)的軸164上旋轉(zhuǎn)的圓形板163。當(dāng)板163平行于管道161的軸設(shè)置時，蝶形閥門162處于打開位置并提供最大流量系數(shù)。當(dāng)板63旋轉(zhuǎn)成橫向于管道部分161的縱軸時，閥門處于關(guān)閉位置并提供最小流量系數(shù)(可以基本為零)。在中間旋轉(zhuǎn)位置處，可以根據(jù)需要針對氣流的特定定制而獲得中間流量系數(shù)?？刂戚S164的位置的驅(qū)動器伺服電動機165連接于氣候控制模塊，氣候控制模塊用于接收將蝶形閥門布置在期望位置的命令。在圖16中更詳細(xì)地示出了蝶形閥門元件。設(shè)置一對軸套166和167用于將軸164安裝于管道。可以設(shè)置其他的常規(guī)裝置用于將驅(qū)動器165附接于管道的外側(cè)。也可以使用除蝶形閥門以外的閥門，諸如利用電磁閥或電動機致動的彈簧卷簾組件或者響應(yīng)于電磁閥而鎖止的鉸接門。也可以使用通過形狀記憶合金、電磁閥或其他裝置致動的具有可變截面的導(dǎo)管來實現(xiàn)閥門。根據(jù)以上內(nèi)容，已經(jīng)描述了具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的顯著優(yōu)點的機動車HVAC系統(tǒng)。以較小的氣流和較少的總能耗實現(xiàn)了較大的乘客舒適感。獲得了定制氣流，其使乘客為了保持舒適而需要對氣候系統(tǒng)進行的調(diào)節(jié)最小化。本發(fā)明能夠使用諸如熱電單元、分布式PTC取暖器、微型壓縮機、分離式蒸發(fā)器和其他裝置的分布式取暖和冷卻單元。本發(fā)明具有能夠容易適于各種車輛設(shè)計同時采用可高度重復(fù)使用部件的模塊化架構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種取暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)，用于在車廂內(nèi)具有多個座椅位置的車輛中為所述車輛的相應(yīng)乘客提供氣流，所述系統(tǒng)包括 多個出口通風(fēng)ロ； 多個抽吸返回裝置，設(shè)置在與所述車輛內(nèi)的座椅位置相鄰的各個空氣返回位置處； 空氣處理単元，在抽吸返回裝置與所述出口通風(fēng)ロ之間流體連通； 多個流量控制元件，每ー個都與至少ー個相應(yīng)的抽吸返回裝置串聯(lián)，用于響應(yīng)于相應(yīng)的流量命令選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的相應(yīng)流量； 占用確定裝置，用于識別接收增強氣流的一個或多個座椅位置；以及 控制器，用于響應(yīng)于所識別的座椅位置生成相應(yīng)的流量命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，流量控制元件包括用于將來自相應(yīng)抽吸返回裝置的空氣吹到所述車廂中的出ロ的專用風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，流量控制元件包括選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的流量系數(shù)的閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述空氣處理單元包括 鼓風(fēng)機；以及 與所述鼓風(fēng)機串聯(lián)的熱交換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述車廂包含多組座椅位置，并且所述空氣處理單元是向一組座椅位置提供調(diào)節(jié)空氣的區(qū)域性単元。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述車廂包含多組座椅位置，并且所述系統(tǒng)包括多個空氣處理單元，每個空氣處理単元都是向相應(yīng)的ー組座椅位置提供調(diào)節(jié)空氣的區(qū)域性單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，每個抽吸返回裝置都設(shè)置在所述車輛內(nèi)的相應(yīng)表面上,從包括座椅表面、中間控制臺表面、柱表面、車頂表面、后窗臺表面和地板表面的組中選擇每個表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，抽吸返回裝置包括 入口，具有用于接收來自所述車廂的空氣的開ロ ；以及 管道，與所述入口連通并具有用于將所接收的空氣導(dǎo)向所述空氣處理單元的出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，流量控制元件包括多個流量控制閥門，每ー個都選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的流量系數(shù)，以及流量控制閥門與抽吸返回裝置一體構(gòu)成并包括 設(shè)置在所述入口與所述出口之間的可移動板，所述可移動板在打開位置和關(guān)閉位置之間可旋轉(zhuǎn)，用于選擇性地控制所接收的空氣到所述出口的流量；以及電控驅(qū)動器，用于根據(jù)相應(yīng)的流量命令定位所述可移動板。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述占用確定裝置由人機界面構(gòu)成，所述人機界面響應(yīng)于手動啟動來生成相應(yīng)的乘客信號，并且所述控制器配置相應(yīng)的流量命令以根據(jù)乘客信號移動氣流。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種HVAC系統(tǒng)，該系統(tǒng)在車廂內(nèi)具有多個座椅位置的車輛中為車輛的相應(yīng)乘客提供的氣流。該系統(tǒng)包括多個出口通風(fēng)口和多個抽吸返回裝置，多個抽吸返回裝置設(shè)置在與車輛內(nèi)的座椅位置相鄰的各個空氣返回位置處?？諝馓幚韱卧诔槲祷匮b置與出口通風(fēng)口之間流體連通。設(shè)置有多個流量控制元件，每個流量控制元件都與至少一個相應(yīng)的抽吸返回裝置串聯(lián)，用于響應(yīng)于相應(yīng)的流量命令選擇性地修改相應(yīng)抽吸返回裝置的相應(yīng)流量。占用確定裝置識別用于接收增強氣流的一個或多個座椅位置?？刂破黜憫?yīng)于所識別的座椅位置生成相應(yīng)的流量命令。
文檔編號B60H1/24GK102815183SQ20121018544
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者克萊·W.·馬蘭為維爾, 克里斯多夫·M.·格萊勒, 保羅·B.·霍克, 邁克爾·E.·海塞, 拉吉·戈恩卡, 約翰·C.·施奈德 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司, 偉世通全球技術(shù)公司