[發明專利]應用于汽車自動空調上的水閥執行器

無效

• 申請號: 201310076854.3
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103148256A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 李國軍
• 申請（專利權）人: 四川泛華電器有限責任公司
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;F16K31/53;F16H57/029;B60H1/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉興亮

技術領域

本發明涉及一種汽車空調中的水閥執行器，尤其涉及一種應用于汽車自動空調上的水閥執行器。

背景技術

汽車自動空調系統由微電腦控制，主要功能是ECU對采集設置在車內外的溫度傳感器的輸入信號進行處理，按照操作者的輸入指令，對風門、壓縮機、鼓風機、水閥等控制機構進行自動控制，從而調節駕駛室內的溫度、濕度等，使車艙內的小氣候處于較舒適的狀態。

在自動空調系統中，車內空氣的流動及冷暖分配必須要經過各類執行器帶動控制結構進行調節。這類執行器接受ECU送來的控制信號，并將其轉換成相應的角位移或直線行程位移，以改變控制機構的開口度，從而改變介質的流量。執行器按驅動能源分為氣動、電動和液壓執行器，其中電動執行器應用的最廣泛。它以普通12V直流電機驅動蝸桿，蝸桿帶動減速機構，最終產生較大的扭矩驅動機械裝置的移動。

自動空調中的水閥是用來控制冷暖分配的，具體就是控制暖風水箱（散熱器）進水口的發動機冷卻液的流量，當冬天制熱時，水閥處于全開狀態，夏天制冷時處于全關狀態，自動控制時，水閥處于不同的開口度，從而控制冷卻液的流量，達到調溫的目的。水閥執行器大體分為兩大類，一類是直流電機+位置傳感器/位置開關，如福特、本田、三菱、野馬、大眾等轎車，以及一些重卡車如濟重的HOWO系列，陜重的F3000等車型；另一類是采用步進馬達，如寶馬、LS400等高檔車型。采用步進馬達執行器雖然控制角度的精度高，壽命長，但這類執行器的成本太高，國內的很多汽車主機廠都是望而卻步的。國內生產汽車的企業大多用的是第一類直流電機+位置開關型水閥執行器。

目前，國內的企業生產的水閥執行器普遍存在一些不足之處。首先是壽命問題，水閥執行器配套商往往銷售一段時間后，就會面臨大量的三包返回，造成這種后果的根本原因是電刷的結構設計不合理，材料硬度選擇不好，鍍金PCB的鍍金厚度不夠，導致電刷與PCB板接觸時存在過大的彈力，加之水閥執行器的動作頻次高，工作時磨損就更加嚴重。再則，水閥執行器工作時只有幾個固定位置，不象步進馬達那樣能連續反饋位置信號，空調ECU不能實時跟蹤水閥執行器的工作狀態，只能簡單的根據幾個開關位置信號判定水閥執行器所處的大概位置，給軟件的處理帶來極大的麻煩，造成軟件設計難度大大增加。

發明內容

針對上述現有技術存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種應用于汽車自動空調上的水閥執行器，該水閥執行器能夠實現跟蹤定位和限位的雙重功能，能夠有效地解決上述技術問題。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種應用于汽車自動空調上的水閥執行器，包括內部具有空腔的殼體，殼體主要由上殼體和與上殼體相配合的下殼體構成，所述下殼體內腔中設有電機、減速齒輪嚙合組、PCB板和電刷，所述電機的輸出軸上固定連接有蝸桿，蝸桿與所述減速齒輪嚙合組嚙合，電刷固定設于減速齒輪嚙合組的某個齒輪上；所述PCB板上包括有弧形電阻和與弧形電阻相匹配的信號反饋環，電刷的刷頭分別匹配與弧形電阻、信號反饋環電連接；本水閥執行器上設有與減速齒輪嚙合組相配合的調節輸出閥。

為了更好地實現本發明，所述PCB板上還包括有信號弧形環一、信號弧形環二和信號弧形環三，所述信號弧形環一、信號弧形環二和信號弧形環三依次從外到內布置，并且信號弧形環一、信號弧形環二和信號弧形環三構成信號連接區域。

本發明提供一種優選的電刷結構技術方案是，所述電刷主要由刷柄和刷頭兩部分構成，為了便于電刷的安裝，電刷的刷頭平面與刷柄平面成一夾角，電刷的刷頭可在與刷柄連接位置處彈性形變，當電刷安裝在殼體內時，電刷的刷頭依靠該彈性形變力與PCB板緊密接觸。

本發明的電刷數量為兩個，電刷包括電刷一和電刷二，其中電刷一的刷頭分別匹配與弧形電阻、信號反饋環電連接，電刷一在弧形電阻、信號反饋環所構成的區域內滑動接觸，電刷一起著跟蹤調節輸出閥轉動角度并及時反饋調節輸出閥角度值的作用；電刷二的刷頭在由信號弧形環一、信號弧形環二和信號弧形環三所構成的信號連接區域內滑動，由于電刷二的刷頭在信號連接區域內滑動，其位置會發生變化，從而起著反饋位置信號和限位的目的（當電刷二的刷頭滑動到某一區域內，該區域的電阻會改變，水閥執行器根據反饋回來的改變信號，會及時地停止電機工作，從而實現對調節輸出閥限位的目的，使得調節輸出閥只能在所規定的轉動角度范圍內旋轉）。