[發明專利]用于多區和高性能操作的未分區的HVAC模塊控制

有效

• 申請號: 201510257540.2
• 申請日: 2015-05-19
• 公開（公告）號: CN105082935B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: M·王;P·S·卡德爾;J·C·金馬丁;D·高希;C·A·阿奇博爾德
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 姬利永

發明領域

本發明涉及用于向車輛艙提供溫度控制的HVAC單元。

背景技術

在機動車輛中，在儀表板下方或前面，有限的空間被分配用于加熱、通風和空氣調節(HVAC)系統。在具有被緊湊地設計成安裝在所分配的空間內的單區系統的車輛中，有時期望提供附加的溫度受控制區域。具有多個溫度受控制區域的系統允許駕駛員和乘客在其相應的區域具有對溫度的單獨控制，藉此最大化每個個體的舒適。甚至進一步延伸區域系統(即，對后座區域的單獨控制)也可能是期望的。

單區系統一般被設計成最佳地利用給定類型的車輛中的可用空間的量以及符合該空間的形狀。當設計雙區系統時，其通常必須符合相同的尺寸和形狀，藉此需要添加附加功能而沒有利用任何額外的空間。此外，當針對特定車輛線提供雙區系統時，經常期望也提供給客戶較為便宜的單區系統的選項。然而，不同系統的設計和工具加工(tooling)對于某些車輛模型而言有時是禁止的。

針對用在車輛中而產生的HVAC模塊通常向單區或向雙區提供溫度控制，即，整個HVAC模塊專用于一個或另一個。具有針對附加區域提供溫度控制的能力的HVAC模塊針對精確數量的區域進行特定設計、工具加工和制造。多區模塊的產品產量(或車輛的數量)通常遠低于單區或雙區模塊的產品產量(或車輛的數量)。由此，針對如此少的車輛設計這種多區模塊要昂貴許多。此外，對于制造單元和制造工藝通常被迫建立完全不同的HVAC模塊以實現附加的溫度受控制區域而言將是破壞性的。

現有技術的HVAC單元提供被饋送到多個區域的經溫度調節的空氣的多個、單獨的流。Kinmartin等人的美國專利號7,832,464B2提供包括限定冷偏差入口、熱偏差入口和第二區域入口的殼體的獨立的混合閥子組件，以及將殼體附連至HVAC模塊的外殼的機制，其中混合閥子組件的冷偏差入口、熱偏差入口和第二區域入口分別與HVAC模塊的冷偏差出口、熱偏差出口和第二區域出口密封地接合。混合閥子組件可提供溫度受控制的空氣的一個或多個流。因此，不同的混合閥子組件可被附連至一個通用的HVAC模塊以提供不同數量的溫度區域。

現有技術的HVAC單元提供被饋送到多個區域的經溫度調節的空氣的多個、單獨的流。Auer等人的美國專利號6,772,833B2提供包括安裝在外殼內的蒸發器、加熱器芯、鼓風機、多個混合室以及插件的HVAC單元。該插入控制來自混合室的經調節的空氣的流動由此將經溫度調節的空氣的單獨的流提供至多個區域。

美國專利號6,772,833B2和7,832,464B2在此整體結合于此。

盡管現有技術提供了能夠產生空氣的多個溫度受控制的流以被饋送至多個車輛區域的HVAC單元，然而對于每一離散數量的溫度受控制的流，必須設計和工具加工不同的HVAC單元，即，對于用于不同區域的每一數量的獨立地溫度受控制的流，設計和工具加工完全不同的HVAC單元。

傳統的加熱、通風和空氣調節(HVAC)模塊使用延伸到HVAC模塊中的蒸發器的分隔墻來提供多個流的經調節的氣流。這些多個流的氣流被用于在相關聯的車輛乘客隔間中實現多區氣候控制。在現代客運車輛中頻繁地采用基于這種類型的HVAC模塊的雙區或三區氣候控制系統。歸因于操作能力和包裝限制，在大型車輛(諸如運動型多用途車(SUV)和微型客車)中偶爾采用兩個單獨的和分區的HVAC模塊以實現多區操作，其中一個模塊被安裝在車輛儀表盤的區域中并且另一個在后備箱的區域中。

然而，傳統的、分區的、雙HVAC模塊方法的實現是有問題的。例如，它們可需要主車輛中的過度包裝空間、更多的空氣管道、更多的線和配件、更多的制冷劑(通常約再多2磅)、更多的冷卻劑、更多的質量、較高的操作噪聲級別、較高成本以及常常轉變為提高的質量和保修問題的增加的系統復雜性。這種系統需要更多能量和較大的支撐部件，諸如壓縮機、水泵、冷凝器、交流發電機(alternator)、線組和管道。因此，雙模塊方法導致增加的車輛燃料消耗以及增加的廢氣排放。所有這些項目顯著有助于整體車輛成本和操作成本。

發明簡述

本發明涉及具有足夠能力來代替目前在大型車輛氣候控制系統內所采用的雙模塊的高性能HVAC模塊。通過利用HVAC設計(諸如無刷電機架構、低壓降熱交換器部件和精制滾動設計)領域中的進步的優勢，單個前模塊能夠提供大型SUV或微型客車的空氣調節的全部所需氣流。實現本發明的一個HVAC模塊在室外空氣(OSA)模式中在13伏特(VDC)下提供520立方英尺每分鐘(CFM)氣流。