除霜出口温度和气流的独立控制系统 【技术领域】
本发明涉及用于机动车辆的HVAC系统，更具体地，本发明涉及具有独立除霜控制系统的HVAC系统。
背景技术
为了防止车辆挡风玻璃的内侧起雾，车辆挡风玻璃的温度需要高于露点。由此必须将热的或温暖(加热)的空气引导到挡风玻璃上以保持挡风玻璃的温度高于露点。在传统的HVAC系统中，加热的空气经过HVAC壳体引导至多个空气出口之一。具体地，必须将加热的空气引导至除霜出口以加热车辆挡风玻璃的内侧，从而对挡风玻璃进行除霜或者除雾。然而，当前的HVAC系统的缺点在于，不能独立于从系统中其它空气出口离开的空气温度和空气量来控制从除霜出口离开的空气温度和空气量。
例如，图1示出了用于机动车辆的传统HVAC系统100的示意图。HVAC系统100包括HVAC壳体102、吹风机(未示出)、蒸发器104、加热芯106、空气混合门108、混合室110、气流路径112、除霜门114、除霜空气出口116、通风门118、通风空气出口120、加热空气出口122以及空气出口模式致动器124。
图1中所示的HVAC系统具有多种操作模式，包括除霜模式、加热模式(或者脚部模式)以及加热/除霜模式。来自蒸发器104和加热芯106的空气在混合室110中混合之后，流过气流路径112并且根据所选择的操作模式而通过一个或多个选定的空气出口离开。例如，如果选择加热模式，那么气流以大约80∶20的比例分配至加热空气出口122和除霜空气出口116。此外，如果选择加热/除霜模式，那么气流以大约50∶50的比例分配至加热空气出口122和除霜空气出口116。然而，一旦选择了某种模式，那么气流的比例就是固定的并且不能调节。换言之，不能独立于从加热空气出口122离开的空气来调节从除霜空气出口116离开的气流的量。
此外，从除霜空气出口116离开的空气的温度与从加热空气出口122离开的空气的温度相同。从而，不能独立于从加热空气出口122离开的空气来调节从除霜空气出口116离开的空气的温度。
因此，需要一种HVAC系统来克服上述缺陷。
【发明内容】
根据一个方面，本发明通过提供一种用于机动车辆的HVAC系统来克服上述缺陷，该HVAC系统包括用于提供冷空气的蒸发器和用于提供热空气的加热芯。加热气流路径引导气流经过加热空气出口，加热调节风门(damper door)控制经过所述加热空气出口的气流的量。除霜气流路径引导气流经过除霜空气出口，除霜调节风门控制经过所述除霜空气出口的气流的量。分开通道位于所述加热气流路径和所述除霜气流路径之间，以将所述加热气流路径的气流与所述除霜气流路径的气流分开。所述除霜调节风门独立于所述加热调节风门进行操作，从而允许调节经过所述除霜空气出口的气流的量，而不会干扰经过所述加热空气出口的气流的量。
根据另一个方面，本发明提供位于所述除霜气流路径的入口附近的旁路门。所述旁路门控制从所述加热芯流入所述除霜气流路径的热空气的量，从而控制经过所述除霜空气出口的气流的温度，而不会干扰所述加热气流路径中的气流的温度。
在阅读和理解以下详细说明之后，本发明的其它优势和优点对于本领域技术人员而言将会变得明显。
【附图说明】
本发明将具体阐明某些部件和部件的布置，这些部件和部件布置地优选实施例将在本说明书中进行详细说明并且在形成说明书一部分的附图中示出。
图1为传统HVAC系统的示意图；
图2为包含本发明的HVAC系统的示意图；
图3为图2的剖视图；
图4A和4B为具有不同门选择的HVAC系统的示意图；
图5A和5B为具有不同致动器选择的HVAC系统的示意图。
【具体实施方式】
现在参考附图，图2和图3示出了根据本发明的用于机动车辆的改进HVAC系统10的示意图。本发明的HVAC系统10包括壳体12、吹风机(未示出)、蒸发器16以及位于蒸发器16下游的加热芯18。这些部件为用于HVAC系统的典型部件并且其操作与上述传统HVAC系统中的部件类似。因此将不再进一步详细解释这些部件的操作。此外，由字母C标明的箭头表示冷空气从蒸发器16的流动。由字母H标明的箭头表示热空气从加热芯18的流动。由字母M标明的箭头表示热空气和冷空气的混合。此外，本说明书中涉及的“空气的量”或“气流”并不具体指的是冷空气、热空气或混合空气，而是仅仅为简明起见所采用的通称。
本发明的HVAC系统10还包括通风/加热气流路径(或第一气流路径)20(以下称“加热气流路径”)、分开的除霜气流路径(或第二气流路径)22以及分开通道24。分开通道24提供一种用于独立地控制除霜气流路径22中的空气温度和空气量的手段，这将在下面进一步解释。从而，本发明具有彼此独立控制的通风/加热模式和除霜模式。
参考图2，空气混合门26位于蒸发器16和加热芯18之间的加热气流路径20的入口附近。空气混合门26可以旋转至不同的位置以控制由蒸发器16流入加热气流路径20的冷空气C的量。来自蒸发器16的冷空气C进入混合室28，在该混合室28中冷空气C与来自加热芯18的热空气H混合，由此形成混合空气M。从而，可以通过调节空气混合门26的旋转来调节流过加热气流路径20的空气的温度。
空气继续流过加热气流路径20，在那里最终经过通风空气出口(或第一空气出口)30和/或加热空气出口(或第二空气出口)32而离开。通过打开和闭合通风调节风门(或第一调节风门)34和加热调节风门(或第二调节风门)36控制经过通风空气出口30和/或加热空气出口32而离开的空气的量。
例如，如果通风调节风门34处于完全闭合位置(水平位置)，如图2所示，并且加热调节风门36处于完全打开位置，那么从加热空气出口32离开的空气的量与从通风空气出口30离开的空气的量之间的比例为大约100∶0。相反，如果通风调节风门34处于完全打开位置(接近竖直位置)并且加热调节风门36处于完全闭合位置，那么从加热空气出口32离开的空气的量与从通风空气出口30离开的空气的量之间的比例为大约0∶100。然而，应当注意到，通风调节风门34和加热调节风门36两者可以一起操作并且都可以处于部分地打开的位置。从而，从通风空气出口30离开的空气的量与从加热空气出口32离开的空气的量之间的比例可以在100∶0至0∶100的比例范围内变化。通风调节风门34和加热调节风门36由独立的各个致动器来操作或者由具有与各个门连接的连杆的一个致动器来操作(未示出)。
仍然参考图2，除霜热空气旁路门38(以下称“旁路门”)位于加热芯18上方、除霜气流路径22的入口附近。旁路门38可以借助第一致动器40旋转至不同的位置以控制从加热芯18流入除霜气流路径22的热空气H的量，在那里所述热空气H经过除霜空气出口(或第三空气出口)42离开。例如，如果旁路门38处于完全打开位置，那么从除霜空气出口42离开的空气的温度将会最高。如果旁路门38处于完全闭合位置，那么从除霜空气出口42离开的空气的温度将会最低。因此，可以通过简单地在完全打开和完全闭合位置之间定位旁路门38而将从除霜空气出口42离开的空气的温度调节至最高温度和最低温度之间的任何温度。从而，通过简单地调节旁路门38来控制或调节离开除霜空气出口42的空气的温度。如上所述，应当注意到，来自加热芯18的热空气H还流入混合室28，在那里该中热空气H与来自蒸发器16的冷空气C混合。从而，只要通风/加热模式处于打开(“ON”)位置，来自加热芯18的热空气H将会流入混合室28而不管旁路门38的位置。
通过打开和闭合除霜调节风门(或第三调节风门)44来控制经过除霜空气出口42离开的空气的量。例如，如果除霜调节风门44处于完全闭合位置(水平位置)，这表示除霜模式处于关闭(“OFF”)位置，那么将没有空气离开除霜空气出口42。相反，如果除霜调节风门44处于完全打开位置(接近竖直位置)，那么离开除霜空气出口42的空气的量最大。然而，应当注意到，除霜调节风门44可以处于完全闭合位置或完全打开位置之间的任何位置。从而，可以通过简单地调节除霜调节风门44，借助第二致动器46调节从除霜空气出口42离开的空气的量。本发明的优点在于，独立于通风调节风门34和加热调节风门36来操作除霜调节风门44。
如图2和3所示，分开通道24的位置设置成使得加热气流路径20的气流流过分开通道24，而除霜气流路径22的气流在分开通道24的任一侧流动。从而，经过加热气流路径20的气流和经过除霜气流路径22的气流彼此之间不会交叉或干涉。因此，由于存在分开通道24，所以可以独立于经过加热气流路径20的气流温度和气流量来控制经过除霜气流路径22的气流温度和气流量。换言之，可以通过调节旁路门38来调节除霜气流路径22中的空气的温度，而不干扰加热气流路径20中的空气的温度。类似地，因为除霜调节风门44独立于通风调节风门34和加热调节风门36进行操作，所以可以通过调节除霜调节风门44来调节除霜气流路径22中的气流的量，而不干扰加热气流路径20中的气流的量。注意，为了清楚起见，在图3中未示出调节风门34、36、44和旁路门38。
图4A和4B示出了可以在本发明中使用的不同类型的门。具体地，图4A示出了中心轴门(或蝴蝶型门)34、36、44，图4B示出了一侧轴门34A和36A。然而，应当注意到，门的类型并不限于图中所示的类型。从而，图中所示的所有门可以是本领域中公知的任何类型的门。
图5A和5B示出了可以用来操作旁路门38和除霜调节风门44的致动器的不同布置。具体地，图5A示出了两个分开的致动器。第一致动器40操作旁路门38，第二致动器46操作除霜调节风门44。第一致动器40和第二致动器46彼此之间独立地操作。另一方面，图5B示出了同时操作旁路门38和除霜调节风门44的单个致动器48。应当注意到，图中所示的致动器可以是本领域中公知的任何类型的致动器。
虽然已经说明和示出了本发明的具体实施例，但是应当理解，这些实施例仅仅只是示例性的，本发明并不限于这些实施例，而是仅由以下的权利要求书的特有的范围所限定。