DE102017130404A1

DE102017130404A1 - Luftausströmer mit hybridem klappenverschluss

Info

Publication number: DE102017130404A1
Application number: DE102017130404.5A
Authority: DE
Inventors: Steve Nicholas Fidh
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN108202579A; US20180170149A1

Abstract

Ein hybrides Betätigungselementsystem für eine Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe beinhaltet einen manuellen Betätigungselementmechanismus, der mit einer Düsenausströmerdrosselklappe wirkverbunden ist, und einen angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der mit einem Abschnitt des manuellen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist. Der angetriebene Betätigungselementmechanismus beinhaltet ein Stellelement, das mit einem angetriebenen Betätigungselement und dem Abschnitt des manuellen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist. Eine Steuerung ist mit dem angetriebenen Betätigungselement wirkverbunden. Es werden Fahrzeug-Düsenausströmer beinhaltend das hybride Betätigungselementsystem und Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe unter Verwendung des hybriden Betätigungselementsystems beschrieben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft allgemein Luftdüsen und Luftdüsenausströmer zum Abgeben von klimatisierter Luft aus einem Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-(Heating, Ventilation, and Air Conditioning - HVAC)-system eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Offenbarung einen Luftdüsenausströmer mit einem hybriden Betätigungselementsystem, das sowohl die manuelle als auch elektronische Steuerung der Luftstromverteilung durch verschiedene Luftausströmer ermöglicht, um die HVAC-Leistung, die Energienutzungseffizienz und den Komfort und die Zufriedenheit der Fahrzeuginsassen zu verbessern.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Grundaufbau eines Fahrzeugdüsenausströmers ist bekannt und bedarf keiner ausführlichen Beschreibung hierin. Auf einer hohen Ebene und bezugnehmend auf 1, beinhaltet ein Düsenausströmer 100 jedoch ein Gehäuse 102 und eine oder mehrere Leitwände 104. Das Gehäuse 102 ist in der Regel für das Einsetzen in und Anbringen an einer zusammenwirkenden Öffnung (nicht gezeigt) in einer Fahrzeugkomponente, wie etwa einem Armaturenbrett, einer Türverkleidung, einer Dachverkleidung, einer Mittelkonsole usw., konfiguriert und dimensioniert. Das Gehäuse 102 ist in der Regel an einem Abschlussende eines HVAC-Kanals (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs positioniert, wobei der Kanal in Fluidverbindung mit dem Gehäuseinneren steht, sodass die klimatisierte Luft von der HVAC durch das Gehäuse 102 hindurch und von dort in die Fahrgastkabine (nicht gezeigt) des Fahrzeugs tritt. Die Leitwände 104 sind in der Regel schwenkbar an dem Gehäuse angebracht, um einen Strom klimatisierter Luft von der Fahrzeug-HVAC (nicht gezeigt) durch den Düsenausströmer 100 und in eine Fahrzeug-Fahrgastkabine (nicht gezeigt) zu leiten. Ein Rändelrad 103 oder ein sonstiges Betätigungselement kann zum Betreiben einer Drosselklappe (nicht gezeigt) beinhaltet sein, die den Strom klimatisierter Luft vom Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs- (Heating, Ventilation, and Air Conditioning - HVAC)-system (nicht gezeigt) des Fahrzeugs regelt, die in den Düsenausströmer 100 eintreten bzw. aus ihm austreten darf. Ein Leitwandbetätigungselement 105 kann auch beinhaltet sein, um den Winkel zu verstellen, bei dem die klimatisierte Luft aus dem Düsenausströmer austritt.
Bisher ist das elektronische Steuern der Luftstromverteilung über ein HVAC-System auf Mechanismen beschränkt, die innerhalb des HVAC-Kastens angeordnet sind, die Steuerelemente anwenden, bevor der Luftstrom in das Fahrzeugkanalsystem/die Luftausströmer eintritt. Auch stellen derartige Systeme den Luftstrom typischerweise nur gemäß der bestimmten allgemeinen Fahrgastkabinentemperatur automatisch ein, nicht nach einer individuellen Düsenausströmersteuerung. Es ist dem Fahrzeuginsassen überlassen, die Luftstromverteilung in der Fahrgastkabine des Fahrzeugs mechanisch nach seinen Wünschen zu justieren, indem er die Luftausströmermechanismen mechanisch einstellt, üblicherweise mittels eines Rändelrads 103 oder eines sonstigen Betätigungselements, das eine Drosselklappe oder eine Reihe von Leitwänden zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung verschiebt. Obzwar es effektiv ist, bringt dieses System Einschränkungen mit sich. Insbesondere wenn der Fahrer der einzige Insasse des Fahrzeugs ist, kann er den Luftstrom nur für den/die Luftausströmer, der/die sich am nächsten zum Fahrersitz befindet/befinden, einstellen. Da es der Fall sein kann, dass ein übermäßiger und unnützer Luftstrom zu nicht besetzten Fahrzeugsitzen geleitet wird, kann dies zu ineffizienter Energienutzung führen. Um den durch die anderen Luftausströmer des Fahrzeugs tretenden Luftstrom auszugleichen, kann der Fahrer auch gezwungen sein, den/die Luftausströmer, die sich am nächsten zum Fahrersitz befinden, einzustellen, um einen stärkeren oder schwächeren Luftstrom bereitzustellen, als es ansonsten der Fall wäre.
Daher besteht in der Technik ein Bedürfnis für verbesserte Systeme und Verfahren zum Steuern des Luftstroms durch bestimmte Düsenausströmer und/oder Gruppen von Luftdüsenausströmern. Um dieses und andere Probleme zu lösen, betrifft die vorliegende Offenbarung ein hybrides Betätigungselementsystem für eine Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe, das hybride Betätigungselementsystem beinhaltende Düsenausströmer und Verfahren zum Betreiben einer Düsenausströmerdrosselklappe unter Verwendung des hybriden Betätigungselementsystems.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß den hierin beschriebenen Zwecken und Vorteilen, wird in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein hybrides Betätigungselementsystem für eine Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe bereitgestellt, umfassend einen manuellen Betätigungselementmechanismus, der mit einer Düsenausströmerdrosselklappe wirkverbunden ist, und einen angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der mit einem Abschnitt des manuellen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist.
In Ausführungsformen umfasst der manuelle Betätigungselementmechanismus einen Hebel, der mit der Düsenausströmerdrosselklappe wirkverbunden ist, und ein manuelles Betätigungselement, das mit dem Hebel zum Verschieben der Düsenausströmerdrosselklappe zwischen einer vollständig offenen Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung wirkverbunden ist. Das manuelle Betätigungselement kann ein Rändelrad oder ein anderes geeignetes manuelles Betätigungselement sein.
In Ausführungsformen umfasst der angetriebene Betätigungselementmechanismus ein Stellelement, das mit einem angetriebenen Betätigungselement und dem Hebel wirkverbunden ist. Das Stellelement beinhaltet einen Körper, der einen bogenförmigen Schlitz aufweist, der mit einem Abschnitt des Hebels gekoppelt ist. Das Stellelement ist konfiguriert, wobei eine neutrale Stellung möglich ist, wobei der Hebel manuell betätigt werden kann, um die Düsenausströmerdrosselklappe zu öffnen und zu schließen ohne den bogenförmigen Schlitz zu berühren.
Ein Stellungssensor kann mit dem angetriebenen Betätigungselement wirkassoziiert sein. Eine Steuerung ist mit dem angetriebenen Betätigungselement und/oder dem Stellungssensor wirkassoziiert.
In einem weiteren Aspekt wird ein Düsenausströmer für ein Fahrzeug bereitgestellt, beinhaltend ein Gehäuse und eine vom Gehäuse getragene Drosselklappe. Die Drosselklappe ist betätigbar, um zumindest teilweise einen Luftstrom von einem HVAC-System mittels des hybriden Betätigungselementsystems, wie oben beschrieben, zu blockieren.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern eines Luftstroms durch einen oder mehrere Fahrzeug-Düsenausströmer beschrieben. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines manuellen Betätigungselementmechanismus, der mit einer Düsenausströmerdrosselklappe wirkverbunden ist, und eines angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der mit einem Abschnitt des manuellen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist. Eine Steuerung veranlasst den angetriebenen Betätigungselementmechanismus, die Düsenausströmerdrosselklappe in eine gewünschte Ausrichtung gemäß einer oder mehrerer vordefinierter Bedingungen zu verschieben. In Ausführungsformen sind der manuelle Betätigungselementmechanismus und der angetriebene Betätigungselementmechanismus wie oben beschrieben.
Das beschriebene Verfahren beinhaltet ferner die folgenden Schritte durch das angetriebene Betätigungselement unter Kontrolle der Steuerung und optional des Stellungssensors: Halten des Stellelements in einer neutralen Ausrichtung, wobei der Hebel während einer manuellen Betätigung der Düsenausströmerdrosselklappe durch den manuellen Betätigungselementmechanismus nicht durch das Stellelement bewegt wird. Bei Bestimmen einer der einen oder mehreren vordefinierten Bedingungen verschiebt das angetriebene Betätigungselement unter Kontrolle der Steuerung und optional des Stellungssensors das Stellelement aus der neutralen Stellung ausreichend, um den Hebel zu veranlassen, die Düsenausströmerdrosselklappe in die gewünschte Ausrichtung bei oder zwischen einer vollständig offenen Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung zu verschieben.
In Ausführungsformen werden die eine oder mehreren vordefinierten Bedingungen aus der Gruppe bestehend aus Folgenden ausgewählt: Erkennen eines unbesetzten Fahrzeugsitzes, Erkennen eines Abtaumodus des Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs- (Heating, Ventilation, and Air Conditioning - HVAC)-systems des Fahrzeugs, Bestimmen einer Notwendigkeit zum Betreiben einer bestimmten Zone eines Mehrzonen-HVAC-Systems, Bestimmen einer Notwendigkeit zum Verstellen einer Temperatur einer bestimmten Zone des Mehrzonen-HVAC-Systems und Bestimmen einer Notwendigkeit zum Einstellen eines kombinierten Luftstroms, der durch zwei oder mehrere Düsenausströmer hindurchgelassen wird.
In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsformen des offenbarten hybriden Betätigungselementsystems für eine Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe, das hybride Betätigungselementsystem beinhaltende Düsenausströmer und Verfahren zum Betreiben einer Düsenausströmerdrosselklappe unter Verwendung des hybriden Betätigungselementsystems gezeigt und beschrieben. Es versteht sich, dass die Vorrichtungen und Verfahren aus anderen, unterschiedlichen Ausführungsformen bestehen können und dass ihre jeweiligen Details in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten modifiziert sein können, ohne von der in den nachstehenden Ansprüchen dargelegten und beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen ihrem Wesen nach als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungsfiguren, die hierin einbezogen sind und einen Teil der Patentschrift bilden, veranschaulichen mehrere Aspekte des offenbarten hybriden Betätigungselementsystems für eine Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe und auch Düsenausströmer und Verfahren, in denen diese integriert sind, und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien davon zu erläutern. In den Zeichnungen gilt:

1 stellt einen Fahrzeug-Düsenausströmer nach dem Stand der Technik dar;
2 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines Fahrzeug-Düsenausströmers, beinhaltend ein hybrides Betätigungselementsystem für einen Fahrzeug-Düsenausströmerverschluss gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3A zeigt den manuellen Betrieb einer Düsenausströmerdrosselklappe unter Verwendung eines manuellen Betätigungselementsystems des hybriden Betätigungselementsystems aus 2 mit einer Düsenausströmerdrosselklappe in einer vollständig geöffneten Stellung;
3B zeigt den manuellen Betrieb der Düsenausströmerdrosselklappe unter Verwendung des manuellen Betätigungselementsystems des hybriden Betätigungselementsystems aus 2 mit der Düsenausströmerdrosselklappe in einer teilweise geschlossenen Stellung;
4A zeigt eine Anfangsphase des Schließens einer Düsenausströmerdrosselklappe unter Verwendung eines angetriebenen Betätigungselementmechanismus des hybriden Betätigungselementsystems aus 2;
4B zeigt eine Zwischenphase des Schließens der Düsenausströmerdrosselklappe aus 4A unter Verwendung des angetriebenen Betätigungselementmechanismus des hybriden Betätigungselementsystems aus 2;
4C zeigt eine Endphase des Schließens der Düsenausströmerdrosselklappe aus 4A unter Verwendung des angetriebenen Betätigungselementmechanismus des hybriden Betätigungselementsystems aus 2;
5 stellt schematisch eine Fahrzeug-Fahrgastkabine mit einer Mehrzonen-Düsenausströmeranordnung dar; und
6 stellt in Flussdiagrammform ein Verfahren zum Betreiben des hybriden Betätigungselementsystems aus 2 dar.

Nun erfolgt eine detaillierte Bezugnahme auf Ausführungsformen des offenbarten Düsenausströmers für ein Kraftfahrzeug, von dem Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren veranschaulicht sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf 2, wird ein Düsenausströmer 200 gezeigt, beinhaltend ein hybrides Betätigungselementsystem 202 für eine Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe (nicht in dieser Ansicht gezeigt). Wie bei Düsenausströmern nach dem Stand der Technik, beinhaltet der Düsenausströmer 200 ein Gehäuse 102, eine Reihe von parallelen Leitwänden 104 zum Steuern einer Luftstromrichtung und ein Leitwandbetätigungselement 105 zum Verstellen des Winkels, bei dem klimatisierte Luft aus dem Düsenausströmer austritt. Natürlich sind andere Konfigurationen von Leitwänden 104 bekannt und zur Verwendung hierin vorgesehen, zum Beispiel runde Leitwände, die konzentrische Ringe umfassen, die einen zentralen Drehpunkt oder Kardangelenk aufweisen, und andere.
Das hybride Betätigungselementsystem 202 wird isoliert in den 3A-3B gezeigt und beinhaltet einen manuellen Betätigungselementmechanismus, beinhaltend ein manuelles Betätigungselement 204 und einen Hebel 206, der funktioniert, um eine vom Gehäuse 102 getragene Düsenausströmerdrosselklappe 208 zu schwenken. Der Hebel 206 funktioniert, um die Düsenausströmerdrosselklappe 208 in eine gewünschte Ausrichtung zwischen einer vollständig geschlossenen Stellung zu schwenken, um den Luftstrom durch den Düsenausströmer 200 zu unterbinden, und einer vollständig offenen Stellung, um den vollständigen Luftstrom durch den Düsenausströmer zu erlauben. In der dargestellten Ausführungsform ist das manuelle Betätigungselement 204 ein Rändelrad, das mit dem Hebel 206 durch ein Verbindungsglied 210 verbunden ist, das beim Drehen (siehe Pfeil) den Hebel dazu veranlasst, wie gewünscht nach oben oder unten zu schwenken. Dem Fachmann erschließt sich, dass andere manuelle Betätigungselemente 204 vorgesehen sind, wie etwa Betätigungshebel, Schiebregler, Druck-/Zugknopf- und Kabelanordnungen, vollständig freiliegende Drehknöpfe, drehbare Einfassungsringe usw. Dem Fachmann erschließt sich auch, dass das manuelle Betätigungselement 204 direkt statt indirekt mit dem Hebel 206 verbunden sein kann, wie durch bekannte Mittel zur mechanischen Einstellung, einschließlich Baugruppen oder Reihen von planaren oder nichtplanaren Zahnrädern.
Das hybride Betätigungselementsystem 202 beinhaltet ferner einen angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der ein angetriebenes Betätigungselement 212 aufweist, das mit einem Stellelement 214 wirkverbunden ist. Das Stellelement 214 beinhaltet einen Körper 216, der einen Schlitz 218 definiert, der wie gezeigt mit einem Abschnitt des Hebels 206 in Eingriff steht. In der dargestellten Ausführungsform steht das Stellelement 214 mit einem Stift 220 in Eingriff, der von dem Hebel 206 getragen wird. Wie gezeigt definiert der Schlitz 218 eine Bogenform und ist dimensioniert, wobei nur die Abschlussenden des Schlitzes tatsächlich den Stift 220 berühren, wenn das Stellglied sich ausreichend weit gedreht hat. Der Grund dafür wird nachfolgend eingehender beschrieben.
Das Stellglied 214 kann sich konzentrisch zur Achse der Drosselklappe 208 oder zur Achse des manuellen Betätigungselements 204 befinden. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Düsenausströmerdrosselklappe 208 durch eine Reihe von Zahnrädern betätigt werden. In dieser Ausführungsform kann das Stellelement 214 einen Abschnitt eines Blindzahnrads umfassen. Das angetriebene Betätigungselement 212 kann direkt mit dem Stellelement 214 verbunden sein, wie gezeigt, oder kann in einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) durch eine Reihe von Verbindungsgliedern oder Zahnrädern mit dem Stellelement wirkverbunden sein. Das angetriebene Betätigungselement 212 kann ein Elektromotor oder ein von Fluid oder Luft angetriebenes Betätigungselement sein, das mit einem Druckkessel oder -tank wirkassoziiert ist, der das antreibende Fluid bzw. die antreibende Luft bereitstellt.
Das hybride Betätigungselementsystem 202 beinhaltet auch eine Steuerung, die allgemein als Bezugszeichen 222 dargestellt wird, und kann einen Stellungssensor beinhalten, der allgemein als Bezugszeichen 224 dargestellt wird. Die Steuerung 222 kann eine bordeigene Steuerung sein, wie etwa eine elektronische Fahrzeugsteuereinheit (Electronic Control Unit-ECU), die das elektronische Steuermodul (Electronic Control Module - ECM), das zentrale Steuermodul (Central Control Module - CCM), das allgemeine elektronische Modul (General Electronic Module - GEM) und andere beinhalten kann, ohne in irgendeiner Weise einschränkend gemeint zu sein. Alternativ kann die Steuerung 222 eine separate, eigenständige Steuerung sein, die dazu konfiguriert ist, nur das angetriebene Betätigungselement 212 zu steuern. Ferner kann das angetriebene Betätigungselement 212 von verschiedenen Kombinationen von Steuerungen, wie oben genannt, gesteuert werden. Der Stellungssensor 224 kann in das angetriebene Betätigungselement 212 integriert oder eine eigenständige Vorrichtung sein. Ohne in irgendeiner Weise einschränkend gemeint zu sein, können als Stellungssensoren 224 geeignete Vorrichtungen ein Potentiometer, einen Geber, eine Reihe von diskreten Schaltern, optische Sensoren und andere beinhalten.
Nun wird ein Merkmal des oben beschriebenen Systems, das die hybride Betätigung erlaubt, beschrieben. Wie in den 3A und 3B beschrieben, hält das angetriebene Betätigungselement 212 unter Kontrolle der Steuerung 222 und optional des Stellungssensors 224 während der manuellen Betätigung der Düsenausströmerdrosselklappe 208 das Stellelement 214 in einer neutralen Ausrichtung N, wobei der Hebel 206 und Stift 220 die vollständige Länge des Schlitzes 218 durchqueren, ohne damit in Berührung zu kommen. Somit kann die Düsendrosselklappe 208 zwischen der vollständig geöffneten Konfiguration von 3A und der vollständig geschlossenen Konfiguration von 3B, oder einer beliebigen Zwischenkonfiguration dazwischen, verschoben werden, ohne irgendeine Berührung zwischen dem Stift 220 und dem Schlitz 218.
Wenn hingegen die angetriebene statt der manuellen Betätigung der Düsenausströmerdrosselklappe 208 benötigt oder gewünscht wird, wird das Stellelement 214 vom angetriebenen Betätigungselement 212 aus der neutralen Stellung N verschoben. Dies wird in den 4A-4C veranschaulicht, die ein angetriebenes Schließen der Düsenausströmerdrosselklappe 208 zeigen. 4A zeigt die Düsenausströmerdrosselklappe 208 in der vollständig geöffneten Konfiguration. Bei Empfang eines Signals von der Steuerung 222 und/oder dem Stellungssensor 224, verschiebt das angetriebene Betätigungselement 212 das Stellelement 214 und den Schlitz 218, wobei ein Ende 218' des Schlitzes den Hebelstift 220 berührt, was den Hebel 206 veranlasst, die Düsenausströmerdrosselklappe 208 in die geschlossene Stellung zu verschieben (siehe 4B). Dann bringt das angetriebene Betätigungselement 212 unter Kontrolle der Steuerung 222 und/oder des Stellungssensors 224 das Stellelement 214 in die neutrale Stellung N zurück (siehe 4C). Um die Düsenausströmerdrosselklappe 208 in die vollständig geöffnete Stellung zurückzubringen, wird der Vorgang umgekehrt, wobei ein gegenüberliegendes Ende 218" des Stellelementschlitzes 218 den Hebelstift 220 berührt, was den Hebel veranlasst, die Düsenausströmerdrosselklappe in die offene Stellung von 4A zu verschieben.
Es versteht sich, dass verschiedene Ausführungsformen zum Steuern des Stellelements 214 durch das angetriebene Betätigungselement 212 möglich sind. Zum Beispiel kann das angetriebene Betätigungselement 212 ein Antriebsmotor sein, der eine Verschiebung des Stellelements 214 über eine feste Entfernung bereitstellt, wobei die Düsenausströmerdrosselklappe 208 eventuell nur zwischen der in den 3A-3B und 4A-4C gezeigten vollständig geöffneten und vollständig geschlossenen Konfiguration verschoben werden kann. Alternativ können die Steuerung 222 und der Stellungssensor 224 einen Bereich von Zwischenausrichtungen für die Düsenausströmerdrosselklappe 208 definieren, wodurch ein Bereich von Luftströmen durch den Düsenausströmer 200 hindurchgelassen wird.
Andererseits sind andere funktionale Verbindungselemente zwischen dem Stellelement 214 und dem manuellen Betätigungselement 204 vorgesehen. Der wichtige Punkt ist, dass das Stellelement 214 einen größeren Fahrbereich definiert als das Element, das das Stellelement mit dem manuellen Betätigungselement 204 verbindet, um die oben beschriebenen Funktionen zu ermöglichen.
Das beschriebene hybride Betätigungselementsystem 202 findet in einer Vielfalt von Situationen nutzbringende Anwendung. Zum Beispiel stellt 5 schematisch eine Fahrzeug-Fahrgastkabine 300 mit einer Anordnung von HVAC-Kanälen 302 dar. Die oben beschriebenen Düsenausströmer 200 sind in Fluidverbindung mit den HVAC-Kanälen gezeigt, die in der dargestellten Ausführungsform mit einer Instrumententafel 304 für das Heizen/Kühlen der Vordersitze 306, 308 und mit einer Rückseite einer Mittelkonsole 310 für das Heizen/Kühlen des Rücksitzes 312 assoziiert sind. Die Düsenausströmer 200 beinhalten jeweils ein hybrides Betätigungselementsystem 202 (nicht gezeigt), wie oben beschrieben.
Wie bekannt, definieren derartige Anordnungen von HVAC-Kanälen 302 eine Mehrzonenumgebung, wobei verschiedene Zonen der Fahrgastkabine 300 durch Verstellen des Luftstroms, der in bestimmte Zonen eintritt, unterschiedlich geheizt/gekühlt werden können. Beispielsweise können die Vordersitze 306, 308 eine Zone repräsentieren und der Rücksitz 312 kann eine andere Zone repräsentieren. Alternativ könnte der linke Vordersitz 306 eine Zone sein, der rechte Vordersitz 308 könnte eine Zone sein und der Rücksitz 312 könnte eine Zone sein. Wie oben beschrieben, war konventionell die einzige Weise, wie Fahrzeuginsassen den Luftstrom in derartige Zonen separat steuern konnten, manuell.
Durch die Verwendung des beschriebenen hybriden Betätigungselementsystems 202 unter Kontrolle einer Steuerung 222 und/oder eines Stellungssensors 224 wie beschrieben, wird ein automatisiertes Steuern des Luftstroms in verschiedene Zonen der Fahrgastkabine 300 möglich gemacht, wobei ein derartiges Steuern des Luftstroms an den Luftdüsenausströmern 200 statt zentral innerhalb des HVAC-Kastens (nicht gezeigt) erfolgt. Bestimmte Situationen, in denen ein derartiges individuelles Steuern des Luftstroms vorteilhaft wäre, sind vorstellbar. Zum Beispiel kann ein Fahrer der einzige Insasse einer Fahrzeug-Fahrgastkabine 300 sein, und in diesem Falle wäre ein Luftstrom nur durch die Düsenausströmer 200, die sich am nächsten zum Sitz 306 befinden, notwendig. Alternativ kann der Fahrer und ein Kind in einem Kindersitz (nicht gezeigt) auf dem Rücksitz 312 die Fahrgastkabine 300 besetzen, und in diesem Falle wäre ein Luftstrom durch die Düsenausströmer 200, die sich am nächsten zum Sitz 306 und Sitz 312 befinden, notwendig.
In derartigen Situationen könnte die Erkennung von Fahrgästen in bestimmten Sitzen durch die Verwendung von Sitzbelegungssensoren 314, zum Beispiel am Sitz montierte Sensoren 314, Kameras (nicht gezeigt), oder durch andere Erkennungssysteme, bewerkstelligt werden. Eine Vielfalt derartiger am Sitz montierter Sitzbelegungssensoren 314 ist bekannt, zum Beispiel Drucksensoren. Derartige Sitzbelegungssensoren 314 würden mit der Steuerung 222 oder mit einer anderen Steuerung (nicht gezeigt) kommunizieren, die wiederum mit der Steuerung 222 kommuniziert, um einen Bedarf für einen Luftstrom zum mit dem Sensor assoziierten Sitz anzuzeigen. Auf diese Weise könnte ein Luftstrom zu den besetzten Sitzen in der Fahrgastkabine 300 bei einem verringerten Gesamtfahrzeugluftstrom eingerichtet werden, da ein unnötiger Luftstrom zu unbesetzten Sitzen unterbunden wird. Dies würde die Energiekosten und den Komponentenverschleiß verringern, da der HVAC-Kompressor (nicht gezeigt) nicht so häufig zyklisch an- und abgeschaltet werden müsste, um den gewünschten Luftstrom bereitzustellen.
Andere repräsentative Situationen sind möglich. Wenn zum Beispiel sowohl Sitz 306 als auch Sitz 308 besetzt sind, kann es wünschenswert sein, den Luftstrom zwischen den Düsenausströmern 200, die sich am nächsten zu diesen Sitzen befinden, abzustimmen, um dadurch den Luftstrom zwischen der linken und rechten Seite der Fahrgastkabine 300 bei verringerten Energiekosten abzustimmen. Dies könnte unter Verwendung des beschriebenen hybriden Betätigungselementsystems 202 automatisch bewerkstelligt werden. Wie gesagt könnte die Anwesenheit von Insassen in den angegebenen Sitzen 306, 308 durch Sensoren 314 bewerkstelligt werden, die mit der Steuerung 222 oder mit einer anderen Steuerung (nicht gezeigt) kommunizieren, die wiederum mit der Steuerung 222 kommuniziert. In einem weiteren Beispiel, wenn ein HVAC-System in Abtaumodus gesetzt wird, ist es notwendig etwas Luftstrom an äußere Düsenausströmer der Fahrgastkabine 300 bereitzustellen, um Kondensation an den vorderen Fenstern zu unterbinden. Dies könnte durch das hierin beschriebene hybride Betätigungselementsystem 202 bewerkstelligt werden, indem die mittleren Düsenausströmerdrosselklappen 208 automatisch veranlasst werden sich zu schließen, wenn das HVAC-System in Abtaumodus gesetzt wird, wodurch während eines Abtaubetriebs ein Luftstrom oder Nebenluft an die außenliegenden Düsenausströmer 200 des Fahrzeugs bereitgestellt wird.
Um diese und andere vordefinierte Bedingungen zu meistern, kann die Steuerung 222 mit einer Logik programmiert sein, die das angetriebene Betätigungselement 212 des hybriden Betätigungselementsystems 202 veranlasst, bei Erkennen der vordefinierten Bedingung die Düsenausströmerdrosselklappe 208 in eine gewünschte Ausrichtung zu verschieben, um einen gewünschten Luftstrom durch einen bestimmten Düsenausströmer 200 oder eine Reihe von Düsenausströmern 200 bereitzustellen. Das Verfahren 400 zum Steuern des Luftstroms wird auf hoher Ebene in 6 veranschaulicht.
Wie darin gezeigt, beginnt der Prozess (Schritt 402) durch das Erkennen einer vordefinierten Bedingung. Wie oben beschrieben, könnte dies das Erkennen von Fahrzeuginsassen in einer oder mehreren Zonen der Fahrgastkabine 300 mittels Sensoren 314 sein, eine Feststellung, dass ein Fahrzeug-HVAC-System in Abtaumodus gesetzt wurde, eine Feststellung, dass der Luftstrom auf verschiedenen Seiten einer Fahrgastkabine 300 der Abstimmung bedarf, usw. Diese vordefinierte Bedingung könnte direkt oder indirekt mittels einer anderen Steuerung an die Steuerung 222 kommuniziert werden.

Die Steuerung 222 ist mit einer Logik programmiert, die verschiedene Einstellungen der Düsenausströmerdrosselklappen 208 definiert, die bei Empfang einer derartigen Indikation einer vordefinierten Bedingung umzusetzen sind, die in einem Speicher als eine Lookup-Tabelle gespeichert sein könnten. Eine repräsentative Lookup-Tabelle wird in Tabelle 1 gezeigt, die verschiedene vorprogrammierte Ausrichtungen von Drosselklappen 208 für bestimmte Düsenausströmer 200 einer Fahrgastkabine 300 zeigt, zum Beispiel bei dem außenliegenden Düsenausströmer des Fahrersitzes (LHOB), dem innenliegenden Düsenausströmer des Fahrersitzes (LHIB), dem außenliegenden Düsenausströmer des Beifahrersitzes (RHOB), dem innenliegenden Düsenausströmer des Beifahrersitzes (RHIB) und den Düsenausströmern des Rücksitzes/der zweiten Reihe. Tabelle 1.

Temperatureinstellung zu Kabinenbedingung		Insasse anwesend		Stromauswahlmodus		Auslassstellungen
Temperatureinstellung zu Kabinenbedingung			2.	Armaturenbrett		Auslassstellungen
Fahrer	Beifahrer	Beifahrer	Reihe	Armaturenbrett	Abtauen	Fahrer		Beifahrer		2. Reihe
						LHOB	LHIB	RHIB	RHOB	hinten
>	>	×	×	×		offen	offen	offen	offen	offen
>	<	×	×	×		offen	offen	geschlossen	geschlossen	offen
<	>	×	×	×		geschlossen	geschlossen	offen	offen	offen
>	>	×		×		offen	offen	offen	offen	geschlossen
>	<	×		×		offen	offen	geschlossen	geschlossen	geschlossen
<	>	×		×		geschlossen	geschlossen	offen	offen	geschlossen
>	>			×		offen	offen	geschlossen	geschlossen	geschlossen
>	<			×		offen	offen	geschlossen	geschlossen	geschlossen
<	>			×		geschlossen	geschlossen	geschlossen	geschlossen	geschlossen
>	>	×	×		×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	offen
>	<	×	×		×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	offen
<	>	×	×		×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	offen
>	>	×			×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	geschlossen
>	<	×			×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	geschlossen
<	>	×			×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	geschlossen
>	>				×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	geschlossen
>	<				×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	geschlossen
<	>				×	offen	geschlossen	geschlossen	offen	geschlossen

Bei der oberen der beiden unterlegten beispielhaften vordefinierten Bedingungen ist der Fahrersitz und der Sitz des vorderen Beifahrers der Fahrgastkabine 300 besetzt und das HVAC-System ist auf Armaturenbrettmodus gestellt. In dieser Situation würden die Signale, die von der Kombination aus Sitzbelegungssensoren 314 (Schritt 404) und einem HVAC-Modussensor (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, der erkennt, dass ein Fahrzeuginsasse einen HVAC-Abtaumodus gewählt hat, oder alternativ, dass ein Steuerkopf (nicht gezeigt) die HVAC gemäß verschiedener Eingaben automatisch in den Abtaumodus gesetzt hat, nach der Lookup-Tabelle anzeigen, dass die RHIB- und RHOB-Düsenausströmer 200 geöffnet und die übrigen Düsenausströmer geschlossen werden sollten. Dementsprechend, wie oben beschrieben, würde die Steuerung 222 die angetriebenen Betätigungselemente 212, die mit diesen beiden Düsenausströmern 200 (Schritt 406) assoziiert sind, veranlassen, ihre Düsenausströmerdrosselklappen 208 in die vollständig geschlossene Stellung zu verschieben (Schritt 408), wie von dem Stellungssensor 224 bestimmt.
Bei der unteren der beiden unterlegten beispielhaften vordefinierten Bedingungen sind die Sitze der vorderen Fahrgäste und der zweiten Reihe besetzt und das HVAC-System ist auf Abtauen gestellt. In dieser Situation würden die Signale, die von der Kombination aus Sitzbelegungssensoren 314 und einem HVAC-Modussensor (nicht gezeigt) (Schritt 404) bereitgestellt werden, nach der Lookup-Tabelle anzeigen, dass die LHIB- und RHIB-Düsenausströmer 200 geschlossen und die übrigen Düsenausströmer geöffnet werden sollten. Dementsprechend, wie oben beschrieben, würde die Steuerung 222 die angetriebenen Betätigungselemente 212, die mit diesen beiden Düsenausströmern 200 (Schritt 406) assoziiert sind, veranlassen, ihre Düsenausströmerdrosselklappen 208 in die vollständig geschlossene Stellung zu verschieben (Schritt 408), wie von dem Stellungssensor 224 bestimmt.
Offensichtliche Modifikationen und Variationen sind angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Zum Beispiel zeigt und beschreibt die Offenbarung eine schwenkende Düsenausströmerdrosselklappe 208. Es sind jedoch alternative Drosselklappenkonfigurationen in der Technik bekannt, wie etwa drehende Scheibendrosselklappen, Schiebedrosselklappen usw., die ebenfalls zur Verwendung hierin vorgesehen sind. Obzwar die obigen Beschreibungen sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge mit 2-Zonen-HVAC beziehen, wird der Fachmann ohne Weiteres erkennen, dass die beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren ebenso auf Fahrzeuge mit 1-Zonen-HVAC anwendbar sind. Daher ist die Offenbarung nicht als dahingehend einschränkend zu verstehen.
Alle derartigen Modifikationen und Variationen werden durch den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abgedeckt, wenn diese entsprechend der Breite ausgelegt werden, auf die sie billigerweise, nach dem Gesetz sowie Equity-Recht einen Anspruch haben.

Claims

Hybrides Betätigungselementsystem für eine Fahrzeug-Düsenausströmerdrosselklappe, umfassend: einen manuellen Betätigungselementmechanismus, der mit einer Düsenausströmerdrosselklappe wirkverbunden ist; und einen angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der mit einem Abschnitt des manuellen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist.
Hybrides Betätigungselementsystem nach Anspruch 1, wobei der manuelle Betätigungselementmechanismus einen Hebel umfasst, der mit der Düsenausströmerdrosselklappe wirkverbunden ist, und ein manuelles Betätigungselement, das mit dem Hebel zum Verschieben der Düsenausströmerdrosselklappe zwischen einer vollständig offenen Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung wirkverbunden ist.
Hybrides Betätigungselementsystem nach Anspruch 2, wobei das manuelle Betätigungselement ein Rändelrad ist.
Hybrides Betätigungselementsystem nach Anspruch 2, wobei der angetriebene Betätigungselementmechanismus ein Stellelement umfasst, das mit einem angetriebenen Betätigungselement und dem Hebel wirkverbunden ist.
Hybrides Betätigungselementsystem nach Anspruch 4, wobei das Stellelement einen Körper beinhaltet, der einen bogenförmigen Schlitz aufweist, der mit einem Abschnitt des Hebels gekoppelt ist.
Hybrides Betätigungselementsystem nach Anspruch 4, ferner umfassend einen Stellungssensor, der mit dem angetriebenen Betätigungselement wirkassoziiert ist.
Hybrides Betätigungselementsystem nach Anspruch 6, ferner eine Steuerung beinhaltend, die mit dem angetriebenen Betätigungselement und/oder dem Stellungssensor wirkassoziiert ist.
Düsenausströmer, das hybride Betätigungselementsystem nach Anspruch 1 beinhaltend.
Düsenausströmer für ein Fahrzeug, umfassend: ein Gehäuse in Fluidverbindung mit einem Kanalsystem, das einen Luftstrom an das Innere einer Fahrgastkabine bereitstellt; eine Drosselklappe, die vom Gehäuse getragen und betätigbar ist, um den Luftstrom zumindest teilweise zu blockieren; einen manuellen Betätigungselementmechanismus, der mit der Drosselklappe wirkverbunden ist; und einen angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der mit einem Abschnitt des manuellen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist.
Düsenausströmer nach Anspruch 9, wobei der manuelle Betätigungselementmechanismus ein manuelles Betätigungselement umfasst, das mit einem Hebel zum Öffnen und Schließen der Drosselklappe wirkverbunden ist.
Düsenausströmer nach Anspruch 10, wobei der angetriebene Betätigungselementmechanismus ein angetriebenes Betätigungselement umfasst, das ein Stellelement antreibt, das mit einem Abschnitt des Hebels wirkverbunden ist.
Düsenausströmer nach Anspruch 9, wobei der angetriebene Betätigungselementmechanismus ferner einen Stellungssensor umfasst, der mit dem angetriebenen Betätigungselement wirkassoziiert ist.
Düsenausströmer nach Anspruch 9, ferner eine Steuerung beinhaltend, die mit dem angetriebenen Betätigungselement und/oder dem Stellungssensor wirkassoziiert ist.
Verfahren zum Steuern eines Luftstroms durch einen oder mehrere Fahrzeug-Düsenausströmer, umfassend: Bereitstellen eines manuellen Betätigungselementmechanismus, der mit einer Düsenausströmerdrosselklappe wirkverbunden ist, und eines angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der mit einem Abschnitt des manuellen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist; und durch eine Steuerung, die mit dem angetriebenen Betätigungselementmechanismus wirkverbunden ist, Betätigen des angetriebenen Betätigungselementmechanismus, um die Düsenausströmerdrosselklappe in eine gewünschte Ausrichtung gemäß einer oder mehrerer vordefinierter Bedingungen zu verschieben.
Verfahren nach Anspruch 14, beinhaltend das Bereitstellen eines manuellen Betätigungselementmechanismus, der ein manuelles Betätigungselement umfasst, das mit einem Hebel zum Öffnen und Schließen der Drosselklappe wirkverbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 15, beinhaltend das Bereitstellen eines angetriebenen Betätigungselementmechanismus, der ein angetriebenes Betätigungselement umfasst, das ein Stellelement antreibt, das mit einem Abschnitt des Hebels wirkverbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 16, beinhaltend das Bereitstellen eines Stellelements, das einen Körper beinhaltet, der einen bogenförmigen Schlitz aufweist, der mit dem Abschnitt des Hebels gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, beinhaltend das Bereitstellen eines Stellungssensors, der mit dem angetriebenen Betätigungselement wirkassoziiert ist.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend die folgenden Schritte: durch das angetriebene Betätigungselement unter Kontrolle der Steuerung und optional des Stellungssensors, Halten des Stellelements in einer neutralen Ausrichtung, wobei der Hebel während einer manuellen Betätigung der Düsenausströmerdrosselklappe durch den manuellen Betätigungselementmechanismus nicht durch das Stellelement bewegt wird; und durch das angetriebene Betätigungselement unter Kontrolle der Steuerung und optional des Stellungssensors, bei Bestimmen einer der einen oder mehreren vordefinierten Bedingungen, Verschieben des Stellelements aus der neutralen Stellung ausreichend, um den Hebel zu veranlassen, die Düsenausströmerdrosselklappe in die gewünschte Ausrichtung bei oder zwischen einer vollständig offenen Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung zu verschieben.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die eine oder mehreren vordefinierten Bedingungen aus der Gruppe bestehend aus Folgenden ausgewählt werden: Erkennen eines unbesetzten Fahrzeugsitzes, Erkennen eines Abtaumodus des Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs- (Heating, Ventilation, and Air Conditioning - HVAC)-systems des Fahrzeugs, Bestimmen einer Notwendigkeit zum Betreiben einer bestimmten Zone eines Mehrzonen-HVAC-Systems, Bestimmen einer Notwendigkeit zum Verstellen einer Temperatur einer bestimmten Zone des Mehrzonen-HVAC-Systems und Bestimmen einer Notwendigkeit zum Einstellen eines kombinierten Luftstroms, der durch zwei oder mehrere Düsenausströmer hindurchgelassen wird.