本發(fā)明涉及一種暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法可以降低暖通空調(diào)(heating,ventilation,andairconditioning,hvac)系統(tǒng)的噪音，且能避免或者減少所述執(zhí)行器的過驅(qū)動，特別適用于機動車輛的暖通空調(diào)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種采用所述驅(qū)動方法的暖通空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

暖通空調(diào)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于空氣調(diào)節(jié)，例如機動車輛中的空氣調(diào)節(jié)。所述暖通空調(diào)系統(tǒng)利用多個風(fēng)門去控制到達或者通過某個區(qū)域的氣流，從而進行空氣調(diào)節(jié)。所述風(fēng)門的位置通常由一個或者多個執(zhí)行器控制。

通常，每個執(zhí)行器具有一用于控制齒輪傳動鏈的電機。所述齒輪傳動鏈直接或者間接連接到與風(fēng)門相互作用的控制桿，因此執(zhí)行器的驅(qū)動可以被傳遞，從而改變風(fēng)門的位置。

所述暖通空調(diào)系統(tǒng)具有一系列互連的機械元件，具有機械間隙。在任何力被傳遞到所述風(fēng)門之前，至少部分驅(qū)動是在解除系統(tǒng)中的間隙。特別是當所述執(zhí)行器從零開始加速的時候，例如所述執(zhí)行器初始化或者改變方向時。在機械間隙期間，所述執(zhí)行器的負載相對較低，快速加速導(dǎo)致機械元件之間以相對較高的動能發(fā)生接觸，從而產(chǎn)生噪聲。

有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種可以克服上述問題的暖通空調(diào)系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動方法，包括以下步驟：a.確定執(zhí)行指令；b.在穩(wěn)速驅(qū)動電源和零速驅(qū)動電源之間改變所述執(zhí)行器的驅(qū)動電源，使所述暖通空調(diào)系統(tǒng)的可移動元件實現(xiàn)加速或者減速。

優(yōu)選的，所述執(zhí)行指令為初始化指令、最終停止指令或者方向變化指令。

優(yōu)選的，在所述步驟b中，所述驅(qū)動電源從零速驅(qū)動電源開始增加，直到所述可移動元件開始移動。

優(yōu)選的，所述步驟b進一步包括：計算所述執(zhí)行器的加速度或者減速度，以加速或者減速所述可移動元件。

優(yōu)選的，在所述步驟b中，所述執(zhí)行器的加速度或者減速度基于所述暖通空調(diào)系統(tǒng)的至少一部分機械間隙。

優(yōu)選的，在所述步驟b中，所述執(zhí)行器的驅(qū)動電源根據(jù)所述暖通空調(diào)系統(tǒng)的機械間隙在穩(wěn)速驅(qū)動電源和零速驅(qū)動電源之間變化。

優(yōu)選的，所述步驟b進一步包括檢測所述執(zhí)行器的當前的致動方向，根據(jù)當前的致動方向確定對應(yīng)的機械間隙。

優(yōu)選的，所述暖通空調(diào)系統(tǒng)的可移動元件包括至少一風(fēng)門。

本發(fā)明還提供一種暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動方法，包括以下步驟：a.確定所述暖通空調(diào)系統(tǒng)的可移動元件中的機械間隙；b.檢測所述可移動元件和/或所述執(zhí)行器的至少一可旋轉(zhuǎn)元件的位置，以確定何時進入或者退出所述機械間隙；c.在所述可移動元件位于所述機械間隙期間，在穩(wěn)速驅(qū)動電源和零速驅(qū)動電源之間改變所述執(zhí)行器的驅(qū)動電源，以避免或者減少所述執(zhí)行器的過驅(qū)動。

本發(fā)明還提供一種暖通空調(diào)系統(tǒng)，包括：執(zhí)行器，具有相關(guān)聯(lián)的位置傳感器；至少一風(fēng)門通過一可移動元件連接所述執(zhí)行器，所述可移動元件的移動存在機械間隙；控制器，用于控制所述執(zhí)行器；所述暖通空調(diào)系統(tǒng)進一步包括一存儲電路，所述存儲電路與所述控制器相關(guān)聯(lián)且存儲所述機械間隙的信息；當所述位置傳感器檢測到所述可移動元件位于所述機械間隙中時，所述控制器控制所述執(zhí)行器的驅(qū)動電源在穩(wěn)速驅(qū)動電源和零速驅(qū)動電源之間改變。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器可以在沒有或基本上沒有被過驅(qū)動的情況下實現(xiàn)所需的加速或者減速，減少由暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)出的噪聲。

為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明暖通空調(diào)系統(tǒng)一較佳實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a是提供到所述暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動電源隨時間變化的波形圖；上側(cè)的虛線表示前案的驅(qū)動電源的波形，下側(cè)的實線表示利用本發(fā)明驅(qū)動電源的波形。

圖3b是在圖3a所示的驅(qū)動電源的驅(qū)動下，暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的轉(zhuǎn)子速率的波形圖；上側(cè)的虛線表示對應(yīng)圖3a的虛線驅(qū)動電源的轉(zhuǎn)子速率的波形；下側(cè)的實線表示對應(yīng)圖3a的實線驅(qū)動電源的轉(zhuǎn)子速率的波形。

圖4是本發(fā)明暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動方法第一實施例的流程圖。

圖5是本發(fā)明暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動方法第二實施例的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為了便于清晰描述，而并不限定比例關(guān)系。

請先參閱圖1，示出了一種可降低噪音輸出的暖通空調(diào)系統(tǒng)10。所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10可以是機動車輛的氣流控制系統(tǒng)的一部分，但并不限于所述應(yīng)用，其可以潛在的應(yīng)用于任何可以應(yīng)用暖通空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境。

所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10包括至少一氣流方向控制執(zhí)行器12。圖1中示出了兩個執(zhí)行器12，其可以被單獨控制。但是，執(zhí)行器12的數(shù)量并不限于兩個，數(shù)量可以根據(jù)暖通空調(diào)系統(tǒng)10的需求設(shè)定。每個執(zhí)行器12與控制桿14連接，所述控制桿14又與可調(diào)節(jié)的風(fēng)門16相關(guān)聯(lián)。所述風(fēng)門16可以控制穿過暖通控制系統(tǒng)10的氣流的通道。雖然圖1示出的是單個的、一體形成的控制桿14，但是控制桿14也可以是其他形式的可移動元件，例如齒輪傳動鏈。不管怎樣，從所述執(zhí)行器12到對應(yīng)的風(fēng)門16之間的機械鏈路會引入一個機械間隙的區(qū)域，在此區(qū)域移動的過程中所述執(zhí)行器12的負載會減小，從而導(dǎo)致無效的傳輸力。

圖2所示的執(zhí)行器12移除了殼體18的蓋子，示出了執(zhí)行器12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所述執(zhí)行器12包括一驅(qū)動機構(gòu)，優(yōu)選為電機20，所述電機20優(yōu)選被車載的控制器22控制。

所述控制器22優(yōu)選與一位置傳感器24相關(guān)聯(lián)，所述位置傳感器24用于偵測電機20的轉(zhuǎn)子的位置，并且間接計算風(fēng)門16的相對位置，以便確定控制指令?？梢岳斫?，也可以在執(zhí)行器12到風(fēng)門16之間的任何位置設(shè)置一些其他形式的傳感器，所述傳感器可與執(zhí)行器12到風(fēng)門16之間任意的可移動元件相關(guān)聯(lián)。例如，位置傳感器24可以與控制桿14或者風(fēng)門16接合。在本實施例中，所述位置傳感器24為霍爾傳感器，可以容易地偵測電機20的轉(zhuǎn)子的位置。

所述控制器22包括一存儲電路26，所述存儲電路26用于存儲有關(guān)暖通控制系統(tǒng)的機械間隙的信息至控制器22。所述控制器22可以在發(fā)送指令到執(zhí)行器12時，考慮所述機械間隙。所述信息可以是當前轉(zhuǎn)子位置和經(jīng)歷機械間隙后的轉(zhuǎn)子位置之間的相關(guān)數(shù)據(jù)。此外，所述存儲電路26可以進一步存儲方向性信息，所述機械間隙的大小基于所述轉(zhuǎn)子當前旋轉(zhuǎn)方向的不同可能有差異。所述轉(zhuǎn)子當前的兩種旋轉(zhuǎn)方向可以對應(yīng)不同的機械間隙。

所述電機20包括一輸出部28，通過所述輸出部28將執(zhí)行器12的驅(qū)動傳遞出去。在本實施例中，所述輸出部28優(yōu)選為正齒輪，所述正齒輪構(gòu)成齒輪傳動鏈30的一部分。本發(fā)明并不限于圖2所示的齒輪傳動鏈30，例如，可以采用蝸輪代替所述齒輪傳動鏈30。

機械間隙是由暖通空調(diào)系統(tǒng)的多個機械元件之間的多個空隙導(dǎo)致的可移動元件的無效運動。通過獲取表示機械間隙的參數(shù)，例如多個空隙的位置和長度，或者與所述機械間隙對應(yīng)的所述執(zhí)行器12的至少一可旋轉(zhuǎn)元件的總旋轉(zhuǎn)角度等，所述驅(qū)動電源的變化可以根據(jù)所述機械間隙的參數(shù)而最佳化。所述可旋轉(zhuǎn)元件可為電機轉(zhuǎn)子或者任一可旋轉(zhuǎn)的齒輪。

優(yōu)選的，利用所述位置傳感器24去感測執(zhí)行器12的至少一可旋轉(zhuǎn)元件的位置或者暖通空調(diào)系統(tǒng)10的至少一可移動元件的位置，計算所述可旋轉(zhuǎn)元件的速率或者所述可移動元件的速率。所述速率的突變可以用來識別所述機械間隙的起始端和末端，因此通過一系列的測試，可以獲取代表所述機械間隙的所述可旋轉(zhuǎn)元件的總旋轉(zhuǎn)角度或者所述可移動元件的總旋轉(zhuǎn)角度。所述可移動元件為與執(zhí)行器12直接或者間接相互作用的任意可移動元件，例如控制桿14、風(fēng)門16。

所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10是可控制的，以便降低機械間隙期間元件發(fā)生碰撞產(chǎn)生的噪音。所述執(zhí)行器12的初始化是最簡單的例子。

當所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10首次被激活時，所述執(zhí)行器12是靜止的，并且執(zhí)行器12、控制桿14和風(fēng)門16之間的機械間隙會產(chǎn)生一些影響。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過全功率p1驅(qū)動執(zhí)行器，所述執(zhí)行器的電機將被帶到全速，如圖3a的上側(cè)虛線dp所示。一旦系統(tǒng)中機械間隙引起的松弛被克服，驅(qū)動電源將達到穩(wěn)態(tài)，即驅(qū)動電源p2。在所述暖通空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)輕載期間，也就是圖3a所示的時刻t0和t1之間，發(fā)出的噪音相對較高，與驅(qū)動電源成正比。轉(zhuǎn)子的速度如圖3b中的虛線rv所示，當負載最小時，轉(zhuǎn)子快速加速到一峰值速度v1，然后達到穩(wěn)態(tài)，即速度v2。

在本發(fā)明實施例中，所述控制器22發(fā)送一執(zhí)行指令到電機20，也就是一激活指令。然而，基于所述位置傳感器24測量的執(zhí)行器12、控制桿14和/或風(fēng)門16的位置，以及所述機械間隙的信息，所述控制器22可以計算出轉(zhuǎn)子所需的加速度，以適當?shù)匾苿铀鲲L(fēng)門16。所述控制器22可以控制所述轉(zhuǎn)子的速度逐漸增加，優(yōu)選的，提供到電機20的驅(qū)動電源從零速驅(qū)動電源p1’緩慢、平滑的增加到穩(wěn)速驅(qū)動電源p2’，如圖實線dp’所示。因此，所述執(zhí)行器12可以在沒有或基本上沒有被過驅(qū)動的情況下實現(xiàn)所需的加速度，從而減少由暖通空調(diào)系統(tǒng)10發(fā)出的噪聲。對應(yīng)的轉(zhuǎn)子速度rv’如圖3b中的實線所示，從零速v1’增加到穩(wěn)速v2’。

可以看出，提供的電機20的驅(qū)動電源不會過大，系統(tǒng)不會發(fā)生過驅(qū)動，因此除了穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)生的噪音之外，不會產(chǎn)生過多的噪音。

可以理解，相反的方法也可以適用于所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10的執(zhí)行器12的停止。當所述風(fēng)門16到達目標位置時，突然停止所述執(zhí)行器12會導(dǎo)致負載減小時過驅(qū)動，本發(fā)明實施例的控制器22可以控制驅(qū)動電源隨時間緩慢地下降。如此可以緩慢的停止所述風(fēng)門16，減少整體暖通空調(diào)系統(tǒng)的噪音輸出。

圖4是本發(fā)明暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動方法第一實施例的流程圖。所述驅(qū)動方法包括以下步驟：步驟s101，檢測可移動元件14，16和/或所述執(zhí)行器12的至少一可旋轉(zhuǎn)元件的位置；例如，用位置傳感器24，例如霍爾傳感器檢測。步驟s102，確定執(zhí)行指令，以實現(xiàn)所述執(zhí)行器12的驅(qū)動；例如執(zhí)行器的激活、停止或者改變方向。步驟s103，計算所述執(zhí)行器12需求的加速度或者減速度，通過機械鏈路向風(fēng)門16執(zhí)行所述執(zhí)行指令。步驟s104，在穩(wěn)速驅(qū)動電源p2’和零速驅(qū)動電源p1’之間改變執(zhí)行器的驅(qū)動電源，以在沒有或基本上沒有過驅(qū)動執(zhí)行器12的情況下實現(xiàn)產(chǎn)生所述需求的加速度或者減速度，從而降低暖通空調(diào)系統(tǒng)10的噪音輸出。例如，一進入機械間隙，就自動執(zhí)行所述步驟s104。

上述零速驅(qū)動電源p1’指的是所述執(zhí)行器12靜止狀態(tài)下的驅(qū)動電源。但是，很明顯，所述零速驅(qū)動電源p1’不一定為零，因為一些執(zhí)行器可能需要存在保持電流以便維持執(zhí)行器的位置。此外，上述穩(wěn)速驅(qū)動電源p2’指的是在穩(wěn)定負載下驅(qū)動所述可移動元件移動所需求的驅(qū)動電源，不是指在機械間隙中減小的負載下驅(qū)動所述可移動元件移動所需求的驅(qū)動電源。

基于制造參數(shù)，例如，控制桿14的公差，可以在所述存儲電路26中預(yù)先存儲有關(guān)機械間隙的信息。例如，可以通過在所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10的安裝或第一操作之前，在學(xué)習(xí)階段對所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10進行預(yù)測試，從而允許機械間隙被掃描或測試來實現(xiàn)。然而，可以附加地或替代地將機器學(xué)習(xí)的形式引入到控制器22邏輯中，使得其能夠在操作期間計算機械間隙的位置，可能通過相對于位置傳感器24測量的位置的執(zhí)行器12上的負載和/或基于任何測量的方向信息。

優(yōu)選的，通過獲取代表機械間隙的參數(shù)，例如多個空隙的位置和長度，或者與所述機械間隙對應(yīng)的所述執(zhí)行器12的至少一可旋轉(zhuǎn)元件的總旋轉(zhuǎn)角度，所述驅(qū)動電源的變化可以根據(jù)所述機械間隙的參數(shù)而最佳化。

優(yōu)選的，利用所述位置傳感器24去感測執(zhí)行器12的至少一可旋轉(zhuǎn)元件的位置或者暖通空調(diào)系統(tǒng)10的至少一可移動元件的位置，計算所述可旋轉(zhuǎn)元件的速率或者所述可移動元件的速率。所述速率的突變可以用來識別所述機械間隙的起始端和末端，因此通過一系列的測試，可以獲取代表所述機械間隙的所述可旋轉(zhuǎn)元件的總旋轉(zhuǎn)角度或者所述可移動元件的總旋轉(zhuǎn)角度。

可以理解，如果有關(guān)機械間隙的信息或者基于機械間隙所需求的加速度和減速度已被存儲于所述存儲電路26中，則上述步驟s101和s103是不需要的，例如，直接在步驟s104中根據(jù)已存儲的加速度或者減速度來改變執(zhí)行器的驅(qū)動電源。

所述存儲電路26在暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常操作過程中是更加有用的，此過程中風(fēng)門16的方向變化比激活和停止指令更加普遍。當風(fēng)門16的方向發(fā)生變化時，因機械間隙引起的執(zhí)行器12的過驅(qū)動通常是個問題。在這種情況下，了解機械間隙的精確信息變得更加重要，以便所述控制器22能夠增加或者減小驅(qū)動電源，繼而在零速驅(qū)動電源p1’和穩(wěn)速驅(qū)動電源p2’之間加速或者減速所述執(zhí)行器。

同樣顯而易見的是，可以獨立地執(zhí)行驅(qū)動電源的斜坡控制來實現(xiàn)執(zhí)行器12的初始激活和最終停止，假設(shè)這兩種情況下，暖通空調(diào)系統(tǒng)10中總會有機械間隙。在初始激活所述執(zhí)行器12時，只有步驟s101和s104是必需的。在步驟s101中，檢測可移動元件的位置，以確定所述可移動元件是否開始移動；在步驟s104中，從零速驅(qū)動電源開始增加驅(qū)動電源，直到所述可移動元件開始移動。因此，所述暖通空調(diào)系統(tǒng)10的噪音和所述執(zhí)行器12的驅(qū)動電源可以最小化。

在執(zhí)行器12正常操作的過程中，所述機械間隙的位置是重要的，特別是方向改變的過程中。所述電機20的轉(zhuǎn)子可能停在任何一點，再次啟動時只有一定比率的機械間隙需要考慮。執(zhí)行器12的軟啟動可以忽略機械間隙的參數(shù)，所述轉(zhuǎn)子不會達到速度rv’直到所述齒輪傳動鏈30完全接合。

圖5是本發(fā)明暖通空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行器的驅(qū)動方法第二實施例的流程圖。所述方法包括：步驟s201，確定暖通空調(diào)系統(tǒng)10的機械間隙。所述機械間隙可以被預(yù)編程在所述控制器22中，或者在使用暖通空調(diào)系統(tǒng)10的過程中利用機械學(xué)習(xí)的方式確定。步驟s202，檢測所述可移動元件14、16或者所述執(zhí)行器12的至少一可旋轉(zhuǎn)元件的位置，以確定何時進入或者退出所述機械間隙。步驟s203，在所述可移動元件位于機械間隙期間，在穩(wěn)速驅(qū)動電源p2’和零速驅(qū)動電源p1’之間改變執(zhí)行器12的驅(qū)動電源，以避免或者減小所述執(zhí)行器12的過驅(qū)動。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。