用于機動車空調(diào)設(shè)備的閥-傳感器組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種閥-傳感器組件(1)，其具有：一能電運行的閥體(2)；一構(gòu)造用于所述能電運行的閥體的電驅(qū)動裝置(4)；一局部的控制和調(diào)節(jié)裝置(5)；一通信接口(6)，其中，這些部件(2、4、5、6)以集成方式構(gòu)造到一閥殼體(12)中，并且，傳感器(8)能夠安置在傳感器插接位置(13)中并能夠通過布置在所述閥殼體(12)上的電的接線端(7)連接到所述閥-傳感器組件(1)的所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置(5)上，其中，所述傳感器插接位置(13)集成到所述閥殼體(12)中。
【專利說明】用于機動車空調(diào)設(shè)備的閥-傳感器組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種閥-傳感器組件，其尤其適合于機動車空調(diào)設(shè)備中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代的電機動車或混合驅(qū)動機動車中，空調(diào)設(shè)備經(jīng)常配備有熱泵功能，這是因 為驅(qū)動系統(tǒng)及部件的廢熱不再足夠地充分加熱乘客艙。為了機動車空調(diào)系統(tǒng)的該設(shè)計方案 而部分地需要將所使用的部件，尤其是閥和膨脹機構(gòu)同樣配備擴展的功能。用于機動車的 復(fù)雜的冷卻設(shè)備/熱泵系統(tǒng)的特征是：為了實現(xiàn)隨著新的功能所需的冷卻介質(zhì)線路和旁路 而更多地需要閥。
[0003] 通常，這些閥構(gòu)造為電驅(qū)動的閥并且存在這樣的危險，S卩，在具有多于五個的電驅(qū) 動閥的系統(tǒng)的情況下出現(xiàn)錯誤連接且切換過程沒有被優(yōu)化地實施，這是因為對于中央控制 而言越來越難去控制整個系統(tǒng)的復(fù)雜度。
[0004] 例如，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于確定閥的切換狀態(tài)而在連接線路的數(shù)目和線路引導方 面產(chǎn)生了高的復(fù)雜性。
[0005] 此外，在冷卻設(shè)備/熱泵系統(tǒng)中為了這些系統(tǒng)的調(diào)節(jié)而需要各種傳感器，這些傳 感器確定冷卻介質(zhì)在冷卻介質(zhì)回路的不同部位上的溫度及壓力。
[0006] 在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，這些傳感器通過電連接線路與空調(diào)設(shè)備的中央控制裝 置連接。這在電驅(qū)動的車輛中最終與由于所需的附加的部件及線路的較高重量相關(guān)地產(chǎn)生 減小的作用范圍。
[0007] 另一問題是：空調(diào)設(shè)備需要冷卻介質(zhì)線路系統(tǒng)內(nèi)的非常多的數(shù)目的閥和傳感器， 并且，這些部件中的每個與機械接口相關(guān)地會產(chǎn)生所述系統(tǒng)的一定量的總泄漏。在一個系 統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的部件越多，泄漏就越多。為了現(xiàn)在限制系統(tǒng)的總泄漏，所述部件需要關(guān)于泄漏極 限值滿足較高的要求。這導致用于各個部件的較高的成本，從而使得由于更多數(shù)目的部件 而產(chǎn)生用于阻止每個部件的泄漏的較高的成本。
[0008] 此外造成這樣的困難性：具有傳感器的閥的對于精確確定閥位置而言的成本是非 常商的。
[0009] 在現(xiàn)有技術(shù)中公開了這樣的解決方案：所謂的智能閥配備集成的控制和調(diào)節(jié)模塊 并將調(diào)節(jié)功能分散。
[0010] 由W0 2011/043917 A1例如公開了一種智能閥，其具有用于確定作用到閥體上的 力的力傳感器，以便利用該閥來測量正在流動的流體的壓力。
[0011] 在W0 2010/039045 A1中公開了一種水管理系統(tǒng)，該水管理系統(tǒng)包含電控制的閥， 這些閥可以測量壓力和流量并且借助于一控制和調(diào)節(jié)單元來調(diào)節(jié)。
[0012] W0 2006/105523 A2公開了一種具有閥控制裝置和集成的故障顯示器的智能保險 閥，該智能保險閥配備有一局部的微處理器并且與一控制和調(diào)節(jié)裝置連接。
[0013] EP 1797361 A1中公開了一種用于在一壓力調(diào)節(jié)裝置中使用的電操縱的閥組件， 其中，用于檢測壓力的壓力傳感器集成式地構(gòu)造在所述閥體內(nèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的任務(wù)是提供一種閥-傳感器組件，該閥-傳感器組件能夠使用于機動車 中的冷卻設(shè)備/熱泵系統(tǒng)，能夠成本低廉地制造并能配備附加功能。
[0015] 該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的閥-傳感器組件的特征來解決。改進方案記載在從 屬權(quán)利要求中。
[0016] 本發(fā)明的任務(wù)尤其通過這樣的閥-傳感器組件來解決，所述閥-傳感器組件具有： 一能電運行的閥體；一構(gòu)造用于所述能電運行的閥體的電驅(qū)動裝置；一局部的控制和調(diào)節(jié) 裝置；一通信接口，其中，前面提到的這些部件以集成方式構(gòu)造到一公共的閥殼體內(nèi)。此外， 傳感器能夠安置在傳感器插接位置中并且能夠通過布置在所述閥殼體上的電的接線端來 連接所述閥-傳感器組件的所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置。所述傳感器插接位置集成到所述 閥殼體中，由此來減少向所述流體系統(tǒng)的連接部位進而減少可能的泄漏可能性。
[0017] 所述閥-傳感器組件有利地通過如下方式來改進，即，用于外部傳感器的附加的 模擬接口（Analogschnittstellen)布置在所述閥殼體上。
[0018] 同樣有利的是：附加的局部的控制和調(diào)節(jié)裝置以能插接到所述閥殼體上的方式構(gòu) 造為模塊，以便減少連接線路和信息傳送裝置。
[0019] 優(yōu)選地，所述通信接口構(gòu)造用于總線系統(tǒng)（BUS-System)的接線端并且所述局部 的控制和調(diào)節(jié)裝置于是通過總線與中央控制和調(diào)節(jié)裝置連接。
[0020] 例如，CAN總線、LIN總線或類似的系統(tǒng)可以使用作為總線系統(tǒng)。
[0021] 特別耐用和適配用于移動式應(yīng)用的使用條件的是這樣的閥-傳感器組件，該 閥-傳感器組件的閥殼體構(gòu)造為鋁塊。替換于此地，所述閥殼體構(gòu)造為混合殼體，該混合殼 體以模塊結(jié)構(gòu)方式由用于致動器的一塑料部分和一鋁塊構(gòu)成。
[0022] 傳感器與局部的控制和調(diào)節(jié)裝置之間的電連接線路通過所述閥殼體上的接線端 與所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置連接。替換地，所述電連接線路以集成方式布置到所述閥殼 體內(nèi)，由此可以取消附加的線路并且能夠使接觸和連接問題最小化。特別優(yōu)選地，傳感器與 局部的控制和調(diào)節(jié)裝置之間的連接線路作為鑄入線路（mould-in-Leitungen)，以集成方式 布置到所述閥殼體的塑料部分內(nèi)。
[0023] 在空調(diào)設(shè)備/熱泵線路中，傳感器構(gòu)造為壓力傳感器、溫度傳感器或組合式的壓 力-溫度傳感器。
[0024] 此外，根據(jù)本發(fā)明的一設(shè)計方案而有利的是：一附加的閥位置傳感器集成到所述 閥-傳感器組件內(nèi)。一用于軸的位置的旋轉(zhuǎn)場傳感器可以有利地使用作為閥位置傳感器。
[0025] 為了這些傳感器，在閥殼體上設(shè)置傳感器插接位置，傳感器可以通過必要時 標準化的接線端被插入到這些傳感器插接位置中。所述傳感器插接位置可借助盲蓋 (Blindkappen)關(guān)閉并且所述閥-傳感器組件由此也以能在沒有插入的傳感器的情況下運 行的方式構(gòu)造。這可以導致進一步的成本減少，因為不需要的傳感器插接位置無需被運行。
[0026] 本發(fā)明的一個方案在于提供一種智能閥，該智能閥利用相關(guān)的部件的局部智能。 本發(fā)明的另一觀點是：傳感器和閥的配線與傳感器一同集成到所述閥本身中。所述電操縱 的閥除了電動馬達之外還包含一硬件和軟件驅(qū)動器、一總線接線端和用于所述傳感器的接 □。
[0027] 特別有利的是：所提出的閥-傳感器組件允許了在沒有用于獨立的位置傳感器的 附加費用的情況下實現(xiàn)所述閥就其閥位置的控制。尤其地，該解決方案能夠在分析相鄰系 統(tǒng)的條件之后實現(xiàn)所述閥位置的控制。
[0028] 如果達到預(yù)先給定的壓力或預(yù)先給定的溫度，則所述閥能夠以經(jīng)調(diào)節(jié)或受控制的 方式打開或閉合。
[0029] 所述系統(tǒng)的另一優(yōu)點由于傳感器集成到所述閥中而在于：與常見的系統(tǒng)相比更少 地存在機械接口和由此可能的泄漏部位。由此而減少了部件的數(shù)目、部件之間的連接線路 和由此還有重量。
[0030] 此外為了獲知也被稱為閥位置的閥調(diào)整位置可以節(jié)省一方面雖然高精確，但另一 方面成本耗費的反饋傳感器。通過所提出的解決方案，閥位置的診斷能夠通過相對簡單的 比較，例如閥前后的壓力的比較而以充分的可靠性被確定。
[0031] 通過閥的所述存在的局部智能，所述閥可以在確定的狀況下與中央控制裝置無關(guān) 地工作并進行調(diào)節(jié)運動。
[0032] 所述閥-傳感器組件也可以通過總線接線端向中央控制和調(diào)節(jié)裝置傳輸集成到 該組件內(nèi)的傳感器的信息和切換狀態(tài)的信息。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng) 中，每個閥和每個傳感器都具有向中央控制和調(diào)節(jié)裝置的自己的直接連接部。
[0033] 綜上所述，本發(fā)明涉及一種電的閥-傳感器組件，其具有一局部的控制和調(diào)節(jié)裝 置，其中，設(shè)置有硬件和軟件驅(qū)動器以及通信接線端。此外，所述電的閥-傳感器組件具有 集成到所述閥中的用于溫度和壓力的傳感器和組合式的溫度和壓力傳感器，并且，電的連 接器件和機械的連接器件集成到該組件中。
[0034] 本發(fā)明的一重要觀點是：在所述局部的控制和調(diào)節(jié)單元中集成的閥邏輯 (Ventillogik)可讀取在預(yù)期的條件下，例如在確定的壓差下的閥位置和所有傳感器信息。 因此而不再存在這樣的必要性，即，設(shè)置成本耗費的內(nèi)部反饋傳感器。
[0035] 所提出的閥-傳感器組件可在軟件方面借助各種控制系統(tǒng)來運行。根據(jù)本發(fā)明的 組件是一本身閉合的部件，但是該本身閉合的部件可以確定如溫度和壓力那樣的周圍環(huán)境 參數(shù)并且可以在確定的情況下以自主的方式在不依靠（RUckgriff)中央控制和調(diào)節(jié)裝置 的情況下調(diào)節(jié)所述閥。此外，通過適當?shù)目偩€系統(tǒng)，例如LIN總線系統(tǒng)或CAN總線系統(tǒng)，所 述中央控制和調(diào)節(jié)裝置連續(xù)地被告知作用在所述閥-傳感器組件中的溫度和壓力。
[0036] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的各種致動器類型都適用于用于所述閥-傳感器組件的致動器。傳 感器的機械接口和連接線路是標準化的，從而使得可以使用很多的部件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 本發(fā)明的設(shè)計方案的其它細節(jié)、特征及優(yōu)點在參考附圖的情況下由實施例的隨后 的描述獲得。其中：
[0038] 圖1示出了具有可視化的信息流的閥-傳感器組件的原理線路圖；
[0039] 圖2示出了具有各個部件的閥-傳感器組件的原理線路圖；
[0040] 圖3示出了閥-傳感器組件的立體圖。

【具體實施方式】
[0041] 圖1中，閥-傳感器組件1示出為具有可視化信息流和作用流的原理線路圖。 閥-傳感器組件1的各個部件集成到閥殼體12中，或者說布置在所述閥殼體內(nèi)。在閥殼體 12上有接線端7,該接線端構(gòu)造為用于插接連接的電的或機械的接線端或插頭，所述插接 連接用于傳感器8和用于對未示出的中央控制和調(diào)節(jié)裝置的通過總線系統(tǒng)的接線端。
[0042] 閥體2與閥銷3以及電驅(qū)動裝置4處于作用連接中。局部的控制和調(diào)節(jié)裝置5通 過電驅(qū)動裝置4和閥銷3控制所述閥體2。局部的控制和調(diào)節(jié)裝置與通信接口 6連接，通信 接口同樣集成到閥-傳感器組件1內(nèi)。如已經(jīng)描述的那樣，通信接口 6可通過接線端7及 總線系統(tǒng)與未示出的中央控制和調(diào)節(jié)裝置連接。此外，通信接口 6通過不同的接線端7與 傳感器8連接。
[0043] 圖2中示出了具有其各個部件的閥-傳感器組件1的原理線路圖。在此，閥體2 和可通過該閥體截止的流體線路被示意性示出并且集成到閥殼體12內(nèi)。閥體2通過閥銷3 運動，所述閥銷本身由電驅(qū)動裝置4來驅(qū)動。電驅(qū)動裝置4由局部的控制和調(diào)節(jié)裝置5來 控制，其中，圖2中的控制和調(diào)節(jié)裝置5也包含通信接口 6。此外示出了傳感器8,傳感器插 入閥殼體12的傳感器插接位置13中并且這些傳感器通過連接線路11及接線端7與通信 接口 6電地連接并通過該通信接口與所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置5連接。傳感器插接位置 13如下地進行優(yōu)化，S卩，傳感器8可置入閥殼體12內(nèi)并且產(chǎn)生僅一個這樣的機械連接部，該 機械連接部必須相應(yīng)地被密封。這特別對于用于冷卻設(shè)備及熱泵系統(tǒng)的閥-傳感器組件1 的使用是有意義的，這是因為這些系統(tǒng)的泄漏在經(jīng)濟及生態(tài)方面是非常大的問題并且由此 必須進行很大的努力，以便使冷卻介質(zhì)從移動式冷卻設(shè)備應(yīng)用中出來的損失被最小化。
[0044] 總線系統(tǒng)10可通過接線端7連接到閥-傳感器組件1上，所述總線系統(tǒng)將該 閥-傳感器組件必要時與中央控制和調(diào)節(jié)裝置9連接。
[0045] 圖3中示出了具有作為閥殼體12的鋁塊的閥-傳感器組件1的立體圖，在所述閥 殼體的上側(cè)面處構(gòu)造有兩個傳感器插接位置13,兩個傳感器8在這兩個傳感器插接位置中 插入。傳感器8的連接線路11分別通過一接線端7與局部的控制和調(diào)節(jié)裝置5的通信接 口 6連接，所述控制和調(diào)節(jié)裝置構(gòu)造在閥-傳感器組件1的上側(cè)面上。根據(jù)一替換的設(shè)計 方案，所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置5構(gòu)造為模塊并可以在閥殼體12上通過相應(yīng)的接線端與 閥-傳感器組件1連接。所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置5以及傳感器8然后可根據(jù)閥-傳感 器組件1的使用領(lǐng)域的不同而模塊式地更換并且所述閥-傳感器組件1由此而靈活地特殊 地適配相應(yīng)的使用情況。閥-傳感器組件1通過總線系統(tǒng)10與未示出的中央控制和調(diào)節(jié) 裝置連接。
[0046] 另一設(shè)計方案可以看到：閥-傳感器組件直接集成到電的冷卻介質(zhì)壓縮裝置中。
[0047] 附圖標記列表
[0048] 1 閥-傳感器組件
[0049] 2 閥體
[0050] 3 閥銷、軸
[0051] 4 電驅(qū)動裝置
[0052] 5 局部的控制和調(diào)節(jié)裝置、微處理器
[0053] 6 通信接口
[0054] 7 接線端
[0055] 8 傳感器
[0056] 9 中央控制和調(diào)節(jié)裝置
[0057] 10 總線
[0058] 11 連接線路
[0059] 12 閥殼體
[〇〇6〇] 13 傳感器插接位置
【權(quán)利要求】
1. 閥-傳感器組件（1)，其具有：一能電運行的閥體（2);-構(gòu)造用于所述能電運行 的閥體的電驅(qū)動裝置（4);一局部的控制和調(diào)節(jié)裝置（5);-通信接口（6)，其中，這些部件 (2、4、5、6)以集成方式構(gòu)造到一閥殼體（12)中，并且，傳感器（8)能夠安置在傳感器插接位 置（13)中并能夠通過布置在所述閥殼體（12)上的電的接線端（7)連接到所述閥-傳感器 組件⑴的所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置（5)上，其中，所述傳感器插接位置（13)集成到所 述閥殼體（12)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，用于外部傳感器的附加的 模擬接口布置在所述閥殼體（12)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，附加的局部的控制和 調(diào)節(jié)裝置以能插接到所述閥殼體（12)上的方式構(gòu)造為模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，所述通信接 口（6)構(gòu)造用于總線系統(tǒng)的接線端并且所述局部的控制和調(diào)節(jié)裝置（5)通過總線（10)與 中央控制和調(diào)節(jié)裝置（9)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，所述通信接 口（6)構(gòu)造用于LIN總線或CAN總線的接線端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，所述閥殼體 (12)構(gòu)造為錯塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，所述閥殼體 (12)構(gòu)造為混合殼體，所述混合殼體以模塊結(jié)構(gòu)方式由一用于致動器的塑料部分和一鋁塊 構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，傳感器（8) 與局部的控制和調(diào)節(jié)裝置（5)之間的連接線路（11)以集成方式構(gòu)造到所述閥殼體（12) 中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，所述傳感器（8)與局部 的控制和調(diào)節(jié)裝置（5)之間的連接線路（11)作為鑄入線路，以集成方式構(gòu)造到所述閥殼體 (12)的所述塑料部分中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，所述傳感 器（8)構(gòu)造為壓力傳感器、溫度傳感器或組合式的壓力-溫度傳感器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，附加的閥位置傳感器作 為旋轉(zhuǎn)場傳感器集成到所述閥-傳感器組件（1)中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的閥-傳感器組件（1)，其特征在于，所述傳感 器插接位置（13)能夠通過盲蓋關(guān)閉并且所述閥-傳感器組件（1)以能在沒有插入的傳感 器（8)的情況下運行的方式構(gòu)造。
【文檔編號】F16K37/00GK104105914SQ201280068505
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月30日
【發(fā)明者】A·真蒂萊, F·施米茨 申請人:漢拿偉世通空調(diào)有限公司