具有輸出扭矩補償功能的供暖通風和空調作動器的制作方法

專利名稱：具有輸出扭矩補償功能的供暖通風和空調作動器的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及供暖通風和空調作動器。
背景技術：
供暖通風和空調作動器(HVAC actuator)例如彈簧回位作動器被用于包括但不限于空氣阻尼器、水壓閥等多種應用中。典型地，彈簧回位作動器具有驅動傳動系的馬達。傳動系常常起到一種傳動的作用，使低扭矩高速馬達輸出變成足以打開空氣阻尼器、水壓閥等的高扭矩低速傳動系輸出。彈簧回位作動器可具有一個或多個反向于馬達驅動方向的回位彈簧。例如，彈簧回位作動器可被構造成使得在回位彈簧將HVAC部件(例如阻尼器)從打開位置驅動至關閉位置時，馬達將HVAC部件從關閉位置驅動至打開位置。在其它實例中， 彈簧回位作動器可被構造成使得在回位彈簧將HVAC部件從關閉位置驅動至打開位置時， 馬達將HVAC部件從打開位置驅動至關閉位置。在許多彈簧回位作動器中，在當作動器在打開位置與關閉位置之間移動時由回位彈簧產生的反向作用力根據該彈簧的相對位移而發生變化時，馬達產生恒定的最大輸出扭矩。馬達的該恒定的最大輸出扭矩通常被設置以滿足在作動器的最大運動范圍(range of motion)內位于HVAC部件處的最小扭矩額定值(例如5牛頓·米，10牛頓·米等)。在一些實例中，彈簧回位作動器可具有一個或多個端部止擋，所述端部止擋或是位于彈簧回位作動器內部，或是可能與受到彈簧回位作動器驅動的HVAC部件結合在一起。 當馬達使彈簧回位作動器移動并且撞擊端部止擋時，作用力通過馬達、傳動系和/或HVAC 部件進行傳遞。由于馬達扭矩常常被設定為滿足在作動器的最大運動范圍內位于HVAC部件處的最小扭矩額定值(例如5牛頓·米，10牛頓·米等)，因此由馬達產生的扭矩和由此當端部止擋受到撞擊時被傳遞通過馬達、傳動系和/或HVAC部件的作用力可明顯高于作動器的最小扭矩額定值。在當回位彈簧未充分移位即沒有對馬達提供最大反向作用力而達到端部止擋時，情況更是如此。這樣，傳動系和相關部件常常必須要被構造成能夠承受住比作動器的最小扭矩額定值明顯更高的扭矩。然而，這樣可能會顯著增加這些彈簧回位作動器的成本。

發明內容
本發明主要涉及供暖通風和空調作動器，特別是，本發明涉及一種在供暖通風和空調作動器移動通過其運動范圍時利用供暖通風和空調作動器的變化的彈簧回位作用力能夠調節馬達的最大輸出扭矩的彈簧回位作動器。在一些實例中，這樣可能會為HVAC部件提供更加恒定的作用力并且減小在達到端部止擋時通過馬達、傳動系和/或HVAC部件施加的作用力。本發明還涉及一種供暖通風和空調作動器，所述供暖通風和空調作動器被構造用以發現和儲存一個或多個端部止擋的部位且被構造用以在達到端部止擋之前使馬達減速。這樣可能會減小在達到端部止擋時通過馬達、傳動系和/或HVAC部件施加的作用力。在本發明的一個示例性而非限制性實例中，彈簧回位作動器可包括馬達以及與所述馬達接合的傳動系，其中所述傳動系被構造用以在運動范圍內驅動HVAC部件。彈簧回位作動器可包括與馬達的驅動方向反向的回位彈簧。控制器可被構造用以根據由回位彈簧提供的變化的反向扭矩調節馬達的最大輸出扭矩，從而使得當HVAC部件受到驅動通過其運動范圍的至少一部分時，所述傳動系向HVAC部件輸出相對恒定的最大輸出扭矩。在被構造用以作動HVAC部件的彈簧回位作動器中可發現本發明的另一個示例性而非限制性實例。所述彈簧回位作動器可包括馬達以及與所述馬達接合的傳動系。所述傳動系可具有在關閉位置與打開位置之間旋轉的輸出端，由此限定在關閉位置與打開位置之間的運動范圍。所述彈簧回位作動器可包括通過向馬達提供在運動范圍上變化的最大扭矩輸出限值而對馬達進行控制的控制器。在包括馬達以及與所述馬達接合的傳動系的作動器中可發現本發明的又一個示例性而非限制性實例，從而使得所述傳動系被構造用以將HVAC部件從關閉位置驅動至打開位置(或者反之亦然)。所述作動器可包括將HVAC部件從打開位置驅動至關閉位置(或者反之亦然)的回位彈簧。所述控制器可被構造用以調節馬達的扭矩輸出，從而使得當將HVAC 部件從關閉位置驅動至打開位置(或者反之亦然)時，所述傳動系向HVAC部件提供相對恒定的最大扭矩。以上說明不是旨在對本發明的每一個披露實施例或每一種實施方式進行描述。下文將對各示例性實施例進行特別地詳細描述。


應該結合附圖閱讀下面的說明書。附圖并不一定按照比例進行繪制。所述附圖示出了選定的實施例并且不是旨在限制本發明的范圍。在結合附圖考慮了下面對多個實施例的詳細描述后，可以更全面地理解本發明。在所述附圖中
圖1是一種示例性而非限制性的彈簧回位作動器的示意圖2是一種示例性的HVAC部件的示意圖，所述HVAC部件可經由圖1所示的彈簧回位作動器進行作動；
圖3是示出了使用恒定扭矩馬達施加到負載上的扭矩的曲線圖； 圖4是示出了使用可變扭矩馬達施加到負載上的扭矩的曲線圖；和圖5是示出了一種示例性而非限制性的方法的流程圖，可使用作動器例如圖1所示的彈簧回位作動器實施所述方法。 雖然可將本發明改成多種變型和其它可選形式，但是其細節已通過實例的方式在附圖中示出并且將在下文中進行詳細描述。然而，應該理解本申請中的描述并不是旨在將本發明限制成如本申請所述的特定示例性實施例。相反，本申請旨在覆蓋落入本發明的精神和保護范圍內的全部變型、等效方式和其它可選方式。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明進行詳細描述，在各附圖中相似的元件使用類似的方式進行編號。附圖并不一定按照比例進行繪制。所述附圖示出了選定的實施例并且不是旨在限制本發明的范圍。雖然在附圖中示出了各元件的構造、尺寸和材料的多個實例，但是所屬領域的技術人員應該意識到所披露的許多實例都具有適于使用的其它可選方式。
本發明主要涉及HVAC部件作動器，例如彈簧回位作動器。雖然在附圖中示出了且在說明書中描述了 HVAC部件作動器為彈簧回位作動器，但是應該意識到HVAC部件作動器可以不包括回位彈簧或者其它偏壓結構。例如且在一些實例中，HVAC部件作動器可使用馬達在兩個方向上驅動HVAC部件，而不是使用馬達在第一方向上驅動HVAC部件且使用回位彈簧或者其它偏壓結構在第二方向上驅動HVAC部件。在一些實例中，HVAC部件作動器可包括在動力發生故障時能夠在足夠長時間內以失效保護方式為馬達供電從而沿所需方向驅動HVAC部件的機載(車載)電源例如蓄電池。圖1示出了彈簧回位作動器10的一個示例性而非限制性的實例。彈簧回位作動器10可被視為包括馬達12。可以預期根據需要，馬達12可以是直流馬達、交流馬達、步進馬達、或者任何其它適合類型的馬達。例如通過改變施加到馬達12上面的電流(或電壓)， 馬達12的扭矩輸出是可調節的。同樣，通過限制施加到馬達12上面的電流(或電壓)或者對施加到馬達12上面的電流(或電壓)進行限幅，可以設定馬達12的最大輸出扭矩。在圖示實施例中，馬達12可與傳動系14接合。在一些實例中，傳動系14可起到一種傳動的作用，從馬達12取得相對高速低扭矩的輸出并將其變成適于在兩個或更多個位置之間驅動HVAC部件16的相對低速高扭矩的輸出。HVAC部件16例如可以是空氣阻尼器、流體閥例如球閥等。在一些實例中，存在于傳動系14內的特定的齒輪裝置可被定制從而根據HVAC部件16的物理特性和/或要求提供速度和扭矩的適當平衡。例如，應該意識到用以打開和/或關閉空氣阻尼器所必要的扭矩可能非常不同于用以打開和/或關閉液體閥例如球閥所需的扭矩。傳動系14可被構造用以具有適當的減速功能，并且由此提供適當的扭矩水平。例如，根據需要，傳動系14可提供大約1000 :1，大約2000 :1，大約3000 :1， 或者任何其它適合的減速。在一些實例中，彈簧回位作動器10可包括偏壓機構18。雖然圖中示意性地示出偏壓機構被設置在馬達12與傳動系14之間，但是應該意識到在所有情況下這并不是必要的。例如在一些實例中，可以代替的是，偏壓機構18可被設置在傳動系14與HVAC部件 16之間，被設置在HVAC部件16與固定托架或導管之間，或者被設置在任何其它適合的位置處。偏壓機構18可以是能夠提供反向于馬達12的至少一個驅動方向的偏壓力的任何適合的結構。在一些實例中，偏壓機構18可以是彈性材料如橡膠、氣缸、液壓部件等。在一些實例中，偏壓機構18可以是一個或多個回位彈簧。如果，例如馬達12沿著第一方向驅動HVAC 部件16，那么偏壓機構18可沿著相反的方向驅動HVAC部件16。在一些實例中，彈簧回位作動器10可包括控制器20。控制器20例如可以監控和 /或調節馬達12的速度。在一些實例中，控制器20可以改變馬達12的速度，以便在接近傳動系14和/或HVAC部件16中的端部止擋時使馬達12減速。在一些實例中，彈簧回位作動器10可包括一個或多個與控制器20連通的傳感器，從而為控制器20提供與馬達12的速度和/或馬達12、傳動系14和/或HVAC部件16的相對位置相關的信息。在一些圖示實施例中，彈簧回位作動器10可包括接近馬達12設置且與控制器20連通的第一位置傳感器 22以及接近傳動系14設置且與控制器20連通的第二位置傳感器M。彈簧回位作動器10 可包括第一位置傳感器22和第二位置傳感器M 二者。在一些實例中，根據需要，所述位置傳感器中的一個或者兩個可被省略或者也許使用任何其它所需類型的位置或速度傳感器進行替代。如果需要的話，光學編碼器可以被用作傳感器。
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在一些實例中，第一位置傳感器22可以是輸出與馬達旋轉相關的信號的傳感器。 例如，雖然也可以使用其它類型的傳感器，第一位置傳感器22可以是輸出表示馬達旋轉的增量信號的霍爾傳感器。第二位置傳感器M可以是位置電位計傳感器，但是這并不是必須的。在一些實例中，例如如果第一位置傳感器22是霍爾傳感器，那么可能在霍爾計數與馬達旋轉之間存在已公知的關系，可利用所述關系確定馬達12已經進行了多少轉旋轉并由此確定傳動系14的位置。控制器20可依賴于兩種傳感器，或者在一些實例中，只要是與來自第二位置傳感器M的信號相對一致，控制器可以根據來自第一位置傳感器22的信號進行操作。在一些實例中，控制器20可改變和/或限制被提供給馬達12的電流(和/或電壓)，以便調節由馬達12和/或傳動系14提供的最大輸出扭矩。在一些實例中，電流(和/ 或電壓)的幅值可受到控制和/或限制。在其它實例中，電流和/或電壓的其它特征可被改變和/或受到限制。例如，當馬達12受到脈沖寬度調制(PWM)信號的驅動時，控制器20可改變和/或限制PWM信號的脈沖寬度。可以預期控制器20可進行編程或者要不然被構造用以控制馬達12的操作。在一些實施例中，如上文中所述，可設置偏壓機構18。偏壓機構18可包括反向于馬達12的驅動力的回位彈簧。當如此進行設置時，控制器20例如可被構造用以按照允許馬達12在 HVAC作動器的輸出端提供在HVAC作動器的運動范圍的至少一部分上保持恒定或者至少保持大致恒定的最大輸出扭矩的方式操作馬達12。在一些實例中，輸出扭矩在HVAC作動器的運動范圍的全部或幾乎全部上可以是恒定或者至少大致恒定的。在一些實例中，控制器20 可在馬達12的輸出端提供扭矩輸出限值，所述限值根據在HVAC作動器的運動范圍的全部或幾乎全部上由回位彈簧提供的增大的回位彈簧作用力而增加。在一些實例中，傳動系14可具有驅動HVAC部件16的輸出軸或者齒輪。所述輸出軸或者齒輪可被視為旋轉通過運動范圍。在一些實例中，所述運動范圍可以不依照輸出軸的旋轉進行定義，而是依照HVAC部件16響應于旋轉的輸出軸或齒輪進行的旋轉或其它移動進行定義。在一些實例中，所述運動范圍可被定義為端點之間(或是經由輸出軸或是經由 HVAC部件16)行進的路徑。下面簡要地參見圖2，圖中示意性地示出了具有軸沈的示例性HVAC部件16，所述軸例如可受到傳動系14 (圖1)的驅動并且被連接到HVAC部件16的被打開或被關閉的任何部分上面。如果HVAC部件16是空氣阻尼器，那么軸沈可被連接到空氣阻尼器自身上面。 如果HVAC部件16是流體閥例如球閥，那么軸沈可接合球閥自身。圖中示出示例性HVAC 部件16包括第一端點28、第二端點30以及被限定在第一端點觀與第二端點30之間的運動范圍32。在一些實例中，第一端點觀和/或第二端點30可表示傳動系14 (圖1)或者 HVAC部件16的機械限值。在一些實例中，第一端點觀和/或第二端點30可為可調節的端點，其例如可由安裝者進行設定，從而防止HVAC部件16的特定方面或部分損壞或為HVAC 部件16的特定方面或部分設定其它限值。返回參見圖1，且在一些示例性實施例中，控制器20可被構造用以向馬達12發出指令，從而向傳動系14輸出一定量的扭矩，所述扭矩的大小等于或者大體上等于額定扭矩值加上與通過偏壓機構18提供給傳動系14的反向扭矩的幅值(但是方向相反)相關的量， 所述向馬達12發出指令的步驟可能是通過控制提供給馬達12的電流(和/或電壓)而實施的。額定扭矩可以是提供足夠大扭矩從而足以使HVAC部件16產生移動的預定值。換言之，控制器20可被構造用以向馬達12發出指令，從而提供隨著通過偏壓機構18提供的反向扭矩而變化的最大輸出扭矩，以由此在HVAC部件16的運動范圍32上向HVAC部件16提供恒定或大體上恒定的凈扭矩。在一些實例中，控制器20可被視為用以提供可變的最大許可扭矩的調節馬達12。所述最大許可輸出扭矩例如可以相對于沿著運動范圍32的位置(圖 2)而變化。在一些實例中，可利用查詢表對控制器20進行編程，所述查詢表提供了與在沿著運動范圍32的多個不同部位或位置處(圖2)通過偏壓機構18提供的反向扭矩相關的數值。 在一些實例中，可利用數學關系對控制器20進行編程，所述數學關系使HVAC部件16的當前部位與偏壓機構18的反向扭矩相關。預期在一些實例中，控制器20可與為控制器20提供對由偏壓機構18提供的實際反向扭矩的估算的傳感器(圖中未示出)連通，但這并不是必須的。在其它實例中，可利用查詢表對控制器20進行編程，所述查詢表提供了與在沿著運動范圍32的多個不同部位或位置處(圖2)的馬達12的最大輸出扭矩相關的數值。圖3和圖4以曲線圖示出了在HVAC作動器的運動范圍內使用控制器20調節或補償由馬達12提供的最大輸出扭矩的優勢。在圖3中，圖中示出馬達提供了大小為10牛頓· 米的恒定輸出扭矩。可以看到由回位彈簧提供的反向扭矩根據行程百分比而變化。該行程百分比是沿著HVAC作動器的運動范圍識別HVAC作動器的當前部位的另一種方式。當行程百分比減小時或者當彈簧回位接近其平衡狀態長度和/或構型時，彈簧作用力減小。應該意識到所述彈簧作用力采用胡克定律近似獲得，胡克定律規定彈簧作用力與相對于平衡狀態位置的伸長量(或壓縮量)成比例。作為由馬達提供的恒定扭矩和由回位彈簧提供的非恒定反向(作用力)扭矩的結果是，可以看到施加給所述負載(例如HVAC部件16)的扭矩顯著地發生變化。為了在行程端部的負載(例如HVAC部件16)處獲得5牛頓·米的最小扭矩，則必須由馬達供給大小為10牛頓·米的恒定扭矩。相比較而言，圖4示出了對在行程長度上的馬達的最大輸出扭矩的限制。在圖示實例中，可以看到馬達的最大扭矩輸出根據由彈簧作用力施加的反向扭矩而發生變化。在 10%行程處，馬達輸出大約5. 5牛頓·米的扭矩，而由彈簧作用力提供的扭矩為大約0. 5牛頓·米。這樣就會導致在10%行程處施加到負載(例如HVAC部件16)上面的凈扭矩為大約 5牛頓·米。隨著行程百分比的增加，所述馬達扭矩和由彈簧作用力提供的反向扭矩均增大。可以看到在該特定實例中，施加到負載上面的凈扭矩保持大致恒定，大約為5牛頓· 米。向負載(例如HVAC部件16)提供恒定的凈扭矩的結果是，所述傳動系不用不得不被構造得非常沉重，特別是當插入端點受到撞擊時。在另一圖示實施例中，控制器20可具有學習哪里已經設置端點的能力，且/或可以與一個或多個位置傳感器(圖中未示出)相連通，所述位置傳感器被設置靠近任何可調節的端部止擋。如上文中所述并且參見圖2，第一端點觀和第二端點30可以是預定的和/或由安裝人員布置或設定。在一些實例中，第一端點觀和/或第二端點30的確切位置可被控制器20發現，例如當遇到障礙且馬達12停轉時，或者可由被設置靠近任何可調節的端部止擋的前述位置傳感器檢測到。在一些實例中，彈簧回位作動器(圖1)也可遭遇到沿著行進路徑(例如沿著運動范圍32，如圖2所示)的未預期到的其它點例如暫時性的障礙(例如存在于空氣阻尼器內的冰)。應該意識到在一些實例中，如果在遇到端部止擋或障礙時馬達以全速運轉，那么HVAC 作動器產生損傷的機會增大。如果端部止擋和/或障礙被發現，那么控制器20可被構造用以將所述部位存入存儲器中。在一些實例中，所述端部止擋和/或障礙的部位可被保存在永久性(例如非易失性) 存儲器中。結果是，即便是存在暫時的功率損耗，被發現的端部止擋和/或障礙的部位也不會丟失。可經由第一位置傳感器22或第二位置傳感器M (圖1)中的一個或多個或者是采用任何其它適合的技術確定所述部位。在隨后的HVAC部件16的操作(例如打開、關閉或打開和關閉)過程中，當接近識別出的障礙部位或端點時，控制器20可向馬達12發出指令使其減速。應該意識到在一些實例中，除了可能在初始啟動時或在接近已知的或被發現的障礙或者已知的端點時之外，彈簧回位作動器10可以恒定或大致恒定的馬達速度驅動 HVAC部件16。應該意識到當馬達12首先啟動時，可能會存在一個簡短的時期，此時由馬達12輸出的扭矩必須克服馬達12、傳動系14和HVAC部件16內的慣性以及任何摩擦力。 當接近已知的障礙位置或已知的端點時，速度可能會降低，但也許不會立即降低，這是因為馬達12、傳動系14和/或HVAC部件16可能具有一定量的動量。當接近障礙或端部止擋位置時馬達速度大小的降低量可被編程進入到控制器20 中，并且可取決于馬達12、傳動系14、HVAC部件16的物理特性。在一個非限制性實例中， 馬達12可具有大約3000轉數/分鐘的正常速度。當接近障礙位置時，馬達12的速度可降至大約1000轉數/分鐘。再一次，僅僅示例而非進行限制，例如當HVAC部件16偏離障礙或端部止擋位置大約5度時，馬達12可降低其速度。該參數還可根據單獨部件的物理特性而改變。例如，控制器20可向馬達12發出指令，從而減速到新的更慢的速度，所述新的更慢的速度為當傳動系14相對于已儲存的或經過預編程的障礙或端點位置位于特定旋轉位置時其原始速度的某一特定分數。因此，當遇到障礙或端點時，傳動系14可移動得更慢，由此減少對傳動系14的潛在損傷，并且在一些實例中，允許能夠以更寬松(less robust)的方式生產馬達、傳動系和/或HVAC部件。應該意識到通過剛好在達到已儲存的障礙和/ 或端點之前減速，而不是簡單地停止運轉，HVAC部件16可以更接近實際端點被作動，特別是如果被發現的障礙位置消失或者要不然已被克服的話。例如，在空氣阻尼器中，可能存在由冰所導致的臨時障礙。一旦冰熔化，該臨時障礙可消失并且由此傳動系14不用沒有必要地停止運轉。圖5是示出了一種示例性方法的流程圖，可使用本申請中所討論的作動器實施所述方法。雖然圖5中涉及在兩個方向上驅動馬達的作動器(無回位彈簧)，但是應該意識到 也可使用回位彈簧作動器實施所述方法。在圖5中，存在用于順時針旋轉和反時針旋轉的單獨的流動路徑。如果作動器包括偏壓機構18 (圖1)，應該意識到一條流動路徑將與從關閉位置向打開位置(反之亦然)驅動HVAC部件16 (圖1)相關，而另一條流動路徑可不被實施，這是因為偏壓機構18，而不是馬達12，可被用以從打開位置向關閉位置驅動HVAC部件16。在圖5中，控制始于判定塊34，其中控制器例如控制器20 (圖1)確定馬達是正在沿著順時針方向進行驅動，還是正在沿著反時針方向進行驅動。這些方向之一例如可驅動HVAC部件16 (圖1)朝向打開位置，而這些方向中的另一個例如可驅動HVAC部件16 (圖1) 朝向關閉位置。如上文中所述，如果作動器包括偏壓機構例如偏壓機構18 (圖1)，該流程圖中的僅一側可被實施。如果馬達正在沿著反時針方向進行驅動，控制轉到判定塊36，其中控制器20 (圖 1)確定馬達是否由于障礙、端點或一些其他原因而已經停轉。如果馬達已經停轉，停轉位置被記錄在存儲器中，如判定塊38中所示。控制隨后回到判定塊34。然而，如果在判定塊36 中馬達未停轉，控制轉到判定塊40。在判定塊40中，控制器20確定傳動系14 (圖1)和/ 或HVAC部件16 (圖1)是否接近反時針停轉位置。如果是這樣的話，控制轉到判定塊42，其中控制器20使馬達12減速。控制隨后轉到判定塊34。如果設備沒有接近反時針停轉位置，當前馬達速度得以保持，如判定塊44中所示。控制隨后轉到判定塊34。如果在判定塊34中，判定馬達正在沿著順時針方向進行旋轉，控制轉到判定塊 46，其中控制器20 (圖1)確定馬達是否已經停轉。如果馬達已經停轉，無論是否達到臨時障礙或端點，停轉位置被記錄在存儲器中，如判定塊48中所示。控制隨后回到判定塊34。 然而，如果在判定塊46中馬達未停轉，控制轉到判定塊50。在判定塊50中，控制器20確定傳動系14 (圖1)和/或HVAC部件16 (圖1)是否接近順時針停轉位置。如果是這樣的話，控制轉到判定塊52，其中控制器20使馬達12減速。控制隨后回到判定塊34。如果設備沒有接近順時針停轉位置，當前馬達速度得以保持，如判定塊M中所示。控制隨后回到判定塊；34。以上披露內容不應被理解為將本發明限于上面所述的特定實施例，而是應當被理解為覆蓋了所附權利要求書中限定的本發明的所有方面。在閱讀了本申請的說明書后，所屬領域的技術人員易于想到可適用于本發明的各種改型、等效工藝以及多種結構。
權利要求
1.一種用于驅動供暖通風和空調部件(16)的彈簧回位作動器(10)，包括馬達(12)；由所述馬達驅動的傳動系(14)，所述傳動系被構造用以驅動供暖通風和空調部件；回位彈簧(18)，所述回位彈簧被構造用以在供暖通風和空調部件的運動范圍上向所述馬達提供可變的反向扭矩；和控制器(20)，所述控制器被構造用以根據由回位彈簧提供的變化的反向扭矩調節所述馬達的最大輸出扭矩，從而使得當供暖通風和空調部件受到所述馬達的驅動時，所述傳動系在供暖通風和空調部件的運動范圍的至少一部分上向供暖通風和空調部件輸出相對恒定的最大輸出扭矩。
2.根據權利要求1所述的彈簧回位作動器，其中所述控制器被構造用以調節所述馬達，從而使得所述馬達的最大輸出扭矩等于或大體上等于設計扭矩值加上在幅值上與回位彈簧變化的反向扭矩相關的量。
3.根據權利要求1所述的彈簧回位作動器，其中所述彈簧回位作動器具有一個或多個端部止擋位置(28，30)，所述控制器被構造用以當接近所述一個或多個端部止擋位置中的一個時使所述馬達減速。
4.一種被構造用以作動供暖通風和空調部件(16)的彈簧回位作動器(10)，所述彈簧回位作動器包括馬達(12)；由所述馬達驅動的傳動系(14)，所述傳動系被構造用以在關閉位置與打開位置之間沿著其間的運動范圍(32)驅動供暖通風和空調部件；回位彈簧(18)，所述回位彈簧被構造用以在所述運動范圍上向所述馬達提供變化的反向扭矩；和控制器(20)，所述控制器被構造用以控制所述馬達，所述控制器為馬達提供在所述運動范圍上變化的最大扭矩輸出限值。
5.根據權利要求4所述的彈簧回位作動器，其中所述控制器被構造用以沿著所述運動范圍檢測端部止擋位置(28，30)，并且一旦所述端部止擋位置被檢測到，當接近被檢測到的端部止擋位置時隨后使所述馬達減速。
6.根據權利要求3或5所述的彈簧回位作動器，其中所述端部止擋位置是用戶可調節的。
7.一種用于驅動供暖通風和空調部件(16)的作動器(10)，包括馬達(12)；由所述馬達驅動的傳動系(14)，所述傳動系用于沿著運動范圍(32)驅動供暖通風和空調部件；一個或多個用戶可調節的端部止擋(28，30)，所述端部止擋用于將供暖通風和空調部件的運動范圍限制為由用戶定義的運動范圍；和用于控制馬達速度的控制器(20)，所述控制器被構造用以當供暖通風和空調部件接近端部止擋時使所述馬達減速。
8.根據權利要求1、4或7所述的作動器，進一步包括與所述控制器連通的位置傳感器 (22，24)。
9.根據權利要求8所述的作動器，其中所述位置傳感器包括霍爾傳感器或位置電位計。
10.根據權利要求1、4或7所述的作動器，其中所述供暖通風和空調部件包括空氣阻尼器或球閥。
11.根據權利要求7所述的作動器，其中所述控制器進一步為馬達提供在由用戶定義的運動范圍上變化的最大扭矩輸出限值。
全文摘要
一種供暖通風和空調作動器(10)，例如一種彈簧回位作動器，能夠在供暖通風和空調作動器移動通過其運動范圍(32)時利用供暖通風和空調作動器的變化的彈簧回位作用力而調節馬達(12)的最大輸出扭矩。在一些實例中，這樣可能會在HVAC作動器的輸出端提供更加恒定的作用力并且減小在達到端部止擋(28，30)時通過馬達、傳動系(14)和/或HVAC部件(16)施加的作用力。本發明還涉及一種供暖通風和空調作動器，所述供暖通風和空調作動器被構造用以發現和儲存一個或多個端部止擋的部位且被構造用以在達到端部止擋之前使馬達減速。這樣可能會減小在達到端部止擋時通過馬達、傳動系和/或HVAC部件施加的作用力。
文檔編號G05B5/00GK102282514SQ200980154615
公開日2011年12月14日 申請日期2009年11月17日 優先權日2008年11月18日
發明者格拉賓格 C., 切爾馬克 D., 奇羅米 I., 卡爾森 N. 申請人:霍尼韋爾國際公司