DE-102025143700-A1 - KÄLTEMITTELBEFÜLLUNGSDIAGNOSEPROZEDUR FÜR FAHRZEUGWÄRMEPUMPENSYSTEME

Abstract

Eine Diagnose für Wärmepumpen kann Veranlassen, dass erwärmtes Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf durch einen Wärmetauscher zirkuliert, der thermisch an einen Kältemittelkreislauf gekoppelt ist, beinhalten. Die Temperatur und der Druck des Kältemittels können gemessen werden, während das erwärmte Kühlmittel durch den Wärmetauscher zirkuliert wird, und der gemessene Druck und die gemessene Temperatur können mit Drücken und Temperaturen für Systeme verglichen werden, die ordnungsgemäß mit Kältemittel befüllt sind, um zu bestimmen, ob das Wärmepumpensystem ordnungsgemäß befüllt ist.

Inventors

• Scott Thomas Vehige

Assignees

• FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20251024

Priority Date

20241101

Claims (15)

1. Verfahren zum Bestimmen einer Kältemittelbefüllung in Fahrzeugwärmepumpensystemen, die einen Wärmetauscher aufweisen, der einen Kühlmittelkreislauf thermisch mit einem Kältemittelkreislauf koppelt; wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erwärmen und Zirkulieren von Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf und durch den Wärmetauscher des Fahrzeugwärmepumpensystems, während kein Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf des Wärmepumpensystems zirkuliert; Messen einer Temperatur und eines Drucks von Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf, während das Kühlmittel erwärmt und durch den Kühlmittelkreislauf und durch den Wärmetauscher zirkuliert wird; und Vergleichen der gemessenen Temperatur und des gemessenen Drucks des Kältemittels mit einer erwarteten Temperatur und einem erwarteten Druck, um zu bestimmen, ob die Kältemittelbefüllung vordefinierte Befüllungskriterien erfüllt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei: das Erwärmen des Kühlmittels Betätigen einer elektrischen Heizeinrichtung beinhaltet; und das Zirkulieren des Kühlmittels Betätigen einer Pumpe beinhaltet.
3. Verfahren nach entweder Anspruch 1 oder Anspruch 2 , wobei: die erwartete Temperatur und der erwartete Druck eine Tabelle, die eine Vielzahl von Temperaturen und entsprechenden Drücken beinhaltet, umfassen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3 , wobei: die erwartete Temperatur und der erwartete Druck empirisch bestimmt werden, indem eine Temperatur und ein Druck in einem Fahrzeugwärmepumpensystem, das vollständig befüllt ist, gemessen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4 , wobei: der Wärmetauscher einen kühlmittelgekühlten Kondensator umfasst; der Kältemittelkreislauf Folgendes beinhaltet: 1) einen Verdichter, 2) ein Expansionsventil, 3) einen Außenwärmetauscher und 4) einen Drucksensor; und wobei der Verdichter Kältemittel verdichtet, wodurch, wenn der Verdichter betätigt wird, verdichtetes Kältemittel aus einem Auslass des Verdichters austritt und durch den kühlmittelgekühlten Kondensator, durch das Expansionsventil, durch den Außenwärmetauscher und an dem Drucksensor vorbei strömt, bevor es in einen Einlass des Verdichters strömt; und beinhaltend: Messen des Drucks des Kältemittels unter Verwendung des Drucksensors.
6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 - 5 , beinhaltend: Bestimmen, ob ein Kältemittelfüllstand vor dem Betrieb der Wärmepumpe gemessen werden muss, unter Nutzung vordefinierter Diagnosekriterien.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , wobei: die vordefinierten Diagnosekriterien mindestens einen Faktor umfassen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem niedrigen Kältemitteldruck von einem vorherigen Fahrzeugfahrzyklus, einem Zurücksetzen der Batterie und einer verstrichenen Zeit seit einer vorherigen Bestimmung der Kältemittelbefüllung in dem Fahrzeug.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7 , wobei: die vordefinierten Befüllungskriterien eine Vielzahl von Temperaturen und entsprechenden Drücken umfassen, die zu einer Reihe von Zeitpunkten gemessen werden, wobei die Vielzahl von gemessenen Temperaturen und Drücken innerhalb vordefinierter Bereiche um erwartete Temperaturen und Drücke für ein vollständig befülltes Wärmepumpensystem liegt.
9. Fahrzeug, umfassend: ein mit Leistung versorgtes Antriebssystem; eine Karosserie; ein Wärmepumpensystem, das dazu konfiguriert ist, eine Kabine des Fahrzeugs zu erwärmen, wobei das Wärmepumpensystem einen ersten Wärmetauscher beinhaltet, der einen Kühlmittelkreislauf des Wärmepumpensystems thermisch mit einem Kältemittelkreislauf des Wärmepumpensystems koppelt, wobei der Kühlmittelkreislauf eine Kühlmittelheizeinrichtung und eine Pumpe, die fluidisch mit dem ersten Wärmetauscher gekoppelt sind, und einen Wärmeverbraucher des Fahrzeugs beinhaltet, wobei der Kältemittelkreislauf einen Verdichter, der fluidisch mit dem ersten Wärmetauscher gekoppelt ist, ein Expansionsventil und einen Außenwärmetauscher beinhaltet; eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: Betätigen der Kühlmittelheizeinrichtung und der Pumpe, um zu bewirken, dass vor dem Betrieb des Kältemittelkreislaufs des Wärmepumpensystems Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf und durch den ersten Wärmetauscher des Fahrzeugwärmepumpensystems zirkuliert; und Vergleichen einer Temperatur und eines Drucks des Kältemittels, die gemessen werden, während das Kühlmittel erwärmt und durch den Kühlmittelkreislauf und durch den ersten Wärmetauscher zirkuliert wird, mit einer erwarteten Kältemitteltemperatur und einem erwarteten Kältemitteldruck für ein vollständig befülltes Wärmepumpensystem, um zu bestimmen, ob die Kältemittelbefüllung vordefinierte Befüllungskriterien erfüllt.
10. Fahrzeug nach Anspruch 9 , wobei: die erwartete Temperatur und der erwartete Druck eine Tabelle, die eine Vielzahl von Temperaturen und entsprechenden Drücken beinhaltet, umfassen.
11. Verfahren nach entweder Anspruch 9 oder Anspruch 10 , wobei: die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Kältemittelkreislaufs zu verhindern, wenn die Kältemittelbefüllung die vordefinierten Befüllungskriterien nicht erfüllt.
12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 - 11 , wobei: die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Kältemittelkreislaufs zu erlauben, wenn die Kältemittelbefüllung die vordefinierten Befüllungskriterien erfüllt.
13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 - 12 , wobei: die vordefinierten Befüllungskriterien mindestens eine Temperatur und mindestens einen Druck, die im Wesentlichen gleichzeitig gemessen werden, wobei die mindestens eine gemessene Temperatur und der mindestens eine Druck innerhalb der vordefinierten Bereiche der erwarteten Temperatur und des erwarteten Drucks liegen.
14. Verfahren zum Diagnostizieren einer Kältemittelbefüllung eines Fahrzeugwärmepumpensystems, das einen Wärmetauscher aufweist, der einen Kühlmittelkreislauf thermisch mit einem Kältemittelkreislauf koppelt; wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erwärmen und Zirkulieren von Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf und durch den Wärmetauscher des Fahrzeugwärmepumpensystems, während ein Verdichter des Kältemittelkreislaufs abgeschaltet ist; Messen von Veränderungen einer Temperatur und eines Drucks des Kältemittels, die von dem Erwärmen und Zirkulieren des Kühlmittels durch den Kühlmittelkreislauf herrühren; und Vergleichen der Veränderungen der gemessenen Temperatur und des gemessenen Drucks des Kältemittels mit erwarteten Veränderungen der Temperatur und des Drucks, um zu bestimmen, ob das Wärmepumpensystem ordnungsgemäß mit Kältemittel befüllt ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14 , beinhaltend: Bestimmen, dass das Wärmepumpensystem ordnungsgemäß mit Kältemittel befüllt ist, wenn die Veränderungen der gemessenen Temperatur und des gemessenen Drucks des Kältemittels innerhalb vordefinierter Schwellenbereiche um erwartete Veränderungen der Temperatur und des Drucks für ein vollständig befülltes Wärmepumpensystem liegen.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Wärmepumpen und insbesondere eine Diagnoseprozedur zum Bestimmen, ob das Wärmepumpensystem eine ordnungsgemäße Kältemittelbefüllung aufweist. ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK Wärmepumpensysteme werden in Kraftfahrzeugen und dergleichen verwendet. Der ordnungsgemäße Betrieb eines Wärmepumpensystems kann erfordern, dass das System ordnungsgemäß mit einem Kältemittel befüllt ist. KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Kältemittelbefüllung in Fahrzeugwärmepumpensystemen, die einen Wärmetauscher aufweisen, der einen Kühlmittelkreislauf thermisch mit einem Kältemittelkreislauf koppelt. Die Befüllung beinhaltet Erwärmen und Zirkulieren von Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf und durch den Wärmetauscher des Fahrzeugwärmepumpensystems ohne Betätigen eines Verdichters des Kältemittelkreislaufs des Wärmepumpensystems. Das Verfahren beinhaltet ferner Messen einer Temperatur und eines Drucks von Kältemittel in dem Kältemittelkreislauf während des Erwärmens und Zirkulierens von Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf und durch den Wärmetauscher des Fahrzeugwärmepumpensystems. Das Verfahren beinhaltet zudem Vergleichen der gemessenen Temperatur und des gemessenen Drucks des Kältemittels mit einer erwarteten Temperatur und einem erwarteten Druck, um zu bestimmen, ob die Kältemittelbefüllung vordefinierte Befüllungskriterien erfüllt. Ausführungsformen des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:- Das Verfahren kann wahlweise Erwärmen des Kühlmittels durch Betätigen einer elektronischen Heizeinrichtung beinhalten.- Das Zirkulieren des Kühlmittels beinhaltet wahlweise Betätigen einer Pumpe.- Die erwartete Temperatur und der erwartete Druck liegen wahlweise in Form einer Tabelle vor, die eine Vielzahl von Temperaturen und entsprechenden Drücken beinhaltet.- Die erwartete Temperatur und der erwartete Druck werden wahlweise empirisch bestimmt, indem eine Temperatur und ein Druck in einem Fahrzeugwärmepumpensystem, das vollständig befüllt ist, gemessen werden.- Der Wärmetauscher umfasst wahlweise einen kühlmittelgekühlten Kondensator. Der Kältemittelkreislauf beinhaltet wahlweise: 1) einen Verdichter, 2) ein Expansionsventil, 3) einen Außenwärmetauscher und 4) einen Drucksensor. Der Verdichter kann Kältemittel verdichten, wodurch verdichtetes Kältemittel aus einem Auslass des Verdichters austritt und durch den kühlmittelgekühlten Kondensator, durch das Expansionsventil, durch den Außenwärmetauscher und durch den Drucksensor (oder an diesem vorbei) strömt, bevor es in einen Einlass des Verdichters strömt. Das Verfahren beinhaltet wahlweise Messen des Drucks des Kältemittels unter Verwendung des Drucksensors.- Das Verfahren kann wahlweise Bestimmen, ob ein Kältemittelfüllstand vor dem Betrieb des Fahrzeugs gemessen werden muss, unter Nutzung vordefinierter Diagnosekriterien beinhalten.- Die vordefinierten Diagnosekriterien können mindestens einen Faktor beinhalten, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem niedrigen Kältemitteldruck von einem vorherigen Fahrzeugfahrzyklus, einem Zurücksetzen der Batterie und einer verstrichenen Zeit seit einer vorherigen Bestimmung der Kältemittelbefüllung in dem Fahrzeug besteht.- Das Verfahren kann wahlweise Deaktivieren des Verdichters, wenn die Kältemittelbefüllung vordefinierte Befüllungskriterien nicht erfüllt, beinhalten.- Das Verfahren kann wahlweise Einstellen eines Fehlercodes, wenn die Kältemittelbefüllung vordefinierte Befüllungskriterien nicht erfüllt, beinhalten.- Das Verfahren kann wahlweise Nichteinstellen des Fehlercodes, wenn die Kältemittelbefüllung vordefinierte Befüllungskriterien erfüllt, beinhalten.- Die erwartete Temperatur und der erwartete Druck entsprechen wahlweise einer Temperatur und einem Druck für ein vollständig befülltes Wärmepumpensystem.- Die erwartete Temperatur und der erwartete Druck umfassen wahlweise eine Vielzahl von Temperaturen und Drücken für ein vollständig befülltes Wärmepumpensystem.- Die vordefinierten Befüllungskriterien umfassen wahlweise eine Vielzahl von Temperaturen und entsprechenden Drücken, die zu einer Reihe von Zeitpunkten gemessen werden, wobei die Vielzahl von gemessenen Temperaturen und Drücken innerhalb vordefinierter Bereiche um erwartete Temperaturen und Drücke für ein vollständig befülltes Wärmepumpensystem liegt. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug, das ein mit Leistung versorgtes Antriebssystem, eine Karosserie und ein Wärmepumpensystem beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, eine Kabine des Fahrzeugs zu erwärmen. Das Wärmepumpensystem beinhaltet einen ersten Wärmetauscher, der einen Kühlmittelkreislauf des Wärmepumpensystems thermisch mit einem Kältemittelkreislauf des Wärmepumpensystems koppelt. Der Kühlmittelkreislauf beinhaltet eine Kühlmittelheizeinrichtung und ein