專利名稱：檢測(cè)車輛空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑低充量的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在利用車載計(jì)算機(jī)軟件和現(xiàn)有傳感器輸入的系統(tǒng)中檢測(cè)車輛空調(diào)系
統(tǒng)中制冷劑充量程度是否較低的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
車輛空調(diào)系統(tǒng)使制冷劑穿過(guò)包括壓縮機(jī)、熱交換器和膨脹裝置的閉路循環(huán)系統(tǒng)循 環(huán)。如果空調(diào)系統(tǒng)損失大量制冷劑充填量，則空調(diào)系統(tǒng)的性能劣化。如果損失大量制冷劑 充量，空調(diào)系統(tǒng)可能產(chǎn)生故障。 制冷劑的損失降低了在系統(tǒng)中循環(huán)的油量。如果制冷劑的損失較大，則壓縮機(jī)可
能缺油，這會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)故障。制冷劑的損失還可導(dǎo)致壓縮機(jī)將空調(diào)系統(tǒng)抽至真空，這也會(huì)
使壓縮機(jī)缺乏油。如果壓縮機(jī)在缺油狀況下繼續(xù)運(yùn)行，則壓縮機(jī)會(huì)最終產(chǎn)生故障。 壓縮機(jī)故障之后，更換壓縮機(jī)及維修空調(diào)系統(tǒng)的其它損壞組件十分昂貴。相反，如
果在壓縮機(jī)損壞之前檢測(cè)到制冷劑的損失，則維修緩慢泄漏的空調(diào)系統(tǒng)的成本只是更換故
障壓縮機(jī)的成本的一小部分。大部分車輛駕駛員在空調(diào)發(fā)生故障之前不能確定空調(diào)系統(tǒng)是
否具有制冷劑低充量。 已有提議增加多個(gè)遍布空調(diào)系統(tǒng)的壓力和溫度傳感器以形成空調(diào)制冷劑低充量 檢測(cè)系統(tǒng)。然而，很難降低在空調(diào)系統(tǒng)中增加額外的壓力和溫度傳感器的成本。需要一種 無(wú)需增加額外的遍布空調(diào)系統(tǒng)的壓力和溫度傳感器的低充量監(jiān)測(cè)策略。還需要一種能夠在 壓縮機(jī)產(chǎn)生損壞之前檢測(cè)到制冷劑微小損失的低充量檢測(cè)系統(tǒng)。
如下所述，本發(fā)明的系統(tǒng)解決了這些及其他問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
空調(diào)系統(tǒng)總體上設(shè)有常規(guī)的傳感器組，包括蒸發(fā)器芯熱敏電阻、高壓傳感器和壓 力開(kāi)關(guān)。常規(guī)傳感器組會(huì)受到系統(tǒng)中干擾的影響，且不能可靠地對(duì)系統(tǒng)充量較低做出精確 的確定。本發(fā)明提出了一種可與用于控制空調(diào)功能的常規(guī)傳感器組一起使用的軟件解決方 案。其它共用車輛狀態(tài)指示器和傳感器用于過(guò)濾先前妨礙常規(guī)傳感器組對(duì)系統(tǒng)充量較低做 出精確確定的干擾因素。 從共用車輛狀態(tài)指示器和傳感器接收輸入的軟件算法用于確定空調(diào)系統(tǒng)是否以 足夠的穩(wěn)定性運(yùn)行從而使得常規(guī)傳感器組提供對(duì)系統(tǒng)充量狀態(tài)的可靠指示?？赏ㄟ^(guò)下列因 素中的一個(gè)或多個(gè)指示空調(diào)系統(tǒng)是否以相對(duì)穩(wěn)定態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm)、車輛加 速度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、降水的存在、空調(diào)控制指令的改變等。否則，常規(guī)傳感器組可導(dǎo)致對(duì)較低空 調(diào)充量水平的錯(cuò)誤指示并提供不可靠的指示。 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模塊可方便地管理監(jiān)視空調(diào)充量的軟件，因?yàn)橐呀?jīng)向其提供了傳感 器信號(hào)和其它車輛狀態(tài)指示?？商娲?，可由HVAC氣候控制模塊或其它處理單元管理監(jiān)視 空調(diào)充量水平的軟件。 根據(jù)本發(fā)明，首先確定車輛是否正以穩(wěn)定態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。所需穩(wěn)定態(tài)的特性是預(yù)定的，且
3可根據(jù)多種車輛運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)校準(zhǔn)?？苫谲囁佟l(fā)動(dòng)機(jī)rpm、車輛加速度等指示穩(wěn)定態(tài)。 一旦 確定車輛正以預(yù)定穩(wěn)定態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，則確定空調(diào)系統(tǒng)是否正在循環(huán)(空調(diào)系統(tǒng)打開(kāi)及關(guān)閉)以 滿足需求。下一步，系統(tǒng)可通過(guò)測(cè)試雨刷器狀態(tài)或降水傳感器狀態(tài)來(lái)確定是否正在下雨，在 這種情況下可跳過(guò)空調(diào)充量狀態(tài)測(cè)試。如本文中所使用，雨刷器驅(qū)動(dòng)指示器應(yīng)理解為一種 類型的濕度傳感器。需要在降水期間跳過(guò)空調(diào)充量狀態(tài)測(cè)試程序，因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)中冷凝器 的效率和性能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤指示低空調(diào)充量。 如果確定車輛以穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)且不存在降水，則在完整的空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)周期 (壓縮機(jī)開(kāi)啟并關(guān)閉)中從高壓側(cè)壓力傳感器取得數(shù)據(jù)樣本。計(jì)算壓縮機(jī)周期中離合器接 合時(shí)高壓側(cè)壓力和離合器分離時(shí)高壓側(cè)壓力之間的差值以提供壓力差。隨后將壓力差與閾 值或臨界值相比較。該閾值或臨界值為基于發(fā)動(dòng)機(jī)rpm、車速、環(huán)境溫度、和其它提供給動(dòng)力 傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊或替代的HVAC控制模塊或其它處理單元的內(nèi)部變量的校準(zhǔn)值。
通常認(rèn)為單個(gè)超過(guò)閾值的例子不能足夠可靠地指示低空調(diào)充量水平。相反，在駕 駛事件期間監(jiān)視預(yù)定數(shù)量的空調(diào)周期。當(dāng)記錄了預(yù)定數(shù)量的低充量指示時(shí)，關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng) 并在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中記錄診斷故障代碼。如果記錄了許多不利驅(qū)動(dòng)事件，則系統(tǒng)可停用空調(diào) 系統(tǒng)直至對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了維修?？稍O(shè)置指示燈或其它警報(bào)信號(hào)以提醒車輛駕駛員需要維 修空調(diào)系統(tǒng)。 本發(fā)明公開(kāi)了一種在測(cè)試周期中檢測(cè)車輛空調(diào)中制冷劑低充量狀況的系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包含確定所述車輛是否以穩(wěn)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的車速傳感器，且如果所述車輛沒(méi)有以穩(wěn)定 速度運(yùn)轉(zhuǎn)，則所述系統(tǒng)退出所述測(cè)試周期；確定環(huán)境溫度是否處于預(yù)定范圍內(nèi)的溫度傳感 器或算法模塊；通過(guò)比較壓縮機(jī)離合器接合時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力和壓縮機(jī)離合器分離 時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力來(lái)確定空調(diào)系統(tǒng)制冷劑的壓力差值的壓力傳感器；相對(duì)于閾值評(píng) 估所述壓力差值的控制器；以及，如果所述壓力差值小于所述閾值則記錄制冷劑低充量狀 況的存儲(chǔ)器。 閱讀附圖和對(duì)公開(kāi)實(shí)施例的描述后，將更易理解本發(fā)明的這些及其他方面。


圖1為采用了檢測(cè)車輛空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑低充量狀況的系統(tǒng)的操作框圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可提供一種在測(cè)試周期中檢測(cè)車輛空調(diào)中制冷劑低充量狀 況的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包含確定所述車輛是否以穩(wěn)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的車速傳感器，如果所述車 輛沒(méi)有以穩(wěn)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，則所述系統(tǒng)退出所述測(cè)試周期；確定環(huán)境溫度是否處于預(yù)定范圍 內(nèi)的溫度傳感器或算法模塊；通過(guò)比較壓縮機(jī)離合器接合時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力和壓縮 機(jī)離合器分離時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力來(lái)確定空調(diào)系統(tǒng)制冷劑的壓力差值的壓力傳感器； 相對(duì)于閾值評(píng)估所述壓力差值的控制器；以及如果所述壓力差值小于所述閾值則記錄制冷 劑低充量狀況的存儲(chǔ)器。 所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包含感應(yīng)濕氣存在的濕度傳感器，其中，當(dāng)濕度傳感器感應(yīng)到 濕氣時(shí)，所述系統(tǒng)退出所述測(cè)試周期。 所述車速傳感器可進(jìn)一步包含向所述控制器提供輸入信號(hào)用于驗(yàn)證所述車輛正
4以穩(wěn)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的檔位選擇位置指示器。 所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包含每次所述壓力差值小于所述閾值時(shí)增加低充量計(jì)數(shù)值的 低充量檢測(cè)計(jì)數(shù)器。 所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包含每次駕駛所述車輛且所述低充量檢測(cè)計(jì)數(shù)器值增加時(shí)增
加驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器值的低充量駕駛計(jì)數(shù)器，所述控制器將所述低充量驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器值與預(yù)定值相
比較并在車輛診斷系統(tǒng)中設(shè)定診斷故障代碼，且當(dāng)設(shè)定了所述診斷故障代碼時(shí)，所述控制
器確定是否達(dá)到良好驅(qū)動(dòng)周期最小數(shù)目以清除所述溫度診斷故障代碼(DTC)。 參考圖1，顯示了本發(fā)明公開(kāi)實(shí)施例的系統(tǒng)的操作框圖。可推導(dǎo)出本發(fā)明的其它實(shí)
施例，能夠?qū)崿F(xiàn)使用利用現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)傳感器輸入的軟件檢測(cè)車輛空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑低充
量狀況的目的。 在一個(gè)實(shí)施例中，如框10中所示車輛發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行。通過(guò)在12處檢查以確定 空調(diào)系統(tǒng)是否停用、是否存在診斷故障代碼(DTC)、或系統(tǒng)先前是否已經(jīng)設(shè)定標(biāo)記來(lái)開(kāi)始該 系統(tǒng)。在14處系統(tǒng)記錄空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部高壓側(cè)壓力。 一旦在14處記錄了高壓側(cè)壓力，則在 16處系統(tǒng)確定空調(diào)離合器是否接合。如果否，系統(tǒng)返回14以再次記錄高壓側(cè)壓力。
如果在16處離合器接合，則系統(tǒng)確定車速是否充分穩(wěn)定以允許完成測(cè)試周期。通 過(guò)至少在20處審核車輛輸入信息來(lái)確定車速是否充分穩(wěn)定?？商娲?，系統(tǒng)可在22處確 定車輛是否正在加速，或者也可在24處確定變速器是否處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的正確檔位。可使用 開(kāi)關(guān)、傳感器或數(shù)據(jù)輸入以確定檔位選擇位置，這些輸入共同稱為檔位選擇位置指示器。如 果確定車速穩(wěn)定，則系統(tǒng)可從降雨傳感器26或雨刷狀態(tài)信號(hào)獲得輸入，并在28處確定是否 正在下雨。如果在28處確定沒(méi)有在下雨，則允許測(cè)試?yán)^續(xù)進(jìn)行。 如果在18處確定車速不穩(wěn)定或在28處確定正在下雨，系統(tǒng)可隨后在32處退出測(cè) 試周期。如果在30處確定來(lái)自控制者的空調(diào)需求由于調(diào)整了控制指令而改變(例如如果 兒童玩?？照{(diào)控制器并將其迅速打開(kāi)并關(guān)閉)，系統(tǒng)也可在32處退出測(cè)試周期以防止不精 確的結(jié)果。如果測(cè)試周期在32處退出，系統(tǒng)返回至14處的測(cè)試周期開(kāi)始。
系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)直至在16處確定空調(diào)離合器接合、在18處確定車速穩(wěn)定、并在28 處確定沒(méi)有在下雨。如果這樣，系統(tǒng)在34處再次記錄高壓側(cè)壓力。系統(tǒng)隨后在36處再次 確定離合器是否分離。如果分離，系統(tǒng)測(cè)量最終高壓側(cè)壓力并繼續(xù)在38處計(jì)算壓力差。如 果在36處離合器未分離，系統(tǒng)返回至16處的離合器接合決策框(如"A"所指示)。隨后將 計(jì)算的壓力差提供給在40處的計(jì)算閾值的比較函數(shù)?？苫?2處提供的環(huán)境溫度、44處 提供的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、46處提供的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、或48處提供的車速的參考值的算法或查值表確 定壓力差閾值。至少，系統(tǒng)需要在42處確定合適的環(huán)境溫度應(yīng)當(dāng)為多少。確定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速44、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速46、和車速48為可在本發(fā)明不同實(shí)施例中利用的可替代參數(shù)或附加參數(shù)。 在50處由溫度傳感器提供實(shí)際環(huán)境溫度或感應(yīng)到的環(huán)境溫度?？商娲?，可通過(guò)使用其它 傳感器輸入的算法推斷出該溫度。另外，可在52處提供風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并在54處由發(fā)動(dòng)機(jī)中的 傳感器提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?？蓪?shí)施本發(fā)明而無(wú)需參考風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變量52和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變量54。 然而，應(yīng)當(dāng)在56處從車速傳感器提供車速。可隨后以環(huán)境溫度50、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速52、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速54和車速56的傳感器輸入以及為各個(gè)變量提供的查值表(包括42處的環(huán)境溫度函數(shù)、 44處的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速函數(shù)、46處的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速函數(shù)、以及48處的車速函數(shù)的參考值)計(jì)算壓力 差閾值。
決策框58確定壓力差值是否大于計(jì)算的壓力差閾值。如果是，則系統(tǒng)證實(shí)空調(diào)系 統(tǒng)中的壓力大于閾值，其指示系統(tǒng)運(yùn)行正常。如果記錄的壓力差不大于閾值，則在60處增 加低充量計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)以指示檢測(cè)到低充量事件。 在62處將60處之前計(jì)數(shù)的低充量事件的數(shù)目與每次驅(qū)動(dòng)的最大低充量故障值相 比較。通過(guò)參考查值表或系統(tǒng)校準(zhǔn)設(shè)定來(lái)確定每次驅(qū)動(dòng)的最大低充量故障值。將每次驅(qū)動(dòng) 的最大低充量故障值與增加的低充量計(jì)數(shù)相比較以在64處確定是否已經(jīng)發(fā)生過(guò)多故障。 如果尚未發(fā)生過(guò)多故障，系統(tǒng)再次返回14處的開(kāi)始處記錄高壓側(cè)壓力。如果已經(jīng)發(fā)生過(guò)多 故障，系統(tǒng)隨后設(shè)定停用空調(diào)標(biāo)志并在發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊中設(shè)定溫度診斷故障代碼。
隨后系統(tǒng)可在70處比較檢測(cè)到最大低充量的驅(qū)動(dòng)周期數(shù)目的值。如果系統(tǒng)在68 處確定相較于校準(zhǔn)值存在過(guò)多故障驅(qū)動(dòng)周期，則系統(tǒng)可在72處設(shè)定溫度診斷故障代碼并 停用空調(diào)。如果尚未達(dá)到檢測(cè)到最大低充量驅(qū)動(dòng)周期數(shù)目，則系統(tǒng)在74處通過(guò)與預(yù)設(shè)的最 小良好驅(qū)動(dòng)周期數(shù)目相比較來(lái)確定是否達(dá)到最小周期數(shù)目。如果良好驅(qū)動(dòng)周期的數(shù)目超過(guò) 預(yù)設(shè)數(shù)目，則可在76處清除先前設(shè)定的溫度診斷故障代碼。 例如，如果偶爾檢測(cè)到制冷劑低充量狀況，但在大部分周期中系統(tǒng)指示其運(yùn)轉(zhuǎn)正 常，則系統(tǒng)可在78處清除溫度診斷故障代碼。重復(fù)的滿足充量水平要求的讀數(shù)指示空調(diào)系 統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)且空調(diào)中的壓力適合空調(diào)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在將預(yù)定的良好驅(qū)動(dòng)數(shù)目設(shè)定為校準(zhǔn)值 后，系統(tǒng)將允許清除溫度診斷故障代碼。 在清除溫度診斷代碼后，可在80處提醒駕駛員以避免對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的不必要的維 修。 一旦提醒了駕駛員，系統(tǒng)返回其開(kāi)始狀態(tài)并通過(guò)再次在12處首先確定空調(diào)是否停用或 是否已設(shè)定溫度診斷故障代碼或標(biāo)志來(lái)繼續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式，但是本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到實(shí)施由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的多種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種在測(cè)試周期中檢測(cè)車輛空調(diào)中制冷劑低充量狀況的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含確定所述車輛是否以穩(wěn)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的車速傳感器，且如果所述車輛沒(méi)有以穩(wěn)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，則所述系統(tǒng)退出所述測(cè)試周期；確定環(huán)境溫度是否處于預(yù)定范圍內(nèi)的溫度傳感器或算法模塊；通過(guò)比較壓縮機(jī)離合器接合時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力和壓縮機(jī)離合器分離時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力來(lái)確定空調(diào)系統(tǒng)制冷劑的壓力差值的壓力傳感器；相對(duì)于閾值評(píng)估所述壓力差值的控制器；以及如果所述壓力差值小于所述閾值則記錄制冷劑低充量狀況的存儲(chǔ)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包含感應(yīng)濕氣存在的濕 度傳感器，其中，當(dāng)濕度傳感器感應(yīng)到濕氣時(shí)，所述系統(tǒng)退出所述測(cè)試周期。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車速傳感器進(jìn)一步包含向所述控制 器提供輸入信號(hào)用于驗(yàn)證所述車輛正以穩(wěn)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的檔位選擇位置指示器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包含每次所述壓力差值 小于所述閾值時(shí)增加低充量計(jì)數(shù)值的低充量檢測(cè)計(jì)數(shù)器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包含每次駕駛所述車輛 且所述低充量檢測(cè)計(jì)數(shù)器值增加時(shí)增加驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器值的低充量駕駛計(jì)數(shù)器，所述控制器將 所述低充量驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器值與預(yù)定值相比較并在車輛診斷系統(tǒng)中設(shè)定診斷故障代碼，且當(dāng)設(shè) 定了所述診斷故障代碼時(shí)，所述控制器確定是否達(dá)到良好驅(qū)動(dòng)周期最小數(shù)目以清除所述溫 度診斷故障代碼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)車輛空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑低充量狀況的系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先確定是否存在會(huì)妨礙對(duì)壓力差的可靠測(cè)量的干擾因素。如果不存在干擾因素，則系統(tǒng)通過(guò)比較壓縮機(jī)離合器接合時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力和壓縮機(jī)離合器分離時(shí)空調(diào)系統(tǒng)中高壓側(cè)壓力來(lái)確定壓縮機(jī)的壓力差值。如果壓力差值小于閾值，則可記錄低充量狀況。當(dāng)檢測(cè)到的低充量狀況的數(shù)目超過(guò)事件預(yù)定數(shù)目時(shí)，系統(tǒng)可設(shè)定溫度診斷故障代碼，停用空調(diào)系統(tǒng)并將警告駕駛員有潛在問(wèn)題。本發(fā)明無(wú)需增加額外的遍布空調(diào)系統(tǒng)的壓力和溫度傳感器并能夠在壓縮機(jī)產(chǎn)生損壞之前檢測(cè)到制冷劑微小損失。
文檔編號(hào)G01L13/00GK101788361SQ20101010528
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月26日
發(fā)明者休·漢密爾頓, 大衛(wèi)·艾倫·翁, 威廉·斯圖爾特·約翰斯頓, 德巴斯什·德哈, 曼弗雷德·克伯斯泰因 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司