[发明专利]热泵系统和用于操作所述系统的方法

说明书

本公开提供了“热泵系统和用于操作所述系统的方法”。提供了用于操作气候控制系统的方法和系统。在一个示例中，一种用于操作车辆气候控制系统的方法包括对外部热交换器下游和膨胀阀上游的热泵中的压力进行建模。所述方法还包括使用所述建模压力结合来自传感器的温度来操作所述膨胀阀以冷却车厢，所述传感器位于所述膨胀阀的上游和所述外部热交换器的下游。

技术领域

本说明书总体上涉及用于车厢气候控制的方法和系统。

背景技术

车辆已经结合了具有例如加热器芯体和空调装置的车厢气候控制系统，以实现期望的车厢调节设定点。热泵系统也已经结合到车辆中以更有效地加热和冷却车厢。热泵系统在其中期望节省能量的插电式车辆(诸如电池电动车辆(BEV))中可能特别有益。例如，与使用纯电动加热器进行车厢加热并使用单独的空调(A/C)环路进行车厢冷却的系统相比，热泵可以增加车辆的续航里程。然而，车辆可能经历源自在车辆中采用的热泵控制策略的低效气候控制能量管理。

Imai等人在US 2006/0204368 A1中示出了一种将热泵结合在车辆中的示例性方法。Imai公开了一种使用多个传感器输入(诸如来自蒸发器出口处的温度传感器、高压制冷剂压力传感器等的输入)来控制压缩机以实现跨压缩机的目标压力差的系统。

然而，发明人已经认识到Imai的系统的几个潜在缺点。例如，当在发动机中提供更多功率时，Imai的系统增加压缩机转速，这不适用于BEV。此外，在Imai的系统中，在用于PTC和热泵操作的反馈控制策略中使用多个传感器输入。传感器可能是昂贵的，并且因此增加了车辆系统的制造成本和复杂性。其他车辆热泵系统也未能实现生产成本和系统效率目标。

发明内容

为了解决上述至少一些问题，提供了一种用于操作车辆气候控制系统的方法，所述方法包括对外部热交换器下游和膨胀阀上游的热泵回路中的压力进行建模。所述方法还包括基于所述建模压力和来自传感器的温度来操作所述热泵回路中的所述膨胀阀以冷却车厢，所述传感器位于所述膨胀阀的上游和所述外部热交换器的下游。通过这种方式，可以在例如冷却模式操作期间对热泵系统中的压力进行建模。因此，如果需要，可以放弃使用位于外部热交换器的出口处的压力传感器。结果，降低了系统成本。

在一个示例中，可以通过使用来自位于所述外部热交换器上游的压力传感器的压力、所述热泵回路中的压缩机的转速和/或环境温度来确定跨所述热交换器的压力降来对所述压力进行建模。通过这种方式，可用的热泵系统数据可以用于准确地对跨外部热交换器的压力梯度进行建模，并且基于压力模型来准确地控制膨胀阀。准确的膨胀阀控制可导致更准确的车厢气候控制以及提高的系统效率。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了车辆的示意图。

图2示出了用于以加热模式操作的车辆的气候控制系统。

图3示出了图2中所描绘的以冷却模式操作的气候控制系统。

图4示出用于操作气候控制系统的方法。

图5和图6示出了用于气候控制系统操作方法的用例时序图。

具体实施方式

本文描述了一种被设计成使用建模温度和/或压力以加热模式和冷却模式两者有效地操作的车辆气候控制系统。车辆可以是如图1所示的乘用车或商用车(未示出)。图2和图3示出了使用建模温度和压力以不同模式操作的气候控制系统的示例。图4示出了用于使用建模压力以冷却模式和使用建模温度以加热模式有效地控制气候控制系统的方法。图5和图6示出了用于模态车辆系统控制的方法的用例图形表示。