DE102019211493A1 - Verfahren zum Entlüften eines Kühlkreislaufs, Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung und Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlüften eines Kühlkreislaufs (200) an welchen eine Kühlmittelausgleichsanordnung (100) angeschlossen ist, die einen Behälter (102) umfasst, der fluidmechanisch mit dem Kühlkreislauf (200) verbunden ist und dem ein Füllstandsensor (110) zur Messung eines Füllstandes eines im Behälter (102) vorhandenen Kühlmittels zugeordnet ist, umfassend die folgenden Schritte:- Umwälzen von im Kühlkreislauf (200) vorhandenem Fluid,- Erfassen eines ersten Füllstandes im Behälter (102) mittels des Füllstandsensors (110) zu einem ersten Zeitpunkt,- Erfassen eines zweiten Füllstandes im Behälter (102) mittels des Füllstandsensors (110) zu einem dem ersten Zeitpunkt zeitlich nachgelagerten zweiten Zeitpunkt, und- Stoppen des Umwälzens und Beenden der Entlüftung wenn festgestellt wird, dass der erste Füllstand dem zweiten Füllstand entspricht oder sich der erste Füllstand von dem zweiten Füllstand höchstens um einen Schwellwert unterscheidet.Die Erfindung betrifft außerdem ein Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung (100) sowie ein Kraftfahrzeug.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlüften eines Kühlkreislaufs, an welchen eine Kühlmittelausgleichsanordnung angeschlossen ist, die einen Behälter umfasst, der fluidmechanisch mit dem Kühlkreislauf verbunden ist und dem ein Füllstandsensor zur Messung eines Füllstandes eines im Behälter vorhandenen Kühlmittels zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung sowie ein Kraftfahrzeug.
- Kühlmittelkreislaufsysteme sind vor ihrer Inbetriebnahme zu entlüften, um später gewährleisten zu können, dass aufgrund von im Kühlkreislauf vorhandener Luft keine Überhitzungen entstehen. Für die Entlüftung sind entsprechende Entlüftungsroutinen bekannt, wobei die Luft in dem Behälter der Kühlmittelausgleichsanordnung, mithin dem Kühlmittelausgleichsbehälter abgeschieden wird. Die Dauer der Entlüftungsroutine stammt von einem aus Versuchen abgeleiteten Modell des Kühlkreislaufes, wobei durchsichtige Rohre Verwendung finden. Anhand dieser Rohre kann bei dem Versuchsaufbau kontrolliert und erfasst werden, wann die Entlüftung des Kühlkreislaufs vollständig abgeschlossen ist. Die aus diesen Versuchen modellierte Entlüftungsroutine wird auf alle Module übertragen, die in den Kühlkreislauf eingebunden sind. Da es der in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Kühlmittelleitung an der entsprechenden Transparenz zur Sichtung von Luft im Kühlkreislauf fehlt, besteht keine Möglichkeit, zu überprüfen, ob die Entlüftungsroutine vor der Inbetriebnahme ausgereicht hat, um die Luft aus dem Kühlkreislauf in der Kühlmittelausgleichsanordnung abzuscheiden. Um diesem Problem zu begegnen, wird die Entlüftungsroutine entsprechend verlängert, was zeit- und kostenintensiv ist. Auch im Wartungsfalle des Kraftfahrzeugs kann eine entsprechende Entlüftungsroutine notwendig werden, sodass auch in den Werkstätten unnötige Kosten aufgrund der Verzögerungen im Ablauf entstehen können.
- Da es in Kühlmittelkreislaufsystemen im Betrieb zu Druckveränderungen kommen kann, beispielsweise aufgrund von Temperaturänderungen des Kühlmittels oder aufgrund einer Änderung der Drehzahl einer im Kühlkreislauf vorhandenen Umwälzpumpe, finden sogenannte Kühlmittelausgleichsbehälter Einsatz, die neben der Aufnahme des Kühlmittels auch den Flüssigkeitsdruck im System begrenzen können. Der Behälter der Kühlmittelausgleichsanordnung ist deshalb mit einem Hohlkörper ausgeführt, in welchem das Kühlmittelvolumen und ein Volumen einer Gasvorlage, beispielsweise ein Luftpolster, enthalten sind, die aufeinander abgestimmt und angepasst sind an die gegebenen Randbedingungen, wie einem erwarteten Temperaturhub, thermische Eigenschaften des Kühlmittels, Kühlmittelvolumen und Pumpenleistung der Umwälzpumpe. Entsprechende Kühlmittelausgleichsanordnungen, die bei einem Brennstoffzellensystem Einsatz finden, sind den Druckschriften
US 8,431,282 B2 ,US 6,733,910 B1 undUS 7,314,680 B2 zu entnehmen. - Gerade der Kühlkreislauf eines Brennstoffzellenfahrzeugs fasst im Vergleich zum Fahrzeug mit einem klassischen Verbrennungsmotor ein deutlich größeres Volumen an Kühlmittel, sodass auch hier entsprechend verlängerte Entlüftungsroutinen erforderlich sind, um zu gewährleisten, dass die Luft aus dem Kühlkreislauf in die Kühlmittelausgleichsanordnung abgeschieden wird. Auch hier wird deshalb mit den heutigen Modulen eine Entlüftungsroutine vor der Inbetriebnahme der Brennstoffzellenaggregate durchgeführt, die zeit- und kostenaufwendig ist.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Entlüften eines Kühlkreislaufs, ein Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung und ein Kraftfahrzeug anzugeben, die zumindest einen der vorstehend genannten Nachteile überwinden.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 1, durch ein Set mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 9 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Das Verfahren zum Entlüften eines Kühlkreislaufs umfasst insbesondere die folgenden Schritte:
- - Umwälzen von im Kühlkreislauf vorhandenem Fluid, welches das Gas und die Flüssigkeit enthält kann,
- - Erfassen eines ersten Füllstandes im Behälter mittels des Füllstandsensors zu einem ersten Zeitpunkt,
- - Erfassen eines zweitens Füllstandes im Behälter mittels des Füllstandsensors zu einem dem ersten Zeitpunkt zeitlich nachgelagerten zweiten Zeitpunkt, und
- - Stoppen des Umwälzens und Beenden der Entlüftung wenn festgestellt wird, dass der erste Kühlmittelfüllstand dem zweiten Kühlmittelfüllstand entspricht oder sich der erste Kühlmittelfüllstand von dem zweiten Kühlmittelfüllstand höchstens um einen vorgegebenen Schwellwert unterscheidet.
- Damit ist eine Überwachung geschaffen, um zu prüfen, ob die gesamte Luft aus dem Kühlkreislauf bereits abgeschieden ist, und zwar auch dann, wenn die eigentliche, zeitintensive Entlüftungsroutine noch nicht beendet wäre. Durch die Entlüftungsroutine ist also die Möglichkeit eröffnet, die eigentliche, sehr lange Entlüftungsroutine, vorzeitig zu beenden, da feststellbar ist, dass auch schon früher keine Luft im System mehr vorhanden ist.
- Als Füllstandsensor kommt beispielsweise ein analoger Füllstandsensor in Betracht, der als ein Ultraschallsensor gebildet sein kann. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Radar-Sensor als Füllstandsmelder Verwendung finden. Der Füllstandsensor kann das Niveau des Kühlmittels im Behälter der Kühlmittelausgleichsanordnung überwachen.
- In diesem Zusammenhang ist es deshalb möglich, dass der Füllstand im Behälter kontinuierlich oder getaktet erfasst wird, und zwar so lange, bis sich der Füllstand im Behälter nur noch innerhalb vorgegebener Grenzen verändert. Bei der Entlüftung, mithin beim Abscheiden von Gas aus dem Kühlkreislauf in die Kühlmittelausgleichsanordnung, sinkt der Füllstand im Behälter, was durch den Füllstandsensor erfassbar ist. Wenn also die gesamte Luft im Laufe der Entlüftungsroutine bereits vorzeitig komplett abgeschieden ist, wird es über eine längere Zeit keine Änderung des Füllstandes im Behälter mehr geben, was vom Füllstandsensor erfasst wird. Es ist daher auch möglich, dass mehr als zwei Füllstände zeitlich aufeinanderfolgend im Behälter erfasst werden, sodass eine Mehrzahl an Füllständen miteinander verglichen werden, um zu prüfen, ob sich diese Füllstände höchstens um einen vorgegebenen Schwellwert unterscheiden. Bleibt eine Mehrzahl an Füllständen hinter dem Schwellwert zurück, so ist dies ein Indiz dafür, dass keine Luft aus dem Kühlkreislauf mehr abgeschieden wird.
- Die Entropie des Systems sollte eigentlich gewährleisten, dass zwischen der ersten Messung des Füllstandes und der zweiten Messung des Füllstandes im Behälter während des Entlüftens Unterschiede im Füllstand eintreten, es kann jedoch vorkommen, dass zufällig zwei identische Messwerte zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden, die also den gleichen Füllstand ergeben, obwohl aufgrund der seit dem Beginn des Entlüftens verstrichenen Zeit es eindeutig noch nicht sein kann, dass alle Luft aus dem Kühlkreislauf entfernt ist. Aus diesem Grunde ist es daher vorteilhaft, wenn das Umwälzen erst gestoppt und das Entlüften erst dann beendet wird, nachdem eine vorgegebene Mindestzeitdauer zum Entlüften verstrichen ist.
- Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die Entlüftungsroutine nicht sofort zu beenden, sondern nur an bestimmten Stellen zu verkürzen. Es ist daher möglich, dass bei dem Feststellen das Umwälzen des Fluids im Kühlkreislauf für eine vorgegebene Nachlaufzeit fortgesetzt und erst bei dem oder nach dem Ablauf der Nachlaufzeit gestoppt wird.
- Während der Entlüftungsroutine sind außerdem Nebenaggregate, wie beispielsweise eine Umwälzpumpe oder ein Thermostatventil im Einsatz, die ebenfalls zu Füllstandsänderungen im Behälter beitragen könnten. Es ist daher sinnvoll, wenn Füllstandsänderungen bei der Bewertung unberücksichtigt bleiben, die einem äußeren, nicht das abgeschiedene Gas betreffenden Einfluss unterliegen. In diesem Zusammenhang ist es daher möglich, eine durch eine Umwälzpumpe hervorgerufene Füllstandsänderung mittels des Füllstandsensors zu erfassen und bei der Bewertung von Füllstandänderungen im Behälter unberücksichtigt zu lassen. Da eine Umwälzpumpe typischerweise ein wellenförmiges Signal liefert, wird auch die Füllstandänderung wellenförmig erfassbar sein, sodass die Bewertung oder Auswertung des Füllstandes um diese Wellenform bereinigt wird, bevor der erste Füllstand und der zweite Füllstand erfasst werden. Entsprechend verhält es sich mit einem Thermostatventil, wobei bei Betätigung des Thermostatventils zugleich ein Senken oder ein Anheben des Füllstandes möglich ist, was ebenfalls durch den Füllstandsensor erfassbar ist. Auch hierbei wird zunächst eine Bereinigung des Einflusses des Thermostatventils vorgenommen, bevor der erste Füllstand mit dem zweiten Füllstand verglichen wird.
- Da durch den Füllstandsensor zusätzliche Kosten entstehen, ist die Möglichkeit eröffnet, dass dieser nur für die Entlüftungsroutine verbaut wird. Damit ist also der Füllstandsensor einem ersten Behälterdeckel zugeordnet oder daran angeordnet. Nach dem Beenden der erfolgreichen Entlüftung kann dann der erste Behälterdeckel mit dem Füllstandsensor vom Behälter abgenommen und durch einen füllstandsensorfreien, zweiten Behälterdeckel ersetzt werden. Somit ist also die Möglichkeit eröffnet, dass der für die Entlüftungsroutinen notwendige Sensordeckel immer am Band bleibt, wobei das Fahrzeug später mit einem sensorfreien Standarddeckel ausgeliefert wird.
- Für Werkstätten kann es interessant sein, wenn diesen zu Wartungszwecken ebenfalls ein Sensordeckel bereitgestellt wird. Vorzugsweise wird ihnen ein erfindungsgemäßes Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung bereitgestellt. Das Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung umfasst insbesondere einen Behälter, der ausgebildet ist, fluidmechanisch mit einem Kühlkreislauf verbunden zu werden, ferner einen ersten Behälterdeckel, dem ein Füllstandsensor zur Messung eines Füllstandes, eines im Behälter vorhandenen Kühlmittels zugeordnet oder ein solcher daran angeordnet ist, sowie einen füllstandsensorfreien, zweiten Behälterdeckel.
- Es besteht die Möglichkeit, dass auch das Kraftfahrzeug selbst die Entlüftungsroutinen durchführen kann, wozu ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug Einsatz findet. Dieses umfasst insbesondere einen Kühlkreislauf, an welchen eine Kühlmittelausgleichsanordnung angeschlossen ist, die einen Behälter umfasst, der fluidmechanisch mit dem Kühlkreislauf verbunden ist und dem ein Füllstandsensor zur Messung eines Füllstandes eines im Behälter vorhandenen Kühlmittels zugeordnet ist, wobei eine Steuerungseinrichtung vorhanden ist, die ausgebildet ist:
- - ein Umwälzen von im Kühlkreislauf vorhandenem Fluid mittels einer Umwälzpumpe zu veranlassen,
- - einen ersten Füllstand im Behälter mittels des Füllstandsensors zu einem ersten Zeitpunkt zu erfassen,
- - einen zweiten Füllstand im Behälter mittels des Füllstandsensors zu einem dem ersten Zeitpunkt zeitlich nachgelagerten zweiten Zeitpunkt zu erfassen, und
- - ein Stoppen des Umwälzens und ein Beenden des Entlüften zu veranlassen, wenn festgestellt wird, dass der erste Kühlmittelfüllstand dem zweiten Kühlmittelfüllstand entspricht oder sich der erste Kühlmittelfüllstand von dem zweiten Kühlmittelfüllstand höchstens um einen Schwellwert unterscheidet.
- Die für das Verfahren erläuterten Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen gelten daher in gleichen Maße für das erfindungsgemäße Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
- Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 einen Kühlkreislauf, in welchen ein Brennstoffzellenstapel eingebunden ist, und an welchen eine Kühlmittelausgleichsanordnung fluidmechanisch angeschlossen ist, und -
2 ein Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung. - Die in den Figuren dargestellten Abmessungen und Formgebungen sind rein illustrativer Natur. Sie können daher in Form, in Dimension sowie in ihren gegenseitigen Größenverhältnissen varrieren.
- In
1 ist ein Kühlkreislauf200 gezeigt, in den ein Brennstoffzellenstapel300 eingebunden ist. Gerade bei Kühlkreisläufen200 mit solchen Brennstoffzellenaggregaten ist ein größeres Kühlmittelvolumen vorhanden als bei klassischen Verbrennungsmotoren, sodass die Entlüftungsroutine von Brennstoffzellensystemen entsprechend länger ausfällt. - Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entlüften eines Kühlkreislaufs
200 ist grundsätzlich aber auch bei Kraftfahrzeugen einsetzbar, die mit klassischen Verbrennungsmotoren ausgestattet sind. Der Kühlkreislauf200 ist in typischerweise ein geschlossener Kreislauf, in welchem mindestens ein (nicht näher gezeigter) Wärmetauscher und eine Umwälzpumpe202 vorliegen, um das im Kühlkreislauf200 vorhandene Kühlmittel zu zirkulieren. Über ein Kühlkreislaufanschlussstück104 , welches die fluidmechanische Verbindung zwischen einer Kühlmittelausgleichsanordnung100 und dem Kühlkreislauf200 herstellt, lassen sich Druckveränderungen im Kühlkreislauf200 regulieren. Es besteht zudem die Möglichkeit, ein entsprechendes Thermostatventil114 entweder in die Kühlmittelleitung des Kühlkreislaufs200 unmittelbar oder auch in das Kühlkreislaufanschlussstück104 zu integrieren. Aus der Figur ist zusätzlich ersichtlich, dass dem Behälter102 ein Füllstutzen108 zugewiesen ist, der auch verschließbar sein kann und/oder der mit einem Druckventil versehen ist, das erst bei Erreichen eines vorgegebenen Überdrucks (insbesondere selbsttätig) geöffnet wird. - Der Behälter
102 der Kühlmittelausgleichsanordnung100 umfasst einen Füllstandsensor110 , um den Füllstand eines im Behälter102 vorhandenen Kühlmittels zu messen. Der Füllstandsensor110 ist beispielsweise ein Ultraschallsensor. Die erfassten Werte können über eine strichliert dargestellte Kommunikationsverbindung an eine Steuereinrichtung116 gemeldet und dort ausgewertet werden. Die Steuereinrichtung116 kann beispielsweise das Brennstoffzellensteuergerät oder auch das Steuergerät des Kraftfahrzeugs selbst sein. - Vor der Inbetriebnahme des Brennstoffzellenfahrzeugs ist der Kühlkreislauf
200 zu entlüften. Hierzu ist die Steuereinrichtung116 ausgebildet: - - ein Umwälzen von im Kühlkreislauf
200 vorhandenem Fluid mittels der Umwälzpumpe202 zu veranlassen, - - einen ersten Füllstand im Behälter
102 mittels des Füllstandsensors110 zu einem ersten Zeitpunkt zu erfassen, - - einen zweiten Füllstand im Behälter
102 mittels des Füllstandsensors110 zu einem dem ersten Zeitpunkt zeitlich nachgelagerten zweiten Zeitpunkt zu erfassen, und - - ein Stoppen des Umwälzens und ein Beenden des Entlüftens zu veranlassen, wenn festgestellt wird, dass der erste Füllstand dem zweiten Füllstand entspricht oder sich der erste Füllstand von dem zweiten Füllstand höchstens um einen vorgegebenen Schwellwert unterscheidet.
- Es ist dabei möglich, dass die Steuereinrichtung
116 den Füllstand im Behälter102 kontinuierlich oder zeitlich getaktet erfasst und zwar so lange, bis sich der Füllstand im Behälter102 nur noch innerhalb vorgegebener Grenzen, gegebenenfalls sogar überhaupt nicht mehr messbar verändert. Dies ist ein Indiz dafür, dass die Luft aus dem Kühlkreislauf200 vollständig entwichen ist, da diese im Behälter102 abgeschieden wurde, was sich auf den Füllstand im Behälter102 auswirkte. Eine klassische Entlüftungsroutine kann dabei also vorzeitig beendet werden, womit wertvolle Zeit und Kosten eingespart sind. - Die Steuereinrichtung
116 ist ausgebildet, Füllstandsänderungen bei der Bewertung unberücksichtigt zu lassen, die einem äußeren, nicht das abgeschiedene Gas aus dem Kühlkreislauf200 betreffenden, Einfluss unterliegen. Beispielsweise ist hierzu die Steuerungseinrichtung116 ausgebildet, die durch die Umwälzpumpe202 hervorgerufenen, typischerweise sinuswellenförmigen Füllstandsänderungen mittels des Füllstandsensors110 zu erfassen und bei der Bewertung von Füllstandsänderungen im Behälter102 unberücksichtigt zu lassen. Zusätzlich ist die Steuereinrichtung116 ausgebildet, die durch das Thermostatventil114 hervorgerufenen, beispielsweise linearen oder annähernd linear verlaufenden Füllstandsänderungen mittels des Füllstandsensors110 zu erfassen und bei der Bewertung von Füllstandsänderungen im Behälter102 unberücksichtigt zu lassen. - In
2 ist ein Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung100 nach1 gezeigt, wobei dieses einen Behälter102 umfasst, der ausgebildet ist, fluidmechanisch mit dem Kühlkreislauf200 verbunden zu werden. Das Set umfasst einen ersten Behälterdeckel106 , der den Füllstandsensor110 zur Messung des Füllstandes im Behälter102 aufweist. Außerdem weist das Set einen zweiten Behälterdeckel112 auf, der füllstandsensorfrei gebildet ist. Mit diesem Set ist es möglich, Werkstätten kostengünstig die Möglichkeit zu eröffnen, bei Brennstoffzellenfahrzeugen Entlüftungsroutinen auszuführen während das Kraftfahrzeug mit dem sensorfreien, kostengünstigeren Deckel an den Kunden ausgeliefert wird. - Insgesamt liegt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Möglichkeit vor, die typischerweise sehr lang andauernde Entlüftungsroutine deutlich zu verkürzen sowohl bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor als auch bei Kraftfahrzeugen, die mit einem Brennstoffzellenaggregat ausgestattet sind. Insbesondere bei Letzteren ist das Verfahren von Vorteil, da Brennstoffzellenfahrzeuge in ihren Kühlkreisläufen 201 ein deutlich größeres Kühlmittelvolumen aufweisen als die Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren.
- Bezugszeichenliste
-
- 100
- Kühlmittelausgleichsanordnung
- 102
- Behälter (Kühlmittelausgleichsbehälter)
- 104
- Kühlkreislaufanschlussstück
- 106
- erster Behälterdeckel
- 108
- Füllstutzen
- 110
- Füllstandsensor
- 112
- zweiter Behälterdeckel
- 114
- Thermostatventil
- 116
- Steuereinrichtung
- 200
- Kühlkreislauf
- 202
- Umwälzpumpe
- 300
- Brennstoffzellenstapel
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- US 8431282 B2 [0003]
- US 6733910 B1 [0003]
- US 7314680 B2 [0003]
Claims (10)
- Verfahren zum Entlüften eines Kühlkreislaufs (200), an welchen eine Kühlmittelausgleichsanordnung (100) angeschlossen ist, die einen Behälter (102) umfasst, der fluidmechanisch mit dem Kühlkreislauf (200) verbunden ist und dem ein Füllstandsensor (110) zur Messung eines Füllstandes eines im Behälter (102) vorhandenen Kühlmittels zugeordnet ist, umfassend die folgenden Schritte: - Umwälzen von im Kühlkreislauf (200) vorhandenem Fluid, - Erfassen eines ersten Füllstandes im Behälter (102) mittels des Füllstandsensors (110) zu einem ersten Zeitpunkt, - Erfassen eines zweiten Füllstandes im Behälter (102) mittels des Füllstandsensors (110) zu einem dem ersten Zeitpunkt zeitlich nachgelagerten zweiten Zeitpunkt, und - Stoppen des Umwälzens und Beenden der Entlüftung wenn festgestellt wird, dass der erste Füllstand dem zweiten Füllstand entspricht oder sich der erste Füllstand von dem zweiten Füllstand höchstens um einen Schwellwert unterscheidet.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand im Behälter (102) kontinuierlich oder getaktet erfasst wird, solange, bis sich der Füllstand im Behälter (102) nur noch innerhalb vorgegebener Grenzen verändert. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Umwälzen erst gestoppt und das Entlüften erst dann beendet wird, nachdem eine vorgegebene Mindestzeitdauer zum Entlüften verstrichen ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Feststellen das Umwälzen des Fluids im Kühlkreislauf (200) für eine vorgegebene Nachlaufzeit fortgesetzt und erst bei dem oder nach dem Ablauf der Nachlaufzeit gestoppt wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass Füllstandsänderungen bei der Bewertung unberücksichtigt bleiben, die einem äußeren, nicht abgeschiedenes Gas betreffenden, Einfluss unterliegen. - Verfahren nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine Umwälzpumpe (202) hervorgerufene Füllstandsänderung mittels des Füllstandsensors (110) erfasst und bei der Bewertung von Füllstandsänderungen im Behälter (102) unberücksichtigt bleibt. - Verfahren nach
Anspruch 5 oder6 , dadurch gekennzeichnet, dass eine durch ein Thermostatventil (114) hervorgerufene Füllstandsänderung mittels des Füllstandsensors (110) erfasst und bei der Bewertung von Füllstandsänderungen im Behälter (102) unberücksichtigt bleibt. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsensor (110) einem ersten Behälterdeckel (106) zugeordnet oder daran angeordnet ist, und dass nach dem Beenden der Entlüftung der erste Behälterdeckel (106) vom Behälter (102) abgenommen und durch einen Füllstandsensorfreien, zweiten Behälterdeckel (112) ersetzt wird. - Set einer Kühlmittelausgleichsanordnung (100), mit einem Behälter (102), der ausgebildet ist, fluidmechanisch mit einem Kühlkreislauf (200) verbunden zu werden, mit einem ersten Behälterdeckel (106), dem ein Füllstandsensor (110) zur Messung eines Füllstandes eines im Behälter (102) vorhandenen Kühlmittels zugeordnet oder ein solcher daran angeordnet ist, und mit einem Füllstandsensorfreien, zweiten Behälterdeckel (112).
- Kraftfahrzeug mit einem Kühlkreislauf (200) an welchen eine Kühlmittelausgleichsanordnung (100) angeschlossen ist, die einen Behälter (102) umfasst, der fluidmechanisch mit dem Kühlkreislauf (200) verbunden ist und dem ein Füllstandsensor (110) zur Messung eines Füllstandes eines im Behälter (102) vorhandenen Kühlmittels zugeordnet ist, und mit einer Steuereinrichtung (116) die ausgebildet ist: - ein Umwälzen von im Kühlkreislauf (200) vorhandenem Fluid mittels einer Umwälzpumpe (202) zu veranlassen, - einen ersten Füllstand im Behälter (102) mittels des Füllstandsensors (110) zu einem ersten Zeitpunkt zu erfassen, - einen zweiten Füllstand im Behälter (102) mittels des Füllstandsensors (110) zu einem dem ersten Zeitpunkt zeitlich nachgelagerten zweiten Zeitpunkt zu erfassen, und - ein Stoppen des Umwälzens und ein Beenden des Entlüftens zu veranlassen, wenn festgestellt wird, dass der erste Füllstand dem zweiten Füllstand entspricht oder sich der erste Füllstand von dem zweiten Füllstand höchstens um einen Schwellwert unterscheidet.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023152536A1 (en) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | Volvo Truck Corporation | Systems and methods for gas level detection |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6733910B1 (en) * | 2000-10-31 | 2004-05-11 | Power Plug Inc. | Fuel cell coolant tank system |
US7314680B2 (en) * | 2004-09-24 | 2008-01-01 | Hyteon Inc | Integrated fuel cell power module |
US20100089170A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Coolant Flow Measurement Devices and Methods of Measuring Coolant Flow |
JP2012221723A (ja) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
US8431282B2 (en) * | 2007-04-13 | 2013-04-30 | GM Global Technology Operations LLC | Closed coolant loop with expansion device for a fuel cell system |
GB2533265A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-22 | Intelligent Energy Ltd | Fuel cell system |
DE102016004285A1 (de) * | 2016-04-07 | 2016-12-22 | Daimler Ag | Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Kühlmittelpumpe |
-
2019
- 2019-08-01 DE DE102019211493.8A patent/DE102019211493A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6733910B1 (en) * | 2000-10-31 | 2004-05-11 | Power Plug Inc. | Fuel cell coolant tank system |
US7314680B2 (en) * | 2004-09-24 | 2008-01-01 | Hyteon Inc | Integrated fuel cell power module |
US8431282B2 (en) * | 2007-04-13 | 2013-04-30 | GM Global Technology Operations LLC | Closed coolant loop with expansion device for a fuel cell system |
US20100089170A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Coolant Flow Measurement Devices and Methods of Measuring Coolant Flow |
JP2012221723A (ja) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
GB2533265A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-22 | Intelligent Energy Ltd | Fuel cell system |
DE102016004285A1 (de) * | 2016-04-07 | 2016-12-22 | Daimler Ag | Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Kühlmittelpumpe |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Do It Yourself -Kühlsystem entlüften: Anleitung zum richtigen Entlüften des Kühlkreislaufs; DOI: https://www.atp-autoteile.de/blog/kuehlsystem-entlueften/, 17.11.2017 * |
Kühlflüssigkeit prüfen und nachfüllen – Zeitpunkt, Ablauf und mögliche Probleme; Deutsche Automobil Treuhand GmbH; in: 73760 Ostfildern; DOI: https://www.fairgarage.de/kuehlfluessigkeit-nachfuellen * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023152536A1 (en) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | Volvo Truck Corporation | Systems and methods for gas level detection |
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