HEV冷却系统及其控制方法与流程

本申请要求于2014年11月26日提交的韩国专利申请第10-2014-0166277号，其在此以其全部内容通过引用的方式并入。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及HEV冷却系统及其控制方法；且更具体地，涉及以下HEV冷却系统及其控制方法，其将发动机冷却回路中的冷却剂供应到HEV冷却回路，使得当HEV系统中的冷却剂不足时，HEV系统不会过热。

背景技术：

近年来，为了保护环境和改善性能的目的而开发的HEV(混合动力汽车)已经广泛使用。HEV配备两个驱动源，诸如发动机和电机，以及将二次电池的直流电转换为交流电以将交流电供应到电机的逆变器。在HEV中，除了现有的发动机冷却系统外，还需要对电机和逆变器进行冷却。因此，传统的HEV具有用于冷却发动机的冷却回路(发动机冷却回路)和用于HEV系统的冷却回路(HEV冷却回路)，并因此通过在相关冷却回路中循环冷却剂来冷却发动机或HEV。然而，由于发动机冷却回路的冷却剂控制温度(例如，85度至95度)不同于HEV冷却回路的冷却剂控制温度(例如，35度至50度)，发动机冷却回路独立于HEV冷却回路。

在HEV中，诸如使用手自一体变速器(AMT)的混合动力公车，通过控制电机的转矩来控制换档同步器。由于这个原因，因为在不进行电机的输出时换档同步器不被控制，所以HEV可能无法行驶。

因此，当在相关技术中HEV系统由于在HEV冷却回路中缺乏冷却剂而过热时，驱动电机和逆变器的输出被限制或抑制，从而引起AMT的同步器不被控制，使得HEV可能无法行驶。

[相关技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利公开号10-1999-0062085(1999年7月26日)

技术实现要素：

本发明的实施方式涉及一种HEV冷却系统及其控制方法，其能够在HEV系统中的冷却剂不足时通过将来自发动机冷却回路的冷却剂供应到HEV冷却回路来抑制HEV系统过热。

本发明的其它目的和优点可通过以下描述来理解，并参照本发明的实施方式而变得显而易见。本发明的实施方式的目的和优点可由如所要求保护的装置及其组合来实现。根据本发明的实施方式，HEV冷却系统包括：发动机冷却回路，其被配置为通过发动机热交换器来冷却冷却剂并通过使用发动机水泵将发动机热交换器冷却的冷却剂的进行循环来冷却发动机，发动机冷却回路具有发动机储存罐，其被配置为暂时存储由发动机热交换器冷却的冷却剂并补充不足的冷却剂。HEV冷却回路可被配置为通过HEV热交换器冷却冷却剂并通过使用HEV水泵对HEV热交换器冷却的冷却剂的进行循环来冷却逆变器和电机，HEV冷却回路具有HEV储存罐，其被配置为暂时存储由HEV热交换器冷却的冷却剂并补充不足的冷却剂。连接器，可被配置为将发动机冷却回路间歇地连接到HEV冷却回路。 发动机冷却剂量检测传感器，可被配置为检测存储在发动机储存罐中的冷却剂的量。HEV冷却剂量检测传感器，可被配置为检测存储在HEV储存罐中的冷却剂的量。

在某些实施方式中，连接器可包括止回阀，其被配置为防止冷却剂从HEV冷却回路回流至发动机冷却回路。

在某些实施方式中，连接器可将发动机的前端连接到逆变器的前端。

在某些实施方式中，连接器可包括电动开阀，其被配置为打开和关闭连接器。

在某些实施方式中，发动机冷却剂量检测传感器和HEV冷却剂量检测传感器中的至少一个可以是被配置为检测存储的冷却剂的液面的液面传感器。

在某些实施方式中，HEV冷却系统可包括HCU，其被配置为接收来自发动机冷却剂量检测传感器的、关于存储在发动机储存罐中的冷却剂的量的数据和来自HEV冷却剂量检测传感器的、关于存储在HEV储存罐中的冷却剂的量的数据，并控制是否打开及关闭电动开阀。在某些实施方式中，HCU可进一步被配置为接收来自电机温度传感器、逆变器温度传感器、发动机冷却剂温度传感器，或HEV冷却剂温度传感器的数据。

根据本发明的另一实施方式，一种控制HEV冷却系统的方法，包括：确定HEV发动机是否处于启动状态或接通状态；HEV冷却剂量确定步骤，确定存储在HEV储存罐中的HEV冷却剂的量是否小于第一参考值；当存储在HEV储存罐中的HEV冷却剂的量被确定为小于第一参考值时，确定存储在发动机储存罐中的发动机冷却剂的量是否等于或大于第二参考值；阀门打开步骤，打开被配置为打开及关闭将发动机冷却回路连接到HEV冷却回路的连接器的电动开阀。该方法还可包括：确定HEV发动机的启 动是否在阀门打开步骤之后关闭；当HEV发动机的启动被确定为在阀门打开步骤之后关闭时，关闭电动开阀。

在某些实施方式中，该方法还可包括：当在HEV冷却剂量确定步骤中HEV冷却剂的量被确定为等于或大于第一参考值或者当在发动机冷却剂量确定步骤中发动机冷却剂的量被确定为小于第二参考值时，关闭电动开阀。

在某些实施方式中，该方法还可包括：发动机冷却剂温度确定步骤，当在发动机冷却剂量确定步骤中发动机冷却剂的量被确定为等于或大于第二参考值时确定发动机冷却剂的温度是否超过第一温度；以及，当发动机冷却剂的温度被确定为超过第一温度时关闭电动开阀。

在某些实施方式中，该方法还可包括：当在发动机冷却剂温度确定步骤中发动机冷却剂的温度被确定为等于或小于第一温度时，确定发动机冷却剂的温度是否等于或小于第二温度，以及发动机冷却剂温度控制步骤，在发动机冷却剂的温度被确定为超过第二温度时，降低发动机的功率并最大限度地操作安装在发动机热交换器的冷却风扇以控制发动机冷却剂的温度。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的HEV冷却系统的部分的框图。

图2是示出根据本发明的实施方式的HEV冷却系统的控制方法的流程图。

图3是示出控制根据本发明另一实施方式的HEV冷却系统的方法的流程图。

具体实施方式

在说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应该被理解为它们的普通或字典意义。在发明人可以最佳方式限定为了描述他/她自己的发明的术语的适当概念的原则的基础上，它应被理解为遵从本发明的实施方式的技术思想的意思和概念。因此，本说明书中描述的实施方式和附图中所示的结构不覆盖本发明的所有技术思想。因此，应理解，可在本申请提出申请时作出各种变化和修改。此外，本领域中公知的功能和结构的详细描述可被省略以避免不必要地模糊本发明的实施方式的主旨。将在下面参照附图描述更详细地本发明的示例性实施方式。

图1是示出根据本发明的实施方式的HEV冷却系统的框图。参照图1，根据本发明的实施方式的HEV冷却系统包括发动机冷却回路10、HEV冷却回路20、连接器30。在某些实施方式中，HEV冷却系统还可包括混合控制单元(HCU)40。

发动机冷却回路10用于通过发动机热交换器12冷却冷却剂并使用发动机水泵14循环经冷却的冷却剂，从而冷却发动机11。

发动机冷却回路10包括发动机储存罐13，其用于暂时存储由发动机热交换器12冷却的冷却剂并通过发动机冷却回路10的循环通路补充不足的冷却剂。

发动机储存罐13包括发动机冷却剂量检测传感器15，其能够检测存储在发动机储存罐13中的冷却剂的量。可通过由冷却剂量检测传感器15检测存储在发动机储存罐13中的冷却剂的量来确定发动机冷却回路10中的冷却剂的量是否不足。在某些实施方式中，发动机冷却剂量检测传感器15可以是液面传感器，其检测发动机储槽13中的冷却剂的液面。

HEV冷却回路20用于通过HEV热交换器23来冷却冷却剂，并且使用HEV水泵25来循环经冷却的冷却剂，以便冷却逆变器21和电机22。

HEV冷却回路20包括HEV储存罐24，其用于暂时存储由HEV热交换器23冷却的冷却剂并通过HEV冷却回路20的循环通路来补充不足的冷却剂。

HEV储存罐24包括HEV冷却剂量检测传感器26，其能够检测存储在HEV储存罐24中的冷却剂的量。可通过由HEV冷却剂量检测传感器26检测存储在HEV储存罐24中的冷却剂的量来确定HEV冷却回路20中的冷却剂的量是否不足。在某些实施方式中，HEV冷却剂量检测传感器26可以是液面传感器，其检测HEV储存罐24中的冷却剂的液面。

连接器30用于将发动机冷却回路10间歇地连接到HEV冷却回路20。在某些实施方式中，连接器30可将发动机11的前端连接到逆变器21的前端。这可通过在经冷却的冷却剂被引入发动机11之前将其引入逆变器21而使逆变器21和电机22有效地冷却。然而，连接器30不限定于连接到发动机11的前端和逆变器21的前端，并且可根据设计而连接到各种位置。

在某些实施方式中，连接器30可包括止回阀31，其可防止冷却剂从HEV冷却回路20回流至发动机冷却回路10。在这些实施方式中，冷却剂可由止回阀31仅在发动机冷却回路10到HEV冷却回路20的方向上引入。通过这样的构造，可防止由于冷却剂从HEV冷却回路20回流到发动机冷却回路10而在HEV冷却回路20中缺乏冷却剂(这是因为HEV冷却回路20中的冷却剂的量小于发动机冷却回路10的冷却剂的量)引起逆变器21或电机22的过热所导致的HEV停止操作。

在某些实施方式中，连接器30可包括打开及关闭连接器30的电动开阀32。在这些实施方式中，当电动开阀32打开时，发动机冷却回路10中的冷却剂被引入HEV冷却回路20，以及当电动开阀32关闭时，阻止发动机冷却回路10中的冷却剂引入HEV冷却回路20。

相应地，当HEV冷却回路20中的冷却剂不足时，通过打开电动开阀32将发动机冷却回路10中的冷却剂迅速供应到HEV冷却回路20，可防止由于逆变器21或电机22的过热而使HEV的操作停止。

在某些实施方式中，HCU 40从HEV冷却剂量检测传感器26和发动机冷却剂量检测传感器15接收关于发动机冷却回路10和HEV冷却回路20中的冷却剂的量的信息，并且确定冷却剂的量是否不足。通过这样的确定，HCU可控制是否打开及关闭电动开阀32。在某些实施方式中，HCU可进一步从电机温度传感器、逆变器温度传感器、发动机冷却剂温度传感器和HEV冷却剂温度传感器中的一个或多个接收信息并控制是否打开及关闭电动开阀32，如下所述。

图2是示出根据本发明的实施方式的HEV冷却系统的控制方法的流程图。参照图2，根据本发明的实施方式的HEV冷却系统的控制方法包括：发动机启动确定步骤S100、HEV冷却剂量确定步骤S200、发动机冷却剂量确定步骤S300、阀门打开步骤S400、启动确定步骤S500，和第一阀门关闭步骤S600。

发动机启动确定步骤S100是确定发动机是否处于启动状态或接通状态的步骤。因为HEV系统在发动机没有启动的状态下未过热，所以没有必要进行如在后面描述的冷却系统的控制步骤。然而，当发动机被确定为启动时，则存在HEV系统由于缺乏冷却剂而过热的可能性。因此，该方法包括确定HEV冷却回路20中的冷却剂是否不足并根据确定结果进行控制将冷却剂从发动机冷却回路10到HEV冷却回路20的供应，如下面所描述的。

当在发动机启动确定步骤S100中确定发动机启动时，在HEV冷却剂量确定步骤S200中确定存储在HEV储存罐24中的HEV冷却剂的量是否小于第一参考值V₁。当HEV冷却剂的量被确定为小于第一参考值V₁时， 预计用于冷却HEV系统的冷却剂的量不足且因此电机22或逆变器21可能过热。在这里，第一参考值V₁可根据HEV冷却回路而不同地设置。

当在HEV冷却剂量确定步骤S200中确定存储在HEV储存罐24中的HEV冷却剂的量小于第一参考值V₁进而冷却剂被确定为不足时，在发动机冷却剂量确定步骤S300中确定存储在发动机储存罐13中的发动机冷却剂的量是否等于或大于第二参考值V₂。

当存储在发动机储存罐13中的发动机冷却剂的量等于或大于第二参考值V₂时，确定在发动机冷却回路10循环的冷却剂的量足以向HEV冷却回路20补充冷却剂。因此，在阀门打开步骤S400打开电动开阀32，该电动开阀用于打开及关闭将发动机冷却回路10连接到HEV冷却回路20的连接器30。通过这样的方式，冷却剂可从发动机冷却回路10引到HEV冷却回路20，从而补充HEV冷却回路20中循环的冷却剂。

引入到HEV冷却回路20的发动机冷却剂用于补充HEV冷却回路20中的不足量的冷却剂，以便有效地冷却逆变器21或电机22。因此，可防止由于HEV系统的过热而使HEV不会行驶的情况，且因此HEV可稳定地行进。在某些实施方式中，有可能通过使用止回阀31防止冷却剂从HEV冷却回路20流动到发动机冷却回路10来防止由于在HEV冷却回路中的冷却剂的缺乏引起的逆变器21或电机22的过热而使HEV的操作停止。

同时，当存储在发动机储存罐13中的发动机冷却剂的量小于第二参考值V₂时，确定发动机冷却剂的量不足以向HEV冷却回路20补充冷却剂。因此，第二电动开阀关闭步骤S700控制电动开阀32，使得用于打开及关闭将发动机冷却回路10连接到HEV冷却回路20的连接器30的电动开阀32被关闭。

启动确定步骤S500确定是否在阀门打开步骤S400之后关闭HEV的启动。当在启动确定步骤S500中确定HEV的启动被关闭时，第一阀门关 闭步骤S600控制电动开阀32，使得电动开阀32被关闭。由于HEV系统不可能在HEV的启动关闭时过热，所以电动开阀32被关闭以将HEV的冷却系统恢复到正常状态。当在开启确定步骤S500中确定在阀门打开步骤S400之后HEV的启动未关闭时，HEV冷却剂量确定步骤S200被再次进行，以便确定冷却剂的量在HEV系统中是否不足。

图3是示出根据本发明的另一实施方式的HEV冷却系统的控制方法的流程图。图3示出通过根据图2的实施方式的在前面描述的HEV冷却系统中补充冷却剂来防止发动机或HEV系统的过热的进一步增加控制的情况。参照图2如前所描述的冗余控制步骤在下面将省略，并且将详细描述图3中的增加控制步骤。

除了图2中的HEV冷却系统的控制方法外，图3中的HEV冷却系统的控制方法还包括以下步骤：根据发动机冷却剂的温度确定是否打开或关闭电动开阀32。

具体而言，当在发动机冷却剂量确定步骤S300中确定存储在发动机储存罐13中的发动机冷却剂的量等于或大于第二参考值V₂时，在打开电动开阀32之前进行第一发动机冷却剂温度确定步骤S310，确定发动机冷却剂的温度是否超过第一温度T₁。

第一温度确定步骤S310是在发动机冷却回路中的冷却剂被引入HEV冷却回路之前检查发动机冷却剂的温度，这是因为发动机冷却回路10的冷却剂控制温度(例如，85度至95度)不同于HEV冷却回路20的控制温度(例如，35度至50度)。当发动机冷却剂的温度超过第一温度T₁时，确定温度超出发动机冷却回路的冷却剂控制温度的范围，且因此，发动机过热。在某些实施方式中，第一温度T₁可被设置为例如95度，但不限于此。第一温度T₁可根据发动机冷却回路而被不同地设置。

当发动机冷却剂的温度被确定为超过第一温度T₁时，则确定发动机冷却回路10是异常的。因此，进行第二阀门关闭步骤S700，其控制电动开阀32使得电动开阀32关闭，从而不向HEV冷却回路20提供发动机冷却剂。

当在发动机冷却剂量确定步骤S300中确定存储在发动机储存罐13中的发动机冷却剂的量小于第二参考值V₂时，进行第二温度确定步骤S320，其确定发动机冷却剂的温度是否等于或小于第二温度T₂。该第二温度确定步骤S320是在发动机冷却回路中的冷却剂被引入到HEV冷却回路之前检查发动机冷却剂的温度并确定是否进行发动机冷却剂的温度控制，这是因为发动机冷却回路10的冷却剂控制温度(例如，85度至95度)不同于HEV冷却回路20的冷却剂控制温度(例如，35度至50度)。在某些实施方式中，第二温度T₂可被设置为例如50度，但并不限于此。第二温度T₂可根据HEV冷却回路而被不同地设置。

当发动机冷却剂的温度被确定为等于或小于第二温度T₂时，发动机冷却剂处于HEV冷却回路的冷却剂温度控制的范围内。因此，电动开阀32打开，而无需发动机冷却剂控制温度S400。

当发动机冷却剂的温度被确定为超过第二温度T₂时，进行发动机冷却剂温度控制步骤S330，其降低发动机的功率并最大限度地运行安装在发动机热交换器的冷却风扇以冷却发动机冷却剂。如上所述，该步骤是在发动机冷却回路中的冷却剂被引入到HEV发动机冷却回路之前降低发动机冷却剂的温度，这是因为发动机冷却回路10的冷却剂控制温度(例如，85度至95度)不同与HEV冷却回路20的控制温度(例如，35度至50度)。在进行发动机冷却剂温度控制步骤S330以降低发动机冷却剂的温度之后，再次进行第二温度确定步骤S320以确定发动机冷却剂的温度是否达到第二温度T₂。

根据本发明的示例性实施方式，有可能在HEV系统中的冷却剂不足时通过将发动机冷却回路中的冷却剂提供到HEV冷却回路来抑制HEV系统的过热。因此，有可能防止HEV不能够行进的情况，且因此HEV可稳定地行进。

此外，在某些实施方式中，有可能通过使用止回阀防止冷却剂从HEV冷却回路流动到发动机冷却回路冷却来防止由于在HEV冷却回路中缺乏冷却剂引起的HEV的停止运行。

虽然已经关于具体实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离如以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可作出各种变化和修改。