CN116424067A - 用于车辆的热泵系统控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的热泵系统控制方法包括：过程(A)，在车辆行驶时操作空调的压缩机以冷却或加热车辆室内，基于从数据检测器检测到的数据通过控制器测量压缩机和制冷剂的初始状态，并监控压缩机；过程(B)，通过过程(A)，通过控制器判断设置在压缩机中的马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度，并运行保护模式；以及过程(C)，当过程(B)完成时，通过控制器计算马达单元的线圈温度随时间的斜率，判断温度斜率是否连续三次大于零(0)以停止压缩机的操作并终止控制。

Description

用于车辆的热泵系统控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年1月3日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2022-0000191的韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的热泵系统控制方法。更具体地，本公开涉及一种用于车辆的热泵系统控制方法，以预先防止在被操作以冷却或加热车辆室内的压缩机中的故障和损坏。

背景技术

通常，用于车辆的空调系统包括使制冷剂循环以加热或冷却车辆室内的空调。

该空调不管外部温度变化如何，通过将车辆的室内温度保持在适当的温度而保持舒适的室内环境，并且被配置成在通过驱动压缩机排出的制冷剂通过冷凝器、容纳干燥器(receiver dryer)、膨胀阀和蒸发器循环回到压缩机的过程中通过蒸发器的热交换来加热或冷却车辆室内。

换言之，在冷却模式下，空调通过冷凝器冷凝从压缩机压缩的高温高压气态制冷剂，然后通过容纳干燥器和膨胀阀在蒸发器中蒸发，来降低室内温度和湿度。

最近，随着对能源效率和环境污染问题的关注日益增长，需要开发能够基本上替代内燃机车辆的环保车辆。环保车辆分为一般以燃料电池或电力为动力源驱动的电动车辆和使用发动机和电池驱动的混合动力车辆。

在这些环保车辆之中，与一般车辆的空调装置不同，在电动车辆或混合动力车辆中不使用单独的加热器，并且应用于环保车辆的空调装置通常被称为热泵系统。

此处，在应用于电动车辆的热泵系统中，温度管理对于防止压缩机的故障和损坏是必不可少的，并且传统上，通过压缩机的操作控制来管理温度。

然而，如上所述的热泵系统中的压缩机的操作控制具有的缺点在于由于难以直接冷却设置在压缩机中的马达单元而马达单元经常损坏或烧毁。

另外，在压缩机的马达单元损坏或烧毁的情况下，由于压缩机必须维修或更换，还存在例如维护成本增加的缺点。

因此，需要一种用于直接冷却马达单元以防止设置在压缩机中的马达单元过热的控制方法。

本背景技术部分所公开的上述信息仅用于增强对本公开背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

因此，为了解决上述问题，提出本公开以致力于提供一种用于车辆的热泵系统控制方法，用于通过根据设置在被操作以冷却或加热电动车辆的车辆室内的压缩机中的马达单元的温度控制制冷剂的流量直接冷却压缩机或停止压缩机的操作来预先防止压缩机的故障或损坏。

为了实现该目的，本公开的示例性实施例提供了一种用于车辆的热泵系统控制方法，包括：过程(A)，在车辆行驶时操作空调的压缩机以冷却或加热车辆室内，基于从数据检测器检测到的数据通过控制器测量压缩机和制冷剂的初始状态，并监控压缩机；过程(B)，通过过程(A)，通过控制器判断设置在压缩机中的马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度，并运行保护模式；以及过程(C)，当过程(B)完成时，通过控制器计算马达单元的线圈温度随时间的斜率，判断温度斜率是否连续三次大于零(0)以停止压缩机的操作并终止控制。

过程(A)可以包括以下步骤：根据用户对冷却或加热车辆室内的请求，通过驱动压缩机来使制冷剂在空调中循环的步骤；通过控制器，测量马达单元的电流和电压并测量制冷剂的初始温度的初始状态测量步骤；以及通过控制器，利用在初始状态测量步骤中测量的马达单元的电流和电压来计算马达单元的电阻并测量和监控马达单元的线圈温度的步骤。

过程(B)可以包括以下步骤：通过控制器，判断通过过程(A)监控的马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度的步骤；以及如果判断马达单元的当前线圈温度高于线圈规格温度(即，如果满足条件)，则运行保护模式的步骤。

在通过控制器判断马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度的步骤中，如果判断马达单元的当前线圈温度不高于线圈规格温度(即，如果不满足条件)，则控制器可以返回监控压缩机的步骤。

在运行保护模式的步骤中，当车辆处于冷却模式或冷却和电池冷却模式时，控制器可以停止第一膨胀阀的操作并通过控制第二膨胀阀来增加流入冷却器的制冷剂的流量。

在运行保护模式的步骤中，当车辆处于加热模式或加热和除湿模式时，控制器可以通过控制第三膨胀阀来增加流入热交换器的制冷剂的流量。

过程(C)可以包括以下步骤：通过控制器，计算马达单元的线圈温度随时间的斜率的步骤；通过控制器，判断在计算线圈温度斜率的步骤中计算的线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)的步骤；以及如果在判断线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)的步骤中判断线圈温度斜率连续三次大于零(0)，则停止压缩机的操作并终止控制的步骤。

如果在判断线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)的步骤中判断线圈温度斜率不连续三次大于零(0)(即，如果不满足条件)，则控制器可以返回监控压缩机的步骤。

在监控步骤中，可以通过下式确定马达单元的线圈温度，

其中T是绕组的温度，T₀是绕组的初始温度，R是温度T下的绕组电阻，R₀是温度T₀下的绕组电阻，并且K是绕组的温度系数。

数据检测器可以包括：空调开关，被配置为打开和关闭空调的操作；制冷剂温度传感器，被配置为测量制冷剂的温度；电流传感器，被配置为测量马达单元的电流；以及电压传感器，被配置为测量马达单元的电压。

如上所述，根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法，可以通过根据设置在被操作以冷却或加热电动车辆的车辆室内的压缩机中的马达单元的温度控制制冷剂的流量直接冷却压缩机或停止压缩机的操作来预先防止压缩机的故障或损坏。

此外，根据本公开的实施例，通过利用电流和电压测量的电阻法计算来计算马达单元的线圈温度，可以在不添加单独的温度传感器的情况下测量马达单元的温度，从而可以防止制造成本的增加。

此外，根据本公开的实施例，可以通过根据马达单元的温度增加流入压缩机的制冷剂的流量以直接冷却马达单元来预先防止马达单元由于冷却不良而损坏和烧毁。

此外，根据本公开的实施例，可以提高压缩机的耐用性和寿命并降低维护成本。

附图说明

图1是根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统的框图。

图2是示出应用了根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法的热泵系统控制装置的框图。

图3是示出根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法的控制流程图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。

在描述之前，应该理解的是，说明书中描述的示例性实施例和附图中所示的配置仅仅是本公开的最优选的示例性实施例，并且因为它们不代表本公开的所有技术思想，因此在提交本申请时可以存在能够替代的各种等同形式和修改。

另外，除非有相反的明确描述，否则在整个说明书中“包括”一词以及诸如“包括有”或“包含”的变体将被理解为暗示包含所述元件但不排除任何其它元件。

此外，说明书中描述的诸如“……单元”、“……装置”、“……部”和“……构件”的术语是指执行至少一项功能或操作的综合配置的单元。

图1是根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统的框图。

根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统可以通过利用制冷剂和冷却剂进行热交换的单个冷却器70来调节电池模块30的温度，并且通过利用电气部件15和马达16以及电池模块30的废热来提高加热效率。

此处，在电动车辆的热泵系统中，用于冷却电气部件15和马达16的第一冷却装置10、用于冷却电池模块30的第二冷却装置20以及作为用于冷却或加热室内的空调装置的空调50可以联动。

换言之，参照图1，热泵系统包括第一冷却装置10和第二冷却装置20、电池模块30以及冷却器70。

首先，第一冷却装置10包括连接到第一冷却剂管线11的第一散热器12和第一水泵14。

第一冷却装置10通过第一水泵14的操作使冷却剂在第一冷却剂管线11中循环以冷却至少一个电气部件15和至少一个马达16。

第一散热器12设置在车辆的前部，冷却风扇13设置在第一散热器12的后部，以通过冷却风扇13的操作和与外部空气的热交换来冷却冷却剂。

此处，电气部件15可以包括电力控制装置或逆变器或充电器(车载充电器(OBC))17。电力控制装置或逆变器可以在驱动时产生热，并且充电器17可以在对电池模块30充电时产生热。

另外，逆变器可以包括设置在第一冷却剂管线11中的第一逆变器15a和第二逆变器15b，它们对应于车辆的前轮和后轮。

此外，马达16可以包括设置在第一冷却剂管线11中的第一马达16a和第二马达16b，它们对应于车辆的前轮和后轮。

如上配置的电气部件15和马达16可以串联设置在第一冷却剂管线11中。

此外，第一储罐19设置在第一散热器12和第一水泵14之间的第一冷却剂管线11中。在第一散热器12中冷却的冷却剂可以储存在第一储罐19中。

如上配置的第一冷却装置10通过第一水泵14的操作使在第一散热器12中冷却的冷却剂沿第一冷却剂管线11循环以冷却电气部件15和马达16，从而不过热.

在本示例性实施例中，第二冷却装置20包括连接到第二冷却剂管线21的第二散热器22和第二水泵26，并且使冷却剂在第二冷却剂管线21中循环。

第二冷却装置20可以将由第二散热器22冷却的冷却剂选择性地供应到电池模块30。

第二散热器22设置在第一散热器12的前方，并且通过冷却风扇13的操作和与外部空气的热交换来冷却冷却剂。

另外，第二储罐27设置在第二散热器22和第二水泵26之间的第二冷却剂管线21中。由第二散热器22冷却的冷却剂可以储存在第二储罐27中。

如上配置的第二冷却装置20可以通过第二水泵26的操作使在第二散热器22中冷却的冷却剂沿第二冷却剂管线21循环。

在本示例性实施例中，作为示例性实施例描述了第二散热器22设置在第二冷却装置20中的配置，但是本公开不限于此。第二冷却装置20可以连接到第一散热器12而不是第二散热器22。

换言之，在第二冷却装置20中不存在第二散热器22的情况下，第二冷却剂管线21可以连接到第一散热器12，使得冷却剂从第一散热器12供应。

在本示例性实施例中，电池模块30设置在电池冷却剂管线31中，该电池冷却剂管线31通过第一阀V1选择性地连接到第二冷却剂管线21。

此处，第一阀Vl可以在第二散热器22和电池模块30之间选择性地连接第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31。

更具体地，第一阀Vl可以在设置在电池冷却剂管线31中的冷却器70和第二散热器22之间选择性地连接第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31。

此处，电池模块30将电力供应到电气部件15和马达16，并形成为由沿电池冷却剂管线31流动的冷却剂冷却的水冷式。

换言之，电池模块30根据第一阀Vl的操作通过电池冷却剂管线31选择性地连接到第二冷却装置20。此外，冷却剂可以通过设置在电池冷却剂管线31中的第三水泵33的操作在电池模块30中循环。

第三水泵33操作以通过电池冷却剂管线31使冷却剂循环。

此处，第一水泵14、第二水泵26和第三水泵33可以是电动水泵。

另一方面，第一冷却装置10可以设置有第一分支管线18，第一分支管线18通过设置在第一散热器12和第一水泵14之间的第一冷却剂管线11中的第二阀V2连接到第一散热器12和第一水泵14之间的第一冷却剂管线11。

更具体地，第二阀V2设置在电气部件15和马达16与第一散热器12之间的第一冷却剂管线11中。

第一分支管线18的一端通过第二阀V2连接到第一冷却剂管线11。第一分支管线18的另一端可以连接到第一散热器12和第一水泵14之间的第一储罐19。

在通过吸收由电气部件15和马达16产生的废热来提高冷却剂温度的情况下，第一分支管线18通过第二阀V2的操作选择性地打开。

此时，连接到第一散热器12的第一冷却剂管线11通过第二阀V2的操作而关闭。

在本示例性实施例中，冷却器70设置在电池冷却剂管线31中，使得冷却剂在冷却器70中通过，并且冷却器70通过制冷剂连接管线72连接到空调50的制冷剂管线51。

冷却器70可以通过将选择性地流入冷却器70中的冷却剂与从空调50供应的制冷剂进行热交换来控制冷却剂的温度。此处，冷却器70可以是冷却剂流入的水冷式热交换器。

另外，冷却剂加热器35可以设置在电池模块30和第三水泵33之间的电池冷却剂管线31中。

当电池模块30的温度需要升高时，冷却剂加热器35开启并且加热在电池冷却剂管线31中循环的冷却剂以使温度已经升高的冷却剂流入电池模块30。

冷却剂加热器35可以是根据电力供应操作的电加热器。

此外，电池冷却剂管线31设置有第二分支管线80，第二分支管线80通过第一阀Vl连接冷却器70和电池模块30之间的每个电池冷却剂管线31。

换言之，第二分支管线80可以根据第一阀Vl的操作将第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31选择性地分离，使得电池冷却剂管线31形成独立于第二冷却装置20的密闭和密封回路。

将电池冷却剂管线31和第二冷却剂管线21分开的第三分支管线90设置在第二冷却剂管线21中。

第三分支管线90可以选择性地连接到第二冷却剂管线21，使得第二冷却装置20通过第二冷却剂管线21形成独立的密闭和密封回路。

另一方面，可以在第三分支管线90与第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31相交的点处或在第三分支管线90上设置单独的阀。该阀可以是三通或二通阀。

因此，第一阀V1选择性地连接第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31或者选择性地连接电池冷却剂管线31和第二分支管线80，以控制冷却剂的流动。

换言之，在利用在第二散热器22中冷却的冷却剂冷却电池模块30的情况下，第一阀V1可以连接连接到第二散热器22的第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31，并且可以关闭第二分支管线80。

然后，在第二散热器22中冷却的冷却剂可以在沿通过第一阀V1的操作连接的第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31流动的同时冷却电池模块30。

此外，在利用与制冷剂进行热交换的冷却剂冷却电池模块30的情况下，第一阀V1可以打开第二分支管线80并且关闭第二冷却剂管线21和电池冷却剂管线31的连接。

因此，已经在冷却器70中与制冷剂完成热交换的低温冷却剂通过由第一阀Vl打开的第二分支管线80流入电池模块30，使得电池模块30可以被有效地冷却。

另一方面，在升高电池模块30的温度的情况下，通过第一阀Vl的操作防止沿电池冷却剂管线31循环的冷却剂流入第二散热器22，从而允许通过冷却剂加热器35的操作加热的冷却剂流入电池模块30，以迅速升高电池模块30的温度。

在本示例性实施例中，作为示例性实施例描述了在第三分支管线90中没有设置阀的配置，但是本公开不限于此。对于第三分支管线90的选择性打开，可以根据需要应用阀。

换言之，可以通过根据车辆的每个模式(加热、冷却、除湿)选择性地连接的第二冷却剂管线21、电池冷却剂管线31和第二分支管线80以及第二水泵26和第三水泵33的操作，控制在第三分支管线90中循环的冷却剂的流量，从而可以控制第三分支管线90打开和关闭。

另一方面，在本示例性实施例中，空调50包括通过制冷剂管线51连接的HVAC模块(暖通空调)52、热交换器54、容纳干燥器55、第一膨胀阀57、蒸发器58和压缩机59。

首先，HVAC模块52通过制冷剂管线51连接，并且用于根据车辆的冷却模式、加热模式以及加热和除湿模式控制通过蒸发器58的外部空气选择性地流入室内冷凝器52a和室内加热器52b的打开/关闭门52c设置在HVAC模块52中。

换言之，在车辆的加热模式中，打开/关闭门52c打开，使得通过蒸发器58的外部空气流入室内冷凝器52a和室内加热器52b。相反，在车辆的冷却模式中，打开/关闭门52c关闭室内冷凝器52a和室内加热器52b侧，使得在通过蒸发器58时冷却的外部空气直接流入车辆室内。

热交换器54连接到制冷剂管线51使得制冷剂通过，并连接到第一冷却剂管线11和第二冷却剂管线21使得在第一冷却装置10和第二冷却装置20中循环的冷却剂分别通过。

热交换器54可以根据车辆的模式通过与通过第一冷却剂管线11和第二冷却剂管线21供应的冷却剂进行热交换来冷凝或蒸发制冷剂。

换言之，可以通过与从第一冷却剂管线11和第二冷却剂管线21中的任意一个供应的冷却剂或分别从第一冷却剂管线11和第二冷却剂管线21供应的冷却剂进行相互热交换来根据车辆的冷却模式或加热模式选择性地冷凝或蒸发通过热交换器54的制冷剂。

热交换器54可以是冷却剂流入的水冷式热交换器。

分别在第一冷却装置10和第二冷却装置20中循环的具有不同温度的冷却剂中的每一个流入如上配置的热交换器54，并且此时，流入热交换器54的制冷剂可以与具有不同温度的冷却剂中的每一个进行热交换。

在本示例性实施例中，容纳干燥器55可以从在热交换器54中完成热交换的制冷剂中分离气体制冷剂和液体制冷剂并选择性地排出它们。容纳干燥器55可以一体地安装到热交换器54。

另一方面，在热交换器54和蒸发器58之间的制冷剂管线51可以设置有副冷凝器56，用于附加地冷凝已经通过热交换器54的制冷剂。

副冷凝器56设置在第二散热器22的前方，以执行流入其中的制冷剂与外部空气的相互热交换。

这样，当热交换器54冷凝制冷剂时，副冷凝器56可以进一步冷凝在热交换器54中冷凝的制冷剂，从而增加制冷剂的补充冷却(sub cool)，从而提高作为与压缩机消耗的功率相比的冷却能力系数的性能系数(COP)。

在本示例性实施例中，第一膨胀阀57设置在连接副冷凝器56和蒸发器58的制冷剂管线51中。第一膨胀阀57供应有通过副冷凝器56的制冷剂并使其膨胀。第一膨胀阀57可以是机械膨胀阀。

压缩机59通过制冷剂管线51连接在蒸发器58和热交换器54之间。压缩机59可以压缩气态制冷剂并将压缩的制冷剂供应到室内冷凝器52a。

如上配置的空调50可以进一步包括第一旁通管线62、第二旁通管线64、第二膨胀阀66和第三膨胀阀68。

首先，第二膨胀阀66设置在副冷凝器56和冷却器70之间的制冷剂连接管线72中。

此处，在车辆的冷却模式下，当通过制冷剂冷却电池模块30时，第二膨胀阀66操作。第二膨胀阀66可以使通过制冷剂连接管线72流入其中的制冷剂膨胀并使其流入冷却器70。

换言之，第二膨胀阀66可以使从副冷凝器56排出的冷凝的制冷剂膨胀并使其在温度被降低的状态下流入冷却器70，从而进一步降低通过冷却器70内部的冷却剂的水温。

因此，在通过冷却器70时水温降低的冷却剂流入电池模块30，从而可以更有效地冷却电池模块30。

在本示例性实施例中，第一旁通管线62可以连接热交换器54和第一膨胀阀57之间的制冷剂管线51和压缩机59，使得通过容纳干燥器55的气体制冷剂选择性地流入压缩机59。

此处，第一旁通管线62的一端通过设置在制冷剂管线51中的第三阀V3连接到制冷剂管线21。

第一旁通管线62的另一端可以连接到蒸发器58和压缩机59之间的制冷剂管线51。

第三阀V3可以根据车辆的模式选择性地打开第一旁通管线62。

因此，在车辆的加热模式下，通过第三阀V3的操作打开的第一旁通管线62可以将已经通过容纳干燥器55的气体制冷剂供应到压缩机59。

此外，容纳干燥器55可以经由通过第三阀V3的操作打开的制冷剂管线51将液体制冷剂供应到副冷凝器56。

换言之，容纳干燥器55可以经由通过第三阀V3的操作而选择性地打开的第一旁通管线62将气体制冷剂供应到蓄存器53。

此外，容纳干燥器55可以将液体制冷剂供应到通过第三阀V3的操作选择性地打开的制冷剂管线51。

此处，蓄存器53可以设置在压缩机59和蒸发器58之间的制冷剂管线51中。

通过根据车辆的模式操作的第三阀V3的操作，蓄存器53选择性地供应有从容纳干燥器55排出的制冷剂。

换言之，蓄存器53仅将气态制冷剂供应到压缩机59，从而提高压缩机59的效率和耐用性。

在本示例性实施例中，第三膨胀阀68可以设置在室内冷凝器52a和热交换器54之间的制冷剂管线51中。

在车辆的加热和除湿模式中，第三膨胀阀68可以使流入热交换器54和第二旁通管线64的制冷剂选择性地膨胀。

此处，第二膨胀阀66和第三膨胀阀68可以是在控制制冷剂的流动的同时使制冷剂选择性地膨胀的电子膨胀阀。

另一方面，当第三膨胀阀68使制冷剂膨胀时，热交换器54可以通过与冷却剂的热交换来蒸发制冷剂，并且当第三膨胀阀68不使制冷剂膨胀时，热交换器54可以通过与冷却剂的热交换来冷凝制冷剂。

此外，第二旁通管线64可以连接热交换器54与第三膨胀阀68之间的制冷剂管线51和第一膨胀阀57与蒸发器58之间的制冷剂管线51，使得已经通过室内冷凝器52a的一部分制冷剂选择性地流入蒸发器58。

此处，第四阀V4可以设置在第二旁通管线64中。第四阀V4可以在车辆模式的除湿模式中选择性地打开第二旁通管线64。

因此，在车辆的加热和除湿模式下，第二旁通管线64可以允许通过第三膨胀阀68的操作而膨胀的一部分制冷剂流入蒸发器58，从而执行室内除湿而无需操作第一膨胀阀57。

在如上所述配置的热泵系统中，第二膨胀阀66和第三膨胀阀68可以是在控制制冷剂的流动的同时使制冷剂选择性地膨胀的电子膨胀阀。

另外，第一阀V1、第二阀V2和第三阀V3可以是能够分配流量的三通阀，第四阀V4可以是二通阀。

在下文中，将参照所附的图2和图3描述如上所述配置的用于车辆的热泵系统控制方法。

图2是示出应用了根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法的热泵系统控制装置的框图，图3是示出根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法的控制流程图。

参照附图，根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法由控制器100控制，并应用于应用了上述用于车辆的热泵系统(参见图1)的电动车辆。

如图2所示，热泵系统可以由热泵系统控制装置控制，热泵系统控制装置可以包括控制器100和数据检测器110。

此处，数据检测器110可以通过直接冷却设置在热泵系统中的压缩机59中的马达单元来预先检测用于防止压缩机59的故障和损坏的数据。

由数据检测器110检测到的数据被发送到控制器100。数据检测器110可以包括空调开关113、制冷剂温度传感器115、电流传感器117和电压传感器119。

首先，空调开关113可以通过用户的操纵来操作，并且可以打开或关闭空调50的操作。此处，控制器100可以根据空调开关113的操作来判断空调50是否正在运行。

制冷剂温度传感器115测量制冷剂的温度并将与其对应的信号发送到控制器100。

电流传感器117可以测量供应到压缩机59的马达单元的电流，并将与其对应的信号发送给控制器100。此外，电压传感器119可以测量供应到压缩机59的马达单元的电压并将与其对应的信号发送到控制器100。

控制器100可以通过基于由数据检测器110检测到的数据判断压缩机59是否过热来控制第一膨胀阀57、压缩机59、第二膨胀阀66和第三膨胀阀68，以防止压缩机59的故障和损坏。

此处，根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法通过根据设置在被操作以冷却或加热电动车辆的车辆室内的压缩机59中的马达单元的温度控制制冷剂的流量直接冷却压缩机59或停止压缩机59的操作来预先防止压缩机59的故障或损坏。

为此，如图3所示，根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法可以包括：过程(A)，在车辆行驶时操作压缩机59以冷却或加热车辆室内，基于从数据检测器110检测到的数据通过控制器100测量压缩机59和制冷剂的初始状态，并监控压缩机59；过程(B)，通过过程(A)，通过控制器100判断设置在压缩机59中的马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度，并运行保护模式；以及过程(C)，当过程(B)完成时，通过控制器100计算线圈温度随时间的斜率，判断温度斜率是否连续三次大于零(0)以停止压缩机59的操作并终止控制。

过程(A)可以包括以下步骤。

首先，在S1，当在车辆行驶时根据用户冷却或加热车辆室内的请求操作空调开关110时，驱动压缩机59以使制冷剂在空调50中循环。

在这种状态下，在S2，控制器100通过从数据检测器110输出的输出信号测量马达单元的电流和电压，并测量制冷剂的初始温度。

然后，在S3，控制器100利用在初始状态测量步骤S2中测量的马达单元的电流和电压来计算马达单元的电阻，并测量和监控马达单元的线圈温度。

在测量和监控马达单元的线圈温度的步骤S3中，马达单元的线圈温度可以通过下式确定：

这里，其中T是绕组的温度，T₀是绕组的初始温度，R是温度T下的绕组电阻，R₀是温度T₀下的绕组电阻，并且K是绕组的温度系数。

设置在压缩机59中的马达单元的温度可以通过该式来测量。

当完成上述过程(A)时，控制器100可以执行过程(B)。

在过程(B)中，在S4，控制器100判断通过过程(A)监控的马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度。

如果判断马达单元的当前线圈温度高于线圈规格温度(即，如果满足条件)，则在S5，控制器100运行保护模式。

在运行保护模式的步骤S5中，在车辆的冷却模式或冷却和电池冷却模式下，控制器100可以停止第一膨胀阀57的操作，并通过第二膨胀阀66的控制来增加流入冷却器70的制冷剂的流量。

此处，第二膨胀阀66可以使流入冷却器70的制冷剂膨胀。

然后，压缩机59的电力消耗减少，并且通过冷却器70的低温低压制冷剂在其流量增加的状态下流入压缩机59。

因此，可以降低由压缩机59产生的热量，同时，流入压缩机59的制冷剂可以直接冷却压缩机59，以更有效地冷却压缩机59。

相反，在运行保护模式的步骤S5中，在车辆的加热模式或加热和除湿模式下，控制器100可以控制第三膨胀阀68以增加流入热交换器54的制冷剂的流量。

此处，第三膨胀阀68可以使从室内冷凝器52a供应的制冷剂膨胀以将其供应到热交换器54，并且热交换器54可以利用从第一冷却装置10第二冷却装置20供应的冷却剂蒸发制冷剂。

同时，控制器100可以通过操作设置在第二旁通管线64中的第四阀V4来关闭第二旁通管线64。

然后，压缩机59的电力消耗减少，并且通过热交换器54的低温低压制冷剂在其流量增加的状态下流入压缩机59。

因此，可以降低由压缩机59产生的热量，同时，流入压缩机59的制冷剂可以直接冷却压缩机59，以更有效地冷却压缩机59。

另一方面，在通过控制器100判断马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度的步骤S4中，如果判断马达单元的当前线圈温度不高于线圈规格温度(即，不满足条件)，则控制器100返回到监控压缩机59的步骤S3，并且可以重复上述步骤。

当如上所述的过程(B)完成时，控制器100可以执行过程(C)。

在过程(C)中，在S6，控制器100计算马达单元的线圈温度随时间的斜率。

然后，在S7，控制器100判断在计算线圈温度斜率的步骤S6中计算的线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)。

如果在判断线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)的步骤S7中判断线圈温度斜率连续三次大于零(0)(即，如果满足条件)，则在S8，控制器100可以停止压缩机59的操作并终止控制。

换言之，当马达单元的线圈温度连续上升3次时，控制器100可以判断压缩机59未通过运行保护模式的步骤S5冷却并停止压缩机59，从而预先防止防止压缩机59的马达单元因过热而损坏和烧毁。

相反，如果在判断线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)的步骤S7中判断线圈温度斜率不连续三次大于零(0)(即，不满足条件)，则控制器100可以返回到监控压缩机59的步骤S3。

在控制器100返回到监控压缩机59的步骤S3之后，重复执行上述每个步骤。

因此，如果应用如上所述配置的根据本公开的示例性实施例的用于车辆的热泵系统控制方法，则可以通过根据设置在被操作以冷却或加热电动车辆的车辆室内的压缩机59中的马达单元的温度控制制冷剂的流量直接冷却压缩机59或停止压缩机59的操作来预先防止压缩机59的故障或损坏。

此外，根据本公开，通过利用电流和电压测量的电阻法计算来计算马达单元的线圈温度，可以在不添加单独的温度传感器的情况下测量马达单元的温度，从而可以防止制造成本的增加。

此外，根据本公开，可以通过根据马达单元的温度增加流入压缩机59的制冷剂的流量以直接冷却马达单元来预先防止马达单元由于冷却不良而损坏和烧毁。

此外，根据本公开，可以提高压缩机59的耐用性和寿命并且降低维护成本。

如上所述，尽管已经参考有限的示例性实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且本公开所属领域的技术人员在本公开的技术思想和所附权利要求书的等同内容的范围内当然可以进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于车辆的热泵系统控制方法，所述方法包括：

过程(A)，在所述车辆行驶时操作空调的压缩机以冷却或加热车辆室内，并基于从数据检测器检测到的数据通过控制器测量所述压缩机和制冷剂的初始状态，并且监控所述压缩机；

过程(B)，通过所述过程(A)，通过所述控制器判断设置在所述压缩机中的马达单元的当前线圈温度是否高于线圈规格温度，并运行保护模式；以及

过程(C)，当所述过程(B)完成时，通过所述控制器计算马达单元的线圈温度随时间的斜率，判断温度斜率是否连续三次大于零(0)以停止所述压缩机的操作并终止控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述过程(A)包括：

根据用户冷却或加热所述车辆室内的请求，通过驱动所述压缩机来使所述制冷剂在所述空调中循环；

通过所述控制器，测量所述马达单元的电流和电压，并测量所述制冷剂的初始温度的初始状态测量步骤；以及

通过所述控制器，利用在所述初始状态测量步骤中测量的所述马达单元的电流和电压来计算所述马达单元的电阻，并且测量和监控所述马达单元的线圈温度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述过程(B)包括：

通过所述控制器，判断通过所述过程(A)监控的所述马达单元的当前线圈温度是否高于所述线圈规格温度；以及

如果判断所述马达单元的当前线圈温度高于所述线圈规格温度，则运行所述保护模式。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

在判断所述马达单元的当前线圈温度是否高于所述线圈规格温度中，

如果判断所述马达单元的当前线圈温度不高于所述线圈规格温度，则所述控制器返回监控所述压缩机的步骤。

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

在运行所述保护模式中，当所述车辆处于冷却模式或冷却和电池冷却模式时，所述控制器停止第一膨胀阀的操作并通过控制第二膨胀阀来增加流入冷却器的所述制冷剂的流量。

6.根据权利要求3所述的方法，其中：

在运行所述保护模式中，当所述车辆处于加热模式或加热和除湿模式时，所述控制器通过控制第三膨胀阀来增加流入热交换器的所述制冷剂的流量。

7.根据权利要求3所述的方法，其中：

所述过程(C)包括：

通过所述控制器，计算所述马达单元的线圈温度随时间的斜率；

通过所述控制器，判断在计算线圈温度斜率中计算的所述线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)；以及

如果在判断所述线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)中判断所述线圈温度斜率连续三次大于零(0)，则停止所述压缩机的操作并终止所述控制。

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

如果在判断所述线圈温度斜率是否连续三次大于零(0)中判断所述线圈温度斜率不连续三次大于零(0)，则所述控制器返回监控所述压缩机。

9.根据权利要求2所述的方法，其中：

在所述监控中，通过下式确定所述马达单元的线圈温度

其中T是绕组的温度，T₀是所述绕组的初始温度，R是温度T下的绕组电阻，R₀是温度T₀下的所述绕组电阻，并且K是所述绕组的温度系数。

10.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述数据检测器包括：

空调开关，打开和关闭所述空调的操作；

制冷剂温度传感器，测量所述制冷剂的温度；

电流传感器，测量所述马达单元的电流；以及

电压传感器，测量所述马达单元的电压。

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