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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0135105 , die am 7. Oktober 2014 eingereicht worden ist, wobei diese hierin gänzlich durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem für ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) und auf ein Steuerverfahren für dasselbe, und spezifischer auf ein Kühlsystem eines HEV und ein Steuerverfahren desselben, die dazu geeignet sind, in Notfallsituationen, in denen ein HEV-System überhitzt ist, einem HEV-Kühlkreislauf Kühlwasser eines Antriebsmotorkühlkreislaufs bzw. Brennkraftmaschinenkühlkreislaufs bereitzustellen.
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HINTERGRUND
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Ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) wurde zum Verbessern des Umweltschutzes und der Leistung entwickelt. Das HEV weist zwei Antriebsquellen, einen Antriebsmotor bzw. eine Brennkraftmaschine und einen Motor, und einen Inverter auf, der einen Gleichstrom einer Sekundärbatterie in einen Wechselstrom umwandelt und dem Motor den Wechselstrom zuführt. Das HEV benötigt eine Vorrichtung zum Kühlen des Motors und des Inverters, zusätzlich zu dem bestehenden Antriebsmotorkühlsystem. Daher ist das bestehende HEV mit einem Antriebsmotorkühlkreislauf zum Kühlen des Antriebsmotors und einem HEV-Kühlkreislauf für ein HEV-System versehen und wälzt Kühlwasser zu den Kühlkreisläufen um, um den Antriebsmotor oder das HEV-System zu kühlen. Da jedoch eine Kühlwassersteuertemperatur (85°C bis 95°C) des Antriebsmotorkühlkreislaufs und eine Kühlwassersteuertemperatur (35°C bis 50°C) des HEV-Kühlkreislaufs unterschiedlich sind, sind der Antriebsmotorkühlkreislauf und der HEV-Kühlkreislauf voneinander unabhängig.
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Daher ist bei der verwandten Technik, wenn das HEV-System aufgrund eines Mangels von Kühlwasser des HEV-Kühlkreislaufs, eines Ausfalls einer HEV-Wasserpumpe oder dergleichen, überhitzt ist, möglicherweise unmöglich, zu fahren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft einen unabhängigen Betrieb eines Antriebsmotorkühlkreislaufs und eines HEV-Kühlkreislaufs in normalen Fahrsituationen und stellt in Notfallsituationen, in denen ein HEV-System überhitzt ist, dem HEV-Kühlkreislauf Kühlwasser von dem Antriebsmotorkühlkreislauf zur Verfügung.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch die nachfolgende Beschreibung verstanden werden und werden unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich werden. Es ist für den Fachmann, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, auch evident, dass die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beanspruchten Mittel und Kombinationen derselben realisiert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Kühlsystem eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) einen Antriebsmotorkühlkreislauf auf, der Kühlwasser unter Verwendung eines Antriebsmotorwärmetauschers kühlen und das gekühlte Kühlwasser unter Verwendung einer Antriebsmotorwasserpumpe zum Kühlen eines Antriebsmotors bzw. einer Brennkraftmaschine umwälzen bzw. zirkulieren kann. Ein HEV-Kühlkreislauf kann Kühlwasser unter Verwendung eines HEV-Wärmetauschers kühlen und das gekühlte Kühlwasser unter Verwendung einer HEV-Wasserpumpe zum Kühlen eines Inverters und eines Motors umwälzen bzw. zirkulieren. Ein Verbindungsabschnitt kann den Antriebsmotorkühlkreislauf mit dem HEV-Kühlkreislauf verbinden.
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Der Verbindungsabschnitt kann ein Rückschlagventil bzw. Sperrventil aufweisen, welches das Strömen des Kühlwassers von dem HEV-Kühlkreislauf zu dem Antriebsmotorkühlkreislauf blockiert.
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Der Verbindungsabschnitt kann ein vorderes Ende des Antriebsmotors bzw. der Brennkraftmaschine mit einem vorderen Ende des Inverters verbinden.
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Der Verbindungsabschnitt kann ein elektrisches Öffnungsventil aufweisen, das den Verbindungsabschnitt öffnet und schließt.
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Das Kühlsystem kann ferner eine Hybridsteuereinheit (HCU) aufweisen, die dazu geeignet ist, Informationen bezüglich zumindest einem zu empfangen von: einer Motortemperatur, einer Invertertemperatur, einer Antriebsmotorkühlwassertemperatur, einer HEV-Kühlwassertemperatur und einer HEV-Wasserpumpenbetätigung, um das elektrische Öffnungsventil zu öffnen oder zu schließen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems eines HEV ein Ermitteln, ob ein Betrieb eines HEV-Kühlkreislaufs abnormal ist. Wenn ermittelt wird, dass der HEV-Kühlkreislauf einen abnormalen Betriebszustand aufweist, wird ermittelt, ob eine Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als eine erste vorgegebene Temperatur. Wenn ermittelt wird, dass die Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als die erste vorgegebene Temperatur, ist ein elektrisches Öffnungsventil geöffnet. Nachdem das Ventil geöffnet worden ist, wird ermittelt, ob das HEV startet (S400). Wenn ermittelt wird, dass das HEV startet, wird das elektrische Öffnungsventil geschlossen.
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Der Schritt, bei dem die abnormale Betätigung bzw. der abnormale Betrieb ermittelt wird, kann ein Ermitteln umfassen, ob eine HEV-Wasserpumpe betätigt ist.
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Der Schritt, bei dem der abnormale Betrieb ermittelt wird, kann ein Ermitteln umfassen, ob eine HEV-Kühlwassertemperatur eine zweite vorgegebene Temperatur überschreitet, wenn ermittelt wird, dass die HEV-Wasserpumpe betätigt wird.
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Das Verfahren kann ferner ein Kühlen von Antriebsmotorkühlwasser einschließen, bei dem eine Antriebsmotorleistung reduziert wird und ein Antriebsmotortauscher ("engine exchanger") maximal betätigt wird, wenn ermittelt worden ist, dass die Antriebsmotorkühlwassertemperatur identisch ist mit oder größer ist als die erste vorgegebene Temperatur.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm eines Kühlsystems für ein HEV gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Kühlsystems für ein HEV gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Begriffe und Wörter, die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sind nicht als allgemein oder gemäß der Bedeutung eines Wörterbuchs auszulegen, sondern sind so auszulegen, dass sie Bedeutung und Konzepte zum Ausdruck bringen, die den technischen Ideen der vorliegenden Offenbarung entsprechen, auf Basis eines Prinzips, das die Erfinder die Konzepte oder Begriffe geeignet definieren können, um ihre eigenen Erfindungen bestmöglich zu beschreiben. Daher sind die Konfigurationen, die in den beispielhaften Ausführungsformen und Zeichnungen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, lediglich Beispiele, repräsentieren aber nicht den gesamten technischen Gehalt der vorliegenden Offenbarung. Daher sollte die vorliegende Offenbarung so ausgelegt werden, dass sie die Abwandlungen, Äquivalente und Substitutionen einschließt, die in den Rahmen und Bereich der vorliegenden Erfindung dieser Anmeldung fallen. In der vorliegenden Erfindung werden eine überlappende Beschreibung und eine detaillierte Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die den Kern der vorliegenden Offenbarung verschleiern könnten, weggelassen. Hiernach werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Kühlsystems einer HEV gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1 weist das Kühlsystem eines HEV gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Antriebsmotorkühlkreislauf 10, einen HEV-Kühlkreislauf 20, einen Verbindungsabschnitt 30 bzw. ein Verbindungsteil 30, und eine Hybridsteuereinheit (HCU) 40 auf.
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Der Antriebsmotorkühlkreislauf 10 kühlt Kühlwasser unter Verwendung eines Antriebsmotorwärmetauschers 12 und wälzt das gekühlte Kühlwasser unter Verwendung einer Antriebsmotorwasserpumpe 14 zum Kühlen eines Antriebsmotors 11 bzw. einer Brennkraftmaschine 11 um.
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Der HEV-Kühlkreislauf 20 kühlt Kühlwasser unter Verwendung eines HEV-Wärmetauschers 23 und wälzt das gekühlte Kühlwasser unter Verwendung einer HEV-Wasserpumpe 25 zum Kühlen eines Inverters 21 und eines Motors 22 um.
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Der Verbindungsabschnitt 30 verbindet den Antriebsmotorkühlkreislauf 10 mit dem HEV-Kühlkreislauf 20. Der Verbindungsabschnitt 30 kann ein vorderes Ende des Antriebsmotors 11 mit einem vorderen Ende des Inverters 21 verbinden, um das Kühlwasser in den Inverter 21 einzuführen, bevor es in den Antriebsmotor 11 eingeführt wird, um so eine Funktion des HEV-Kühlkreislaufs 20 zu ersetzen, der sich in einem abnormalen Betriebszustand befindet, und um den Inverter 21 und den Motor 22 zu kühlen. Der Verbindungsabschnitt 30 ist jedoch nicht notwendigerweise auf den Fall beschränkt, in welchem der Verbindungsabschnitt 30 das vordere Ende des Antriebsmotors 11 mit dem vorderen Ende des Inverters 21 verbindet.
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Der Verbindungsabschnitt 30 weist ein Rückschlagventil 31 bzw. Sperrventil 31 auf, welches dagegen vorbeugt, dass das Kühlwasser von dem HEV-Kühlkreislauf 20 in Richtung des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10 zurückströmt. Das Rückschlagventil 31 kann das Kühlwasser nur in einer Richtung von dem Antriebsmotorkühlkreislauf 10 in Richtung des HEV-Kühlkreislaufs 20 einführen, zur Vorbereitung auf einen abnormalen Betrieb des HEV-Kühlkreislaufs 20. Daher wird dagegen vorgebeugt, dass der Betrieb des HEV aufgrund einer Überhitzung des Inverters 21 oder des Motors 22 stoppt. Die Überhitzung wird verursacht, wenn ein Mangel von Kühlwasser des HEV-Kühlkreislaufs 20 auftritt, in Folge dessen, dass das Kühlwasser von dem HEV-Kühlkreislauf 20 in Richtung des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10 strömt, da die Menge von Kühlwasser des HEV-Kühlkreislaufs 20 geringer ist als die Menge von Kühlwasser des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10.
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Ferner kann der Verbindungsabschnitt 30 ein elektrisches Öffnungsventil 32 aufweisen, welches den Verbindungsabschnitt 30 öffnet und schließt. Wenn das elektrische Öffnungsventil 32 geöffnet ist, wird das Kühlwasser des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10 in den HEV-Kühlkreislauf 20 eingeführt. Wenn das elektrische Öffnungsventil 32 geschlossen ist, wird das Kühlwasser des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10 daran gehindert, in den HEV-Kühlkreislauf 20 eingeführt zu werden. Wenn sich der HEV-Kühlkreislauf 20 in einem abnormalen Betriebszustand befindet, wird das Kühlwasser des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10 durch das elektrische Öffnungsventil 32 bereitgestellt, um dagegen vorzubeugen, dass der Betrieb des HEV aufgrund der Überhitzung des Inverters 21 oder des Motors 22 stoppt.
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Die HCU 40 kann Informationen von zumindest einem empfangen aus einem Motortemperatursensor, einem Invertertemperatursensor, einem Antriebsmotorkühlwassertemperatursensor, einem HEV-Kühlwassertemperatursensor, und einem HEV-Wasserpumpenbetätigungserfassungssensor, um das elektrische Öffnungsventil 32 zu öffnen oder zu schließen.
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Kühlsystems eines HEV gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 2 umfasst das Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems eines HEV gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: Ermitteln eines abnormalen Betriebs (S100), Ermitteln einer Antriebsmotorkühlwassertemperatur (S200), Öffnen eines Ventils (S300), Ermitteln eines Startens (S400), Schließen des Ventils (S500), und Kühlen von Antriebsmotorkühlwasser (S600).
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Der Schritt, bei dem der abnormale Betrieb (S100) ermittelt wird, ermittelt, ob der HEV-Kühlkreislauf 20 abnormal betrieben wird, und ermittelt, ob die HEV-Wasserpumpe betätigt wird (S110). Wenn ermittelt wird, dass die Wasserpumpe betätigt wird, wird ermittelt, ob die HEV-Kühlwassertemperatur eine zweite vorgegebene Temperatur T2 überschreitet (S120).
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Der abnormale Betrieb (S100) wird durch die HCU 40 ermittelt, die Information von zumindest einem empfängt aus dem Motortemperatursensor, dem Invertertemperatursensor, dem HEV-Kühlwassertemperatursensor und dem HEV-Wasserpumpenbetätigungserfassungssensor. Wenn die HEV-Wasserpumpe 25 beispielsweise nicht betätigt wird, wird ermittelt, dass der HEV-Kühlkreislauf abnormal betrieben wird. Wenn ferner die Temperatur des Inverters 21 oder des Motors 22 eine dritte vorgegebene Temperatur T3 oder eine vierte vorgegebene Temperatur T4 überschreitet oder die HEV-Kühlwassertemperatur der zweiten vorgegebenen Temperatur T2 entspricht, wird ermittelt, dass der HEV-Kühlkreislauf abnormal betrieben wird. Die zweite vorgegebene Temperatur T2, die dritte vorgegebene Temperatur T3, oder die vierte vorgegebene Temperatur T4 können in Abhängigkeit des HEV-Kühlkreislaufs 20 verschieden festgelegt werden.
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Wenn in Schritt S110 ermittelt wird, dass die HEV-Wasserpumpe nicht betätigt wird, arbeitet der HEV-Kühlkreislauf 20 abnormal, und daher wird der Schritt des Ermittelns der Antriebsmotorkühlwassertemperatur (S200) durchgeführt, ohne dass der Schritt des Ermittelns der HEV-Kühlwassertemperatur (S120) durchgeführt wird.
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Wenn in Schritt S110 ermittelt wird dass die HEV-Wasserpumpe betrieben wird, wird ermittelt, ob die HEV-Kühlwassertemperatur die zweite vorgegebene Temperatur T2 überschreitet, und daher wird ermittelt, dass der HEV-Kühlkreislauf 20 abnormal arbeitet. Dann wird der Schritt des Ermittelns der HEV-Kühlwassertemperatur (S120) durchgeführt. Wenn ermittelt wird, dass die HEV-Kühlwassertemperatur die zweite vorgegebene Temperatur T2 überschreitet, wird ermittelt, dass der HEV-Kühlkreislauf 20 abnormal arbeitet, und dann wird der Schritt des Ermittelns der Antriebsmotorkühlwassertemperatur (S200) durchgeführt.
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Wenn in Schritt S120 ermittelt wird, dass die HEV-Kühlwassertemperatur identisch ist mit oder geringer ist als die zweite vorgegebene Temperatur T2, arbeitet der HEV-Kühlkreislauf 20 gegenwärtig normal und daher kehrt das Steuerverfahren zu dem Schritt des Ermittelns, ob die HEV-Wasserpumpe betätigt wird (S110), zurück und zum Ermitteln, ob die HEV-Wasserpumpe betätigt wird.
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Wenn in Schritt S100 ermittelt wird, dass der HEV-Kühlkreislauf abnormal arbeitet, ermittelt der Schritt des Ermittelns der Antriebsmotorkühlwassertemperatur (S200), ob die Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als die erste vorgegebene Temperatur T1. Eine Kühlwassersteuertemperatur (85°C bis 95°C) des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10 und eine Kühlwassersteuertemperatur (35°C bis 50°C) des HEV-Kühlkreislaufs 20 unterscheiden sich, und daher muss die Antriebsmotorkühlwassertemperatur überprüft werden, bevor das Kühlwasser des Antriebsmotorkühlkreislaufs in den HEV-Kühlkreislauf eingeführt wird. Die erste vorgegebene Temperatur T1 kann auf 50°C festgelegt sein, ist aber nicht darauf beschränkt und kann daher in Abhängigkeit des HEV-Kühlkreislaufs unterschiedlich festgelegt werden.
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Wenn in Schritt S200 ermittelt wird, dass die Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als die erste vorgegebene Temperatur T1, wird im Schritt S300 ein elektrisches Öffnungsventil 32 geöffnet. Daher gelangt das Antriebsmotorkühlwasser mit einer geringeren Temperatur als der ersten vorgegebenen Temperatur T1 durch den Verbindungsabschnitt 30 und wird dann in den HEV-Kühlkreislauf 20 eingeführt. Anstelle des abnormal arbeitenden HEV-Kühlkreislaufs 20 kühlt das eingeführte Antriebsmotorkühlwasser den Inverter 21 oder den Motor 22, und im Ergebnis wird das Kühlwasser des Antriebsmotorkühlkreislaufs in Notfallsituationen, in welchen das HEV-System überhitzt ist, zu dem HEV-Kühlkreislauf zugeführt, um eine Fahrstabilität des HEV zu sichern. In diesem Fall kann das Rückschlagventil 31 das Kühlwasser nur in einer Richtung von dem Antriebsmotorkühlkreislauf 10 in Richtung des HEV-Kühlkreislaufs 20 einführen, um dagegen vorzubeugen, dass der Betrieb des HEV aufgrund der Überhitzung des Inverters 21 oder des Motors 22 stoppt, welche verursacht wird, wenn ein Mangel des Kühlwassers des HEV-Kühlkreislaufs 20 auftritt.
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Bei dem Schritt des Ermittelns des Startens (S400) wird ermittelt, ob das HEV startet, nachdem das Ventil geöffnet ist (S200). Wenn ermittelt wird, dass das HEV startet (S400), wird das elektrische Öffnungsventil 32 in Schritt S500 geschlossen. Wenn das HEV startet, sind die Notfallsituationen, in denen das HEV-System überhitzt ist, behoben, und das elektrische Öffnungsventil 32 wird geschlossen, wodurch das Kühlsystem des HEV-Fahrzeugs in einen normalen Zustand zurückgeführt wird. Wenn ermittelt wird, dass das HEV nicht startet, nachdem das Ventil geöffnet worden ist (S300), wird der Schritt des Ermittelns des abnormalen Betriebs (S100) erneut durchgeführt, wodurch eine Vorbereitung auf die Notfallsituationen durchgeführt wird, in welchen das HEV-System überhitzt ist.
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Der Schritt, bei dem das Antriebsmotorkühlwasser (S600) gekühlt wird, reduziert eine Antriebsmotorleistung und betätigt ein Kühlgebläse, das an dem Antriebsmotortauscher ("engine exchanger") befestigt ist, maximal, wenn ermittelt wird, dass die Antriebsmotorkühlwassertemperatur identisch ist mit oder größer ist als die erste vorgegebene Temperatur T1 in Schritt S200. Wie vorstehend beschrieben, unterscheiden sich die Kühlwassersteuertemperatur (85°C bis 95°C) des Antriebsmotorkühlkreislaufs 10 und die Kühlwassersteuertemperatur (35°C bis 50°C) des HEV-Kühlkreislaufs, und daher muss die Antriebsmotorkühlwassertemperatur vor dem Einführen des Kühlwassers des Antriebsmotorkühlkreislaufs in den HEV-Kühlkreislauf abgesenkt werden. Nachdem das Antriebsmotorkühlwasser in Schritt S600 gekühlt worden ist, um die Antriebsmotorkühlwassertemperatur zu reduzieren, wird der Schritt des Ermittelns der ersten Temperatur (S200) erneut durchgeführt, um zu ermitteln, ob die Antriebsmotorkühlwassertemperatur niedriger ist als die erste vorgegebene Temperatur T1.
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Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Bereitstellen des Kühlwassers des Antriebsmotorkühlkreislaufs zu dem HEV-Kühlkreislauf in den Notfallsituationen, in welchen das HEV-System überhitzt ist, möglich, eine Fahrstabilität des HEV zu sichern.
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Ferner ist es möglich, dagegen vorzubeugen, dass der Betrieb des HEV aufgrund eines Mangels des Kühlwassers des HEV-Kühlkreislaufs stoppt, indem dem Rückschlagventil erlaubt wird, das Kühlwasser nur in einer Richtung von dem Antriebsmotorkühlkreislauf in Richtung des HEV-Kühlkreislaufs einzuführen.
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Die vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen sind nur Beispiele, die einem Fachmann, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht (hiernach als der Fachmann bezeichnet) erlauben, die vorliegende Erfindung in einfacher Weise auszuführen. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen beschränkt, und daher ist ein Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Dementsprechend wird es für den Fachmann evident sein, dass Substitutionen, Abwandlungen, und Variationen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen und Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie in den begleitenden Ansprüchen definiert, und dass diese in den Rahmen der Erfindung fallen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0135105 [0001]