DE102015213800B4

DE102015213800B4 - Verfahren zum steuern eines kühlsystems für einhybridelektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102015213800B4
Application number: DE102015213800.3A
Authority: DE
Inventors: Kyung-Su HAN
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: DE102015213800A1; US10328789B2; KR101610519B1; CN105484846A; US20160096413A1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems für ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), das einen HEV-Kühlkreislauf (20), einen Antriebsmotorkühlkreislauf (10) und ein Rückschlagventil (31), welches verhindert, dass Antriebsmotorkühlwasser von dem HEV-Kühlkreislauf (20) zu dem Antriebsmotorkühlkreislauf (10) strömt, aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Ermitteln, ob der HEV-Kühlkreislauf (20) abnormal arbeitet;
Ermitteln, ob eine Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als eine erste vorgegebene Temperatur, wenn ermittelt wird, dass der HEV-Kühlkreislauf (20) abnormal arbeitet;
Öffnen eines elektrischen Öffnungsventils (32) um Antriebsmotorkühlwasser in den HEV-Kühlkreislauf (20) einzuführen, wenn ermittelt wird, dass die Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als die erste vorgegebene Temperatur;
bei geöffnetem elektrischem Öffnungsventil (32) Ermitteln, ob das HEV ausgeschaltet ist; und
falls das HEV ausgeschaltet ist, Schließen des elektrischen Öffnungsventils (32),
wobei der Schritt des Öffnens des elektrischen Öffnungsventils (32) das Antriebsmotorkühlwasser nur in einer Richtung von dem Antriebsmotorkühlkreislauf (10) zu dem HEV-Kühlkreislauf (20) einführt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für ein Kühlsystem für ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), und spezifischer auf ein ein Steuerverfahren desselben, das dazu geeignet ist, in Notfallsituationen, in denen ein HEV-System überhitzt ist, einem HEV-Kühlkreislauf Kühlwasser eines Antriebsmotorkühlkreislaufs bzw. Brennkraftmaschinenkühlkreislaufs bereitzustellen.
HINTERGRUND
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.
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.
Ferner offenbart die US 2008/0251303 A1 ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugantriebstrangs, bei dem über mindestens ein Ventil zwei Kühlkreisläufe in Verbindung stehen, die mit einem Wärmemotor und mindestens einem elektrischen Element verknüpft sind. Die DE 10 2012 000 312 A1 offenbart ein Fahrzeug mit mehreren isolierten Fluidkreisläufen, die zur Füllung durch einen gemeinsamen Fülldurchlass konfiguriert sind, wobei zwischen einem ersten und einem zweiten Fluidkreislauf ein Ventil vorgesehen ist. Das Ventil ist derart konfiguriert, dass der erste und zweite Fluidkreislauf fluidtechnisch über einen Durchgang gekoppelt sind, wenn das Ventil offen ist und fluidtechnisch isoliert sind, wenn das Ventil geschlossen ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen unabhängigen Betrieb eines Antriebsmotorkühlkreislaufs und eines HEV-Kühlkreislaufs in normalen Fahrsituationen zu schaffen und in Notfallsituationen, in denen ein HEV-System überhitzt ist, dem HEV-Kühlkreislauf Kühlwasser von dem Antriebsmotorkühlkreislauf zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems für ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.
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.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Kühlsystems für ein HEV gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Kühlsystems für ein HEV gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 ist ein Blockdiagramm eines Kühlsystems eines HEV. Unter Bezugnahme auf 1 weist das Kühlsystem eines HEV einen Antriebsmotorkühlkreislauf 10, einen HEV-Kühlkreislauf 20, einen Verbindungsabschnitt 30 bzw. ein Verbindungsteil 30, und eine Hybridsteuereinheit (HCU) 40 auf.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Der Schritt, bei dem das Antriebsmotorkühlwasser (S600) gekühlt wird, reduziert eine Antriebsmotorleistung und betätigt ein Kühlgebläse, das an dem Antriebsmotorwärmetauscher 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.
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.
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.
Bezugszeichenliste

10: Antriebsmotor-Kühlkreislauf
11: Antriebsmotor
12: Antriebsmotor-Wärmetauscher
14: Antriebsmotor-Wasserpumpe
20: HEV-Kühlkreislauf
21: Inverter
22: Motor
23: HEV-Wärmetauscher
25: HEV-Wasserpumpe
30: Verbindungsabschnitt
31: Rückschlagventil
32: elektrisches Öffnungsventil
40: HCU (für Bildsteuereinheit)

Claims

Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems für ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), das einen HEV-Kühlkreislauf (20), einen Antriebsmotorkühlkreislauf (10) und ein Rückschlagventil (31), welches verhindert, dass Antriebsmotorkühlwasser von dem HEV-Kühlkreislauf (20) zu dem Antriebsmotorkühlkreislauf (10) strömt, aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Ermitteln, ob der HEV-Kühlkreislauf (20) abnormal arbeitet; Ermitteln, ob eine Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als eine erste vorgegebene Temperatur, wenn ermittelt wird, dass der HEV-Kühlkreislauf (20) abnormal arbeitet; Öffnen eines elektrischen Öffnungsventils (32) um Antriebsmotorkühlwasser in den HEV-Kühlkreislauf (20) einzuführen, wenn ermittelt wird, dass die Antriebsmotorkühlwassertemperatur geringer ist als die erste vorgegebene Temperatur; bei geöffnetem elektrischem Öffnungsventil (32) Ermitteln, ob das HEV ausgeschaltet ist; und falls das HEV ausgeschaltet ist, Schließen des elektrischen Öffnungsventils (32), wobei der Schritt des Öffnens des elektrischen Öffnungsventils (32) das Antriebsmotorkühlwasser nur in einer Richtung von dem Antriebsmotorkühlkreislauf (10) zu dem HEV-Kühlkreislauf (20) einführt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Ermittelns des abnormalen Betriebs ein Ermitteln einschließt, ob eine HEV-Wasserpumpe (25) nicht arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt des Ermittelns des abnormalen Betriebs ferner ein Ermitteln einschließt, ob eine HEV-Kühlwassertemperatur eine zweite vorgegebene Temperatur überschreitet, wenn ermittelt wird, dass die HEV-Wasserpumpe (25) nicht arbeitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner umfasst: Kühlen des Antriebsmotorkühlwassers, wobei eine Antriebsmotorleistung reduziert wird und ein an dem Motorwärmetauscher (12) befestigtes Kühlgebläse maximal betätigt wird, wenn ermittelt wird, dass die Antriebsmotorkühlwassertemperatur identisch ist mit oder größer ist als die erste vorgegebene Temperatur.