阅读说明：本技术 用于冷却系统的控制方法 (Control method for cooling system ) 是由 李勇珪 于 2018-12-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于冷却系统的控制方法。所述方法包括确定第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器的输出信号是否满足预定的冷却剂过度加热条件。在预定的冷却剂过度加热条件满足时,操作冷却剂控制阀单元从而将凸轮移动至最大位置。此外,根据所述第一冷却剂温度传感器和所述第二冷却剂温度传感器的输出信号确定控制温度,并根据所确定的控制温度限制喷射器的操作。(The invention provides a control method for a cooling system. The method includes determining whether output signals of a first coolant temperature sensor and a second coolant temperature sensor satisfy a predetermined coolant overheating condition. When the predetermined coolant overheating condition is satisfied, the coolant control valve unit is operated to move the cam to the maximum position. Further, a control temperature is determined based on the output signals of the first coolant temperature sensor and the second coolant temperature sensor, and the operation of the injector is limited based on the determined control temperature.)

用于冷却系统的控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月22日提交的韩国专利申请No.10-2018-0098122的优先权和权益，其以全文引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及冷却系统控制，更具体地，涉及防止冷却剂沸腾等的用于控制冷却系统的方法。

背景技术

一项经发展的综合热管理技术是分离冷却技术，其通过独立地调节汽缸盖和发动机组的冷却剂的温度而改进燃料效率。主要地，汽缸盖的温度保持在低温以减少NOx产生和爆震，而发动机组的温度保持在高温并因此可以改进燃料效率。

即使在应用分离冷却时，由于冷却系统使用一个回路，因此冷却剂沸点也相同。因此，发动机组的冷却剂的温度可能增加，由此引起沸腾发生，这可能损坏热交换元件或发动机。

公开于该背景技术部分的以上信息仅仅用于加深对本发明的背景的理解，因此其可以包含不构成该国家本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种冷却系统的控制方法，其能够防止冷却剂沸腾等。具体地，本发明提供一种用于防止发动机组中的冷却剂沸腾的冷却系统的控制方法，其独立地调节汽缸盖和发动机组的冷却剂。

根据本发明的示例性实施方案的控制方法可以应用于这样的冷却系统，所述冷却系统包括：具有凸轮的冷却剂控制阀单元，其调节第一冷却剂通路、第二冷却剂通路和第三冷却剂通路的开度(opening rate)，分配至加热器的冷却剂流动通过所述第一冷却剂通路，分配至散热器的冷却剂流动通过所述第二冷却剂通路，从汽缸体排放的冷却剂流动通过所述第三冷却剂通路；车辆操作状态检测部分，其包括第一冷却剂温度传感器、第二冷却剂温度传感器、位置传感器，所述第一冷却剂温度传感器配置成测量流动通过汽缸盖的冷却剂的温度并输出相应信号，所述第二冷却剂温度传感器配置成测量流动通过汽缸体的冷却剂的温度，所述位置传感器配置成感测凸轮的旋转并输出相应信号；喷射器和控制器，其配置成基于所述车辆操作状态检测部分的输出信号操作所述冷却剂控制阀单元和喷射器。

所述控制方法可以包括：通过控制器确定第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器的输出信号是否满足预定的冷却剂过度加热条件，在满足预定的冷却剂过度加热条件时操作冷却剂控制阀单元以将凸轮移动至最大位置，基于所述第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器的输出信号确定控制温度并基于所确定的控制温度限制喷射器的操作。

所述最大位置可以为第一冷却剂通路和第三冷却剂通路完全打开的位置。所述控制器可以配置成通过从第一冷却剂温度传感器和第二冷却剂温度传感器的输出信号分别减去第一和第二补偿值而确定第一校正温度和第二校正温度，然后比较第一校正温度和第二校正温度并将控制温度设定为更大的校正温度。

喷射器的操作限制可以通过将控制温度应用至预定的表格来进行。冷却剂控制阀单元可以装配有故障防护恒温器，用于选择性地将冷却剂排放至散热器。故障防护恒温器可以为电恒温器，所述控制方法可以进一步包括在满足冷却剂过度加热条件时通过操作故障防护恒温器而打开故障防护恒温器。

凸轮移动至最大位置可以通过控制器进行，所述控制器配置成以预定的时间周期输出凸轮的移动信号。根据本发明的示例性实施方案的冷却系统的控制方法可以防止冷却系统的冷却剂沸腾，发动机应用所述冷却系统用于独立地调节汽缸盖和发动机组的冷却剂的温度。

附图说明

根据如下详细的说明书并参考所附附图将更清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其他优点，其中：

图1为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的框图；

图2为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的示意图；

图3为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的冷却剂控制阀单元的局部细节立体图；

图4为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的控制模式的曲线图；

图5为显示根据本发明的示例性实施方案的控制方法的流程图；

图6为显示根据本发明的示例性实施方案的控制方法中冷却剂温度的比较的框图。

附图标记说明：

10：车辆操作状态检测部分

12：第一冷却剂温度传感器

14：第二冷却剂温度传感器

16：油温传感器

18：环境温度传感器

20：加速器踏板传感器

22：车辆速度传感器

24：位置传感器

90：发动机

100：发动机组

105：汽缸盖

110：LP-EGR冷却器

115：加热器

125：冷却剂控制阀单元

130：散热器

135：油冷却器

140：油控制阀

145：HP-EGR阀

155：冷却剂泵

210：凸轮

215a：第一杆

215b：第二杆

215c：第三杆

220：阀

220a：第一阀

220b：第二阀

220c：第三阀

225a：第一弹性构件

225b：第二弹性构件

225c：第三弹性构件

230a：第一冷却剂通路

230b：第二冷却剂通路

230c：第三冷却剂通路

300：控制器

305：电机

310：齿轮箱

320a：第一轨道

320b：第二轨道

320c：第三轨道

330：故障防护恒温器

340：喷射器。

具体实施方式

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石能源的燃料)。如本文中所述，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如具有汽油动力和电动两者的车辆。

尽管使用多个单元进行示例性方法描述了示例性实施方案，但应理解示例性方法还可以由一个或多个模块进行。此外，应理解术语“控制器/控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储模块，处理器特别地配置成执行所述模块以进行一个或多个下文进一步描述的过程。

此外，本发明的控制逻辑可以体现为含有由处理器或控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读取媒体上的非暂时性计算机可读取媒体。计算机可读取媒体的实例包括但不限于ROM、RAM、紧凑型光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可读取记录媒体还可以分布于连接计算机系统的网络中，使得计算机可读取媒体以分布的方式由例如远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)存储并执行。

本文所用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。

除非特别声明或者从上下文显而易见的，本文所使用的术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文清楚可知，否则本文提供的所有数值通过术语“约”来进行修饰。

下文中，将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。然而，为了便于描述而任意地显示在附图中所示的每个组件的尺寸和厚度，但本发明并不受其限制，并且部分和区域的厚度为了清楚而被夸大。

此外，省略了与本说明书无关的部件以清楚地描述本发明的示例性实施方案，贯穿说明书相似的附图标记表示相似的元件。在如下说明书中，因为组件的名称相同而将组件的名称分为第一、第二等等以区别名称，其顺序不受特别地限制。

图1为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的框图；图2为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的示意图。参考图1和图2，根据本发明的示例性实施方案的冷却系统可以包括控制器300，控制器300配置成基于车辆操作状态检测部分10的输出信号操作冷却剂控制阀单元125和喷射器340。

车辆操作状态检测部分10可以包括第一冷却剂温度传感器12、第二冷却剂温度传感器14、油温传感器16、环境温度传感器18、加速器踏板传感器20、车辆速度传感器22和位置传感器24，油温传感器16配置成检测发动机油温并输出相应信号，环境温度传感器18配置成检测环境温度并输出相应信号，加速器踏板传感器20配置成检测加速器踏板的操作角度并输出相应信号，车辆速度传感器22配置成检测车辆的速度并输出相应信号。

控制器300可以通过由预定程序操作的一个或更多的微处理器实现，预定程序可以包括用于进行本发明的示例性实施方案的一系列命令。可以应用本发明的示例性实施方案的控制系统的冷却系统可以包括具有发动机组10和汽缸盖105的发动机90、低压-排放气体再循环(LP-EGR)冷却器110、加热器115、散热器130、油冷却器135、油控制阀140、高压-排放气体再循环(HP-EGR)冷却阀145和冷却剂泵155。

冷却剂泵155可以配置成将冷却剂泵送至发动机组100的冷却剂入口侧，经泵送的冷却剂可以分配至发动机组100和汽缸盖105。冷却剂控制阀单元125可以配置成从汽缸盖105接收冷却剂并调节发动机组100的冷却剂出口侧的冷却剂通路的开度。第一冷却剂温度传感器12配置成感测从汽缸盖105排放的冷却剂的温度，第一冷却剂温度传感器12可以设置在冷却剂控制阀单元125上。第二冷却剂温度传感器14配置成感测从发动机组100排放的冷却剂的温度，第二冷却剂温度传感器14可以设置在发动机组100上。

冷却剂控制阀单元125可以配置成各自调节分配至加热器115和散热器130的冷却剂流。具体地，冷却剂可以在穿过加热器115之前穿过低压EGR冷却器110，加热器115和低压EGR冷却器110可以以串联或并联设置。加热器115可以不限于车辆内部的用于加热的元件。换言之，在详细的说明书和权利要求书中的加热器115可以为加热器、空气调节器、或者加热通风和空气调节(HVAC)等等。冷却剂控制阀单元125可以配置成将冷却剂始终供应至HP-EGR阀145和油冷却器135。

此外，沿着发动机组100和汽缸盖105循环的发动机油的一部分可以在循环通过油冷却器或冷却剂热交换器135的同时被冷却，油控制阀140可以设置在发动机90与油冷却器或油冷却剂热交换器135之间以调节油的流动。冷却剂控制阀单元125可以进一步包括故障防护恒温器330，用于选择性地将冷却剂排放至散热器130。故障防护恒温器330可以为电恒温器，控制器300可以配置成操作故障防护恒温器330。根据本发明的示例性实施方案的组件的结构和功能是本领域公知的，将省略其详细说明。

图3为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的冷却剂控制阀单元的局部细节立体图。参考图3，冷却剂控制阀单元125可以包括凸轮210，形成至凸轮210的轨道、接触轨道的杆、与杆连接的阀、以及偏置阀的弹性构件，所述阀可以关闭冷却剂通路。

各自具有预定的倾斜度和高度的多个轨道(例如第一轨道320a、第二轨道320b、第三轨道320c)以及多个杆(例如第一杆215a、第二杆215b、第三杆215c)可以设置在凸轮210的下部，使得分别接触第一轨道320a、第二轨道320b、第三轨道320c的第一杆215a、第二杆215b、第三杆215c可以基于凸轮210的旋转位置而向下移动。此外，弹性构件可以包括三个弹性构件，即第一弹性构件225a、第二弹性构件225b、第三弹性构件225c，从而分别弹性支撑第一杆215a、第二杆215b、第三杆215c。

在基于凸轮210的旋转位置压缩第一弹性构件225a、第二弹性构件225b、第三弹性构件225c的同时，分别安装至第一杆215a、第二杆215b、第三杆215c的第一阀220a、第二阀220b、第三阀220c可以打开和关闭第一冷却剂通路230a、第二冷却剂通路230b、第三冷却剂通路230c。具体地，每个通路230a、230b、230c的开度可以根据凸轮210的旋转位置调节。

控制器300可以配置成接收车辆操作条件(例如，冷却剂温度、环境空气温度、配置成检测凸轮210的旋转位置的位置传感器24的旋转位置信号等等)并可以配置成操作电机305，电机305可以通过齿轮箱310改变凸轮210的旋转位置。位置传感器24可以为配置成直接地检测凸轮210的旋转位置的传感器，或者控制器300可以配置成通过检测使用解角器(未示出)的电机305的旋转位置而间接地计算凸轮210的旋转位置。第一冷却剂路径230a可以与加热器115流体连通，第二冷却剂路径230b可以与散热器130流体连通，第三冷却剂路径230c可以与发动机组100流体连通。

图4为可应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的控制系统的控制模式的曲线图。在图4中，横轴表示凸轮210的旋转位置，纵轴表示各个阀220a、220b、220c的阀升程(或移动距离)。具体地，每个阀220a、220b、220c的升程与每个冷却剂通路230a、230b、230c的开度成比例。

在第一模式中，对应于加热器115、散热器130和汽缸体100的第一冷却剂通路230a、第二冷却剂通路230b和第三冷却剂通路230c可以阻塞且阀升程为零。在第二模式中，对应于散热器130和发动机组100的第二冷却剂通路230b和第三冷却剂通路230c可以关闭，并且可以调节对应于加热器115和LP-EGR冷却器110的第一冷却剂通路230a的开度。在第三模式中，对应于发动机组100的第三冷却剂通路230c关闭，可以调节对应于散热器130的第二冷却剂通路230b的开度，而对应于加热器115和LP-EGR冷却器110的第一冷却剂通路230a的开度可以最大化。

在第四模式中，可以调节对应于发动机组100的第三冷却剂通路230c的开度，对应于散热器130的第二冷却剂通路230b的开度可以最大化，并且对应于加热器115和LP-EGR冷却器110的第一冷却剂通路230a的开度可以最大化。在第五模式中，对应于发动机组100的第三冷却剂通路230c的开度可以最大化，对应于散热器130的第二冷却剂通路230b的开度可以最大化，并且对应于加热器115和LP-EGR冷却器110的第一冷却剂通路230a的开度可以最大化。在第六模式中，对应于发动机组100的第三冷却剂通路230c的开度可以最大化，可以调节对应于散热器130的第二冷却剂通路230b的开度，并且对应于加热器115和LP-EGR冷却器110的第一冷却剂通路230a的开度可以最大化。

在第七模式中，对应于发动机组100的第三冷却剂通路230c的开度可以最大化，对应于散热器130的第二冷却剂通路230b可以阻塞，对应于加热器115和LP-EGR冷却器110的第一冷却剂通路230a的开度可以最大化。此外，在第一模式中，由于冷却剂的流动最小化，在低温状态下的发动机油和冷却剂的温度迅速升高。第二模式是使用加热器或LP-EGR冷却器110操作的部分，并可以执行预热。

此外，第三模式作为散热器冷却部分是基于发动机的运转区域调节冷却剂量而调节目标冷却剂温度的部分。第四模式作为汽缸体冷却部分而调节发动机组100的温度。第五模式作为最大冷却部分是在发动机加热量高且可能难以确保冷却量的驱动条件下使用的部分。在第五模式中，可以释放分离冷却以由此确保汽缸体的冷却性能。第六模式作为汽缸体和散热器冷却部分可以分离地调节汽缸盖和汽缸体的目标冷却剂温度。

图5为显示根据本发明的示例性实施方案的控制方法的流程图。参考图5，控制器300可以配置成在步骤S10接收包括第一冷却剂温度传感器12和第二冷却剂温度传感器14的车辆操作状态检测部分10的输出信号。

在步骤S20，控制器300可以配置成确定第一冷却剂温度传感器12和第二冷却剂温度传感器14的输出信号是否满足预定冷却剂过度加热条件。可以应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的冷却系统可以独立地调节发动机组100和汽缸盖105的冷却剂温度。即使在应用分离冷却时，由于冷却系统使用一个回路，因此冷却剂沸点相同。因此，发动机组100的冷却剂的温度可能增加，由此引起沸腾发生，并可能损坏热交换元件或发动机90。因此，控制器300可以配置成根据第一冷却剂温度传感器12和第二冷却剂温度传感器14的输出信号确定冷却剂是否处于沸腾风险发生的条件，冷却剂过度加热条件可以通过实验设定。

当满足冷却剂过度加热条件时，控制器300可以配置成在操作S30中操作冷却剂控制阀单元125从而将凸轮210移动至最大位置。凸轮210移动至最大位置可以通过控制器300进行，控制器300配置成以预定的时间周期输出凸轮210的移动信号。设定时间可以设定为凸轮210根据控制器300的输出信号移动至最大位置所需的时间。

冷却系统的过度加热可能由于各种原因而发生。例如，原因可能是位置传感器24的损坏或短路，或者电机305的短路，电机305损坏，凸轮210可能卡住等。当位置传感器24故障时，可能发生与凸轮210的当前位置有关的错误。因此，控制器300可以配置成操作冷却剂控制阀单元125从而将凸轮210移动至最大位置。

参考图4，最大位置可以是第一冷却剂通路230a和第三冷却剂通路230c完全打开的位置，亦即第七模式。当冷却剂控制阀单元125以第七模式操作时，与发动机组100连通的第三冷却剂通路230c可以打开，冷却剂可以被供应至发动机组100和汽缸盖105。此时，故障防护恒温器330可以通过高温冷却剂打开。

具体地，故障防护恒温器330可以为电恒温器，控制器300可以配置成在冷却剂过度加热条件满足时操作故障防护恒温器330(S40)。在打开故障防护恒温器330时，可以通过散热器130冷却冷却剂。当控制器300将操作信号传输至电机305中时，电机305可能由于电机305的故障或凸轮210的旋转方向上的异物而不能操作。因此，第三冷却剂通路230c可能不打开，发动机90(特别是发动机组100)可能被过度加热。

此外，即使当故障防护恒温器330打开时，发动机90可能被过度加热。因此，控制器300可以配置成基于第一冷却剂温度传感器12和第二冷却剂温度传感器14的输出信号确定控制温度T_max(S50)，输出所确定的控制温度T_max用于待受限制的喷射器340的操作(S60)。发动机的转矩可以基于喷射器340的操作限制而受限或限制，因此可以继续操作发动机90，并可以防止过度加热发动机90。

此外，控制器300可以配置成根据上述第一模式至第七模式操作冷却剂控制阀单元125，亦即，可以进行普通操作控制逻辑(S70)。在根据普通操作控制逻辑操作冷却剂控制阀单元125的同时，控制器300可以配置成基于车辆操作状态检测部分10的输出信号确定是否满足冷却剂过度加热条件。当满足冷却剂过度加热条件时，可以重复地进行根据实施方案的控制方法。

图6为显示根据本发明的示例性实施方案的控制方法中的冷却剂温度的比较的框图。参考图6，控制器300可以配置成接收第一冷却剂温度传感器12和第二冷却剂温度传感器14的当前输出信号T_h1和T_h2。此外，控制器300可以配置成通过从第一冷却剂温度传感器12和第二冷却剂温度传感器14的输出信号T_h1和T_h2分别减去第一补偿值和第二补偿值而确定第一校正温度T_off1和第二校正温度T_off2。

可以应用根据本发明的示例性实施方案的控制方法的冷却系统可以独立地调节发动机组100和汽缸盖105的冷却剂温度，并以约10℃的温差调节发动机组100和汽缸盖105的温度。由于汽缸盖105和发动机组100具有不同的控制温度，因此可以将补偿值不同地应用于进入最大转矩限制的冷却剂温度以维持发动机保护和适当的发动机转矩。

例如，第一补偿值可以为约0℃，第二补偿值可以为约10℃。控制器300可以配置成比较第一校正温度T_off1和第二校正温度T_off2并将更大的校正温度设定至控制温度T_max以操作喷射器340。喷射器340的操作限制可以通过将控制温度T_max应用至预定的表格来进行。

表格1：

T_max[℃]	120	125	130	135	140	145
							限制转矩[Nm]	100％	80％	60％	40％	20％	10％

表格1为可应用于根据本发明的示例性实施方案的控制方法的转矩限制表。例如，当控制温度T_max为约120℃时，限制转矩设定至100％，而当控制温度T_max为约125℃时，限制转矩可以设定为80％。特别地，限制转矩可以限定为发动机90的最大转矩的限制值。在表中所示的控制温度和推荐转矩出于理解的目的而显示，但不限于此。

如上所述，在车辆的操作过程中检测到冷却剂的过高温度时，可以进行根据本发明的示例性实施方案的冷却系统控制方法。在通过进行普通错误诊断控制逻辑而检测到冷却系统的异常时，可以确定异常对应于冷却剂过度加热条件，可以进行根据本发明的示例性实施方案的冷却系统控制方法以执行发动机保护，并可以适当地限制发动机转矩。此外，即使在第二冷却剂温度传感器14受到发动机的振动的影响并暴露至相对高温时，可以进行根据本发明的示例性实施方案的冷却系统控制方法以保护发动机，并可以保持适当的发动机转矩。

尽管已经对该发明已经结合目前认为的示例性实施方案加以描述，但是应该理解本发明不限于所公开的示例性实施方案；相反地，其旨在覆盖包括在所附权利要求的主旨和范围内的各种改变和同等设置。