阅读说明：本技术 具有集成冷却剂控制阀的车辆及用于该车辆的控制方法 (Vehicle with integrated coolant control valve and control method for the vehicle ) 是由 朴成奎 边贞燮 于 2018-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了具有集成冷却剂控制阀的车辆及用于该车辆的控制方法。一种用于设置有集成冷却剂控制阀的车辆的控制方法,包括：通过控制器执行所述集成冷却剂控制阀的故障诊断；当所述控制器确定所述集成冷却剂控制阀有故障时,通过控制器确定位置传感器是否有故障,所述位置传感器测量凸轮的位置并输出对应的位置输出；当所述控制器确定所述位置传感器有故障时,通过操作所述集成冷却剂控制阀将用于打开和关闭多个阀的所述凸轮移动到最大位置；通过所述控制器停止所述集成冷却剂控制阀的操作；以及根据所述凸轮的位置,通过所述控制器的控制来限制发动机的扭矩输出。(A control method for a vehicle provided with an integrated coolant control valve includes performing a fault diagnosis of the integrated coolant control valve by a controller, determining whether a position sensor, which measures a position of a cam and outputs a corresponding position output, is faulty when the controller determines that the integrated coolant control valve is faulty, moving the cam for opening and closing a plurality of valves to a maximum position by operating the integrated coolant control valve when the controller determines that the position sensor is faulty, stopping the operation of the integrated coolant control valve by the controller, and limiting a torque output of an engine by control of the controller according to the position of the cam.)

具有集成冷却剂控制阀的车辆及用于该车辆的控制方法

相关申请的引用

本申请要求于2018年7月19日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0083808号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及一种设置有集成冷却剂控制阀的车辆及用于该车辆的控制方法。所公开的集成冷却剂控制阀以及方法可在集成冷却剂控制阀发生故障/失效的情况下保护发动机。

背景技术

发动机在基于燃料的燃烧产生扭矩的同时释放热能。发动机冷却剂在通过发动机、加热器和散热器循环的同时吸收热能，并将热能释放到外部。

当发动机的冷却剂的温度低时，油的粘度可能会增大，从而增大摩擦力和燃料消耗。废气的温度可能逐渐升高以使催化剂活化的时间加长，这降低了废气的质量。另外，随着加热器的功能标准化所需的时间增加，驾驶员可能会感到不适。

当冷却剂温度过高时，可能会发生爆震并且可由于为了抑制爆震来调节点火正时而使发动机的性能劣化。另外，当润滑剂的温度过高时，粘度降低，使得润滑性能可能会劣化。

正在开发诸如集成冷却剂控制阀(或集成热管理阀或集成热管理系统)的冷却系统，作为用于供应发动机和其他热交换元件的冷却水的构造。

然而，如果冷却系统没有正确地响应于故障，则存在由于发动机过热而可能会损坏发动机的风险。

在背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开背景的理解。因此，背景技术可能包含不形成对于本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种包括集成冷却剂控制阀的车辆及用于该车辆的控制方法，其具有在集成冷却剂控制阀发生故障/失效的情况下保护发动机的优点。

根据本公开的实施方式的一种控制方法可应用于设置有集成冷却剂控制阀的车辆。所述控制方法可包括：通过控制器执行所述集成冷却剂控制阀的故障诊断；当所述控制器确定所述集成冷却剂控制阀有故障时，通过控制器确定位置传感器是否有故障，所述位置传感器测量凸轮的位置并输出对应的输出信号；当所述控制器确定所述位置传感器有故障时，通过操作所述集成冷却剂控制阀将用于打开和关闭多个阀的所述凸轮移动到最大位置；通过所述控制器停止所述集成冷却剂控制阀的操作；以及根据所测量的所述凸轮的位置，通过所述控制器的控制来限制发动机的扭矩输出。

所述最大位置可以为所述多个阀中的与散热器连通的阀打开所在的位置。

所述控制方法还可包括：如果所述控制器确定所述位置传感器没有故障，则根据所述控制器的控制来致动所述集成冷却剂控制阀以将所述凸轮移动到设定位置。

所述设定位置可与散热器最大程度地打开的部分对应。

确定所述位置传感器是否有故障的步骤包括：使用所述位置传感器测量所述凸轮的位置；使用水温度传感器测量冷却剂温度；以及通过所述控制器，将所测量的所述冷却剂温度与所测量的所述凸轮的位置比较，以确定所述位置传感器是否有故障。

如果所述位置传感器有故障，假设所测量的所述凸轮的位置为最大位置，则可执行限制所述发动机的扭矩输出的步骤。

如果所述位置传感器没有故障，则可根据所述位置传感器的输出信号、根据所述凸轮的所测量的位置执行限制所述发动机的扭矩输出的步骤。

可根据预设图(preset map)执行限制所述发动机的扭矩输出的步骤。

根据本公开的实施方式的一种设置有集成冷却剂控制阀的车辆可包括集成冷却剂控制阀，所述集成冷却剂控制阀包括多个冷却剂通道、多个阀、凸轮及马达，所述多个冷却剂通道用于将冷却剂供应到具有散热器的多个热交换元件，所述多个阀用于分别选择性地打开所述多个冷却剂通道，在所述凸轮上形成有多个轨道以用于推动所述多个阀以使所述多个阀分别地被打开，所述马达用于选择性地使所述凸轮旋转。所述车辆可包括车辆操作状态检测部，所述车辆操作状态检测部包括用于测量冷却剂温度并输出对应的温度信号的冷却剂温度传感器、用于测量所述凸轮的旋转位置并输出对应的位置信号的位置传感器及用于测量加速器踏板的操作角度并输出对应的角度信号的加速器踏板传感器。所述车辆可包括发动机，所述发动机包括用于喷射燃料的喷射器。所述车辆可包括控制器，所述控制器用于根据所述车辆操作状态检测部的输出信号而控制所述集成冷却剂控制阀和所述喷射器的操作。所述控制器可执行所述集成冷却剂控制阀的故障诊断，当所述控制器确定所述集成冷却剂控制阀有故障时，所述控制器确定所述位置传感器是否有故障，并且当所述控制器确定所述位置传感器有故障时，所述控制器通过操作所述集成冷却剂控制阀将所述凸轮移动到最大位置。

如果所述控制器确定所述位置传感器没有故障，则所述控制器可致动所述集成冷却剂控制阀以将所述凸轮移动到设定位置。

在操作所述集成冷却剂控制阀之后，所述控制器可停止所述集成冷却剂控制阀的操作。

在停止所述集成冷却剂控制阀的操作之后，所述控制器可通过将当前的凸轮位置和所述加速器踏板传感器的角度输出信号施加于设定扭矩限制图而限制所述喷射器的操作。

集成冷却剂控制阀及其控制方法可在集成冷却剂控制阀发生故障或失效时保护由于过热而导致的发动机故障。

附图说明

图1是可应用于根据本公开的实施方式的控制方法的控制系统的框图。

图2是可应用于根据本公开的实施方式的控制方法的集成冷却剂控制阀的局部分解立体图。

图3是示出可应用于根据本公开的实施方案的控制方法的集成冷却剂控制阀的操作模式的曲线图。

图4是设置有集成冷却剂控制阀的车辆用的根据本公开的实施方式的控制方法的流程图。

图5是可应用于根据本公开的实施方式的控制方法的集成冷却剂控制阀的故障诊断的流程图。

在附图和整个书面描述中标注以下附图标记和元件。

10：车辆操作状态检测部

12：冷却剂温度传感器

14：位置传感器 16：加速器踏板传感器

18：油温度传感器 20：进气温度传感器

22：车辆速度传感器 30：喷射器

40：点火器

125：集成冷却剂控制阀

215a：第一杆 215b：第二杆

215c：第三杆 220a：第一阀

220b：第二阀 230c：第三阀

300：控制器 305：马达

310：齿轮箱

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施方式。

另外，省略与描述无关的部分以清楚地描述本公开的实施方式。此外，在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

在以下描述中，因为部件的名称是相同的，所以部件的名称被划分为第一、第二等以划分名称。在应用这种划分的名称的情况下，其顺序不受特别限制。

图1是可应用于根据本公开的实施方式的控制方法的控制系统的框图。图2是可应用于根据本公开的实施方式的控制方法的集成冷却剂控制阀的局部分解立体图。

参照图1和图2，根据本公开的实施方式的冷却系统包括控制器300，控制器300用于根据车辆操作状态检测部10的输出信号而控制集成冷却剂控制阀125和发动机的喷射器30。

车辆操作状态检测部10包括用于检测冷却剂的温度并输出对应的温度信号的冷却剂温度传感器12。车辆操作状态检测部10还包括用于检测加速器踏板的操作角度并输出对应的角度信号的位置传感器14和加速器踏板传感器16。车辆操作状态检测部10还包括用于检测发动机油温度并输出对应的油温度信号的油温度传感器18和检测进气温度并输出对应的进气温度信号的进气温度传感器20。车辆操作状态检测部10还包括用于检测车辆的速度并输出对应的速度信号的车辆速度传感器22。

位置传感器14检测稍后描述的凸轮210的旋转位置并输出对应的位置信号。

控制器300可实现为由预定程序操作的一个或多个微处理器。预定程序可包括用于执行本公开的实施方式的一系列命令。

控制器300基于从车辆操作状态检测部10发送的车辆操作信息，而以预先设定的多个操作模式控制集成冷却剂控制阀125和喷射器30的操作。

此外，在发动机是汽油发动机的情况下，发动机还可包括点火器40，并且控制器300可控制点火器40的操作。

参照图2，集成冷却剂控制阀125包括凸轮210、形成在凸轮210上的多个轨道、接触轨道的多个杆、与杆连接的多个阀以及使阀偏置的弹性构件。这些阀可以关闭冷却剂通道。

凸轮210上的多个轨道(例如第一轨道320a、第二轨道320b和第三轨道320c)均具有预定的倾斜度和高度。多个杆(例如第一杆215a、第二杆215b和第三杆215c)设置在凸轮210的下部，使得第一杆215a、第二杆215b和第三杆215c分别接触第一轨道320a、第二轨道320b和第三轨道320c，并且可根据凸轮210的旋转位置而向下移动。

另外，弹性构件包括例如三个弹性构件，即第一弹性构件225a、第二弹性构件225b和第三弹性构件225c以分别弹性地支撑第一杆215a、第二杆215b和第三杆215c。在这种情况下，根据凸轮210的旋转位置来控制每个通道230a、230b和230c的开度比率。

控制器300接收车辆操作条件(例如，冷却剂温度、环境空气温度、检测凸轮210的旋转位置的位置传感器14的旋转位置信号等)并控制马达305的操作。马达305通过齿轮箱310改变凸轮210的旋转位置。

位置传感器14可以是直接检测凸轮210的旋转位置的传感器。可选地，控制器300可通过旋转变压器(未示出)检测马达305的旋转部分来间接地计算凸轮210的旋转位置。

第一冷却剂路径230a例如与散热器流体连通，第二冷却剂路径230b例如与包括EGR冷却器的热交换元件流体连通，并且第三冷却剂路径230c例如与发动机缸体流体连通。

应理解的是，集成冷却剂控制阀不限于图2中所示的集成冷却剂控制阀。集成冷却剂控制阀可采用能够打开和关闭至少三个冷却剂通道的任意已知结构的热管理模块。

图3是示出可应用于根据本公开的实施方案的控制方法的集成冷却剂控制阀的操作模式的曲线图。

参照图3，描述根据本公开的实施方式的冷却系统的每个操作模式。

在图3中，水平轴线表示凸轮210的旋转位置。竖直轴线表示对应的阀220a、220b和220c的阀升程(或移动距离)。

控制器300根据车辆操作状态检测部10的输出信号而控制集成冷却剂控制阀125的操作，以关闭或部分打开第一冷却剂通道230a、第二冷却剂通道230b和第三冷却剂通道230c。在这种情况下，可实施关闭或部分打开阀的第一模式和第二模式，以在车辆的冷却或加温操作期间实现冷却系统的适当加温或冷却。

控制器300根据车辆操作状态检测部10的输出信号而控制集成冷却剂控制阀125的操作，使得第一冷却水或冷却剂通道230a、第二冷却水或冷却剂通道230b和第三冷却水或冷却剂通道230c打开。在这种情况下，可实施打开所有第一冷却剂通道230a、第二冷却剂通道230b和第三冷却剂通道230c的第三模式，以在车辆的高温驱动状态期间实现冷却系统的最大冷却。

控制器300根据车辆操作状态检测部10的输出信号而控制集成冷却剂控制阀125的操作，使得控制第一冷却水或冷却剂通道230a、第二冷却水或冷却剂通道230b和第三冷却水或冷却剂通道230c的开度比率。在这种情况下，可实施用于控制第一冷却剂通道230a、第二冷却剂通道230b和第三冷却剂通道230c的开度比率的量或程度的第四模式或第五模式。

根据本公开的实施方式的冷却系统不限于上述五种模式。根据发动机类型、冷却水或冷却剂类型、车辆驱动环境等，各种变型是可行的。

在第五模式中，第一冷却剂通道230a、第二冷却剂通道230b和第三冷却剂通道230c全部打开。

图4是设置有集成冷却剂控制阀的车辆用的根据本公开的实施方式的控制方法的流程图。图5是可应用于根据本公开的实施方式的控制方法的集成冷却剂控制阀的故障诊断的流程图。

在下文中，将参照图4和图5描述根据本公开的实施方式的配备有集成冷却剂控制阀的车辆的控制方法。

控制器300执行集成冷却剂控制阀125的故障诊断(S10)。当控制器300确定集成冷却剂控制阀125有故障时(S20)，控制器300确定位置传感器14是否有故障。位置传感器14测量凸轮210的位置并输出对应的位置信号或输出信号(S30)。当控制器300在S30中确定位置传感器14有故障时，控制器300控制集成冷却剂控制阀125的操作以将用于打开和关闭多个阀220a、220b和220c的凸轮210移动到最大位置(S40)。然后，控制器300停止集成冷却剂控制阀125的操作(S60)并根据凸轮210的位置限制发动机的扭矩输出(S70)。

在这种情况下，在S10处的集成冷却剂控制阀125的故障诊断可以是集成冷却剂控制阀125的部件(诸如马达305、凸轮210、油温度传感器18和控制器300)的各种类型的故障诊断。具体方法等应该是本领域普通技术人员已知的方法，并且已省略对其的详细描述。

最大位置是与多个阀220a、220b和220c的散热器连通的阀打开所在的位置。

换句话说，参照图3，最大位置可以例如是凸轮210的约300度的旋转位置，并且此时，可打开与至少包括散热器的多个热交换元件连通的阀。

在位置传感器14的故障的情况下，由于可能无法知道凸轮210的精确位置，因此凸轮210移动到最大位置，使得可执行最小冷却。

最大位置是凸轮210可移动所在的最大位置，并且控制器300向马达305供应电力以将凸轮210旋转到最大位置。在附图中，最大位置是约300度，但是本公开不限于此。

参照图5，确定该位置传感器14是否有故障的步骤包括：使用位置传感器14测量凸轮210的位置(S110)；使用冷却剂温度传感器12测量冷却剂温度(S120)；以及通过控制器300将所测量的冷却剂温度与所测量的凸轮位置(即传感器14的输出值)比较，以确定位置传感器14是否有故障(S130)。

例如，控制器300可将包括凸轮210的位置和冷却剂温度的标准图的信息与冷却剂温度传感器12的输出(即，温度信号)和位置传感器14的输出(即，位置信号)比较，以确定位置传感器14是否发生故障。

如果与标准图相比，冷却剂温度传感器12的输出值与位置传感器14的输出值对应，则控制器300确定位置传感器14处于正常状态(S140)。如果与标准图相比，冷却剂温度传感器12的输出值与位置传感器14的输出值不对应(S150)，则控制器300确定位置传感器14处于异常状态(S140)。

参照图4，如果控制器300确定位置传感器14没有故障，则控制器300致动集成冷却剂控制阀125以将凸轮210移动到设定位置(S50)。

设定位置与散热器最大程度地打开的部分对应。

例如，参照图3，设定位置可与第三模式对应。也就是说，当集成冷却剂控制阀125有故障且位置传感器14处于正常状态时，与散热器连通的阀最大程度地打开，从而防止发动机过热。

在将凸轮210移动到最大位置(S40)或将凸轮210移动到设定位置(S50)之后，控制器300停止集成冷却剂控制阀125的操作(S60)。例如，根据控制器300的控制，切断用于操作集成冷却剂控制阀125的电源。

如果位置传感器14有故障，则假设凸轮210的位置是最大位置，可以执行限制发动机的扭矩输出的步骤(S70)。也就是说，如上所述，当位置传感器14有故障时，凸轮210被假设处于最大位置。控制发动机的操作，使得发动机不会过热。例如，控制器300通过将加速器踏板传感器16的输出信号和车辆速度传感器22的输出信号施加于预设限制图来控制喷射器30的燃料喷射量。在汽油发动机的情况下，控制器300还控制点火器40的操作。用于限制发动机的扭矩输出的限制图可通过实验被预设为用于防止发动机过热的图。

如果位置传感器14没有故障，则可根据位置传感器14的输出信号、根据凸轮210的位置来执行限制发动机的扭矩输出的步骤(S70)。如果位置传感器14没有故障，则凸轮210的位置是已知的。因此，控制器300通过将凸轮210、加速器踏板传感器16和车辆速度传感器22的位置施加于用于防止发动机过热的限制图，来控制喷射器30的燃料喷射量。

虽然已经连同目前被认为是实际的实施方式描述了本公开，但是应理解的是，本公开不限于所公开的实施方式。相反，本公开旨在覆盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种变型以及等同布置。