用于车辆的热泵系统控制方法与流程

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：

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、在监控步骤中，可以通过下式确定马达单元的线圈温度，

11、

12、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。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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。

技术特征：

1.一种用于车辆的热泵系统控制方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

6.根据权利要求3所述的方法，其中：

7.根据权利要求3所述的方法，其中：

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

9.根据权利要求2所述的方法，其中：

10.根据权利要求1所述的方法，其中：

技术总结
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。

技术研发人员：赵灿雄,郑成斌
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13