專利名稱：對混合電動車的功率變換器的冷卻進行控制的方法
技術領域：
本公開涉及一種對用于冷卻混合電動車的功率變換器的冷卻系統進行控制的方 法。更特別地，本發明涉及一種在功率變換器中發生控制器局域網(CAN)通信錯誤的情況 下，通過基于功率變換器的狀態對功率變換器的溫度進行估計，來對用于冷卻混合電動車 的功率變換器的冷卻系統進行控制的方法。
背景技術：
混合動力車由內燃機和電動機驅動，從而減少廢氣并改善整體燃料效率。參考圖4描述并聯式混合電動車的傳動系系統。發動機10、電動機12和自動變速器14直接連接到驅動軸16上，離合器18布置于 發動機10和電動機12之間，并且能夠由電池控制器22充電和放電的高壓電池20通過逆 變器M連接到電動機12。此外，12V輔助電池沈通過DC-DC變換器觀(下文中稱為“LDC”)連接到電池20 和逆變器M之間的連接線路。此外，設置冷卻系統30 (例如冷卻風扇或水泵)和冷卻系統控制器32，以冷卻構成 混合功率變換器的逆變器M和LDC 28。此處，電池控制器22、逆變器M、LDC 28和冷卻系統控制器32通過用作信號接口 的控制器局域網(CAN)通信線路36彼此連接。因此，電池控制器22、逆變器M、LDC 28和冷卻系統控制器32可以通過CAN通信 彼此發送和接收信息。如圖2的流程圖所示，冷卻系統控制器32通過CAN通信接收各混合 系統的溫度信息，并基于該信息來控制冷卻系統30的工作。如此，代替交流發電機，用于對12V輔助電池進行充電并控制對電子電路的供電 的LDC 28以及用于控制驅動車輛的電動機的逆變器對設置在混合電動車中。LDC觀和逆 變器M，即混合功率變換器，包括用來測量內部溫度的溫度傳感器(未示出)。所測量的溫 度數據通過CAN通信被發送給用于控制冷卻系統30的冷卻系統控制器32。在正常狀態下，混合功率變換器通過CAN通信將溫度傳感器的信息發送給冷卻系 統控制器，并且冷卻系統控制器通過基于接收到的各功率變換器的溫度確定冷卻速率來控 制冷卻系統。然而，在功率變換器中發生CAN通信錯誤的情況下，由功率變換器中的溫度傳感 器檢測到的溫度信息不能通過CAN通信線路得到發送，由此冷卻系統控制器不能接收到溫 度信息。結果，不能為功率變換器提供過溫保護。即，用來控制冷卻系統的冷卻系統控制器將冷卻系統的工作設置在最大水平，以 防止功率變換器在發生CAN通信錯誤的情況下過熱。然而，由于顯著地增大了冷卻系統的 工作噪聲并導致了冷卻系統不必要的功率消耗，這樣的策略是有問題的。換言之，在混合功率變換器中發生CAN通信錯誤的情況下，冷卻系統控制器將冷 卻系統(例如冷卻風扇或水泵)控制在最大容量，以允許冷卻系統冷卻功率變換器而不管各功率變換器的實際溫度如何。這種冷卻邏輯導致冷卻系統中的過多噪聲并降低冷卻系統 的耐久性和效率。本背景技術部分中公開的上述信息只是為了增強對本發明的背景的理解，并且因 此可能包含不構成在該國對本領域普通技術人員而言已知的現有技術的信息。
發明內容
在一個方面中，本發明提供了一種對用于冷卻混合電動車的功率變換器的冷卻系 統進行控制的方法。將發生CAN通信錯誤時功率變換器的溫度估計為功率變換器的當前溫 度，并且基于所估計的溫度來控制冷卻系統。確定功率變換器產生的輸出是否大于最小工 作輸出水平。此處，最小工作輸出水平可以是執行過溫保護邏輯的基準值。如果確定功率 變換器的輸出大于最小工作輸出水平，則意味著功率變換器實際所需的冷卻速率不是不充 足的。在這種情況下，將冷卻系統的冷卻速率控制到低一梯級的水平。另一方面，如果確定 功率變換器的輸出不大于最小工作輸出水平，則意味著功率變換器實際所需的冷卻速率是 不充足的。在這種情況下，將冷卻系統的冷卻速率控制到高一梯級的水平。優選地，過溫保護邏輯可以用功率變換器的內部溫度傳感器檢測過溫。如果檢測 到過溫，則邏輯可以通過將功率變換器的輸出限制到低于最小工作輸出值，來適當地降低 功率變換器的溫度。適當地，在過溫保護邏輯由于功率變換器的溫度返回到正常工作水平而結束時， 可以降低冷卻系統的冷卻速率。應該理解的是，本文中使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括一般的 機動車輛(諸如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的客車)、 包括各種艇和船在內的水運工具、飛行器等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混 合電動車、氫動力車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。如本 文中所述，混合動力車是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如既有汽油動力又有電動力 的車輛。下文中將討論本發明的上述及其它特征。
現在將參考通過附圖示出的本發明的某些示例性實施例來詳細描述本發明的上 述及其它特征，其中附圖將在下文中僅通過例證的方式給出，并且因此并非對本發明進行 限制，其中圖1是示出根據本發明示例性實施例的對用于冷卻混合電動車的功率變換器的 冷卻系統進行控制的方法的流程圖；圖2是示出對用于冷卻混合電動車的功率變換器的冷卻系統進行控制的常規方 法的流程圖；圖3是示出對用于冷卻混合電動車的功率變換器的冷卻系統進行控制的常規方 法的圖；并且圖4是示出混合電動車的傳動系系統的示意圖。附圖中陳列的附圖標記包括對下面進一步討論的以下元件的引用電動機
16 驅動軸
20 電池
24 逆變器
28 =DC-DC變換器
32 冷卻系統控制器
優選特征的稍微簡化的表示。本文中公開的本發明的特定設計特征，包括例如特定尺寸、方
向、位置和形狀，將部分地由期望的特定應用和使用環境來確定。 在附圖中，附圖標記在附圖的七幅圖中始終指代本發明的相同或等效部分。10發動機 12
14自動變速器
18尚合器
22電池控制器
26:12V輔助電池
30冷卻系統
36= CAN通信線路
應該理解的是，附圖不
具體實施例方式現在將在下文中詳細參考本發明的各種實施例，其實例在附圖中示出并在下面描 述。雖然將結合示例性實施例來描述本發明，但應理解的是，本說明并非旨在將本發明限于 那些示例性實施例。相反，本發明旨在不僅涵蓋這些示例性實施例，而且涵蓋可包括在所附 權利要求所限定的本發明的精神和范圍內的各種替代形式、改型、等效形式和其它實施例。如上參考圖4所述，混合電動車的傳動系系統包括冷卻系統30 (例如冷卻風扇或 水泵)和冷卻系統控制器32，以冷卻構成混合功率變換器的逆變器M和LDC 28。逆變器 24、LDC 28和冷卻系統控制器32以及各種控制器(例如電池控制器)通過用作信號接口 的CAN通信線路36彼此連接。因此，以這樣的方式對用來冷卻功率變換器的冷卻系統30進行控制通過CAN通 信線路36將功率變換器的溫度信息發送給冷卻系統控制器32，然后冷卻系統控制器32基 于溫度信息控制冷卻系統30提供冷卻速率。可以將功率變換器的溫度信息和冷卻系統的冷卻速率分成預定數量的梯級，使得 基于功率變換器的溫度來控制冷卻系統的冷卻速率以冷卻功率變換器。例如，如圖3所示， 可以將功率變換器的溫度信息分成Tl至T7的七個梯級，并且可以將基于溫度信息的冷卻 速率分成梯級1至梯級7的七個梯級。然而，在功率變換器中發生CAN通信錯誤的情況下，冷卻系統控制器不能接收溫 度信息。為了解決該問題，其控制邏輯被配置成將冷卻速率控制在特定水平即最高水平 (T7，梯級7)。由于該類型的控制方法將冷卻速率控制在最高水平而不管功率變換器的實際 溫度如何，所以消耗了過量的風扇負載，并且在風扇噪聲和耐久性方面非常不利。為此，本發明目的在于提供一種在功率變換器中發生CAN通信錯誤的情況下的更 有效的冷卻控制。當然，在本發明中，當CAN通信正常進行時，冷卻系統控制器接收功率變換器的溫 度信息，并基于該信息來控制冷卻系統的冷卻速率。下面參考圖1和3描述根據本發明的實施例的在CAN通信錯誤情況下對用于冷卻 功率變換器的冷卻系統進行控制的方法。參考圖1，根據該方法，在CAN通信錯誤的情況下，通過利用冷卻控制圖(coolingcontrol map)，將發生CAN通信錯誤時的冷卻溫度估計為初始溫度，并且使用該估計的溫度 來控制冷卻系統(例如冷卻風扇)。例如，參考圖3，如果在CAN通信錯誤時功率變換器的溫度是T4并且與溫度T4相 應的冷卻系統(例如冷卻風扇)的冷卻速率是梯級4，則冷卻系統控制器將與作為CAN通信 錯誤時的當前冷卻速率的梯級4相對應的溫度T4估計為初始溫度(即功率變換器的當前 溫度)，并控制冷卻風扇的速度以維持與該初始溫度相應的冷卻速率梯級4。同時，如果在各功率變換器的溫度由于功率變換器實際所需的冷卻速率的降低而 升高時相應功率變換器的內部溫度傳感器檢測到過溫狀況，則使分立的過溫保護邏輯運 行，并且功率變換器的輸出(例如電壓、電流和電功率)由過溫保護邏輯限制到預定基準值 或更低，以降低功率變換器的溫度。由于功率變換器和冷卻系統控制器都在線路中連接到12V輔助電池，所以冷卻系 統控制器可以檢測到功率變換器的輸出由過溫保護邏輯改變。在這種情況下，當功率變換器產生比過溫保護邏輯的基準值(即最小工作輸出) 更大的輸出(例如電壓、電流和電功率)時，可以確定功率變換器實際所需的冷卻速率不是 不充足的，在這種情況下冷卻系統控制器將冷卻風扇的速度控制到低一梯級的水平。即，冷卻風扇的速度被控制到比這樣估計的初始溫度(即基于功率變換器當前溫 度的冷卻速率)低一梯級的水平，以減小冷卻風扇的噪聲和功率消耗。相反，當功率變換器產生比過溫保護邏輯的基準值(即最小工作輸出)更小的輸 出(例如電壓、電流和電功率)時，可以確定功率變換器實際所需的冷卻速率是不充足的， 在這種情況下冷卻系統控制器將冷卻風扇的速度控制到高一梯級的水平，從而快速冷卻功 率變換器。即，當確定出功率變換器的輸出小于基準值時，功率變換器的溫度被估計為與從 當前冷卻速率增加一梯級的值相對應的溫度，從而允許冷卻系統快速執行冷卻工作。此處，當在冷卻風扇的速度被控制到高一梯級的水平以冷卻功率變換器之后過溫 保護邏輯由于功率變換器的溫度返回到正常工作水平而結束時，如果功率變換器的輸出被 維持在正常范圍內預定時間或更長，則降低冷卻速率，以這種方式可以在各種狀況下靈活 地控制冷卻風扇。根據本發明，通過估計功率變換器的當前溫度以提供基于所估計的溫度的冷卻速 率，并且根據功率變換器的過熱保護邏輯檢測輸出值以增大或降低冷卻速率，可以防止功 率變換器在CAN通信錯誤的情況下過熱。特別地，在功率變換器(例如逆變器和DC-DC變換器)中發生CAN通信錯誤的情 況下，可以通過基于功率變換器的輸出(例如電壓、電流和電功率)檢測過溫狀態以基于檢 測到的狀態來控制冷卻速率，而不是通過將冷卻系統的冷卻速率控制到最大水平，來減小 冷卻系統(例如冷卻風扇)的噪聲和功率消耗并改善冷卻系統的耐久性和效率。已經參考本發明的優選實施例對本發明進行了詳細描述。然而，本領域技術人員 應該理解的是，可以在這些實施例中做出變更而不脫離本發明的原理和精神，其中本發明 的范圍在所附權利要求及其等價形式中限定。
權利要求
1.一種對用于冷卻混合電動車的功率變換器的冷卻系統進行控制的方法，該方法包括將發生CAN通信錯誤時功率變換器的溫度估計為所述功率變換器的當前溫度，并且將 冷卻系統控制在基于所估計的溫度的冷卻速率；確定所述功率變換器產生的輸出是否大于作為執行過溫保護邏輯的基準值的最小工 作輸出水平；如果確定所述功率變換器產生的輸出大于所述最小工作輸出水平，則將所述冷卻系統 的冷卻速率控制到低一梯級的水平；以及如果確定所述功率變換器產生的輸出不大于所述最小工作輸出水平，則將所述冷卻系 統的冷卻速率控制到高一梯級的水平。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述過溫保護邏輯用所述功率變換器的內部溫度傳 感器檢測過溫，并且在檢測到過溫時，通過將所述功率變換器的輸出限制到低于所述最小 工作輸出值來降低所述功率變換器的溫度。
3.如權利要求1所述的方法，還包括在所述過溫保護邏輯由于所述功率變換器的溫度 返回到正常工作水平而結束時，降低所述冷卻系統的冷卻速率。
全文摘要
一種對用于冷卻混合電動車的功率變換器的冷卻系統進行控制的方法，包括將發生CAN通信錯誤時功率變換器的溫度估計為功率變換器的當前溫度，并且將冷卻系統控制在基于所估計的溫度的冷卻速率；以及取決于功率變換器的輸出是否大于基準值來對冷卻系統的冷卻速率進行控制。根據該方法，可以更有效地控制冷卻系統。
文檔編號H05K7/20GK102064671SQ20101015444
公開日2011年5月18日 申請日期2010年3月31日 優先權日2009年11月17日
發明者全信慧, 宋泓錫, 宋秉燮, 崔遠景, 樸亨埈, 李基淙, 林鐘京, 金晙煥 申請人:現代自動車株式會社