控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及控制車輛加熱的方法，更具體地，涉及控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法，其能夠選擇性地操作主加熱器和輔助加熱器，以增加加熱效率。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力電動(dòng)車輛采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源來(lái)提供驅(qū)動(dòng)力，其中電動(dòng)機(jī)通過(guò)獨(dú)立安裝在車輛上的高電壓電池所供應(yīng)的功率進(jìn)行操作?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)車輛被設(shè)計(jì)成根據(jù)環(huán)境同時(shí)或選擇性地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)源來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0003]混合動(dòng)力電動(dòng)車輛通常將電動(dòng)機(jī)用作主驅(qū)動(dòng)源，將發(fā)動(dòng)機(jī)用作輔助驅(qū)動(dòng)源。因?yàn)榕c發(fā)動(dòng)機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后從本質(zhì)上講生成明顯很少的熱，所以混合動(dòng)力電動(dòng)車輛被設(shè)計(jì)成通過(guò)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)加熱發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑而進(jìn)行車內(nèi)加熱。
[0004]在這點(diǎn)上，韓國(guó)未審查的10-2007-0110603號(hào)專利申請(qǐng)公開(kāi)的“控制用于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的加熱系統(tǒng)的方法”公開(kāi)了控制用于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的加熱系統(tǒng)的方法。這里，混合動(dòng)力電動(dòng)車輛包括控制整車能量和其他的混合系統(tǒng)控制單元(HCU)、控制加熱器適當(dāng)?shù)鼐S持車內(nèi)溫度的全自動(dòng)溫度控制器(FATC)、根據(jù)來(lái)自HCU的起動(dòng)/停止指令來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECT)、和用于將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑連續(xù)地供應(yīng)和循環(huán)至加熱器芯的電動(dòng)水泵。該方法包括:第一步，在FATC采集關(guān)于車內(nèi)和車外溫度以及在E⑶采集關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的信息，并且檢查用戶是否輸入加熱要求；第二步，基于在第一步中采集的信息，確定是否需要驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用于加熱；以及第三步，當(dāng)在第二步中確定需要驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，控制用于加熱的水泵的驅(qū)動(dòng)。
[0005]然而，該相關(guān)技術(shù)被設(shè)計(jì)用于單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以用于車內(nèi)加熱的目的。因此，大量的燃料被消耗用于將冷卻劑加熱到合適的溫度，這導(dǎo)致車輛的總?cè)加徒?jīng)濟(jì)性的惡化。
[0006]前述內(nèi)容僅旨在幫助理解本發(fā)明的背景，并非意在指本發(fā)明落入本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]考慮到現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題而作出本發(fā)明。本發(fā)明提供了控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法，所述混合動(dòng)力電動(dòng)車輛具有使用來(lái)自作為主加熱源的發(fā)動(dòng)機(jī)的熱的主加熱器和獨(dú)立的輔助加熱器，其能夠根據(jù)特定環(huán)境選擇性地操作主加熱器和輔助加熱器，以便實(shí)現(xiàn)最佳加熱效率。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法包括加熱量比較步驟，即將輔助加熱器的可用加熱量與輔助加熱器的必要加熱量進(jìn)行比較。當(dāng)輔助加熱器的可用加熱量大于輔助加熱器的必要加熱量時(shí)，加熱效率比較步驟在驅(qū)動(dòng)輔助加熱器時(shí)，將輔助加熱器的加熱效率與基于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的主加熱器的加熱效率進(jìn)行比較。加熱實(shí)施步驟驅(qū)動(dòng)加熱器中具有較高加熱效率的一個(gè)。
[0009]本方法還可包括加熱條件檢查步驟，該步驟將駕駛者設(shè)定的車內(nèi)目標(biāo)溫度與車外溫度進(jìn)行比較。
[0010]本方法還可包括所需加熱量推導(dǎo)步驟，該步驟根據(jù)駕駛者設(shè)定的車內(nèi)目標(biāo)溫度，推導(dǎo)車內(nèi)加熱所需的需要加熱量。
[0011]所需加熱量推導(dǎo)步驟還可包括比較所需加熱量與當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量的步驟，其中當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量是主加熱器在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度下的加熱量。
[0012]當(dāng)所需加熱量大于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量時(shí)，可執(zhí)行加熱量比較步驟。
[0013]在加熱量比較步驟中，當(dāng)可用加熱量少于所需加熱量時(shí)，可計(jì)算期望發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量，所述期望發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量是在驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)生成的發(fā)動(dòng)機(jī)熱所引起的主加熱器的加熱量，并且可執(zhí)行可用量比較步驟，該步驟將所需的加熱量與期望發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量和可用加熱量之和進(jìn)行比較。
[0014]在可用量比較步驟中，當(dāng)期望發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量和可用加熱量之和大于所需加熱量時(shí)，可驅(qū)動(dòng)輔助加熱器，并且在可用量比較步驟中，當(dāng)期望發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量和可用加熱量之和小于所需加熱量時(shí)，可將當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度與用于達(dá)到主加熱器所需的加熱量的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度進(jìn)行比較。
[0015]在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度時(shí)，可驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0016]在正常時(shí)間驅(qū)動(dòng)主加熱器時(shí)可調(diào)整從電動(dòng)機(jī)提供的功率與從發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率的比例，使得從發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率的百分比增加，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)可對(duì)電池充電。
[0017]通過(guò)將車內(nèi)目標(biāo)溫度減去車外溫度所得的值乘以車內(nèi)體積、空氣密度和空氣比熱容，可得到所需加熱量。
[0018]通過(guò)將當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度減去車外溫度所得的值乘以冷卻劑體積、冷卻劑密度和冷卻劑比熱容，可得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量，并且必要加熱量可以是所需加熱量與當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量之差。
[0019]通過(guò)將電池的當(dāng)前剩余量乘以可用于加熱的參考電流比率而計(jì)算當(dāng)前剩余量中可用于加熱的電流量、并將所計(jì)算的可用于加熱的電流量乘以輔助加熱器的參考加熱效率，可計(jì)算輔助加熱器的可用加熱量。
[0020]當(dāng)驅(qū)動(dòng)輔助加熱器時(shí)，通過(guò)將根據(jù)用于預(yù)設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的燃料的總熱量而定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出量的效率、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出量而定的發(fā)電動(dòng)機(jī)生成電流量的效率、根據(jù)所生成的電流量而定的電池的充電效率和輔助加熱器的加熱效率相乘，可計(jì)算加熱效率。
[0021]通過(guò)計(jì)算儲(chǔ)存在車輛內(nèi)的燃料的總熱量并計(jì)算從所計(jì)算的總熱量中傳給冷卻劑的熱量，可獲得根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而定的主加熱器的加熱效率。
[0022]通過(guò)以下公式可計(jì)算傳給冷卻劑的熱量。
[0023]傳給冷卻劑的熱量=(燃料量X燃料單位能量-發(fā)動(dòng)機(jī)輸出量-(排氣溫度-進(jìn)氣溫度)X排氣量X廢氣密度X廢氣比熱容)X冷卻劑傳熱率
[0024]通過(guò)將依車輛速度而變化的預(yù)設(shè)加權(quán)值乘以傳給冷卻劑的熱量，可計(jì)算期望發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量。
[0025]輔助加熱器可以是正溫度系數(shù)(PTC)加熱器。
[0026]根據(jù)控制具有上述結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法，并非始終驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用于車內(nèi)加熱，而是就效率方面在與輔助加熱器比較后選擇性地驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，能夠提高加熱效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0027]此外，在不安裝分立單元的情況下，使用被安裝在車輛內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)和輔助加熱器，因而不會(huì)產(chǎn)生額外的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0028]當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從以下詳細(xì)說(shuō)明中將會(huì)更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)、特征及其他優(yōu)點(diǎn)。
[0029]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法。
[0031]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法的流程圖。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的控制混合動(dòng)力電動(dòng)車輛加熱的方法包括加熱量比較步驟，即，將輔助加熱器的可用加熱量與該輔助加熱器的必要加熱量進(jìn)行比較(S150)。當(dāng)輔助加熱器的可用加熱量大于該輔助加熱器的必要加熱量時(shí)，加熱效率比較步驟在，對(duì)輔助加熱器的加熱效率和基于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的主加熱器的加熱效率進(jìn)行比較(S170)。加熱實(shí)施步驟驅(qū)動(dòng)加熱器中具有較高加熱效率的一個(gè)(S180、S190)。
[0032]詳細(xì)地，本發(fā)明可應(yīng)用于通過(guò)內(nèi)燃機(jī)和由電池供應(yīng)功率的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛。主加熱器是從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑中產(chǎn)生熱的加熱器，而輔助加熱器是使用車輛電池的正溫度系數(shù)(PTC)加熱器。作為輔助加熱器，也可使用加熱泵和其他加熱器代替PTC加熱器。PTC加熱器和加熱泵為通?？色@得的單元，將省略對(duì)其詳細(xì)的描述。
[0033]首先，當(dāng)駕駛者輸入實(shí)施加熱的信號(hào)時(shí)，執(zhí)行加熱條件檢查步驟，該步驟對(duì)駕駛者所設(shè)定的車內(nèi)目標(biāo)溫度和車外溫度進(jìn)行比較(SllO)。當(dāng)車內(nèi)目標(biāo)溫度高于車外溫度時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)主加熱器或輔助加熱器進(jìn)行加熱。因此，可執(zhí)行所需加熱量推導(dǎo)步驟，該步驟根據(jù)車內(nèi)目標(biāo)溫度推導(dǎo)用于車內(nèi)加熱所需要的所需加熱量(S120)。
[0034]所需加熱量是用于使車輛內(nèi)部達(dá)到車內(nèi)目標(biāo)溫度所需要的熱量，并且可通過(guò)以下公式計(jì)算。
[0035]公式I
[0036]所需加熱量=(車內(nèi)目標(biāo)溫度-車外溫度)X車內(nèi)體積X空氣密度X空氣比熱容
[0037]所需加熱量的單位是焦耳(J)或千卡，并且比熱容是用來(lái)將Ikg質(zhì)量的溫度提升1°C需所需的熱量。換句話說(shuō)，所需加熱量是對(duì)應(yīng)于車內(nèi)目標(biāo)溫度與車外溫度之間差異的溫度下的熱量。車內(nèi)目標(biāo)溫度是由駕駛者輸入的值，而車外溫度是通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)的。車內(nèi)體積、空氣密度、和空氣比熱容均為預(yù)設(shè)值。
[0038]在執(zhí)行了所需加熱量推導(dǎo)步驟S120后，還可執(zhí)行所需加熱量與當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量比較的步驟，其中當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量由主加熱器在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的當(dāng)前溫度下給出(S130)。當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量是指在未驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑目前可執(zhí)行加熱的熱量。當(dāng)冷卻劑的當(dāng)前熱量大于所需加熱量時(shí)，可在不操作主加熱器或輔助加熱器的情況下，僅通過(guò)冷卻劑的當(dāng)前熱量執(zhí)行加熱，并因此提高了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0039]可通過(guò)以下公式計(jì)算當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量。
[0040]公式2
[0041]當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量=(當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度-車外溫度)X冷卻劑體積X冷卻劑密度X冷卻劑比熱容
[0042]當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量的單位是焦耳(J)。通過(guò)傳感器檢測(cè)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度和車外溫度。冷卻劑體積、冷卻劑密度、和冷卻劑比熱容均是通過(guò)實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的值。
[0043]當(dāng)所需加熱量大于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量時(shí),可執(zhí)行加熱量比較步驟S150。通過(guò)將電池的當(dāng)前剩余量乘以預(yù)設(shè)的可用于加熱的電流比率(通過(guò)占整個(gè)剩余電流量的百分比(% )表示)從而計(jì)算當(dāng)前剩余量中可用于加熱的電流量(單位為Wh)，并將所計(jì)算的可用于加熱的電流量乘以預(yù)設(shè)的輔助加熱器的加熱效率，可計(jì)算出輔助加熱器的可用加熱量。輔助加熱器的加熱效率的單位是J/Wh，該值對(duì)應(yīng)于根據(jù)輸入電流量的輸出熱量。
[0044]此外，必要加熱量是所需加熱量與當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)加熱量之間的差值，并且是指通過(guò)以下方法獲得的熱量，即從車內(nèi)加熱所需的熱量中減去當(dāng)前主加熱器可實(shí)施加熱的熱量，即，另外需要通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或輔助加熱器操作供應(yīng)的熱量。
[0045]執(zhí)行加熱量比較步驟S150，以檢查是否僅通過(guò)輔助加熱器即可滿足必要加熱量。詳細(xì)地說(shuō)，當(dāng)輔助加熱器的可用加熱量大于必要加熱量時(shí)，可僅使用輔助加熱器。否則，除了輔助加熱器外還需要添加另外的加熱裝置。
[0046]因此，當(dāng)輔助加熱器的可用加熱量大于必要加熱量時(shí)，如上所述，將輔助加熱器的加熱效率與根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而定的主加熱器的加熱效率進(jìn)行比較(S170)，并且可驅(qū)動(dòng)加熱器中具有較高加熱效率的一個(gè)(S180、S190)。
[0047]驅(qū)動(dòng)輔助加熱器