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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Wärmemanagementsystem für ein F ahrzeugantri eb ssystem.
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EINFÜHRUNG
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Diese Einführung stellt im Allgemeinen den Kontext der Offenbarung dar. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in diesem Hintergrundabschnitt beschriebenen Umfang sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, werden gegenüber der vorliegenden Offenbarung ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik zugelassen.
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Die derzeitigen Kraftfahrzeuge, wie das moderne Automobil, sind ursprünglich mit einem Antriebsstrang ausgestattet, der das Fahrzeug antreibt und die fahrzeugseitige Fahrzeugelektronik mit Strom versorgt. In Automobilanwendungen kann das Antriebssystem beispielsweise im Allgemeinen durch eine Antriebsmaschine typisiert werden, die die Antriebskraft über ein Getriebe an ein Endantriebssystem (z. B. Hinterachsdifferenzial, Achsen und Straßenräder) liefert. Automobile wurden traditionsgemäß mit einem Verbrennungsmotor nach Hubkolbenbauart angetrieben, aufgrund dessen leichter Verfügbarkeit und relativ preiswerter Kosten, geringem Gewicht und dessen Gesamtwirkungsgrad. Solche Motoren können beispielsweise Dieselmotoren mit Kompressionszündung (CI), Ottomotoren mit Fremdzündung (SI), Flex-Fuel-Modelle, Zwei-, Vier- und Sechstaktarchitekturen und Drehmotoren als einige nicht einschränkende Beispiele beinhalten. Hybrid- und vollelektrische Fahrzeuge hingegen können alternative Energiequellen, wie z. B. brennstoffzellen- oder batteriebetriebene Elektromotorgeneratoren, nutzen, um das Fahrzeug anzutreiben und die Abhängigkeit von einem Verbrennungsmotor für die Energieversorgung zu minimieren/eliminieren.
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Im Normalbetrieb können Verbrennungsmotor-(ICE)-Baugruppen und große Traktionsmotoren (d. h. für Hybrid- und vollelektrische Antriebsstränge) eine erhebliche Menge an Wärme erzeugen. Um die Lebensdauer der Antriebsmaschine(n) und der verschiedenen im Motorraum untergebrachten Komponenten zu verlängern, können Fahrzeuge mit passiven und aktiven Merkmalen für das Wärmemanagement im Motorraum ausgestattet werden. Passive Maßnahmen zur Verringerung übermäßiger Erwärmung im Motorraum können beispielsweise die thermische Umhüllung der Abgaskanäle, die thermische Beschichtung der Sammler und Krümmer sowie die Integration von wärmeisolierenden Verpackungen für wärmeempfindliche Elektronik beinhalten. Aktive Mittel zur Kühlung des Motorraums beinhalten Kühler, Kühlmittelpumpen und Lüfter. Als weitere Option kann ein Fahrzeug Lüftungsöffnungen beinhalten, die heiße Luft ausstoßen und die konvektive Kühlung im Motorraum verstärken.
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Aktive Wärmemanagementsysteme für Fahrzeuge können eine fahrzeugseitige Steuerung oder ein elektronisches Steuermodul verwenden, um den Betrieb eines Kühlkreislaufs zu regeln, der flüssiges Kühlmittel, im Allgemeinen Öl, Wasser und/oder Frostschutzmittel, in allen Komponenten des Fahrzeugs verteilt. Eine Kühlmittelpumpe kann Kühlflüssigkeit durch Kühlmittelkanäle im Motorblock, im Getriebegehäuse und in der Ölwanne sowie zu einem Kühler oder einem anderen Wärmetauscher fördern. Ein Kühler kann Wärme vom Fahrzeug an Umgebungsluft übertragen. Einige Wärmemanagementsysteme können ein geteiltes Kühlsystem verwenden, das getrennte Kreisläufe und Wassermäntel für Zylinderkopf und Motorblock aufweist, so dass der Kopf unabhängig vom Block gekühlt werden kann. Der Zylinderkopf, der eine geringere Masse als der Motorblock aufweist und sehr hohen Temperaturen ausgesetzt ist, erwärmt sich wesentlich schneller als der Motorblock und muss daher im Allgemeinen zuerst gekühlt werden. Vorteilhaft ist, dass das System während des Warmlaufs den Zylinderkopf zunächst abkühlen und nach einer bestimmten Zeitspanne den Motorblock abkühlen kann.
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Verbrennungsmotoren verbrennen Luft und Kraftstoff in Zylindern, um Antriebsmoment zu erzeugen. Die Verbrennung von Luft und Kraftstoff erzeugt auch Wärme und Abgase. Die von einem Motor erzeugten Abgase fließen durch ein Abgassystem bevor sie in die Atmosphäre abgegeben werden.
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Fahrzeugantriebssysteme, die einen Verbrennungsmotor beinhalten, beinhalten in der Regel einen Kühler, der mit den Kühlmittelkanälen innerhalb des Motors verbunden ist. Motorkühlmittel zirkuliert durch die Kühlmittelkanäle und den Kühler. Das Motorkühlmittel nimmt die Wärme vom Motor auf und führt die Wärme aus dem Motor ab. Die vom Motor entzogene Wärme kann dann einer anderen Komponente innerhalb des Fahrzeugs zugeführt werden, wie beispielsweise einem Kühler, einem Heizkern, einem Getriebewärmetauscher oder dergleichen.
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KURZDARSTELLUNG
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In einem exemplarischen Aspekt beinhaltet ein Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeugantriebssystem einen Motor mit einem Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass, eine Kühlmittelpumpe mit einem Auslass in Verbindung mit dem Motorkühlmitteleinlass, ein Kühlmittelventil, das den Kühlmittelfluss vom Motorkühlmittelauslass zu einem Getriebewärmetauscher steuert, und eine Kühlmittelventilsteuerung, die das Kühlmittelventil während eines anfänglichen Getriebeaufwärmzustands selektiv betätigt, worin die Kühlmittelsteuerung das Kühlmittelventil selektiv schließt, nachdem eine Getriebetemperatur eine Soll-Getriebetemperatur überschritten hat.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt betätigt die Kühlmittelventilsteuerung selektiv das Kühlmittelventil während eines Nacherwärmungszustands, um das Kühlmittelventil zu schließen, bevor die Getriebetemperatur die Soll-Getriebetemperatur erreicht.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt beinhaltet die Getriebetemperatur eine Getriebeöltemperatur des Getriebefluids im Getriebewärmetauscher.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt übersteigt eine Temperatur einer Komponente des Getriebes während des Anwärmzustands nicht die Soll-Getriebetemperatur.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt beinhaltet die Komponente des Getriebes ein Getriebegehäuse.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt schließt die Kühlmittelventilsteuerung selektiv das Kühlmittelventil, wenn die Getriebetemperatur die Soll-Getriebetemperatur um einen vorbestimmten Betrag überschreitet.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt beinhaltet die Soll-Getriebetemperatur eine Getriebetemperatur, oberhalb derer die Getriebe-Spinverluste zunehmen.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt verlängert sich der Aufwärmzustand um eine vorgegebene Zeitspanne.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt beginnt der Aufwärmzustand als Reaktion auf eine Fahrzeuginbetriebnahme.
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In einem weiteren exemplarischen Aspekt beinhaltet das System weiterhin einen Wärmetauscher zur Wärmeabfuhr aus dem Wärmemanagementsystem und die Kühlmittelventilsteuerung betätigt selektiv ein zweites Kühlmittelventil, um einen Kühlmittelstrom durch den wärmeabgebenden Wärmetauscher zu stoppen, sodass die gesamte Wärme aus dem Motor auf den Getriebewärmetauscher gerichtet ist.
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Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung. Es ist zu beachten, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der Offenbarung zu begrenzen.
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Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einschließlich der Ansprüche und der Ausführungsformen leicht ersichtlich, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen werden.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, wobei gilt:
- 1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Wärmemanagementsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Diagramm 200, das einen Spinverlust eines Getriebes in Bezug auf die Getriebetemperatur und das Drehmoment veranschaulicht; und
- 3 ist ein Diagramm 300, das die Getriebefluidtemperatur und die Temperaturreaktionen der Getriebekomponenten eines konventionellen Wärmemanagementsystems und -verfahrens mit einem exemplarischen Wärmemanagementsystem und -verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung vergleicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 veranschaulicht ein exemplarisches aktives Wärmemanagementsystem 100 für verschiedene Komponenten in einem Fahrzeug. Das Wärmemanagementsystem 100 beinhaltet einen Motorblock 102, einen Zylinderkopf 104 und einen Abgaskrümmer 106. Der Abgaskrümmer kann ein integrierter Abgaskrümmer sein, in dem der Abgaskrümmer in den Zylinderkopf integriert ist, ein separater (nicht integrierter) Abgaskrümmer und/oder dergleichen ohne Einschränkung, der einen Kühlmantel aufweist, durch den das Kühlmittel strömt. Das Wärmemanagementsystem 100 beinhaltet ferner eine Zwangsinduktionskomponente 108, wie beispielsweise einen Turbolader. In weiteren exemplarischen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Anmeldung kann die Zwangsinduktionskomponente 108 ein Kompressor, ein Doppellader, eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) und ein VGT-Stellglied sein, das angeordnet ist, um die Schaufeln zu bewegen, um den Abgasstrom durch die Turbine und/oder dergleichen, ohne darauf beschränkt zu sein, zu verändern. Alternativ kann das Wärmemanagementsystem auch ohne Zwangsinduktionskomponente auskommen und auf natürliche Weise abgesaugt werden. Die Erfindung der vorliegenden Offenbarung ist in jeder der Ausgestaltungen anwendbar.
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Das Wärmemanagementsystem 100 beinhaltet ferner einen Wärmetauscher (oder Kühler) 110 zum Wärmeaustausch zwischen einem intern strömenden flüssigen Kühlmittel und einem externen flüssigen Medium (Umgebungsluft) und/oder einem internen flüssigen Medium (Kältemittel). Eine Kühlmittelpumpe 112, die vom Typ mit fester, positiver oder variabler Verdrängung sein kann, ist zum Umwälzen von flüssigem Kühlmittel, das durch den Kühler 110 gekühlt wird, im gesamten System 100 betreibbar. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Pumpe 112 eine Elektropumpe sein, die ein verbessertes Steuern des Strömungsvolumens im Vergleich zu einer mechanischen Pumpe bietet, die nur das Strömungsvolumen basierend auf der betriebenen Drehzahl des Motors variiert. Auf diese Weise ermöglicht eine Pumpe mit einem steuerbaren Strömungsvolumen eine wesentlich verbesserte Steuerung der Wärmemenge, die auf Komponenten innerhalb eines Fahrzeugs übertragen, zwischen diesen verteilt und/oder von diesen abgelehnt werden kann. Ein Ausgleichsbehälter 240 kann einen Zwischenlagerbehälter zum Zurückhalten des Kühlmittelüberlaufs aufgrund der Expansion des Kühlmittels beim Erwärmen und des Kühlmittelrücklaufs beim Kühlen bereitstellen.
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Das Wärmemanagementsystem 100 ist ein geteiltes Kühlsystem-Layout zum unabhängigen Management des wärmeabführenden Kühlmittelstroms durch den Block 102, den Kopf 104, den Abgaskrümmer 106 und den Turbolader 108 - und einen Getriebewärmetauscher 116. Das veranschaulichte Wärmemanagementsystem 100 verwaltet auch separat den Kühlmittelstrom zu dem Kühler 110, einem Kabinenheizkern 118, einem Motorölwärmetauscher 120 und dem Getriebewärmetauscher 116. Mit dieser Konfiguration ist das Wärmemanagementsystem 100 in der Lage, zu entscheiden, welches Teil oder welche Teile des Motors zu einem bestimmten Zeitpunkt gekühlt werden sollen und an welche Komponente oder Komponenten des Fahrzeugantriebsystems oder des Fahrgastraums Energie in Form von erwärmtem Kühlmittel geliefert wird. Der Kühlmittelkreislauf kann durch eine Steuerung (nicht dargestellt) durch kontrollierten Betrieb mindestens der Pumpe 112, eines Motordrehventils 122, eines Hauptdrehventils 124 und eines Kühlerventils 126 gelenkt werden. Die Steuerung kann den Betrieb der Pumpe 112 und der Ventile 122, 124 und 126 als Reaktion auf Signale steuern, die von Sensoren empfangen werden, wie beispielsweise dem Verteilerauslasstemperatursensor 128, dem Motorauslasstemperatursensor 130, dem Blocktemperatursensor 132, dem Kühlmitteltemperatursensor 134, dem Pumpendrucksensor 136, dem Motoreinlasstemperatursensor 138, dem Kühlmitteldrucksensor 146 und/oder dergleichen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Steuerung kann in andere Steuerungen des Fahrzeug- und/oder Fahrzeugantriebssystems integriert, von diesen getrennt oder als völlig unabhängige Steuerung hergestellt werden.
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Das Wärmemanagementsystem 100 verwendet mehrere Abzweigungen von Leitungen, um die veranschaulichten Komponenten fluidisch zu verbinden und den Kühlmittelstrom auf die einzelnen Regelkreise des Systems aufzuteilen. Das Wärmemanagementsystem 100 kann eine Motorauslassleitung 140 beinhalten, die das gesamte Kühlmittel aufnimmt, das durch den Block 102, den Kopf 104, den Krümmer 106 und den Turbolader 108 strömt, wobei die Proportionen durch jede dieser Komponenten durch das Motordrehventil 122 bestimmt werden. In einer bevorzugten, exemplarischen Ausführungsform ist der Kühlmitteldrucksensor 146 so positioniert, dass er den Druck des Kühlmittels in der Motorauslassleitung 140 erfasst. Auf diese Weise wird der Kühlmitteldrucksensor 146 so positioniert, dass er den Druck des Kühlmittels, bei dem das Kühlmittel höchstwahrscheinlich die höchste Temperatur aufweist, und damit den Druck im Vergleich zu anderen möglichen Stellen im System 100 erfasst.
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Das Wärmemanagementsystem 100 kann auch eine Kühlerleitung 142 beinhalten, die einen Einlass in Verbindung mit der Motorauslassleitung 140 und einen Auslass in Verbindung mit einem Einlass zur Pumpe 112 aufweist. Der Kühlmittelstrom durch die Kühlerleitung 142 wird durch das Kühlerventil 126 bestimmt. Eine unabhängig gesteuerte Kühlerleitung, die den Kühler in sich selbst völlig getrennt und unabhängig vom Strömungsweg platziert, ist durchaus einzigartig und liegt in herkömmlichen Wärmemanagementsystemen für Fahrzeuge nicht vor. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, einen Kühler-Bypass-Strömungsweg bereitzustellen, der direkt mit dem Strom durch den Kühler verbunden ist, wie er in vielen herkömmlichen Wärmemanagementsystemen zu finden ist. Im Gegensatz dazu ermöglicht die exemplarische Architektur des Wärmemanagementsystems eine vollständige Steuerung der vom System insgesamt über den Kühler abgelehnten Energiemenge und ermöglicht eine unabhängige und vollständige Steuerung der Verteilung der Wärme auf die Fahrzeugkomponenten, die über die Verwendung einer Bypassleitung 144, die dann die Wärmeenergie an die Motorkomponenten zurückführt, Wärme verbrauchen (Wärme auf andere als die direkt mit dem Motor verbundenen Fahrzeugkomponenten verteilen) und/oder die Wärme innerhalb des Systems aufrechterhalten können. Auf diese Weise kann die Steuerung der im gesamten Wärmemanagementsystem vorhandenen Wärmeenergie auf direkte und unabhängige Weise gesteuert werden. Dadurch wird die Wärmeverteilung zwischen Komponenten, die von zusätzlicher Wärme profitieren können, ferner ermöglicht, anstatt diese Wärmeenergie abzuweisen und/oder zu verschwenden, indem sie an die Umgebung abgegeben wird, wie dies bei herkömmlichen Wärmemanagementsystemen für Fahrzeuge der Fall ist.
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Die anhängige, gemeinsam zugewiesene US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 15/145.417, deren Offenbarung hiermit vollständig in dieses Dokument aufgenommen wird, offenbart ein erfindungsgemäßes Wärmemanagementsystem mit einer Kühlerleitung, die von anderen Strömungswegen getrennt und unabhängig von diesen gesteuert ist. Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht dies die Berücksichtigung der Gesamtsystemwärme bei der Entscheidung, ob und wann Wärme aus dem Gesamtsystem abgeführt werden soll. Im Gegensatz zu der vorliegenden Offenbarung beschreibt diese Offenbarung jedoch ein System und Verfahren, das die Strömung durch den Kühler nur basierend auf den Kühlanforderungen des Motors bestimmt und die thermischen Überlegungen anderer Komponenten im Fahrzeug nicht berücksichtigt.
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Das Hauptdrehventil 124 weist auch einen Einlass in Verbindung mit der Motorauslassleitung 140 auf und bestimmt in Kombination mit dem Kühlerventil 126 den Strömungsanteil durch dieses Ventil 124 und in einen oder mehrere Wärmetauscher, wie beispielsweise den Kabinenheizkern 118, die Motorölheizung 120 und den Getriebewärmetauscher 116, und/oder durch eine Bypassleitung 144. Auf diese Weise wird durch die Steuerung des Hauptdrehventils 124, des Kühlerventils 126 und der Pumpe 112 eine beispiellose Flexibilität erreicht, wenn es darum geht, wie viel Wärme unabhängig voneinander zwischen den Komponenten im Fahrzeug übertragen, an die Umgebungsumgebung (über den Kühler 110) abgegeben und/oder innerhalb des Systems (über eine Bypassleitung 144) aufrecht erhalten werden kann. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Wärmemanagementsystem der vorliegenden Anmeldung im Wesentlichen durch eine Vielzahl von Betriebsmodi gekennzeichnet sein: 1) einen Bypass-Modus, 2) einen Wärmeabweisungsmodus, 3) einen Wärmeübertragungsmodus und 4) eine beliebige Kombination dieser Modi.
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Es ist ferner vorgesehen, dass die Anzahl, Anordnung und die individuellen Eigenschaften der Fluidanschlüsse in einem bestimmten Ventil von denen in den Zeichnungen abweichen und im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verbleiben können.
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Eine zusätzliche Beschreibung des Fahrzeug-Wärmemanagementsystems 100 finden Sie in der gemeinsam angemeldeten, gemeinsam zugewiesenen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 15/883,257, deren Offenbarung hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
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2 ist ein Diagramm
200, das einen Spinverlust eines Getriebes in Bezug auf die Getriebetemperatur veranschaulicht. Die horizontale Achse
202 stellt die Getriebetemperatur und die vertikale Achse
204 die Höhe des Spinverlust-Drehmoments im Getriebe dar. Im Allgemeinen kann unter Spinverlust ein Effizienzverlust beim Betrieb des Getriebes verstanden werden. Das Diagramm
200 stellt den Spinverlust in Bezug auf das Drehmoment
204 dar. Eine Spinverlustkurve
206 veranschaulicht die Höhe des mit dem Spinverlust verbundenen Drehmoments über einen Bereich von Getriebebetriebstemperaturen. Um den Wirkungsgrad zu maximieren, ist es wünschenswert, das Getriebe bei einer Temperatur zu betreiben, die das Spinverlust-Drehmoment minimiert. Dieser tiefste Punkt entlang der Kurve
206 entspricht der Getriebetemperatur, die mit dem geringsten Spinverlust übereinstimmt. Konventionelle Wärmemanagementsysteme beinhalten einen Getriebewärmetauscher, der eine gewisse Steuerung des Wärmestroms in das Getriebe ermöglicht. So offenbart beispielsweise das mitvergebene
US-Patent Nummer 9,732,662 (das Patent '662), dessen Offenbarung hiermit durch Verweis in seiner Gesamtheit aufgenommen wird, Systeme und Verfahren zur Regulierung der Getriebetemperatur. Diese Offenbarung erläutert, dass die Viskosität des Getriebeöls in umgekehrtem Verhältnis zur Temperatur des Getriebeöls steht und dass die dem Getriebe zugeordneten Verluste abnehmen können, wenn die Viskosität des Getriebeöls abnimmt. Dies kann besonders wichtig sein, wenn beispielsweise ein Fahrzeug bei kalten Temperaturen gestartet wird, da die hohe Viskosität der kalten Getriebeflüssigkeit zu erheblichen Spinverlusten führen kann. Abhängig von der Temperatur kann es beispielsweise in Abwesenheit der im Patent '662 offenbarten Systeme und Verfahren einige Minuten dauern, bis die Temperatur des Getriebeöls in einen Bereich ansteigt, in dem die Spinverluste minimiert werden. Folglich befassen sich die Systeme und Verfahren des Patents '662 im Allgemeinen mit der schnellen Erhöhung der Temperatur des Getriebeöls, um die Übertragungsverluste schnell zu reduzieren.
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Schon vor diesen Systemen und Verfahren können Getriebeölkühler vorgesehen worden sein, um die Möglichkeit zu minimieren, dass die Temperatur des Getriebeöls eine Temperatur überschreitet, bei der das Getriebe beschädigt werden kann, und/oder um die Lebensdauer des Getriebes zu verlängern.
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Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben festgestellt, dass die Temperatur der Getriebekomponenten, wie beispielsweise des Getriebegehäuses, der Zahnräder und dergleichen, auch die Temperatur des Getriebes und die Geschwindigkeit, mit der das Getriebe eine gewünschte Betriebstemperatur erreicht, beeinflusst. Während einer ersten Inbetriebnahme- und/oder Aufwärmphase muss nicht nur die Temperatur des Getriebeöls erwärmt werden, um eine gewünschte Betriebstemperatur zu erreichen, sondern auch die Getriebekomponenten müssen aufgewärmt werden. Getriebekomponenten entziehen dem Getriebeöl Wärme, wenn das Getriebeöl wärmer ist als die Getriebekomponenten. Bei einer ersten Aufwärmphase neigen die kälteren Getriebekomponenten dazu, die Geschwindigkeit, mit der das Getriebeöl eine gewünschte Betriebstemperatur erreicht, zu reduzieren.
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Gemäß einem exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ermöglicht ein Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeugantriebssystem das Überschreiten einer vorgegebenen Schwellentemperatur der Getriebeöltemperatur während eines Anwärmzustands.
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3 ist ein Diagramm 300, das die Getriebefluidtemperatur und die Temperaturreaktionen der Getriebekomponenten eines konventionellen Wärmemanagementsystems und -verfahrens mit einem exemplarischen Wärmemanagementsystem und -verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung vergleicht. Die Temperatur wird auf der vertikalen Achse 302 und der Zeitverlauf auf der horizontalen Achse 304 dargestellt. Eine Soll-Getriebetemperatur wird als Linie 306 dargestellt. Wie vorstehend erläutert, ist es wünschenswert, dass die Getriebetemperatur so schnell wie möglich die angestrebte Getriebetemperatur 306 erreicht, um die Spinverluste im Getriebe zu reduzieren. In einem konventionellen Wärmemanagementsystem steigt die Getriebeöltemperaturreaktion 308 langsam an und nähert sich schrittweise der Soll-Getriebetemperatur 306. Diese Wärmemanagementsysteme und -verfahren erlauben es nicht, dass die Getriebeöltemperatur 308 die Soll-Getriebetemperatur überschreitet. Die Temperatur von Komponenten, wie beispielsweise Getriebegehäuse, Zahnräder und dergleichen, wird als Temperaturreaktion 310 der Getriebekomponente dargestellt. Im Allgemeinen folgt die Temperaturreaktion 310 der Getriebekomponente eng der Temperaturreaktion 308 des Getriebeöls.
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Im Gegensatz dazu kann die Temperaturreaktion 312 des Getriebeöls gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Solltemperatur 306 überschreiten. Als Reaktion darauf steigt die Getriebetemperatur 314 wesentlich schneller an. Wenn die Temperatur des Getriebeöls schnell ansteigt und sogar eine Solltemperatur überschreitet, ergibt sich eine größere Differenz zwischen der Temperatur des Getriebeöls 312 und der Temperatur der Getriebekomponente 314. Eine Erhöhung der Temperaturdifferenz führt zu einer Erhöhung der Wärmeübertragungsrate zwischen dem Getriebeöl und den Getriebekomponenten. Dies ermöglicht es, dass die Temperatur der Getriebekomponente 314 mit einer viel höheren Geschwindigkeit ansteigt, als dies bisher möglich war.
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Wenn sich die Temperatur der Getriebekomponente 314 der Solltemperatur 306 nähert, stoppt das Wärmemanagementsystem und -verfahren das Senden zusätzlicher Wärme an den Getriebewärmetauscher, was dazu führt, dass die Temperatur des Getriebeöls 312 zu sinken beginnt. Allmählich nimmt die Differenz zwischen der Getriebeöltemperatur 312 und der Getriebekomponententemperatur 314 weiter ab, da die Wärme weiterhin vom Getriebeöl auf die Getriebekomponenten übertragen wird. Auf diese Weise erreicht die Getriebetemperatur während einer Aufwärmphase viel schneller eine vorgegebene Temperatur, was zu einem verbesserten Wirkungsgrad, einer verbesserten Leistung und reduzierten Emissionen führt.
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Diese Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Ausführungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung also bestimmte Beispiele beinhaltet, ist der eigentliche Umfang der Offenbarung hierdurch in keiner Weise eingeschränkt, und weitere Modifikationen gehen aus dem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und den folgenden Ansprüchen hervor.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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