DE102022110352A1 - System und Verfahren zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Innenpermanentmagnetmotors - Google Patents

Abstract

Ein System und ein Verfahren zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Elektromotors eines Fahrzeugs werden bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Motors mit einer Kühlmitteldüse und einem Nocken und das Messen der Geschwindigkeit, der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung. Das Verfahren umfasst ferner das Berechnen eines Kühlmittelwinkels und eines Kühlmittelbeschleunigungswinkels auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung, wenn die Geschwindigkeit größer als Null ist. Das Verfahren umfasst ferner das Vergleichen des Kühlmittelwinkels mit einem kritischen Winkel. Das Verfahren umfasst ferner das Berechnen eines ersten Steuerwinkels und einer ersten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wenn der Beschleunigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des ersten Steuerwinkels. Das Verfahren umfasst ferner das Bewegen der Nocke in die Position, um die Düse zu bewegen und die Querbeschleunigung zu kompensieren, so dass Kühlmittel in einen Zielbereich des Motors tropft.

Description

• Einführung
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Verteilen von Kühlmittel in einem Innenpermanentmagnetmotor und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum aktiven Kühlen von Endwindungen für einen Innenpermanentmagnetmotor.
• Viele batteriebetriebene Elektrofahrzeuge werden mit einem Elektromotor betrieben, z.B. einem Innenpermanentmagnetmotor (Engl.: Interior Permanent Magnet motor, IPM motor). Viele IPM-Motoren werden mit Kühlmittel oder Kühlöl oder Getriebeöl gekühlt. Während des Fahrzeugbetriebs kann es bei aktuellen IPM-Motoren zu einer unerwünschten Fehlverteilung des Kühlmittels zu dem IPM-Motor aufgrund des Fehlens einer Steuerung der Kühlmittelverteilung, einer Änderung der Bewegung, und einer Rahmenneigung des Fahrzeugs, kommen. Eine falsche Verteilung der Kühlflüssigkeit zum IPM-Motor kann zu einer unerwünschten heißen Stelle in einem Bereich des Motors führen.
• Beschreibung der Erfindung
• Während die derzeitigen Innenpermanentmagnetmotoren (IPM-Motoren) ihren beabsichtigten Zweck erfüllen, besteht daher Bedarf an einem verbesserten IPM-Motor mit steuerbarer Kühlmittelverteilung und einem System zur Steuerung der Kühlmittelverteilung in einem IPM-Motor eines Fahrzeugs.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines IPM-Motors eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Motors. Der Motor umfasst eine drehbare Welle, die mit einem Rotor verbunden ist, und eine Statoreinheit mit leitenden Wicklungen, die um den Rotor herum angeordnet sind. Die Wicklungen haben einen geraden Abschnitt, der sich radial zu einem Endwindungsabschnitt mit einem Zielbereich erstreckt. Der Motor umfasst ferner einen Ölsumpf, der über der Statoreinheit angeordnet ist. Der Ölsumpf umfasst ein Reservoir mit einer Innenseite zur Aufnahme von Kühlmittel und einer Außenseite, die über dem Endwindungsabschnitt angeordnet ist. Das Reservoir weist mindestens eine Öffnung auf, welche durch dieses hindurch über dem Zielbereich des Endwindungsabschnitts ausgebildet ist.
• In diesem Aspekt umfasst der Motor ferner eine bewegliche Düse mit einem ersten offenen Ende, das sich zu einem zweiten offenen Ende erstreckt. Das erste offene Ende ist mit der mindestens einen Öffnung verbunden, so dass die bewegliche Düse und das Reservoir in Fluidverbindung stehen. Das zweite offene Ende erstreckt sich von der mindestens einen Öffnung und ist in der Nähe des Zielbereichs des Endwindungsabschnitts für die Kühlmittelverteilung angeordnet. Ein Nocken ist in beweglichem Kontakt mit der beweglichen Düse. Der Nocken ist beweglich angeordnet, um das zweite offene Ende der Düse über den Zielbereich des Endwindungsabschnitts für die Verteilung von Kühlmittel aus dem Ölsumpf zu dem Endwindungsabschnitt zu bewegen.
• Das Verfahren umfasst ferner das Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung des Fahrzeugs und des Straßenneigungswinkels des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs. In diesem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Berechnen eines Kühlmittelwinkels, eines Kühlmittelbeschleunigungswinkels auf der Grundlage der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als Null ist. Der Kühlmittelwinkel ist definiert als ein erster Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende. Der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist definiert als ein Winkel, der durch die Schwerkraft und die Querbeschleunigung verursacht wird. In diesem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Vergleichen des Beschleunigungswinkels mit einem kritischen Winkel, der ein maximaler Winkel ist, unter dem Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs relativ zu dem zweiten Ende tropft.
• In diesem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Berechnen eines ersten Steuerwinkels und einer ersten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wenn der Beschleunigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die erste Kühlmitteldistanz ist eine erste Distanz von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Querbeschleunigung.
• Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des ersten Steuerwinkels. Die Nockenposition ist eine Position, in der der Nocken so angeordnet ist, dass er das zweite offene Ende der Düse so bewegt, um die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft. In diesem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Bewegen des Nockens in die Position, in der das zweite offene Ende bewegt und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs kompensiert wird, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
• In einem Beispiel dieses Aspekts der vorliegenden Offenbarung umfasst der Schritt des Berechnens des Kühlmittelbeschleunigungswinkels und der ersten Kühlmitteldistanz das Anwenden von $${\theta }_{lat}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{a_{lat}}{g}\right)$$

  

  und $$m=ltan\left(\theta \right)=ltan\left({\theta }_{lat}+{\theta }_{tilt}\right),$$

  

  wobei θ_lat der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist, θ_tilt der Neigungswinkel der Straßenneigungswinkel ist, Θ der Kühlmittelwinkel (θ = θ_tilt + θ_lat) ist, α_lat die Querbeschleunigung ist, g die Schwerkraftkonstante ist, und m die erste Kühlmitteldistanz ist.
• In einem anderen Beispiel umfasst der Schritt der Berechnung des ersten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen und $$\begin{array}{l}m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)\\ {\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{u-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),\end{array}$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die erste Kühlmitteldistanz durch die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• In noch einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Vergleichen des Straßenneigungswinkels mit dem kritischen Winkel, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich Null ist. Der Straßenneigungswinkel ist definiert als ein zweiter Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende. In diesem Beispiel umfasst das Verfahren das Berechnen eines zweiten Steuerwinkels und einer zweiten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs, wenn der Straßenneigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die zweite Kühlmitteldistanz ist ein zweiter Abstand von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Straßenneigung.
• In noch einem weiteren Beispiel umfasst der Schritt des Berechnens des zweiten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$\begin{array}{l}m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)\\ {\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),\end{array}$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l ‘der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die zweite Kühlmitteldistanz durch den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• In einem anderen Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des zweiten Steuerwinkels. Die Nockenposition ist eine Position, in der die Nocke so angeordnet ist, dass sie das zweite offene Ende der Düse bewegt, um den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
• In noch einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Bewegen der Nocke in die Position, um das zweite offene Ende zu bewegen und den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
• In noch einem weiteren Beispiel ist der kritische Winkel der maximale Winkel, in dem das Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs tropft, wobei der kritische Winkel repräsentiert wird durch $${\theta }_{crit}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{r}{l}\right),$$

  

  wobei θ_crit der maximale Winkel ist, in dem das Kühlmittel in den Zielbereich tropft, l die Distanz zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein System zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Innenpermanentmagnetmotors eines Fahrzeugs offenbart. Das System umfasst einen Motor mit einer drehbaren Welle, die mit einem Rotor und einer Statoreinheit verbunden ist. Die Statoreinheit umfasst leitende Wicklungen, die um den Rotor herum angeordnet sind. Die Wicklungen haben einen geraden Abschnitt, der sich radial zu einem Endwindungsabschnitt mit einem Zielbereich erstreckt. Der Motor umfasst ferner einen Ölsumpf, der über der Statoreinheit angeordnet ist. Der Ölsumpf umfasst ein Reservoir mit einer Innenseite zur Aufnahme von Kühlmittel und einer Außenseite, die über dem Endwindungsabschnitt angeordnet ist. Das Reservoir weist mindestens eine Öffnung auf, welche durch dieses hindurch über dem Zielbereich des Endwindungsabschnitts ausgebildet ist.
• In dieser Ausführungsform umfasst der Motor ferner eine bewegliche Düse mit einem ersten offenen Ende, das sich zu einem zweiten offenen Ende erstreckt. Das erste offene Ende ist mit der mindestens einen Öffnung verbunden, so dass die bewegliche Düse und das Reservoir in Fluidverbindung stehen. Das zweite offene Ende erstreckt sich von der mindestens einen Öffnung und befindet sich benachbart zu dem Zielbereich des Endwindungsbachnitts für die Kühlmittelverteilung. Das System umfasst ferner ein Verbindungsstück, das beweglich in der Nähe der beweglichen Düse angeordnet ist. Der Motor umfasst ferner einen Nocken, der in beweglichem Kontakt mit der beweglichen Düse steht. Der Nocken ist beweglich angeordnet, um das zweite offene Ende der Düse über den Zielbereich des Endwindungsabschnitts zur Verteilung von Kühlmittel aus dem Ölsumpf zu dem Endwindungsabschnitt zu bewegen.
• In dieser Ausführungsform umfasst das System ferner einen Aktuator, der mit dem Verbindungsstück in Verbindung steht und so angeordnet ist, dass er das Verbindungsstück und den Nocken bewegt, um das zweite offene Ende so zu bewegen, dass Kühlmittel in den Zielbereich des Endwindungsabschnitts tropft. Das System umfasst ferner einen Sensor, der konfiguriert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs und eine Straßenneigungswinkel des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs zu messen.
• Der Sensor ist eingerichtet, ein Signal der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung des Fahrzeugs und des Straßenneigungswinkels zu senden.
• Das System umfasst ferner eine Steuerung, die mit dem Aktuator in Verbindung steht und konfiguriert ist, den Aktuator zu steuern, wenn das Signal von dem Sensor empfangen wird. Die Steuerung ist konfiguriert, einen Kühlmittelbeschleunigungswinkel auf der Grundlage der Querbeschleunigung zu berechnen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als Null ist. Der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist definiert als ein erster Winkel der Kühlmitteltropfen an dem Endwindungsabschnitt relativ zu dem zweiten Ende. Die Steuerung ist konfiguriert, den Beschleunigungswinkel mit einem kritischen Winkel zu vergleichen, der ein maximaler Winkel ist, unter dem Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs relativ zu dem zweiten Ende tropft. Das System umfasst ferner eine Energiequelle, die konfiguriert ist, den Aktuator, den Sensor und die Steuerung mit Energie zu versorgen.
• In dieser Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, einen ersten Steuerwinkel und eine erste Kühlmitteldistanz auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu berechnen, wenn der Beschleunigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die erste Kühlmitteldistanz ist ein erster Abstand von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Querbeschleunigung. Die Steuergerät ist konfiguriert, auf der Grundlage des ersten Steuerwinkels eine Nockenposition zu bestimmen. Die Nockenposition ist eine Position, bei der der Nocken so angeordnet ist, dass er das zweite offene Ende der Düse bewegt, um die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs der Endwindung tropft.
• In dieser Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, den Aktuator zu steuern, um den Nocken in die Position zu bewegen, um dabei das zweite offene Ende zu bewegen und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
• In einer Ausführungsform dieses Aspekts ist die Steuerung konfiguriert, den Kühlmittelbeschleunigungswinkel und die erste Kühlmitteldistanz zu berechnen durch Anwenden von $${\theta }_{lat}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{a_{lat}}{g}\right)$$

  

  und $$m=ltan\left(\theta \right)=ltan\left({\theta }_{lat}+{\theta }_{tilt}\right),$$

  

  wobei θ_lat der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist, θ_tilt der Straßenneigungswinkel ist, θ der Kühlmittelwinkel (θ = θ_tilt + θ_lat) ist, α_lat die Querbeschleunigung ist, g die Gravitationskonstante ist, und m die erste Kühlmitteldistanz ist.
• In einer anderen Ausführungsform ist die Steurung konfiguriert, den ersten Steuerwinkel zu berechnen durch Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen und $$\begin{array}{l}m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)\\ {\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),\end{array}$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die erste Kühlmitteldistanz durch die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, den Straßenneigungswinkel mit dem kritischen Winkel zu vergleichen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs Null ist. Der Straßenneigungswinkel ist definiert als ein zweiter Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende. In dieser Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs einen zweiten Steuerwinkel und eine zweite Kühlmitteldistanz zu berechnen, wenn der Straßenneigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die zweite Kühlmitteldistanz ist ein zweiter Abstand von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Fahrbahnneigung.
• In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, den zweiten Steuerwinkel zu berechnen durch Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die zweite Kühlmitteldistanz durch den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, auf der Grundlage des zweiten Steuerwinkels eine Nockenposition zu bestimmen. Die Nockenposition ist eine Position, in der der Nocken angeordnet ist, das zweite offene Ende der Düse zu bewegen, um den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
• In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert, den Aktuator zu steuern, die Nocke in die Position zu bewegen, um das zweite offene Ende zu bewegen, und den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
• In einer anderen Ausführungsform ist der kritische Winkel der maximale Winkel, in dem das Kühlmittel in den Zielbereich tropft, wobei der kritische Winkel wie repräsentiert wird durch $${\theta }_{crit}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{r}{l}\right),$$

  

  wobei θ_crit der maximale Winkel ist, in dem das Kühlmittel in den Zielbereich tropft, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Innenpermanentmagnetmotors eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Motors mit einer drehbaren Welle, die mit einem Rotor verbunden ist, und einer Statoreinheit, welche leitende Wicklungen umfasst, die um den Rotor herum angeordnet sind. Die Wicklungen haben einen geraden Abschnitt, der sich radial zu einem Endwindungsabschnitt mit einem Zielbereich erstreckt. Der Motor umfasst ferner einen Ölsumpf, der über der Statoreinheit angeordnet ist. Der Ölsumpf umfasst ein Reservoir mit einer Innenseite zur Aufnahme von Kühlmittel und einer Außenseite, die oberhalb des Endwindungsabschnitts angeordnet ist. Das Reservoir weist mindestens eine Öffnung auf, welche durch dieses hindurch über dem Zielbereich des Endwindungsabschnitts ausgebildet ist.
• In diesem Aspekt umfasst der Motor ferner eine bewegliche Düse mit einem ersten offenen Ende, das sich bis zu einem zweiten offenen Ende erstreckt. Das erste offene Ende ist mit der mindestens einen Öffnung verbunden, so dass die bewegliche Düse und das Reservoir in Fluidverbindung stehen. Das zweite offene Ende erstreckt sich von der mindestens einen Öffnung und ist benachbart über dem Zielbereich des Endwindungsabschnitts zur Kühlmittelverteilung angeordnet.
• In diesem Aspekt umfasst der Motor einen Nocken, der in beweglichem Kontakt mit der beweglichen Düse steht. Der Nocken ist beweglich angeordnet, um das zweite offene Ende der Düse über den Zielbereich des Endwindungsabschnitts zu bewegen, um Kühlmittel aus dem Ölsumpf auf den Endwindungsabschnitt zu verteilen.
• Das Verfahren umfasst ferner das Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs und eines Straßenneigungswinkels des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ferner das Berechnen des Kühlmittelbeschleunigungswinkels auf der Grundlage der Querbeschleunigung, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als Null ist. Der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist definiert als ein erster Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende.
• In diesem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Vergleichen des Beschleunigungswinkels mit einem kritischen Winkel, der ein maximaler Winkel ist, in dem Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs relativ zu dem zweiten Ende tropft. Das Verfahren umfasst ferner das Berechnen eines ersten Steuerwinkels und einer ersten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wenn der Beschleunigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die erste Kühlmitteldistanz ist eine erste Distanz von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Querbeschleunigung.
• Das Verfahren umfasst ferner das Vergleichen des Straßenneigungswinkels mit dem kritischen Winkel, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs Null ist. Der Straßenneigungswinkel ist definiert als ein zweiter Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende. Das Verfahren umfasst ferner das Berechnen eines zweiten Steuerwinkels und einer zweiten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs, wenn der Straßenneigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die zweite Kühlmittdistanz ist ein zweiter Abstand von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Straßenneigung.
• In diesem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des ersten Steuerwinkels oder des zweiten Steuerwinkels. Die Nockenposition ist eine Position, in der die Nocke angeordnet ist, das zweite offene Ende der Düse zu bewegen, um die Querbeschleunigung oder den Straßenneigungswinkel des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung fällt.
• Das Verfahren umfasst ferner das Bewegen der Nocke in die Position, um das zweite offene Ende zu bewegen und die Querbeschleunigung oder den Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
• In einem Beispiel umfasst der Schritt des Berechnens des Kühlmittelbeschleunigungswinkels und der ersten Kühlmitteldistanz da Anwenden von $${\theta }_{lat}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{a_{lat}}{g}\right)$$

  

  und $$m=ltan\left(\theta \right)=ltan\left({\theta }_{lat}+{\theta }_{tilt}\right),$$

  

  wobei θ_lat der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist, θ_tilt der Neigungswinkel der Straße ist, θ der Kühlmittelwinkel (θ = θ_tilt + θ_lat) ist, α_lat die Querbeschleunigung ist, g die Gravitationskonstante ist, und m die erste Kühlmitteldistanz ist.
• In einem anderen Beispiel umfasst der Schritt des Berechnens des ersten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die erste Kühlmitteldistanz durch die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• In noch einem weiteren Beispiel umfasst der Schritt des Berechnens des zweiten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die zweite Kühlmitteldistanz durch den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der vorliegenden Beschreibung ergeben. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
• Figurenliste
• Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur Zwecken der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
• 1A ist eine schematische Ansicht eines Systems zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Innenpermanentmagnetmotors eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
• 1B ist eine perspektivische Ansicht einer Statoreinheit des Innenpermanentmagnetmotors in 1A.
• 1C ist eine Endansicht der Statoreinheit im Betrieb, wenn das Fahrzeug in eine erste Richtung gekippt ist.
• 1D ist eine Endansicht der Statoreinheit im Betrieb, wenn das Fahrzeug in eine zweite Richtung gekippt ist.
• 2A-2B sind schematische Teilseitenansichten eines Innenpermanentmagnetmotors mit einem auf der Querbeschleunigung des Fahrzeugs basierenden Kühlmittelbeschleunigungswinkel.
• 3A-3B sind schematische Teil-Seitenansichten eines Innenpermanentmagnetmotors mit einem Straßenneigungswinkel, der auf der Straßenneigung des Fahrzeugs basiert.
• 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum aktiven Kühlen von Endwindungen des Innenpermanentmagnetmotors in den 1A-1D in Übereinstimmung mit einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
• 5 ist ein Flussdiagramm eines anderen Verfahrens zum aktiven Kühlen von Endwindungen des Motors in den 1A-1D.
• Detaillierte Beschreibung
• Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken.
• Die vorliegende Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zum aktiven Kühlen von Endwindungen des Stators in einem Elektromotor, wie z.B. einem Innenpermanentmagnetmotor (IPM-Motor) eines Fahrzeugs, bereit. Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung sorgen für eine kontrollierte Verteilung von Kühlmittel an einer Endwindung eines Elektromotors, beispielsweise eines IPM-Motors. Das System umfasst einen Elektromotor und eine Steuerung zum Steuern der Kühlmittelverteilung. Der Motor umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Düsen, die in Fluidverbindung mit einem Ölsumpf stehen, der so konfiguriert ist, dass er Kühlmittel für die Schwerkraftverteilung des Kühlmittels über eine Statoreinheit des Motors enthält. Die Düsen sind beweglich oberhalb einer Statoreinheit des Motors angeordnet und können von der Steuerung so gesteuert werden, dass das Kühlmittelöl während des Betriebs des Fahrzeugs gleichmäßiger auf die Statoreinheit verteilt werden kann. Eine Vielzahl von Verbindungsstücken, die mit einer Vielzahl von Nocken zusammenwirken, sind beweglich mit den Düsen verbunden, so dass die Nocken bei Bewegung der Verbindungsstücke die Düsen über die Statoreinheit bewegen. Auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Fahrzeugs oder des Straßenneigungswinkels des Kühlmittels wird die Bewegung der Verbindungsstücke über die Steuerung des Systems gesteuert, das über einen Aktuator verfügt, der mit den Verbindungsstücken verbunden ist. Infolgedessen helfen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, einer möglichen Fehlverteilung von Kühlmittel an die Statoreinheit des Motors aufgrund von Querbeschleunigung und Straßenneigungswinkel entgegenzuwirken oder sie auszugleichen. Das heißt, die Systeme und Verfahren bieten eine relativ verbesserte Verteilung von Kühlmittel an die Statoreinheit während des Betriebs eines Fahrzeugs auf der Grundlage der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels.
• In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Elektromotors, wie z.B. eines Innenpermanentmagnetmotors (IPM-Motor) eines Fahrzeugs, in den 1A-1D dargestellt. Wie dargestellt, umfasst der Motor 12 ferner eine im Gehäuse 14 angeordnete Statoreinheit 20. Die Statoreinheit 20 umfasst einen Kern 22, in dem leitende Wicklungen 24 radial angeordnet sind und sich radial von diesem erstrecken. In dieser Ausführungsform sind die Wicklungen 24 um den Rotor 18 herum angeordnet und weisen einen geraden Abschnitt 26 (in Phantomdarstellung) auf, der sich radial zu Endwindungsabschnitten 30 erstreckt, die einen Zielbereich 31 aufweisen. Der Zielbereich ist ein Bereich, auf den während des Betriebs des Fahrzeugs Kühlmittel getropft oder verteilt werden soll.
• Wie dargestellt, hat der gerade Abschnitt 26 eine erste radiale Seite 32, die sich radial zu einer zweiten radialen Seite 34 erstreckt. Darüber hinaus haben die Endwindungsabschnitte 30 einen ersten Windungsabschnitt 40, der sich radial von der ersten radialen Seite 32 erstreckt, und einen zweiten Windungsabschnitt 42, der sich radial von der zweiten radialen Seite 34 erstreckt. Wie in den 1A-1D gezeigt, ist der Kern 22 um den geraden Abschnitt 26 der Wicklungen 24 angeordnet. Der erste und der zweite Windungsabschnitt erstrecken sich radial von dem Kern 22. Wie weiter unten erläutert wird, wird das Kühlöl während des Betriebs des Motors 12 auf den ersten und zweiten Windungsabschnitten verteilt.
• Mit Bezug auf die 1A-1D umfasst der Motor 12 ferner einen Ölsumpf 44, der am Gehäuse 14 oberhalb des Kerns 22 angeordnet ist. Der Ölsumpf 44 umfasst ein Reservoir 46 mit einer Innenseite 48 zur Aufnahme von Kühlmittel (oder Kühlmittelöl oder Getriebeöl) und einer Außenseite 50, die über dem Kern 22 angeordnet ist. Das Reservoir 46 hat mindestens eine Öffnung 52, vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen 52, die über den Endwindungsabschnitten 30 (dem ersten Windungsabschnitt 40 und dem zweiten Windungsabschnitt), die sich vom Kern 22 aus erstrecken, ausgebildet sind. Die Öffnungen 52 ermöglichen die Schwerkraftverteilung des Kühlmittels zu der Statoreinheit 20. Wie in 3 dargestellt, ist jede Öffnung 52 durch das Reservoir 46 über einem des ersten und des zweiten Windungsabschnitts, die sich vom Kern 22 erstrecken, ausgebildet.
• Wie in den 1C-1D dargestellt ist, umfasst der Motor 12 ferner eine bewegliche Düse oder ein Rohr 54, vorzugsweise eine Vielzahl beweglicher Düsen 54, die ein erstes offenes Ende 56 aufweisen, das sich zu einem zweiten offenen Ende 58 erstreckt. Wie dargestellt, ist jedes erste offene Ende 56 mit einer der Öffnungen 52 verbunden, so dass jede bewegliche Düse 54 und das Reservoir 46 in Fluidverbindung stehen, um eine kontrollierte Schwerkraftverteilung des Kühlmittels an die Statoreinheit 20 zu ermöglichen. Jedes zweite offene Ende 58 erstreckt sich von der Öffnung 52, mit der das jeweilige erste offene Ende 56 verbunden ist, und ist zur Kühlmittelverteilung benachbart über dem Zielbereich 31 des Enddrehteils 30 angeordnet. Wie dargestellt, ist jedes zweite offene Ende 58 benachbart entweder über dem ersten Windungsabschnitt 40 oder dem zweiten Windungsabschnitt 42 positioniert, so dass Kühlmittelöl durch Schwerkraft auf den jeweiligen Zielbereich 31 des Endwindungsabschnitts 30 der Statoreinheit 20 in kontrollierter Weise verteilt werden kann.
• Wie weiter unten noch näher erläutert wird, sind die beweglichen Düsen 54 so angeordnet, dass sie über einen des ersten und des zweiten Windungsabschnitts bewegt werden können, um eine gleichmäßigere Verteilung des Kühlmittelöls auf den Motor 12 zu gewährleisten. Die Position der Öffnungen 52 und der zweiten offenen Enden 58 über dem ersten und zweiten Windungsabschnitt ermöglicht die Verteilung von Kühlmittelöl durch Schwerkraft. Während des Betriebs sorgt die Steuerung der Bewegung der zweiten Enden für eine gleichmäßigere Verteilung des Kühlöls auf dem Motor 12, wie im Folgenden näher erläutert wird.
• Es versteht sich, dass die beweglichen Düsen 54 aus jedem geeigneten Material, wie z.B. polymerem oder metallischem Material, hergestellt werden können, ohne dass dies vom Geist oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abweicht. Wenn die Düsen 54 beispielsweise ein metallisches Material umfassen, kann das erste offene Ende 56 mit den Öffnungen 52 über eine flexible oder schwenkbare Verbindung verbunden sein, wodurch das zweite offene Ende 58 relativ zu den Endwindungsabschnitten 30 beweglich ist. Darüber hinaus, wenn die Düsen 54 ein polymeres Material umfassen, kann das polymere Material jeder beliebige geeignete Kunststoff sein, um dadurch dem zweite offene Ende 58 zu ermöglichen, relativ zu den Endwindungsabschnitten 30 beweglich zu sein.
• Ferner zu dieser Ausführungsform veranschaulichen die 1C-1D eine Vielzahl von Verbindungsstücken, die beweglich in dem Gehäuse 14 angeordnet sind. Zum Beispiel sind ein erstes Verbindungsstück 60 und ein zweites Verbindungsstück 62 beweglich in der Nähe der beweglichen Düsen 54 angeordnet. In dieser Ausführungsform sind die Verbindungsstücke bewegliche Stangen, von denen jede um eine Drehachse beweglich angeordnet ist. Wie dargestellt, drehen sich das erste Verbindungsstück 60 und das zweite Verbindungsstück 62 beweglich um Achsen.
• Mit Bezug auf die 1C-1D ist das erste Verbindungsstück 60 Nahe über dem ersten Windungsabschnitt 40 und das zweite Verbindungsstück 62 ist Nahe über dem zweiten Windungsabschnitt angeordnet. In dieser Ausführungsform ist eine Vielzahl von Nocken 64 mit jedem des ersten und des zweiten Verbindungsstücks 60, 62 verbunden. Jeder Nocken 64 hat einen ersten Abschnitt 66, der sich zu einem zweiten Abschnitt 68 erstreckt. Wie dargestellt, ist der erste Abschnitt 66 mit dem entsprechenden Verbindungsstück verbunden und der zweite Abschnitt 68 ist gleitend mit einer der mehreren Düsen 54 verbunden.
• Es versteht sich, dass der zweite Abschnitt 68 auf jede geeignete Weise gleitend mit einer der Düsen 54 verbunden sein kann, ohne dass dies vom Geist oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abweicht. Zum Beispiel kann der zweite Abschnitt 68 gleitend mit einer der Düsen 54 mittels eines Schiebemechanismus (nicht dargestellt) verbunden sein, der es dem zweiten Abschnitt 68 ermöglicht, entlang einer Länge der Düse 54 zu gleiten, um dadurch das zweite offene Ende 58 zu bewegen, wenn sich das entsprechende Verbindungsstück um seine Achse dreht. Somit ist bei einer Drehbewegung seines entsprechenden Verbindungsstücks jeder Nocken 64 mit dem Verbindungsstück so angeordnet, dass er das zweite offene Ende 58 der Düse 54 über den Endwindungsabschnitt 30 bewegt, um Kühlmittelöl aus dem Ölsumpf 44 auf den Endwindungsabschnitt 30 zu verteilen.
• Es versteht sich, dass die Düsen 54 und der Nocken 64 aus metallischem Material gefertigt sein können. In dieser Ausführungsform kann der zweite Abschnitt 68 des Nocken 64 über einen magnetischen Mechanismus (nicht dargestellt) gleitend mit der Düse 54 verbunden sein. Der magnetische Mechanismus kann es dem zweiten Abschnitt 68 ermöglichen, entlang der Länge der Düse 54 zu gleiten, um dadurch das zweite offene Ende 58 zu bewegen, wenn sich das entsprechende Verbindungsstück um seine Achse dreht.
• Die 1C-1D zeigen den Kühlmittelölstrom 70, 72 während des Betriebs eines Fahrzeugs als Ergebnis einer Implementierung des Systems 10 der vorliegenden Offenbarung. Wenn das Fahrzeug eine Querbeschleunigung oder eine Straßenneigung erfährt, kann die Verteilung des Kühlmittelölstroms 70, 72 zu den Endwindungsabschnitten 30 beeinflusst werden. Eine solche Änderung der Bewegung oder der Neigung des Fahrzeugrahmens kann zu einer ungleichmäßigen oder falschen Verteilung von Kühlmittelöl zu den Endwindungsabschnitten 30 führen, wenn das System 10 nicht eingesetzt wird. Gemäß der vorliegenden Offenbarung sorgt das System 10 für eine gleichmäßigere Verteilung des Kühlmittels an den Motor 12, indem es die Verbindungsstücke und Nocken 64 bewegt, um dadurch die Düsen 54 über die Endwindungsabschnitte 30 zu bewegen, so dass die Kühlmitteltropfen den Zielbereich berühren. Wie in den 1C-1D gezeigt, wird der Kühlmittelfluss 70, 72 durch die Implementierung des Systems 10 beeinflusst. Infolgedessen und wie unten ausführlicher beschrieben, kompensiert das System 10 eine mögliche Fehlverteilung von Kühlmittelöl zum Motor 12 auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Fahrzeugs und des Straßenneigungswinkels des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs.
• In dieser Ausführungsform umfasst das System 10 ferner einen Aktuator 80, eine Steuerung 82, einen Sensor 84 und eine Stromquelle 86, wie in den 1A-1D dargestellt. Wie dargestellt, steht der Aktuator 80 in Verbindung mit dem Verbindungsstück. Das heißt, der Aktuator 80 ist eingerichtet, das erste und zweite Verbindungsstück 60, 62 und die Nocken 64 zu bewegen. Das Bewegen der Verbindungsstücke und Nocken 64 bewegt dabei das zweite offene Ende 58 der Düse 54 über die Endwindungsabschnitte 30.
• Mit Bezug auf die 1A-1D umfasst das System ferner, dass der Sensor 84 konfiguriert ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und den Straßenneigungswinkel des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs zu messen. Der Sensor 84 ist eingerichtet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und die Straßenneigung erfasst werden, ein damit verbundenes Signal an eine Steuerung 82 zu senden. Es versteht sich, dass der Sensor 84 an jeder geeigneten Stelle des Fahrzeugs (z.B. neben den beweglichen Düsen, neben den Vorderrädern, dem Lenkrad, der Fahrzeugmitte) angeordnet sein kann, um die Geschwindigkeit, die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel zu erfassen, ohne dass dies vom Geist oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abweicht.
• Wie in 1A dargestellt, umfasst das System ferner, dass die Steuerung 82 mit dem Aktuator kommuniziert und konfiguriert ist, das Stellglied zu steuern, wenn das Signal von dem Sensor 84 empfangen wird. Die Steuerung 82 ist konfiguriert, einen Kühlmittelwinkel, einen Kühlmittelbeschleunigungswinkel und eine erste Kühlmitteldistanz auf der Grundlage der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels zu berechnen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als Null ist. In dieser Ausführungsform ist der Kühlmittelwinkel definiert als ein erster Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende. Der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist definiert als ein Winkel, der durch die Gravitation und die Querbeschleunigung verursacht wird. Die erste Kühlmitteldistanz ist eine erste Distanz der Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels.
• In dieser Ausführungsform und wie in den 2A-2B gezeigt, berechnet die Steuerung den Kühlmittelbeschleunigungswinkel und die erste Kühlmitteldistanz durch Anwenden von: $${\theta }_{lat}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{a_{lat}}{g}\right)$$

  

  und $$m=ltan\left(\theta \right)=ltan\left({\theta }_{tilt}+{\theta }_{lat}\right),$$

  

  wobei Θ θ_lat der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist, θ_lat der Straßenneigungswinkel ist, θ der Kühlmittelwinkel (θ = θ_tilt + θ_lat) ist, α_lat die Querbeschleunigung ist, g die Gravitationskonstante ist, und m die erste Kühlmitteldistanz ist.
• Die Steuerung 82 ist konfiguriert, den Kühlmittelwinkel mit einem kritischen Winkel zu vergleichen. Der kritische Winkel ist ein maximaler Winkel, in dem das Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs 31 relativ zu dem zweiten Ende tropft. Vorzugsweise wird der kritische Winkel dargestellt durch: $${\theta }_{crit}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{r}{l}\right),$$

  

  wobei θ_crit der maximale Winkel ist, in dem das Kühlmittel in den Zielbereich 31 tropft, l die Distanz zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, und r der Radius des Zielbereichs 31 ist.
• In dieser Ausführungsform ist die Steuerung 82 konfiguriert, auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs einen ersten Steuerwinkel zu berechnen, wenn der Kühlmittelwinkel größer als der kritische Winkel ist. Die erste Kühlmitteldistanz ist ein erster Abstand von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich 31 aufgrund des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung. Wie in den 2A-2B gezeigt, berechnet die Steuerung den ersten Steuerwinkel durch Anwenden von: $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse 54 ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende 58 der Düse 54 und der Endwindung 30 ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die erste Kühlmitteldistanz durch die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs 31 ist.
• Die Steuerung 82 ist konfiguriert, auf der Grundlage des ersten Steuerwinkels eine Nockenposition zu bestimmen. Die Nockenposition ist eine Position, in der die Nocke so angeordnet ist, dass er das zweite offene Ende 58 der Düse 54 so bewegt, um den Straßenneigungswinkel und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft.
• In dieser Ausführungsform ist die Steuerung 82 konfiguriert, den Aktuator 80 zu steuern, um die Verbindungsstücke 60, 62 und den Nocken 64 (1C-1D) in die Position zu bewegen, um dabei das zweite offene Ende 58 zu bewegen und den Straßenneigungswinkel und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs ausgleichen, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 fällt.
• In einer anderen Ausführungsform ist die Steuerung 82 auch konfiguriert, den Straßenneigungswinkel mit dem kritischen Winkel zu vergleichen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs Null ist. In dieser Ausführungsform ist der Straßenneigungswinkel als ein zweiter Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende definiert.
• Wie in den 3A-3B dargestellt, ist die Steuerung 82 konfiguriert, eine zweite Kühlmitteldistanz und einen zweiten Steuerwinkel auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs zu berechnen, wenn der Straßenneigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die zweite Kühlmitteldistanz ist eine zweite Distanz von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Straßenneigung. Vorzugsweise berechnet die Steuerung 82 den zweiten Steuerwinkel durch Anwenden von: $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{u-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse 54 ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende 58 der Düse 54 und der Endwindung 30 ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die zweite Kühlmitteldistanz durch den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs 31 ist. Wie dargestellt, sind eine x- und eine y-Achse vorgesehen, um die Gravitation g und den Straßenneigungswinkel θ_tilt darzustellen.
• In dieser Ausführungsform ist die Steuerung 82 konfiguriert, auf der Grundlage des zweiten Steuerwinkels eine Nockenposition zu bestimmen. Die Nockenposition ist eine Position, in der der Nocken angeordnet ist, das zweite offene Ende 58 der Düse 54 zu bewegen, um den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft. In diesem Beispiel ist die Steuerung 82 konfiguriert, den Aktuator 80 zu steuern, um die Verbindungsstücke 60, 62 und die Nocken 64 (1A-1D) in die Position zu bewegen, um dadurch das zweite offene Ende 58 zu bewegen und den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft.
• Das System 10 umfasst auch eine Stromquelle 86, die konfiguriert ist, den Aktuator 80, den Sensor 84 und/oder die Steuerung 82 mit Strom zu versorgen.
• 4 zeigt ein Verfahren 110 zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Elektromotors, z.B. eines Innenpermanentmagnetmotors eines Fahrzeugs, gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung. In diesem Beispiel wird das Verfahren durch das System in den 1A-1D implementiert. Wie dargestellt, umfasst das Verfahren in Box 112 das Bereitstellen eines Motors 12. Der Motor 12 umfasst eine drehbare Welle 16, die mit einem Rotor 18 verbunden ist, und eine Statoreinheit 20, die leitende Wicklungen 24 umfasst, die um den Rotor 18 angeordnet sind. Die Wicklungen 24 haben einen geraden Abschnitt 26, der sich radial zu einem Endwindungsabschnitt 30 mit einem Zielbereich 31 erstreckt.
• Der Motor 12 (1A-1D) umfasst ferner einen Ölsumpf 44, der oberhalb der Statoreinheit 20 angeordnet ist. Der Ölsumpf 44 umfasst ein Reservoir 46 mit einer Innenseite 48 zur Aufnahme von Kühlmittel und einer Außenseite 50, die über dem Endwindungsabschnitt 30 angeordnet ist. Das Reservoir 46 weist mindestens eine Öffnung 52 auf, die durch dieses über dem Zielbereich 31 des Endwindungsabschnitts 30 ausgebildet ist. In diesem Beispiel umfasst der Motor 12 ferner eine bewegliche Düse 54 mit einem ersten offenen Ende 56, das sich zu einem zweiten offenen Ende 58 erstreckt. Das erste offene Ende 56 ist mit der mindestens einen Öffnung 52 verbunden, so dass die bewegliche Düse 54 und das Reservoir 46 in Fluidverbindung stehen. Das zweite offene Ende 58 erstreckt sich von der mindestens einen Öffnung 52 und ist für die Kühlmittelverteilung benachbart über dem Zielbereich 31 des Endwindungsabschnitts 30 angeordnet. Ein Nocken 64 steht in beweglichem Kontakt mit der beweglichen Düse 54. Der Nocken 64 ist beweglich angeordnet, um das zweite offene Ende 58 der Düse 54 über den Zielbereich 31 des Endwindungsabschnitts 30 zu bewegen, um Kühlmittel aus dem Ölsumpf 44 auf den Endwindungsabschnitt 30 zu verteilen. Der Motor 12 umfasst ferner mindestens eines der Verbindungsstücke 60, 62, das beweglich in der Nähe der beweglichen Düse 54 angeordnet ist.
• Mit Bezug auf 4 umfasst das Verfahren 110 ferner das Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung des Fahrzeugs und des Straßenneigungswinkels des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs in Box 114.
• In diesem Beispiel umfasst das Verfahren 110 ferner in Box 116 das Berechnen eines Kühlmittelwinkels, eines Kühlmittelbeschleunigungswinkels und einer ersten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als Null ist. Der Kühlmittelwinkel ist definiert als ein erster Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung 30 relativ zu dem zweiten Ende 58. Der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist definiert als ein Winkel, der durch die Schwerkraft und die Querbeschleunigung verursacht wird. Die erste Kühlmitteldistanz ist ein erster Abstand der Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich 31 aufgrund der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels. In einem Beispiel umfasst der Schritt des Berechnens des Kühlmittelbeschleunigungswinkels und der ersten Kühlmitteldistanz das Anwenden von: $${\theta }_{lat}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{a_{lat}}{g}\right)$$

  

  und $$m=ltan\left(\theta \right)=ltan\left({\theta }_{tilt}+{\theta }_{lat}\right),$$

  

  wobei θ_lat der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist, θ_tilt der Straßenneigungswinkel ist, θ der Kühlmittelwinkel (θ = θ_tilt + θ_tat) ist, α_lat die Seitenbeschleunigung ist, g die Gravitationskonstante ist, und m die erste Kühlmitteldistanz ist.
• Ferner umfasst das Verfahren 110 in Block 118 das Vergleichen des Beschleunigungswinkels mit einem kritischen Winkel. In diesem Beispiel ist der kritische Winkel ein maximaler Winkel, in dem Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs relativ zu dem zweiten Ende tropft. Vorzugsweise wird der kritische Winkel dargestellt dargestellt durch: $${\theta }_{crit}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{r}{l}\right),$$

  

  wobei θ_crit der maximale Winkel ist, in dem das Kühlmittel in den Zielbereich tropft, l die Distanz zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, und r der Radius des Zielbereichs.
• Wie in 4 gezeigt, umfasst das Verfahren 110 ferner in Box 120 das Berechnen eines ersten Steuerwinkels auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wenn der Beschleunigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Vorzugsweise umfasst der Schritt des Berechnens des ersten Steuerwinkels das Anwenden von: $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left({\text{tan}}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die erste Kühlmitteldistanz durch die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
• Das Verfahren 110 umfasst ferner in Box 122 das Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des ersten Steuerwinkels. Die Nockenposition ist eine Position, in der der Nocken angeordnet ist, das zweite offene Ende der Düse zu bewegen, um den Straßenneigungswinkel und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft. In diesem Beispiel umfasst das Verfahren 110 ferner in Box 124 das Bewegen des Nockens in die Position, um dadurch das zweite offene Ende 58 zu bewegen und den Straßenneigungswinkel und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft.
• Optional kann das Verfahren 110 ferner das Vergleichen des Straßenneigungswinkels mit dem kritischen Winkel umfassen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs Null ist. Der Straßenneigungswinkel ist definiert als ein zweiter Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende. In diesem Beispiel umfasst das Verfahren das Berechnen eines zweiten Steuerwinkels und einer zweiten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs, wenn der Straßenneigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die zweite Kühlmitteldistanz ist eine zweite Distanz von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich 31 aufgrund der Straßenneigung.
• Vorzugsweise umfasst der Schritt des Berechnens des zweiten Steuerwinkels das Anwenden von: $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{u-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die zweite Kühlmitteldistanz durch den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs 31 ist.
• Bei dieser Option umfasst das Verfahren 110 ferner das Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des zweiten Steuerwinkels. Die Nockenposition ist eine Position, in der die Nocke angeordnet ist, um dabei das zweite offene Ende 58 der Düse 54 zu bewegen, um den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft. Bei dieser Option umfasst das Verfahren 110 ferner das Bewegen der Verbindungsstücke 60, 62 und der Nocken 64 in die Position, um das zweite offene Ende 58 zu bewegen und den Straßenneigungswinkel auszugleichen, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft.
• In Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt 5 ein Verfahren 210 zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Elektromotors, wie z.B. eines Innenpermanentmagnetmotors eines Fahrzeugs. Vorzugsweise wird das Verfahren 210 durch das System der 1A-1D implementiert. Wie dargestellt, umfasst das Verfahren 210 in Box 212 das Bereitstellen eines Motors 12, der eine mit einem Rotor 18 verbundene drehbare Welle 16 und eine Statoreinheit 20 umfasst, die um den Rotor 18 herum angeordnete leitende Wicklungen 24 aufweist. Die Wicklungen 24 haben einen geraden Abschnitt 26, der sich radial zu einem Endwindungsabschnitt 30 mit einem Zielbereich 31 erstreckt.
• Wie in den 1A-1D dargestellt, umfasst der Motor 12 ferner einen Ölsumpf 44, der oberhalb der Statoreinheit 20 angeordnet ist. Der Ölsumpf 44 umfasst ein Reservoir 46 mit einer Innenseite 48 zur Aufnahme von Kühlmittel und einer Außenseite 50, die oberhalb des Endwindungsabschnitts 30 angeordnet ist. Das Reservoir 46 weist mindestens eine Öffnung 52 auf, die durch dieses hindurch über dem Zielbereich 31 des Endwindungsabschnitts 30 ausgebildet ist.
• In diesem Beispiel umfasst der Motor 12 ferner eine bewegliche Düse 54 mit einem ersten offenen Ende 56, das sich zu einem zweiten offenen Ende 58 erstreckt. Das erste offene Ende 56 ist mit der mindestens einen Öffnung 52 verbunden, so dass die bewegliche Düse 54 und das Reservoir 46 in Fluidverbindung stehen. Das zweite offene Ende 58 erstreckt sich von der mindestens einen Öffnung 52 und ist benachbart über dem Zielbereich 31 des Endwindungsabschnitts 30 zur Kühlmittelverteilung angeordnet. Der Motor 12 umfasst ferner mindestens eines der Verbindungsstücke 60, 62, die beweglich in der Nähe der beweglichen Düse 58 angeordnet sind.
• Wie dargestellt, umfasst der Motor 12 einen Nocken 64, der in beweglichem Kontakt mit der beweglichen Düse 54 steht. Der Nocken 64 ist beweglich angeordnet, um das zweite offene Ende 58 der Düse 54 über den Zielbereich 31 des Endwindungsabschnitts 30 zur Verteilung von Kühlmittel aus dem Ölsumpf 44 zu bewegen.
• Mit Bezug auf 5 umfasst das Verfahren 210 ferner das Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung des Fahrzeugs und des Straßenneigungswinkels des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs in Box 214.
• Wie in 5 gezeigt, umfasst das Verfahren 210 ferner in Box 216 das Berechnen eines Kühlmittelwinkels, eines Kühlmittelbeschleunigungswinkels und einer ersten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage der Querbeschleunigung, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als Null ist. Der Kühlmittelwinkel ist definiert als ein erster Winkel von Kühlmitteltropfen an der Endwindung 30 relativ zu dem zweiten Ende 58. Der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist definiert als ein Winkel, der durch die Gravitation und die Querbeschleunigung verursacht wird. Die erste Kühlmitteldistanz ist ein erster Abstand der Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich 31 aufgrund der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels.
• In einem Beispiel umfasst der Schritt des Berechnens des Kühlmittelbeschleunigungswinkels und der ersten Kühlmitteldistanz das Anwenden von $${\theta }_{lat}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{a_{lat}}{g}\right)$$

  

  und $$m=ltan\left(\theta \right)=ltan\left({\theta }_{tilt}+{\theta }_{lat}\right),$$

  

  wobei θ_lat der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist, θ_tilt der Straßenneigungswinkel ist, θ der Kühlmittelwinkel (θ = θ_tilt + θ_lat) ist, α_lat die Querbeschleunigung ist, g die Gravitationskonstante ist, und m die erste Kühlmitteldistanz ist.
• In diesem Beispiel umfasst das Verfahren 210 ferner in Block 218 das Vergleichen des Beschleunigungswinkels mit einem kritischen Winkel. Der kritische Winkel ist ein maximaler Winkel, in dem das Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs 31 relativ zu dem zweiten Ende 58 tropft. Vorzugsweise wird der kritische Winkel dargestellt durch: $${\theta }_{crit}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{r}{l}\right),$$

  

  wobei θ_crit der maximale Winkel ist, in dem das Kühlmittel in den Zielbereich tropft, l die Distanz zwischen dem zweiten Ende 58 der Düse 54 und der Endwindung 30 ist und r der Radius des Zielbereichs 31 ist.
• Das Verfahren 210 umfasst ferner in Box 220 das Berechnen eines ersten Steuerwinkels auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wenn der Beschleunigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Vorzugsweise umfasst der Schritt des Berechnens des ersten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{u-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse 54 ist, l die Distanz zwischen dem zweiten Ende 58 der Düse 54 und der Endwindung 30 ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die erste Kühlmitteldistanz durch die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs 31 ist.
• Das Verfahren 210 umfasst ferner in Box 222 das Vergleichen des Straßenneigungswinkels mit dem kritischen Winkel, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs Null ist. Der Straßenneigungswinkel ist definiert als ein zweiter Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung 30 relativ zu dem zweiten Ende 58.
• Das Verfahren 210 umfasst ferner in Block 224 das Berechnen eines zweiten Steuerwinkels und einer zweiten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs, wenn der Straßenneigungswinkel größer als der kritische Winkel ist. Die zweite Kühlmitteldistanz ist ein zweiter Abstand von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Straßenneigung. Vorzugsweise umfasst der Schritt des Berechnens des zweiten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

  

  um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

  

  und $${\theta }_{ctrl}=2\left(ta{n}^{-1}\left(\frac{u-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

  

  wobei L die Länge der beweglichen Düse 54 ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende 58 der Düse 54 und der Endwindung ist 30, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die zweite Kühlmitteldistanz durch den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs 31 ist.
• In diesem Beispiel umfasst das Verfahren 210 ferner in Box 226 das Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage entweder des ersten Steuerwinkels oder des zweiten Steuerwinkels. Die Nockenposition ist eine Position, in der die Nocke angeordnet ist, das zweite offene Ende 58 der Düse 54 zu bewegen, um die Querbeschleunigung oder den Straßenneigungswinkel des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft.
• Das Verfahren 210 umfasst ferner in Box 228 das Bewegen der Verbindungsstücke 60, 62 und der Nocken 64 in die Position, um das zweite offene Ende 58 zu bewegen und die Querbeschleunigung oder den Straßenneigungswinkel des Fahrzeugs auszugleichen, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich 31 der Endwindung 30 tropft.
• Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist lediglich beispielhafter Natur, und Variationen, die nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweichen, sollen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.

Claims (8)

1. Ein Verfahren zum aktiven Kühlen von Endwindungen eines Elektromotors eines Fahrzeugs, das Verfahren umfassend: Bereitstellen eines Motors, umfassend: eine drehbare Welle, die mit einem Rotor verbunden ist; eine Statoreinheit, welche leitende Wicklungen umfasst, die um den Rotor herum angeordnet sind, wobei die Wicklungen einen geraden Abschnitt aufweisen, der sich radial zu einem Endwindungsabschnitt erstreckt, der einen Zielbereich aufweist; einen Ölsumpf, der oberhalb der Statoreinheit angeordnet ist, wobei der Ölsumpf ein Reservoir mit einer Innenseite zur Aufnahme von Kühlmittel und einer Außenseite, die oberhalb des Endwindungsabschnitts angeordnet ist, umfasst, wobei das Reservoir mindestens eine Öffnung, welche durch dieses hindurch über dem Zielbereich des Endwindungsabschnitts ausgebildet ist, aufweist; eine bewegliche Düse mit einem ersten offenen Ende, das sich zu einem zweiten offenen Ende erstreckt, wobei das erste offene Ende mit der mindestens einen Öffnung verbunden ist, so dass die bewegliche Düse und das Reservoir in Fluidverbindung stehen, wobei sich das zweite offene Ende von der mindestens einen Öffnung aus erstreckt und benachbart über dem Zielbereich des Endwindungsabschnitts zur Kühlmittelverteilung positioniert ist; eine Nocke, die in beweglichem Kontakt mit der beweglichen Düse steht, wobei die Nocke beweglich angeordnet ist, um das zweite offene Ende der Düse über den Zielbereich des Endwindungsabschnitts zur Verteilung von Kühlmittel aus dem Ölsumpf auf den Endwindungsabschnitt zu bewegen; Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung des Fahrzeugs und des Straßenneigungswinkels des Kühlmittels aufgrund der Straßenneigung des Fahrzeugs; wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als Null ist, Berechnen eines Kühlmittelwinkels, eines Kühlmittelbeschleunigungswinkels auf der Grundlage der Querbeschleunigung und des Straßenneigungswinkels, wobei der Kühlmittelwinkel als ein erster Winkel der Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende definiert ist; Vergleichen des Kühlmittelwinkels mit einem kritischen Winkel, der ein maximaler Winkel ist, in dem das Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs relativ zu dem zweiten Ende tropft; wenn der Kühlmittelwinkel größer als der kritische Winkel ist, Berechnen eines ersten Steuerwinkels und einer ersten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wobei die erste Kühlmitteldistanz eine erste Distanz von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund des Straßenneigungswinkels und der Querbeschleunigung ist; Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des ersten Steuerwinkels, wobei die Nockenposition eine Position ist, bei der der Nocken so angeordnet ist, dass er das zweite offene Ende der Düse bewegt, um die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft; Bewegen der Nocke in die Position, um das zweite offene Ende zu bewegen und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs auszugleichen, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen des Kühlmittelbeschleunigungswinkels und der ersten Kühlmitteldistanz das Anwenden von $${\theta }_{lat}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{a_{lat}}{g}\right)$$

   

   und $$m=ltan\left(\theta \right)=ltan\left({\theta }_{lat}+{\theta }_{tilt}\right)$$

   

   umfasst, wobei θ_lat der Kühlmittelbeschleunigungswinkel ist, θ_tilt der Straßenneigungswinkel ist, θ der Kühlmittelwinkel, θ = θ_tilt + θ_lat, ist, α_lat die Querbeschleunigung ist, g die Schwerkraftkonstante ist, und m die erste Kühlmitteldistanz ist.
3. Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Berechnen des ersten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

   

   um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

   

   und $${\theta }_{ctrl}=2\left({\text{tan}}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right)$$

   

   umfasst, wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die erste Kühlmitteldistanz durch die Querbeschleunigung und den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
4. Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs Null ist, Vergleichen des Straßenneigungswinkels mit dem kritischen Winkel, wobei der Straßenneigungswinkel als ein zweiter Winkel von Kühlmitteltropfen an der Endwindung relativ zu dem zweiten Ende definiert ist; und wenn der Straßenneigungswinkel größer als der kritische Winkel ist, Berechnen eines zweiten Steuerwinkels und einer zweiten Kühlmitteldistanz auf der Grundlage des Straßenneigungswinkels des Fahrzeugs, wobei die zweite Kühlmitteldistanz ein zweiter Abstand von Kühlmitteltropfen relativ zu dem Zielbereich aufgrund der Straßenneigung ist.
5. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Berechnen des zweiten Steuerwinkels das Anwenden von $$m:l=Lsin\left({\theta }_{ctrl}\right):L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l$$

   

   um bereitzustellen $$m\left(L\left(1-cos\left({\theta }_{ctrl}\right)\right)+l\right)=lLsin\left({\theta }_{ctrl}\right)$$

   

   und $${\theta }_{ctrl}=2\left({\text{tan}}^{-1}\left(\frac{lL-\sqrt{l\left(l{L}^2-l{m}^2-2L{m}^2\right)}}{lm+2Lm}\right)\right),$$

   

   umfasst, wobei L die Länge der beweglichen Düse ist, l der Abstand zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, m die von dem Kühlmittel zurückgelegte Distanz oder die zweite Kühlmitteldistanz durch den Straßenneigungswinkel ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.
6. Das Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend: Bestimmen einer Nockenposition auf der Grundlage des zweiten Steuerwinkels, wobei die Nockenposition eine Position ist, bei der der Nocken so angeordnet ist, dass er das zweite offene Ende der Düse so bewegt, um den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
7. Das Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Bewegen der Nocke in die Position, um das zweite offene Ende zu bewegen und den Straßenneigungswinkel zu kompensieren, so dass das Kühlmittel in den Zielbereich der Endwindung tropft.
8. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der kritische Winkel der maximale Winkel ist, in dem das Kühlmittel innerhalb des Zielbereichs tropft, wobei der kritische Winkel repräsentiert wird durch $${\theta }_{crit}={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{r}{l}\right),$$

   

   wobei θ_crit der maximale Winkel ist, in dem das Kühlmittel in den Zielbereich tropft, l die Distanz zwischen dem zweiten Ende der Düse und der Endwindung ist, und r der Radius des Zielbereichs ist.

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