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EINLEITUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Wärmemanagementsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für einen Fahrzeug-Antriebsstrang, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der
DE 10 2015 109 728 A1 bekannt ist. Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die
DE 10 2016 100 047 A1 verwiesen.
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Die derzeitigen Kraftfahrzeuge, wie das moderne Automobil, sind ursprünglich mit einem Antriebsstrang ausgestattet, der das Fahrzeug antreibt und die Bordfahrzeugelektronik versorgt. In Automobilanwendungen wird der Antriebsstrang im Allgemeinen durch eine Antriebsmaschine typisiert, die über eine mehrstufige Energieübertragung die Antriebskraft zu dem Fahrzeug-Endantriebssystem (z. B. Differential, Achsen und Straßenräder) liefert. Automobile wurden herkömmlich mit einem Verbrennungsmotor nach Hubkolbenbauart angetrieben, aufgrund dessen leichter Verfügbarkeit und relativ preiswerter Kosten, geringem Gewicht und dessen Gesamtwirkungsgrad. Diese Motoren beinhalten kompressionsgezündete (CI) Dieselmotoren, fremdgezündete (SI) Benzinmotoren, Flexfuel-Modelle, Zwei-, Vier- und Sechstakt-Motoren und Drehkolbenmotoren. Auf der anderen Seite nutzen Hybrid- und Elektrofahrzeuge alternative Energiequellen, wie beispielsweise Brennstoffzellen- oder batteriebetriebene Elektromotorgeneratoren, um das Fahrzeug anzutreiben und mindern/eliminieren die Abhängigkeit des Motors von der Energie.
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Im Normalbetrieb erzeugen Verbrennungsmotoren (ICE) und große Traktionsmotoren (d. h. für Hybrid- und vollelektrische Antriebe) eine erhebliche Wärmemenge, die in den Motorraum des Fahrzeugs abgestrahlt wird. Um die Lebensdauer der Antriebsmaschine(n) und der verschiedenen Komponenten im Motorraum zu verlängern, sind die meisten Fahrzeuge mit passiven und aktiven Funktionen für das Wärmemanagement im Motorraum ausgestattet. Passive Maßnahmen zum Vermindern übermäßiger Erwärmung im Motorraum sind beispielsweise die thermische Umhüllung der Abgaskanäle, die thermische Beschichtung der Sammler und Verteiler sowie die Integration von wärmeisolierenden Verpackungen für wärmeempfindliche Elektronik. Aktive Mittel zur Kühlung des Motorraums bestehen aus Hochleistungskühlern, leistungsstarken Kühlmittelpumpen und elektrischen Kühlgebläsen. Als weitere Möglichkeit sind einige Motorhaubenanordnungen eines Fahrzeugs mit aktiven oder passiven Lüftungsöffnungen vorgesehen, um heiße Luft auszustoßen und die konvektive Kühlung innerhalb des Motorraums zu erhöhen.
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Aktive Wärmemanagementsysteme für Kraftfahrzeugantriebe nutzen normalerweise eine fahrzeugseitige Steuerung oder ein elektronisches Steuermodul, um den Betrieb eines Kühlkreislaufs zu regeln, der flüssiges Kühlmittel, im Allgemeinen Öl, Wasser und/oder Frostschutzmittel, durch wärmeerzeugende Antriebsstrangkomponenten verteilt. Eine Kühlmittelpumpe treibt das Kühlmittel - umgangssprachlich „Motorkühlmittel“ genannt - durch Kühlmittelkanäle in den Motorblock, Kühlmittelkanäle im Getriebegehäuse und Ölwanne und Schläuche zu einem Kühler oder einem anderen Wärmetauscher. Ein Wärmeaustauschkühler kühlt heißes Motorkühlmittel durch schnelles Einleiten von Wärme in die Umgebungsluft. Viele moderne Wärmemanagementsysteme verwenden ein geteiltes Kühlsystem mit getrennten Kreisläufen und Wassermänteln für Zylinderkopf und Motorblock, sodass 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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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, dafür zu sorgen, dass sich der Kühlmittelstrom aus dem Motorblock, dem Zylinderkopf und dem Abgaskrümmer individuell und genau steuern lässt.
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KURZDARSTELLUNG
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Diese Aufgabe wird mit einem Wärmemanagementsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierin sind Mehrventil-Kühlsysteme mit geteilter Anordnung und zugehörige Steuerlogik für das Wärmemanagement ausgewählter Antriebsstrangkomponenten, Verfahren zur Herstellung und zum Betrieb derartiger Kühlsysteme sowie Fahrzeuge, die mit einem aktiven Wärmemanagement-(ATM)-System zur Kühlung Antriebsstrangmotoranordnung und anderer ausgewählter Komponenten ausgestattet sind, offenbart. Als Beispiel wird ein neuartiges „intelligentes“ Kühlsystem mit einem Zweiventil-Kühlmittelkreislauf präsentiert, das die gleichen Möglichkeiten des Wärmemanagements bietet wie Drei- und Vierventilsysteme. Diese Kühlmittelventil-Architektur integriert die Funktionalitäten mehrerer Kühlmittelsteuerventile - ein Ventil für das Motormanagement und ein Ventil für das Kühlkörper-Management - in einer einzigen Steuerventilanordnung. In einem konkreteren Beispiel wird eine Hauptdrehventil-(MRV)-Anordnung gefertigt mit Kühlmitteleinlassöffnungen zur individuellen Steuerung des Kühlmittelstroms aus dem Motorblock, dem Zylinderkopf und dem Abgaskrümmer sowie Kühlmittelauslassöffnungen zur individuellen Steuerung des Kühlmittelstroms, der auf den Getriebeölerhitzer, den Motorölerhitzer, den Heizkern, die Kühlmittelpumpe und den Kühler verteilt wird. Dieses vereinfachte System erfordert keine Änderung an bestehenden Motorkühlmänteln oder bestehenden Kühler-, Turbolader- und Abgasrückführungssystem-(AG R)-Hardware.
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Begleitende Vorteile für zumindest einige der offenbarten Konzepte beinhalten vereinfachte Wärmemanagementsysteme mit weniger Kühlsystemkomponenten, was zu geringeren Systemkosten und einem reduzierten Bauraumbedarf führt. Die offenbarten Zweiventil-ATM-Layouts können die verfügbare Soft- und Hardware des Kühlsystems mit reduzierter Schaltungskomplexität nutzen, wodurch die Auswirkungen auf die funktionale Konfigurierbarkeit und Kalibrierung des ATM-Systems minimiert werden. Aspekte der offenbarten Konzepte tragen auch dazu bei, optimale Betriebstemperaturen, bessere Verbrennungsbedingungen, schnelleres Aufheizen und einen reduzierten spezifischen Verbrauch und Emissionen zu gewährleisten. Die hierin präsentierten vereinfachten Zweiventil-, Split-Layout-Systeme können für den Einsatz in Benzin- und Dieselmotoren sowie für manuelle und automatische Getriebe-Antriebsstränge angepasst werden.
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Erfindungsgemäß wird ein aktives Wärmemanagementsystem zur Regelung von Betriebstemperaturen ausgewählter Antriebsstrangkomponenten vorgeschlagen, das sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet. Das Wärmemanagementsystem beinhaltet einen elektronischen Wärmetauscher, wie beispielsweise einen Konvektionskühler, der aktiv Wärmeenergie von einem Kühlmittel auf ein umgebendes Fluid überträgt. Eine Kühlmittelpumpe, die von der Kurbelwelle des Motors oder einem eigenen Motor angetrieben werden kann, zirkuliert das aus dem elektronischen Wärmetauscher austretende Kühlmittel. Ein erster Satz Fluidleitungen verbindet die Kühlmittelpumpe mit dem elektronischen Wärmetauscher. Zusätzlich beinhaltet ein zweiter Satz von Fluidleitungen diskrete Leitungen zur Verbindung der Kühlmittelpumpe mit dem Motorblock, dem Zylinderkopf und dem Abgaskrümmer. In gleicher Weise beinhaltet ein dritter Satz von Fluidleitungen diskrete Leitungen, die den Motorblock, den Zylinderkopf und den Abgaskrümmer mit dem elektronischen Wärmetauscher, der Kühlmittelpumpe und dem/den Ölerhitzer(n) verbinden. Eine erste Ventilanordnung, die in der Art eines elektronischen Drehventils sein kann, ist innerhalb des ersten Satzes von Fluidleitungen angeordnet und kann den Kühlmittelstrom zwischen der Kühlmittelpumpe und dem elektronischen Wärmetauscher regeln. Ebenso ist eine zweite Ventilanordnung, die auch ein Drehventil sein kann, innerhalb des dritten Satzes von Fluidleitungen angeordnet und zur individuellen und gemeinsamen Regelung des Kühlmittelstroms zwischen Motorblock, Zylinderkopf, Abgaskrümmer, elektronischem Wärmetauscher, Kühlmittelpumpe und Ölerhitzer(n) betreibbar.
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Ferner wird ein Kraftfahrzeug beschrieben, das mit einem aktiven Wärmemanagementsystem zum Kühlen einer Hubkolbenmotoranordnung und einer epizyklischen Kraftübertragung ausgestattet ist. Ein „Kraftfahrzeug“, wie hierin verwendet, kann sich auf jede relevante Fahrzeugplattform, wie beispielsweise Personenkraftwagen (ICE, Hybrid, Brennstoffzellen-Hybrid, vollständig oder teilweise autonom, usw.), Transportfahrzeuge, Industriefahrzeuge, Raupenfahrzeuge, Geländefahrzeuge (ATV), landwirtschaftliche Geräte, Boote, Flugzeuge usw. Es wird ein Kraftfahrzeug präsentiert, das eine Fahrzeugkarosserie und eine ICE-Anordnung beinhaltet, die in einem Motorraum der Fahrzeugkarosserie montiert ist. Die ICE-Anordnung beinhaltet einen Zylinderkopf, der auf einem Motorblock montiert ist, und einen Abgaskrümmer, der am Zylinderkopf befestigt oder mit diesem integral ausgebildet ist. Eine mehrstufige Kraftübertragung ist in der Lage, das von der ICE-Anordnung abgegebene Drehmoment auf ein oder mehrere oder alle Antriebsräder des Fahrzeugs zu übertragen.
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In Fortführung des vorstehenden Beispiels beinhaltet das Kraftfahrzeug auch einen Kühler, der selektiv betrieben werden kann, um Wärme aus der Kühlflüssigkeit an die Umgebungsluft zu übertragen. Eine Kühlmittelpumpe zirkuliert die vom Kühler gekühlte und abgegebene Kühlflüssigkeit. Das Fahrzeug beinhaltet einen ersten Satz von Leitungen, die die Kühlmittelpumpe mit dem Kühler verbinden, und einen zweiten Satz von Leitungen, welche die Kühlmittelpumpe mit dem Motorblock, dem Zylinderkopf und dem Abgaskrümmer verbinden. Ein dritter Satz Fluidleitungen verbindet den Motorblock, den Zylinderkopf und den Abgaskrümmer mit dem Kühler, der Kühlmittelpumpe, einem Getriebeölerhitzer und einem Motorölerhitzer. Eine erste Ventilanordnung, die innerhalb des ersten Satzes von Fluidleitungen angeordnet ist, ist selektiv betreibbar, um den Kühlmittelstrom zwischen Kühlmittelpumpe und Kühler zu regulieren. Ebenso ist eine zweite Ventilanordnung, die innerhalb des dritten Satzes von Fluidleitungen angeordnet und zur individuellen und gemeinsamen Regelung des Kühlmittelstroms zwischen Motorblock, Zylinderkopf, Abgaskrümmer, Kühler, Kühlmittelpumpe und Ölerhitzer(n) selektiv betreibbar.
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Des Weiteren werden Verfahren zum Herstellen und Montieren der offenbarten Motortrennvorrichtungen und entsprechenden Verriegelungsanordnungen beschrieben. Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auch auf Verfahren zum Betreiben von offenbarten Motortrennvorrichtungen und Verriegelungsanordnungen. Ebenso werden hierin nicht-flüchtige, computerlesbare Medien präsentiert, die Anweisungen speichern, die von mindestens einem oder mehreren Prozessoren einer oder mehrerer elektronischer Steuereinheiten im Fahrzeug, wie beispielsweise einer programmierbaren Motorsteuereinheit (ECU) oder einem Antriebsstrangsteuermodul, ausgeführt werden können, um den Betrieb einer offenbarten Motortrennvorrichtung zu steuern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Frontdarstellung eines repräsentativen Kraftfahrzeugs mit einer schematischen Teildarstellung einer repräsentativen Verbrennungsmotor (ICE)-Anordnung gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine schematische Darstellung eines repräsentativen Mehrventil-Kühlmittelsystem mit geteilter Anordnung für das Wärmemanagement eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs mit einer automatisch geschalteten mehrstufigen Kraftübertragung gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine schematische Darstellung eines weiteren repräsentativen Mehrventil-Kühlmittelsystem mit geteilter Anordnung für das Wärmemanagement eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs mit einer manuell geschalteten mehrstufigen Kraftübertragung gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Diese Erfindung eignet sich für eine Vielzahl von Ausführungsformen. Diese sind in den Zeichnungen dargestellt und hierin in detaillierten repräsentativen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, mit der Erkenntnis, dass die vorliegende Erfindung als eine Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung zu betrachten ist. Entsprechend sollten Elemente, die beispielsweise in den Abschnitten der Kurzdarstellung, der Zusammenfassung und der ausführlichen Beschreibung offenbart, aber nicht explizit in den Patentansprüchen aufgeführt sind, nicht per Schlussfolgerung, Rückschluss oder anderweitig einzeln oder insgesamt in die Patentansprüche integriert werden. Zu Zwecken der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, soweit nicht ausdrücklich dementiert: beinhaltet die Singularform die Pluralform und umgekehrt; die Wörter „und“ und „oder“ sind beide verbindend und trennend; das Wort „alle“ bedeutet „alle und jegliche“; das Wort „jegliche“ bedeutet „alle und jegliche“; und die Wörter „einschließlich“ und „umfassend“ und „aufweisen“ bedeuten „einschließlich ohne Einschränkung.“ Darüber hinaus können beispielsweise Wörter für Annäherungen, wie „etwa“, „fast“, „wesentlich“, „ungefähr“ und dergleichen, hierin im Sinne von „bei, nahe oder nahezu“, oder „innerhalb 3-5 % von“ oder „innerhalb akzeptabler Herstellungstoleranzen“ oder jegliche logische Kombination davon verwendet werden.
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Mit Bezug auf die Zeichnungen, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den verschiedenen Ansichten beziehen, ist 1 die perspektivische Darstellung eines repräsentativen Automobils, das im Allgemeinen mit 10 bezeichnet wird und hierin zu Zwecken der Erörterung einer Vier-Personen-Limousine-Version eines Pkws dargestellt wird. An einem vorderen Teil des Automobils 10, z. B. hinter einer vorderen Stoßfängerverkleidung und einem Gitter und vor einem Fahrgastraum ist die Verbrennungsmotor-(ICE)-Anordnung 12 in einem Motorraum montiert, der von einer Motorhaube 14 bedeckt ist. Das dargestellte Automobil 10 - hierin auch kurz als „Kraftfahrzeug“ oder „Fahrzeug“ bezeichnet - ist lediglich eine exemplarische Anwendung, mit der die neuartigen Aspekte und Merkmale dieser Erfindung praktiziert werden können. Im gleichen Zusammenhang sollte die Implementierung der vorliegenden Konzepte in eine funkengezündete Direkteinspritzungs-(SIDI)-Motorkonfiguration ebenfalls als eine exemplarische Anwendung der hierin offenbarten neuartigen Konzepte betrachtet werden. Demgemäß versteht es sich, dass viele Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung auf zusätzliche Motorkonfigurationen angewendet, für andere Antriebsstrangarchitekturen implementiert und für jeden logisch relevanten Kraftfahrzeugtyp verwendet werden können. Letztendlich sind die hierin abgebildeten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu und dienen lediglich Anleitungszwecken.
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Dort ist in 1 ein Beispiel einer mehrzylindrigen Reihen-Motoranordnung mit dualer obenliegender Nockenwelle (DOHC) 12 gezeigt. Die dargestellte ICE-Anordnung 12 ist eine Viertakt-Hubkolbenmotorkonfiguration, die das Fahrzeug 10 antreibt, beispielsweise als Benzinmotor mit Direkteinspritzung, einschließlich Flexible Fuel-Fahrzeugen (FFV) und Hybridfahrzeugvarianten davon. Die ICE-Anordnung 12 kann wahlweise in einem beliebigen aus einer Auswahl von auswählbaren Verbrennungsmodi, einschließlich eines Verbrennungsmodus mit homogener Selbstzündung (Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI) und anderer Selbstzündungs-(CI)-Verbrennungsmodi, arbeiten. Zusätzlich kann die ICE-Anordnung 12 bei einem stöchiometrischen Luft/KraftstoffVerhältnis und/oder einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden, das hauptsächlich stöchiometrisch mager ist. Dieser Motor 12 beinhaltet eine Reihe von Hubkolben 16, die in Zylinderbohrungen 15 eines Motorblocks 13 verschiebbar beweglich sind. Die obere Oberfläche jedes Kolbens 16 wirkt mit dem Innenumfang seines entsprechenden Zylinders 15 und einer ausgesparten Kammeroberfläche 19 eines Zylinderkopfes 25 zusammen, um eine Brennkammer 17 mit variablem Volumen zu definieren. Jeder Kolben 16 ist mit einer drehenden Kurbelwelle 11 verbunden, durch die eine lineare Hin- und Herbewegung der Kolben 16 beispielsweise über einen hydrokinetischen Drehmomentwandler, Schwungrad usw. als Drehbewegung an ein mehrgängiges Leistungsgetriebe abgegeben wird.
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Ein Lufteinlasssystem überträgt zum Zylinder 15 durch einen Ansaugkrümmer 29, der Einlassluft in die Verbrennungskammern 17 lenkt und verteilt, z. B. über Ansaugkanäle des Zylinderkopfes 25. Das Lufteinlasssystem des Motors verfügt über Luftstromkanäle und verschiedene elektronische Vorrichtungen zum Überwachen und Steuern des Luftstroms. Die Luftansaugvorrichtungen können als einen Luftmassenströmungssensor 32 zum Überwachen des Luftmassenstroms (MAF) 33 und der Einlasslufttemperatur (IAT) 35 beinhalten. Ein Drosselventil 34 steuert den Luftstrom zu der ICE-Baugruppe 12 in Reaktion auf ein Steuersignal (ETC) 120 von einer programmierbaren Motorsteuereinheit (ECU) 5. Ein Drucksensor 36, der funktionsfähig mit dem Ansaugkrümmer 29 verbunden ist, überwacht beispielsweise den Krümmerabsolutdruck (MAP) 37 und, falls gewünscht, den barometrischen Druck. Ein optional externer Strömungskanal führt dosierte Abgasmengen vom Motorauspuff zum Ansaugkrümmer 29, z. B. über ein Steuerventil, zurück, das als ein Abgasrückführungsventil (AGR) 38 bezeichnet wird. Die programmierbare ECU 5 steuert den Massestrom des Abgases zum Ansaugkrümmer 29, indem sie das Öffnen des AGR-Ventils 38 über den AGR-Befehl 139 steuert. In 1 stehen die Pfeile, die das ECU 5 mit den verschiedenen Komponenten der ICE-Anordnung 12 verbinden, symbolisch für elektronische Signale oder andere Kommunikations-Vermittlungsanlagen, mit denen Daten und/oder Steuerbefehle von einer Komponente zur anderen übertragen werden.
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Der Luftstrom von dem Ansaugkrümmer 29 in jede Verbrennungskammer 17 wird durch ein oder mehrere dedizierte Einlass-Motorventile 20 gesteuert. Das Abführen von Abgasen und anderen Verbrennungsnebenprodukten aus der Verbrennungskammer 17 über einen Abgaskrümmer 39 zu einem Abgasnachbehandlungssystem 55 wird durch ein oder mehrere dedizierte Motorauslassventile 18 gesteuert. Gemäß mindestens einiger der offenbarten Ausführungsform beinhaltet das Abgasnachbehandlungssystem 55 ein AGR-System und/oder ein selektives katalytisches Reduktions-(SCR)-System. Die Motorventile 18, 20 sind hier als federvorgespannte Tellerventile dargestellt; es können jedoch auch andere bekannte Arten von Motorventilen verwendet werden. Das Ventiltriebsystem der ICE-Anordnung 12 ist dazu eingerichtet, das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile 20, 18 zu steuern und einzustellen. Gemäß einem Beispiel kann die Aktivierung der Einlass- und Auslassventile 20, 18 jeweils durch Steuern der Einlass- und Auslassvariablen-Nockenphaseneinstellungs-/variablen Hubsteuerungs-(VCP/VLC)-Vorrichtungen 22 und 24 moduliert werden. Diese zwei VCP/VLC-Vorrichtungen 22 und 24 sind dazu konfiguriert, jeweils die Einlassnockenwelle 21 und die Auslassnockenwelle 23 zu steuern und zu betreiben. Die Drehung dieser Einlass- und Auslassnockenwellen 21 und 23 ist mit der Drehung der Kurbelwelle 11 verbunden und/oder auf diese begrenzt, wodurch Öffnungen und Schließungen der Einlass- und Auslassventile 20 und 18 mit Positionen der Kurbelwelle 11 und der Kolben 16 verbunden werden.
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Die Einlass-VCP/VLC-Vorrichtung 22 kann mit einem Mechanismus hergestellt werden, um den Ventilhub des Einlassventils 20 als Reaktion auf ein Steuersignal (iVLC) 125 zu schalten und zu steuern und die Phasenlage der Einlassnockenwelle 21 für jeden Zylinder 15 als Reaktion auf variables Nockenversteller-Steuersignal (iVCP) 126 einzustellen und zu steuern. In gleicher Weise kann die Abgas-VCP/VLC-Vorrichtung 24 einen Mechanismus aufweisen, der dazu dient, den Ventilhub der Auslassventile 18 als Reaktion auf ein Steuersignal (eVLC) 123 variabel zu schalten und zu steuern und die Phasenlage der Auslassnockenwelle 23 für jeden Zylinder 15 als Reaktion auf ein variables Nockenversteller-Steuersignal (iVCP) 124 variabel einzustellen und zu steuern. Die VCP/VLC-Vorrichtungen 22, 24 können unter Verwendung einer elektrohydraulischen, hydraulischen, elektromechanischen oder elektrischen Steuerungskraft in Reaktion auf die jeweiligen Steuersignale eVLC 123, eVCP 124, iVLC 125 und iVCP 126 betätigt werden.
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Mit weiterer Bezugnahme auf die repräsentative Konfiguration von 1, nutzt die ICE-Anordnung 12 ein Benzin-, oder Diesel-Direkteinspritzungs-(DI)-Kraftstoffeinspritzungs-Subsystem mit mehreren Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüsen 28, die Kraftstoffimpulse direkt in die Brennkammern 17 einspritzen. Jeder Zylinder 15 ist mit einer oder mehreren Einspritzdüsen 28 versehen, die in Reaktion auf einen Einspritzdüsen- Pulsbreitenbefehl (INJ_PW) 112 von dem elektronischen Steuersystem 5 aktiviert werden. Diese Einspritzdüsen 28 werden mit unter Druck gesetztem Kraftstoff von einem Kraftstoffspeicher- und Verteilungssystem (nicht dargestellt) versorgt. Eine oder mehrere oder alle der Kraftstoffeinspritzdüsen 28 können, wenn sie aktiviert werden, betreibbar werden, um mehrere Kraftstoffpulse (z. B. eine Folge von ersten, zweiten, dritten usw. Einspritzungen von Kraftstoffmasse) pro Arbeitszyklus in einen entsprechenden Zylinder der ICE-Anordnungszylinder 15 einzuspritzen. Die ICE-Anordnung 12 verwendet ein fremdgezündetes Subsystem, durch das die durch Kraftstoffverbrennung initiierte Energie - typischerweise in Art einer plötzlichen elektrischen Entladung - über eine Zündkerze 26 zum Zünden oder zur Unterstützung beim Zünden der Zylinderfüllungen in jeder der Brennkammern 17 in Reaktion auf einen Zündbefehl (IGN) 118 von dem elektronischen Steuersystem 5 bereitgestellt wird. Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung können in ähnlicher Weise bei kompressionsgezündeten (CI) Dieselmotoren angewendet werden.
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Die ICE-Anordnung 12 ist mit verschiedenen Abtastvorrichtungen zum Überwachen des Motorbetriebs einschließlich eines Kurbelsensors 42 mit einem Ausgang, der die Kurbelwellen-Drehposition anzeigt, z. B. Kurbelwellen-Kurbelwinkel, Drehmoment und/oder -drehzahl (RPM) Signal 43, ausgestattet. Ein Temperatursensor 44 ist zum Überwachen beispielsweise einer oder mehrerer motorbedingter Temperaturen (z. B. Kühlmittelfluidtemperatur, Kraftstofftemperatur, Abgastemperatur usw.) funktionsfähig und gibt ein Signal 45 aus, das dafür kennzeichnend ist. Ein Verbrennungssensor 30 im Zylinder überwacht verbrennungsbezogene Variablen, wie z. B. Verbrennungsdruck im Zylinder, Ladungstemperatur, Kraftstoffmasse, Luft-/Kraftstoff-Verhältnis usw. und gibt ein Signal 31 aus, das dafür kennzeichnend ist. Ein Abgassensor 40 ist zum Überwachen von abgasbezogenen Variablen, z. B. des tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses (AFR), des verbrannten Gasanteils usw., konfiguriert und gibt ein Signal 41 aus, das dafür kennzeichnend ist.
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Der Verbrennungsdruck und die Kurbelwellendrehzahl werden durch die Motorsteuereinheit 5 überwacht, um den Verbrennungszeitpunkt zu ermitteln, d. h. die Zeitsteuerung des Verbrennungsdrucks relativ zum Kurbelwinkel der Kurbelwelle 11 für jeden Zylinder 15 für jeden Arbeitsverbrennungszyklus. Es versteht sich, dass der Verbrennungszeitpunkt durch andere Verfahren ermittelt werden kann. Der Verbrennungsdruck kann durch das elektronische Steuersystem 5 überwacht werden, um einen mittleren Arbeitsdruck (IMEP) für jeden Zylinder 15 für jeden Arbeitsverbrennungszyklus zu ermitteln. Die ICE-Anordnung 12 und das elektronische Steuersystem 5 überwachen und ermitteln gemeinsam die Zustände des IMEP für jeden der Motorzylinder 15 während jedes Zylinderzündereignisses. Alternativ dazu können andere Erfassungssysteme genutzt werden, um Zustände anderer Verbrennungsparameter innerhalb des Umfangs der Erfindung zu überwachen, z. B. Zündsysteme mit lonenerfassung, AGR-Fraktionen und nichtintrusive Zylinderdrucksensoren.
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Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuergerät, Steuereinheit, Prozessor und alle Permutationen hiervon können definiert werden als eine oder mehrere Kombinationen einer oder mehrerer logischer Schaltungen, anwendungsspezifischer integrierter Schaltung(en) (ASIC), elektronische Schaltung(en), zentrale Verarbeitungseinheit(en) (z. B. Mikroprozessor(en)) und dazugehörige Arbeits- und Datenspeicher (Lesespeicher, programmierbare Lesespeicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenlaufwerke usw.), ob resident, entfernt oder eine Kombination aus beidem, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder Routinen, kombinatorische Logikschaltung(en), Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und - geräte, entsprechende Signal-Konditionierungs- und Pufferschaltungen ausführen, sowie weitere Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Codes, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf jedwede von einer Steuerung ausführbare Befehlssätze inklusive Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Das elektronische Steuersystem kann mit einem Satz von Steuerroutinen konzipiert sein, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Steuerroutinen werden zum Beispiel durch eine zentrale Verarbeitungseinheit ausgeführt und dienen dazu, die Eingänge der Sensorgeräte und anderer vernetzter Steuermodule zu überwachen und um Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Vorrichtungen und Stellantrieben zu steuern. Routinen können in Echtzeit, kontinuierlich, systematisch, sporadisch und/oder in regelmäßigen Abständen, z. B. nach jeweils 100 Mikrosekunden, 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden im laufenden Motor- und Fahrzeugbetrieb ausgeführt werden. Alternativ dazu können die Routinen in Reaktion auf ein auftretendes Ereignis ausgeführt werden.
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Es wird nun Bezug genommen auf 2, wobei ein repräsentatives aktives Wärmemanagementsystem 200 mit einer Zweiventil-Kühlmittelverteilungsarchitektur mit geteilter Anordnung zur Regelung der Betriebstemperaturen verschiedener Antriebsstrangkomponenten eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise des Automobils 10 aus 1, dargestellt ist. Diese Antriebsstrangkomponenten werden zum Teil über eine Verbrennungsmotoranordnung 212 repräsentiert, die jede der vorstehend beschriebenen Motorkonfigurationen - einschließlich der optionalen und alternativen Merkmale - in Bezug auf die ICE-Anordnung 12 von 1 übernehmen kann. In 2 ist die Motoranordnung 212 ein dreistufiger („straight triple“) (CCS)-Dieselmotor mit Kohlenstoffabscheidung und Speichern von Kohlendioxid, der einen Motorblock 220 mit einem daran montierten Zylinderkopf 222 und einen Abgaskrümmer 224 aufweist, der mit dem Zylinderkopf 222 in Wirkverbindung steht oder mit diesem integral ausgebildet ist. Der Motorblock 220 definiert darin mindestens einen oder, wie dargestellt, drei Zylinder 221, die jeweils einen Kolben 223 aufnehmen, der zum Drehen einer Motorabtriebswelle, wie beispielsweise der Kurbelwelle 11 aus 1, gekoppelt ist. Ein Mehrgang-Automatikgetriebe 214 wiederum ist so ausgelegt, dass es die Kraft vom Motor 212 auf ein Endantriebssystem - hierin repräsentiert durch eine Antriebswelle 211, ein hinteres Differential 213 und ein Paar Antriebsräder 215 - aufnimmt, manipuliert und verteilt und dadurch das Fahrzeug antreibt. Obwohl in 1 nicht explizit dargestellt, ist zu beachten, dass das Endantriebssystem jede verfügbare Konfiguration umfassen kann, z. B. Vorderradantrieb (FWD), Hinterradantrieb (RWD), Vierradantrieb (4WD), Allradantrieb (AWD), usw.
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Ähnlich wie der Zylinderkopf 25 aus 1 wird der Zylinderkopf 222 aus 2 z. B. über eine Zylinderkopfdichtung und Schrauben in gemeinsamer Ausrichtung mit den Zylinderbohrungen 221 und Kolben 223 an den Motorblock 120 montiert, um eine Reihe von Brennkammern zu definieren. Eine zwangsinduzierte pneumatische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Turbolader 226 mit einem Luftkompressor, der drehbar mit einer abgasbetriebenen Turbine gekoppelt ist, kann vorgesehen werden, um den Druck und die Temperatur der einströmenden Luft in den Ansaugkanälen, z. B. des Krümmers 29 von 1, zu erhöhen. In weiteren Anwendungen kann der Turbolader 226 ein Kompressor, ein Twincharger oder eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) mit einem VGT-Stellglied sein, das die Leitschaufeln bewegt, um den Abgasstrom durch die Turbine zu verändern. Der Abgaskrümmer 224 kann z. B. durch Verschrauben, Krümmerdichtung oder andere Befestigungsverfahren an der Seite des Zylinderkopfes 222 befestigt werden, sodass der Abgaskrümmer 224 mit jeder Auslassöffnung in Verbindung steht, um die Abgase aus den Brennkammern zu einem Fahrzeugabgassystem für eine spätere Freisetzung in die Atmosphäre zu transportieren. Optional kann der Zylinderkopf 222 mit dem Abgaskrümmer 224, d. h. mit den Auspuffkanälen und dem Abgassammelvolumen, integriert werden, die intern durch das Zylinderkopfgussteil definiert wurden, um einen einheitlichen integrierten Abgaskrümmer (IEM) integral zu bilden. Wie vorstehend angegeben, kann der Motor 212 mit einer AGR-Hardware ausgestattet werden, die in 2 durch einen Niederdruck-AGR-Kühler 228 dargestellt wird.
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2 stellt das Wärmemanagementsystem 200 dar, das mit einem elektronisch gesteuerten Wärmetauscher, hierin repräsentiert durch einen Motorkühler 230, zum Wärmeaustausch zwischen einem intern strömenden flüssigen Kühlmittel und einem externen flüssigen Medium (Umgebungsluft) und/oder einem internen flüssigen Medium (Kältemittel) ausgestattet ist. Der Kühler 230 kann jede nun verfügbare oder nachfolgend entwickelte Form annehmen, wie beispielsweise Lamellen-, Serpentinen-, Kreuzstrom-, Parallel-, Gegenstrom-, Polymer- oder Metallkühler, sowie andere Arten von Wärmetauschern, einschließlich adiabatischer und hydrodynamischer Wärmetauscher. Eine Hydraulikpumpe 232, die in der Ausführung mit fester, positiver oder variabler Verdrängung betrieben werden kann, ist zum Umwälzen von gekühltem flüssigem Kühlmittel, das durch den Kühler 230 im gesamten System 200 gekühlt wird, geeignet. Die dargestellte Kühlmittelpumpe 232 kann eine schaltbare Wasserpumpe sein, die wahlweise mit der Kurbelwelle des Motors in Eingriff steht und dadurch angetrieben wird. Diese Pumpe 232 kann selektiv eingeschaltet werden, um beispielsweise heißes Kühlmittel aus dem Motor 212 zu fördern an: einen Heizkern 234 zum Erwärmen einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs; einen außen angebrachten Motorölerhitzer (EOH) 236 zum Erwärmen von Motorschmieröl; und einen Getriebeölerhitzer (TOH) 238 zum Erwärmen von Getriebeöl, das in einem Sumpfvolumen des Getriebes 214 verstaut ist. Der Ausgleichsbehälter 240 stellt einen Zwischenlagerbehälter zur Verfügung, der den Kühlmittelüberlauf durch Ausdehnung des Kühlmittels bei Erwärmung und die Rückführung des Kühlmittels bei Abkühlung, z. B. über den Kühler 230, zurückhält.
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Das ATM-System 200 aus 2 bietet ein Kühlsystem mit geteilter Anordnung zum Regeln des wärmeabgebenden Kühlmittelstroms durch den Motor 212 - unabhängiger Strom für Block 220, Kopf 222, Abgaskrümmer 224 und Turbolader 226 - und das Getriebe 214, z. B. über TOH 238. Der veranschaulichte Kühlmittelkreislauf ermöglicht es dem System 200 auch, den Kühlmittelstrom zum LP AGR-Kühler 228, Kühler 230, Innenraum-Heizkern 234, EOH 236 und TOH 238 unabhängig voneinander zu verwalten. Mit dieser Konfiguration ist das ATM-System 200 in der Lage zu entscheiden, welches Teil oder welche Teile der Motoranordnung 212 zu einem bestimmten Zeitpunkt abgekühlt werden sollen und an welches Teil oder welche Komponenten des Fahrzeugantriebsstrangs extrahierte Motorenergie in Form von erwärmtem Kühlmittel abgegeben wird. Wie im Folgenden weiter beschrieben, sind Flüssigkeitsleitungen, Schläuche, Rohre, Bohrungen, Durchgänge, Kanäle, usw. (hier zusammenfassend als „Leitungen“ bezeichnet), die mit Kühlmittel gefüllt sind, so angeordnet sind, dass sie zumindest teilweise drei oder mehr Kühlmittelkreisläufe definieren, um Kühlmittel vom Kühler 230 zum Motor 212 und zum Getriebe 214 und zurück zum Kühler 230 in einem im Allgemeinen geschlossenen Kreislaufsystem zu transportieren. Der Kühlmittelkreislauf wird durch eine fahrzeugseitige oder ferngesteuerte Steuerung 205 durch den gesteuerten Betrieb von mindestens der Pumpe 232 und zwei Kühlmittelstrom-Steuerventilen 242 und 244 geregelt, z. B. in Abhängigkeit von der Echtzeit-Systemdatenrückmeldung durch die Sensoren 217. Diese Fahrzeugsteuerung 205 kann in das ECU 5 von 1 integriert sein, sich von diesem unterscheiden oder als völlig eigenständige Vorrichtung gefertigt sein.
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In Fortführung von 2 nutzt das ATM-System 200 mehrere Leitungszweige, um die veranschaulichten Komponenten fließend zu verbinden und den Kühlmittelstrom auf die einzelnen Kreisläufe des Systems aufzuteilen. Ein erster Satz von Fluidleitungen, allgemein als 250 bezeichnet, verbindet den elektronischen Wärmetauscher 230 mit der Kühlmittelpumpe 232, der Motoranordnung 212, dem Getriebe 214 und dem ersten Strömungssteuerventil 242. Ausgehend von 2 und beginnend mit dem Kühler 230 verbindet eine erste Kühlerleitung 251 direkt den Kühler 230 und das Steuerventil 242, während die erste und zweite Kühlerleitung 251 und 252 des ersten Satzes 250 den Kühler 230 und die Pumpe 232 durch Betätigen des Steuerventils 242 direkt fluidisch verbinden. In gleicher Weise verbindet die Betätigung des Steuerventils 242 den Kühler 230 und die Motoranordnung 212 über die ersten und dritten Kühlerleitungen 251 und 253 und den Kühler 230 mit TOH 238 über die ersten und vierten Kühlerleitungen 251 und 254 des ersten Satzes 250. Es ist vorgesehen, dass die Anzahl, die Anordnung und die individuellen Eigenschaften der Fluidleitungen in einem bestimmten Satz von Leitungen von den in den Zeichnungen dargestellten abweichen können, ohne vom bestimmungsgemäßen Umfang dieser Erfindung abzuweichen.
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Ein zweiter Satz Fluidleitungen 260 verbindet die Kühlmittelpumpe 232 mit den Bestandteilen der Motoranordnung 212, darunter einzelne Segmente für den Motorblock 220, den Zylinderkopf 222, den Abgaskrümmer 224 und den Turbolader 226. Dieser Leitungssatz 260 beinhaltet eine Hauptleitung 265 und vier diskrete Leitungen 261-264, wodurch ausgewählte Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Kühler 230 und der Pumpe 232 auf einzelne Abschnitte des Motors 212 übertragen werden. Ausgehend von 2 und beginnend mit der Pumpe 232 verbinden die Hauptpumpenleitung 265 und die erste Pumpenleitung 261 direkt die Pumpe 232 und den Zylinderblock 220, während die Haupt- und zweiten Pumpenleitungen 265 und 262 des zweiten Satzes 260 die Pumpe 232 und den Zylinderkopf 222 direkt miteinander verbinden. Ebenso ist die Pumpe 230 über die Haupt- und dritte Pumpenleitung 265 und 263 direkt mit dem Abgaskrümmer 224 des Motors verbunden, während die Pumpe 232 und der Turbolader 226 über die Haupt- und vierte Pumpenleitung 265 und 264 des zweiten Satzes 260 direkt miteinander verbunden sind. Eine diskrete Ausgleichsleitung 266 verbindet fließend den Ausgleichsbehälter 240 mit der Pumpe 232.
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Das ATM-System 200 ist auch mit einem dritten Satz von Fluidleitungen ausgestattet, die in 2 allgemein als 270 bezeichnet werden, um die einzelnen Segmente der Motoranordnung 212 mit dem Kühler 230, der Kühlmittelpumpe 232, dem Heizkern 234 und den Ölerhitzern 236, 238 fließend zu verbinden. Gemäß dem veranschaulichten Beispiel verwendet der dritte Satz 270 vier diskrete Motorleitungen 271-274, um die zweite Ventilanordnung 244 direkt mit dem Motorblock 220 (erste Motorleitung 271), direkt mit dem Zylinderkopf 222 (zweite Motorleitung 272), mit dem Abgaskrümmer 274 (dritte Motorleitung 273) und direkt mit dem Turbolader 226 (vierte Motorleitung 274) zu verbinden. Wie in 3 zu sehen ist, verbindet die Motorleitung 273 des dritten Satzes 270 den LP-AGR-Kühler 228 mit der zweiten Ventilanordnung 244. In gleicher Weise verwendet der dritte Satz von Fluidleitungen 270 vier diskrete Auslassleitungen 275-278 zum individuellen Verbinden der zweiten Ventilanordnung 244 direkt mit dem Kühler 230 (erste Auslassleitung 275), direkt mit dem Heizkern 234 (zweite Auslassleitung 276), direkt mit dem Motorölerhitzer 236 (dritte Auslassleitung 277) und direkt mit dem Getriebeölerhitzer 238 (vierte Auslassleitung 278). Eine Bypassleitung 279 verbindet die Kerne 234, EOH 236 und TOH 238 direkt mit der Kühlmittelpumpe 232.
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Ein Paar Kühlmittelstrom-Steuerventile 242, 244 sind kommunikativ mit der Fahrzeugsteuerung 205 verbunden und können in Reaktion auf von der Steuerung 205 empfangene Steuersignale selektiv positioniert werden, um den Kühlmittelstrom durch die einzelnen Leitungen der Kühlmittelstromkreise zu leiten. Während man sich vorstellt, dass diese Ventile jede relevante Form von elektronisch gesteuerten Flüssigkeitsventilvorrichtungen annehmen können, zeigt die in 2 dargestellte repräsentative Architektur des ATM-Systems 200 das erste und zweite Steuerventil 242, 244 als schrittmotorisch angetriebene elektrische Drehventile (ERV). Insbesondere kann das erste Kühlmittel-Strömungssteuerventil 242 als Kühlerdrehventil (RRV) bezeichnet werden, das zum Verringern übermäßiger Antriebsstrangwärme durch Regelung des Kühlmittelstroms vom Kühler 230 zum Motor 212 und, bei Automatikgetrieben, zum Getriebe 214 dient. Wie vorstehend beschrieben, ist die erste Ventilanordnung 242 innerhalb des ersten Satzes von Fluidleitungen 250 angeordnet, die zwischen dem Kühler 230 und der Pumpe 232, dem Motor 212 und dem Getriebe 214 angeordnet und mit diesen verbunden sind. Die Fahrzeugsteuerung 205 moduliert die Positionierung der RRV-Anordnung 242, um den Kühlmittelstrom zu regeln: vom Kühler 230 zur Kühlmittelpumpe 232; vom Kühler 230 zur Motoranordnung 212; und vom Kühler 230 zum TOH 238. Die RRV-Anordnung 242 setzt sich aus einem RRV-(ersten)-Gehäuse 243 zusammen, der mit einer Einlassöffnung (a) versehen ist, die über die Leitung 251 mit dem Wärmetauscher 230 verbunden ist. Das RRV-Gehäuse 243 ist ebenfalls mit drei Auslassöffnungen ausgestattet: einer ersten Auslassöffnung (b), die über die Leitung 252 fluidisch mit der Pumpe 232 verbunden ist; einer zweiten Auslassöffnung (c), die über die Leitung 253 mit der Motoranordnung 212 stromabwärts von der Pumpe 232 verbunden ist; und einer dritten Auslassöffnung (d), die über die Leitung 254 mit dem TOH 238 fluidisch verbunden ist. Die RRV-Anordnung 242 kann mehr oder weniger Ein- und Auslassöffnungen beinhalten als in 2 gezeigt (z. B. die RRV-Anordnung 342 von 3). Ein Strömungsverteiler (nicht dargestellt), der drehbar am Ventilkörper 243 befestigt ist, beinhaltet mehrere Fluiddurchgänge, die in Reaktion auf eine vorgegebene Drehposition des Strömungsverteilers vorbestimmte Strömungswege zwischen der Einlassöffnung und den Auslassöffnungen bereitstellen.
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In Fortführung des vorstehenden Beispiels kann das zweite Kühlmittelstrom-Steuerventil 244 aus 2 als Hauptdrehventil (MRV) bezeichnet werden, das zum Regeln der Kühlmittelteilung im Motor 212 und zum Regeln der Verteilung des erwärmten Kühlmittels auf den Getriebeölerhitzer 238, Motorölerhitzer 236, Kabinenheizung 234 und Kühler 232 dient. Wie vorstehend beschrieben, ist die zweite Ventilanordnung 244 innerhalb des dritten Satzes von Fluidleitungen 270 angeordnet, die zwischen dem Motorblock 220, dem Zylinderkopf 222, dem Verteiler 224 und dem Kühler 230, der Heizung 234, EOH 236, TOH 238 und der Kühlmittelpumpe 232 angeordnet und fluidisch miteinander verbunden sind. Die Fahrzeugsteuerung 205 moduliert die Positionierung der MRV-Anordnung 242 zur Regelung des Kühlmittelstroms: (1) vom Block 220 empfangen und von ihm abgegeben; (2) vom Kopf 222 empfangen und von ihm abgegeben; (3) vom IEM 224 empfangen und von ihm abgegeben; und (4) vom Turbolader 226 empfangen und von ihm abgegeben. Die Positionierung eines Strömungsverteilers der MRV-Anordnung 242 kann auch moduliert werden, um den erwärmten Kühlmittelstrom zu regeln: vom Kühler 230 empfangen; vom Heizer 234 empfangen; vom EOH 236 empfangen; vom TOH 238 empfangen; und von der Pumpe 232 empfangen.
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Die MRV-Anordnung 242 aus 2 besteht aus einem MRV (zweiten) Körper 245 mit mindestens drei Einlassöffnungen: einer ersten Einlassöffnung (a), die über die Leitungen 273 und 274 mit dem IEM 224 bzw. dem Turbolader 226 fluidisch verbunden ist; einer zweiten Einlassöffnung (b), die über die Leitung 272 mit dem Zylinderkopf 222 fluidisch verbunden ist; und einer dritten Einlassöffnung (c), die über die Leitung 271 mit dem Motorblock 220 fluidisch verbunden ist. Optional kann das MRV-Gehäuse 245 mit einer vierten Einlassöffnung gefertigt werden, die mit dem Turbolader 226 so verbunden ist, dass das IEM 224 nur mit der ersten Einlassöffnung (a) verbunden ist. Antithetisch ist eine derartige zusätzliche Portierung nicht erforderlich, beispielsweise bei Antriebsstrangkonfigurationen ohne Turbolader oder andere zwangsgeführte Vorrichtungen. Das MRV-Gehäuse 245 aus 2 ist ebenfalls mit mindestens drei oder, wie dargestellt, vier Auslassöffnungen gefertigt: einer ersten Auslassöffnung (d), die über die Leitung 278 fluidisch mit dem Getriebeölerhitzer 238 verbunden ist; einer zweiten Auslassöffnung (e), die über die Leitung 277 mit dem Motorölerhitzer 238 fluidisch verbunden ist; einer dritten Auslassöffnung (f), die über die Leitungen 276 und 279 jeweils mit dem Heizkern 234 und der Kühlmittelpumpe 232 verbunden ist; und einer vierten Auslassöffnung (g), die über die Leitung 275 mit dem Kühler 230 fluidisch verbunden ist. Es ist vorgesehen, dass die Anzahl, die Anordnung und die individuellen Eigenschaften der Fluidanschlüsse eines jeden Ventils von den in den Zeichnungen dargestellten abweichen können. Im Gegensatz zu einigen verfügbaren Drei- und Vier-Ventil-Kühlmittelverteilungssystemen mit geteilter Anordnung kann das Zweiventilsystem 200 durch das Fehlen einer dritten oder vierten Ventilanordnung gekennzeichnet sein, z. B. durch die Zwischenschaltung und Steuerung des Kühlmittelstroms zwischen Motorblock, Zylinderkopf, Abgaskrümmer und zweiter Ventilanordnung oder zwischen TOH, EOH, Heizkern und Kühler.
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Unter Bezugnahme als nächstes auf 3 ist ein weiteres repräsentatives aktives Wärmemanagementsystem dargestellt, das allgemein als 300 bezeichnet wird, mit einer Zwei-Ventil-Kühlmittelverteilungsarchitektur mit geteilter Anordnung. Obwohl sich das Erscheinungsbild des ATM-Systems 300 in 3 unterscheidet, kann es einzeln, gemeinsam oder in jeder beliebigen Kombination, alle der vorstehend offenbarten Merkmale und Optionen in Bezug auf das ATM-System 200 von 2 aufnehmen und umgekehrt. Als Beispiel ist das ATM-System 300 mit einem elektronisch gesteuerten Wärmetauscher 230 und einer Hydraulikpumpe 232 ausgestattet, die jeweils ähnlich oder verschieden von ihrem vorstehend beschriebenen Gegenstück in Bezug auf 2 sein können. Ein Ausgleichsbehälter 240 ist für die Aufnahme und Rückführung von Kühlmittelüberlauf durch Ausdehnung und Kontraktion des Kühlmittels vorgesehen. Das ATM-System 300 aus 3 bietet auch ein Kühlsystem mit geteilter Anordnung zum Regeln des wärmeabgebenden Kühlmittelstroms durch den Motor 212 mit einem unabhängigen Strom für einen Motorblock 220, einen Zylinderkopf 222, einen Abgaskrümmer 224 und einen Turbolader 226. Der Kühlmittelkreislauf wird durch eine programmierbare Steuerung 205 durch den gesteuerten Betrieb von mindestens der Pumpe 232 und zwei Kühlmittelstrom-Steuerventilen 342 und 244 geregelt.
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Ähnlich wie das ATM-System 200 nutzt das ATM-System 300 von 3 mehrere Leitungszweige, um die veranschaulichten Komponenten fließend zu verbinden und den Kühlmittelstrom auf die einzelnen Kreisläufe des Systems aufzuteilen. Ein erster Satz von Fluidleitungen, allgemein als 350 bezeichnet, verbindet den elektronischen Wärmetauscher 230 mit der Kühlmittelpumpe 232 über ein erstes Strömungssteuerventil 342. In diesem Beispiel verbindet eine erste Kühlerleitung 251 direkt den Kühler 230 und das Steuerventil 342 fluidisch, während die erste und zweite Kühlerleitung 251 und 252 des ersten Satzes 250 den Kühler 230 und die Pumpe 232 durch den Betrieb des ersten Strömungssteuerventils 342 direkt fluidisch verbinden. Im Gegensatz zur repräsentativen Architektur von 2 fehlen im ersten Satz der Fluidleitungen 350 möglicherweise dritte und vierte Fluidleitungen, um den Kühler 230 direkt fluidisch mit der Motoranordnung 212 und dem Getriebe 214 zu verbinden. In gleicher Weise ist der Körper der RRV-Anordnung 342 mit einer einzigen Auslassöffnung (b) versehen, die über die Leitung 252 fluidisch mit der Pumpe 232 verbunden ist; wobei der RRV-Anordnung 342 eine zweite und/oder eine dritte Auslassöffnung fehlt, um den Ventilkörper direkt mit der Motoranordnung 212 und dem TOH 238 fluidisch zu verbinden.
