DE102019200325A1

DE102019200325A1 - Kraftübertragungssystem mit Kupplungsschutz durch Zusammenwirken mit anderen Fahrzeugsystemen

Info

Publication number: DE102019200325A1
Application number: DE102019200325.7A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Northrup
Original assignee: Magna Powertrain of America Inc
Current assignee: Magna Powertrain of America Inc
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: DE102019200325B4

Abstract

Eine Kraftübertragungsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Kupplungsschutzsystem zur Verhinderung einer Beschädigung einer aktiv gesteuerten Mehrscheibenmoduskupplung der Kraftübertragungsanordnung. Das Kupplungsschutzsystem umfasst ein Verteilergetriebesteuermodul (TCCM) und ein Motorsteuergerät (ECM), die dazu konfiguriert sind, die Verteilung von Drehmoment, das von einem Motor an die vordere und die hintere Ausgangswelle der Kraftübertragungsanordnung angelegt wird, zu regulieren. Das TCCM steht mit dem Motorsteuergerät ECM in Wirkverbindung, wobei das TCCM dazu konfiguriert ist, Schlupf in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung zu detektieren und dahingehend mit dem ECM zu kommunizieren, selektiv das Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf den detektierten Schlupf zu reduzieren.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Kraftübertragungssysteme zur Steuerung der Verteilung von Antriebsmoment von einem Antriebsstrang auf einen vorderen und einen hinteren Triebstrang eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb (4WD) oder Allradantrieb (AWD). Insbesondere richtet sich die vorliegende Offenbarung auf ein Kupplungsschutzsystem der Art, die bei Kraftübertragungsanordnungen, wie z. B. Verteilergetrieben und Nebenabtriebseinheiten, dahingehend verwendet werden, Schäden an einer Mehrscheibenreibkupplung aktiv zu verhindern.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bereit, bei denen es sich nicht zwangsweise um den Stand der Technik der erfinderischen Konzepte, die mit der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang stehen, handelt.
Die Nachfrage nach Kraftfahrzeugen mit Vierradantrieb (4WD) und Allradantrieb (AWD) führte zur Entwicklung von Kraftübertragungssystemen, die zum selektiven und/oder automatischen Übertragen von Drehkraft (d. h. Antriebsmoment) vom Antriebsstrang auf alle vier Räder des Fahrzeugs konfiguriert sind. Bei vielen 4WD-Fahrzeugen umfasst das Kraftübertragungssystem ein Verteilergetriebe, das dazu konfiguriert ist, Antriebsmoment von dem Antriebsstrang selektiv zum vorderen Triebstrang zu übertragen. Bei AWD-Fahrzeugen umfasst das Kraftübertragungssystem eine Nebenabtriebseinheit (die allgemeinhin als „PTU“ bezeichnet wird), die dazu konfiguriert ist, Antriebsmoment vom Antriebsstrang selektiv zum hinteren Antriebsstrang zu übertragen.
Viele derzeitige Verteilergetriebe sind dazu konfiguriert, eine hintere Ausgangswelle, die den Antriebsstrang mit dem hinteren Triebstrang verbindet, eine vordere Ausgangswelle, die mit dem vorderen Triebstrang verbunden ist, eine Übertragungsanordnung, die mit der vorderen Ausgangswelle antriebsverbunden ist, eine Moduskupplung zum selektiven Koppeln der Übertragungsanordnung mit der hinteren Ausgangswelle und einen Kupplungsaktuator zum Steuern der Betätigung der Moduskupplung zu umfassen. Die Moduskupplung ist in einem ersten oder „ausgerückten“ Zustand zum Trennen der vorderen Ausgangswelle von der hinteren Ausgangswelle und Erzeugen eines Zweiradantriebsmodus (2WD), wobei das gesamte Antriebsmoment von dem Antriebsstrang auf den hinteren Triebstrang übertragen wird, betreibbar. Die Moduskupplung ist des Weiteren in einem zweiten oder „eingerückten“ Zustand zum Antriebsverbinden der vorderen Ausgangswelle (über die Übertragungsanordnung) mit der hinteren Ausgangswelle und Erzeugen eines Vierradantriebsmodus (4WD), wobei Antriebsmoment von dem Antriebsstrang sowohl auf den vorderen als auch den hinteren Triebstrang übertragen wird, betreibbar.
Einige „abschaltbare“ Verteilergetriebe sind mit einer formschlüssigen Moduskupplung, wie z. B. einer Klauenkupplung, die selektiv dahingehend betätigbar ist, zwischen dem Zweiradantriebsmodus (2WD) und einem gesperrten Vierradantriebsmodus (LOCK-4WD) umzuschalten, ausgestattet. Alternativ dazu sind „aktive“ Verteilergetriebe mit einer zuschaltbaren Moduskupplung, wie z. B. einer adaptiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung, die zur automatischen Steuerung der Antriebsmomentverteilung zwischen dem vorderen und dem hinteren Triebstrang ohne jegliche Eingabe oder Handlung seitens des Fahrzeugbedieners zur Bereitstellung eines zuschaltbaren Vierradantriebsmodus (AUTO-4WD) zusätzlich zu dem Zweiradantriebsmodus (2WD) konfiguriert ist, ausgestattet. In der Regel umfassen aktive Verteilergetriebe einen fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator, der interaktiv mit einer elektronischen Antriebsschlupfregelung mit mehreren Fahrzeugsensoren verbunden ist. Der fremdkraftbetätigte Kupplungsaktuator reguliert die Höhe einer an die Mehrscheibenreibkupplung angelegten Einkupplungskraft basierend auf von den Sensoren detektierten fahrzeugbezogenen und/oder Straßenbedingungen, wobei das Antriebsmomentverteilungsverhältnis zwischen dem vorderen und dem hinteren Triebstrang adaptiv reguliert wird.
Es gibt Fahrzeugszenarien, bei denen die Verteilergetriebekupplung beschädigt werden kann. Ein bekanntes Szenario tritt auf, wenn es zu einer plötzlichen und relativ großen Differenzialdrehzahl zwischen der vorderen Ausgangswelle und der hinteren Ausgangswelle des aktiv gesteuerten Mehrscheibenverteilergetriebes kommt. Eine derartige Drehzahldifferenz zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle kann bei gleichzeitigem Drücken auf ein Fahrpedal und ein Bremspedal auftreten, wobei die Vorderreifen durch ausreichend dimensionierte Vorderbremsen am Drehen gehindert werden, während eine Drehung der Hinterräder, insbesondere auf einer Straßenoberfläche mit einem geringen Reibungskoeffizienten, gestattet werden kann. In einem derartigen Szenario kann Verteilergetriebesoftware den Hinterradschlupf erkennen und einen Ausgleich der Vorder- und Hinterraddrehzahlen durch Erhöhen der Verteilergetriebekupplungsdrehmomentkapazität bis zur der maximalen Kupplungsdrehmomentkapazität anstreben. Somit kann die Kombination aus hoher Drehmomentkapazität und hohem Schlupf die Betriebstemperatur der Verteilergetriebekupplung schnell erhöhen, was zu deren Beschädigung führt.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung einiger der erfinderischen Konzepte, die mit der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang stehen, bereit und sollte nicht als eine vollständige und umfassende Auflistung aller ihrer Aspekte, Aufgaben und Ausführungsformen interpretiert werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Kraftübertragungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsschutzsystem zur Verhinderung einer Beschädigung einer aktiv gesteuerten Mehrscheibenmoduskupplung davon bereitzustellen.
Ein verbundener Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, das Kupplungsschutzsystem mit der Fähigkeit, eine Beschädigung einer aktiv gesteuerten Mehrscheibenmoduskupplung während eines Szenarios großer Drehzahlunterschiede zwischen einer vorderen Ausgangswelle und einer hinteren Ausgangswelle der Kraftübertragungsanordnung zu verhindern, zu versehen.
Ein weiterer verbundener Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, das Kupplungsschutzsystem mit der Fähigkeit, das durch einen Triebstrang zu Beginn eines Radschlupfzustands angelegte Drehmoment zur Reduzierung des Hitzeentwicklungpotenzials in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenmoduskupplung zu reduzieren, zu versehen.
Ein weiterer verbundener Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, das Kupplungsschutzsystem mit der Fähigkeit, die Drehmomentabgabe eines Motors zu Beginn hoher Differenzialdrehzahlen zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle des Verteilergetriebes zur Reduzierung des Hitzeentwicklungspotenzials in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenmoduskupplung zu reduzieren, zu versehen.
Zusätzlich zu diesen Aspekten richtet sich die vorliegende Offenbarung ferner auf die Verbesserung der Fahrzeugstabilität über das Kupplungsschutzsystem durch Reduzieren der Höhe des Triebstrangdrehmoments zu Beginn hoher Differenzialdrehzahlen zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle des Verteilergetriebes, wodurch das Reifenschlupfpotenzial auf einer Straßenoberfläche reduziert wird, und ferner auf das Benachrichtigen des Fahrers über den Beginn eines Zustands hoher Differenzialdrehzahlen zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle des Verteilergetriebes, wodurch das Fahrverhalten des Fahrers geändert und letztlich das Potenzial einer Beschädigung der aktiv gesteuerten Mehrscheibenmoduskupplung reduziert wird.
Gemäß diesen und anderen Aspekten richtet sich die vorliegende Offenbarung auf eine Kraftübertragungsanordnung zur Installation in einem Kraftfahrzeug, die dahingehend betreibbar ist, durch eine aktiv gesteuerte Mehrscheibenreibkupplung normalerweise Antriebsmoment von einem Antriebsstrang auf einen Primärtriebstrang zu übertragen und selektiv Antriebsmoment auf einen Sekundärtriebstrang zu übertragen. Die Kraftübertragungsanordnung umfasst ferner einen fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator, der dahingehend betreibbar ist, zur Regulierung der Verteilung von Drehmoment auf den Sekundärtriebstrang eine Einkupplungskraft an die aktiv gesteuerte Mehrscheibenreibkupplung anzulegen. Der fremdkraftbetätigte Kupplungsaktuator steht mit einem Verteilergetriebesteuermodul (TCCM - Transfer Case Control Module) in Wirkverbindung, wobei das TCCM dazu konfiguriert ist, die Verteilung von Drehmoment, das an die vordere und die hintere Ausgangswelle angelegt wird, zu regulieren. Das TCCM steht mit einem Motorsteuergerät (ECM - Engine Control Module) in Wirkverbindung, wobei das ECM dazu konfiguriert ist, das Ausgangsdrehmoment des Antriebsstrangs zu regulieren. Das TCCM ist dazu konfiguriert, Schlupf in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung zu detektieren und dahingehend mit dem ECM zu kommunizieren, eine Reduzierung des Ausgangsdrehmoments des Antriebsstrangs als Reaktion auf den detektierten Schlupf anzufordern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verteilergetriebesteuermodul dazu konfiguriert sein, das Ausgangsdrehmoment des Antriebsstrangs durch Kommunikation mit dem Motorsteuergerät als Reaktion auf Signale von Fahrzeugsensoren anstatt von der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung zu reduzieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verteilergetriebesteuermodul dazu konfiguriert sein, bei Detektion einer vorbestimmten Fahrereingabebedingung, die eine oder mehrere Steuereingaben von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs beinhaltet, und einer vorbestimmten Fahrzeugbedingung eine Reduzierung des Ausgangsdrehmoments von dem Motorsteuergerät anzufordern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die vorbestimmte Fahrereingabebedingung beinhalten, dass eine Bremssteuervorrichtung betätigt wird und gleichzeitig eine Drosselklappensteuervorrichtung betätigt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die vorbestimmte Fahrzeugbedingung einen Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung und Folgendes beinhalten: eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Schwellenwert, eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert und/oder eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verteilergetriebesteuermodul dazu konfiguriert sein, die Anforderung der Reduzierung des Ausgangsdrehmoments an das Motorsteuergerät aufrechtzuerhalten, bis der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das Regulieren der Verteilung von Antriebsmoment zwischen einem Primärtriebstrang und einem Sekundärtriebstrang durch eine aktiv gesteuerte Mehrscheibenreibkupplung in einer Kraftübertragungsanordnung umfasst. Ein Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung wird von einem Verteilergetriebesteuermodul als eine Drehzahldifferenz zwischen Ausgangswellen, die mit dem Primärtriebstrang bzw. dem Sekundärtriebstrang gekoppelt sind, detektiert. Der Kraftübertragungsanordnung von einem Motor zugeführtes Ausgangsdrehmoment wird als Reaktion auf die Detektion von Schlupf in der Kraftübertragungsanordnung reduziert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf ein Signal von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren anstatt der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf eine vorbestimmte Fahrereingabebedingung, die eine oder mehrere Steuereingaben von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs beinhaltet, und eine vorbestimmte Fahrzeugbedingung reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die vorbestimmte Fahrereingabebedingung umfassen, dass eine Bremssteuervorrichtung betätigt wird und gleichzeitig eine Drosselklappensteuervorrichtung betätigt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die vorbestimmte Fahrzeugbedingung einen Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung und Folgendes beinhalten: eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Schwellenwert, eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert und/oder eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Ausgangsdrehmoment des Motors reduziert werden, bis der Schlupf in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung weniger als ein vorbestimmter Schwellenwert beträgt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner Anfordern, durch das Verteilergetriebesteuermodul, einer Erhöhung des Ausgangsdrehmoments von dem Motorsteuergerät, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verteilergetriebesteuermodul eine relativ schnelle Zunahme der Motordrehmomentabgabe von dem Motorsteuergerät anfordern, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und wenn eine Drosselklappensteuervorrichtung in einer Niedriggasstellung ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verteilergetriebesteuermodul eine relativ langsame allmähliche Zunahme der Motordrehmomentabgabe von dem Motorsteuergerät anfordern, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und wenn eine Drosselklappensteuervorrichtung in einer Vollgasstellung ist.
Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der hier bereitgestellten Beschreibung hervor. Wie angemerkt, dienen die Beschreibung und die speziellen Ausführungsformen, die in dieser Kurzdarstellung aufgeführt sind, lediglich der Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller Implementierungen oder Variationen davon. Somit sollen die Zeichnungen den Schutzumfang der mit der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang stehenden erfinderischen Konzepte nicht einschränken. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb, das dazu konfiguriert ist, mit einer gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruierten Kraftübertragungsanordnung, wie z. B. einem Verteilergetriebe, mit einem Kugelrampen-Krafterzeugungsmechanismus mit Nockenringen, ausgestattet zu werden;
2 eine schematische Veranschaulichung eines Verteilergetriebes, das zur Installation in dem in 1 gezeigten Kraftfahrzeug konfiguriert ist;
3 eine Schnittansicht eines Verteilergetriebes, das gemäß einer ersten nicht einschränkenden Ausführungsform konstruiert ist;
4 eine vergrößerte Teilansicht der Mehrscheibenreibkupplung und des fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuators, die dem in 3 gezeigten Verteilergetriebe zugeordnet sind;
5 eine Schnittansicht, die einen fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator zum Betätigen der dem in 3 und 4 gezeigten Verteilergetriebe zugeordneten Mehrscheibenreibkupplung ;
6 eine Querschnittsteilansicht eines Verteilergetriebes, das gemäß einer zweiten nicht einschränkenden Ausführungsform konstruiert ist;
7 eine modifizierte Version des in 6 gezeigten Verteilergetriebes und weitere Einzelheiten des fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuators;
8 ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Zustand, der für eine Anforderung des TCCM nach einer Reduzierung des Motordrehmoments als Reaktion auf detektierten Schlupf der Mehrscheibenreibkupplung erforderlich ist, darstellt; und
9 ein Ablaufdiagramm, das Schritte in einem beispielhaften Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs auflistet.

Übereinstimmende Bezugszeichen werden über die in den oben angeführten Zeichnungen bereitgestellten verschiedenen Ansichten hinweg zur Kennzeichnung gleicher Komponenten verwendet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden nun beispielhafte Ausführungsformen einer Kraftübertragungsanordnung zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen mit einer aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung und einem fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator beschrieben. Insbesondere ist ein Verteilergetriebesteuermodul (TCCM) dazu konfiguriert, sowohl die Verteilung von Drehmoment, das an die vordere und die hintere Ausgangswelle der Kraftübertragungsanordnung angelegt wird, zu regulieren als auch Schlupf in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung zu detektieren, wobei das TCCM dahingehend mit einem Motorsteuergerät (ECM) kommuniziert, das Ausgangsdrehmoment des Antriebsstrangs als Reaktion auf den detektierten Schlupf zu reduzieren, um: das Potenzial einer Beschädigung der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung zu reduzieren; das Potenzial eines Traktionsverlusts von Rädern auf einer Straßenoberfläche zu reduzieren und zur Benachrichtigung des Fahrers über einen potentiellen Reifen- und/oder Kupplungsschlupfzustand den Fahrer mit Echtzeit-Feedback zu versorgen. Es versteht sich jedoch, dass diese und die folgenden spezifischen beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt werden, damit diese Offenbarung ausführlich ist und dem Fachmann den beabsichtigten Schutzumfang vollumfänglich vermittelt. Es werden zahlreiche spezielle Details angeführt, wie z. B. Beispiele spezieller Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein tiefgehendes Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu gewährleisten. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass spezielle Details nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen auf viele verschiedene Weisen ausgestaltet werden können und dass nichts davon so ausgelegt werden sollte, dass es den Schutzumfang der Offenbarung einschränken könnte. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen werden wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht detailliert beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll nicht als Einschränkung verstanden werden. Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine/r“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas Anderes angibt. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassen(d)“, „enthalten(d)“ und „aufweisen(d)“ sind inklusiv gemeint und geben deshalb das Vorhandensein von angeführten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten an, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Arbeitsgänge dürfen nicht so verstanden werden, dass ihre Durchführung unbedingt in der speziellen erörterten oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, sofern diese nicht speziell als die Reihenfolge oder Abfolge der Durchführung angegeben ist. Es versteht sich ferner, dass weitere oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „an“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, kann es bzw. sie sich direkt an dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als „direkt an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, können keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet wird, sollte auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (beispielsweise „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „neben“ versus „direkt neben“ usw.). Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
Obgleich hier die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und sonstige hier verwendete numerische Begriffe implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern dies nicht eindeutig aus dem Kontext hervorgeht. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend erörtert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der Ausführungsbeispiele abzuweichen.
Sich auf Raum beziehende Begriffe wie „innere(r)“, „äußere(r)“, „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, leichter zu beschreiben. Sich auf Raum beziehende Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Ausrichtung mit umfassen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der exemplarische Begriff „unter“ sowohl eine Ausrichtung von über als auch von unter umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders (um Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) ausgerichtet sein, und die hier verwendeten sich auf den Raum beziehenden beschreibenden Begriffe werden entsprechend ausgelegt.
Zu Anfang auf 1 Bezug nehmend, umfasst ein Beispiel für ein Kraftfahrzeug 10 mit Vierradantrieb gemäß der Darstellung allgemein einen sich längs erstreckenden (d. h. Nord/Süd-Konfiguration) Antriebsstrang 12, der einen Motor 18 und ein Getriebe 20 zum Erzeugen einer auf einen Primärtriebstrang 14 und einen Sekundärtriebstrang 16 zu übertragenden Drehkraft (d. h. eines Antriebsmoments) umfasst. Der Antriebsstrang 12 umfasst gemäß der Darstellung einen Verbrennungsmotor 18, ein Mehrganggetriebe 20 und eine Kraftübertragungsanordnung, die im Folgenden als Verteilergetriebe 22 bezeichnet wird. Bei der bestimmten gezeigten Ausführung ist zur Ausbildung einer Vierradantriebsausführung (4WD-Ausführung) der Primärtriebstrang 14 der hintere Triebstrang und der Sekundärtriebstrang 16 ist der vordere Triebstrang. Es wird in Betracht gezogen, dass alternativ dazu eine Allradantriebsausführung (AWD-Ausführung) mit als Primärtriebstrang wirkendem vorderen Triebstrang 16 und als Sekundärtriebstrang wirkendem hinteren Triebstrang 14 konfiguriert sein kann. Bei einer derartigen Ausführung wäre die Kraftübertragungsanordnung als eine Nebenabtriebseinheit konfiguriert.
Der hintere Triebstrang 14 ist so konfiguriert, dass er ein Paar Bodeneingriffshinterräder 24 umfasst, die über entsprechende Hinterachswellen 26 mit einer hinteren Differenzialanordnung 28, die einer Hinterachsanordnung 30 zugeordnet ist, antriebsverbunden sind. Der hintere Triebstrang 14 umfasst des Weiteren eine hintere Kardanwelle 32, die dahingehend angeordnet ist, einen Dreheingang 34 der hinteren Differenzialanordnung 28 mit einer hinteren Ausgangswelle 36 des Verteilergetriebes 22 zu verbinden. Ein Paar hinterer Verbindungseinheiten 38 verbinden in der Darstellung gegenüberliegende Enden der hinteren Kardanwelle 32 mit dem Dreheingang 34 der hinteren Differenzialanordnung 28 und der hinteren Ausgangswelle 36 des Verteilergetriebes 22 und wirken dahingehend, Antriebsmoment zu übertragen, während eine Winkel- und/oder Translationsbewegung dazwischen gestattet wird.
Der vordere Triebstrang 16 ist so konfiguriert, dass er ein Paar Bodeneingriffsvorderräder 44 umfasst, die über entsprechende Vorderachswellen 46 mit einer vorderen Differenzialanordnung 48, die einer Vorderachsanordnung 50 zugeordnet ist, antriebsverbunden sind. Der vordere Triebstrang 16 umfasst des Weiteren eine vordere Kardanwelle 52, die dahingehend angeordnet ist, einen Dreheingang 54 der vorderen Differenzialanordnung 48 mit einer vorderen Ausgangswelle 56 des Verteilergetriebes 22 zu verbinden. Ein Paar vorderer Verbindungseinheiten 58 verbinden gegenüberliegende Enden der vorderen Kardanwelle 52 mit dem Dreheingang 54 der vorderen Differenzialanordnung 48 und der vorderen Ausgangswelle 56 des Verteilergetriebes 22 und wirken dahingehend, Antriebsmoment zu übertragen, während eine Winkel- und/oder Translationsbewegung dazwischen gestattet wird. Eine Trennkupplung 60 ist auch dem vorderen Triebstrang 16 zugeordnet und ist in der Darstellung zwischen einem Paar Wellensegmenten 46A, 46B einer der Vorderachswellen 46 funktional angeordnet. Die Trennkupplung 60 ist in einem ersten oder „verbundenen“ Modus zum Antriebskoppeln der Vorderräder 44 mit dem Rest des vorderen Triebstrangs 16 betreibbar und ist ferner in einem zweiten oder „getrennten“ Modus zum Entkoppeln der Vorderräder 44 von der Antriebsverbindung mit dem Rest des vorderen Triebstrangs 16 betreibbar.
Gemäß der Darstellung in 1 ist der Antriebsstrang 12 des Weiteren einem Antriebsstrangsteuersystem 62 wirkzugeordnet, das allgemein eine Gruppe von Fahrzeugsensoren 64 und einen Moduswähler 66 umfasst, die beide Signale zur Kommunikation mit einer Fahrzeugsteuerung bereitstellen, wobei die Fahrzeugsteuerung eine oder mehrere einzelne Steuerungen, die dem Motor 18, dem Getriebe 20, dem Verteilergetriebe 22 und der Trennkupplung 60 zugeordnet sind und dazu konfiguriert sind, den Antriebsbetrieb des Fahrzeugs 10 zu steuern, umfassen kann, wobei die Fahrzeugsteuerung gemäß der Darstellung eine Motorsteuereinheit, die auch als Motorsteuergerät (ECM) 68 bezeichnet wird, und eine Verteilergetriebesteuereinheit, die auch als Verteilergetriebesteuermodul (TCCM) 68' bezeichnet wird, umfasst, wobei das ECM 68 und das TCCM 68' dazu konfiguriert sind, in elektrischer Verbindung miteinander zu stehen, wie nachstehend erörtert wird. Das Antriebsstrangsteuersystem 62 stellt gemäß der Darstellung ein elektronisch gesteuertes Kraftübertragungssystem bereit, das dazu konfiguriert ist, einem Fahrzeugbediener zu gestatten, zwischen einem Zweiradantriebsmodus (2WD-Modus), einem abschaltbaren oder „gesperrten“ Vierradantriebsmodus (LOCK-4WD-Modus/gesperrten 4WD-Modus) und einem adaptiven oder „zuschaltbaren“ Vierradantriebsmodus (AUTO-4WD-Modus) zu wählen. Im Hinblick darauf ist das Verteilergetriebe 22 mit einer aktiv gesteuerten Mehrscheibenmoduskupplung 70 und einer Übertragungsanordnung 72, die zur Übertragung von Antriebsmoment auf den vorderen Triebstrang 16, wenn einer der Vierradantriebsmodi gewählt wird, konfiguriert ist, ausgestattet. Wie nachstehend genauer angegeben wird, wirkt die Moduskupplung 70 dahingehend, über die Übertragungsanordnung 72 selektiv Antriebsmoment von der hinteren Ausgangswelle 36 auf die vordere Ausgangswelle 56 zu übertragen.
Gemäß der Darstellung umfasst das Kraftübertragungssystem des Weiteren einen fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator 74 zur Steuerung der Betätigung der Moduskupplung 70 und einen fremdkraftbetätigten Trennaktuator 76 zur Steuerung der Betätigung der Trennkupplung 60. Das TCCM 68' steuert die koordinierte Betätigung der fremdkraftbetätigten Aktuatoren 74, 76 als Reaktion auf Eingangssignale von Fahrzeugsensoren 64 und Modussignale von dem Moduswählmechanismus 66. Die Fahrzeugsensoren 64 sind dahingehend angeordnet und konfiguriert, bestimmte dynamische und Betriebseigenschaften des Fahrzeugs 10 und/oder gegenwärtige Witterungs- oder Straßenbedingungen zu detektieren.
Zum Herstellen des 2WD-Modus wird der Kupplungsaktuator 74 dahingehend gesteuert, die Moduskupplung 70 in einen ersten oder „freigegebenen“ Modus zu schalten, während der Trennaktuator 76 dahingehend gesteuert wird, die Trennkupplung 60 in ihren getrennten Modus zu schalten. Wenn sich die Moduskupplung 70 in ihrem Freigabemodus befindet, wird kein Antriebsmoment durch die Übertragungsanordnung 72 zur vorderen Ausgangswelle 56 übertragen, so dass nahezu sämtliches Antriebsmoment, das vom Antriebsstrang 12 erzeugt wird, über den hinteren Triebstrang 14 zu den Hinterrädern 24 geliefert wird.
Zum Herstellen des LOCK-4WD-Modus wird der Trennaktuator 76 dahingehend gesteuert, die Trennkupplung 60 in ihren verbundenen Modus zu schalten, und der Kupplungsaktuator 74 wird dahingehend gesteuert, die Moduskupplung 70 in einen zweiten oder „vollständig eingerückten“ Modus zu schalten. Wenn die Moduskupplung 70 in ihrem vollständig eingerückten Modus betrieben wird, ist die hintere Ausgangswelle 36 letztlich über die Übertragungsanordnung 72 mit der vorderen Ausgangswelle 56 antriebsgekoppelt, so dass das Antriebsmoment gleichmäßig (d. h. 50/50) dazwischen verteilt wird. Wenn sich die Trennkupplung 60 in ihrem verbundenen Modus befindet, werden die Wellensegmente 46A, 46B antriebsgekoppelt, so dass das zu der vorderen Ausgangswelle 56 gelieferte Antriebsmoment über den vorderen Triebstrang 16 zu den Vorderrädern 44 übertragen wird.
Zur Herstellung des AUTO-4WD-Modus wird die Trennkupplung 60 in ihren verbundenen Modus geschaltet oder darin gehalten, und der Kupplungsaktuator 74 wird dahingehend betrieben, die Antriebsmomentverteilung zwischen der hinteren Ausgangswelle 36 und der vorderen Ausgangswelle 56 durch Variieren des Betriebs der Moduskupplung 70 zwischen ihrem freigegebenen und vollständig eingerückten Modus adaptiv zu regeln. Das Drehmomentverteilungsverhältnis basiert auf einer dem TCCM 68' zugeordneten Steuerlogik und wird von dieser bestimmt, wobei diese Steuerlogik dazu konfiguriert ist, ein gewünschtes oder „Soll“-Ausmaß des zu der vorderen Ausgangswelle 56 zu übertragenden Gesamtantriebsmoments basierend auf den von den Sensoren 64 detektierten Betriebseigenschaften und/oder Straßenbedingungen zu bestimmen.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 2 der Zeichnungen wird nun eine beispielhafte Ausführungsform des Verteilergetriebes 22 genauer beschrieben. Das Verteilergetriebe 22 umfasst allgemein ein Verteilergetriebegehäuse 80, eine hintere Ausgangswelle 36, eine vordere Ausgangswelle 56, eine Übertragungsanordnung 72, eine Moduskupplung 70 und einen fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator 74. In diesem nicht einschränkenden Beispiel wird eine Komponente der Übertragungsanordnung 72 mit einer Komponente der Moduskupplung 70 zur Definition einer „integrierten Drehmomentübertragungs“-Komponente, die eine kompakte „Stapel“-Anordnung zwischen der Moduskupplung 70 und der Übertragungsanordnung 72 ermöglicht, kombiniert. Diese gestapelte Anordnung führt zu reduziertem axialen Packaging des Verteilergetriebes 22 im Vergleich zu „ungestapelten“ Anordnungen in bekannten Verteilergetrieben. In dem bestimmten offenbarten Beispiel kombiniert die integrierte Drehmomentübertragungskomponente ein erstes Übertragungsglied oder ein erstes Kettenrad 82 der Übertragungsanordnung 72 mit einem ersten Kupplungsglied oder einer Kupplungstrommel 92 der Moduskupplung 70, im Folgenden wird die kombinierte Komponente zusammengefasst als eine Kettentrommel 100 bezeichnet. Die Kettentrommel 100 wird auch der hinteren Ausgangswelle 36 drehbar gestützt.
Zusätzlich zu dem ersten Kettenrad 82 umfasst die Übertragungsanordnung 72 des Weiteren ein zweites Übertragungsglied oder ein zweites Kettenrad 84, das an der vorderen Ausgangswelle 56 fixiert oder integral damit ausgebildet ist, und eine Endlosantriebskette 86, die an dem ersten Kettenrad 82 der Kettentrommel 100 ausgebildete erste Kettenradzähne 88 und an dem zweiten Kettenrad 82 ausgebildete zweite Kettenradzähne 90 umgibt und damit kämmt. Die Übertragungsanordnung 72 ist eine Kettenübertragungsanordnung und sorgt für eine direkte Übersetzung (1:1) zwischen dem ersten Kettenrad 82 und dem zweiten Kettenrad 84. Falls gewünscht, können von der Übertragungsanordnung 72 nicht direkte Übersetzungen bereitgestellt werden. Das Verteilergetriebe 22 gemäß der Darstellung in 2 ist eine einstufige Konfiguration mit einer Hauptwelle 40, wobei eine Eingangswelle 42 und eine hintere Ausgangswelle 36 integral als eine gemeinsame Welle ausgebildet sind. Die Eingangswelle 42 ist dazu ausgeführt, zur Aufnahme des Antriebs moments von dem Antriebsstrang 12 mit einer Ausgangswelle des Getriebs 20 antriebsverbunden zu sein.
Unter weiterer hauptsächlicher Betrachtung von 2 sind gemäß der Darstellung des Verteilergetriebes 22 die Hauptquelle 40, die Moduskupplung 70 und der Kupplungsaktuator 74 bezüglich einer ersten Drehachse „A“ funktional angeordnet. Gemäß der Darstellung ist die Moduskupplung 70 bei dieser nicht einschränkenden Konfiguration eine Mehrscheibenreibkupplung, die allgemein eine Kupplungstrommel 92, die auf der Hauptwelle 40 drehbar gestützt wird, ein zweites Kupplungsglied oder eine Kupplungsnabe 94, die mit der Hauptwelle 40 drehfest verbunden ist, und ein Mehrscheibenkupplungspaket 96, das sich aus mehreren abwechselnd angeordneten ersten und zweiten Kupplungsplatten zusammensetzt, umfasst. Die ersten Kupplungsplatten sind über eine Keilverzahnungs- oder Ansatzantriebsverbindung 98 (3) mit der Kupplungsnabe 94 gekoppelt, während die zweiten Kupplungsplatten über eine Keilverzahnungs- oder Ansatzantriebsverbindung 102 (3) mit der Kupplungstrommel 92 gekoppelt sind. Erste Kettenradzähne 88 des ersten Kettenrads 82 und die der Antriebsverbindung 102 zugeordneten Innenkeilverzahnungszähne/Ansätze sind in der Kettentrommel 100 zur Bereitstellung der integrierten Drehmomentübertragungskomponenten ausgebildet.
Der fremdkraftbetätigte Kupplungsaktuator 74 wird in 2 schematisch gezeigt und ist so konfiguriert, dass er eine bewegliche Betätigungskomponente umfasst, die dazu ausgeführt ist, dass Kupplungspaket 96 einzurücken und eine Einkupplungsdruckkraft daran anzulegen. Es versteht sich, dass durch eine Bewegung dieser Betätigungskomponente in einer Einrückrichtung (d. h. zu dem Kupplungspaket 96 hin) die Höhe der Einkupplungskraft und die entsprechende Höhe an Antriebsmoment, das von der Hauptwelle 40 auf die vordere Ausgangswelle 56 über die Übertragungsanordnung 72 übertragen wird, erhöht wird. Gleichermaßen wird durch eine Bewegung der Betätigungskomponente in einer Freigaberichtung (d. h. von dem Kupplungspaket 96 weg) die Höhe der Einkupplungskraft und die entsprechende Höhe des Antriebsmoments, das von der Hauptwelle 40 auf die vordere Ausgangswelle 56 über die Übertragungsanordnung 72 übertragen wird, verringert wird.
Bei dieser nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst der Kupplungsaktuator 74 gemäß der Darstellung allgemein eine bewegbare Betätigungskomponente 74A, einen Krafterzeugungsmechanismus 74B und eine fremdkraftbetätigte Treibereinheit 74C. Die bewegbare Betätigungskomponente ist als eine Druckplatte 74A, die bezüglich des Kupplungspakets 96 axial bewegbar ist, konfiguriert. Der Krafterzeugungsmechanismus 74B wird von der fremdkraftbetätigten Treibereinheit 74C betätigt und ist dahingehend betreibbar, die axial ausgerichtete Einkupplungskraft zu Bewegung der Druckplatte 74 Abzüglich des Kupplungspakets 96 zu erzeugen und auszuüben. Die fremdkraftbetätigte Treibereinheit 74C kann ohne Beschränkungen einen Elektromotor, einen elektromagnetischen Aktuator, ein hydraulisches Powerpack (d. h. eine motorbetriebene Fluidpumpe) oder dergleichen umfassen. Gleichermaßen kann der Krafterzeugungsmechanismus 74B ohne Beschränkungen eine Dreh-zu-Linearbewegung-Umwandlungsvorrichtung (d. h. eine Kugelrampeneinheit, eine Spindelantriebseinheit usw.), einen Drehaktuator oder einen Linearaktuator umfassen.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 3 und 4 wird das Verteilergetriebe 22 in Schnittansichten einer nicht einschränkenden Ausführungsform mit zur Drehung um eine erste Drehachse „A“ ausgerichtete Hauptwelle 40 gezeigt, während die vordere Ausgangswelle 56 zur Drehung um eine zweite Drehachse „B“ ausgerichtet gezeigt wird. Das Gehäuse 80 wird als eine zweistückige Konstruktion mit einem über mehrere Befestigungsmittel 112 an einem zweiten Gehäusebereich 114 gesicherten ersten Gehäusebereich 110 gezeigt. Der erste Gehäusebereich 110 umfasst ein ringförmiges Eingangsvorsprungsegment 116, das eine Eingangsöffnung 118 definiert, und ein ringförmiges vorderes Ausgangsvorsprungsegment 120, dass eine vordere Ausgangsöffnung 122 definiert. Der zweite Gehäusebereich 114 umfasst ein ringförmiges hinteres Ausgangsvorsprungsegment 124, das eine hintere Ausgangsöffnung 126 definiert, und ein ringförmiges vorderes Ausgangsvorsprungsegment 128, das einen Lagerstützhohlraum 130 definiert. Eine erste Lageranordnung 132 stützt gemäß der Darstellung drehbar die Eingangswelle 42 der Hauptwelle 40 in der Eingangsöffnung 118, während eine zweite Lageranordnung 134 gemäß der Darstellung drehbar eine Jochkupplung 136 stützt, die an der hinteren Ausgangswelle 36 in der hinteren Ausgangsöffnung 126 fixiert ist. Eine erste und eine zweite Rotationsdichtung 138, 140 sind auch in der Eingangsöffnung 118 bzw. der hinteren Ausgangsöffnung 126 angeordnet. Eine dritte Lageranordnung 142 stützt gemäß der Darstellung drehbar einen Abschnitt einer vorderen Ausgangswelle 56 in der vorderen Ausgangsöffnung 122, während eine vierte Lageranordnung 144 drehbar einen anderen Abschnitt der ersten Ausgangswelle 56 in dem Lagerstützhohlraum 130 stützt. Eine Rotationsdichtung 146 ist auch in der vorderen Ausgangsöffnung 122 angeordnet, während ein Umlenkring 148, der drehfest mit der vorderen Ausgangswelle 56 verbunden ist, das vordere Ausgangsvorsprungsegment 120 des ersten Gehäusebereichs 114 allgemein umgibt. Die Eingangswelle 42 der Hauptwelle 40 umfasst gemäß der Darstellung einen mit Innenkeilverzahnungen versehenen Antriebshohlraum 150, der dazu ausgeführt ist, eine mit Außenkeilverzahnungen versehene Ausgangswelle des Getriebes 20 aufzunehmen und damit zu kämmen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 und 4 umfasst die Kettentrommel 100 der gestapelten und integrierten Anordnung zwischen der Übertragungsanordnung 72 und der Moduskupplung 70 gemäß der Darstellung allgemein ein radiales Plattensegment 152, ein sich axial erstreckendes rohrförmiges Nabensegment 154 mit kleinerem Durchmesser und ein sich axial erstreckendes Kettenrad/Trommel-Segment 156 mit größerem Durchmesser. Das Nabensegment 154 der Kettentrommel 100 umgibt die Eingangswelle 42 der Hauptwelle 40 und wird über eine fünfte Lageranordnung 158 drehbar darauf gestützt. Die Außenumfangsfläche des Kettenrad/Trommel-Segments 156 umfasst erste Kettenradzähne 88, die sich davon nach außen erstrecken, während die Innenumfangsfläche des Kettenrad/Trommel-Segments 156 Innenkeilverzahnungszähne 160 umfasst, die dazu konfiguriert sind, mit den Außenkeilverzahnungszähnen der zweiten Kupplungsplatten des Kupplungspakets 96 zur Definition der Antriebsverbindung 102 zu kämmen. Die ersten Kettenradzähne 88 und die Innenkeilverzahnungszähne 160 sind dahingehend integral ausgebildet, sich von dem Kettenrad/Trommel-Segment 156 der Kettentrommel 100 zu erstrecken. Die Kupplungsnabe 94 ist gemäß der Darstellung an einem Zwischenabschnitt der Hauptwelle 40 integral ausgebildet und weist Außenkeilverzahnungszähne 162 auf, die dazu konfiguriert sind, mit den Innenkeilverzahnungszähnen der ersten Kupplungsplatten des Kupplungspakets 96 zur Definition der Antriebsverbindung 98 dazwischen zu kämmen. Die Moduskupplung 70 umfasst gemäß der Darstellung auch eine Reaktionsplatte 166, die mit der Hauptwelle 40 drehfest verbunden ist und die positiv axial in einer Kupplungskammer, die zwischen dem radialen Plattensegment 152 und dem Kettentrommelsegment 156 der Kettentrommel 100 ausgebildet ist, über einen Haltering 168 positioniert ist. Die Reaktionsplatte 166 ist dazu konfiguriert, dahingehend auf die axial gerichteten an das Kupplungspaket 96 angelegten Einkupplungskräfte in der Kupplungskammer zu reagieren, die an die Kettentrommel 100 angelegte Last auf ein Minimum zu reduzieren.
Der Krafterzeugungsmechanismus 74B umfasst gemäß der Darstellung in 3 und 4 eine Kugelrampeneinheit, die einen stationären ersten Nockenring 170, einen bewegbaren zweiten Nockenring 172 und mehrere Kugeln 174, die jeweils zwischen einem ausgerichteten Paar aus einer ersten Nockenbahn 176 und einer zweiten Nockenbahn 178, die in dem ersten beziehungsweise dem zweiten Nockenring 170, 172 ausgebildet sind, angeordnet sind, umfasst. Der stationäre erste Nockenring 170 wird über den Eingriff eines sich von dem zweiten Gehäusebereich 114 erstreckenden Drehsicherungsansatzes 180 in einer in dem ersten Nockenring 170 ausgebildeten Drehsicherungsöffnung 182 in der Drehbewegung eingeschränkt. Gleichermaßen wird der erste Nockenring 170 axial neben einer Positionierungsplatte 184 in der Bewegung eingeschränkt. Die Positionierungsplatte 184 ist mit der hinteren Ausgangswelle 36 drehfest verbunden (d. h. keilverzahnt) und wird axial über einen Haltering 186 in der Bewegung eingeschränkt. Eine sechste Lageranordnung in Form einer radialen Passlageranordnung 188 ist zwischen der Positionierungsplatte 184 und dem ersten Nockenring 170 angeordnet.
Der zweite Nockenring 172 ist dazu konfiguriert, bezüglich des ersten Nockenrings 170 zur Erzeugung und Übertragung der Einkupplungskraft durch die Druckplatte 74A auf das Kupplungspaket 96 sowohl drehbeweglich als auch axial beweglich zu sein. Der zweite Nockenring 172 umfasst gemäß der Darstellung eine Verlängerung 190 mit Zahnradzähnen 192, die entlang ihrer Umfangsrandfläche ausgebildet sind. Eine Drehung des zweiten Nockenrings 172 bezüglich des ersten Nockenrings 170 wird durch Drehung einer mit Zähnen versehenen Ausgangskomponente der fremdkraftbetätigten Treibereinheit 74C, die mit den Zahnradzähnen 192 kämmt, verursacht. Durch die Drehung des zweiten Nockenrings 172 bezüglich des ersten Nockenrings 170 bewirkt die Rollbewegung der Kugeln 174 in dem ausgerichteten Satz von „ein Profil aufweisenden“ Nockenbahnen 176, 178 eine axiale Translationsbewegung des zweiten Nockenrings 172 in einer ersten bzw. „Einrück“-Richtung zu dem Kupplungspaket 96 oder einer zweiten bzw. „Freigabe“-Richtung von dem Kupplungspaket 96 weg basierend auf der Drehrichtung, die von der fremdkraftbetätigten Treibereinheit 74C gesteuert wird. Obgleich dies nicht gezeigt wird, ist eine Vorspannanordnung für normales Vorspannen entweder des zweiten Nockenrings 172 oder der Druckplatte 74A in der Freigaberichtung vorgesehen. Eine siebente Lageranordnung in Form einer radialen Passlageranordnung 189 ist zwischen dem zweiten Nockenring 172 und der Druckplatte 74A angeordnet.
5 stellt dar, dass die fremdkraftbetätigte Treibereinheit 74C des Kupplungsaktuators 74 einen Elektromotor 196 mit einer Motordrehwelle 198, die ein Schneckenrad 200 antreibt, umfasst. Das Gewinde des Schneckenrads 200 kämmt mit Zahnradzähnen 192 an der Verlängerung 190 zur Definition eines Untersetzungszahnradsatzes 202. Der Motor 196 wird, beispielsweise durch Befestigungsmittel 204, an dem zweiten Gehäusebereich 114 des Gehäuses 80 gesichert. Bei einer alternativen Anordnung könnte die fremdkraftbetätigte Treibereinheit 74C des Kupplungsaktuators 74 einen Drehmodusnocken mit einer ein Profil aufweisenden Nockenfläche, die in stetigem Eingriff mit einem nicht mit Zähnen versehenen Ende (d. h. einem Stößel) der Verlängerung 190 des zweiten Nockenrings 172 gehalten wird, antreiben. Das Nockenflächenprofil des Drehmodusnockens wäre zur Steuerung der Drehung und axialen Bewegung des zweiten Nockenrings 172 bezüglich des ersten Nockenrings 170 konfiguriert.
Eine Drehung des Schneckenrads 200 in einer ersten Richtung bewirkt eine Drehung des zweiten Nockenrings 172 in einer ersten Drehrichtung, die wiederum eine entsprechende axiale Bewegung eines zweiten Nockenrings 172 in seine Freigaberichtung (in den Zeichnungen nach rechts) zum Gestatten, dass die Vorspannfeder die Druckplatte 74A in eine Freigaberichtung bewegt und die Moduskupplung 70 in ihren Freigabemodus versetzt, bewirkt. Im Gegensatz dazu bewirkt eine Drehung des Schneckenrads 200 in einer zweiten Drehrichtung eine Drehung des zweiten Nockenrings 172 in einer zweiten Drehrichtung, die wiederum eine entsprechende axiale Bewegung des zweiten Nockenrings 172 in seine Freigaberichtung (in den Zeichnungen nach links) zum Zwangsbewegen der Druckplatte 74A in einer Einrückrichtung zum Umschalten der Moduskupplung 70 aus ihrem freigegeben Modus in ihren eingerückten Modus bewirkt. Wie angemerkt wird, wirkt die Konfiguration der ausgerichteten Paare aus einer ersten und einer zweiten Nockenbahn 176, 178 dahingehend, die Beziehung zwischen Drehung und axialer Translationsbewegung des zweiten Nockenrings 172 bezüglich des ersten Nockenrings 170 zu koordinieren.
6 ist eine Querschnittsteilansicht einer leicht überarbeiteten Version des in 3 und 4 gezeigten Verteilergetriebes 22, die im Folgenden als Verteilergetriebe 22A gekennzeichnet wird. Komponenten des Verteilergetriebes 22A, die jenen, die zuvor offenbart wurden, ähneln, werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Verteilergetriebe 22A ist nun mit einer separaten Kupplungsnabe 94A ausgestattet, die durch Keilverzahnungsverbindung mit der hinteren Ausgangswelle 36 verbunden ist und eine Reaktionsplatte 166A, die damit integral ausgebildet ist, aufweist. Eine Rückstellfeder 200 spannt die Druckplatte 74A gemäß der Darstellung normalerweise in der Freigaberichtung vor 201. Eine Gerotorschmierpumpe 202 wird von der hinteren Ausgangswelle 36A angetrieben und führt Schmiermittel von einer Ölwanne zu einem in der hinteren Ausgangswelle 36A ausgebildeten mittigen Schmiermittelkanal 205 zur weiteren Zufuhr des Schmiermittels an die Kugelrampeneinheit 74B und die Moduskupplung 70 zu. Das Nabensegment 154A der Kettentrommel 100 ist eine separate Komponente. Gleichermaßen umfasst die Kettentrommel 100 eine glockenförmige Komponente, die ein radiales Plattensegment 152A und ein Trommelsegment 156A definiert. Das Nabensegment 154A und das radiale Plattensegment 152A sind starr aneinander gesichert, wie z. B. durch Schweißung.
Darüber hinaus umfasst ein erster Nockenring 170A gemäß der Darstellung eine erste Hebelverlängerung 210 und ein zweiter Nockenring 172A umfasst gemäß der Darstellung eine zweite Hebelverlängerung 212. Die Hebelverlängerungen 210, 212 erstrecken sich zu gegenüberliegenden Abschnitten eines Drehmodusnockens, der von der fremdkraftbetätigten Treibereinheit 74C angetrieben wird, und stehen mit diesen in Eingriff. Bei einer Ausführung steht ein flaches Endsegment an der ersten Hebelverlängerung 210 mit einem nicht mit einem Profil versehenen Abschnitt des Drehmodusnockens zur Verhinderung einer Drehbewegung des ersten Nockenrings 170A in Eingriff, während ein an einer zweiten Hebelverlängerung 212 befestigter Stößel mit einem mit einem Profil versehenen Abschnitt des Drehmodusnockens zur Steuerung der Drehbewegung des zweiten Nockenrings 172A bezüglich des ersten Nockenrings 170A in Eingriff stehen würde. Bei einer alternativen Ausführung hätte die erste Hebelverlängerung 210 einen mit einem mit einem Profil versehenen Abschnitt des Drehmodusnockens in Eingriff stehenden Stößel und ein flaches Ende an der zweiten Hebelverlängerung 212 würde mit einem kein Profil aufweisenden Abschnitt des Modusnockens in Eingriff stehen, wobei eine Drehung des ersten Nockenrings 170A bezüglich des zweiten Nockenrings 172A eine axiale Bewegung des zweiten Nockenrings 172A steuert. Letztlich könnten beide Hebelverlängerungen 210, 212 mit mit einem Profil versehenen Abschnitten des Drehmodusnockens dahingehend in Eingriff stehen, für eine „scherenartige“ Wirkung zu sorgen, die die axiale Bewegung des zweiten Nockenrings 172A bezüglich des ersten Nockenrings 170A steuert.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine Schnittansicht einer weiteren modifizierten Version des Verteilergetriebes 22A von 6 im Folgenden als das Verteilergetriebe 22B gekennzeichnet. Komponenten des Verteilergetriebes 22B, die jenen, die zuvor offenbart wurden, ähnlich sind, werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Verteilergetriebe 22B ist dem Verteilergetriebe 22A allgemein ähnlich, jedoch ist das erste Kettenrad 82B eine von der Kupplungstrommel 92B der Moduskupplung 70 separate Komponente. Darüber hinaus umfasst die fremdkraftbetätigte Treibereinheit 74C des Kupplungsaktuators 74 gemäß der genaueren Darstellung eine Aktuatordrehwelle 250, die von einem Elektromotor 252 angetrieben wird, und einen Drehmodusnocken 254, der mit der Aktuatorwelle 250 drehfest verbunden ist. Eine Hebelverlängerung 210B des ersten Nockenrings 170B weist einen Stößel (nicht gezeigt) auf, der mit einer mit einem Profil versehenen Nockenfläche an dem Modusnocken 254 in Eingriff steht. Somit steuert eine Drehung des Modusnockens 254 durch eine Betätigung des Motors 252 die Drehung des ersten Nockenrings 170B bezüglich des zweiten Nockenrings 172B. Die Hebelverlängerung 212B an dem zweiten Nockenring 172B steht mit einem nicht mit einem Profil versehenen Positionierungsbund 256 dahingehend in Eingriff, drehfest gehalten zu werden, jedoch noch immer bezüglich des ersten Nockenrings 170B axial bewegbar zu sein. Obgleich dies nicht speziell gezeigt wird, sind mehrere erste Nockenbahnen in dem ersten Nockenring 170B jeweils auf entsprechende mehrere zweite Nockenbahnen, die in dem zweiten Nockenring 172B ausgebildet sind, ausgerichtet. Kugeln 174B werden zwischen den ausgerichteten ersten und zweiten Nockenbahnen gehalten. Das Profil dieser ersten und zweiten Nockenbahnen und das Profil der Nockenfläche an dem Drehmodusnocken 254 wirken dahingehend zusammen, die Beziehung zwischen einer Drehung der ersten Nockenringe 170B und einer axialen Bewegung des zweiten Nockenrings 172B definieren. Die fremdkraftbetätigte Treibereinheit 74C, die in 7 gezeigt wird, ist der Anordnung, die zur Steuerung des Betriebs der in 6 gezeigten Kugelrampeneinheit verwendet wird, allgemein ähnlich.
Im Betrieb in einem Allradantriebsmodus, wie oben erörtert, basiert das Drehmomentverteilungsverhältnis auf der zu dem TCCM 68' gehörigen Steuerlogik und wird von dieser bestimmt. In einem Zustand von Rad-/Kupplungsschlupf, zu dem es beispielsweise und ohne Beschränkung während gleichzeitiger Betätigung einer Drosselklappensteuervorrichtung und einer Bremssteuervorrichtung (beispielsweise durch gleichzeitiges Drücken auf ein Fahrpedal und ein Bremspedal) kommen kann, wobei die Hinterräder durchdrehen, insbesondere auf einer Straßenoberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, während die Vorderräder stationär bleiben, kommt es zu einem großen Drehzahldifferenzial zwischen der hinteren und der vorderen Ausgangswelle 36, 56. Wenn dies unbemerkt bleibt, kann fortgesetzter Betrieb in dem Rad-/Kupplungsschlupfszenario zu einer Beschädigung der Moduskupplung 70 führen; jedoch detektiert das TCCM 68' einen derartigen Zustand sofort und kommuniziert mit dem ECM 68 zur Verhinderung einer resultierenden Beschädigung der Moduskupplung 70 über eine Anforderung nach reduziertem Drehmoment, die von dem TCCM 68' zu dem ECM 68 gesendet wird, woraufhin das ECM 68 den Motor 18 anweist, die Drehmomentabgabe des Motors 18 zu reduzieren, wodurch das Drehzahldifferenzial zwischen der hinteren und der vorderen Ausgangswelle 36, 56 reduziert wird. Vor der Meldung an den Motor 18, die Drehmomentabgabe zu reduzieren, wird ein Algorithmus zur Überprüfung, ob das Fahrzeug 10 in einem „Leistungsmodus“ (z. B. Straße mit abgesperrter Strecke oder in einer Dragsterstreckenumgebung) oder einem „Nicht-Leistungsmodus“ gefahren wird, durchgeführt, und wenn festgestellt wird, dass es sich in einem „Nicht-Leistungsmodus“ befindet, wird das Signal zur Reduzierung von Drehmoment gesendet. Entsprechend werden gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt gemäß der Darstellung in 8 zwei Bedingungen vor dem Senden einer Anforderung von dem TCCM 68' zu dem ECM 68 einer Reduzierung von Drehmoment überprüft, und zwar eine „Fahrereingabebedingung“ 300 und eine vorbestimmte „Fahrzeugbedingung“ 302.
Die Überprüfung der Fahrereingabebedingung 300 umfasst Verifizieren, dass sowohl ein gedrücktes Bremspedal 304 als auch ein zu einem bestimmten Prozentsatz (XX Prozent) gedrücktes Fahrpedal 306 vorliegt, und wenn dem so ist, ist die Fahrereingabebedingung erfüllt.
Die Fahrzeugbedingung 302 kann je nach Wunsch zugeordnet/programmiert sein und umfasst gemäß einem Aspekt eine Analyse von 4 Parametern: Schlupf 308 der Moduskupplung 70 des Verteilergetriebes (Drehzahldifferenzial „XX U/min“ zwischen der hinteren und der vorderen Ausgangswelle 36, 56), Fahrzeuggeschwindigkeit 310, Längsbeschleunigung (Fahrzeugbewegung in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung) 312 und Querbeschleunigung (Fahrzeugbewegung in einer Richtung von einer Seite zur anderen Seite) 314. Die Fahrzeuggeschwindigkeit 310 kann durch Überwachen der Vorderraddrehzahl verifiziert werden und gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt kann die Vorderraddrehzahl dahingehend überprüft werden, festzustellen, ob die Vorderradgeschwindigkeit für ZZ Sekunden oder länger bei weniger als YY km/h lag, und falls ja, gibt dies einen „Nicht-Leistungsmodus“ an. Die Längsbeschleunigung 312 kann dahingehend überprüft werden, festzustellen, ob die Fahrzeugbeschleunigung für einen vorbestimmten Zeitraum oder länger innerhalb einer vorbestimmten Beschleunigung, die +/-NN m/s² betragen kann, liegt, und falls ja, gibt dies einen „Nicht-Leistungsmodus“ an. Die Querbeschleunigung 314 (Absolutwert) liegt unter einem Schwellenwert basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit (Beziehung y=mx+b mit einem höheren Schwellenwert bei niedrigeren Geschwindigkeiten, wenn hohe Querlasten erzeugt werden können, und niedrigeren Schwellenwerten mit zunehmender Geschwindigkeit) und sie lag für den vorbestimmten Zeitraum oder länger unter dem Schwellenwert, und falls ja, gibt dies einen „Nicht-Leistungsmodus“ an. Wenn jede dieser Bedingungen bestätigt wird, wird ein „Nicht-Leistungsmodus“ angezeigt und somit sendet das TCCM 68' eine Anforderung einer Reduzierung des Motordrehmoments 316 an das ECM 68, woraufhin das ECM 68 basierend auf einem Satz von Bedingungen, die beispielsweise von anderen Fahrzeugsensoren 64 überwacht werden, dem Motor 18 melden kann, das Ausgangsdrehmoment zu reduzieren, wodurch der Schlupf der Moduskupplung 70 reduziert wird.
Wenn das ECM 68 die Drehmomentabgabe des Motors 18 reduziert, wird die Überwachung 318 des Schlupfs der Moduskupplung 70 fortgesetzt, und bis der Schlupfzustand gelöst ist, gilt dies auch für die Anforderung einer fortgesetzten Drehmomentreduzierung von dem TCCM 68' an das ECM 68, wie bei 316' angezeigt wird, solange der Schlupf der Moduskupplung 70 über einem vorbestimmten Schwellenwert 320 bleibt. Wenn detektiert wird, dass der Schlupf der Moduskupplung 70 nicht länger über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, wie bei 321 angezeigt wird, reduziert das TCCM 68' die Anforderung der Drehmomentreduzierung und in Abhängigkeit von der detektierten Stellung des Fahrpedals kann die Rate der reduzierten Anforderung variiert werden. Wenn der Schlupf der Moduskupplung 70 beispielsweise aufgehört hat und wenn die Fahrpedalstellung als lediglich geringfügig gedrückt/betätigt detektiert wird, was einer „Niedriggasstellung 322“ entspricht, ist die Rate der Erhöhung des Drehmoments, die durch das TCCM 68' von dem ECM 68 angefordert wird, relativ hoch, da die entsprechende Zunahme des Motordrehmoments relativ und spürbar gering sein wird und somit keine Instabilität des Fahrzeugs 10 oder eine besorgniserregende Überraschung für den Fahrer verursachen wird. Andernfalls wird, wenn der Schlupf der Moduskupplung 70 aufgehört hat und wenn die Fahrpedalstellung als mehr als lediglich geringfügig gedrückt/betätigt detektiert wird, was einer „Vollgasstellung 324“ entspricht, die Rate der Erhöhung des Drehmoments, die durch das TCCM 68' von dem ECM 68 angefordert wird, relativ niedrig sein, da die entsprechende Zunahme des Motordrehmoments relativ hoch und vom Fahrer ohne Weiteres spürbar sein wird und somit Instabilität des Fahrzeugs 10 oder eine besorgniserregende Überraschung für den Fahrer verursachen könnte. Dementsprechend wird durch Anfordern einer allmählichen langsamen Rate der Drehmomentzunahme durch das TCCM 68' von dem ECM 68 während einer Vollgasstellung 324 die Fahrzeugstabilität beibehalten und eine besorgniserregende Überraschung für den Fahrer wird vermieden. In jeglichem Fall wird die Erhöhung der Motordrehmomentanforderung durch das TCCM 68' von dem ECM 68 fortgesetzt, bis, wie bei 326 angezeigt, die Motordrehmomentreduzierungsanforderung größer als die geschätzte Fahrerdrehmomentanforderung (erhalten über Fahrpedalstellung und Echtzeit-Motorausgangsdrehmoment) ist, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Fahrzeugnormalbetriebsmodus erreicht ist, und das Überwachen kann fortgesetzt werden.
Hinsichtlich des Obigen bietet das Kupplungsschutzsystem einige Vorteile, darunter Verhindern des Potenzials einer unbeabsichtigten Beschädigung der Moduskupplung 70 über elektrische Kommunikation zwischen Fahrzeugsteuersystemen; Verhindern von Fahrzeuginstabilität durch allmähliches Ändern des Drehmoments über den Triebstrang hinweg während Schlupfbedingungen, im Gegensatz zu Mechanismen, die ein plötzliches Umschalten des Drehmoments von 4 Rädern auf 2 Räder und umgekehrt verursachen; Reduzieren des Ausmaßes einer plötzlichen Änderung beim Drehmoment an den Rädern, wodurch wiederum das Potenzial für Radschlupf (Traktionsverlust) auf der Straßenoberfläche vermieden wird; und Sorgen für die Benachrichtigung des Fahrers über einen Reifen-/Kupplungsschlupfzustand als Reaktion auf ein gedrücktes Fahrpedal, wodurch dem Fahrer gestattet wird, entsprechend zu reagieren, wodurch potentielle Beschädigungen der Moduskupplung 70 vermieden werden und dafür gesorgt wird, dass der Fahrer die Möglichkeit zur Reaktion auf Straßenbedingungen, die Rad-/Kupplungsschlupf verursachen, hat.
Wie in dem Ablaufdiagramm von 9 beschrieben wird, wird auch ein Verfahren 400 zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
Das Verfahren 400 umfasst 402 Regulieren der Verteilung von Antriebsmoment zwischen einem Primärtriebstrang 14 und einem Sekundärtriebstrang 16 durch eine aktiv gesteuerte Mehrscheibenreibkupplung in einer Kraftübertragungsanordnung. Dieser Schritt kann durch ein Verteilergetriebe 22 gemäß obiger Beschreibung durchgeführt werden.
Das Verfahren 400 umfasst 404 Detektieren eines Schlupfzustands in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung von einem Verteilergetriebesteuermodul 68' als eine Drehzahldifferenz zwischen Ausgangswellen, die mit dem Primärtriebstrang 14 bzw. dem Sekundärtriebstrang 16 gekoppelt sind.
Das Verfahren 400 umfasst des Weiteren 406 Reduzieren des von einem Motor zu der Kraftübertragungsanordnung zugeführten Ausgangsdrehmoments als Reaktion auf die Detektion von Schlupf in der Kraftübertragungsanordnung.
Das Verfahren 400 kann des Weiteren 408 Anfordern, durch das Verteilergetriebesteuermodul 68', einer Erhöhung des Ausgangsdrehmoments von dem Motorsteuergerät 68, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verteilergetriebesteuermodul 68' eine relativ schnelle Erhöhung der Motordrehmomentabgabe von dem Motorsteuergerät anfordern, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und wenn sich eine Drosselklappensteuervorrichtung, wie z. B. ein Fahrpedal, in einer Niedriggasstellung befindet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verteilergetriebesteuermodul 68' eine relativ langsame allmähliche Erhöhung der Motordrehmomentabgabe von dem Motorsteuergerät anfordern, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und wenn sich die Drosselklappensteuervorrichtung in einer Vollgasstellung befindet.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf ein Signal von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren anstatt der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung reduziert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf eine vorbestimmte Fahrereingabebedingung, die eine oder mehrere Steuereingaben von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs beinhaltet, und eine vorbestimmte Fahrzeugbedingung reduziert werden. Die vorbestimmte Fahrereingabebedingung kann beispielsweise umfassen, dass eine Bremssteuervorrichtung betätigt wird und gleichzeitig eine Drosselklappensteuervorrichtung betätigt wird. Die Betätigung der Bremssteuervorrichtung kann umfassen, dass ein Bremspedal gedrückt wird und/oder eine Feststell- oder Notbremse betätigt wird. Die Betätigung der Drosselklappensteuervorrichtung kann umfassen, dass das Fahrpedal gedrückt wird. Die vorbestimmte Fahrzeugbedingung kann Folgendes beinhalten: einen Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Schwellenwert, eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert und/oder eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Ausgangsdrehmoment des Motors reduziert werden, bis der Schlupf in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung weniger als ein vorbestimmter Schwellenwert beträgt.
Die vorstehende Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen ist zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken bereitgestellt worden. Sie soll nicht abschließend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt oder beschrieben. Diese kann auch auf verschiedene Weise geändert werden. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und alle solchen Modifikationen sollen im Schutzumfang der Offenbarung mit enthalten sein. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass im Zusammenhang mit dem beispielhaften Kupplungsschutzsystem offenbarte Konzepte gleichermaßen in viele andere Systeme zur Steuerung eines oder mehrerer Betriebsvorgänge und/oder Funktionen implementiert werden können.

Claims

Kraftübertragungsanordnung in einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang, der normalerweise Antriebsmoment auf einen Primärtriebstrang überträgt, die dahingehend betreibbar ist, selektiv Antriebsmoment auf einen Sekundärtriebstrang zu übertragen, wobei die Kraftübertragungsanordnung Folgendes umfasst: - eine aktiv gesteuerte Mehrscheibenreibkupplung; - einen fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator, der dahingehend betreibbar ist, zur Regulierung der Verteilung von Drehmoment auf den Sekundärtriebstrang eine Einkupplungskraft an die aktiv gesteuerte Mehrscheibenreibkupplung anzulegen; - ein Motorsteuergerät, das zum Regulieren des Ausgangsdrehmoments des Antriebsstrangs konfiguriert ist; und - ein Verteilergetriebesteuermodul, das mit dem fremdkraftbetätigten Kupplungsaktuator in Wirkverbindung steht, wobei das Verteilergetriebesteuermodul mit dem Motorsteuergerät in Wirkverbindung steht und wobei das Verteilergetriebesteuermodul dazu konfiguriert ist, Schlupf in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung zu detektieren und dahingehend mit dem Motorsteuergerät zu kommunizieren, eine Reduzierung des Ausgangsdrehmoments des Antriebsstrangs als Reaktion auf den detektierten Schlupf anzufordern.
Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Verteilergetriebesteuermodul dazu konfiguriert ist, das Ausgangsdrehmoment des Antriebsstrangs durch Kommunikation mit dem Motorsteuergerät als Reaktion auf Signale von Fahrzeugsensoren anstatt von der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung zu reduzieren.
Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Verteilergetriebesteuermodul dazu konfiguriert ist, bei Detektion einer vorbestimmten Fahrereingabebedingung, die eine oder mehrere Steuereingaben von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs beinhaltet, und einer vorbestimmten Fahrzeugbedingung eine Reduzierung des Ausgangsdrehmoments von dem Motorsteuergerät anzufordern.
Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Fahrereingabebedingung beinhaltet, dass eine Bremssteuervorrichtung betätigt wird und gleichzeitig Drosselklappensteuervorrichtung betätigt wird.
Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Fahrzeugbedingung einen Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung und Folgendes beinhaltet: eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Schwellenwert, eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert und/oder eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert.
Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Verteilergetriebesteuermodul dazu konfiguriert ist, die Anforderung der Reduzierung des Ausgangsdrehmoments an das Motorsteuergerät aufrechtzuerhalten, bis der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, das Folgendes umfasst: - Regulieren der Verteilung von Antriebsmoment zwischen einem Primärtriebstrang und einem Sekundärtriebstrang durch eine aktiv gesteuerte Mehrscheibenreibkupplung in einer Kraftübertragungsanordnung; - Detektieren eines Schlupfzustands in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung von einem Verteilergetriebesteuermodul als eine Drehzahldifferenz zwischen Ausgangswellen, die mit dem Primärtriebstrang bzw. dem Sekundärtriebstrang gekoppelt sind; - Reduzieren des Ausgangsdrehmoments eines Motors an die Kraftübertragungsanordnung als Reaktion auf die Detektion von Schlupf in der Kraftübertragungsanordnung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf ein Signal von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren anstatt der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf eine vorbestimmte Fahrereingabebedingung, die eine oder mehrere Steuereingaben von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs beinhaltet, und eine vorbestimmte Fahrzeugbedingung reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die vorbestimmte Fahrereingabebedingung umfasst, dass eine Bremssteuervorrichtung betätigt wird und gleichzeitig eine Drosselklappensteuervorrichtung betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die vorbestimmte Fahrzeugbedingung einen Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung und Folgendes beinhaltet: eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Schwellenwert, eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert und/oder eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausgangsdrehmoment des Motors reduziert wird, bis der Schlupf in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung weniger als ein vorbestimmter Schwellenwert beträgt.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner Folgendes umfasst: Anfordern, durch das Verteilergetriebesteuermodul, einer Erhöhung des Ausgangsdrehmoments von dem Motorsteuergerät, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 7, wobei das Verteilergetriebesteuermodul eine relativ schnelle Zunahme der Motordrehmomentabgabe von dem Motorsteuergerät anfordert, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und wenn eine Drosselklappensteuervorrichtung in einer Niedriggasstellung ist.
Kraftübertragungsanordnung nach Anspruch 7, wobei das Verteilergetriebesteuermodul eine relativ langsame allmähliche Zunahme der Motordrehmomentabgabe von dem Motorsteuergerät anfordert, wenn der Schlupfzustand in der aktiv gesteuerten Mehrscheibenreibkupplung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt und wenn eine Drosselklappensteuervorrichtung in einer Vollgasstellung ist.