DE112006001607T5

DE112006001607T5 - Kalibrierverfahren für Verteilergetriebekupplung

Info

Publication number: DE112006001607T5
Application number: DE112006001607T
Authority: DE
Inventors: Christopher J. Clarkston Lanker
Original assignee: BorgWarner Inc; Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2008-05-08
Also published as: KR20080021704A; CN101208535A; KR101297625B1; US20060293145A1; CN101208535B; WO2007001736A1; US7306545B2

Abstract

Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes in einem Kraftfahrzeug, das die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Verteilergetriebes mit einem Eingang, einer Kupplung und einem Sekundärausgang,
Bereitstellen eines Motors zur Zuführung von Drehmoment zu dem Eingang, einer Steuerung zum Steuern von Antriebsenergie zum Motor und von Mitteln zur Erfassung von dem Sekundärausgang zugeführtem Drehmoment,
zyklisches Schalten der Verteilergetriebekupplung von ausgerückt zu maximal eingerückt und wieder zu ausgerückt zurück,
Bestimmen einer Funktion Antriebsenergie gegenüber Drehmoment für die Kupplung,
Anpassen solch einer Funktion Antriebsenergie gegenüber Drehmoment für die Kupplung an eine mehrerer vorbestimmter Funktionen, und
Zuordnen der einen der mehreren Funktionen zu dem Verteilergetriebe.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Erzielen einer verbesserten Verteilergetriebekupplungsleistung und insbesondere ein Verfahren, das die Funktion Kupplungsstrom gegenüber Drehmomentdurchsatz bestimmt und solch eine Bestimmung zum Erzielen einer verbesserten Leistung der Verteilergetriebekupplung verwendet.
Viele Fahrzeuge mit Vierradantrieb werden nominell im Zweiradantrieb betrieben und enthalten Sensoren und Steuersysteme, die bei Erfassung einer Raddrehzahldifferenz (Δs), in der Regel zwischen den Vorder- und Hinterrädern, eine Verteilergetriebekupplung automatisch auf Vierradantrieb schalten. Solche adaptiven Vierradantriebssysteme werden in der Regel durch umfassende Straßentests vom Fahrzeughersteller sorgfältig eingestellt, um die gewünschte Leistung und optimale Sicherheit und Kontrolle zu erzielen. Der so bestimmte primäre Betriebsparameter ist die Beziehung zwischen Radschlupf und der Drehzahl und dem Ausmaß des Verteilergetriebekupplungseingriffs pro Zeiteinheit (dc/dt), wenn ein Radschlupfschwellwert auftritt. Bei solchen Fahrzeugen sind die Erfassung der Raddrehzahl, die zur Bestimmung des Radschlupfes unternommenen Berechnungen und das Kupplungseingriffssteuersignal, das bei Bestimmung des Radschlupfs ausgegeben wird, alle elektronische Signale und Vorgänge, die gemäß dem Programm oder der Software, das bzw. die in der vom Hersteller entweder entwickelten oder angepassten Verteilergetriebesteuerung verwendet wird, bestimmt bzw. unternommen werden.
Solch ein elektrisches Abgabe- oder Antriebssystem an die bzw. der Verteilergetriebekupplung nimmt eine erstellte Funktion Kupplungsstrom gegenüber Kupplungseingriff und Drehmomentübertragung ein. Da die Verteilergetriebekupplung eine elektromechanische oder hydromechanische Vorrichtung ist, umfasst die Genauigkeit und Wiederholbarkeit ihres Betriebs weitere Toleranzen als das elektronische Kupplungssteuersystem.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung des Betriebs und des Zusammenwirkens zwischen einer Verteilergetriebesteuerung und der Verteilergetriebekupplung eines Kraftfahrzeugs.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zur Verbesserung der Leistung von regulierbaren Sekundärantriebsstrangkupplungen in Verteilergetrieben von Kraftfahrzeugen bestimmt, zeichnet auf und liefert Kupplungskalibrierungsdaten an eine Steuerung im Kraftfahrzeug. Das Verfahren umfasst die Schritte des Testens jedes hergestellten Verteilergetriebes zur Bestimmung der Funktion Kupplungsantriebsstrom gegenüber Drehmomentübertragung, Anpassens solch einer bestimmten Funktion an eine einer geringen Anzahl von vorerstellten Leistungsfunktionen oder -kurven und Aufnehmen einer Identifikation der ausgewählten solcher vorerstellten Leistungskurven im Verteilergetriebe. Wenn das Verteilergetriebe in einem Fahrzeug installiert ist, wird die Kurvenidentifikation entweder physisch oder elektronisch gelesen und das Verteilergetriebesteuermodul (TCCM – transfer case control module) stellt sein Kupplungsansteuersignal gemäß der vorerstellten Kurve ein, um eine bekannte und erwünschte Drehmomentübertragung durch die Kupplung bei einem gegebenen Kupplungansteuersignal zu erzielen. Informationen zusätzlich zur grundlegenden Kupplungsdrehmomentübertragungsfunktion, wie zum Beispiel die Betriebstemperatur des Verteilergetriebes und ein Alter- oder Verschleißmerkmal, können dem Verteilergetriebesteuermodul auch zugeführt werden, um den Betrieb weiter zu verbessern.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Verbesserung des Betriebs einer Sekundärantriebsstrangkupplung eines Verteilergetriebes.
Somit besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Verbesserung des Gesamtbetriebs eines Verteilergetriebesteuermoduls und einer Sekundärantriebsstrangkupplung eines Verteilergetriebes.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Bestimmung der Funktion Kupplungsstrom gegenüber Kupplungseingriff eines einzelnen Verteilergetriebes, Anpassung solch einer bestimmten Funktion an eine einer geringen Anzahl von vorerstellten Funktionen und schließlich Bereitstellung solch einer Funktion für das Verteilergetriebesteuermodul, in dem das Verteilergetriebe installiert ist.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verteilergetriebes, das Betriebstemperaturdaten für das Steuermodul des Fahrzeugverteilergetriebes bereitstellt.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung der Produktionskalibrierung einer Sekundärantriebsstrangkupplung eines Verteilergetriebes und, unter Verwendung solcher Informationen, das Einstellen des Kupplungsansteuersignals eines Verteilergetriebesteuermoduls, um ein(e) verbesserte(s) Sekundärkupplung, Verteilergetriebe und Fahrzeugleistung zu erzielen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und angehängten Zeichnungen ersichtlich, wobei sich gleiche Bezugszahlen auf die gleiche Komponente, das gleiche Element oder das gleiche Merkmal beziehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht des Testens eines einzelnen Verteilergetriebes zur Bestimmung der Funktion oder der Kurve Kupplungsantriebsstrom eines Sekundärantriebsstrangs gegenüber Drehmomentübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine typische Leistungskurve einer Sekundärantriebsstrangkupplung eines Verteilergetriebes, die Kupplungsantriebsstrom gegenüber Drehmomentdurchsatz zeigt;
3 ist eine Auswahl mehrerer Verteilergetriebesekundärkupplungskurven, an die die Leistung jeder Verteilergetriebekupplung gemäß der vorliegenden Erfindung angepasst ist;
4 ist eine graphische Auftragung einer Fehleranalyse, die die verringerte Streuung einer Funktion Verteilergetriebesekundärkupplungskurvenansteuersignal gegenüber Drehmomentübertragung mit und ohne Verwendung des vorliegenden Verfahrens darstellt;
5 ist ein Diagramm, das die Verbesserung einer Inter-Einheits- und Intra-Einheits-Verteilergetriebesekundärkupplungsabweichung durch Verwendung der vorliegenden Erfindung darstellt;
6A, 6B und 6C sind eine Reihe von Schaubildern, die die Wirkung von Temperatur auf die Verteilergetriebesekundärkupplungsleistung darstellen; und
7 ist ein Schaubild der Verteilergetriebekupplungsleistung, das die Wirkung von Alterung und Verschleiß der Sekundärkupplung des Verteilergetriebes darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nunmehr auf 1 Bezug nehmend, werden Teile des erfindungsgemäßen Kalibrierverfahrens für das Verteilergetriebe dargestellt. Eine Verteilergetriebeanordnung 10 wird nach seiner Herstellung auf und durch eine herkömmliche Fertigungsstraße 14 auf einem Prüfstand oder einer Prüfvorrichtung 12 platziert. Die Verteilergetriebeanordnung 10 enthält ein Gehäuse 20, eine Eingangswelle 22, die mit dem Ausgang eines automatischen oder manuellen Getriebes (nicht dargestellt) eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb verbunden ist und davon angetrieben wird. Die Eingangswelle 22 kann eine Ausgangswelle 24 direkt antreiben, oder die beiden Wellen können durch eine Gruppenschaltungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen (nicht gezeigten) Planetenradsatz verbunden sein, um sowohl eine direkte (hoher Gang) als auch eine geringe (niedriger Gang) Drehzahlabgabe zu liefern. Zwischen der Primärausgangswelle 24 und einer Sekundärausgangswelle 26 ist eine regulierbare Sekundärantriebsstrangkupplungsanordnung 28 wirkangeordnet. Die regulierbare Sekundärantriebsstrangkupplungsanordnung 28 kann eine elektrische, elektromechanische, hydraulische, elektrohydraulische oder irgendeine andere Art von regulierbarer Reibungskupplung sein. Die regulierbare Kupplungsanordnung 28 stellt eine verstellbare Drehmomentübertragung zwischen der Primärausgangswelle 24 und der Sekundärausgangswelle 26 als Reaktion auf eine variable elektrische oder hydraulische Eingabe bereit. Die hier bezüglich der regulierbaren Kupplungsanordnung 28 verwendeten Begriffe „Sekundärantriebsstrangkupplung" und „Sekundärkupplung" sollen verdeutlichen, dass 1) diese Kupplung nicht die mit einem Untersetzungsgetriebe verbundene Kupplung ist, die in einem Verteilergetriebe, wie zum Beispiel der Verteilergetriebeanordnung 10, verwendet wird, um zwischen hohen und niedrigen Drehzahl-(Gang-)Betriebsbereichen zu wählen, und dass 2) diese Kupplung dem Sekundärantriebsstrang (in der Regel dem vorderen Antriebsstrang) in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb zugeordnet ist und ihm Antriebsdrehmoment zuführt. Vorzugsweise enthält die Verteilergetriebeanordnung 10 des Weiteren einen Temperatursensor 30, der im Kupplungs- und Schmierfluid in der Verteilergetriebeanordnung 10 eingetaucht ist und ein Signal liefert, das die Fluidtemperatur an ein Verteilergetriebesteuermodul (TCCM – transfer case control module) in dem Fahrzeug, in dem die Verteilergetriebeanordnung 10 letztendlich installiert wird, liefert.
Auf dem Prüfstand 12 ist ein Antriebsmotor 32, der vorzugsweise elektrisch betrieben wird, mit seinem Ausgang mit der Eingangswelle 22 verbunden befestigt. Der elektrische Antriebsmotor 32 wird über ein Kabel 34 durch die Ausgabe einer Steuerung oder eines Mikroprozessors 40, die bzw. der die durch den elektrischen Antriebsmotor 32 erzeugte Drehkraft, die der Eingangswelle 22 des Verteilergetriebes 10 zugeführt wird, steuern und überwachen kann.
Die Steuerung oder der Mikroprozessor 40 liefert des Weiteren ein Steuersignal in einer Leitung 36 direkt zur regulierbaren Kupplungsanordnung 28. Wenn die Verteilergetriebeanordnung 10 eine hydraulische Kupplung verwendet, wird das Signal von der Steuerung 40 und der Leitung 36 als Alternative dazu einem geeigneten hydraulischen Proportional-Steuerventil, wie zum Beispiel einem Schieberventil oder einer anderen geeigneten elektromechanischen Vorrichtung, zugeführt.
An der Sekundärausgangswelle 26 der Verteilergetriebeanordnung 10 ist eine Last- und Wandleranordnung 42 befestigt, die die Sekundärausgangswelle 26 belasten und gleichzeitig das durch die regulierbare Sekundärkupplungsanordnung 28 an die Sekundärausgangswelle 26 gelieferte Drehmoment messen kann. Die Ansteuersignale sowie die erfassten Drehmomentsignale werden durch ein mehradriges Kabel 44 von und zu der Steuerung oder dem Mikroprozessor 40 geleitet. Daten von der Diagnoseprüfung können vorübergehend oder dauerhaft in einer flüchtigen oder nichtflüchtigen Speichervorrichtung 46 gespeichert werden, die einen Drucker enthalten kann, um eine schriftliche Aufzeichnung der Leistung der einzelnen Verteilergetriebeanordnungen 10 bereitzustellen.
Nach der Diagnoseprüfung der Verteilergetriebeanordnung 10 zwecks Bestimmung der Funktion Kupplungsstrom gegenüber Sekundärdrehmomentdurchsatz, wie unten ausführlicher beschrieben, wird ein Angaben, wie zum Beispiel einen Strichcode, tragendes Etikett 48 oder irgendeine andere codierte oder uncodierte Datenspeicher- und -anzeigevorrichtung an der Verteilergetriebeanordnung 10 befestigt. Als Alternative dazu können diese Informationen zur Übertragung in einen nichtflüchtigen RAM tabelliert werden. Dies kann während zum Beispiel Motor/Karosserie-Kalibierung und Steuerungs-Download durch eine singuläre CAN-Nachricht (CAN – Car Area Network) über den bestehenden ALDL-Port (ALDL – Assembly Line Diagnostics Link) erfolgen. Dann wird die Verteilergetriebeanordnung 10 vom Prüfstand 12 entfernt und an einen Kraftfahrzeug-Erstausrüster (OEM – original equipment motor vehicle manufacturer) geliefert, der sie in ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb, wie zum Beispiel ein SUV (Sport-Utility-Vehicle), einen Leichtlastwagen, ein Crossover-Fahrzeug oder einen Personenkraftwagen 54 installiert. Das Kraftfahrzeug 54 enthält somit die Verteilergetriebeanordnung 10 und ein Verteilergetriebesteuermodul (TCCM – transfer case control module) 56 mit verschiedenen zugehörigen Sensoren, Sensoreingängen, einem Speicher und einem Ausgang, die bzw. das die Sekundärkupplungsanordnung 28 in der Verteilergetriebeanordnung 10 antreibt.
Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird eine Funktion oder Kurve Kupplungsstrom gegenüber Drehmomentdurchsatz dargestellt. Diese Funktion oder Kurve ist typisch für Verteilergetriebekupplungen, und für Erläuterungszwecke wird angenommen, dass sie die Leistungskurve der in 1 dargestellten in der Verteilergetriebeanordnung 10 angeordneten regulierbaren Sekundärkupplungsanordnung 28 ist. Die X-Achse (horizontale Achse) stellt 0 bis 100% der maximalen Leistung oder des maximalen Ansteuersignals dar, die bzw. das an die elektromagnetische Spule der Kupplungsanordnung 28 angelegt ist. Insbesondere kann sie als PBM-Tastverhältnis (pulsbreitenmoduliertes Tastverhältnis) des elektrischen Antriebs der elektromagnetischen Kupplungsspule interpretiert werden. Als Alternative dazu kann sie ein entsprechendes Signal darstellen, das eine elektrohydraulische Steuerung oder ein elektrohydraulisches Steuerventil zur Betätigung einer hydraulischen Sekundärkupplung ansteuert. Die Y-Achse (vertikale Achse) stellt die an der Sekundärausgangswelle 26 auftretende Drehmomentabgabe in Pfundfuß (lb-ft), Newtonmeter (Nm) oder in einer anderen Drehmomentmessskala dar. Die untere Kurve, Kurve U (aufwärts) stellt die Kurve oder Funktion dar, wenn der an die elektromagnetische Spule angelegte elektrische Strom bis zum maximalen 100%-Tastverhältnis am rechten Ende der Kurve erhöht wird. Die Kurve D (abwärts) stellt die Leistung der Kupplungsanordnung 28 dar, wenn der Strom verringert wird. Die Trennung der beiden Kurven U und D ist das Ergebnis einer typisch angetroffenen Hysterese in dem bzw. in der elektromagnetischen oder hydraulischen Antrieb oder Reibungskupplung, wie für jene, die mit solchen Vorrichtungen vertraut sind, offensichtlich ist. Des Weiteren ist ersichtlich, dass die Hysterese für Zwecke der Darstellung und Übersichtlichkeit etwas übertrieben worden ist. Die im Diagramm 50 dargestellte Kurve kann dann vorübergehend in der Steuerung oder im Mikroprozessor 40 gespeichert werden oder kann auf die Speichervorrichtung 46 übertragen oder einem Drucker zugeführt werden, um eine gedruckte materielle Aufzeichnung zu erzeugen. In beiden Fällen ist die spezifische Kurve 50 der Seriennummer oder anderen Identifikationsangaben der besonderen geprüften Verteilergetriebeanordnung 10 zugeordnet.
Es versteht sich, dass in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit der bei dem Kalibrier- oder Diagnosevorgang verwendeten Geräte und der quantitativen Toleranz oder Differenz, innerhalb der eine Kurve oder Funktion als die gleiche erachtet wird und außerhalb der die Kurve oder Funktion als verschiedenen erachtet wird, eine überaus große Anzahl verschiedener Kurven oder Funktionen erzeugt wird.
Auf 3 Bezug nehmend, werden mehrere verschiedene, jedoch ähnliche Kurven oder Funktionen Drehmomentabgabe gegenüber Ansteuersignal oder Tastverhältnis dargestellt. Um die bei der Verwendung jeder einzelnen und verschiedenen Leistungskurve zur Kalibrierung einer zugehörigen Verteilergetriebesteuermodulsteuerung, mit der die Kupplungs- und Verteilergetriebeanordnung 10 letztendlich verwendet wird, erforderlichen Daten und dabei auftretenden Schwierigkeiten auf ein Minimum zu reduzieren, ist der Kalibrier- und Betriebsprozess durch Erzeugung einer relativ geringen Anzahl, in der Regel 8, 10, 12 oder mehr oder weniger Kurven, die verschiedene Beziehungen Kupplungsdrehmoment gegenüber Ansteuersignal darstellen, vereinfacht worden. Es hat sich herausgestellt, dass solch eine relativ geringe Anzahl solcher Kurven dazu verwendet werden kann, die Variationen zwischen Verteilergetrieben mit ausreichend hoher Genauigkeit zu charakterisieren, so dass die Speicherung und Verwendung jeder einzeln erfassten Kurve oder Funktion nicht gerechtfertigt ist. In 3 wird angenommen, dass zehn repräsentative Kurven oder Funktionen A, B, C, D, E, F, G, H, I und J vorerstellt worden sind. Der Einfachheit und Übersicht halber sind nur die Kurven A, B, I und J dargestellt worden, wobei die anderen sechs Kurven oder Funktionen natürlich ähnlich sind.
Die Wahl einer der 8, 10 oder 12 Kurven oder Funktionen erfolgt durch herkömmliche „Best-Fit"-Software oder Programme. Bei Wahl einer der Kurven, die am besten zu der auf dem Prüfstand 12 ermittelten Leistung der Verteilergetriebekupplung 28 passt, wird die Identität der Kurve entweder physisch oder elektronisch dem Verteilergetriebe 10 zugeordnet. Zum Beispiel kann eine Angabe 48, wie zum Beispiel ein den Code der gewählten Kurve tragender Strichcode, sowie zum Beispiel die Seriennummer des Verteilergetriebes daran befestigt werden. Als Alternative dazu können die Daten in Datenverarbeitungsmerkmalen der Verteilergetriebeanordnung 10 gespeichert werden, um durch eine komplementäre Einrichtung, wie zum Beispiel das Verteilergetriebemodul 56 oder das CAN, wie oben erwähnt, das in dem Fahrzeug 54, in dem es installiert ist, angeordnet ist, gelesen zu werden.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, werden durch einzelne Kalibrierung der Verteilergetriebeanordnungen 10 erzielte Verbesserungen dargestellt. Links der vertikalen Linie befinden sich gestreute Datenpunkte, die Abweichungen über und unter einer Beziehung Nenn- oder Durchschnittsdrehmoment gegenüber Ansteuersignal anzeigen. Rechts der vertikalen Linie befinden sich ähnliche Daten, die von der Leistung kalibrierter Verteilergetriebekupplungsanordnungen 28 abgeleitet werden, die solche Kalibrierungsdaten an eine Fahrzeugsteuerung abgeben, wodurch die Steuerung und die Vorhersagbarkeit der Steuerung der Drehmomentabgabe gemäß der Software des Fahrzeugherstellers verbessert werden.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, werden die verschiedenen Faktoren dargestellt, von denen ermittelt worden ist, dass sie zu Abweichungen des Kupplungsantriebsdrehmoments beitragen. Der erste Abschnitt betrifft Inter-Einheits-Abweichungen, das heißt Abweichungen zwischen verschiedenen Verteilergetrieben. Die in 5 dargestellten Daten zeigen, dass Betriebs-, das heißt Drehmomentdurchsatzabweichungen, von 7% auf 1% reduziert werden können, indem das Verfahren und die kalibrierten Verteilergetriebeanordnungen 10 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ebenso können durch die Primär- oder Pilotkupplung in einem Verteilergetriebe verursachte Abweichungen von 10% auf 5% reduziert werden.
Im Hinblick auf Intra-Einheits-Abweichungen, das heißt Abweichungen, die in einem bestimmten Verteilergetriebe 10 aufgrund zum Beispiel der Betriebstemperatur des Verteilergetriebes oder seines Alters auftreten, sei auch darauf hingewiesen, dass Leistungsverbesserungen erzielt werden können. Solche Leistungsverbesserungen werden unten unter Bezugnahme auf die 6 und 7 besprochen. Durch Ausgleich der Wirkung der Betriebstemperatur auf die Kupplungsleistung können Kupplungsleistungsabweichungen von 2,8% auf 1% reduziert werden. Ebenso können Alterung des Verteilergetriebes, insbesondere die Alterung von Kupplungsflächen und Kupplungsfluid, eine Abweichung von 14% der Funktion Drehmomentabgabe gegenüber Ansteuersignal bewirken. Durch Überwachung solcher Variablen kann die Kupplungsdrehmomentabgabeabweichung auf 2% reduziert werden. Wie deshalb in 5 dargestellt wird, kann die Verwendung von Kupplungskalibrierung, die Überwachung der Betriebstemperatur und die Berücksichtigung des Alters und des Verschleißes Abweichungen der Beziehung Drehmomentabgabe gegenüber Ansteuersignal eines Verteilergetriebes von 33% auf 9% reduzieren.
Nunmehr auf die 6A, 6B und 6C Bezug nehmend, werden Schaubilder dargestellt, die die Kupplungs(reib)plattentemperatur, die Kupplungsfluid-(öl)temperatur und die Temperatur der elektromagnetischen Spule einer intermittierend erregten elektromagnetischen Reibpaketkupplung, wie zum Beispiel der Sekundärkupplungsanordnung 28, in einer Verteilergetriebeanordnung 10 als Funktion der Zeit zeigen. Aus solchen Schaubildern geht hervor, dass die Temperatur der Reibplatten, des Kupplungsfluids und der elektromagnetischen Spule im Betrieb des Verteilergetriebes deutlich ansteigt. Allgemein ausgedrückt, wird durch solch einen Temperaturanstieg die Reibkupplungs- und Drehmomentabgabe durch die Sekundärkupplung 28 des Verteilergetriebes 10 für eine gegebene Eingabe- oder Ansteuersignalgröße in einer bekannten und relativ vorhersagbaren linearen Beziehung reduziert. Wenn beispielsweise die Temperatur der elektromagnetischen Spule der Kupplung ansteigt, so tut dies auch ihr elektrischer Widerstand. Bei einer gegebenen Spannung und einem gegebenen Strom wird die in der Spule abgegebene Leistung und somit die magnetische Kraft und schließlich das abgegebene Drehmoment kleiner sein als das bei einer niedrigeren Temperatur abgegebene. Es wird jedoch angenommen, dass eine lineare Beziehung Fehler erzeugt, wenn die Kupplungsbetriebskurve nicht genau bekannt ist, wie dies durch Verwendung des vorliegenden Verfahrens der Fall ist. Durch Ausstattung der Verteilergetriebeanordnung 10 mit einem Temperatursensor 30, wie in 1 dargestellt, werden Daten geliefert, die durch das Steuermodul 56 des Fahrzeugverteilergetriebes verwendet werden können, um einen Ausgleich gemäß experimenteller oder empirisch erzeugter Beziehungen zu schaffen, wodurch die Stabilität und die Wiederholbarkeit der Funktion Ansteuersignal gegenüber Drehmomentabgabe der regulierbaren Sekundärantriebsstrangkupplungsanordnung 28 verbessert werden. Kenntnis der Betriebstemperatur der Verteilergetriebeanordnung 10 gestattet der Reibplattendrehmomentschätzung (6A), auf Grundlage eines Kalman-Filters – ein Kalman-Filter ist ein Satz von Gleichungen, der eine effiziente Art und Weise der Ermittlung des Zustands eines Prozesses gewährleistet – sich dem tatsächlichen Plattendrehmoment anzunähern.
Nunmehr auf 7 Bezug nehmend, wird ein Schaubild gezeigt, das die Kupplungsleistung als Funktion von Alterung, Öl und anderen mit dem Betrieb und der Lebensdauer in Beziehung stehenden Variablen darstellt. Auf der X-Achse (der horizontalen Achse) befinden sich die Betriebstemperaturen des Verteilergetriebes in Grad Celsius von links nach rechts zunehmend. Auf der Y-Achse (vertikalen Achse) befinden sich Kupplungsdrehmomentdurchsatzwerte und Newtonmeter von unten nach oben zunehmend. Das Schaubild ist eigentlich dreidimensional, und die im X-Y-Raum dargestellten Datenpunkte stehen auch mit der Anzahl von Zyklen in Beziehung. Allgemein ausgedrückt, je größer die Anzahl von Zyklen, desto geringer die Verschiebung auf der Y-Achse und desto geringer der Drehmomentdurchsatz. Es hat sich durch Experimente herausgestellt, dass Alter, Öl und andere Variablen, die die Betriebslebensdauer betreffen, eine 2,5% bis 14% Kupplungssignaleingabe gegenüber Kupplungsdrehmomentausgabe über die Lebensdauer einer Kupplung bewirken. Demgemäß kann eine Betriebsprogrammierung auf Grundlage des Schaubilds von 7 in der Software oder im Speicher des Steuermoduls 56 des Verteilergetriebes des Fahrzeugs 54, in dem die Verteilergetriebeanordnung 10 installiert wird, installiert werden, um einen Ausgleich für solche mit Verschleiß und Betriebslebensdauer in Beziehung stehenden Variablen zu schaffen und die Drehmomentübertragungsfunktion und die Wiederholbarkeit der Verteilergetriebeanordnung 10 weiter zu verbessern.
Die vorangehende Offenbarung ist die beste Art und Weise, die von den Erfindern zur Ausübung der Erfindung entwickelt worden ist. Es liegt jedoch auf der Hand, dass für den Fachmann auf dem Gebiet der Erzielung einer verbesserten Verteilergetriebekupplungsleistung Verfahren offensichtlich sind, die Modifikationen und Variationen enthalten. Da die vorangehende Offenbarung einem Fachmann auf dem relevanten Gebiet ermöglichen soll, die vorliegende Erfindung auszuüben, sollte sie nicht als dadurch eingeschränkt ausgelegt werden, sondern sollte als solche oben genannten offensichtlichen Variationen enthaltend ausgelegt und nur durch den Gedanken und den Schutzbereich der folgenden Ansprüche eingeschränkt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zur Verbesserung der Leistung von Sekundärantriebsstrangkupplungen in Verteilergetrieben von Kraftfahrzeugen umfasst die Schritte des Testens jedes hergestellten Verteilergetriebes zur Bestimmung der Funktion Kupplungsantriebsstrom gegenüber Drehmomentübertragung, Anpassens solch einer bestimmten Funktion an eine einer geringen Anzahl von vorherbestimmten Leistungskurven und Aufnehmen einer Identifikation der ausgewählten solcher vorherbestimmten Leistungskurven im Verteilergetriebe. Wenn das Verteilergetriebe in einem Fahrzeug installiert ist, wird die Kurvenidentifikation gelesen und das Verteilergetriebesteuermodul (TCCM – transfer case control module) stellt sein Kupplungsansteuersignal gemäß der vorherbestimmten Kurve ein, um eine bekannte und erwünschte Drehmomentübertragung durch die Kupplung bei einem gegebenen Kupplungansteuersignal zu erzielen.

Claims

Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes in einem Kraftfahrzeug, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Verteilergetriebes mit einem Eingang, einer Kupplung und einem Sekundärausgang, Bereitstellen eines Motors zur Zuführung von Drehmoment zu dem Eingang, einer Steuerung zum Steuern von Antriebsenergie zum Motor und von Mitteln zur Erfassung von dem Sekundärausgang zugeführtem Drehmoment, zyklisches Schalten der Verteilergetriebekupplung von ausgerückt zu maximal eingerückt und wieder zu ausgerückt zurück, Bestimmen einer Funktion Antriebsenergie gegenüber Drehmoment für die Kupplung, Anpassen solch einer Funktion Antriebsenergie gegenüber Drehmoment für die Kupplung an eine mehrerer vorbestimmter Funktionen, und Zuordnen der einen der mehreren Funktionen zu dem Verteilergetriebe.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 1, wobei die mehreren Funktionen 12 oder weniger sind.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 1, wobei die eine der mehreren Funktionen strichcodiert ist.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Kupplung um eine elektromagnetische Reibungskupplung handelt.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Bereitstellens eines Temperatursensors im Verteilergetriebe umfasst.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 5, wobei Daten von dem Temperatursensor einem Verteilergetriebesteuermodul in einem Kraftfahrzeug zugeführt werden.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 1, wobei die eine der mehreren Funktionen einem Verteilergetriebesteuermodul eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Verteilergetriebes mit einem Eingang, einer Sekundärausgangskupplung und einem Sekundärausgang, Bereitstellen eines Antriebsmotors zur Zuführung von Drehmoment zu dem Eingang und eines Sensors zur Erfassung von dem Sekundärausgang zugeführtem Drehmoment, zyklisches Schalten der Sekundärausgangskupplung von einem minimalen Ansteuersignal zu einem maximalen Ansteuersignal und Rückkehr zu dem minimalen Ansteuersignal, Bestimmen einer Funktion Ansteuersignal gegenüber Drehmoment für die Sekundärausgangskupplung, Anpassen der Funktion Ansteuersignal gegenüber Drehmoment an eine mehrerer vorbestimmter Funktionen, und Zuordnen der einen der mehreren Funktionen zu dem Verteilergetriebe.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 8, wobei die eine der mehreren Funktionen in einem maschinenlesbaren Format mit von dem Verteilergetriebe gespeichert wird.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 8, wobei die in einem maschinenlesbaren Format gespeicherte eine der mehreren Funktionen einem Verteilergetriebesteuermodul zugeführt wird.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 8, wobei die Anzahl vorbestimmter Funktionen 12 oder weniger ist.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 8, wobei es sich bei der Kupplung um eine elektromagnetische Reibungskupplung handelt.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 8, das weiterhin den Schritt des Bereitstellens eines Temperatursensors im Verteilergetriebe umfasst.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes nach Anspruch 13, das weiterhin den Schritt des Einstellens der Funktion Ansteuersignal gegenüber Drehmoment auf Grundlage der Temperatur umfasst.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Verteilergetriebes in einem Kraftfahrzeug, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Verteilergetriebes mit einem Eingang, einer Sekundärausgangskupplung und einem Sekundärausgang, Bestimmen einer Funktion Eingriffssignal gegenüber Drehmomentabgabe für die Sekundärausgangskupplung, Anpassen der Funktion Eingriffssignal gegenüber Drehmomentabgabe an eine mehrerer vorbestimmter Funktionen, Speichern der einen der mehreren Funktionen mit dem Verteilergetriebe und Zuführen der einen der mehreren Funktionen zu einem Verteilergetriebesteuermodul.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die eine der mehreren Funktionen in einem maschinenlesbaren Format gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei es sich bei dem maschinenlesbaren Format um einen Strichcode handelt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Verteilergetriebesteuermodul in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin den Schritt des Erfassens einer Temperatur eines Fluids im Verteilergetriebe und Zuführens solch einer Fluidtemperatur zu dem Verteilergetriebesteuermodul umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin den Schritt des Zuführens von Alter- und Verschleißmerkmale einer Sekundärkupplung eines Verteilergetriebes betreffenden Daten zu einem Verteilergetriebesteuermodul umfasst.