DE102020214121A1 - Emergency operation strategy for a motor vehicle drive train comprising an automatic transmission that can be driven by a plurality of drive machines - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Notbetriebsstrategie für einem Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem von mehreren Antriebsmaschinen (10, 20, 50) antreibbares Automatgetriebe (30), wobei im Kraftfluss zwischen Automatgetriebe (30) und einer ersten dieser Antriebsmaschinen (10) eine Trennkupplung (34) angeordnet ist. Diese Trennkupplung (34) und eine Gangwechselvorrichtung (35) des Automatgetriebes (30) werden von einem elektrohydraulischen Steuergerät (36) des Automatgetriebes (30) aufgrund von Vorgaben eines elektronischen Steuergerätes (31) des Automatgetriebes (30) angesteuert, wobei dieses elektronische Steuergerät (31) die Ansteuerung von Trennkupplung (34) und Gangwechselvorrichtung (35) hinsichtlich Zulässigkeit und ordnungsgemäßer Durchführung überwacht und im Fehlerfall situativ reagiert. Vorgeschlagen wird, dass das elektronische Steuergerät (31) des Automatgetriebes (30) im Fehlerfall eine von einer Fehlerschwere abhängige Sendebotschaft generiert und an andere elektronische Steuergeräte (11, 21) im Kraftfahrzeug (1) übermittelt. In dieser Sendebotschaft sind Maßnahmen definiert, die je nach Fehlerschwere von unterschiedlichen elektronischen Steuergeräten (11, 21, 31) abzuarbeiten sind.The invention relates to an emergency operation strategy for a drive train (2) of a motor vehicle (1) with an automatic transmission (30) that can be driven by several drive machines (10, 20, 50), wherein in the power flow between the automatic transmission (30) and a first of these drive machines (10) a separating clutch (34) is arranged. This separating clutch (34) and a gear change device (35) of the automatic transmission (30) are controlled by an electrohydraulic control unit (36) of the automatic transmission (30) on the basis of specifications from an electronic control unit (31) of the automatic transmission (30), this electronic control unit ( 31) monitors the activation of the separating clutch (34) and gear change device (35) with regard to admissibility and proper implementation and reacts to the situation in the event of a fault. In the event of a fault, the electronic control unit (31) of the automatic transmission (30) generates a transmission message that depends on the severity of the fault and transmits it to other electronic control units (11, 21) in the motor vehicle (1). Measures are defined in this transmission message which are to be processed by different electronic control devices (11, 21, 31) depending on the severity of the error.
Description
Die Erfindung betrifft eine Strategie zum Betreiben eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug in einem Getriebe-Notbetrieb, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein mit dieser Strategie betriebenes Automatgetriebe sowie ein Kraftfahrzeug umfassend ein mittels dieser Strategie betriebenes Automatgetriebe.The invention relates to a strategy for operating a drive train in a motor vehicle in emergency transmission operation, according to the preamble of
Moderne Kraftfahrzeuge, deren Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und ein von diesem beiden Motoren antreibbares automatisch schaltendes Getriebe - auch Automatgetriebe genannt - umfasst, sind aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt. Dabei wird ein Automatgetriebe mit integriertem Elektromotor üblicherweise als Hybridgetriebe bezeichnet. Üblicherweise ist zumindest der Verbrennungsmotor mittels einer Trennkupplung von der Getriebeeingangswelle des Automatgetriebes abkoppelbar. Aufgrund der spezifischen Ansteuererfordernisse zum Betreiben von Verbrennungsmotor, Elektromotor und Automatgetriebe sind für diese Aggregate zumeist unterschiedliche Steuergeräte vorgesehen, nämlich ein elektronisches Motorsteuergerät für den Verbrennungsmotor, ein elektronisches Hybridsteuergerät inklusive einer Leistungselektronik für den auch als Generator nutzbaren Elektromotor, sowie ein elektronisches Getriebesteuergerät für das Automatgetriebe, dessen Gangwechsel üblicherweise von einem elektrohydraulischen Steuergerät des Automatgetriebes nach Vorgabe des elektronisches Getriebesteuergerät initiiert werden.Modern motor vehicles whose drive train includes an internal combustion engine, an electric motor and an automatically shifting transmission that can be driven by these two engines—also known as an automatic transmission—are widely known from the prior art. An automatic transmission with an integrated electric motor is usually referred to as a hybrid transmission. At least the internal combustion engine can usually be uncoupled from the transmission input shaft of the automatic transmission by means of a separating clutch. Due to the specific control requirements for operating the combustion engine, electric motor and automatic transmission, different control units are usually provided for these assemblies, namely an electronic engine control unit for the combustion engine, an electronic hybrid control unit including power electronics for the electric motor that can also be used as a generator, and an electronic transmission control unit for the automatic transmission , whose gear changes are usually initiated by an electrohydraulic control unit of the automatic transmission as specified by the electronic transmission control unit.
Üblicherweise umfasst das elektronische Getriebesteuergerät ein Diagnosesystem zur Überwachung der getriebeseitigen Funktionen, insbesondere zur Überwachung der Ansteuerung von Trennkupplung und Gangwechselvorrichtung, sodass das elektronische Getriebesteuergerät im Fehlerfall dem jeweiligen Fehler angemessene Maßnahmen initiieren kann. Üblicherweise initiiert das elektronische Getriebesteuergerät bei erkannten minderschweren Fehlern im Automatgetriebe, bei denen ein Gangwechsel im Automatgetriebe noch möglich ist, auf den spezifischen Fehler abgestimmte Ersatzfunktionen, sodass ein weiterer Betrieb des Automatgetriebes unter Inkaufnahme geringer Einschränkungen weiterhin möglich ist. Bei erkannten schwerwiegenden Fehlern im Automatgetriebe hingegen, insbesondere bei erkannten Fehlern, welche die Gangwechsel im Automatgetriebe unmöglich machen, initiert das elektronische Getriebesteuergerät üblicherweise ein Notprogramm mit zumindest stark eingeschränkter Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs, um das Automatgetriebe vor einer weiteren Zerstörung zu retten. Beispiele für gängige Notprogramme für Automatgetriebe ergeben sich aus der
So schlägt die
Als Notprogramm für ein Stufen-Automatgetriebe mit elektrohydraulischer Steuerung schlägt die
Ein differenzierteres Notprogramm für ein Stufen-Automatgetriebe ist aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in dem zuvor beschrieben Antriebsstrang ein eingeschränkter Notbetrieb des Automatgetriebes in einem fest vordefiniertem Notgang in Verbindung mit der Möglichkeit des elektromotorischen Antriebs problematisch ist, sollte sich die im Kraftfluss zwischen Verbrennungsmotor und Automatgetriebe vorgesehene Trennkupplung nicht vollständig öffnen lassen.The present invention is based on the finding that in the drive train described above, a limited emergency operation of the automatic transmission in a firmly predefined emergency gear in conjunction with the possibility of electric motor drive is problematic if the power flow between the internal combustion engine and Do not allow the separating clutch provided for the automatic transmission to fully open.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem genannten Stand der Technik eine verbesserte Notbetriebsstrategie für einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welcher mehrere Antriebsmaschinen und ein von diesen Antriebsmaschinen antreibbares Automatgetriebe umfasst und bei dem im Kraftfluss zwischen einer ersten Antriebsmaschine und dem Automatgetriebe eine Trennkupplung angeordnet ist. Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Notbetriebsstrategie mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.It is therefore an object of the present invention, based on the prior art mentioned, to create an improved emergency operation strategy for a drive train of a motor vehicle, which comprises a plurality of drive machines and an automatic transmission that can be driven by these drive machines and in which in the power flow between a first drive machine and the automatic transmission a Separating clutch is arranged. According to the invention, this object is achieved by an emergency operation strategy with the features of
Dabei geht die Erfindung aus von einer Notbetriebsstrategie für einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend mehrere Antriebsmaschinen und ein von diesen Antriebsmaschinen selektiv, parallel oder seriell antreibbares Automatgetriebe, bei dem im Kraftfluss zwischen einer Antriebswelle einer ersten Antriebsmaschine und einer Getriebeeingangswelle des Automatgetriebe eine Trennkupplung angeordnet ist. Dabei werden sowohl diese Trennkupplung als auch eine Gangwechselvorrichtung des Automatgetriebes von einem elektrohydraulischen Steuergerät des Automatgetriebes aufgrund von Vorgaben eines elektronischen Steuergerätes des Automatgetriebes angesteuert, wobei das elektronische Steuergerät des Automatgetriebes die Ansteuerung von Trennkupplung und Gangwechselvorrichtung hinsichtlich Zulässigkeit und ordnungsgemäßer Durchführung überwacht und im Fehlerfall situativ reagiert.The invention is based on an emergency operation strategy for a drive train of a motor vehicle comprising a plurality of drive units and an automatic transmission which can be driven selectively, in parallel or in series by these drive units, in which a separating clutch is arranged in the power flow between a drive shaft of a first drive unit and a transmission input shaft of the automatic transmission. Both this separating clutch and a gear change device of the automatic transmission are actuated by an electrohydraulic control unit of the automatic transmission on the basis of specifications from an electronic control unit of the automatic transmission, with the electronic control unit of the automatic transmission monitoring the actuation of the separating clutch and gear change device with regard to admissibility and proper implementation and reacting to the situation in the event of a fault .
Die erste Antriebsmaschine ist vorzugsweise als ein Verbrennungsmotor ausgebildet, die zweite Antriebsmaschine hingegen als ein Elektromotor, dessen Antriebswelle ständig mit der Getriebeeingangswelle des Automatgetriebes verbunden oder wirkverbunden ist. Auf diese Weise ist das Automatgetriebe von Verbrennungsmotor und Elektromotor selektiv oder parallel antreibbar.The first drive machine is preferably designed as an internal combustion engine, while the second drive machine is designed as an electric motor, the drive shaft of which is constantly connected or operatively connected to the transmission input shaft of the automatic transmission. In this way, the automatic transmission can be driven selectively or in parallel by the internal combustion engine and the electric motor.
Sodann kann vorgesehen sein, dass der Antriebsstrang eine dritte Antriebsmaschine aufweist, welche als eine elektrischen Maschine ausgebildet ist, deren Antriebswelle entweder ständig mit der Antriebswelle der ersten Antriebsmaschine verbunden oder wirkverbunden ist oder aber mit der Antriebswelle der ersten Antriebsmaschine verbindbar oder wirkverbindbar ist, sodass das Automatgetriebe von der ersten und der dritten Antriebsmaschine seriell antreibbar ist.Provision can then be made for the drive train to have a third drive machine, which is designed as an electrical machine, the drive shaft of which is either permanently connected or operatively connected to the drive shaft of the first drive machine or can be connected or operatively connected to the drive shaft of the first drive machine, so that the Automatic transmission can be driven in series by the first and the third prime mover.
Auch kann vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Antriebsmaschine aufweist, die als eine elektrische Maschine ausgebildet ist, deren Antriebswelle ständig mit einer Getriebeausgangswelle des Automatgetriebes verbunden oder wirkverbunden ist.Provision can also be made for an additional drive machine to be in the form of an electric machine, the drive shaft of which is permanently connected or operatively connected to a transmission output shaft of the automatic transmission.
Erfindungsgemäß generiert das elektronische Getriebesteuergerät im Fehlerfall eine von einer Fehlerschwere abhängige Sendebotschaft und übermittelt diese Sendebotschaft an andere elektronische Steuergeräte im Kraftfahrzeug, wobei in der Sendebotschaft Maßnahmen definiert sind, die je nach Fehlerschwere von unterschiedlichen elektronischen Steuergeräten abzuarbeiten sind.In the event of an error, the electronic transmission control unit generates a message that depends on the severity of the error and transmits this message to other electronic control units in the motor vehicle, with measures being defined in the message that are to be processed by different electronic control units depending on the severity of the error.
In einer bevorzugten Ausgestaltung hierzu weist die Notbetriebsstrategie dabei drei nach Fehlerschwere gestaffelte Eskalationsstufen auf.In a preferred embodiment, the emergency operation strategy has three escalation levels graded according to the severity of the error.
Als schwerstwiegende dieser drei Eskalationsstufen wird vorgeschlagen, dass dann, wenn das elektronische Getriebesteuergerät einen schwerwiegenden Fehler an der Trennkupplung oder bei der Ansteuerung der Trennkupplung erkennt, der ein sicheres Öffnen der Trennkupplung verhindert, als Maßnahme ein Abschalten aller Antriebsmaschinen des Automatgetriebes definiert ist.As the most serious of these three escalation levels, it is proposed that if the electronic transmission control unit detects a serious error in the separating clutch or in the activation of the separating clutch that prevents the separating clutch from opening safely, the measure should be to switch off all drive machines of the automatic transmission.
Alternativ hierzu oder auch ergänzend hierzu kann in der schwerstwiegenden Eskalationsstufe auch dann, wenn das elektronische Steuergerät des Automatgetriebes einen schwerwiegenden Fehler erkennt, der einen differenzierten Antrieb des Automatgetriebes mit den Antriebsmaschinen verhindert, als Maßnahme ein Abschalten aller Antriebsmaschinen des Automatgetriebes definiert ist.As an alternative to this or in addition to this, in the most serious escalation level, even if the electronic control unit of the automatic transmission detects a serious error that prevents differentiated drive of the automatic transmission with the drive machines, switching off all drive machines of the automatic transmission can be defined as a measure.
Vorzugsweise wird die Ausführung aller in der schwerstwiegenden Eskalationsstufe definierten Maßnahmen von einem elektronischen Steuergerät initiiert und gegebenenfalls auch überwacht, welches zumindest einer der Antriebsmaschinen des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, beispielsweise von einem elektronischen Steuergerät der zweiten Antriebsmaschine.The execution of all measures defined in the most serious escalation level is preferably initiated and possibly also monitored by an electronic control unit which is assigned to at least one of the drive units of the motor vehicle, for example by an electronic control unit of the second drive unit.
Als mittleren der drei Eskalationsstufen der Notbetriebsstrategie wird vorgeschlagen, dass dann, wenn das elektronische Steuergerät des Automatgetriebes einen mittelschweren Fehler erkennt, bei dem ein eingeschränkter Betrieb des Automatgetriebes ohne Gangwechsel noch möglich ist, als Maßnahme ein Einlegen eines vordefinierten Notgangs im Automatgetriebe definiert ist.As the middle of the three escalation levels of the emergency operation strategy, it is proposed that when the electronic control unit of the automatic transmission detects a medium-severe error in which limited operation of the automatic transmission is still possible without changing gears, the action defined is to engage a predefined emergency gear in the automatic transmission.
Vorzugsweise wird hierbei die Ausführung das Einlegen des Notgangs von dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes initiiert. Jede auf Belange des Automatgetriebes hin erforderliche Ansteuerung einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs hingegen wird vorzugsweise von einem elektronischen Steuergerät initiiert und gegebenenfalls auch überwacht, welches zumindest einer der Antriebsmaschinen des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, beispielsweise von dem elektronischen Steuergerät der zweiten Antriebsmaschine.In this case, the implementation of engaging the emergency gear is preferably initiated by the electronic control unit of the automatic transmission. Any activation of a drive machine of the motor vehicle that is necessary for the automatic transmission is preferably initiated by an electronic control unit and, if necessary also monitored, which is assigned to at least one of the drive units of the motor vehicle, for example by the electronic control unit of the second drive unit.
Als minderschwere oder geringst bedeutsame der drei Eskalationsstufen der Notbetriebsstrategie wird vorgeschlagen, dass dann, wenn das elektronische Steuergerät des Automatgetriebe einen Fehler erkennt, bei dem ein eingeschränkter Betrieb des Automatgetriebes mit zumindest einigen der im Normalbetrieb des Automatgetriebes möglichen Gangwechseln noch möglich ist, als Maßnahme ein Auslösen einer fehlerspezifisch vordefinierten Ersatzfunktion definiert ist, welche in dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes implementiert ist. Aktivierung und Ausführung dieser Ersatzfunktion werden dabei von dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes erledigt. Dabei wird auch jede auf Belange des Automatgetriebes hin erforderliche Ansteuerung einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs weiterhin von dem elektronischen Steuergerät des Automatgetriebes initiiert und gegebenenfalls auch überwacht.As the least serious or least significant of the three escalation levels of the emergency operation strategy, it is proposed that if the electronic control unit of the automatic transmission detects a fault in which restricted operation of the automatic transmission with at least some of the gear changes possible in normal operation of the automatic transmission is still possible, as a measure Triggering an error-specific predefined replacement function is defined, which is implemented in the electronic control unit of the automatic transmission. Activation and execution of this substitute function are done by the electronic control unit of the automatic transmission. In this case, any actuation of a drive machine of the motor vehicle that is required for the automatic transmission is also initiated and possibly also monitored by the electronic control unit of the automatic transmission.
Ein Automatgetriebe für einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Antriebsmaschinen zum Antrieb dieses Automatgetriebe, welches eine Getriebeeingangswelle, eine Getriebeausgangswelle, eine im Kraftfluss zwischen Getriebeeingangswelle und einer Antriebswelle einer ersten der Antriebsmaschinen angeordnete Trennkupplung, eine im Kraftfluss zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle angeordnete Gangwechselvorrichtung, ein elektrohydraulisches Steuergerät zum Ansteuern vom Trennkupplung und Gangwechselvorrichtung sowie ein datentechnisch mit den Antriebsmaschinen kommunizierendes elektronisches Steuergerät zum Ansteuern des elektrohydraulischen Steuergerätes umfasst und in dessen elektronischem Steuergerät die erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie implementiert ist, ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 14.An automatic transmission for a drive train of a motor vehicle with several drive units for driving this automatic transmission, which has a transmission input shaft, a transmission output shaft, a separating clutch arranged in the power flow between the transmission input shaft and a drive shaft of a first of the drive machines, a gear change device arranged in the power flow between the transmission input shaft and the transmission output shaft, an electrohydraulic control unit for activating the separating clutch and gear change device, and an electronic control unit that communicates with the drive units in terms of data technology for activating the electrohydraulic control unit and in whose electronic control unit the emergency operating strategy according to the invention is implemented, is the subject matter of independent patent claim 14.
Ein mit der erfindungsgemäßen Notbetriebsstrategie betriebenes Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang umfassend mehrere Antriebsmaschinen) und ein von diesen Antriebsmaschinen antreibbares Automatgetriebe, dessen Getriebeeingangswelle über eine Trennkupplung mit einer Antriebswelle einer ersten dieser Antriebsmaschinen verbindbar ist, ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 15.A motor vehicle operated with the emergency operation strategy according to the invention with a drive train comprising several drive machines and an automatic transmission that can be driven by these drive machines and whose transmission input shaft can be connected to a drive shaft of a first of these drive machines via a separating clutch is the subject of independent patent claim 15.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein beispielhaftes Blockschaltbild eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs mit einem von mehreren Antriebsmaschinen antreibbaren Automatgetriebe; und
-
1 an exemplary block diagram of a motor vehicle drive train with an automatic transmission that can be driven by a plurality of drive machines; and
Nachfolgend und bezugnehmend auf das in
Das Automatgetriebe 30 ist selektiv oder parallel von Verbrennungsmotor 10 und Elektromotor 20 antreibbar. Hierzu ist eine Antriebswelle 12 - auch Kurbelwelle genannt - des Verbrennungsmotors 10 über eine Trennkupplung 34 mit einer Getriebeeingangswelle 32 des Automatgetriebes 30 verbindbar, wohingegen eine Antriebswelle 22 - auch Rotorwelle genannt - des Elektromotors 20 ständig mit der Getriebeeingangswelle 32 verbunden ist. Dabei können Trennkupplung 34 und Elektromotor 20 baulich integraler Bestandteil des Automatgetriebes 30 sein, also räumlich innerhalb eines Gehäuses des Automatgetriebes 30 angeordnet sein. Der Elektromotor 50 als dritte Antriebsmaschine des Antriebsstrangs 2 ist mit seiner Antriebswelle 52 ständig mit der Kurbelwelle 12 des Verbrennungsmotors 10 wirkverbunden, hier beispielhaft über einen Kettentrieb 54. Somit ist das Automatgetriebe 30 seriell von Verbrennungsmotor 10 und Elektromotor 50 antreibbar.The
Der Elektromotor 60 als zusätzliche vierte Antriebsmaschine ist der Antriebsachse 2 des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet. Hierzu ist eine Antriebswelle dieses Elektromotors 60 sowohl mit einer Eingangswelle des Achsgetriebes 40 als auch mit einer Getriebeausgangswelle 33 des Automatgetriebes 30 ständig verbunden. In üblicher Weise ist im Kraftfluss zwischen Getriebeeingangswelle 32 und Getriebeausgangswelle 33 eine Gangwechselvorrichtung 35 vorgesehen, sodass das Automatgetriebe 30 die Antriebsleistung von Verbrennungsmotor 10 und den Elektromotoren 20 und 50 je nach Bauart des Automatgetriebes 30 in diskreten Gangstufen oder kontinuierlich variablen Übersetzung auf die Antriebsachse 3 des Kraftfahrzeugs 1 übertragen kann.The
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jede der vier Antriebsmaschinen 10, 20, 50, 60 ein eigenes elektronisches Steuergerät 11, 21, 51, 61 vorgesehen. Das elektronische Steuergerät 11 der Verbrennungsmotors 10 wird vereinfacht oft auch als Motorsteuergerät bezeichnet. Das elektronische Steuergerät 21 des Elektromotors 20 wird vereinfacht oft auch als Hybridsteuergerät bezeichnet, auch dann, wenn der Elektromotor 20 baulich in das Automatgetriebe 30 integriert ist. Das elektronische Steuergerät 31 des Automatgetriebes 30 wird vereinfacht oft auch als Getriebesteuergerät bezeichnet. Dabei dient dieses elektronische Steuergerät 31 zur situativen Ansteuerung eines elektrohydraulischen Steuergerätes 36 des Automatgetriebes 30, wobei dieses elektrohydraulische Steuergerät 36 seinerseits die Trennkupplung 34 und die Gangwechselvorrichtung 35 des Automatgetriebes 30 ansteuert. Die entsprechenden Steuerleitungen 9 sind in dem Blockschaltbild als gestrichete Linien angedeutet, hier zur Vereinfachung ohne Unterscheidung von hydraulischen und elektrischen Leitungen.In the exemplary embodiment illustrated here, a separate
Da die Elektromotoren 20, 50 und 60 im vorliegenden Ausführungsbeispiel alle als Hochvolt-Wechselstrom-Maschine ausgebildet sind, ist zwischen dem jeweiligen elektronischen Steuergerät 21, 51, 61 und dem jeweiligen Elektromotor 20, 50, 60 jeweils ein DC/AC-Spannungswandler 23, 53, 63 elektrisch zwischengeschaltet. Das elektronische Steuergerät 11 des Verbrennungsmotors 10 sowie das elektronische Steuergerät 31 des Automatgetriebes 30 hingegen sind konventionell an die Niedervolt-Spannungsversorgung des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen.Since the
Wesentlich ist, dass alle diese elektronischen Steuergeräte 11, 21, 31, 51, 61 über einen im Kraftfahrzeug 1 vorgesehen Datenbus 8 datentechnisch miteinander kommunizieren können. Neben dem üblichen Austausch von Messgrößen, die von mehreren dieser elektronischen Steuergeräte 11, 21, 31, 51, 61 funktionell und in individueller Ausprägung Verwendung finden, ermöglicht diese Kommunikationsleitung auch, dass Steuerungsaufgaben nach Vorgabe eines dieser elektronischen Steuergeräte 11, 21, 31, 51, 61 an ein anderen dieser elektronischen Steuergeräte delegiert werden können. Diesen Umstand macht sich die vorliegende Erfindung im Rahmen der erfindungsgemäßen Notbetriebsstrategie zunutze.It is essential that all of these
Nachfolgend und bezugnehmend auf das in
Der dem Startpunkt S1 nach erfolgreicher Initialisierung der Software folgende erste Verfahrensschritt V1 bezeichnet die kontinuierliche Bearbeitung eines üblichen Diagnosemoduls. Beispielsweise werden im Rahmen dieser Bearbeitung alle im Automatgetriebe 30 verbauten Sensoren, Aktuatoren, elektrischen und elektronischen Komponenten auf ordnungsgemäßes Funktionieren hin geprüft, die von der Software eingelesenen Fremdsignale hinsichtlich ihrer Plausibilität überprüft und jede situativ vorgenommene Ansteuerung von Trennkupplung 34 und Gangwechselvorrichtung 35 hinsichtlich Zulässigkeit, korrekter Auslösung und ordnungsgemäßer Durchführung Auslösung überwacht wird.The first method step V1 following the starting point S1 after successful initialization of the software designates the continuous processing of a conventional diagnostic module. For example, as part of this processing, all sensors, actuators, electrical and electronic components installed in the
In einer dem Verfahrensschritt V1 nachfolgenden oder in die kontinuierliche Diagnose im Verfahrensschritt V1 eingebundenen ersten Abfrage A1 wird geprüft, ob ein für das Automatgetriebe 30 relevanter Fehler vorliegt oder nicht. Ist dies nicht der Fall, erfolgt ein Rücksprung vor den ersten Verfahrensschritt V1, sodass die kontinuierliche Diagnose fortgesetzt wird. Wird bei der Abfrage A1 hingegen ein relevanter Fehler erkannt, wird das Verfahren nun als erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie fortgesetzt, gekennzeichnet durch den Funktionsblock S2. Dabei kennt die erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie drei nach Fehlerschwere gestaffelte Eskalationsstufen, nämlich „minderschwer“, „mittelschwer“ und „schwerstwiegend“.In a first query A1 that follows method step V1 or is included in the continuous diagnosis in method step V1, it is checked whether or not there is a fault relevant to
Nach dem Start der erfindungsgemäßen Notbetriebsstrategie im Funktionsblock S2 erfolgt eine zweite Abfrage A2, in der geprüft wird, ob es sich bei dem in der ersten Abfrage A1 erkannten Fehler um einen schwerwiegenden Fehler handelt, der ein sicheres Öffnen der Trennkupplung 34 verhindert oder der einen differenzierten Antrieb des Automatgetriebes 30 mit dem Verbrennungsmotor 10 und den beiden Elektromotoren 20, 50 verhindert.After the start of the emergency operation strategy according to the invention in function block S2, a second query A2 is carried out, in which it is checked whether the error detected in the first query A1 is a serious error that prevents safe opening of the separating
Ein Beispiel für einen solchen schwerwiegenden Fehler ist folgendes:
- Die Getriebediagnose hat erkannt, dass die
Trennkupplung 34, die entsprechend dem in1 dargestellten Antriebsstrang 2 im Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle 12 desVerbrennungsmotors 10 und der Rotorwelle 22 desElektromotors 20 angeordnet ist, nicht mehr richtig schließen kann, beispielsweise wegen verschlissenem Reibbelag. Als praktikable Reaktion auf diesen Einzelfehler wird nun die schadhafte Trennkupplung 34 geöffnet, um anschließend mittels des amGetriebeeingang angeordneten Elektromotors 10 rein elektrisch weiterfahren zu können. Tritt nun als zweiter Fehler ein elektrischer Kurzschluss in der Spannungsversorgung des elektrohydraulischen Steuergerätes 36 des Automatgetriebes 30 oder ein elektrischer Kurzschluss an dem im elektrohydraulischen Steuergerät 36 zur Ansteuerung des Trennkupplung 34 vorgesehenen elektrohydraulischen Steuerventils auf, führt dies hier automatisch zu einer hydraulischen Ansteuerung der Trennkupplung 34 in zum Kupplungsschließen führender Richtung. Diese Fehlerreaktion jedoch steht nicht nur in krassem Widerspruch zu der bereits ausgelösten Fehlerreaktion „Trennkupplung öffnen“, sondern verursacht auch einen unbeabsichtigten Wechsel vom rein elektrischen Betrieb zu einem parallel-hybridischen Betrieb, bei dem ja ein gleichzeitiger elektromotorischen und verbrennungsmotorischen Antrieb prinzipiell zulässig ist. Mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Notbetriebsstrategie ist eine solche Fehlerkombination nicht zufriedenstellend beherrschbar.
- The transmission diagnosis has recognized that the separating
clutch 34, which, in accordance with the in1 Drive train 2 shown is arranged in the power flow between thecrankshaft 12 of theinternal combustion engine 10 and therotor shaft 22 of theelectric motor 20, can no longer close properly, for example because of a worn friction lining. As a practicable reaction to this individual error, the defective separating clutch 34 is now opened in order to then be able to continue driving purely electrically by means of theelectric motor 10 arranged at the transmission input. If the second fault is an electrical short circuit in the voltage supply of theelectrohydraulic control unit 36 of theautomatic transmission 30 or an electrical short circuit in the electrohydraulic control valve provided in theelectrohydraulic control unit 36 for actuating the separatingclutch 34, this automatically leads to a hydraulic actuation of the separatingclutch 34 in this case direction leading to clutch engagement. However, this error reaction is not only in stark contradiction to the error reaction that has already been triggered: "Open the separating clutch", but also causes an unintentional change from purely electric operation to parallel-hybrid operation, in which a simultaneous electric motor and combustion engine drive is permitted in principle. Such an error combination cannot be controlled satisfactorily with an emergency operation strategy known from the prior art.
Zurückkommend auf das in Figur dargestellte Funktionsablaufdiagramm, wird dann, wenn in der zweiten Abfrage A2 das Vorhandensein eines Fehlers der Kategorie „schwerwiegend“ erkannt, das Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Notbetriebsstrategie mit einem zweiten Verfahrensschritt V2 fortgesetzt, in dem die Eskalationsstufe auf „schwerstwiegend“ gesetzt wird. Gemäß der Erfindung ist in dieser Eskalationsstufe „schwerstwiegend“ als Maßnahme gegen den erkannten Fehler definiert, dass alle auf die Getriebeeingangswelle 32 wirkenden Antriebsmaschinen 10, 20, 50 schnellstmöglich abzuschalten sind. Zudem wird ein späterer Neustart der Antriebsmaschinen 10, 20, 50 solange verboten, bis der in Abfrage A2 festgestellte Fehler nicht mehr vorhanden ist.Coming back to the functional flow chart shown in FIG. 1, if the presence of an error in the “serious” category is detected in the second query A2, the method or the emergency operation strategy according to the invention is continued with a second method step V2, in which the escalation level is set to “severe”. is set. According to the invention, in this escalation level “most serious” as a measure against the detected error is defined that all drive
Zudem kann in der Eskalationsstufe „schwerstwiegend“ als ergänzende Maßnahme eine in der Abschaltphase wirkende Drehmomentbegrenzung für die Antriebsmaschinen 10, 20, 50 definiert sein, um die Drehmomentbelastung an der Trennkupplung 34 sofort zu reduzieren.In addition, in the escalation level “severe” as an additional measure, a torque limitation for the
Entsprechend werden in einem dem zweiten Verfahrensschritt V2 nachfolgenden dritten Verfahrensschritt V3 alle im vorigen Verfahrensschritt V2 gesetzte Maßnahmen als Sendebotschaft codiert und in den Datenbus 8 des Kraftfahrzeugs 1 eingespeist. Dabei ist diese Sendebotschaft beispielhaft an das elektronische Steuergerät 21 des Elektromotors 20 adressiert, mit der Folge, dass dieses Steuergerät 21 die Sendebotschaft decodiert und daraufhin die zum Schutz des Automatgetriebes 30 erforderlichen Maßnahmen initiiert und die Ausführung dieser Vorgaben auch überwacht. Sollte das dem Elektromotor 20 zugeordnete Steuergerät 21 keinen unmittelbaren Zugriff auf den Verbrennungsmotor 10 haben, muss das Steuergerät 21 den Befehl zum Abstellen des Verbrennungsmotos 10 und gegebenenfalls auch den Befehl zur Begrenzung des Drehmomentes an der Antriebswelle 11 des Verbrennungsmotors 10 an das (funktionsfähige) elektronische Steuergerät 11 des Verbrennungsmotors 10 delegieren. Gleiches gilt sinngemäß für diejenigen Maßnahmen, die einzig von dem elektronischen Steuergerät 51 des Elektromotors 50 durchgeführt werden können.Correspondingly, in a third method step V3 following the second method step V2, all the measures taken in the previous method step V2 are encoded as a transmission message and fed into the
Liefert die zweite Abfrage A2 hingegen ein negatives Ergebnis, ist also der in der ersten Abfrage A1 erkannte Fehler nicht der schwerstwiegenden Eskalationsstufe der Notbetriebsstrategie zuzuordnen, erfolgt eine dritte Abfrage A3, in der geprüft wird, ob es sich bei dem in der ersten Abfrage A1 erkannten Fehler um einen mittelschweren Fehler handelt. Als mittelschwerer Fehler gilt hier eine Fehlfunktion, die zwar eine signifikante Beeinträchtigung der vollen Funktionalität des Automatgetriebes 30 verursacht und insbesondere ordnungsgemäße Gangwechsel unmöglich macht, aber die Trennkupplung 34 nicht gefährdet. Ist aktuell ein solcher Fehler erkannt worden, wird das Verfahren mit einem vierten Verfahrensschritt V4 fortgesetzt, in dem die Eskalationsstufe auf „mittelschwer“ gesetzt wird. In dieser Eskalationsstufe „mittelschwer“ ist als Maßnahme gegen den erkannten Fehler definiert, dass in dem Automatgetriebe 30 ein vordefinierter Notgang einzulegen ist, in dem das Kraftfahrzeug 1 noch fahrbar ist, wenn auch stark eingeschränkt. Dieser Notgang wäre auch bei einem späteren Gangeinlegen in dem Automatgetriebe 30 einzulegen, sofern der in Abfrage A3 festgestellte Fehler noch vorhanden ist.If, on the other hand, the second query A2 returns a negative result, i.e. if the error detected in the first query A1 cannot be assigned to the most serious escalation level of the emergency operation strategy, a third query A3 is carried out, in which it is checked whether the error detected in the first query A1 is correct error is a moderate error. A malfunction is considered to be a medium-severe fault here, although it causes a significant impairment of the full functionality of the
Zudem ist in der Eskalationsstufe „mittelschwer“ als ergänzende Maßnahme eine Drehmomentbegrenzung für die Antriebsmaschinen 10, 20, 50 definiert, um einerseits die drehmomentführenden Bauteile im Automatgetriebe 30 - insbesondere die Getriebeeingangswelle 32 - vor einer Drehmomentspitze beim Schalten in den Notgang zu schützen und andererseits die Drehmomentbelastung des Automatgetriebes 30 beim Fahren im Notgang insgesamt zu reduzieren.In addition, in the "moderate" escalation level, a torque limitation for the
Entsprechend werden in einem dem vierten Verfahrensschritt V4 nachfolgenden fünften Verfahrensschritt V5 alle im vorigen Verfahrensschritt V4 gesetzten Maßnahmen als Sendebotschaft codiert und in den Datenbus 8 des Kraftfahrzeugs 1 eingespeist. Dabei ist diese Sendebotschaft beispielhaft sowohl an das elektronische Getriebesteuergerät 31 selber als auch an das elektronische Steuergerät 21 des Elektromotors 20 adressiert, derart, dass das elektronische Getriebesteuergerät 31 die Schaltung der Gangwechselvorrichtung 35 in den vordefinierten Notgang initiiert, wohingegen das elektronische Steuergerät 21 die zum Schutz des Automatgetriebes 30 notwendigen Drehmomentbegrenzungen für die verschiedenen Antriebsmaschinen 10, 20, 50 initiiert und gegebenenfalls auch überwacht.Correspondingly, in a fifth method step V5 following the fourth method step V4, all the measures taken in the previous method step V4 are encoded as a transmission message and fed into the
Liefert die dritte Abfrage A3 hingegen ein negatives Ergebnis, ist also der in der ersten Abfrage A1 erkannte Fehler auch nicht der mittleren bzw. mittlelschweren Eskalationsstufe der Notbetriebsstrategie zuzuordnen, erfolgt eine vierte Abfrage A4, in der geprüft wird, ob es sich bei dem in der ersten Abfrage A1 erkannten Fehler um einen minderschweren Fehler handelt. Als minderschwerer Fehler gilt hier eine Fehlfunktion, die zwar die Funktionalität des Automatgetriebes 30 beeinträchtigen, aber einen eingeschränkten Betrieb des Automatgetriebes 30 mit zumindest einigen der im Normalbetrieb möglichen Gangwechsel erlaubt. Ist aktuell ein solcher Fehler erkannt worden, wird das Verfahren mit einem sechsten Verfahrensschritt V6 fortgesetzt, in dem die Eskalationsstufe auf „minderschwer“ - gleichbedeutend mit „am wenigsten bedeutsam“ - gesetzt wird. In dieser Eskalationsstufe „minderschwer“ ist als Maßnahme gegen den erkannten Fehler definiert, dass in dem Automatgetriebe 30 eine auf den erkannten Fehler zugeschnittene Ersatzfunktion, die zusammen mit anderen fehlerspezifisch vordefinierten Ersatzfunktion in der zum Betreiben des Automatgetriebes 30 vorgesehenen Software des elektronischen Getriebesteuergerätes 31 implementiert ist, zu aktivieren ist.If, on the other hand, the third query A3 returns a negative result, i.e. if the error detected in the first query A1 cannot be assigned to the medium or moderately severe escalation level of the emergency operation strategy, a fourth query A4 is carried out, in which it is checked whether the error in the The error detected in the first query A1 is a minor error. A less serious error is a malfunction that impairs the functionality of the
Entsprechend werden in einem dem sechsten Verfahrensschritt V6 nachfolgenden siebten Verfahrensschritt V7 die im vorigen Verfahrensschritt V6 gesetzte Maßnahme als Sendebotschaft codiert und - rein informativ - in den Datenbus 8 des Kraftfahrzeugs 1 eingespeist. Dabei ist der Inhalt dieser Sendebotschaft primär an das elektronische Getriebesteuergerät 31 selbst adressiert. Vorliegend nämlich wird die zum Schutz des Automatgetriebes 30 erforderliche fehlerspezifische Ersatzfunktion von dem elektronischen Getriebesteuergerät 31 aktiviert und abgearbeitet. Dabei wird auch jede auf Belange des Automatgetriebes 30 hin erforderliche Ansteuerung des Verbrennungsmotors 10 und der Elektromotoren 20, 50 weiterhin von dem elektronischen Getriebesteuergerät 31 initiiert und gegebenenfalls auch überwacht.Correspondingly, in a seventh method step V7 following the sixth method step V6, the measure taken in the previous method step V6 is encoded as a transmission message and—for purely informative purposes—fed into the
Liefert die vierte Abfrage A4 hingegen ein negatives Ergebnis, ist also der in der ersten Abfrage A1 erkannte Fehler auch nicht der kleinsten bzw. minderschweren Eskalationsstufe der Notbetriebsstrategie zuzuordnen, so bedarf der zuvor erkannte Fehler keiner weiteren Beachtung oder existiert inzwischen nicht mehr. Aus diesem Grund wird das Verfahren fortgesetzt mit einem neunten Verfahrensschritt V9, in welchem eine Löschung etwaiger Daten erfolgt, die im Rahmen der vorigen Abfragen A1 bis A4 möglicherweise zwischengespeichert werden mussten. Anschließend erfolgt ein Rücksprung vor den ersten Verfahrensschritt V1, sodass die kontinuierliche Diagnose fortgesetzt wird.If, on the other hand, the fourth query A4 returns a negative result, i.e. if the error detected in the first query A1 cannot be assigned to the smallest or less serious escalation level of the emergency operation strategy, the previously detected error does not require any further attention or no longer exists in the meantime. For this reason, the method is continued with a ninth method step V9, in which any data that may have had to be temporarily stored as part of the previous queries A1 to A4 is deleted. Then there is a return to the first method step V1, so that the continuous diagnosis is continued.
Ausgehend von der Bearbeitung der Verfahrensschritte V3, V5 und V7, also nachdem die jeweiligen Maßnahmen entsprechend der jeweiligen Eskalationsstufe bei den dafür zuständigen Steuergeräten in Umsetzung sind, wird das Verfahren bzw. die Notbetriebsstrategie mit einem achten Verfahrensschritt V8 fortgesetzt. Dieser Verfahrensschritt V8 markiert den Start einer Fehler-Rückfilterung, deren Parameter fehlerspezifisch vordefiniert sind. Entsprechend erfolgt in einer dem Verfahrensschritt V8 nachfolgenden fünften Abfrage A5, ob der zuvor in der ersten Abfrage A1 festgestellte Fehler aktuell noch als relevant gilt. Bei einem positiven Abfrageergebnis ist die fehlerindividuelle Fehler-Rückfilterung noch nicht abgearbeitet, weshalb ein Rücksprung vor den Abfrageblock A5 erfolgt. Erst bei einem negativen Ergebnis der Abfrage A5 ist eine Rückkehr in den Normalbetrieb des Automatgetriebes 30 möglich.Starting from the processing of method steps V3, V5 and V7, ie after the respective measures corresponding to the respective escalation level have been implemented by the control units responsible for them, the method or the emergency operation strategy is continued with an eighth method step V8. This method step V8 marks the start of an error reverse filtering whose parameters are error-specifically predefined. Correspondingly, in a fifth query A5 following method step V8, whether the error previously determined in the first query A1 is currently still considered relevant. If the result of the query is positive, the error-specific error back-filtering has not yet been processed, which is why there is a return to query block A5. A return to normal operation of the
Entsprechend wird bei einem negativen Ergebnis der Abfrage A5 das Verfahren mit einem Funktionsblock S3 fortgesetzt, welcher das Ende der Notbetriebsstrategie und gleichzeitig den Übergang zum Normalbetrieb des Automatgetriebes 30 markiert, bevor das Verfahren mit dem bereits beschriebenen neunten Verfahrensschritt V9 fortgesetzt wird, gefolgt von dem Rücksprung vor den Diagnose-Verfahrensschritt V1.Correspondingly, if the result of query A5 is negative, the method is continued with a function block S3, which marks the end of the emergency operation strategy and at the same time the transition to normal operation of
Im ganzen gesehen ermöglicht der in
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Antriebsstrang des Kraftfahrzeugsdrive train of the motor vehicle
- 33
- Antriebsachse des KraftfahrzeugsDrive axle of the motor vehicle
- 44
- Niedervolt-Batterielow-voltage battery
- 55
- Hochvolt-Batteriehigh-voltage battery
- 66
- DC/DC-SpannungswandlerDC/DC voltage converter
- 77
- Kraftstofftankfuel tank
- 88th
- Datenbusdata bus
- 99
- Steuerleitung control line
- 1010
- erste Antriebsmaschine; Verbrennungsmotor;first prime mover; internal combustion engine;
- 1111
- elektronisches Steuergerät der ersten Antriebsmaschineelectronic control unit of the first drive machine
- 1212
- Antriebswelle der ersten Antriebsmaschine; Kurbelwelle des Verbrennungsmotors Drive shaft of the first prime mover; Internal combustion engine crankshaft
- 2020
- zweite Antriebsmaschine; Elektromotorsecond prime mover; electric motor
- 2121
- elektronisches Steuergerät der zweiten Antriebsmaschineelectronic control unit of the second drive machine
- 2222
- Antriebswelle der zweiten Antriebsmaschine; Rotorwelle des Elektromotorsdrive shaft of the second prime mover; Rotor shaft of the electric motor
- 2323
- DC/AC-Spannungswandler der zweiten Antriebsmaschine DC/AC voltage converter of the second drive machine
- 3030
- Automatgetriebeautomatic transmission
- 3131
- elektronisches Steuergerät des Automatgetriebeselectronic control unit of the automatic transmission
- 3232
- Getriebeeingangswelletransmission input shaft
- 3333
- Getriebeausgangswelletransmission output shaft
- 3434
- Trennkupplungdisconnect clutch
- 3535
- Gangwechselvorrichtunggear change device
- 3636
- elektrohydraulisches Steuergerät des Automatgetriebes electrohydraulic control unit of the automatic transmission
- 4040
- Achsgetriebefinal drive
- 5050
- dritte Antriebsmaschinethird prime mover
- 5151
- elektronisches Steuergerät der dritten Antriebsmaschineelectronic control unit of the third drive machine
- 5252
- Antriebswelle der dritten AntriebsmaschineDrive shaft of the third prime mover
- 5353
- DC/AC-Spannungswandler der dritten AntriebsmaschineDC/AC voltage converter of the third drive machine
- 5454
- Kettentrieb chain drive
- 6060
- zusätzliche Antriebsmaschineadditional prime mover
- 6161
- elektronisches Steuergerät der zusätzlichen Antriebsmaschineelectronic control unit of the additional drive machine
- 6262
- Antriebswelle der zusätzlichen AntriebsmaschineDrive shaft of the additional drive machine
- 6363
- DC/AC-Spannungswandler der zusätzlichen Antriebsmaschine DC/AC voltage converter of the additional drive machine
- S1S1
- Funktionsstart; Initialisierung der Software im elektronischen Steuergerät des Automatgetriebesfunction start; Initialization of the software in the electronic control unit of the automatic transmission
- S2S2
- Start der NotbetriebsstrategieStart of the emergency operation strategy
- S3S3
- Ende der NotbetriebsstrategieEnd of the emergency operation strategy
- A1A1
- erste Abfrage; Erkennung eines Fehlersfirst query; detection of an error
- A2A2
- zweite Abfrage; Erkennung eines schwerwiegenden Fehlerssecond query; Detection of a fatal error
- A3A3
- dritte Abfrage; Erkennung eines mittelschweren Fehlersthird query; Medium error detection
- A4A4
- vierte Abfrage; Erkennung eines minderschweren Fehlersfourth query; Detection of a minor error
- A5A5
- fünfte Abfrage; Erkennung Fehlerresetfifth query; Error reset detection
- V1V1
- erster Verfahrensschritt; Diagnosefirst process step; diagnosis
- V2v2
- zweiter Verfahrensschritt; Setzen der schwerstwiegenden Eskalationsstufesecond process step; Set the most serious escalation level
- V3V3
- dritter Verfahrensschritt; Adressieren der Maßnahmen an Motorsteuerungthird process step; Addressing the measures to engine control
- V4V4
- vierter Verfahrensschritt; Setzen der mittleren Eskalationsstufefourth process step; Setting the middle escalation level
- V5V5
- fünfter Verfahrensschritt; Adressieren der Maßnahmen differenziert an Getriebesteuerung und Motorsteuerungfifth process step; Addressing of the measures differentiated at transmission control and engine control
- V6V6
- sechster Verfahrensschritt; Setzen der kleinsten Eskalationsstufesixth process step; Set the smallest escalation level
- V7V7
- siebter Verfahrensschritt; Adressieren der Maßnahmen an Getriebesteuerungseventh process step; Addressing the measures to transmission control
- V8V8
- achter Verfahrensschritt; Start Fehlerrückfilterungeighth process step; Start error back filtering
- V9V9
- neunter Verfahrensschritt; Datenlöschungninth method step; data erasure
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 19858540 A1 [0003, 0006]DE 19858540 A1 [0003, 0006]
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DE102020214121.5A DE102020214121A1 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Emergency operation strategy for a motor vehicle drive train comprising an automatic transmission that can be driven by a plurality of drive machines |
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