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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Automatikgetriebe, die mit einer Steuereinheit einer Brennkraftmaschine kommuniziert, mit welcher das Automatikgetriebe für ein Fahrzeug verbunden ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung für ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe, bei welchem mehrere Gangpositionen in zwei Gangpositions-Gruppen aufgeteilt sind und welches mit einer ersten Kupplung zum Auswählen einer Gangposition in einer Gangpositions-Gruppe und einer zweiten Kupplung zum Auswählen einer Gangposition in der anderen Gangpositions-Gruppe ausgestattet ist.
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Stand der Technik
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Aus der
JP 2009-97648 A ist ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe vorbekannt, bei welchem mehrere Gangpositionen in zwei Gangpositions-Gruppen aufgeteilt sind (ungerade Gangpositions-Gruppe und gerade Gangpositions-Gruppe) und welches mit einem ersten Kupplungsmechanismus zum Auswählen einer Gangposition in einer Gangpositions-Gruppe und einem zweiten Kupplungsmechanismus zum Auswählen einer Gangposition in der anderen Gangpositions-Gruppe ausgestattet ist. Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe dieser Art ist derart ausgebildet, dass der andere Kupplungsmechanismus in einen ausgerückten Zustand gebracht wird, während die Gangposition in der dem einen Kupplungsmechanismus entsprechenden Gangpositions-Gruppe ausgewählt wird, wobei der andere Kupplungsmechanismus eingreift. Gleichzeitig befindet sich ein Zahnradantriebssystem, das der dem anderen Kupplungsmechanismus entsprechenden Gangposition zugeordnet ist, in einem Neutralzustand, in dem keine Kraft übertragen wird. Der Doppelkupplungsmechanismus ist dafür eingerichtet, durch eine solche Funktionsweise eine Kraftübertragung, bei der die vorgeschriebene Gangposition ausgewählt ist, zu ermöglichen. Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe ist dafür ausgebildet, eine erste Eingangswelle und eine Motorausgangswelle durch Einrücken des ersten Kupplungsmechanismus miteinander zu kuppeln. Ebenso ist das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe dafür ausgebildet, die zweite Eingangswelle und die Motorausgangswelle durch Einrücken des zweiten Kupplungsmechanismus miteinander zu kuppeln. Die erste Eingangswelle oder die zweite Eingangswelle ist dafür eingerichtet, eine Drehung über jedes angetriebene Zahnrad auf die Ausgangswelle des Doppelkupplungs-Automatikgetriebes zu übertragen.
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Eine Motorsteuereinheit (Engine Control Unit, ECU) ist mit einem Motor verbunden, um mit dem Doppelkupplungs-Automatikgetriebe dieses Typs gekoppelt zu werden. Außerdem ist eine Getriebesteuereinheit (Transmission Control Unit, TCU) ebenfalls mit dem Doppelkupplungs-Automatikgetriebe verbunden. Die ECU ist dafür ausgebildet, ein Signal, das für Drehzahlinformationen von einem Motordrehzahlsensor, welcher eine Motordrehzahl erfasst, indikativ ist, und ein Signal, das für Gaspedalöffnungsinformationen und Bremsschalterinformationen indikativ ist, usw., zu empfangen. Hierdurch werden verschiedene Entscheidungen zur Motorsteuerung getroffen. Die TCU ist dafür ausgebildet, Signale von einem ersten Eingangswellen-Drehzahlsensor, einem zweiten Eingangswellen-Drehzahlsensor, einem Ausgangswellen-Drehzahlsensor und einem Schalthebelschalter zu empfangen. Hierbei ist der erste Eingangswellen-Drehzahlsensor zum Erfassen einer Drehzahl der ersten Eingangswelle bestimmt, der zweite Eingangswellen-Drehzahlsensor ist zum Erfassen einer Drehzahl der zweiten Eingangswelle bestimmt, und der Ausgangswellen-Drehzahlsensor ist zum Erfassen einer Drehzahl einer Ausgangswelle des Doppelkupplungs-Automatikgetriebes bestimmt. Die TCU ist dafür ausgebildet, verschiedene Entscheidungen betreffs der Ausgabe eines Steuersignals an ein Schaltkupplungs-Stellglied zu treffen. Zwischen der ECU und der TCU erfolgt die Kommunikation in Form einer bidirektionalen Controller Area Network (CAN) Kommunikation.
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Als ein Beispiel einer Regelung der Kupplungsdrehmomentkapazität (clutch torque capacity), die in einer Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe beim Starten eines Fahrzeugs durchgeführt wird, ist ein Ansatz wohlbekannt, der darin besteht, den Schlupfbetrag einer Motordrehzahl und einer Kupplungsdrehzahl zu steuern. Bei diesem Ansatz wird die Drehmomentkapazität der Kupplung auf die Weise geregelt, dass eine Ziel-Motordrehzahl aus mindestens der Gaspedalöffnung zum Erreichen der Ziel-Motordrehzahl bestimmt wird. Normalerweise ist es üblich, eine Regelung der Kupplungsdrehmomentkapazität durchzuführen, indem eine Vorwärtsregelung in Reaktion auf ein einzugebendes Drehmoment und eine Rückkopplungsregelung in Reaktion auf eine Abweichung zwischen der Ziel-Motordrehzahl und einer Ist-Motordrehzahl kombiniert werden. Dieser Ansatz ist jedoch insofern problematisch, als eine zu stark vorwärtsgeregelte Variable aufgrund von Faktoren, zu denen die Genauigkeit des Motordrehmoments, die Realisierbarkeit der Kupplungsdrehmomentkapazität, Schwankungen der Ansprechverzögerung und Umweltveränderungen wie etwa Temperaturänderungen gehören, ein Abwürgen des Motors verursachen kann. Unter diesen Umständen verhält es sich oft so, dass die Rückkopplungsregelung als wichtiger betrachtet wird als die anderen.
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Die
DE 10 2008 015 693 A1 offenbart ein Doppelkupplungsgetriebe, bei dem eine Kupplung einer Eingangswelle, die nicht synchron mit einer Ausgangswelle gedreht wird, eingerückt wird, um die Drehzahl der Eingangswelle mit der des Motors zu synchronisieren. Die Drehzahl der Eingangswelle wird gemessen, um dadurch eine Motordrehzahl zu detektieren.
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Die
DE 10 2008 027 675 A1 offenbart ein System und Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes, bei dem durch Messung der Drehzahl des inaktiven Teilgetriebes eine Motordrehzahl permanent bereitgestellt wird.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Zu lösendes Problem
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Da die Rückkopplungsregelung, wie oben erwähnt, ein Steuerungsverfahren in Reaktion auf die Abweichung zwischen der Ziel-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahl ist, ist der Empfang der Motordrehzahlinformationen im Allgemeinen unumgänglich. Die Motordrehzahl wird über die CAN-Kommunikation von der ECU empfangen. Daher tritt im Falle einer Unterbrechung einer CAN-Kommunikationsleitung eine Situation ein, in der die TCU keine Motordrehzahlinformationen empfängt. Somit hat selbst unter der Annahme, dass der Motor wie üblich betrieben werden kann, während die CAN-Kommunikationsleitung unterbrochen ist, die TCU nur die Möglichkeit, die Vorwärtsregelung durchzuführen. In dieser Situation ist es nicht zu vermeiden, dass es dazu neigt, die Motordrehzahl zu erhöhen, verbunden mit der Unfähigkeit, ein Fahrzeug zu starten. Um ein solches unerwünschtes Ereignis zu verhindern, könnte man auf die Idee kommen, Maßnahmen zu ergreifen, um ein Signal direkt von dem Motordrehzahlsensor zu empfangen, und ein zweifaches (duales) System mit den CAN-Informationen zu verwenden, um eine redundante Konfiguration des Systems anzustreben. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass solche Maßnahmen höhere Kosten zur Folge haben.
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Ferner ist bei einem solchen Doppelkupplungs-Automatikgetriebe das Getriebe mit mehreren Drehzahlsensoren ausgestattet, die vom funktionalen Standpunkt her für notwendig erachtet werden. Man kann sagen, dass es zur Verbesserung der Betriebswerte der eingebauten Teile wünschenswert ist, diese Drehzahlsensoren zu verwenden, unter dem Gesichtspunkt der Schaffung eines effizienten Steuerungssystems.
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Die vorliegende Erfindung wird verwirklicht, indem der Schwerpunkt auf die oben genannten Probleme gelegt wird, die dem Stand der Technik potentiell innewohnen, und ihre Aufgabe ist es, eine Steuereinheit eines Doppelkupplungs-Automatikgetriebes bereitzustellen, welche einen Start eines Fahrzeugs bei Nichtvorhandensein von über eine Kommunikation zwischen Steuereinheiten zu empfangenden Parameterinformationen ermöglicht und in der Lage ist, ein fehlertolerantes Steuerungssystem zu schaffen, das unabhängig von der Steuerung eines dualen Systems ist.
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Lösung des Problems
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Um das oben genannte Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt eine Steuervorrichtung für ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe bereit, die mit dem Doppelkupplungs-Automatikgetriebe zu verbinden ist, wobei das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe mehrere Gangpositionen aufweist, welche in eine erste Gangpositions-Gruppe und eine zweite Gangpositions-Gruppe aufgeteilt sind und betriebsfähig und verbindbar mit einer Motorausgangswelle einer Brennkraftmaschine gekoppelt sind, wobei das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe umfasst: eine erste Eingangswelle für die zu der ersten Gangpositions-Gruppe gehörenden Gangpositionen; einen ersten Kupplungsmechanismus zum Verbinden der ersten Eingangswelle mit der Motorausgangswelle; einen ersten Drehzahldetektor zum Erfassen einer Drehzahl der ersten Eingangswelle; eine zweite Eingangswelle für die zu der zweiten Gangpositions-Gruppe gehörenden Gangpositionen; einen zweiten Kupplungsmechanismus zum Verbinden der zweiten Eingangswelle mit der Motorausgangswelle; und einen zweiten Drehzahldetektor zum Erfassen einer Drehzahl der zweiten Eingangswelle; wobei die Steuervorrichtung mit einer Brennkraftmaschinensteuereinheit kommunikationsfähig ist, in welche Drehzahlinformationen über die Motorausgangswelle der Brennkraftmaschine eingegeben werden; wobei die Steuervorrichtung auf der Basis der von der Brennkraftmaschinensteuereinheit empfangenen Drehzahlinformationen eine Steuerung durchführt, um den ersten Kupplungsmechanismus für einen Start eines Fahrzeugs einzurücken; wobei, wenn der Empfang der Drehzahlinformationen von der Brennkraftmaschinensteuereinheit nicht gelingt, die Steuervorrichtung die zu der zweiten Gangpositions-Gruppe gehörenden Gangpositionen in einen ausgerückten Zustand versetzt und danach den zweiten Kupplungsmechanismus in einen eingerückten Zustand versetzt und eine von dem zweiten Drehzahldetektor erfasste Drehzahl der zweiten Eingangswelle in eine Drehzahl der Motorausgangswelle umwandelt; und wobei die Steuervorrichtung auf der Basis der umgewandelten Drehzahl der Motorausgangswelle eine Steuerung durchführt, um den ersten Kupplungsmechanismus einzurücken.
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Erfindungsgemäß berechnet die Steuervorrichtung, wenn der Empfang der Drehzahlinformationen von der Brennkraftmaschinensteuereinheit fehlschlägt, ein Anomaliezustands-Kupplungsdrehmoment zum Einrücken des ersten Kupplungsmechanismus, indem sie ein Anomaliezustands-Vorwärtsregelungsdrehmoment, das unabhängig vom Ist-Drehmoment der Brennkraftmaschine eingestellt wird, und ein Anomaliezustands-Rückkopplungsregelungsdrehmoment, das auf der Basis einer Abweichung zwischen einer Zieldrehzahl der Brennkraftmaschine und der umgewandelten Drehzahl der Motorausgangswelle berechnet wird, kombiniert.
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Ferner wandelt die Steuervorrichtung gemäß einer Ausgestaltung, wenn der Empfang der Drehzahlinformationen von der Brennkraftmaschinensteuereinheit fehlschlägt, die von dem ersten Drehzahldetektor erfasste Drehzahl, welche die Drehung der ersten Eingangswelle, nachdem der erste Kupplungsmechanismus in einen eingerückten Zustand versetzt wurde, betrifft, in die Drehzahl der Motorausgangswelle um und steuert dann das Einrücken des zweiten Kupplungsmechanismus für ein kontinuierliches Fahren, so dass das Einrücken auf der Basis der umgewandelten Drehzahl der Motorausgangswelle implementiert wird; und die Steuervorrichtung wandelt die von dem zweiten Drehzahldetektor erfasste Drehzahl, welche die Drehung der zweiten Eingangswelle, nachdem der zweite Kupplungsmechanismus in einen eingerückten Zustand versetzt wurde, betrifft, in die Drehzahl der Motorausgangswelle um und steuert dann das Einrücken des ersten Kupplungsmechanismus für ein kontinuierliches Fahren, so dass das Einrücken auf der Basis der umgewandelten Drehzahl der Motorausgangswelle implementiert wird.
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Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert die Erfindung die Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe, welche einen Start des Fahrzeugs sogar dann, wenn der Empfang von Parameterinformationen über eine Kommunikation zwischen der Brennkraftmaschinensteuereinheit und der Steuervorrichtung fehlschlägt, einen Notfahrbetrieb, z.B. eine Fahrt zur Werkstatt, und die Schaffung eines fehlertoleranten Steuerungssystems, das von dem dualen System unabhängig ist, ermöglicht.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe zeigt, an welchem eine Steuervorrichtung für ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
- 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Anordnung mit einer Steuervorrichtung für ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 3 ist ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Gaspedalöffnung und einer Ziel-Motordrehzahl zeigt;
- 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsablauf beim Starten eines Fahrzeugs zeigt;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsablauf für eine Steuerung durch eine Steuereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
- 6 ist ein Zeitablaufdiagramm in einem Normalzustand beim Starten eines Fahrzeugs; und
- 7 ist ein Zeitablaufdiagramm in einem CAN-Anomaliezustand beim Starten eines Fahrzeugs.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine Beschreibung der Einzelheiten einer Steuervorrichtung für ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Zuerst wird unter Bezugnahme auf eine schematische Darstellung in 1 eine Erläuterung zu dem bei der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 gegeben. Wie in 1 dargestellt, ist das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 mit mehreren Gangpositionen versehen, die eine erste Gangpositions-Gruppe (ungerade Gangpositions-Gruppe) 1 und eine zweite Gangpositions-Gruppe (gerade Gangpositions-Gruppe) 2 bilden. Ferner ist das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 mit einer ersten Kupplung C1, als einem ersten Kupplungsmechanismus, zum Auswählen einer zu der ersten Gangpositions-Gruppe 1 gehörenden Gangposition und einer zweiten Kupplung C2, als einem zweiten Kupplungsmechanismus, zum Auswählen einer zu der zweiten Gangpositions-Gruppe 2 gehörenden Gangposition versehen.
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Während eine Kupplung von der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerückt wird und eine vorgeschriebene Gangposition in der entsprechenden Gangpositions-Gruppe ausgewählt wird, wird die andere Kupplung in einen ausgerückten Zustand versetzt. Gleichzeitig wird ein entsprechendes Zahnradgetriebesystem in einen Neutralzustand versetzt, in dem keine Kraft übertragen wird, so dass das Getriebe 100 in die Lage versetzt wird, eine Kraftübertragung in einem Zustand durchzuführen, in dem die vorgeschriebene Gangposition ausgewählt ist.
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Wie in 1 dargestellt ist, sind die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 mit einer Motorausgangswelle 3, als einer Motorausgangswelle, der Brennkraftmaschine gekoppelt. Ein Ausgang von der ersten Kupplung C1 ist mit einer hohlen Eingangswelle 4 gekoppelt und wird über jeweilige Zahnräder 5, 6 und 7 zu der ersten Eingangswelle 8 übertragen. Gleichzeitig ist ein Ausgang von der zweiten Kupplung C2 mit der zweiten Eingangswelle 9 verbunden.
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Die erste Eingangswelle 8 ist mit einem Antriebszahnrad für den ersten Gang 11, einem Antriebszahnrad für den dritten Gang 13 und einem Antriebszahnrad für den fünften Gang 15 versehen. Gleichzeitig ist die zweite Eingangswelle 9 mit einem Antriebszahnrad für den zweiten Gang 12, einem Antriebszahnrad für den vierten Gang 14, einem Antriebszahnrad für den sechsten Gang 16 und einem Rückwärtsgang-Antriebszahnrad 17 versehen.
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Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 weist eine Getriebeausgangswelle 10 auf. Die Getriebeausgangswelle 10 ist mit einem Abtriebszahnrad für den ersten und zweiten Gang 18, einem Abtriebszahnrad für den dritten und vierten Gang 19, einem Abtriebszahnrad für den fünften und sechsten Gang 20 und einem Abtriebszahnrad für den Rückwärtsgang 21 versehen.
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Die erste Eingangswelle 8 ist mit einem Synchronmechanismus des ersten und dritten Gangs 22 zum Umschalten zwischen einer Neutralposition, einer Position zum Auswählen des Antriebszahnrads für den ersten Gang und einer Position zum Auswählen des Antriebszahnrads für den dritten Gang sowie mit einem Synchronmechanismus des fünften Gangs 23 zum Umschalten zwischen einer Neutralposition und einer Position zum Auswählen des Antriebszahnrads für den fünften Gang versehen. Dagegen ist die zweite Eingangswelle 9 mit einem Synchronmechanismus des zweiten und vierten Gangs 24 zum Umschalten zwischen einer Neutralposition, einer Position zum Auswählen des Antriebszahnrads für den zweiten Gang und einer Position zum Auswählen des Antriebszahnrads für den vierten Gang sowie mit einem Synchronmechanismus des sechsten und des Rückwärtsgangs 25 zum Umschalten zwischen einer Neutralposition, einer Position zum Auswählen des Antriebszahnrads für den sechsten Gang und einer Position zum Auswählen des Antriebszahnrads für den Rückwärtsgang versehen.
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Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 ist mit einem Schaltkupplungsaktuator 101 zum Betätigen dieser Synchronmechanismen 22, 23, 24 und 25 und der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 versehen (siehe 2). In diesem Zusammenhang ist ein abschließendes Zahnrad (nicht dargestellt) auf der Getriebeausgangswelle 10 vorgesehen, um Kraft auf ein Antriebsrad (nicht dargestellt) zu übertragen.
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Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 ist mit einem ersten Drehzahlsensor 27, als einem ersten Drehzahldetektor, zum Erfassen einer Drehzahl der ersten Eingangswelle 8, einem zweiten Drehzahlsensor 28, als einem zweiten Drehzahldetektor, zum Erfassen einer Drehzahl der zweiten Eingangswelle 9, und einem dritten Drehzahlsensor 29, als einem dritten Drehzahldetektor, zum Erfassen einer Drehzahl der Getriebeausgangswelle 10 versehen.
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Im Folgenden wird eine Erläuterung zu einer Konfiguration einer Getriebesteuereinheit (Transmission Control Unit, im Weiteren nur als TCU bezeichnet) 400 für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben, wobei auf ein in 2 dargestelltes Blockschaltbild eines Steuerungssystems Bezug genommen wird. Wie in 2 dargestellt, ist ein Motor 200 mit dem Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 gekoppelt. Es ist anzumerken, dass die Motorausgangswelle 3, wie oben erwähnt, mit den Kupplungen C1, C2 gekoppelt ist. Ferner ist der Motor 200 mit einem Motordrehzahlsensor 201 zum Erfassen einer Motordrehzahl versehen.
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Wie in 2 dargestellt, ist eine Motorsteuereinheit (Engine Control Unit, im Weiteren nur als ECU bezeichnet) 300, als eine Brennkraftmaschinensteuereinheit, mit dem Motor 200 verbunden. Der oben genannte Motordrehzahlsensor 201, ein Gaspedal 301 und ein Bremsschalter 302 sind mit dem Motor 200 verbunden, um verschiedene Entscheidungen zur Steuerung des Motors 200 zu treffen.
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Die TCU 400, als eine Steuereinheit, ist mit einem Schaltkupplungsaktuator 101 des Doppelkupplungs-Automatikgetriebes 100 verbunden. Wie in 2 dargestellt, ist ein Schalthebelschalter 401 mit der TCU 400 verbunden, um Schaltpositionsinformationen des Schalthebels zu empfangen. Außerdem sind der oben genannte erste Drehzahlsensor 27, der zweite Drehzahlsensor 28 und der dritte Drehzahlsensor 29 mit der TCU 400 verbunden, um ein Datensignal zu empfangen, das für eine Drehzahl der ersten Eingangswelle 8, eine Drehzahl der zweiten Eingangswelle 9 bzw. eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 10 repräsentativ ist.
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Ferner sind die ECU 300 und die TCU 400 dafür ausgebildet, auf eine sende- und empfangsfähige Art und Weise über CAN-Kommunikation verbunden zu werden, um eine Kommunikation zwischen ihnen zu ermöglichen. Die TCU 400 ist dafür ausgebildet, auf der Basis von Informationen dieser Datensignale über den Schalthebelschalter 401, den ersten Drehzahlsensor 27, den zweiten Drehzahlsensor 28, den dritten Drehzahlsensor 29 und die CAN-Kommunikation verschiedene Bestimmungen durchzuführen und ein Steuersignal an den Schaltkupplungsaktuator 101 auszugeben.
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Im Folgenden wird eine Erläuterung zu einer Funktionsweise des Doppelkupplungs-Automatikgetriebes 100 gegeben. Wie in 2 dargestellt, wählt die TCU 400 ausgehend von Werten, die von dem Schalthebelschalter 401, dem ersten Drehzahlsensor 27, dem zweiten Drehzahlsensor 28 und dem dritten Drehzahlsensor 29 erfasst werden, und von den Gaspedalöffnungs-, den Motordrehzahl- und den Bremsschalterinformationen usw., die von der ECU 300 über die CAN-Kommunikation gesendet werden, eine Gangposition aus, die für eine aktuelle Fahrbedingung geeignet ist, und betätigt den Schaltkupplungsaktuator 101 auf eine solche Weise, dass diese Gangposition implementiert wird.
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Der Schaltkupplungsaktuator 101 ist mit einer Schaltgabel (nicht dargestellt) verbunden, und die Schaltgabel ist dafür ausgebildet, mit Muffen in Eingriff zu gelangen, die in dem Synchronmechanismus des ersten und dritten Gangs 22, dem Synchronmechanismus des fünften Gangs 23, dem Synchronmechanismus des zweiten und vierten Gangs 24 und dem Synchronmechanismus sechsten und des Rückwärtsgangs 25 vorgesehen sind. Die Schaltgabel ist dafür ausgebildet, sich zu bewegen, wenn der Schaltkupplungsaktuator 101 betätigt wird, und zu einer Gangposition zu wechseln, die von diesen Synchronmechanismen 22 bis 25 ausgewählt wird. Der Schaltkupplungsaktuator 101 wird betätigt, um eine Kupplung von der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die zu den ausgewählten Gangpositions-Gruppen (erste Gangpositions-Gruppe 1 und zweite Gangpositions-Gruppe 2) gehört, einzurücken und um die andere Kupplung auszurücken. Dadurch wird Antriebskraft übertragen, die von dem Motor 200 erzeugt wird.
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Wenn sich der Schalthebelschalter 401 in einer neutralen Stellung befindet, sind die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 beide ausgerückt, und alle Synchronmechanismen 22 bis 25 werden so gesteuert, dass sie in eine Neutralposition gelangen. Wenn ein Fahrer einen Schalthebel zu einem Fahrbereich schaltet, werden die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 beide in einem ausgerückten Zustand gehalten, und der Schaltkupplungsaktuator 101 wird betätigt, damit der Synchronmechanismus des ersten und dritten Gangs 22 zu der Position zum Auswählen des ersten Gangs schaltet. Nachdem der Schaltvorgang des Synchronmechanismus des ersten und dritten Gangs 22 abgeschlossen ist, erfasst das System anhand der Bremsschalterinformationen des Bremsschalters 302 und der Gaspedalöffnungsinformationen des Gaspedals die Absicht eines Fahrers, wie ein Fahrzeug gestartet werden soll, um die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung C1 mittels des Schaltkupplungsaktuators 101 so zu regeln, dass das Fahrzeug sanft anfährt.
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Was für die Regelung der Kupplungsdrehmomentkapazität beim Starten des Fahrzeugs zur Anwendung kommt, ist ein Verfahren zur Steuerung des Schlupfbetrages der Motordrehzahl und der Kupplungsdrehzahl. Das hier vorgestellte Verfahren bestimmt eine Ziel-Motordrehzahl auf der Basis von zuvor vorbereiteten, für das Fahrzeug charakteristischen Ergebnissen, die eine Beziehung zwischen der Gaspedalöffnung und der Ziel-Motordrehzahl, wie sie z.B. in 3 dargestellt ist, angeben, wenigstens aus der Gaspedalöffnung und regelt die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung C1 so, dass die Ziel-Motordrehzahl erreicht wird. Normalerweise ist es üblich, eine Regelung der Kupplungsdrehmomentkapazität durchzuführen, indem eine Vorwärtsregelung in Reaktion auf ein einzugebendes Drehmoment und eine Rückkopplungsregelung in Reaktion auf eine Abweichung zwischen der Ziel-Motordrehzahl und einer Ist-Motordrehzahl kombiniert werden. Es erweist sich jedoch, dass eine zu stark vorwärtsgeregelte Variable aufgrund von Faktoren, zu denen die Genauigkeit des Motordrehmoments, die Realisierbarkeit der Drehmomentkapazität, Schwankungen der Ansprechverzögerung und Umweltveränderungen wie etwa Temperaturänderungen gehören, ein Abwürgen des Motors verursachen kann. Unter diesen Umständen verhält es sich oft so, dass die Rückkopplungsregelung als wichtiger betrachtet wird als die Vorwärtsregelung.
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Wie oben angegeben, ist, da die Rückkopplungsregelung ein Regelmodus in Reaktion auf die Abweichung zwischen der Ziel-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahl ist, ein Empfang der Motordrehzahlinformationen unumgänglich. Da die Motordrehzahlinformationen Informationen sind, die über die CAN-Kommunikation von der ECU 300 empfangen werden müssen, tritt gewöhnlich, wenn aus irgendeinem Grunde eine Unterbrechung einer CAN-Kommunikationsleitung aufgetreten ist, für die TCU 400 eine Situation ein, in der die TCU 400 nicht in der Lage ist, Informationen von der ECU 300 zu empfangen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform rückt die TCU 400, falls, z.B. aufgrund einer Unterbrechung der CAN-Kommunikationsleitung, durch die TCU 400 keine Motordrehzahlinformationen empfangen werden, die zweite Kupplung C2 ein, nachdem der Synchronmechanismus des zweiten und vierten Gangs 24 und der Synchronmechanismus des sechsten und des Rückwärtsgangs 25 beide in eine Neutralposition geschaltet wurden, um die Motordrehzahlinformationen durch den zweiten Drehzahlsensor 28 zu empfangen. Auf diese Weise ist die TCU 400 dazu eingerichtet, die Motordrehzahlinformationen von dem zweiten Drehzahlsensor 28 zu empfangen, um eine Steuerung der ersten Kupplung C1 bei einem Start des Fahrzeugs zu ermöglichen. Auf diese Weise wird, solange der Synchronmechanismus des zweiten und vierten Gangs 24 und der Synchronmechanismus des sechsten und des Rückwärtsgangs 25 sich beide in der Neutralposition befinden, keine Kraft übertragen, selbst wenn die zweite Kupplung C2 eingerückt ist. Da eine Drehzahl der zweiten Eingangswelle 9 aufgrund des Einrückens der zweiten Kupplung C2 mit der Motordrehzahl zusammenfällt, wird es möglich, die Motordrehzahlinformationen aus einem Wert zu empfangen, der durch den zweiten Drehzahlsensor 28 erfasst wird.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 4 die Steuerung erläutert, die durch die Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. 4 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung zeigt, die durch die Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe beim Starten des Fahrzeugs ausgeführt wird.
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Zu Beginn wird bestimmt, ob eine Schaltbereichsposition, die durch den Schalthebelschalter 401 erfasst wird, sich innerhalb eines Fahrbereichs befindet (Schritt S1). Hierbei bezeichnet der Fahrbereich einen Vorwärtsfahrbereich und einen Rückwärtsfahrbereich.
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Falls in Schritt S1 bestimmt wird, dass sie sich nicht innerhalb des Fahrbereichs befindet, werden alle Synchronmechanismen 22 bis 25 in die Neutralposition geschaltet (Schritt S12), und das Kupplungsdrehmoment wird dagegen auf 0 eingestellt (Schritt S13).
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Als Nächstes wird ein Steuerungswert des Kupplungsaktuators in dem Schaltkupplungsaktuator 101 berechnet (Schritt S9). Hierbei kann als ein Kupplungsaktuator z.B. eine Magnetspule eines Öldrucksteuerventils zur Verfügung stehen. In diesem Falle wird auf der Basis des Kupplungsdrehmoments ein Wert des Stroms berechnet, welcher dem hydraulischen Magnetventil zuzuführen ist. Die Steuerung kann erfolgen, indem durch Zuführen des so berechneten Stroms zu dem hydraulischen Magnetventil die Kupplung betätigt wird (Schritt S10).
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Falls in Schritt S1 bestimmt wird, dass die Schaltbereichsposition sich innerhalb eines Fahrbereichs befindet, wird bestimmt, ob sich die CAN-Kommunikation infolge einer Unterbrechung in einem Anomaliezustand befindet (Schritt S2) . Ob sich die CAN-Kommunikation in dem Anomaliezustand befindet, kann hierbei ausgehend davon bestimmt werden, ob ein Fall vorliegt, in dem während einer vorbestimmten Zeitdauer keine Signale von der ECU 300 empfangen werden können, oder ein Fall, in dem eine Nachricht empfangen wird, die beinhaltet, dass die Motordrehzahlinformationen der ECU 300 ungültig sind. Falls in Schritt S2 bestimmt wird, dass die CAN-Kommunikation normal ist, fährt das Verfahren mit Schritt S11 fort, wobei die Steuerung eines Schrittes der Kontrolle des Normalzustands durch die TCU 400 ausgeführt wird.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf ein in 5 dargestelltes Flussdiagramm eine Erläuterung zu der in Schritt S11 auszuführenden Steuerung in einem Normalzustand gegeben. Zuerst wird in Schritt S101 bestimmt, ob ein Einlegen (Gear-in) einer Gangposition (normalerweise des ersten Gangs), die beim Starten des Fahrzeugs zu verwenden ist, bereits beendet ist. Es ist anzumerken, dass z.B. bestimmt werden kann, ob das Einlegen des Gangs beendet ist, indem ein Sensor zum Erfassen einer sich bewegenden Position einer Schaltgabel (nicht dargestellt) und einer Position der Schaltgabel, die dem eingelegten Gang entspricht, vorgesehen wird. Falls in Schritt S101 bestimmt wird, dass das Einlegen des Gangs noch nicht beendet ist, fährt das Verfahren mit Schritt S102 fort, wo eine Steuerung durchgeführt wird, um zu einer Ziel-Gangposition zu wechseln.
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Falls in Schritt S101 bestimmt wird, dass das Einlegen des Gangs bereits beendet ist, wird auf der Basis der Gaspedalöffnung eine Ziel-Motordrehzahl berechnet (Schritt S103). Es ist anzumerken, dass die Ziel-Motordrehzahl z.B. aus einer Beziehung zwischen der Gaspedalöffnung und der Ziel-Motordrehzahl bestimmt wird, wie in 3 dargestellt.
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In Schritt S104 wird aus einem Eingangsdrehmoment ein Vorwärtsregelungs-Kupplungsdrehmoment (Feed-Forward- oder FF-Kupplungsdrehmoment) berechnet. In diesem Falle wird das Vorwärtsregelungs-Kupplungsdrehmoment z.B. berechnet, indem das Eingangsdrehmoment mit einem gegebenen Faktor multipliziert wird, innerhalb der Grenzen, in denen keine Gefahr besteht, dass es zu einem Abwürgen des Motors kommt, wie es bei einer Variable mit erhöhter Vorwärtsregelung aufgrund von Faktoren auftritt, zu denen die Genauigkeit des Motordrehmoments, die Realisierbarkeit der Kupplungsdrehmomentkapazität, Schwankungen der Ansprechverzögerung und Umweltveränderungen wie etwa Temperaturänderungen gehören.
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Anschließend wird in Schritt S105 das Rückkopplungsregelungs-Kupplungsdrehmoment (Feedback Control- oder FB-Kupplungsdrehmoment) berechnet. Das Rückkopplungsregelungs-Kupplungsdrehmoment ist ein Drehmoment, welches durch PI- (Proportional-Integral-) Regelung z.B. auf der Basis der Abweichung zwischen der Ziel-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahl berechnet wird.
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Anschließend wird in Schritt S106 das Kupplungsdrehmoment berechnet, indem das Vorwärtsregelungs-Kupplungsdrehmoment und das Rückkopplungsregelungs-Kupplungsdrehmoment kombiniert werden. Im Übrigen wird nach Schritt S106 der oben beschriebene Prozess mit den Schritten S9 und S10 ausgeführt, der in 4 dargestellt ist.
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6 ist ein Zeitablaufdiagramm, bei dem die CAN-Kommunikation sich beim Starten des Fahrzeugs im Normalzustand befindet. Wie in 6 dargestellt, wird, wenn der Schaltbereich von einem Neutralbereich (N) in einen Fahrbereich (D) gewechselt wird, zuerst der Schaltaktuator in dem Schaltkupplungsaktuator 101 betätigt, und danach wird der Synchronmechanismus des ersten und dritten Gangs 22 aus der Neutralposition in die Position des eingelegten ersten Gangs geschaltet. Durch einen Schaltgabel-Positionssensor des ersten und dritten Gangs (nicht dargestellt), und anschließend wird der Schaltaktuator deaktiviert. Danach wird, wenn das Gaspedal niedergetreten wird, entsprechend der Gaspedalöffnung eine Ziel-Motordrehzahl eingestellt, und das Kupplungsdrehmoment wird so gesteuert, dass die Ist-Motordrehzahl bis zur Ziel-Motordrehzahl hochläuft, wodurch das Fahrzeug gestartet wird.
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Als Nächstes wird eine Erläuterung zu einem Steuerungsablauf gegeben, der in einem Anomaliezustands-Steuerungsschritt ausgeführt wird, welcher von der TCU 400 bewirkt wird, wenn die CAN-Kommunikation sich in dem Anomaliezustand befindet, wobei wieder auf 4 Bezug genommen wird.
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Wie in 4 dargestellt ist, fährt, falls in Schritt S2 bestimmt wird, dass die CAN-Kommunikation sich in dem Anomaliezustand befindet, der Prozess mit Schritt S3 fort, wobei alle Gänge der Welle der geraden Gänge in die Neutralposition geschaltet werden. Anschließend wird in Schritt S4 die zweite Kupplung C2, welche eine „gerade“ Kupplung ist, eingerückt. Danach wird in Schritt S5 eine Ziel-Motordrehzahl berechnet, wenn ein CAN-Kommunikationsfehler aufgetreten ist. Da in dem Falle, wenn die CAN-Kommunikation unterbrochen ist, der Empfang der Gaspedalöffnungsinformationen von der ECU 300 fehlschlägt, wird in einem solchen Falle eine Berechnung durchgeführt, indem unabhängig von der tatsächlichen Gaspedalöffnung angenommen wird, dass die Gaspedalöffnung einen festen Wert hat.
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Anschließend wird in Schritt S6 das Vorwärtsregelungs-Kupplungsdrehmoment (FF-Kupplungsdrehmoment des CAN-Anomaliezustands) berechnet, wenn die CAN-Kommunikation sich in dem Anomaliezustand befindet. Ebenso wird, da bei einer im Anomaliezustand befindlichen CAN-Kommunikation die Motordrehmomentinformationen ebenfalls nicht von der ECU 300 empfangen werden können, in einem solchen Falle eine Berechnung durchgeführt, indem unabhängig von dem tatsächlichen Motordrehmoment angenommen wird, dass das Motordrehmoment einen festen Wert hat.
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Anschließend wird in Schritt S7 das Rückkopplungsregelungs-Kupplungsdrehmoment (FB-Kupplungsdrehmoment des CAN-Anomaliezustands) berechnet, wenn die CAN-Kommunikation sich in dem Anomaliezustand befindet. In diesem Falle wird, wie beim Normalzustand, die Berechnung mittels Proportional-Integral- (PI-) Regelung auf der Basis der Abweichung zwischen der Ziel-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahl (d.h. der Drehzahl der zweiten Eingangswelle) durchgeführt.
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Danach wird in Schritt S8 das Kupplungsdrehmoment des CAN-Anomaliezustands als die Summe des FF-Kupplungsdrehmoments des CAN-Anomaliezustands und des FB-Kupplungsdrehmoments des CAN-Anomaliezustands berechnet. Die anschließenden Prozesse werden in Schritt S9 und Schritt S10 wie oben angegeben ausgeführt.
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7 ist ein Zeitablaufdiagramm, bei dem die CAN-Kommunikation sich beim Starten des Fahrzeugs im Anomaliezustand befindet. Wie in 7 dargestellt, ist der Ablauf insofern ähnlich wie beim normalen Zustand, als das Einlegen des ersten Gangs erfolgt, nachdem der Schaltbereich von dem Neutralbereich (N) in den Fahrbereich (D) gewechselt wird. Im Falle des Anomaliezustands der CAN-Kommunikation wird parallel dazu der Kupplungsaktuator der geraden Gänge betätigt, und die zweite Kupplung C2 wird eingerückt. Hieraufhin entfällt ein Vorgang des Wechselns eines Gangs der Welle der geraden Gänge in die Neutralposition. Der Grund hierfür ist, dass der Schaltbereich ursprünglich „N“ ist und daher sämtliche Gänge bei „neutral“ in die Neutralposition geschaltet sind. Nachdem die zweite Kupplung C2 eingerückt ist, erhöht sich die Drehzahl der zweiten Eingangswelle 9 von 0 bis zur Übereinstimmung mit der Motordrehzahl. Danach wird die Kupplungsdrehmomentkapazität geregelt, wie beim Normalzustand, so dass ein Hochlauf bis zur Ziel-Motordrehzahl erfolgt, was einen Start des Fahrzeugs ermöglicht.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ermöglicht bei Vorhandensein der Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung einen Start des Fahrzeugs sogar in Situationen, in denen der Empfang der Motordrehzahlinformationen von der ECU 300 fehlgeschlagen ist.
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Ferner sind bei der Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung Umstände vorstellbar, unter denen, wenn ein Fahrer das Gaspedal niedertritt, um den Motor auf volle Leistung hochzufahren, und eine Drosselklappe auf Vollgas gestellt wird, dies dazu führen würde, dass ein sanftes Anfahren des Fahrzeugs unmöglich wird. Trotzdem ist bei der vorliegenden Ausführungsform, zusätzlich zu der oben genannten Anordnung, eine Anordnung vorgesehen, die das Erkennen des Eintretens des Anomaliezustands sogar auf der Seite der ECU 300 ermöglicht, wenn es unmöglich ist, die Kommunikation mit der ECU durchzuführen. Daher kann die Vorrichtung in dieser Situation einen sanfteren Start implementieren, indem sie eine elektrische Drossel auf der Seite der ECU 300 steuert, so dass unabhängig von der Gaspedalöffnung kein Drehmoment erzeugt wird, das einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Es ist anzumerken, dass in einem Fall, wenn die CAN-Kommunikation anormal wird, entweder die Kupplung C1 oder die Kupplung C2 während der Fahrt eingerückt ist, und die Gleichung nicht erfüllt ist, dass die Drehzahl der Welle im eingerückten Zustand = Motordrehzahl ist. Daher ermöglicht das Ersetzen der Motordrehzahl durch die Drehzahl der Welle im eingerückten Zustand ein kontinuierliches Fahren des Fahrzeugs. Ein Kupplungswechsel zwischen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 beim Schalten der Gänge ist möglich, indem eine Vorwärtsregelung jeder Kupplung durchgeführt wird, wobei eingeräumt werden muss, dass er zu einem stärkeren Gangschaltruck führt. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht er ein Hochschalten und Herunterschalten der Gänge, was bis zu einem gewissem Grade ein Zurücklegen langer Strecken und ein beschleunigtes Fahren ermöglicht. Demzufolge ermöglicht es einen Notbetrieb und ein Fahren des Fahrzeugs zu einer Serviceeinrichtung selbst dann, wenn die CAM-Kommunikation ausgefallen ist.
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Im Falle der Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Getriebe dafür ausgebildet, eine Anordnung zu realisieren, in der Redundanz vermieden wird, wie es bei einem dualen System mit den CAN-Informationen der Fall ist, ohne dass direkt ein Signal von dem Motordrehzahlsensor in die TCU 400 eingegeben wird. Dadurch wird vermieden, dass höhere Kosten anfallen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 100 dennoch mit mehreren Drehzahlsensoren 27, 28 versehen, die vom funktionalen Standpunkt her für notwendig erachtet werden; die Nutzung dieser Sensoren ist einer Verbesserung der Betriebswerte der darin eingebauten Teile dienlich, wodurch ein effizientes Steuerungssystem geschaffen wird.
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Im Falle der Steuervorrichtung für das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht die Vorrichtung einen Start des Fahrzeugs selbst dann, wenn der Empfang der Parameterinformationen über die CAN-Kommunikation zwischen den Steuereinheiten (ECU 300 und TCU 400) fehlgeschlagen ist. Dies ermöglicht die Schaffung eines fehlertoleranten Steuerungssystems zum Übermitteln von Informationen, das unabhängig von dem dualen System ist.
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Während zum Beispiel bei der oben dargelegten Ausführungsform die Beschreibungen unter Angabe eines Beispiels vorgenommen werden, in dem die Übertragungen zur Übermittlung von Informationen zwischen den Steuereinheiten über die CAN-Kommunikation durchgeführt werden, ohne unbedingt darauf beschränkt zu sein, kann natürlich auch ein anderes System als die CAN-Kommunikation gewählt werden, in welchem verschiedene fahrzeuggestützte LANs (In-vehicle LANs) installiert sind.
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Bezugszeichenliste
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- C1:
- erste Kupplung
- C2:
- zweite Kupplung
- 1:
- erste Gangpositions-Gruppe
- 2:
- zweite Gangpositions-Gruppe
- 3:
- Motorausgangswelle
- 8:
- erste Eingangswelle
- 9:
- zweite Eingangswelle
- 10:
- Getriebeausgangswelle
- 22:
- Synchronmechanismus des ersten und dritten Gangs
- 23:
- Synchronmechanismus des fünften Gangs
- 24:
- Synchronmechanismus des zweiten und vierten Gangs
- 25:
- Synchronmechanismus des sechsten und des Rückwärtsgangs
