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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines formschlüssigen Schaltelements eines Getriebes. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Aus der Praxis sind Getriebe bekannt, die als Schaltelemente reibschlüssige Schaltelemente und/oder formschlüssige Schaltelemente aufweisen. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines formschlüssigen Schaltelements eines Getriebes, wobei das Getriebe entweder ausschließlich formschlüssige Schaltelemente oder in Kombination formschlüssige Schaltelemente und reibschlüssige Schaltelemente verwendet.
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Um ein zuvor geöffnetes, formschlüssiges Schaltelement bei Ausführung eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ordnungsgemäß zu schließen, muss das formschlüssige Schaltelement in einem definierten Drehzahlbereich bzw. Drehzahlfenster um eine definierte Differenzdrehzahl herum geschlossen bzw. eingespurt werden. Ansonsten besteht die Gefahr, dass das formschlüssige Schaltelement nicht geschlossen werden kann oder beim Schließen beschädigt wird.
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Um das Schließen eines formschlüssigen Schaltelements in dem definierten Drehzahlfenster zu gewährleisten, wird bei aus der Praxis bekannten Getrieben mit mindestens einem formschlüssigen Schaltelement so vorgegangen, dass ein Ansteuerzeitpunkt für ein bei einem Gangwechsel zu schließendes, formschlüssiges Schaltelement abhängig von einer Reaktionszeit der an der Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements beteiligten Baugruppen, abhängig von einer Schließzeit des formschlüssigen Schaltelements und abhängig von mindestens einem gefilterten Signal derart ermittelt wird, dass das Schließen des formschlüssigen Schaltelements in dem definierten Drehzahlfenster erfolgt. Die zum Schließen des formschlüssigen Schaltelements benötigte Schließzeit ist dabei zum Beispiel von einer Getriebeöltemperatur abhängig, wobei bei geringen Getriebeöltemperaturen die Schließzeit relativ lang und bei hohen Getriebeöltemperaturen die Schließzeit relativ kurz ist.
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Bei einer solchen Ansteuerung eines zu schließenden, formschlüssigen Schaltelements eines Getriebes besteht das Problem, dass unmittelbar vor einem auf eine solche Art und Weise bestimmten Ansteuerzeitpunkt sowie auch nach diesem Ansteuerzeitpunkt sich am Antriebsstrang Veränderungen ergeben können, die ein Schließen des formschlüssigen Schaltelements in dem definierten Drehzahlfenster unmöglich machen. Hierbei kann sich zum Beispiel durch eine plötzliche Lastzugabe oder Lastrücknahme einer fahrerseitigen Gaspedalbetätigung eine getriebeeingangsseitige Drehzahl plötzlich ändern. Durch eine plötzliche Bremspedalbetätigung kann sich ferner eine getriebeabtriebsseitige Drehzahl plötzlich ändern. Ferner kann sich eine getriebeabtriebsseitige Drehzahl zum Beispiel bei Ausfall eines Antiblockiersystems oder einer Antischlupfregelung plötzlich ändern.
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Da bei der Bestimmung des Ansteuerzeitpunkts für ein beim Gangwechsel zu schließendes, formschlüssiges Schaltelement gefilterte Signale zum Einsatz kommen, werden solche plötzlichen Signaländerungen bei der Bestimmung des Ansteuerzeitpunkts nicht ausreichend berücksichtigt, um nachfolgend ein ordnungsgemäßes Schließen des formschlüssigen Schaltelements zu gewährleisten. Treten diese Signaländerungen erst nach dem Ansteuerzeitpunkt für das formschlüssige Schaltelement auf, so besteht nach dem Stand der Technik ebenfalls keine Möglichkeit, das formschlüssige Schaltelement in seiner Ansteuerung zu beeinflussen.
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Aus der
DE 10 2009 056 793 A1 ist ein Verfahren zur Schaltungsausführung in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem an einem formschlüssigen Schaltelement eine Differenzdrehzahl derart in den Bereich des definierten Drehzahlfensters gezwungen werden kann, dass durch Schließen mindestens eines reibschlüssigen Schaltelements des Getriebes die Drehzahldifferenz am formschlüssigen Schaltelement reduziert wird.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Ansteuern eines formschlüssigen Schaltelements eines Getriebes sowie eine neuartige Steuerungseinrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ansteuern eines formschlüssigen Schaltelements eines Getriebes gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird abhängig von mindestens einem ungefilterten Signal verifiziert, ob das formschlüssige Schaltelement tatsächlich in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, wobei dann, wenn hierbei festgestellt, dass das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements nicht beeinflusst wird, wohingegen dann, wenn hierbei festgestellt, dass das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements beeinflusst wird.
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Mit der hier vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine plötzliche Änderung in der Differenzdrehzahl am formschlüssigen, zu schließenden Schaltelement zu erkennen, und zwar auch dann, wenn unmittelbar vor einem konventionell bestimmten Ansteuerzeitpunkt oder unmittelbar nach einem solchen Ansteuerzeitpunkt eine plötzliche Änderung dieser Differenzdrehzahl, zum Beispiel durch eine plötzliche Änderung einer antriebsseitigen Drehzahl und/oder durch eine plötzliche Änderung einer abtriebsseitigen Drehzahl, auftritt. Dann, wenn hierbei festgestellt wird, dass infolge dieser plötzlichen Änderung der Differenzdrehzahl das formschlüssige Schaltelement nicht mehr in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, wird die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements beeinflusst, nämlich durch Auslösung einer entsprechenden Gegenmaßnahme. Kann hingegen das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden, so wird die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements nicht beeinflusst. Hierdurch können Bauteilbeschädigungen am formschlüssigen Schaltelement sicher und zuverlässig vermieden werden.
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Vorzugsweise wird der Ansteuerzeitpunkt abhängig von einem über eine Gradientenbildung gefilterten getriebeeingangsseitigen und/oder getriebeausgangsseitigen Drehzahlsignal ermittelt. Die Verifizierung, ob das formschlüssige Schaltelement tatsächlich in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, wird vorzugsweise abhängig von einem ungefilterten getriebeeingangsseitigen und/oder getriebeausgangsseitigen Drehzahlsignal durchgeführt. Diese Bestimmung des Ansteuerzeitpunkts sowie Verifizierung, ob das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, ist zuverlässig und einfach.
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Nach einer Weiterbildung wird dann, wenn vor dem Ansteuerzeitpunkt festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, die Ansteuerung blockiert und der Ist-Gang gehalten. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt dann die Vermeidung einer Bauteilbeschädigung am formschlüssigen Schaltelement, wenn unmittelbar vor dem Ansteuerzeitpunkt eine plötzliche Änderung der Differenzdrehzahl am formschlüssigen Schaltelement auftritt.
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Nach einer Weiterbildung wird dann, wenn nach dem Ansteuerzeitpunkt festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, die Ansteuerung abgebrochen und das Getriebe in Neutral überführt. Diese vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung erlaubt dann eine Vermeidung von Bauteilbeschädigungen am formschlüssigen Schaltelement, wenn die plötzliche Änderung der Differenzdrehzahl nach dem Ansteuerzeitpunkt des formschlüssigen Schaltelements festgestellt wird.
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Nach einer anderen Weiterbildung wird dann, wenn nach dem Ansteuerzeitpunkt festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann und die Reaktionszeit der an der Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements beteiligten Baugruppen noch nicht überschritten ist, die Ansteuerung blockiert und der Ist-Gang gehalten, wohingegen dann, wenn nach dem Ansteuerzeitpunkt festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann und die Reaktionszeit der an der Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements beteiligten Baugruppen überschritten ist, die Ansteuerung abgebrochen und das Getriebe in Neutral überführt wird. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt wiederum dann eine Vermeidung von Bauteilbeschädigungen am formschlüssigen Schaltelement, wenn die plötzliche Änderung der Differenzdrehzahl nach dem Ansteuerzeitpunkt des formschlüssigen Schaltelements festgestellt wird.
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Dann, wenn die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements blockiert und der Ist-Gang gehalten wird, wird nach Ablauf einer definierten Sperrzeit die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements zur Ausführung eines Gangwechsels von dem Ist-Gang in einen Ziel-Gang wieder freigegeben.
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Dann, wenn die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements abgebrochen und das Getriebe in Neutral überführt wird, wird nach Ablauf einer definierten Sperrzeit die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements zum Gangeinlegen ausgehend von Neutral in einen Ziel-Gang freigegeben.
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Vorzugsweise werden zur Verifizierung, ob das formschlüssige Schaltelement tatsächlich in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, eine definierte Anzahl von Signalwerten des jeweiligen ungefilterten Signals in einem Ringspeicher derart gespeichert, dass bei Aufnahme eine neuen Signalwerts in den Ringspeicher der älteste Signalwert aus dem Ringspeicher gelöscht wird, wobei eine Differenz zwischen dem aufzunehmenden, neuen Signalwert und dem zu löschenden, ältesten Signalwert gebildet wird, wobei dann, wenn diese Differenz größer als ein Grenzwert ist, darauf geschlossen wird, das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, wohingegen dann, wenn diese Differenz kleiner als der Grenzwert ist, darauf geschlossen wird, das formschlüssige Schaltelement in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann. Die obige Überprüfung mit Hilfe von in einem Ringspeicher gespeicherten Signalwerten ist einfach und zuverlässig möglich.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist in Patentanspruch 10 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine schematisierte Darstellung einer Antriebsstrangs; und
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2 eine Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern eines formschlüssigen Schaltelements eines Getriebes.
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1 zeigt ein stark schematisiertes Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat 1, einem Getriebe 2 und einem Abtrieb 3, wobei das Getriebe 2 zwischen das Antriebsaggregat 1 und den Abtrieb 3 geschaltet ist.
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Der Betrieb des Antriebsaggregats 1 wird von einer Motorsteuerungseinrichtung 4 und der Betrieb des Getriebes 2 von einer Getriebesteuerungseinrichtung 5 gesteuert und/oder geregelt, wobei die Motorsteuerungseinrichtung 4 mit dem Antriebsaggregat 1 Daten austauscht, wobei die Getriebesteuerungseinrichtung 5 mit dem Getriebe 2 Daten austauscht, und wobei weiterhin die beiden Steuerungseinrichtungen 4 und 5 untereinander Daten austauschen.
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Das Getriebe 2 verfügt über mindestens ein formschlüssiges Schaltelement 6, wobei die Erfindung solche Details betrifft, mit Hilfe derer bei Ausführung eines Gangwechsels im Getriebe 2 von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein zu schließendes, formschlüssiges Schaltelement 6 sicher und zuverlässig ohne eine Beschädigungsgefahr geschlossen bzw. eingespurt werden kann.
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Um ein bei einem Gangwechsel von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang des automatischen Getriebes 2 zu schließendes formschlüssiges Schaltelement ordnungsgemäß anzusteuern, wird ein Ansteuerzeitpunkt für das zu schließende, formschlüssige Schaltelement 6 abhängig von einer Reaktionszeit der an der Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements beteiligten Baugruppen, abhängig von einer Schließzeit des formschlüssigen Schaltelements 6 und abhängig von mindestens einem gefilterten Signal ermittelt.
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Diese Ermittlung des Ansteuerzeitpunkts erfolgt derart, dass das formschlüssige Schaltelement 6 in einem definierten Drehzahlfenster um eine definierte Differenzdrehzahl herum geschlossen bzw. eingespurt wird.
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Dabei wird der Ansteuerzeitpunkt vorzugsweise abhängig von einem über eine Gradientenbildung gefilterten getriebeeingangsseitigen Drehzahlsignal sowie abhängig von einem über eine Gradientenbildung gefilterten getriebeausgangsseitigen Drehzahlsignal ermittelt. Die Gradientenbildung erfolgt dabei über mehrere Signalwerte des jeweiligen Drehzahlsignals hinweg, um ein stabiles Gradientensignal zu erhalten.
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Erfindungsgemäß wird zusätzlich abhängig von mindestens einem ungefilterten Signal verifiziert, ob das formschlüssige Schaltelement 6 tatsächlich in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann.
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Dann, wenn hierbei festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement 6 in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, wird die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 nicht beeinflusst.
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Dann hingegen, wenn festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement 6 in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, wird die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 durch Auslösen einer Ersatzmaßnahme beeinflusst, um Bauteilbeschädigungen des formschlüssigen Schaltelements zu vermeiden.
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Die Verifizierung, ob das formschlüssige Schaltelement 6 tatsächlich in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, wird vorzugsweise abhängig von einem ungefilterten getriebeeingangsseitigen Drehzahlsignal sowie abhängig von einem ungefilterten getriebeausgangsseitigen Drehzahlsignal durchgeführt.
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Dann, wenn das formschlüssige Schaltelement 6 in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, und dies vor dem Ansteuerzeitpunkt festgestellt wird, wird die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 blockiert und der Ist-Gang gehalten. Nach Ablauf einer definierten Sperrzeit wird dann die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 zur Ausführung eines Gangwechsels vom Ist-Gang in einen Ziel-Gang wieder freigegeben.
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Dann, wenn nach dem Ansteuerzeitpunkt festgestellt wird, dass das formschlüssige Schaltelement 6 in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, wird die Ausführung des Gangwechsels und Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements abgebrochen und das automatische Getriebe 2 in Neutral überführt, wobei dann nach Ablauf einer definierten Sperrzeit die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 zum Gangeinlegen, ausgehend von Neutral in einen Ziel-Gang freigegeben wird.
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Weitere Details des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wobei 2 die Details betrifft, die der Verifizierung dienen, ob das formschlüssige Schaltelement 6 tatsächlich im definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann.
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Ein Block 7 des Signalflussdiagramms der 2 visualisiert einen Start dieser Verifizierung, wobei in einem sich anschließenden Block 8 ein Speicher, in welchem das jeweilige zur Verifizierung verwendete Signal gespeichert wird, initialisiert wird.
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Bei dem in Block 8 initialisierten Speicher handelt es sich vorzugsweise um einen Ringspeicher, in welchem eine definierte Anzahl von Signalwerten des jeweiligen ungefilterten Signals derart gespeichert werden können, dass bei Aufnahme eines neuen Signalwerts in den Ringspeicher der älteste Signalwert aus demselben gelöscht wird.
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In einem nachfolgenden Block 9 werden in einem definierten Zeitraster Signalwerte des jeweiligen ungefilterten Signals in den jeweiligen Ringspeicher geschrieben, wobei im Block 10 überprüft wird, ob der Ringspeicher voll ist. Ist dies nicht der Fall, so wird auf Schritt 9 zurück verzweigt. Wird hingegen in Block 10 festgestellt, dass der Ringspeicher voll ist, so wird auf Block 11 verzweigt, wobei in Block 11 der in den Ringspeicher zu speichernde, neue Signalwert sowie der aus dem Ringspeicher zu löschende, älteste Signalwert aus dem Ringspeicher ausgelesen werden.
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In Block 11 wird hierbei eine Differenz zwischen dem aufzunehmenden, neuen Signalwert und dem zu löschenden, ältesten Signalwert gebildet, wobei nachfolgend in einem Block 12 überprüft wird, ob diese Differenz größer oder kleiner als ein Grenzwert ist.
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Ist diese Differenz kleiner als ein Grenzwert, so wird, ausgehend von Block 12 auf Block 13 verzweigt, wobei dann in Block 13 darauf geschlossen wird, dass das formschlüssige Schaltelement 6 in dem definierten Drehzahlfenster geschlossen werden kann, sodass dann keine Beeinflussung der Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 vorgenommen wird.
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Wird hingegen in Block 12 festgestellt, dass die Differenz zwischen dem aufzunehmenden, neuen Signalwert und dem zu löschenden, ältesten Signalwert größer als ein Grenzwert ist, so wird ausgehend von Block 12 auf Block 14 verzweigt, wobei in Block 14 darauf geschlossen wird, dass das formschlüssige Schaltelement 6 in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann.
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Nachfolgend wird dann in einem Block 15 überprüft, ob diese Erkennung, dass das formschlüssige Schaltelement 6 in dem definierten Drehzahlfenster nicht geschlossen werden kann, vor oder nach dem Ansteuerzeitpunkt festgestellt wurde.
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Wird in Block 15 festgestellt, dass die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements bereits erfolgt ist, so wird in einer ersten Variante in Block 16 eine Ersatzmaßnahme derart eingeleitet, dass das automatische Getriebe 2 in Neutral überführt wird.
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Wird in Block 15 festgestellt, dass die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements bereits erfolgt ist und wird weiterhin festgestellt, dass die Reaktionszeit der an der Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 beteiligten Baugruppen noch nicht überschritten ist, so wird alternativ in einer zweiten Variante in Block 16 eine Ersatzmaßnahme derart eingeleitet, dass das automatische Getriebe 2 nicht in Neutral überführt sondern vielmehr der Ist-Gang gehalten wird. Ist hingegen die Reaktionszeit der an der Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 beteiligten Baugruppen überschritten ist, so wird in dieser zweiten Variante das automatische Getriebe 2 in Neutral überführt.
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Wird in Block 15 festgestellt, dass die Ansteuerung des formschlüssigen Schaltelements 6 noch nicht erfolgt ist, so wird in Block 17 eine Ersatzmaßnahme derart eingeleitet, dass der Ist-Gang gehalten wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird von einer Steuerungseinrichtung, vorzugsweise von der Getriebesteuerungseinrichtung 5, steuerungsseitig durchgeführt. Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung umfasst Mittel zur Durchführung des Verfahrens, nämlich Datenschnittstellen zum direkten Datenaustausch mit den beteiligten Baugruppen oder zum indirekten Datenaustausch mit den beteiligten Baugruppen über eine weitere Steuerungseinrichtung, einen Prozessor zur Datenverarbeitung von gefilterten und ungefilterten Daten und zur Generierung von Stellsignalen, und mindestens einen Speicher, insbesondere einen Ringspeicher, zur Datenspeicherung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motor
- 2
- Fetriebe
- 3
- Abtrieb
- 4
- Motorsteuerungseinrichtung
- 5
- Getriebesteuerungseinrichtung
- 6
- formschlüssiges Schaltelement
- 7
- Block
- 8
- Block
- 9
- Block
- 10
- Block
- 11
- Block
- 12
- Block
- 13
- Block
- 14
- Block
- 15
- Block
- 16
- Block
- 17
- Block
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009056793 A1 [0007]
