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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungssteuerungsvorrichtung,
und insbesondere eine Verbesserung der Schaltungssteuerungsvorrichtung zur
Bestimmung von Schaltpositionen in Reaktion auf eine Absolutpositionsinformation
bezüglich eines mechanischen Versatzes eines Schaltmechanismus.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine
sogenannte Shift-by-Wire-Schaltungssteuerungsvorrichtung bzw. eine
elektronische Schaltsteuerungsvorrichtung ist bekannt, die (a) eine Schaltabsichterfassungseinrichtung
zum elektrischen Erfassen einer Schaltabsicht eines Fahrers, (b)
einen Schaltmechanismus, der durch eine Schaltantriebseinrichtung
bewegbar ist, die in Reaktion auf die Schaltabsicht des Fahrers
elektrisch gesteuert wird, und der zu einer Vielzahl von Schaltpositionen zu
versetzen ist, (c) eine Positionsinformationserfassungseinrichtung
zur Erfassung einer Positionsinformation bezüglich des
mechanischen Versatzes des Schaltmechanismus und (d) eine Schaltpositionsbestimmungseinrichtung
zur Bestimmung der Schaltpositionen auf der Grundlage der resultierenden
Positionsinformationen umfasst. Ein Beispiel einer Fahrzeugschaltungssteuerungsvorrichtung
ist in der Patentveröffentlichung 1 offenbart. Bei einem
derartigen Aufbau ist eine Begrenzungseinrichtung zur mechanischen
Begrenzung eines bewegbaren Endes (wie beispielsweise eine Parkposition)
der Schaltantriebseinrichtung bereitgestellt. Ein Lernen des bewegbaren
Endes als eine Bezugsposition ermöglicht es, dass die Schaltpositionen
auf der Grundlage einer relativen Positionsinformation (beispielsweise eine
Impulszahl usw. einer Kodiereinrichtung) bestimmt werden, selbst
wenn eine relative Positionsinformation unter Verwendung der Positionsinformationserfassungseinrichtung
erfasst wird. Ferner schlägt die Patentveröffentlichung
2 eine Technologie zur Erfassung einer Absolutpositionsinformation eines
mechanischen Versatzes eines Schaltmechanismus in einer kontaktfreien
Art und Weise durch ein Hall-Element usw. vor, so dass die Schaltpositionen auf
der Grundlage der Absolutpositionsinformation entsprechend einer
Wechselbeziehung bzw. Korrelation bestimmt werden, die vorbereitend
bezüglich der Absolutpositionsinformation (wie beispielsweise
eine Ausgangsspannung usw. eines Hall-Elements) und der Vielzahl
von Schaltpositionen bestimmt wird.
- [Patentveröffentlichung
1] Japanische Patentanmeldung
Nummer 2004-308847
- [Patentveröffentlichung 2] Japanische Patentanmeldung Nummer 2004-108382
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Der
Aufbau in der erstgenannten Veröffentlichung ist eingerichtet,
um es zu ermöglichen, dass eine Parkposition (P-Bereich)
als eine anstoßende Eingriffsposition bzw. Einrückposition
gelernt wird, wobei die anstoßenden Einrückpositionen
in Abhängigkeit davon unterschiedlich sind, ob eine Parksperre
betätigt ist oder nicht. Dies verursacht ein Problem, bei
dem bei einer Bestimmung der Schaltpositionen nicht notwendigerweise
eine hohe Genauigkeit erreicht wird. Im Gegensatz dazu können
in dem Aufbau der letztgenannten Veröffentlichung die Schaltpositionen,
die in Reaktion auf die Absolutpositionsinformation bestimmt werden,
unabhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen der Parksperre
genau bestimmt werden. Eine Absolutpositionsinformation, wie beispielsweise
die Ausgangsspannung des Hall-Elements, wird jedoch beispielsweise
in Reaktion auf Variationen in einem Störmagnetfeld oder
einer Umgebungstemperatur, eine zeitbedingten Verschlechterung oder
dergleichen variiert, was eine genaue Bestimmung der Schaltpositionen
schwierig gestaltet. Ein Versuch zur Steuerung des Schaltmechanismus
beispielsweise auf der Grundlage der resultierenden Schaltpositionen
kann die Schaltpositionen von korrekten Positionen abweichen lassen.
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung des vorstehend
Genannten gemacht worden und hat zur Aufgabe, eine Schaltungssteuerungsvorrichtung
bereitzustellen, bei der Schaltpositionen auf der Grundlage einer
Absolutpositionsinformation bezüglich eines mechanischen
Versatzes eines Schaltmechanismus bestimmt werden und die Schaltpositionen
jederzeit unabhängig von einer Störung, einer
zeitbedingten Verschlechterung oder dergleichen bestimmt werden
können.
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Zur
Lösung der vorstehenden genannten Aufgabe stellt eine erste
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Schaltungssteuerungsvorrichtung
bereit, die (a) eine Schaltabsichterfassungseinrichtung zur elektrischen
Erfassung einer Schaltabsicht eines Fahrers, (b) einen Schaltmechanismus,
der zu einer Vielzahl von Schaltpositionen durch eine Schaltantriebseinrichtung,
die auf der Grundlage der Schaltabsicht des Fahrers elektrisch gesteuert
wird, mechanisch zu versetzen ist, (c) eine kontaktfreie erste Positionsinformationserfassungseinrichtung
zur Erfassung einer Absolutpositionsinformation eines mechanischen
Versatzes des Schaltmechanismus und (d) eine Schaltpositionsbestimmungseinrichtung
zur Bestimmung der Schaltposition entsprechend einer Wechselbeziehung,
die vorbereitend bezüglich der Absolutpositionsinformation und
der Vielzahl von Schaltpositionen bestimmt wird, auf der Grundlage
der Absolutpositionsinformationen umfasst. Die Schaltungssteuerungsvorrichtung
umfasst (e) eine Fehlerbestimmungseinrichtung zur Bestimmung eines
ständigen Fehlers, der in der Absolutpositionsinformation
vorhanden ist, und (f) eine Korrektureinrichtung zur Korrektur einer
der Wechselbeziehung, die vorbereitend bezüglich der Absolutpositionsinformation
und der Vielzahl von Schaltpositionen bestimmt ist, und der Absolutpositionsinformation,
wenn ein Vorhandensein des ständigen Fehlers in der Absolutpositionsinformation
bestimmt wird.
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Eine
zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dadurch gestaltet,
dass in der ersten Ausgestaltung die Schaltungssteuerungsvorrichtung ferner
eine zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung zur Erfassung
einer Relativpositionsinformation des mechanischen Versatzes des
Schaltmechanismus umfasst, und die Fehlerbestimmungseinrichtung
eine Variation in der Absolutpositionsinformation und eine Variation
in der Relativpositionsinformation zur Bestimmung vergleicht.
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Eine
dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gestaltet,
dass in der zweiten Ausgestaltung die Fehlerbestimmungseinrichtung ein
Vorhandensein des ständigen Fehlers bestimmt, wenn sich
ein Zustand, unter dem eine variierende Breite der Absolutpositionsinformation
relativ zu einer variierenden Breite der Relativpositionsinformation
größer ist als ein bestimmter Bezugswert, über eine
bestimmte Zeitdauer hinaus fortsetzt.
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Eine
vierte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gestaltet,
dass in der zweiten oder dritten Ausgestaltung sowohl die Absolutpositionsinformation
als auch die Relativpositionsinformation durch Drehwinkel dargestellt
werden, die erste Positionsinformationserfassungseinrichtung ein
kontaktfreier Drehwinkelsensor ist, der betriebsfähig ist, eine
Magnetkraft zu erfassen, die in Abhängigkeit von dem Drehwinkel
variiert, und die zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung
eine Drehkodiereinrichtung ist, die betriebsfähig ist,
Impulse in Abhängigkeit von dem Drehwinkel auszugeben.
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Entsprechend
der Schaltungssteuerungsvorrichtung gemäß der
ersten Ausgestaltung umfasst die Schaltungssteuerungsvorrichtung
eine Fehlerbestimmungseinrichtung zur Bestimmung eines ständigen
Fehlers, der in der Absolutpositionsinformation vorhanden ist, und
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer der Wechselbeziehung,
die vorbereitend bezüglich der Absolutpositionsinformation und
der Vielzahl von Schaltpositionen bestimmt ist, und der Absolutpositionsinformation,
wenn ein Vorhandensein des ständigen Fehlers in der Absolutpositionsinformation
bestimmt wird. Folglich können, auch wenn ein ständiger
Fehler in der Absolutpositionsinformation beispielsweise aufgrund
von Variationen in einem Störmagnetfeld oder einer Variation
in einer Umgebungstemperatur, einer zeitbedingten Verschlechterung
oder dergleichen vorhanden ist, die Schaltpositionen mit einer erhöhten
Genauigkeit jederzeit auf der Grundlage der Absolutpositionsinformation
bestimmt werden.
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Bei
einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die zweite
Positionsinformationserfassungseinrichtung zur Erfassung der Relativpositionsinformation
des mechanischen Versatzes des Schaltmechanismus bereitgestellt,
um eine Variation in der Absolutpositionsinformation und eine Variation
in der Relativpositionsinformation für eine Bestimmung
zu vergleichen. Hiermit kann mit erhöhter Genauigkeit bestimmt
werden, ob der ständige Fehler in der Absolutpositionsinformation
vorhanden ist. Speziell bestimmt bei einer dritten Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung, wenn sich ein Zustand, in dem eine variierende
Breite der Absolutpositionsinformation relativ zu einer variierenden
Breite der Relativpositionsinformation größer
als ein bestimmter Referenzwert ist, über eine bestimmte
Zeitdauer hinaus fortsetzt, die Fehlerbestimmungseinrichtung ein Vorhandensein
des ständigen Fehlers. Somit kann mit einer weiter erhöhten
Genauigkeit bestimmt werden, ob der ständige Fehler vorhanden
ist oder nicht.
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In
einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die erste
Positionsinformationserfassungseinrichtung ein kontaktfreier Drehwinkelsensor
zur Erfassung einer Magnetkraft, die in Abhängigkeit des
Drehwinkels variiert, und die kontaktfreie zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung ist
eine Drehkodiereinrichtung, die betriebsfähig ist, Impulse
in Abhängigkeit von dem Drehwinkel auszugeben, wobei die
zweite und dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung hierauf
vorzugsweise angewendet werden kann.
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Während
die Schaltungssteuerungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise bei einer Fahrzeugschaltungssteuerungsvorrichtung
angewendet werden kann, die betriebsfähig ist, einen Antriebszustand
eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Schaltabsicht
eines Fahrers zu schalten, kann sie ebenso vorzugweise bei einer
Schaltungssteuerungsvorrichtung eines anderen Geräts, das
zu dem Fahrzeug unterschiedlich ist, angewendet werden. Wenn sie
bei der Fahrzeugschaltungssteuerungsvorrichtung angewendet wird,
kann ein Schaltmechanismus beispielsweise (a) ein Antriebsschaltventil
mit einer Vielzahl von Öldurchflusskanalschaltpositionen
als eine Vielzahl von Schaltpositionen umfassen, die eine Unterbrechungsposition
(für Position ”N” oder ”P” usw.),
in der eine Leistungsübertragung unterbrochen wird, eine
Vorwärtsantriebsposition (eine Position ”D”)
für einen Vorwärtsantrieb und eine Rückwärtsantriebsposition
(eine Position ”R”) für einen Rückwärtsantrieb
umfassen, und (b) eine Umschaltwelle umfassen, die um die Mittelachse
durch eine Schaltantriebseinrichtung antreibbar drehbar ist, um
einen Ventilkörper (einen Steuerkolben) des Antriebsschaltventils
linear hin und her zu bewegen, um ihn zu der Vielzahl von Öldurchflusskanalschaltpositionen
zu bewegen, (c) wodurch bei einer Vorwärtsantriebsposition
ein Vorwärtsantriebshydraulikdruck ausgegeben wird, wohingegen bei
einer Rückwärtsantriebsposition ein Rückwärtsantriebshydraulikdruck
ausgegeben wird. Der Schaltmechanismus kann in verschiedenen Betriebsarten implementiert
werden. Das heißt, es kann genügen, dass der Schaltmechanismus
lediglich zwei Öldurchflusskanalschaltpositionen aufweist,
die eine Antriebsposition zur Durchführung des Vorwärtsantriebs und
des Rückwärtsantriebs und eine Unterbrechungsposition
umfassen. In einer anderen Alternative kann der Ventilkörper
um die Mittelachse gedreht werden, um die Öldurchflusskanäle
zu schalten.
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Ferner
kann die Schaltabsichterfassungseinrichtung von einem Typ sein,
bei dem die Schaltabsicht des Fahrers in ein elektrisches Signal
umgewandelt wird. Die Schaltabsichterfassungseinrichtung kann beispielsweise
einen Hebelpositionssensor und einen Druckknopfschalter zum Erfassen
einer Betätigungsposition eines Schalthebels und eine Momentanerfassungsvorrichtung
zum Erfassen und Speichern einer Betätigungsposition eines
Betätigungshebels umfassen, die betriebsfähig
ist, sich automatisch in eine Ursprungsposition, wie beispielsweise
eine Neutralposition oder dergleichen, zurückzusetzen.
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Ferner
kann die erste Positionsinformationserfassungseinrichtung vorzugsweise
einen kontaktfreien Drehwinkelsensor umfassen, der ein Hall-Element
und ein Magnetreluktanzelement oder dergleichen aufweist, um eine
Magnetkraft zu erfassen, die in Abhängigkeit beispielsweise
des Drehwinkels variiert. Die erste Positionsinformationserfassungseinrichtung
kann jedoch verschiedene Betriebsarten aufweisen, wie beispielsweise
einen Abstandssensor oder dergleichen, der eingerichtet ist, eine
Vielzahl von Schaltpositionen eines Elements, das linear in einer
Art und Weise bewegt wird, wie sie in der Patentveröffentlichung
1 beschrieben ist, in einer kontaktfreien Art und Weise zu erfassen.
Die zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung kann vorzugsweise
beispielsweise eine Drehkodiereinrichtung umfassen, die betriebsfähig
ist, Impulse in Abhängigkeit von dem Drehwinkel auszugeben.
Die zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung kann jedoch
verschiedene Betriebsarten ungeachtet eines Kontakttyps oder eines
kontaktfreien Typs aufweisen, wie beispielsweise eine Magnetanzeige,
die eingerichtet ist, Impulse in Abhängigkeit von einem Versatzhub
eines Elements auszugeben, das veranlasst wird, sich linear zu bewegen.
Die erste Positionsinformationserfassungseinrichtung kann eine Vielzahl
von Schaltpositionen des Elements erfassen, das linear bewegt wird,
und die zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung kann Impulse
in Abhängigkeit von dem Drehwinkel ausgeben. Es besteht
kein Erfordernis, dass Erfassungsgegenstände notwendigerweise
identisch miteinander sind.
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Bei
der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist außerdem
die zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung zur Erfassung
der Relativpositionsinformation des mechanischen Versatzes des Schaltmechanismus
bereitgestellt, um die Variation in der Absolutpositionsinformation
und die Variation in der Relativpositionsinformation für
eine Bestimmung zu vergleichen. Bei einer Ausführung der
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können
jedoch verschiedene Betriebsarten eingesetzt werden, bei denen beispielsweise
die zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung eines Kontakttyps
oder eines kontaktfreien Typs zur Erfassung der Absolutpositionsinformation
bereitgestellt ist, die auf einem Prinzip beruht, das zu dem der
ersten Positionsinformationserfassungseinrichtung unterschiedlich
ist, um zwei Absolutpositionsinformationen miteinander für
eine Bestimmung zu vergleichen.
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Wie
er nachstehend verwendet wird, bezieht sich der Begriff ”ständiger
Fehler” nicht nur auf einen Fehler, der aus einer Störung
resultiert, die durch ein Magnetfeld oder eine Umgebungstemperatur
oder dergleichen verursacht wird, welche eine Erfassungsgenauigkeit
der ersten Positionsinformationserfassungseinrichtung negativ beeinflusst,
sondern auch auf einen Fehler, der durch eine zeitbedingte Änderung
der Erfassungseigenschaft einer Erfassungseinrichtung an sich verursacht
wird. Die Fehlerbestimmungseinrichtung bestimmt vorzugsweise, ob der
ständige Fehler, der aus einer derartigen Störung und
zeitbedingten Änderung resultiert, vorhanden ist. Wenn
die Fehlerbestimmungseinrichtung jedoch einen Fehler, der durch
eine Störung verursacht wird, und den anderen Fehler, der
aus der zeitbedingten Änderung resultiert, unterscheiden
oder bestimmen kann, kann sie von einem Typ sein, der das Vorliegen eines
von derartigen Fehlern, die vorhanden sind, bestimmen kann.
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Ferner
kann die Korrektureinrichtung nicht nur einen Aufbau zum Korrigieren
der Wechselbeziehung aufweisen, die vorbereitend bezüglich
der Absolutpositionsinformation und der Vielzahl von Schaltpositionen
bestimmt ist, sondern auch einen Aufbau zum Korrigieren der Absolutpositionsinformation
an sich aufweisen. Diese Aufbauten können im Wesentlichen
die gleichen vorteilhaften Wirkungen erbringen.
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Die
vorliegende Erfindung kann vorzugsweise bei einer Vielzahl von Schaltungssteuerungsvorrichtungen
für Fahrzeug angewendet werden, wie beispielsweise ein
kraftmaschinenangetriebenes Fahrzeug, das betriebsfähig
ist, eine Antriebsleistung durch eine Kraftstoffverbrennung zu erzeugen,
ein elektrisches Fahrzeug, das durch einen elektrischen Motor zum
Fahren angetrieben wird, oder ein Hybridfahrzeug, das mit einer
Vielzahl von Antriebsleistungsquellen ausgestattet ist, usw. Zusätzlich
kann die vorliegende Erfindung Anwendungen bei verschiedenen anderen
Fahrzeugen von Typen aufweisen, die eine Vorwärtsantriebs-
und Rückwärtsantriebsschaltvorrichtung, die eingerichtet
ist, einen Vorwärtsantrieb und einen Rückwärtsantrieb
zu schalten, ein automatisches Stufengetriebe, das eine Vielzahl
von Gangpositionen mit unterschiedlichen Gangstufen aufweist, oder
ein stufenloses Getriebe umfassen, das eingerichtet ist, Geschwindigkeitsverhältnisse
kontinuierlich zu variieren, wobei in jedem hiervon Antriebszustände
durch einen Schaltmechanismus verändert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 zeigt
eine Skelettdarstellung eines Fahrzeugantriebsgeräts, bei
dem die vorliegende Erfindung vorzugsweise angewendet wird.
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2 zeigt
eine Darstellung, die eine Betriebstabelle zeigt, welche die Beziehung
zwischen einer Vielzahl von Gangpositionen eines Automatikgetriebes,
das in 1 gezeigt ist, und Einruck- und Ausrückzuständen
einer Reibungseingriffsvorrichtung veranschaulicht.
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3 zeigt
ein Schaltungsdiagramm, das in Wechselbeziehung stehende Teile eines
manuellen Ventils, von Kupplungen C1 und C2 und Bremsen B1 bis B3
aus einer Hydrauliksteuerungsschaltung zeigt, die in dem in 1 gezeigten
Fahrzeugantriebsgerät eingebaut ist.
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4 zeigt
ein Blockschaltbild, das ein Steuerungssystem des in 1 gezeigten
Fahrzeugantriebsgeräts zum elektrischen Schalten von Schaltpositionen
des manuellen Ventils entsprechend einer Schaltungsbetätigungsvorrichtung
veranschaulicht.
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5 zeigt
eine schematische Aufbaudarstellung, die einen in 4 gezeigten
kontaktfreien Positionssensor veranschaulicht.
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6 zeigt
ein Blockschaltbild einer elektronischen Steuerungseinheit, die
in 4 gezeigt ist, zur Veranschaulichung einer auf
eine Schaltungssteuerung bezogenen Funktion.
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7 zeigt
eine Darstellung, die die Wechselbeziehung zwischen einer Positionsspannung
PV, die in einer Bezugswertspeichereinrichtung, die in 6 gezeigt
ist, gespeichert ist, und den Schaltpositionen veranschaulicht.
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8 zeigt
eine Darstellung, die die Wechselbeziehung zwischen einer Impulszählzahl
CP, die in einer Motordatenspeichereinrichtung gespeichert ist,
die in 6 gezeigt ist, und den Schaltpositionen veranschaulicht.
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9 zeigt
ein Flussdiagramm, das konkret eine Signalverarbeitung veranschaulicht,
die durch eine Störungsbestimmungseinrichtung ausgeführt wird,
die in 6 gezeigt ist.
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10 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, wie die
Impulszählzahl CP und die Positionsspannung PV variieren,
wobei eine Schaltungsbetätigungsposition fixiert bleibt, wenn
eine in
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6 gezeigte
Schaltungssteuerungseinrichtung das manuelle Ventil steuert.
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11 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, wie die
Impulszählzahl CP und die Positionsspannung PV variieren,
wobei die Schaltposition in Abhängigkeit einer Schaltungsbetätigung
geschaltet wird, wenn die in 6 gezeigte
Schaltsteuerungseinrichtung das manuelle Ventil steuert.
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12 zeigt
eine Darstellung, die die Größe einer Korrektur
veranschaulicht, die ausgeführt wird, wenn ein Schritt
S2, der in 9 gezeigt ist, ausgeführt
wird, um einen variierenden zulässigen Bereich entsprechend
einer Variation der Impulszählzahl CP zu korrigieren.
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- 8
- Antriebsgerät
- 46
- Manuelles
Ventil
- 50
- Schaltungsbetätigungsvorrichtung
- 60
- Schaltungsbetätigungserfassungsvorrichtung
(Schaltabsichterfassungseinrichtung)
- 62
- Elektronische
Steuerungseinheit
- 64
- SBW-Betätigungseinrichtung
(Schaltantriebseinrichtung)
- 70
- Schaltmechanismus
- 72
- Drehkodiereinrichtung
(zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung)
- 74
- kontaktfreier
Positionssensor (erste Positionsinformationserfassungseinrichtung)
- 80
- Schaltungssteuerungseinrichtung
- 84
- Schaltpositionsbestimmungseinrichtung
- 90
- Störungserfassungseinrichtung
- 92
- Korrektureinrichtung
- PSH
- Schaltungsbetätigungsposition
(Schaltabsicht)
- PV
- Positionsspannung
(Absolutpositionsinformation)
- SP
- Impulssignal
(Relativpositionsinformation)
- T
- Bestimmungszeit
(bestimmte Zeitdauer)
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Nachstehend
ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der
vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf
die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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[Ausführungsbeispiel]
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1 ist
eine Skelettdarstellung eines Antriebsgeräts 8 für
ein Quereinbau-Fahrzeug, wie beispielsweise ein FF-Fahrzeug (Frontmotor
und Frontantrieb) oder dergleichen. Eine Kraftmaschine 10,
die eine Brennkraftmaschine, wie beispielsweise eine Benzinkraftmaschine
und eine Dieselkraftmaschine usw., umfasst, stellt eine Ausgabe
bereit, die durch einen Drehmomentwandler 12 und ein automatisches
Getriebe 14 zu einer nicht gezeigten Ausgleichsgetriebeeinheit
für eine Zuführung zu Antriebsrädern
(Fronträdern) zugeführt wird. Die Kraftmaschine 10 dient
als eine Antriebsleistungsquelle (Antriebsaggregat) zum Fahren eines
Fahrzeugs, und der Drehmomentwandler 12 ist eine hydraulische
Kupplung.
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Das
automatische Getriebe 14 umfasst einen ersten Schaltabschnitt 22,
der hauptsächlich einen ersten Planetengetriebesatz 20 eines
Einzelzahnradtyps umfasst, und einen zweiten Schaltabschnitt 30,
der hauptsächlich einen zweiten Planetengetriebesatz 26 eines
Einzelzahnradtyps und einen dritten Planetengetriebesatz 28 eines
Doppelzahnradtyps umfasst. Diese Schaltabschnitte sind koaxial angeordnet
und geben die Drehung einer Eingangswelle 32 eines Ausgangszahnrads 34 mit
einem verschobenen Verhältnis aus. Die Eingangswelle 32,
die einem Eingangselement entspricht, ist eine Turbinenwelle des
Drehmomentwandlers 12 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Das Ausgangszahnrad 34, das einem Ausgangselement entspricht,
dreht antriebsfähig die linken und rechten Antriebsräder über die
Ausgleichsgetriebeeinheit. Zusätzlich weist das automatische
Getriebe 14 einen im Wesentlichen symmetrischen Aufbau
in Bezug auf eine Mittellinie auf, wobei die untere Hälfte
der Mittellinie in 1 weggelassen ist.
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Der
erste Planetengetriebesatz 20, der den ersten Schaltabschnitt 22 bildet,
weist drei Drehelemente auf, die ein Sonnenrad S1, einen Träger
CA1 und ein Hohlrad R1 umfassen. Das Sonnenrad S1 ist mit der Eingangswelle 32 verbunden,
um drehfähig angetrieben zu werden. Das Hohlrad R1 ist
an ein Gehäuse 36 über eine dritte Bremse
B3 für eine nicht-rotierende Fähigkeit starr befestigt,
was den Träger CA1 veranlasst, sich als ein Zwischenausgangselement
mit einer verringerten Geschwindigkeit, die niedriger als die der
Eingangswelle 32 ist, zu drehen, um eine Ausgabe bereitzustellen.
Ferner sind die zweiten und dritten Planetengetriebesätze 26 und 28,
die den zweiten Schaltabschnitt 30 bilden, teilweise miteinander
verbunden, wodurch sie vier Drehelemente RM1 bis RM4 bilden. Genauer
gesagt bildet das Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebesatzes 28 das
erste Drehelement RM1. Die Hohlräder R2 und R3 der zweiten
und dritten Planetengetriebesätze 26 und 28 sind
miteinander verbunden, um das zweite Drehelement RM2 zu bilden.
Die Träger CA2 und CA3 der zweiten und dritten Planetengetriebesätze 26 und 28 sind
miteinander verbunden, um das dritte Drehelement RM3 zu bilden.
Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 26 bildet
das vierte Drehelement RM4. Die zweiten und dritten Planetengetriebesätze 26 und 28 sind
in einem Planetengetriebezug des Ravignaux-Typs aufgebaut, bei dem
die Träger CA2 und CA3 aus gemeinsamen Elementen aufgebaut
sind, das Hohlrad R2 und R3 aus gemeinsamen Elementen aufgebaut sind
und das Zahnrad des zweiten Planetengetriebesatzes 26 als
zweites Zahnrad des dritten Planetengetriebesatzes 28 gemeinsam
verwendet wird.
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Das
erste Drehelement RM1 (Sonnenrad S3) ist selektiv mit dem Gehäuse 36 über
die erste Bremse B1 verbunden, um in seiner Drehung angehalten zu
werden. Das zweite Drehelement RM2 (Hohlräder R2 und R3)
ist selektiv mit der Eingangswelle 32 über die
zweite Bremse B2 verbunden, um in seiner Drehung angehalten zu werden.
Das vierte Drehelement RM4 (Sonnenrad S2) ist selektiv mit der Eingangswelle 32 über
die erste Kupplung C1 verbunden. Das zweite Drehelement RM2 (Hohlräder R2
und R3) ist selektiv mit dem Gehäuse 36 über
die zweite Kupplung C2 verbunden. Das erste Drehelement RM1 (Sonnenrad
S3) ist einheitlich mit dem Träger CA1 des ersten Planetengetriebesatzes 20, der
als das Zwischenausgabeelement agiert, verbunden, und das dritte
Drehelement RM3 (Träger CA2 und CA3) ist einheitlich mit
dem Ausgangszahnrad 34 verbunden, um die Drehung auszugeben.
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Die
Kupplungen C1 und C2 und die Bremsen B1 bis B3 (nachstehend lediglich
als ”Kupplungen C” und ”Bremsen B” bezeichnet,
soweit es nicht anders spezifiziert ist) sind hydraulische Reibungseingriffsvorrichtungen,
die bei einem Einrücken mit hydraulischen Betätigungseinrichtungen
gesteuert werden, wie beispielsweise Mehrfachscheibenkupplungen oder
Bremsen. Eine Hydrauliksteuerungsschaltung 40, die in 3 gezeigt
ist, ist eingerichtet, die Kupplungen C und die Bremsen B steuerbar
einzurücken oder auszurücken, um eine Gangposition
in einer von sechs Vorwärtsantriebsgangpositionen und einer Rückwärtsantriebsgangposition
zu etablieren. Dies wird in Abhängigkeit von einer Schaltungsbetätigungsposition
PSH einer Schaltungsbetätigungsvorrichtung 50 (siehe 4)
in einer Art und Weise erreicht, wie es in 2 gezeigt
ist. Symbole ”1.” bis ”6.”,
die in 2 gezeigt sind, stellen eine 1.-Geschwindigkeit-Gangposition
bis eine 6.-Geschwindigkeit-Gangposition dar, und ein Symbol ”Rev” stellt eine
Rückwärtsantriebsgangposition dar. Diese Gangpositionen
stellen Geschwindigkeitsverhältnisse (=Eingangswellendrehgeschwindigkeit
NIN/Ausgangswellendrehgeschwindigkeit NOUT) bereit, die in geeigneter
Weise entsprechend jeweiliger Gangstufen p1, p2 und p3 der ersten,
zweiten und dritten Planetengetriebesätze 20, 26 und 28 bestimmt
werden. In 2 stellt ein Symbol ”o” in 2 einen
eingerückten Zustand dar und ein Leerfeld stellt einen ausgerückten
Zustand dar.
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In 3 umfasst
die Hydrauliksteuerungsschaltung 40 eine mechanische Ölpumpe 42,
die mit der Kraftmaschine 10 drehbar angetrieben wird,
ein primäres Reglerventil 44, ein manuelles Ventil 46,
lineare Magnetventile SL1 bis SL4 und ein B2-Steuerungsventil 48 usw.
Hydrauliköl, das durch die Ölpumpe 42 angesogen
wird, wird durch das primäre Reglerventil 44 in
Reaktion auf einen Signaldruck, der von einem linearen Magnetventil
SLT (nicht gezeigt) zugeführt wird, auf einen bestimmten
Leitungsdruck PL in Abhängigkeit von einem Beschleunigungseinrichtungsversatzhub
(der eine Ausgabeanforderung eines Fahrers anzeigt) reguliert. Die
Bremse B3 wird in einen zugehörigen Einrückhydraulikdruck
durch das lineare Magnetventil SL4 gesteuert, dem der Leitungsdruck
PL zugeführt wird, wenn es einzurücken oder auszurücken
ist.
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Das
manuelle Ventil 46 ist eingerichtet, Öldurchflusskanäle
der Schaltbetätigungsvorrichtung 50 in Abhängigkeit
der zugehörigen Betätigung zu schalten. Dies verursacht,
dass ein Vorwärtsantriebshydraulikdruck PD den linearen
Magnetventilen SL1 bis SL3, die entsprechend den Kupplungen C1 und C2
und der ersten Bremse B1 bereitgestellt sind, und dem B2-Steuerungsventil 48 zugeführt
wird, und dass ein Rückwärtsantriebshydraulikdruck
PR dem B2-Steuerungsventil 48 zugeführt wird,
wobei Hydraulikdrücke, die diesen Ventilen zuzuführen
sind, selektiv unterbrochen werden. Die Schaltungsbetätigungsvorrichtung 50 ist
in Reaktion auf eine Schaltabsicht, die durch einen Fahrer angewiesen wird,
betriebsfähig und umfasst, wie es in 4 gezeigt
ist, einen Schalthebel 52 sowie einen Druckknopftyp-P-Schalter 54,
der beim Parken gedrückt wird.
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Der
Schalthebel 52 ist betriebsfähig zu vier Schaltpositionen ”R(Rückwärts)” für
ein Rückwärtsantriebsfahren, ”N(Neutral)”,
bei der eine Leistungsübertragung unterbrochen ist, ”D(Fahren)” für
ein Vorwärtsantriebsfahren und ”B(Bremse)” zum
Erreichen eines Kraftmaschinenbremsens bewegbar. Der Schalthebel 52 ist
von einem Momentantyp, um automatisch zu einer zugehörigen
Neutralposition, die in der Zeichnung gezeigt ist, jederzeit zurückgesetzt
zu werden, der eine Schaltungsbetätigungserfassungsvorrichtung 60 zum
Erfassen, dass der Schalthebel 52 zu einer der verschiedenen
Schaltpositionen ”R”, ”N”, ”D” und ”B” betätigt
wird, umfasst. Somit können derartige Schaltungsbetätigungspositionen
PSH des P-Schalters 54, der eine EIN-Betätigung
(Betätigungsposition ”P”) umfasst, d.
h. einschließlich einer Schaltabsicht des Fahrers, elektrisch erfasst
werden. In Abhängigkeit von den Schaltungsbetätigungspositionen
PSH steuert eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 62 eine
SBW-Betätigungseinrichtung (shift-by-wire bzw. elektronische
Schaltung) 64. Diese dreht eine Umschaltwelle 66 um
die Mittelachse, so dass ein Steuerkolben (Ventilkörper) 47 des
manuellen Ventils 46 mechanisch in einer linearen Richtung über
einen Hebel 68 bewegt wird. Somit kann der Steuerkolben 47 bei
einer der vier Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” positioniert
werden, um die Öldurchflusskanäle zu schalten.
Mit der Schaltungsbetätigungsposition PSH, die auf ”B” platziert
ist, wird das Vorwärtsantriebsfahren mit ”D” vorausgesetzt. Wenn
das manuelle Ventil 46 in der Schaltposition ”D” verbleibt,
wird eine Schaltungssteuerung elektrisch ausgeführt, um
das Kraftmaschinenbremsen zu vergrößern.
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In
der Schaltposition ”D” des manuellen Ventils 46,
die eine Vorwärtsantriebsposition für das Vorwärtsantriebsfahren
darstellt, nimmt, wie es aus 3 ersichtlich
ist, das manuelle Ventil 46 einen Zustand an, der es ermöglicht,
dass ein Zufuhrölkanal 56, an den der Leitungsdruck
PL anliegt, mit einem Vorwärtsantriebsölkanal 57 in
Verbindung steht. Somit wird ein Vorwärtsantriebsöldruck
PD zu dem Vorwärtsantriebsölkanal 57 mit
einem Pegel ausgegeben, der gleich dem Leitungsdruck PL ist. Der
Vorwärtsantriebsölkanal 57 ist mit den
linearen Magnetenventilen SL1 bis SL4 und dem B2-Steuerungsventil 48 verbunden.
Wenn der Vorwärtsantriebsöldruck PD durch diese
Werte steuerbar reguliert wird, werden die Kupplungen C1 und C2
sowie die Bremsen B1 und B2 in Kombination mit Einruck- und Ausrücksteuerungen
der dritten Bremse B3 steuerbar eingerückt oder ausgerückt.
Dies etabliert eine Vorwärtsantriebsgangposition, die in
einer der 1.-Geschwindigkeit-Gangposition ”1.” bis
zu der 6.-Geschwindigkeit-Gangposition ”6.” platziert
ist. Dem B2-Steuerungsventil 48 werden Signaldrücke
von Magnetventilen (SLU und SL), die nicht gezeigt sind, zugeführt, um
einen Einrücköldruck der zweiten Bremse B2 auf der
Grundlage des Signaldrucks, der von dem Magnetventil SLU zugeführt
wird, zu steuern.
-
In
der Schaltposition ”R” des manuellen Ventils 46,
die eine Rückwärtsantriebsposition für
das Rückwärtsantriebsfahren darstellt, nimmt das
manuelle Ventil 46 einen Zustand ein, um den Zufuhrölkanal 56,
an den der Leitungsdruck PL angelegt ist, mit einem Rückwärtsantriebsölkanal 58 in
Verbindung zu bringen, so dass der Rückwärtsantriebsöldruck
PR, der gleich dem Leitungsdruck PL ist, zu dem Rückwärtsantriebsölkanal 58 ausgegeben
wird. Der Rückwärtsantriebsölkanal 58 ist
mit dem B2-Steuerungsventil 48 verbunden, um den Rückwärtsantriebsöldruck
PR der zweiten Bremse 52 zuzuführen, was die zweite
Bremse 52 veranlasst, einzurücken. Mit einem Einrücken
der dritten Bremse B3 in diesem Zustand wird die Rückwärtsantriebsgangposition ”Rev” etabliert.
-
Die
Schaltposition ”P” des manuellen Ventils 46 stellt
eine Parkposition dar, unter der eine Leistungsübertragung
von der Antriebskraftquelle unterbrochen ist und eine (nicht gezeigte)
Parksperrenvorrichtung die Antriebsräder gegen ein Drehen
mechanisch blockiert. In der Schaltposition ”P” unterbricht das
manuelle Ventil 46 den Zufuhrölkanal 56,
an den der Leitungsdruck PL angelegt ist, von einer Verbindung mit
einem beliebigen des Vorwärtsantriebsölkanals 57 und
des Rückwärtsantriebsölkanals 58 und verbindet
den Vorwärtsantriebsölkanal 57 und den Rückwärtsantriebsölkanal 58 mit
einem EX-Anschluss zum Ablassen von Hydrauliköl. Die Schaltposition ”N” stellt
eine Unterbrechungsposition dar, unter der die Leistungsübertragung
von der Antriebskraftquelle unterbrochen ist. In der Schaltposition ”N” unterbricht
das manuelle Ventil 46 den Zufuhrölkanal 56,
an den der Leitungsdruck PL angelegt ist, von einer Verbindung mit
einem beliebigen des Vorwärtsantriebsölkanals 57 und
des Rückwärtsantriebsölkanals 58 und
verbindet den Vorwärtsantriebsölkanal 57 und
den Rückwärtsantriebsölkanal 58 mit
dem EX-Anschluss zum Ablassen von Hydrauliköl. In 3 ist
das manuelle Ventil 46 in einer derartigen Schaltposition ”N” platziert.
Das manuelle Ventil 46 entspricht einem Antriebsschaltventil
und der Steuerkolben 47 entspricht einem Ventilkörper.
-
In
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Schaltmechanismus 70 zum
Schalten eines Antriebszustands eines Fahrzeugs so aufgebaut, dass
er das manuelle Ventil 46 und die Umschaltwelle 66 umfasst,
wobei die SBW-Betätigungseinrichtung 64 einer
Schaltantriebseinrichtung entspricht. Die SBW-Betätigungseinrichtung 64 gemäß diesem Ausführungsbeispiel
umfasst einen SR-Motor (Switched Reluctance Motor bzw. geschalteter
Reluktanzmotor), der mit der Umschaltwelle 66 über
eine Untersetzungseinheit oder dergleichen verbunden ist, um die
Umschaltwelle 66 antreibbar zu drehen. Die SBW-Betätigungseinrichtung 64 umfasst
einheitlich in sich eine Drehkodiereinrichtung 72, die
ein Impulssignal SP zur Zufuhr zu der elektronischen Steuerungseinheit 62 ausgibt.
Die Drehkodiereinrichtung 72 ist ein optischer kontaktfreier
Drehsensor, der ein Paar eines Lichtausstrahlelements und eines
Lichtempfangselements aufweist, und der eingerichtet ist, das Impulssignal
SP für jede Drehung der SBW-Betätigungseinrichtung 64 auszugeben.
Die Drehkodiereinrichtung 72 fungiert ebenso als zweite Positionsinformationserfassungseinrichtung,
die einen mechanischen Versatz des Schaltmechanismus 70,
d. h. eine Relativpositionsinformation eines Drehversatzes der Umschaltwelle 66 in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst. Das Impulssignal
SP entspricht einer Relativpositionsinformation.
-
Ferner
ist ein kontaktfreier Positionssensor 74 bei der Umschaltwelle 66 angeordnet.
Der kontaktfreie Positionssensor 74 ist ein kontaktfreier Drehwinkelsensor,
der betriebsfähig ist, den mechanischen Versatz des Schaltmechanismus 70,
d. h. eine Absolutpositionsinformation des Drehversatzes der Umschaltwelle 66 zu
erfassen, und der als eine erste Positionsinformationserfassungseinrichtung fungiert.
Wie es in 5 gezeigt ist, umfasst der kontaktfreie
Positionssensor 74 ein Paar von Magneten 76, die
in Bereichen nahe einem Außenumfang der Umschaltwelle 66 in
symmetrischen Positionen in Bezug auf die Mittelachse ”O” angebracht
sind, sowie ein Hall-Element 78, das integriert bei der
Umschaltwelle 66 angebracht ist, um einheitlich um die
Mittelachse ”O” drehbar zu sein. Das Hall-Element 78 ist eingerichtet,
eine Positionsspannung PV auszugeben, die in Abhängigkeit
der Größen von magnetischen Kräften variiert.
Mit einer Drehung der Umschaltwelle 66 variieren die Größen
der Magnetkräfte, die auf das Hall-Element 78 wirken,
derart, dass die Positionsspannung PV kontinuierlich in Abhängigkeit
eines Drehwinkels der Umschaltwelle 66 variiert. Dementsprechend
können der Drehwinkel der Umschaltwelle 66 und
zusätzlich die Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” in
Abhängigkeit der Positionsspannung PV erfasst werden. Die
Positionsspannung PV entspricht einer Absolutpositionsinformation.
-
Die
elektronische Steuerungseinheit 62 umfasst einen Mikrocomputer,
der eine CPU, ein RAM und ein ROM usw. aufweist, um eine Signalverarbeitung
entsprechend vorbereitend gespeicherter Programme auszuführen,
um hierdurch verschiedene Funktionen auszuführen. 6 zeigt
ein Blockschaltbild, das eine Funktion einer Schaltungssteuerungseinrichtung 80 veranschaulicht,
die durch die elektronische Steuerungseinheit 62 auszuführen
ist, wenn die SBW-Betätigungseinrichtung 64 gesteuert
wird, das manuelle Ventil 46 in Abhängigkeit der
Schaltungsbetätigung SH der Schaltungsbetätigungsvorrichtung 50 zu
schalten. Die Schaltungssteuerungseinrichtung 80 umfasst
eine Bezugswertspeichereinrichtung 82, eine Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 84,
eine Antriebssteuerungseinrichtung 86 und eine Motordatenspeichereinrichtung 88.
-
Die
Bezugswertspeichereinrichtung 82 dient zur Speicherung
der Wechselbeziehung bzw. Korrelation zwischen der Positionsspannung
PV, die von dem kontaktfreien Positionssensor 74 ausgegeben wird,
und den Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D”, d.
h. dem Drehwinkel der Umschaltwelle 66 um die Mittelachse ”O”,
die im Voraus vor einer Verladung bei einer Fabrik erfasst wird.
Eine durchgezogene Linie in 7 stellt
ein Beispiel des Bezugswerts einer derartigen Wechselbeziehung dar,
wobei der kontaktfreie Positionssensor 74 derart aufgebaut
ist, dass die Positionsspannung PV in einer im Wesentlichen linearen
Art und Weise in Bezug auf den Drehwinkel der Umschaltwelle 66 variiert.
Außerdem wird die Positionsspannung PV durch eine zeitweilige
Störung, was eine Variation (eine individuelle Differenz)
bei einer Erfassungsgenauigkeit umfasst, und eine Temperaturänderung
usw. des kontaktfreien Positionssensors 74 variiert. In
Anbetracht einer derartigen Variation der Positionsspannung PV werden
bestimmte obere und untere zulässige Bereiche bei oberen
und unteren Pegeln, d. h. bei jeweiligen Seiten des Bezugswerts
voreingestellt. Obwohl die oberen und unteren zulässigen
Bereiche auf Pegel eingestellt sind, die von dem Bezugswert in oberen
und unteren Bereichen beispielsweise um bestimmte gleiche Werte in
Bezug auf den Bezugswert beabstandet sind, können diese
Bereiche so bestimmt werden, dass sie mit separaten Werten beabstandet
sind. Es besteht kein Erfordernis, einen in 7 gezeigten
Graphen bereitzustellen, und ein zulässiger Bereich der
Positionsspannung PV und ein Bezugswert können als eine
Wechselbeziehung für jede der Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” eingestellt
werden.
-
Die
Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 84 bestimmt auf der
Grundlage der oberen und unteren zulässigen Bereiche, die
in der Bezugswertspeichereinrichtung 82 gespeichert sind,
eine der Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D”,
zu der eine derzeitige Schaltposition gehört. Das heißt,
wenn die Positionsspannung PV auf einem Wert zwischen PVP1 und PVP2
liegt, dann wird ”P” als die Schaltposition des manuellen
Ventils 46 bestimmt. Wenn die Positionsspannung PV in einem
Wert zwischen PVR1 und PVR2 liegt, dann wird ”R” als
die Schaltposition des manuellen Ventils 46 bestimmt. Wenn
die Positionsspannung PV auf einem Wert liegt, der von PVN1 zu PVN2
reicht, dann wird ”N” als die Schaltposition des manuellen
Ventils 46 bestimmt. Wenn die Positionsspannung PV auf
einem Wert zwischen PVD1 und PVD2 liegt, dann wird ”D” als
die Schaltposition des manuellen Ventils 46 bestimmt.
-
Die
Antriebssteuerungseinrichtung 86 vergleicht die Schaltposition
des manuellen Ventils 46, die durch die Schaltpositionsbestimmungseinrichtung 84 bestimmt
wird, und die Schaltungsbetätigungsposition PSH, die durch
die Schaltungsbetätigungserfassungsvorrichtung 60 erfasst
wird, um die SBW-Betätigungseinrichtung 64 auf
der Grundlage von Motordaten, die in der Motordatenspeichereinrichtung 88 gespeichert
sind, derart zu steuern, dass die Schaltposition des manuellen Ventils 46 mit
der Schaltungsbetätigungsposition PSH übereinstimmt. Die
in der Motordatenspeichereinrichtung 88 gespeicherten Motordaten
weisen eine Wechselbeziehung auf, die vorbereitend vor einer Verladung
bei der Fabrik bezüglich einer Zählzahl CP des
Impulssignals SP, das von der Drehkodiereinrichtung 72 ausgegeben
wird, und den vier Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46, d. h. dem Drehwinkel der Umschaltwelle 66 um
die zugehörige Mittelachse ”O” erfasst
wird. Das heißt, eine derartige Wechselbeziehung wird erfasst,
wenn die Position ”P” des manuellen Ventils 46,
die die Schaltposition darstellt, die eingestellt wird, wenn beispielsweise der
Zündschalter eingeschaltet wird, einer Bezugsposition zugewiesen
wird. 8 zeigt ein Beispiel einer derartigen Wechselbeziehung.
-
Dementsprechend
kann es ausreichend sein, die Impulszählzahl CP, beginnend
von der derzeitigen Schaltposition bis zu der Schaltposition, die der
Schaltungsbetätigungsposition PSH entspricht, zu erfassen.
Die SBW-Betätigungseinrichtung 64 wird in einer
normalen oder umgekehrten Richtung antriebsfähig gedreht,
so dass das Impulssignal SP durch die Impulszählzahl CP
zugeführt wird. Beispielsweise kann es ausreichen, wenn
die derzeitige Schaltposition auf ”P” gehalten
wird, die SBW-Betätigungseinrichtung 64, wenn
die Schaltungsbetätigungsposition PSH von ”P” zu ”D” geändert
wird, derart antriebsfähig zu drehen, dass das Impulssignal SP
durch eine Impulszählzahl CPD zugeführt wird. Im
Gegensatz dazu kann es ausreichen, wenn die derzeitige Schaltposition
auf ”D” gehalten wird, die SBW-Betätigungseinrichtung 64,
wenn die Schaltungsbetätigungsposition PSH von ”D” zu ”N” oder ”R” geändert
wird, in der umgekehrten Richtung antriebsfähig zu drehen,
so dass das Impulssignal SP durch eine Impulszählzahl zugeführt
wird, die gleich (CPD – CPN) oder (CPD – CPR)
ist. Motordaten werden auf Basis einer Annahme bestimmt, dass das manuelle
Ventil 46 auf der Grundlage des Bezugswerts der Positionsspannung
PV zu den Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” bewegt
wird. Außerdem besteht kein Erfordernis, den in 8 gezeigten
Graphen bereitzustellen. Die Impulszählzahl CP kann jeweils
als eine Wechselbeziehung in Abhängigkeit einer Art von
Schaltungen eingestellt werden, die die Beziehung zwischen der derzeitigen
Schaltposition und der Schaltungsbetätigungsposition PSH
ist.
-
Hierbei
entstehen verschiedene Probleme, wie es nachstehend beschrieben
ist, bei einer Bestimmung der Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46 in Abhängigkeit der Positionsspannung
PV, die von dem kontaktfreien Positionssensor 74 ausgegeben
wird. Das heißt, eine Positionsspannung PV des Hall-Elements 78 variiert aufgrund
einer Magnetstörung, die durch elektrische Bauteile verursacht
wird, die bei dem Fahrzeug eingebaut sind, oder Variationen in einer
Umgebungstemperatur oder einer zeitbedingten Änderung oder dergleichen.
Dann tritt eine Abweichung in der Wechselbeziehung zwischen der
Positionsspannung PV und jeder der Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” auf,
die in 7 gezeigt ist, wodurch die genaue Bestimmung der
entsprechenden Schaltpositionen schwierig gemacht wird. Dies steuert
die SBW-Betätigungseinrichtung 64 auf der Grundlage
beispielsweise einer fehlerhaften Schaltpositionsinformation, die
tatsächlichen Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46 auf Positionen zu fahren, die zu den
Schaltungsbetätigungspositionen PSH, die durch die Schaltabsicht
des Fahrers beabsichtigt sind, unterschiedlich sind. Ferner wird,
wenn die Positionsspannung PV während eines Fahrens des
Fahrzeugs variiert, eine Abweichung der tatsächlichen Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46 von normalen Positionen bestimmt.
Nachfolgend wird die SBW-Betätigungseinrichtung 64 derart
gesteuert, dass die Positionsspannungen PV mit Bezugswerten beispielsweise
der Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” übereinstimmen,
woraufhin der Steuerkolben 47 des manuellen Ventils 46 bezüglich
einer Position korrigiert wird. Wenn die Schaltungssteuerungsvorrichtung
eine derartige Funktion aufweist, kann eine Korrektur den Steuerkolben 47 von
der normalen Position in einer umgekehrten Wirkung abweichen lassen.
-
Im
Gegensatz dazu umfasst gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel die Schaltungssteuerungseinrichtung 80 ferner
eine Störungsbestimmungseinrichtung 90 und eine
Korrektureinrichtung 92. Dies bestimmt genau die Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46 auch bei einer Variation der Positionsspannung
PV des Hall-Elements 78, die durch eine Variation in einer
Magnetstörung, einer Umgebungstemperatur oder eine zeitbedingte
Verschlechterung oder dergleichen verursacht wird. 9 zeigt
ein Flussdiagramm, das konkret eine Signalverarbeitung veranschaulicht,
die durch die Störungsbestimmungseinrichtung 90 ausgeführt
wird, und die 10 und 11 stellen
Zeitablaufdiagramme dar, die Beispiele von Variationen der Impulszählzahl
CP und der Positionsspannung PV während einer Signalverarbeitung
darstellen, die entsprechend dem Flussdiagramm gemäß 9 ausgeführt
wird. 10 stellt einen Fall dar, bei
dem die Schaltposition des manuellen Ventils fixiert gehalten wird,
wobei die Schaltungsbetätigungsposition PSH durch das manuelle
Ventil 46 konstant gehalten wird, und 11 stellt
einen anderen Fall dar, bei dem die Schaltposition des manuellen
Ventils 46 beispielsweise von ”N” zu ”D” in
Reaktion auf eine Schaltungsbetätigung bewegt wird. Die
Störungsbestimmungseinrichtung 90, die einer Fehlerbestimmungseinrichtung
entspricht, bestimmt die Variation, die in der Positionsspannung
PV durch die Variation in Magnetflüssen auftritt, als die
Störung. Sie bestimmt ebenso die Variationen, die in den
Positionsspannungen PV auftreten und von einer zeitbedingten Änderung
einer Ausgangseigenschaft des Hall-Elements 78 resultieren,
sowie eine Variation in einer Umgebungstemperatur.
-
In 9 wird
in Schritt S1 bestimmt, ob eine Variation in der Impulszählzahl
CP auftritt, die eine Zählzahl des Impulssignals SP anzeigt,
das von der Drehkodiereinrichtung 72 zugeführt
wird. Das heißt, die Bestimmung wird dahingehend ausgeführt,
ob ein Versatz in der Drehung der Umschaltwelle 66 um die Mittelachse ”O” auftritt,
der von der Steuerung des Schaltmechanismus 70 aufgrund
der Schaltungsbetätigung der Schaltungsbetätigungsvorrichtung 50 durch
die Betätigung der Antriebssteuerungseinrichtung 86 resultiert.
Wenn in der Impulszählzahl CP keine Variation auftritt,
werden nachfolgend die im Anschluss an Schritt S3 aufgeführten
Operationen ausgeführt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die
Variation in der Impulszählzahl CP auftritt, Schritt S2
ausgeführt, um den variierenden zulässigen Bereich
zu korrigieren. Der variierende zulässige Bereich wird durch
den unteren zulässigen Bereich und den oberen zulässigen
Bereich definiert, die in 7 gezeigt sind,
und die zugehörige Korrekturgröße wird
beispielsweise entsprechend einer Abbildung und einer Berechnungsgleichung
oder dergleichen berechnet, die vorbereitend in Abhängigkeit
der Variation in der Impulszählzahl CP bestimmt werden,
wie es in 12 gezeigt ist. Die Abbildung
und die Berechnungsgleichung werden auf der Grundlage einer Ausgangseigenschaft
der Positionsspannung PV, die in 7 gezeigt
ist, und einer Ausgangseigenschaft des Impulssignals SP der Drehkodiereinrichtung 72 bestimmt,
die in 8 gezeigt ist, so dass der gleiche Bereich wie
der in 7 gezeigte zulässige Bereich in Abhängigkeit
von dem Drehwinkel der Umschaltwelle 66 eingestellt wird.
In einer Zeitdauer t1 bis t3 gemäß 11 nimmt
die Impulszählzahl CP kontinuierlich zu und die Antwort
in Schritt S1 ist ja (positiv), wobei die Impulszählzahl
CP nachfolgend kontinuierlich in Schritt S2 zunimmt. Der Bezugswert
wird in Abhängigkeit von der Variation in der Impulszählzahl CP
variiert. Zusätzlich kann der variierende zulässige Bereich
entsprechend einem Bezugswert geändert werden, der in Abhängigkeit
von der Variation in der Impulszählzahl CP variiert.
-
In
Schritt S3 wird bestimmt, ob die Positionsspannung PV in den variierenden
zulässigen Bereich fällt. Graphen, die in einer
Spalte der Positionsspannung PV gemäß den 10 und 11 durch
doppelgepunktete Linien angezeigt sind, stellen den variierenden
zulässigen Bereich dar, die verwendet werden, um zu bestimmen,
ob die Positionsspannung PV, die durch eine durchgezogene Linie
und eine gestrichelte Linie angezeigt wird, in den variierenden
zulässigen Bereich fällt. Wenn die Positionsspannung
PV in den variierenden zulässigen Bereich fällt,
wird ein Störungskennzeichen bzw. Störungsflag
F auf ”O” in Schritt S9 gesetzt, worauf eine Beendigung
des Betriebs folgt. Im Gegensatz dazu werden, wenn die Positionsspannung
PV von dem variierenden zulässigen Bereich abweicht, Operationen im
Anschluss an Schritt S4 ausgeführt. Das heißt,
in Schritt S3 wird eine Bestimmung getroffen, ob eine variierende
Breite einer Absolutpositionsinformation (Positionsspannung PV)
größer als ein bestimmter Bezugswert (variierender
zulässiger Bereich) bezüglich einer variierenden
Breite einer Relativpositionsinformation (Impulszählzahl
CP) ist. In den Graphen, die die Positionsspannung PV darstellen,
die durch die durchgezogenen Linien in den 10 und 11 angezeigt
sind, weichen zu einer Zeit t1 in 10 und
einer Zeit t2 in 11 die Positionsspannungen PV
von dem variierenden zulässigen Bereich aufgrund einer
Störung ab. Ferner wird zu einer Zeit t4 in 11 die
Positionsspannung PV, die einmal von dem variierenden zulässigen
Bereich abgewichen ist, zu dem variierenden zulässigen
Bereich wieder zurückgeholt.
-
In
Schritt S4 wird bestimmt, ob das Störungsflag F auf ”1” gesetzt
ist, wobei in einem Fall von F = 1 Schritt S7 unmittelbar ausgeführt
wird. Da jedoch das Störungsflag anfänglich auf ”0” bei
einer Anfangseinstellung gesetzt wird, wird bei einer Ausführung
von Schritt S4 zuerst bei einer Bestimmung von NEIN (negativ) in
Schritt S3 Schritt S5 mit F = 0 ausgeführt. In Schritt
S5 wird ein Zeitgeber ”t” zurückgesetzt,
um eine Zeiterfassung neu zu starten. Bei einem nachfolgenden Schritt
S6 wird das Störungsflag F auf ”1” gesetzt.
Somit werden die Betriebe im Anschluss an Schritt S3 kontinuierlich
ausgeführt, wobei das Flag auf F = 1 gesetzt ist. Schritt
S7 wird nachfolgend zu Schritt S4 ausgeführt, und der Zeitgeber ”t” misst
eine Dauer, während der die Positionsspannung PV von dem
variierenden zulässigen Bereich abweicht.
-
In
Schritt S7 wird bestimmt, ob die Dauer, die durch den Zeitgeber ”t” gemessen
wird, eine bestimmte voreingestellte Bestimmungszeit T überschreitet.
Solange die Bedingung t ≤ T erfüllt ist, werden
die Betriebe im Anschluss an Schritt S1 wiederholt ausgeführt.
Wenn die Bedingung t > T
erfüllt ist, wird Schritt S8 ausgeführt, um das
Vorhandensein einer ständigen Störung zu bestimmen.
Die Bestimmungszeit T ist bereitgestellt, um zu unterscheiden oder
zu bestimmen, ob eine Störung zeitweilig oder ständig
ist. Ein festgelegter Wert der Bestimmungszeit T wird vorbereitend
derart bestimmt, dass die Variation in der Positionsspannung PV,
die beispielsweise durch eine zeitweilige Variation in dem Magnetfeld verursacht
wird, welche während eines Antreibens eines Motors zwischen
elektrischen Bauteilen auftritt, die in dem Fahrzeug eingebaut sind,
als eine zeitweilige Störung betrachtet wird und ausgeschlossen wird.
-
In
dem Graphen der Positionsspannung PV, die durch die durchgezogene
Linie in 10 angezeigt ist, wird eine
durch den Zeitgeber ”t” gemessene Zeit länger
als die Bestimmungszeit T zu einer Zeit t2, was in Schritt S8 als
die ständige Störung bestimmt wird. Der Graph
der Positionsspannung PV, der durch die gestrichelte Linie in 10 angezeigt ist,
stellt einen Fall dar, bei dem die Variation der Positionsspannung
PV durch die ständige Störung, die eine zeitbedingte Änderung
umfasst, relativ klein ist, wobei die Bestimmung gemäß Schritt
S3 nicht sofort NEIN (negativ) ist. Der Graph der Positionsspannung PV,
der durch die durchgezogene Linie in 11 angezeigt
ist, stellt einen anderen Fall dar, bei dem die Positionsspannung
PV, die ein Mal von dem variierenden zulässigen Bereich
(zu der Zeit t2) abweicht, zu einem Pegel innerhalb des variierenden
zulässigen Bereichs zurückkehrt, bevor die Zeit
die Bestimmungszeit T erreicht, wobei keine Bestimmung für ein
Vorhandensein der ständigen Störung getroffen wird.
Der Graph der Positionsspannung PV, der durch die gestrichelte Linie
in 11 angezeigt ist, stellt noch einen anderen Fall
dar, bei dem, ohne dass eine Störung beinhaltet ist, die
Positionsspannung PV von dem Bezugswert aufgrund einer Antwortverzögerung
bei der Erfassung abweicht, wobei die Positionsspannung PV einen Übergang
im Wesentlichen in Übereinstimmung mit dem Bezugswert durchmacht.
-
Zurück
zu 6 lernt und korrigiert die Korrektureinrichtung 92 die
in 7 gezeigte Wechselbeziehung, d. h. die Wechselbeziehung
zwischen der Positionsspannung PV und den vier Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46 in Abhängigkeit von der Abweichungsgröße
zwischen der tatsächlichen Positionsspannung PV und dem
Bezugswert, wenn ein Vorhandensein der ständigen Störung
in Schritt S8 bestimmt wird. Beispielsweise sind, wenn die tatsächliche
Positionsspannung PV höher als der Bezugswert ist, der
Bezugswert und die oberen und unteren variierenden zulässigen
Bereiche, die in 7 gezeigt sind, insgesamt um
eine derartige Abweichungsgröße angehoben. Im
Gegensatz dazu sind, wenn die tatsächliche Positionsspannung
PV niedriger als der Bezugswert ist, der Bezugswert und die oberen
und unteren variierenden zulässigen Bereiche, die in 7 gezeigt
sind, insgesamt um eine derartige Abweichungsgröße
abgesenkt. Ferner können in einer Situation, bei der das Hall-Element 78 eine
variierende Ausgangseigenschaft aufweist, d. h. der Gradient des
Bezugswerts der Positionsspannung PV, die in 7 gezeigt
ist, variiert, das Lernen und die Korrektur für jede der Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” ausgeführt
werden.
-
In
der Fahrzeugschaltungssteuerungsvorrichtung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Störungsbestimmungseinrichtung 90 zur Bestimmung
oder Unterscheidung, ob die ständige Störung in
der Positionsspannung PV, die die Absolutpositionsinformation anzeigt,
vorhanden ist, bereitgestellt. Wenn die Störungsbestimmungseinrichtung 90 das
Vorhandensein der ständigen Störung bestimmt,
lernt und korrigiert die Korrektureinrichtung 92 die voreingestellte
Wechselbeziehung, die in 7 gezeigt ist, d. h. die Wechselbeziehung
zwischen der Positionsspannung PV und den vier Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46. Folglich wird in einem Fall, bei
dem eine Neigung besteht, dass die ständige Störung
aufgrund beispielsweise von Variationen in der Magnetfeldstörung
oder der Umgebungstemperatur, einer zeitbedingten Änderung
in der Erfassungseigenschaft des Hall-Elements 78 usw.
vorhanden ist, die Wechselbeziehung korrigiert. Dies kann die vier
Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” des
manuellen Ventils 46 in Abhängigkeit der Positionsspannung
PV mit vergrößerter Genauigkeit jederzeit bestimmen.
-
Ferner
werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der mechanische
Versatz des Schaltmechanismus 70 und die Variation in der
Positionsspannung PV, die die Absolutpositionsinformation darstellt,
verglichen. Der mechanische Versatz des Schaltmechanismus 70 wird
durch die Variation in der Impulszählzahl CP des Impulssignals
SP dargestellt, das von der Drehkodiereinrichtung 72 ausgegeben
wird, die zur Erfassung der Relativpositionsinformation des Drehversatzes
der Umschaltwelle 66 bereitgestellt ist. Dies kann ein
Vorhandensein der ständigen Störung in der Positionsspannung
PV mit vergrößerter Genauigkeit bestimmen.
-
Des
Weiteren wird in einem Fall, bei dem die variierende Breite der
Absolutpositionsinformation (Positionsspannung PV) bezüglich
der variierenden Breite der Relativpositionsinformation (Impulszählzahl
CP) kontinuierlich größer als ein bestimmter Bezugswert
(variierender zulässiger Bereich) für eine Zeitdauer über
die Bestimmungszeit T hinaus ist, ein Vorhandensein der ständigen
Störung bestimmt. Dies kann ein Vorhandensein der ständigen
Störung mit weiter vergrößerter Genauigkeit
bestimmen.
-
Während
die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf das in
der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel beschrieben
worden ist, ist es beabsichtigt, dass die beschriebene Erfindung
lediglich als Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels
betrachtet wird und dass die vorliegende Erfindung in verschiedenerlei
Modifikationen und Verbesserungen auf der Grundlage des Wissens eines
Fachmanns implementiert werden kann.
-
Zusammenfassung
-
In
einer Schaltungssteuerungsvorrichtung, die betriebsfähig
ist, Schaltpositionen auf der Grundlage einer Absolutpositionsinformation
zu bestimmen, die einen mechanischen Versatz eines Schaltmechanismus
betrifft, ist es beabsichtigt, dass die Schaltpositionen unabhängig
von einer Störung und einer zeitbedingten Verschlechterung
genau bestimmt werden. Es wird bestimmt, ob eine variierende Breite
einer Positionsspannung PV, die eine Absolutpositionsinformation
darstellt, in Bezug auf eine variierende Breite einer Impulszählzahl
CP, die eine Relativpositionsinformation darstellt, größer
ist als ein variierender zulässiger Bereich. Wenn sich
ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen beiden Variationen größer
als der variierende zulässige Bereich ist, über
eine Bestimmungszeit T hinaus fortsetzt, wird eine Bestimmung getroffen,
dass eine ständige Störung in der Positionsspannung
PV vorhanden ist, und eine Wechselbeziehung zwischen der Positionsspannung
PV und den Schaltpositionen ”P”, ”R”, ”N” und ”D” wird
gelernt und korrigiert. Dies ermöglicht es, dass die Wechselbeziehung korrigiert
wird, auch wenn eine Variation in der Positionsspannung PV beispielsweise
aufgrund von Variationen in einem Störungsmagnetfeld oder
einer Umgebungstemperatur, einer zeitbedingten Änderung
einer Ausgangseigenschaft eines Hall-Elements 78 usw. auftritt,
so dass die Schaltposition auf der Grundlage der Positionsspannung
PV mit vergrößerter Genauigkeit jederzeit bestimmt
werden kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-308847 [0002]
- - JP 2004-108382 [0002]