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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung bezieht sich auf Kraftfahrzeuge mit Strategien zum Steuern einer elektrischen Servolenkunterstützung während automatischer Kraftmaschinenstopps und automatischer Kraftmaschinenstarts.
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Hintergrund
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Ein Mikrohybrid-Fahrzeug kann seine Brennkraftmaschine stoppen, wenn es zum Stillstand kommt. Ein solches Fahrzeug kann seine Maschine auch neu starten, bevor es aus dem Stillstand beschleunigt. Diese automatischen Maschinenstopps und automatischen Starts können die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Maschinenleerlaufzeit (und somit des Kraftstoffverbrauchs) für einen gegebenen Fahrzyklus verbessern.
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Zusammenfassung
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Ein Kraftfahrzeug kann eine Maschine (z.B. Elektromotor und/oder Verbrennungsmotor), ein elektrisches Servolenksystem und wenigstens eine Steuereinheit umfassen. Die wenigstens eine Steuereinheit kann während eines Ereignisses eines automatischen Stopps der Maschine den verfügbaren Strom für das elektrische Servolenksystem reduzieren, bevor Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen wird.
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Der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem kann auf einen von null verschiedenen Schwellenwert reduziert werden.
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Die wenigstens eine Steuereinheit kann ferner den verfügbaren Strom für das elektrische Servolenksystem von dem von null verschiedenen Schwellenwert auf 0 reduzieren, nachdem der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen worden ist.
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Die Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem reduziert wird, bevor der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen wird, kann von einer Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem reduziert wird, nachdem der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen worden ist, verschieden sein.
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Das Fahrzeug kann ferner einen Starter umfassen. Die wenigstens eine Steuereinheit kann ferner während des Ereignisses eines automatischen Stopps der Maschine den verfügbaren Strom für das elektrische Servolenksystem ausgehend von 0 erhöhen, nachdem der Starter von dem Anlassen des Motors ausgerückt worden ist.
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Der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem kann auf einen von null verschiedenen Schwellenwert erhöht werden, bevor die Maschine bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl läuft.
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Die wenigstens eine Steuereinheit kann ferner den verfügbaren Strom für das elektrische Servolenksystem von den von null verschiedenen Schwellenwert auf einen maximalen Wert erhöhen, wenn die Maschine bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl läuft.
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Eine Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem von 0 auf den von null verschiedenen Schwellenwert erhöht wird, kann von einer Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem von dem von null verschiedenen Schwellenwert zu dem maximalen Wert erhöht wird, verschieden sein.
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Die wenigstens eine Steuereinheit kann ferner während des Ereignisses eines automatischen Stopps eine Bedingung für automatischen Start detektieren und als Reaktion darauf den verfügbaren Strom für das elektrische Servolenksystem erhöhen.
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Eine Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem erhöht wird, bevor die Maschine bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl läuft, kann von einer Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem erhöht wird, wenn die Maschine bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl läuft, verschieden sein.
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Ein Kraftfahrzeug kann eine Maschine, ein elektrisches Servolenksystem und wenigstens eine Steuereinheit umfassen. Die wenigstens eine Steuereinheit kann während eines Ereignisses eines automatischen Stopps der Maschine einen verfügbaren Strom für das elektrische Servolenksystem mit einer ersten Rate auf einen von null verschiedenen Schwellenwert reduzieren, bevor der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen wird, und den verfügbaren Strom für das elektrische Servolenksystem mit einer von der ersten Rate verschiedenen zweiten Rate von dem von null verschiedenen Schwellenwert auf 0 reduzieren, nachdem der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen worden ist.
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Ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Kraftfahrzeug-Servolenksystems kann das Detektieren eines Ereignisses eines automatischen Stopps für eine Maschine und als Reaktion auf das Detektieren des Ereignisses eines automatischen Stopps für die Maschine das Reduzieren eines verfügbaren Stroms für das elektrische Servolenksystem, bevor der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen wird, umfassen.
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Der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem kann auf einen von null verschiedenen Schwellenwert reduziert werden.
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Das Verfahren kann ferner das Reduzieren des verfügbaren Stroms für das elektrische Servolenksystem von dem von null verschiedenen Schwellenwert auf 0, wenn der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen worden ist, umfassen.
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Eine Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem reduziert wird, bevor der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen wird, kann von einer Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem reduziert wird, nachdem der Kraftstoff zu der Maschine unterbrochen worden ist, verschieden sein.
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Das Verfahren kann ferner das Erhöhen des verfügbaren Stroms für das elektrische Servolenksystem ausgehend von 0 während des Ereignisses eines automatischen Stopps der Maschine, nachdem ein Starter von dem Anlassen der Maschine ausgerückt worden ist, umfassen.
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Der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem kann auf einen von null verschiedenen Schwellenwert erhöht werden, bevor die Maschine bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl läuft.
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Der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem kann von dem von null verschiedenen Schwellenwert auf einen maximalen Wert erhöht werden, wenn die Maschine bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl läuft.
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Die Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem von 0 auf den von null verschiedenen Schwellenwert erhöht wird, kann von einer Rate, mit der der verfügbare Strom für das elektrische Servolenksystem von dem von null verschiedenen Schwellenwert zu dem maximalen Wert erhöht wird, verschieden sein.
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Das Verfahren kann ferner während des Ereignisses eines automatischen Stopps das Detektieren einer Bedingung für automatischen Start und als Reaktion darauf das Erhöhen des verfügbaren Stroms für das elektrische Servolenksystem umfassen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockschaltplan eines Mikrohybrid-Fahrzeugs.
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2 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Maschinenstatus während eines Ereignisses eines automatischen Stopps.
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3 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung des verfügbaren Stroms für das elektrische Servolenksystem während des Ereignisses eines automatischen Stopps von 2.
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4 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Maschinenstatus während eines Ereignisses eines teilweisen automatischen Stopps.
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5 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung des verfügbaren Stroms für das elektrische Servolenksystem während des Ereignisses eines teilweisen automatischen Stopps von 4.
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Genaue Beschreibung
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Wie gefordert, werden hier genaue Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; selbstverständlich sind jedoch die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann, lediglich beispielhaft. Die Figuren sind nicht notwendig maßstabsgerecht; einige Merkmale können vergrößert oder minimiert sein, um Einzelheiten besonderer Komponenten zu zeigen. Daher sollen die spezifischen strukturellen und funktionalen Einzelheiten, die hier offenbart sind, nicht als beschränkend, sondern lediglich als repräsentative Grundlage interpretiert werden, um einen Fachmann auf dem Gebiet zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise genutzt werden kann.
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In 1 kann ein Mikrohybrid-Fahrzeug 10 einen Starter 11, eine Maschine 12, eine Batterie 13, einen Wechselstromgenerator 14, ein elektrisches Servolenkunterstützungssystem 16 und ein Lenksystem 18 (z. B. ein Lenkrad und dergleichen) umfassen. Das Fahrzeug 10 kann außerdem ein Fahrpedalsystem 20, ein Bremspedalsystem 22 und eine oder mehrere Steuereinheiten 24 umfassen. Der Starter 11, die Maschine 12, die Batterie 13, das Lenksystem 18 und Pedalsysteme 20, 22 kommunizieren mit den Steuereinheiten 24/unterliegen der Steuerung durch die Steuereinheiten 24 (wie durch eine Strichlinie angegeben ist). Der Starter 11 ist dafür ausgelegt, die Maschine 12 mechanisch anzulassen (wie durch eine durchgezogene Linie angegeben ist). Die Maschine 12 ist dafür ausgelegt, den Wechselstromgenerator 14 mechanisch anzutreiben (wie durch eine dicke Linie angegeben ist), so dass der Wechselstromgenerator 14 elektrischen Strom erzeugt. Der Wechselstromgenerator 14 ist mit dem elektrischen Servolenkunterstützungssystem 16 elektrisch verbunden (wie durch eine dünne Linie angegeben ist), das konfiguriert ist, Lenkkräfte, die mit dem Lenksystem 18 einhergehen, zu reduzieren. Als solches kann das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 Strom, der durch den Wechselstromgenerator 14 erzeugt wird, verbrauchen. Die Batterie 13 ist ebenfalls mit dem elektrischen Servolenkunterstützungssystem 16 elektrisch verbunden (wie durch eine dünne Linie angegeben ist). Daher kann die Batterie 13 elektrischen Strom, der durch das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 verbraucht wird, bereitstellen, wenn beispielsweise die Maschine 12 ausgeschaltet ist.
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Die Steuereinheiten 24 können einen automatischen Stopp oder einen automatischen Start der Maschine 12 veranlassen. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal 22 tritt und das Fahrzeug 10 beispielsweise zum Stillstand kommt, können die Steuereinheiten 24 einen Befehl ausgeben, um den Prozess zum Stoppen der Maschine 12 zu beginnen, wodurch verhindert wird, dass die Maschine 12 das elektrische Servolenksystem 16 über den Wechselstromgenerator 14 mit Leistung versorgt. Wenn der Fahrer das Bremspedal 22 loslässt (und/oder auf das Fahrpedal 20 tritt), nachdem ein Maschinenstopp stattgefunden hat, können die Steuereinheiten 24 einen Befehl ausgeben, um den Prozess zum Starten der Maschine 12 zu beginnen, um so die Maschine 12 in die Lage zu versetzen, das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 über den Wechselstromgenerator 14 mit Leistung zu versorgen.
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Plötzliche Änderungen von Lenkkräften während Ereignisse automatischer Maschinenstopps können beim Fahrer eine Unzufriedenheit hervorrufen. Daher kann die Batterie 13 elektrische Leistung für den Verbrauch durch das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 bereitstellen, wie oben erwähnt worden ist. Die durch das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 erzeugte Last kann jedoch die Kapazitäten der Batterie 13 übersteigen, falls die Batterie 13 verwendet wird, das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 während der gesamten Dauer des automatischen Maschinenstoppereignisses mit Leistung zu versorgen.
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In 2 kann ein Ereignis eines automatischen Maschinenstopps mehrere Stufen umfassen: "Beginn des automatischen Stopps", was den Beginn des Ereignisses des automatischen Maschinenstopps markiert; "Vorbereiten des automatischen Maschinenstopps", was die Zeitdauer ist, in der Fahrzeugsysteme sowie die Maschine für den bevorstehenden Maschinenstopp vorbereitet werden, (falls während dieser Stufe eine Bedingung zur Verhinderung eines automatischen Stopps detektiert wird, wird die Vorbereitung für den anstehenden Maschinenstopp unterbrochen und werden die Fahrzeugsysteme und die Maschine in ihre normalen Betriebsarten zurückgeführt); "Kraftstoffabschaltung", was den Punkt markiert, an dem der Kraftstofffluss zu der Maschine angehalten wird; "Maschine stoppt", was die Zeitdauer ist, in der die Maschinendrehzahl auf 0 reduziert ist; "unterhalb Kraftstoffneustart" was den Punkt markiert, nach dem, falls ein Neustart erforderlich ist, um den automatischen Stopp während der "Maschine stoppt"-Stufe zu verhindern, der Starter eingerückt werden muss, um die Maschine anzulassen (falls ein Neustart vor dem "unterhalb Kraftstoffneustart" und während der "Maschine stoppt"-Stufe erforderlich ist, kann die Maschine neu gestartet werden, um den automatischen Stopp durch erneutes Einschalten des Kraftstoffflusses zu verhindern); "Maschinendrehzahl = 0", was den Punkt markiert, an dem die Maschinendrehzahl nahe bei oder gleich 0 ist; "Maschine automatisch gestoppt", was die Zeitdauer ist, in der die Maschine ausgeschaltet ist; "Starter einrücken", was den Punkt markiert, an dem der Starter mit dem Anlassen der Maschine beginnt, um zu versuchen, die Maschine zu starten (als Reaktion auf die Detektion einer Bedingung eines automatischen Maschinenstarts); "Starter lässt Maschine an", was die Zeitdauer ist, in der die Maschine nicht aufgrund ihrer eigenen Leistung laufen kann; "Starter ausrücken", was den Punkt markiert, an dem die Maschine aufgrund ihrer eigenen Leistung laufen kann; "Maschinendrehzahl steigt", was die Zeitdauer ist, in der die Drehzahl der Maschine auf ihre Laufdrehzahl ansteigt; "Ende des automatischen Starts", was den Punkt markiert, an dem die Drehzahl der Maschine ihre Laufdrehzahl erreicht hat (eine Drehzahl bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl).
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In 3 kann der verfügbare Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem (z. B. der Strom, der für den Verbrauch durch das elektrische Servolenksystem 16 verfügbar ist) in der Umgebung des Beginns des Ereignisses des automatischen Maschinenstopps abgesenkt und in der Umgebung des Endes des Ereignisses des automatischen Maschinenstopps angehoben werden. Ein solches Absenken bzw. Anheben kann verhindern, dass ein Fahrer plötzliche Änderungen der Lenkkräfte erfährt, es kann die Dauer, in der die Batterie 13 verwendet wird, um das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 mit Leistung zu versorgen, begrenzen und/oder es kann die nachteilige Wirkung zusätzlicher Lenkeingaben auf die Systemspannung während des Übergangs und nach dem Übergang von dem Wechselstromgenerator 14 zu der Batterie 13 als Quelle für den Strom des elektrischen Servolenkunterstützungssystems begrenzen.
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Bei Detektion eines Ereignisses eines automatischen Stopps und vor dem Beginn des Absenkens des verfügbaren Stroms für das elektrische Servolenkunterstützungssystem können die Steuereinheiten 24 bestimmen, ob der von dem elektrischen Servolenkunterstützungssystem 16 verbrauchte Strom geringer als ein bestimmter Schwellenwert (z. B. 40 Ampère) ist. Wenn nicht, wird der automatische Maschinenstopp verhindert. (Diese Prüfung kann auch während der anfänglichen Stufen des Absenk/Anhebeprozesses ausgeführt werden. Das heißt, falls der Strom, der durch das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 verbraucht wird, einen bestimmen Schwellenwert übersteigt, der von der Stufe des Ereignisses eines automatischen Stopps abhängen kann, kann der automatische Maschinenstopp verhindert werden.) Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Batterie 13 das Ziehen von Strom während des Übergangs und nach dem Übergang von dem Wechselstromgenerator 14 zu der Batterie 13 als Quelle für den Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem handhaben kann. Wenn ja, können die Steuereinheiten 24 während der "Vorbereiten des automatischen Maschinenstopps"-Stufe beginnen, den verfügbaren Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem von einem Maximum zu ASSIST_DOWN unter Verwendung der Rampenrate RAMP_DOWN_1 zu reduzieren. Der AS-SIST_DOWN-Pegel kann die nachteilige Wirkung einer zusätzlichen Fahrerlenkeingabe auf die Systemspannung während des Übergangs und nach dem Übergang von dem Wechselstromgenerator 14 zu der Batterie 13 als Quelle für den Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem begrenzen. Durch Absenken der Unterstützung auf diesen Pegel kann der Fahrer nicht beeinträchtigt werden, da alles, was weggenommen wird, eine ungenutzte Unterstützung ist. Außerdem kann die Absenk/Anheberate in der Weise eingestellt werden, dass der Fahrer diese Wegnahme einer verfügbaren Unterstützung nicht merkt, selbst wenn er das Lenkrad 18 bewegt.
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Sobald die Maschinendrehzahl niedriger als ein Schwellenwert ist, so dass der Starter 11 für einen Maschinenneustart erforderlich ist (d. h. nach "unterhalb Kraftstoffneustart"), kann der verfügbare Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem unter Verwendung der Absenkrate RAMP_DOWN_2 auf 0 abgesenkt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in Situationen, in denen die Maschine 12 ohne Verwendung des Starters 11 neu gestartet werden kann, die Lenkkraft des Fahrers oder ein Eingangsdrehmoment, das erforderlich ist, um das Lenkrad 18 zu drehen, nicht beeinflusst wird. Außerdem kann diese Absenkrate in der Weise eingestellt werden, dass der Fahrer einen plötzlichen Lenkradstoß zurück nicht merkt, außerdem kann dadurch sichergestellt werden, dass die Unterstützung vor dem frühesten Punkt, zu dem der Starter 11 eingerückt werden kann, vollständig weggenommen ist.
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Sobald der Starter 11 während des Maschinenneustarts ausgerückt ist (d. h. nach "Starter ausrücken"), kann der verfügbare Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem unter Verwendung der Anheberate RAMP_UP_1 auf ASSIST_UP angehoben werden. Dies kann für den Fahrer einen bestimmten Grad einer verfügbaren Unterstützung von der Batterieleistung bereitstellen, während die Maschine 12 startet.
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Wenn der Wechselstromgenerator 14 vollständig in Betrieb ist (d. h. nach "Ende des automatischen Starts"), kann der verfügbare Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem unter Verwendung der Anheberate RAMP_UP_2 auf seinen maximalen Wert angehoben werden. Das System nimmt dann wieder seinen Normalbetrieb auf.
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In 4 kann ein Ereignis eines teilweisen automatischen Maschinenstopps weniger Stufen als ein Ereignis eines vollständigen automatischen Maschinenstopps (vergleiche 3) enthalten, da die Maschine 12 vor einem vollständigen Abschalten erneut gestartet wird. In dem Beispiel von 4 detektieren die Steuereinheiten 24 während der "Maschine stoppt"-Stufe (vor der "unterhalb Kraftstoffneustart"-Stufe) eine Bedingung für einen automatischen Maschinenstart (z. B. lässt ein Fahrer das Bremspedal 22 los). Die Steuereinheiten 24 befehlen daher eine Wiederaufnahme eines Kraftstoffflusses zu der Maschine 12, was bewirkt, dass die Maschine 12 neu startet.
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In 5 kann der verfügbare Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem unter Verwendung der Rampenrate RAMP_UP_1 angehoben werden, sobald die Steuereinheiten eine Bedingung für einen automatischen Maschinenstart vor weiteren Lenkeingaben vom Fahrer detektieren. Der verfügbare Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem kann dann unter Verwendung der Rampenrate RAMP_UP_2 auf sein Maximum angehoben werden, nachdem die Maschine zu laufen begonnen hat (nachdem die Maschine eine Drehzahl bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl erreicht hat).
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Die Rampenraten, Unterstützungspegel (falls vorhanden) und die Zeitvorgabe, wann das Absenken/Anheben beginnt und/oder endet, können kalibriert werden, um eine gewünschte Lenkleistung bereitzustellen. Beispielsweise können bestimmte Absenk-/Anhebe-Algorithmen die AS-SIST_DOWN_ und/oder ASSIST_UP-Pegel nicht besitzen. Das heißt, der verfügbare Strom für das elektrische Servolenkunterstützungssystem kann von seinem Maximum auf 0 und/oder umgekehrt abgesenkt bzw. angehoben werden, ohne auf irgendeinem Zwischenschwellenwert gehalten zu werden. Andere Szenarien sind ebenfalls möglich.
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Die hier offenbarten Algorithmen können für eine Verarbeitungsvorrichtung wie etwa die Steuereinheiten 24 bereitgestellt/durch diese implementiert werden, wobei die Steuereinheiten 24 irgendeine vorhandene elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit in vielen Formen enthalten können, einschließlich, ohne jedoch darauf eingeschränkt zu sein, Informationen, die dauerhaft in einem nicht beschreibbaren Speichermedium wie etwa in ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar in beschreibbaren Speichermedien wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Die Algorithmen können auch in einem durch Software ausführbaren Objekt implementiert sein. Alternativ können die Algorithmen als Ganzes oder zum Teil unter Verwendung geeigneter Hardware-Komponenten wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Controller oder anderer Hardware-Komponenten oder -Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten sein.
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Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Eher sind die in dem Anmeldungstext verwendeten Formulierungen beschreibende als beschränkende Formulierungen, wobei selbstverständlich verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale verschiedener implementierender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
