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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und vor allem ein Drehzahlregulierungsverfahren für ein Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens sowie ein Antriebssystem für ein Hybrid-Elektrofahrzeug.
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HINTERGRUND
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Ein Verfahren zur Steuerung eines Schaltvorgangs hat großen Einfluss auf den Fahrkomfort für Fahrzeuginsassen. Ein zweckmäßiges Verfahren zum Schalten ermöglicht nicht nur Komfort für die Fahrzeuginsassen, sondern verhindert auch eine Beschädigung einer Kupplung aufgrund von Langzeitreibung. Gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen wird zusätzlich ein Motor für einen Antriebsabschnitt eines Hybrid-Elektrofahrzeugs vorgesehen, so dass das Hybrid-Elektrofahrzeug Vorteile des Motors, wie zum Beispiel eine schnelle dynamische Reaktion und präzise Geschwindigkeitskontrolle, während des Schaltvorgangs nutzen kann, wodurch die Schaltqualität auf ein Maximum gesteigert wird.
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Im Stand der Technik wird die Kupplung bei Ausführung des Schaltvorgangs bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug stets so gesteuert, dass sie während der Regulierung der Drehzahl eine Auskupplung durchführt, unabhängig davon, ob die Kupplung eingekuppelt ist oder nicht. Befindet sich das Hybrid-Elektrofahrzeug im Hybridbetrieb und die Kupplung im eingekuppelten Zustand, kann dies im Ergebnis die Dauer des Schaltvorgangs aufgrund wiederholter Auskupplung und Einkupplung der Kupplung vor und nach dem Schalten verlängern. Alternativ erfolgt die Drehzahlregulierung separat durch den Motor. Im Ergebnis kann dies bei eingekuppelter und schwerfälliger Kupplung ebenfalls die Dauer des Schaltvorgangs sowie gleichzeitig die Dauer bis zum Wiederaufbau des Drehmoments verlängern und die Schaltqualität beeinträchtigen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ziel von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es, mindestens eines der im Stand der Technik bestehenden Probleme zumindest zu einem gewissen Grad zu lösen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Drehzahlregulierungsverfahren für ein Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens bereitzustellen, das ein Drehmoment des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl des Fahrzeugs im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor steuert, wenn ein Schaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, wodurch auf schnelle Weise ein vollständiger Drehzahlregulierungsvorgang abgeschlossen, die Dauer des Schaltvorgangs verkürzt und eine Schaltqualität verbessert wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Antriebssystem für ein Hybrid-Elektrofahrzeug bereitzustellen.
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Bei einem Aspekt schlägt die vorliegende Offenbarung Ausführungsformen eines Drehzahlregulierungsverfahrens für ein Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens vor. Ein Antriebssystem des Hybrid-Elektrofahrzeugs umfasst einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor und eine zwischen den Verbrennungsmotor und den Antriebsmotor geschaltete Kupplung. Das Verfahren umfasst Schritte wie: das Ermitteln einer aktuellen Gangposition und einer Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs; das Berechnen einer Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs; das Feststellen, ob die Kupplung eingekuppelt ist; und das Steuern eines Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung höher oder gleich einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist.
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Nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden bei dem Drehzahlregulierungsverfahren für das Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens zunächst die aktuelle Gangposition und die Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs ermittelt, dann wird die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs berechnet und bei festgestellter eingekuppelter Kupplung wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor gesteuert, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors höher oder gleich einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist. Ist die Kupplung eingekuppelt, kann das Drehzahlregulierungsverfahren nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung somit verglichen mit einem herkömmlichen Verfahren, das die Drehzahl lediglich über einen Antriebsmotor reguliert, die Drehzahlregulierung somit auf schnelle Weise durch Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor erzielen, wodurch die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs verkürzt, der Wiederaufbau des Drehmoments erleichtert, die Dauer der Leistungsunterbrechung reduziert und die Schaltqualität verbessert wird.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor das Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors gemäß einem Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors, das Steuern einer Drehzahl des Antriebsmotors, so dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und das Steuern der Kupplung, so dass diese eingekuppelt bleibt, bis ein Betrag einer Differenz zwischen einer antriebsseitigen Drehzahl und einer der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren vor dem Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor des Weiteren einen Schritt des Feststellens, ob ein Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird. Wenn festgestellt wird, dass der Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich einem Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors und das Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors wird gemäß dem Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl ermittelt. Wenn festgestellt wird, dass ein Hochschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich null.
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Ein Verhältnis zwischen dem Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors und dem Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl stellt sich wie folgt dar:
Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl (U/min) | unter 20 | 40 | 60 | 80 | über 100 |
Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors (Nm) | 80 | 50 | 30 | 15 | 5 |
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Wenn festgestellt wird, dass die Kupplung ausgekuppelt ist, wird der Verbrennungsmotor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung so gesteuert, dass er unverändert bleibt, die Drehzahl des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass sie gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass sie ausgekuppelt bleibt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Wenn festgestellt wird, dass die Kupplung eingekuppelt ist und die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors unter der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl liegt, wird der Verbrennungsmotor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung so gesteuert, dass er stoppt, die Drehzahl des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass sie gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass sie auskuppelt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Bei einem weiteren Aspekt schlägt die vorliegende Offenbarung Ausführungsformen eines Antriebssystems für ein Hybrid-Elektrofahrzeug vor. Das Antriebssystem umfasst einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor, eine zwischen den Verbrennungsmotor und den Antriebsmotor geschaltete Kupplung und eine Steuerung. Die Steuerung ist zum Ermitteln einer aktuellen Gangposition und einer Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs, zum Berechnen einer Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs, zum Feststellen, ob die Kupplung eingekuppelt ist, und zum Steuern eines Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor ausgebildet, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung höher oder gleich einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist.
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Nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ermittelt die Steuerung bei dem Antriebssystem für das Hybrid-Elektrofahrzeug zunächst die aktuelle Gangposition und die Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs, berechnet dann die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs und steuert das Drehmoment des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung höher oder gleich der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist. Ist die Kupplung eingekuppelt, kann das Antriebssystem des Hybrid-Elektrofahrzeugs nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verglichen mit einer lediglich über einen Antriebsmotor erfolgenden Regulierung der Drehzahl die Drehzahlregulierung somit auf schnelle Weise durch Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor erzielen, wodurch die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs verkürzt, der Wiederaufbau des Drehmoments erleichtert, die Dauer der Leistungsunterbrechung reduziert und die Schaltqualität verbessert wird.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bewirkt die Steuerung während des Steuerns des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor eine Steuerung des Drehmoments des Verbrennungsmotors gemäß einem Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors, eine Steuerung einer Drehzahl des Antriebsmotors, so dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und eine Steuerung der Kupplung, so dass diese eingekuppelt bleibt, bis ein Betrag einer Differenz zwischen einer antriebsseitigen Drehzahl und einer der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuerung vor dem Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor des Weiteren fest, ob ein Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird. Wenn die Steuerung feststellt, dass der Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich einem Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors und das Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors wird gemäß dem Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl ermittelt. Wenn die Steuerung feststellt, dass ein Hochschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, dann ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich null.
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Das Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors und der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl weisen folgendes Verhältnis auf:
Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl (U/min) | unter 20 | 40 | 60 | 80 | über 100 |
Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors (Nm) | 80 | 50 | 30 | 15 | 5 |
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Wenn festgestellt wird, dass die Kupplung ausgekuppelt ist, bewirkt die Steuerung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung des Weiteren eine Steuerung des Verbrennungsmotors, so dass dieser unverändert bleibt, eine Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors, so dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und eine Steuerung der Kupplung, so dass diese ausgekuppelt bleibt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Wenn festgestellt wird, dass die Kupplung eingekuppelt ist und die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors unter der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl liegt, bewirkt die Steuerung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung des Weiteren eine Steuerung des Verbrennungsmotors, so dass dieser stoppt, eine Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors, so dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und eine Steuerung der Kupplung, so dass diese auskuppelt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Weitere Aspekte und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt, ergeben sich zum Teil aus der nachfolgenden Beschreibung oder können der praktischen Anwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung entnommen werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Diese und weitere Aspekte und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm eines Antriebssystems eines Hybrid-Elektrofahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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2 ein Flussdiagramm eines Drehzahlregulierungsverfahrens für ein Hybrid-Elektrofahrzeugs während des Schaltens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
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3 ein Flussdiagramm eines Drehzahlregulierungsverfahrens für ein Hybrid-Elektrofahrzeugs während des Schaltens nach einem speziellen Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird näher auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eingegangen. Gleiche oder ähnliche Elemente und Elemente mit gleichen oder ähnlichen Funktionen sind in der gesamten Beschreibung mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die hier mit Bezug auf die Zeichnung beschriebenen Ausführungsformen dienen der Erläuterung, der Veranschaulichung und dem allgemeinen Verständnis der vorliegenden Offenbarung. Die Ausführungsformen sollen nicht als die vorliegende Offenbarung einschränkend interpretiert werden.
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In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen und Beispiele zur Umsetzung unterschiedlicher Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Zur Vereinfachung der vorliegenden Offenbarung werden bestimmte Elemente und Einstellungen beschrieben. Diese Elemente und Einstellungen sind jedoch nur Beispiele und sollen die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Zudem können sich Bezugszeichen bei verschiedenen Beispielen in der vorliegenden Offenbarung wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Vereinfachung und der Klarheit und verweist nicht auf Beziehungen zwischen verschiedenen Ausführungsformen und/oder Einstellungen. Des Weiteren werden Beispiele für verschiedene Prozesse und Materialien in der vorliegenden Offenbarung dargelegt. Dem Fachmann ist jedoch bewusst, dass auch andere Prozesse und/oder Materialien verwendet werden können. Zudem kann eine Ausgestaltung, in der sich das erste Merkmal „an” einem zweitem Merkmal befindet, eine Ausführungsform einschließen, in der sich das erste Merkmal in direktem Kontakt mit dem zweiten Merkmal befindet, und kann ebenso eine Ausführungsform einschließen, in der das erste Merkmal und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt miteinander stehen, jedoch über ein weiteres, dazwischen ausgebildetes Merkmal verbunden sind.
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Es soll verstanden werden, dass die Begriffe „angebracht”, „verbunden” sowie „gekoppelt” und dergleichen in der Beschreibung, sofern nicht anders spezifiziert oder eingegrenzt, im weiten Sinn verwendet werden und beispielsweise mechanische oder elektrische Verbindungen sowie interne Verbindungen zweier Elemente sowie direkte Verbindungen oder indirekte Verbindungen über dazwischenliegende Strukturen bezeichnen können, die von dem Fachmann gemäß den entsprechenden Situationen verstanden werden.
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Das Drehzahlregulierungsverfahren für das Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens und das Antriebsystem für das Hybrid-Elektrofahrzeug nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Antriebssystems für ein Hybrid-Elektrofahrzeug nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Drehzahlregulierungsverfahrens für ein Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Antriebssystem des Hybrid-Elektrofahrzeugs einen Verbrennungsmotor 1, einen Antriebsmotor 2, eine zwischen den Verbrennungsmotor 1 und den Antriebsmotor 2 geschaltete Kupplung C, ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) 4 und ein Hauptuntersetzungsgetriebe 3.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Drehzahlregulierungsverfahren für ein Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens die folgenden Schritte:
In Schritt S1 werden eine aktuelle Gangposition und eine Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs ermittelt.
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In Schritt S2 wird eine Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der derzeitigen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs berechnet.
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In Schritt S3 wird festgestellt, ob die Kupplung eingekuppelt ist.
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In Schritt S4 wir ein Drehmoment des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor gesteuert, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung höher oder gleich einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden in Schritt S4 der Verbrennungsmotor, der Antriebsmotor und die Kupplung zur Regulierung der Drehzahl des Hybrid-Elektrofahrzeugs wie hiernach beschrieben gesteuert. Insbesondere wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors gemäß dem Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gesteuert, die Drehzahl des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass diese eingekuppelt bleibt, bis ein Betrag einer Differenz zwischen einer antriebsseitigen Drehzahl und einer der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Insbesondere umfasst das Drehzahlregulierungsverfahren für das Hybrid-Elektrofahrzeug bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie in 3 gezeigt, die folgenden Schritte:
In Schritt S301 werden nach der Abladung von Drehmomenten des Verbrennungsmotors und des Antriebsmotors eine Drehzahl des Verbrennungsmotors, eine Drehzahl des Antriebsmotors, eine aktuelle Gangposition und eine Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs sowie eine antriebsseitige Drehzahl nsm und eine abtriebsseitige Drehzahl nss ermittelt und ein Zustand der Kupplung erfasst.
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In Schritt S302 wird eine Zieldrehzahl nt des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition berechnet.
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In Schritt S303 wird festgestellt, ob die Kupplung eingekuppelt ist; wenn dem so ist, wird Schritt S304 ausgeführt, und wenn nicht, wird Schritt S312 ausgeführt.
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In Schritt S304 wird festgestellt, ob die Zieldrehzahl nt des Verbrennungsmotors höher oder gleich der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl nd ist; wenn dem so ist, wird Schritt S305 ausgeführt, und wenn nicht, wird Schritt S310 ausgeführt. Die vorbestimmte Leerlaufdrehzahl nd des Verbrennungsmotors liegt üblicherweise zwischen 750 U/min und 800 U/min.
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In Schritt S305 wird festgestellt, ob ein Herunterschaltvorgang vorgenommen wird; wenn dem so ist, wird Schritt S306 ausgeführt, und wenn nicht, wird Schritt S308 ausgeführt.
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In Schritt S306 wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors gemäß dem Zieldrehmoment Te des Verbrennungsmotors gesteuert, die Drehzahl nm des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass diese gleich der Zieldrehzahl nt des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass sie eingekuppelt bleibt. In diesem Fall ist das Zieldrehmoment Te des Verbrennungsmotors gleich einem Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors, und das Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors steht in Beziehung zu einem Betrag |nsm – nss| einer Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl.
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In Schritt S307 wird festgestellt, ob |nsm – nss| unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellwert nth liegt; wenn dem so ist, wird Schritt S314 ausgeführt, und wenn nicht, wird Schritt S306 wiederholt.
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In Schritt S308 wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors gemäß dem Zieldrehmoment Te des Verbrennungsmotors gesteuert, die Drehzahl nm des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass diese gleich der Zieldrehzahl nt des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass sie eingekuppelt bleibt. In diesem Fall ist das Zieldrehmoment Te des Verbrennungsmotors gleich null.
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In Schritt S309 wird festgestellt, ob |nsm – nss| unter einem vorbestimmten Drehzahlschwellwert nth liegt; wenn dem so ist, wird Schritt S314 ausgeführt, und wenn nicht, wird Schritt S307 wiederholt.
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Das heißt, dass gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vor dem Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor des Weiteren festgestellt wird, ob ein Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird. Wenn festgestellt wird, dass der Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, dann ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich dem Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors, wobei das Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors gemäß dem Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl ermittelt wird. Wenn festgestellt wird, dass der Hochschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, dann ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich null.
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Zudem haben das Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors und der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl das in Tabelle 1 wie folgt gezeigte Verhältnis: Tabelle 1
Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl (U/min) | unter 20 | 40 | 60 | 80 | über 100 |
Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors (Nm) | 80 | 50 | 30 | 15 | 5 |
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Jeder Wert in Tabelle 1 kann kalibriert werden. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann der Drehzahlregulierungsvorgang durch Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor auf schnelle Weise abgeschlossen werden, wodurch die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs verkürzt, der Wiederaufbau des Drehmoments erleichtert und die Dauer der Leistungsunterbrechung reduziert wird.
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In Schritt S310 wird der Verbrennungsmotor so gesteuert, dass er stoppt, die Drehzahl nm des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass diese gleich der Zieldrehzahl nt des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass sie auskuppelt.
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In Schritt S311 wird festgestellt, ob |nsm – nss| unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert nth liegt; wenn dem so ist, wird Schritt S314 ausgeführt, und wenn nicht, wird Schritt S310 ausgeführt.
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Mit anderen Worten bleibt der Verbrennungsmotors bei festgestellter ausgekuppelter Kupplung unverändert, die Drehzahl des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass diese ausgekuppelt bleibt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden antriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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In Schritt S312 wird der Verbrennungsmotor so gesteuert, dass er im aktuellen Zustand, d. h. unverändert bleibt, die Drehzahl nm des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass diese gleich der Zieldrehzahl nt des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass sie ausgekuppelt bleibt.
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In Schritt S313 wird festgestellt, ob |nsm – nss| unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert nth liegt; wenn dem so ist, wird Schritt S314 ausgeführt, und wenn nicht, wird Schritt S312 wiederholt.
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Mit anderen Worten wird der Verbrennungsmotor bei festgestellter eingekuppelter Kupplung und festgestellter Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors unter der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl so gesteuert, dass sich dieser abschaltet, die Drehzahl des Antriebsmotors wird so gesteuert, dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und die Kupplung wird so gesteuert, dass diese ausgekuppelt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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In Schritt S314 wird der Drehzahlregulierungsvorgang abgeschlossen und das Hybrid-Elektrofahrzeug geht in eine Schalt- und Drehmomentwiederaufbauphase über.
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Zusammenfassend wird bei Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung neben der Regulierung der Drehzahl des Antriebsmotors bei eingekuppelter Kupplung auch das Drehmoment des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor gesteuert, wodurch der Drehzahlregulierungsvorgang auf schnelle Weise abgeschlossen, die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs verkürzt, der Wiederaufbau des Drehmoments erleichtert, die Dauer der Leistungsunterbrechung reduziert und die Schaltqualität verbessert wird. Zudem werden bei dem Drehzahlregulierungsverfahren nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verschiedene Vorgänge so gesteuert, dass sie gemäß Echtzeit-Phasen erfolgen, anstatt die Kupplung so zu steuern, dass sie fortwährend auskuppelt, wodurch verhindert wird, dass die Kupplung im Hybridbetrieb wiederholt einkuppelt und auskuppelt, was die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs während des Schaltens verkürzt, somit verhindert, dass die Kupplung und dergleichen wiederholt bedient werden, und die Lebensdauer der Kupplung verlängert.
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Nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden bei dem Drehzahlregulierungsverfahren für das Hybrid-Elektrofahrzeug während des Schaltens zunächst die aktuelle Gangposition und die Zielgangposition ermittelt, dann wird die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs berechnet und das Drehmoment des Verbrennungsmotors wird zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor gesteuert, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung höher oder gleich einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist. Ist die Kupplung eingekuppelt, kann das Drehzahlregulierungsverfahren nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung somit verglichen mit einem herkömmlichen Verfahren, das die Drehzahl lediglich über einen Antriebsmotor reguliert, die Drehzahlregulierung somit auf schnelle Weise durch Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor erzielen, wodurch die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs verkürzt, der Wiederaufbau des Drehmoments erleichtert, die Dauer der Leistungsunterbrechung reduziert und die Schaltqualität verbessert wird.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Antriebssystem des Hybrid-Elektrofahrzeugs wie in 1 gezeigt einen Verbrennungsmotor 1, einen Antriebsmotor 2, eine zwischen den Verbrennungsmotor 1 und den Antriebsmotor 2 geschaltete Kupplung C und eine nicht näher dargestellte Steuerung. Wie 1 zeigt, umfasst das Antriebssystem des Weiteren ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) 4 und ein Hauptuntersetzungsgetriebe 3.
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Die Steuerung ist zum Ermitteln der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs, zum Berechnen der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs, zum Feststellen, ob die Kupplung eingekuppelt ist, und zum Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor ausgebildet, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung höher oder gleich einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist.
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Des Weiteren bewirkt die Steuerung während des Steuerns des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor eine Steuerung des Drehmoments des Verbrennungsmotors gemäß dem Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors, eine Steuerung einer Drehzahl des Antriebsmotors, so dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und eine Steuerung der Kupplung, so dass diese eingekuppelt bleibt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt die Steuerung vor dem Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit dem Antriebsmotor des Weiteren fest, ob ein Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird. Wenn die Steuerung feststellt, dass der Herunterschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich einem Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors. Das Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors wird gemäß einem Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl ermittelt. Wenn der Hochschaltvorgang bei dem Hybrid-Elektrofahrzeug vorgenommen wird, dann ist das Zieldrehmoment des Verbrennungsmotors gleich null.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt sich ein Verhältnis zwischen dem Vorspanndrehmoment des Verbrennungsmotors und dem Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl wie in der obenstehenden Tabelle 1 dar.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bewirkt die Steuerung bei festgestellter ausgekuppelter Kupplung eine Steuerung des Verbrennungsmotors, so dass dieser in einem aktuellen Zustand bleibt, eine Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors, so dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und eine Steuerung der Kupplung, so dass diese ausgekuppelt bleibt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung unter der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl liegt, bewirkt die Steuerung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Steuerung des Verbrennungsmotors, so dass dieser stoppt, eine Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors, so dass diese gleich der Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors ist, und eine Steuerung der Kupplung, so dass diese auskuppelt, bis der Betrag der Differenz zwischen der antriebsseitigen Drehzahl und der der Zielgangposition entsprechenden abtriebsseitigen Drehzahl unter dem vorbestimmten Drehzahlschwellwert liegt.
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Nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ermittelt die Steuerung bei dem Antriebssystem für das Hybrid-Elektrofahrzeug zunächst die aktuelle Gangposition und die Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs und berechnet dann die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der aktuellen Gangposition und der Zielgangposition des Hybrid-Elektrofahrzeugs und steuert das Drehmoment des Verbrennungsmotors zur Regulierung der Drehzahl im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor, wenn die Zieldrehzahl des Verbrennungsmotors bei festgestellter eingekuppelter Kupplung höher oder gleich der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist. Ist die Kupplung eingekuppelt, kann das Antriebssystem des Hybrid-Elektrofahrzeugs nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verglichen mit einer lediglich über einen Antriebsmotor erfolgenden Regulierung der Drehzahl die Drehzahlregulierung somit auf schnelle Weise durch Steuern des Drehmoments des Verbrennungsmotors im Zusammenwirken mit den Antriebsmotor erzielen, wodurch die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs verkürzt, der Wiederaufbau des Drehmoments erleichtert, die Dauer der Leistungsunterbrechung reduziert und die Schaltqualität verbessert wird. Zudem werden bei der Drehzahlregulierung verschiedene Vorgänge so gesteuert, dass sie gemäß Echtzeit-Phasen erfolgen, anstatt die Kupplung so zu steuern, dass sie fortwährend auskuppelt, wodurch verhindert wird, dass die Kupplung im Hybridbetrieb wiederholt einkuppelt und auskuppelt, was die Dauer des Drehzahlregulierungsvorgangs während des Schaltens verkürzt, somit verhindert, dass die Kupplung und dergleichen wiederholt bedient werden, und die Lebensdauer der Kupplung verlängert.
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Alle in den Flussdiagrammen oder auf andere Weise hier beschriebenen Vorgänge oder Verfahren können derart verstanden werden, dass sie ein oder mehrere Module, Abschnitte oder Teile zum Speichern ausführbarer Codes umfassen, welche bestimmte logische Funktionen oder Prozesse verwirklichen. Darüber hinaus umfassen vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung andere Umsetzungen, bei denen sich die Reihenfolge der Ausführung von der dargestellten oder erörterten Reihenfolge unterscheidet, einschließlich der Ausführung von Funktionen in einer im Wesentlichen gleichzeitigen oder in umgekehrter Weise gemäß den dazugehörigen Funktionen. Dies sollte dem Fachmann, an den sich die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung richten, bewusst sein.
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Die Logik und/oder der Schritt, die hier auf andere Weise beschrieben oder im Flussdiagram gezeigt sind, wie zum Beispiel eine bestimmte Sequenztabelle ausführbarer Befehle zur Verwirklichung der logischen Funktion, können insbesondere auf jedem computerlesbaren Medium erreicht werden, das durch das Befehlsausführsystem, die Befehlsausführvorrichtung oder das Befehlsausführgerät (wie zum Beispiel das System auf Basis von Computer, das Prozessoren umfassende System oder andere zum Erhalten des Befehls von dem Befehlsausführsystem, der Befehlsausführvorrichtung oder dem Befehlsausführgerät fähigen Systeme, welche den Befehl ausführen) verwendet werden kann oder in Kombination mit dem Befehlsausführsystem, der Befehlsausführvorrichtung oder dem Befehlsausführgerät verwendet werden kann. In Bezug auf die Beschreibung kann das „computerlesbare Medium” jede Vorrichtung sein, die zum Einbinden, Speichern, Kommunizieren, Verbreiten oder Übertragen von Programmen, die von oder in Kombination mit dem Befehlsausführsystem, der Befehlsausführvorrichtung oder dem Befehlsausführgerät verwendet werden können, angepasst werden kann. Spezielle Beispiele des computerlesbaren Mediums umfassen unter anderem: eine elektronische Schnittstelle (eine elektronische Vorrichtung) mit einer oder mehreren Leitungen, eine tragbare Computeranlage (eine magnetische Vorrichtung), einen RAM-Speicher, einen ROM-Speicher, einen EPROM- oder Flash-Speicher, eine Glasfaservorrichtung oder eine CDROM. Darüber hinaus kann das computerlesbare Medium sogar ein Stück Papier oder ein anderes dienliches Medium sein, auf das Programme gedruckt werden können; denn das Stück Papier oder das andere dienliche Medium kann gegebenenfalls mit anderen zweckmäßigen Verfahren beispielsweise optisch gescannt und dann bearbeitet, dekodiert oder verarbeitet werden, um die Programme auf elektrische Weise zu erhalten; und dann werden die Programme auf den Computerspeichern gespeichert.
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Es soll verstanden werden, dass jeder Teil der vorliegenden Offenbarung durch die Hardware, Software, Firmware oder Kombinationen aus diesen verwirklicht werden kann. Bei den obigen Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Schritten oder Verfahren durch die im Speicher hinterlegte Software oder Firmware verwirklicht sein und durch das entsprechende Befehlausführungssystem ausgeführt werden. Beispielsweise können die Schritte oder Verfahren bei einer Verwirklichung durch die Hardware, ebenso bei einer anderen Ausführungsform, durch eine oder eine Kombination der folgenden aus dem Stand der Technik bekannten Technologien verwirklicht sein: eine diskrete Logikschaltung mit einer Logikgatterschaltung zur Verwirklichung einer logischen Funktion eines Datensignals, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung mit einer entsprechenden Kombinationslogikgatterschaltung, ein Programmable Gate Array (PGA), ein Field Programmable Gate Array (FPGA) usw.
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Der Fachmann soll verstehen, dass alle oder Teile der Schritte in dem obigen beispielhaften Verfahren der vorliegenden Offenbarung durch Steuerung der entsprechenden Hardware mit Programmen erzielt werden können. Die Programme können in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein und die Programme können einen Schritt oder eine Kombination der Schritte in den Verfahrensausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen, wenn diese auf einem Computer ausgeführt werden.
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Zudem kann jede Funktionszelle der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in einem Verarbeitungsmodul integriert sein oder diese Zellen können separate physische Entitäten sein oder zwei oder mehr Zellen sind in einem Verarbeitungsmodul integriert. Das integrierte Modul kann in Form von Hardware- oder in Form von Softwarefunktionsmodulen ausgebildet sein. Wen das integrierte Modul in Form eines Softwarefunktionsmoduls ausgebildet und als eigenständiges Produkt verkauft oder verwendet wird, kann das integrierte Modul in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.
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Bei dem Speichermedium kann es sich um ROM-Speicher, Magnetdisketten, CDs usw. handeln.
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Der Bezug in dieser Beschreibung auf „eine Ausführungsform”, „einige Ausführungsformen”, „ein weiteres Beispiel”, „ein Beispiel”, „ein spezielles Beispiel” oder „einige Beispiele” bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur, ein bestimmtes Material oder eine bestimmte Eigenschaft, das/die in Verbindung mit der Ausführungsform oder dem Beispiel beschrieben wurde, von zumindest einer Ausführungsform oder einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst ist. Somit beziehen sich die an verschiedenen Stellen in der Beschreibung auftauchenden Formulierungen wie „in einigen Ausführungsformen”, „in einer Ausführungsform”, „in einem weiteren Beispiel”, „in einem Beispiel”, „in einem speziellen Beispiel” oder „in einigen Beispielen” nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel der vorliegenden Offenbarung. Des Weiteren können die speziellen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften auf jede geeignete Art und Weise in einer/einem oder mehreren Ausführungsform(en) oder Beispiel(en) kombiniert werden.
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Obwohl erläuternde Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, werden Fachleute erkennen, dass die oben erwähnten Ausführungsformen nicht die vorliegende Offenbarung einschränken können und dass Veränderungen, Alternativen und Modifikationen hinsichtlich der Ausführungsformen möglich sind, ohne von dem Geist, den Prinzipien und dem Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.