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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Antriebsstrangsteuerung eines Fahrzeugs und insbesondere Systeme und Verfahren zur Geschwindigkeitsunterstützung bei der Bergauffahrt.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungssysteme haben sich mit der Zeit so entwickelt, dass sie adaptive Merkmale wie etwa Verwendung von Entfernung und Geschwindigkeit eines anderen Fahrzeugs vor dem bestimmten Fahrzeug beinhalten, damit sie beim Handhaben eines variablen Verkehrsflusses effizienter sind. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungssysteme funktionieren jedoch nicht gut, wenn sich die Straßengeometrie ändert. Wenn das Fahrzeug einen Berg hinauffährt, wird das Fahrzeug merklich langsamer, da es gegen die Schwerkraft ankämpft, um die Geschwindigkeit beizubehalten. Das Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungssystem öffnet die Drossel mehr, um dafür zu kompensieren und eine festgelegte Geschwindigkeit beizubehalten. Da das Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungssystem auf die Straßengeometrieänderungen reagiert, muss das Getriebe schalten und die Drehzahl (RPM) des Motors sehr erhöhen, um das Fahrzeug zur festgelegten Geschwindigkeit zurückzuführen. Dieses Phänomen wird besonders deutlich, wenn das Fahrzeug einen Anhänger zieht. Das Fahrzeug wird häufig um fünf Meilen pro Stunde (MPH) oder mehr langsamer werden, bevor das Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungssystem reagiert. Infolgedessen, dass die Drossel viel weiter geöffnet wird, wird am Antriebsstrang des Fahrzeugs eine Belastung ausgeübt.
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KURZDARSTELLUNG
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Die angehängten Ansprüche definieren diese Anmeldung. Die vorliegende Offenbarung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und sollte nicht zum Einschränken der Ansprüche verwendet werden. Andere Implementierungen werden gemäß den vorliegend beschriebenen Techniken in Betracht gezogen, wie sich einem Durchschnittsfachmann bei Prüfung der folgenden Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung ergeben wird, und diese Implementierungen sollen innerhalb des Schutzbereichs dieser Anmeldung liegen.
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Ausführungsbeispiele stellen Systeme und Verfahren bereit, um ein Fahrzeug beim Hinauffahren auf einen Berg zu unterstützen. Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug eine Anhängerverbindungskomponente, die dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, ob ein Anhänger mit dem Fahrzeug verbunden ist. Das beispielhafte Fahrzeug beinhaltet auch eine Straßengeometriekomponente, die dazu konfiguriert ist, einen Anstieg einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, zu bestimmen. Das beispielhafte Fahrzeug beinhaltet auch eine Fahrzeugnutzlastkomponente, die dazu konfiguriert ist, ein Bruttofahrzeuggewicht des Fahrzeugs zu bestimmen. Das beispielhafte Fahrzeug beinhaltet auch einen Drosseleinsteller, der dazu konfiguriert ist, eine Drossel basierend auf dem Bruttofahrzeuggewicht einzustellen, so dass eine festgelegte Geschwindigkeit beibehalten wird.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform beinhaltet ein beispielhaftes Verfahren Bestimmen eines Verbindungszustands eines Anhängers. Das beispielhafte Verfahren beinhaltet auch Bestimmen eines Anstiegs einer Straße vor dem Fahrzeug. Das beispielhafte Verfahren beinhaltet auch Berechnen eines effektiven Gewichts des Fahrzeugs basierend auf (i) Fahrzeugdynamikdaten und (ii) dem Verbindungszustand des Anhängers; und das beispielhafte Verfahren beinhaltet auch Einstellen einer Drossel basierend auf dem effektiven Gewicht des Fahrzeugs und einer Steigung des Anstiegs, so dass eine festgelegte Geschwindigkeit beibehalten wird, wenn das Fahrzeug den Anstieg befährt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zum besseren Verständnis der Erfindung kann Bezug auf in den folgenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen genommen werden. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und zugehörige Elemente können weggelassen sein oder in manchen Fällen können Proportionen übertrieben worden sein, um dadurch die neuartigen, vorliegend beschriebenen Merkmale zu betonen und klar zu veranschaulichen. Zusätzlich dazu können Systemkomponenten auf verschiedene Weisen angeordnet werden, wie aus der Technik bekannt ist. Des Weiteren bezeichnen in den Zeichnungen durchweg durch die verschiedenen Ansichten gleiche Referenzziffern übereinstimmende Teile.
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Die 1A und 1B veranschaulichen ein Fahrzeug mit einem Bergauffahrtregler gemäß den Lehren dieser Offenbarung.
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2 ist ein Blockdiagramm, das elektronische Komponenten des Fahrzeugs von den 1A und 1B veranschaulicht.
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3 ist ein Blockdiagramm des Bergauffahrtreglers von 1.
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4 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Unterstützen des Hinauffahrens auf einen Berg, das durch die elektronischen Komponenten von 2 implementiert werden kann.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Obwohl die Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, werden einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen in den Zeichnungen dargestellt und nachstehend mit dem Verständnis beschrieben werden, dass die vorliegende Offenbarung als ein Beispiel für die Erfindung anzusehen ist und dass sie die Erfindung nicht auf die spezifischen, veranschaulichten Ausführungsformen einschränken soll.
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Die 1A und 1B veranschaulichen ein Fahrzeug 100 mit einem Bergauffahrtregler 102 gemäß den Lehren dieser Offenbarung. Der Bergauffahrtregler 102 antizipiert die Änderungen im Drehmoment, so dass eine gegenwärtige Geschwindigkeit des Fahrzeugs beibehalten wird. Das Fahrzeug 100 ist eine beliebige Art von Straßenfahrzeug (z.B. Autos, Lastwagen, Motorräder, Mopeds usw.). Das Fahrzeug 100 kann ein standardmäßiges mit Benzin betriebenes Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug oder eine beliebige andere Art von geeignetem Fahrzeug sein. Das Fahrzeug 100 beinhaltet einen Antriebsstrang mit einem Motor 104, einem (nicht dargestellten) Getriebe, einer (nicht dargestellten) Aufhängung, einer Antriebswelle 106 und Rädern 108. Der Antriebsstrang erzeugt Leistung über den Motor 104 und steuert die Leistung, wenn die Leistung zu den Rädern 108 geliefert wird. Das Fahrzeug 100 beinhaltet auch (nicht dargestellte) Standardmerkmale, wie etwa ein Armaturenbrett, einstellbare Sitze, eine oder mehrere Batterien, ein HLK-System einschließlich eines Kompressors und eines elektronischen Expansionsventils, eine Windschutzscheibe, Türen, Fenster, Sicherheitsgurte, Airbags und Reifen.
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Bei manchen Beispielen beinhaltet das Fahrzeug 100 eine Anhängerkupplung 110, die ermöglicht, dass ein Anhänger 112 physisch mit dem Fahrzeug 100 gekoppelt wird. Die Anhängerkupplung 110 beinhaltet ein Kupplungsanschlussteil 114, das ermöglicht, dass der Anhänger 112 kommunikativ mit einem (im Folgenden beschriebenen) Steuerbereichsnetz(CAN)-Bus des Fahrzeugs 100 gekoppelt wird. Wenn der Anhänger 112 mit dem CAN-Bus über das Kupplungsanschlussteil 114 verbunden ist, kann das Fahrzeug 100 die Systeme des Anhängers 112, wie etwa Leuchten, Bremsen und Stabilitätskontrolle usw., steuern. Bei dem veranschaulichten Beispiel von den 1A und 1B ist der Anhänger 112 mit dem Fahrzeug 100 gekoppelt. Der Bergauffahrtregler 102 antizipiert auch die Änderungen im Drehmoment, so dass die gegenwärtige Geschwindigkeit des Fahrzeugs beibehalten wird, wenn der Anhänger 112 nicht mit dem Fahrzeug 100 gekoppelt ist.
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Bei dem veranschaulichten Beispiel fährt das Fahrzeug 100 auf einer Straße 116, die einen Anstieg 118 (manchmal als ein Gradient oder eine Neigung bezeichnet) aufweist. Der Anstieg 118 wird in einem Neigungswinkel verglichen zum Horizont oder einer Steigung gemessen, was einhundert mal der Tangens des Neigungswinkels verglichen zum Horizont ist. Der Anstieg kann aufwärts sein (der Neigungswinkel und die Steigung sind positiv) oder der Anstieg kann abwärts sein (der Neigungswinkel und die Steigung sind negativ). Bei dem in 1A veranschaulichten Beispiel ist die Straße 116 flach (das heißt, die Steigung des Anstiegs 118 ist Null). Bei dem in 1B veranschaulichten Beispiel ist der Anstieg 118 der Straße 116 nicht flach. Beispielsweise kann der Anstieg 118 der Straße 116 eine Steigung von vierzig aufweisen. Der Gradient des Anstiegs 118 kann sich ändern, so dass sich das Drehmoment zum Beibehalten der gegenwärtigen Geschwindigkeit ändert.
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Das Fahrzeug 100 beinhaltet Throttle-by-Wire und/oder Geschwindigkeitsregelung. Die Geschwindigkeitsregelung ermöglicht dem Fahrer, eine gewünschte Geschwindigkeit festzulegen, und behält die festgelegte Geschwindigkeit bei. Die Geschwindigkeitsregelung empfängt Geschwindigkeitsdaten von einem oder mehreren Sensoren (wie etwa einem Geschwindigkeitsmesser, einem Radgeschwindigkeitssensor usw.). Die Geschwindigkeitsregelung verwendet die Geschwindigkeitsdaten, um das elektronische Signal zu berechnen, das an die Drosselsteuerung 120 gesendet werden soll, um die festgelegte Geschwindigkeit beizubehalten. Wie im Folgenden ausführlicher offenbart wird, antizipiert der Bergauffahrtregler 102 bei einem Ausführungsbeispiel Änderungen im Drehmoment, so dass die gegenwärtige Geschwindigkeit beibehalten wird, während der Anstieg 118 der Straße 116 vor dem Fahrzeug 100 befahren wird. Bei manchen Beispielen antizipiert der Bergauffahrtregler 102 auch Änderungen im Drehmoment, so dass die gegenwärtige Geschwindigkeit beibehalten wird, wenn sich der Anstieg 118 der Straße 116 vor dem Fahrzeug 100 von einem negativen Gradienten zu einem relativ flachen Gradienten ändert. Der Bergauffahrtregler 102 weist die Drosselsteuerung 120 an, das durch den Motor 104 gelieferte Drehmoment einzustellen, bevor das Fahrzeug 100 die Änderung im Anstieg 118 erreicht. Auf eine derartige Weise behält die Geschwindigkeitsregelung die festgelegte Geschwindigkeit bei, wenn das Fahrzeug 100 die Änderung im Anstieg 118 erreicht. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist der Bergauffahrtregler 102 Teil der Geschwindigkeitsregelung. Alternativ dazu ist der Bergauffahrtregler 102 bei manchen Ausführungsformen von der Geschwindigkeitsregelung getrennt.
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Zusätzlich dazu verwendet Throttle-by-Wire einen oder mehrere Sensoren in Verbindung mit einem Gaspedal 122, damit eine am Gaspedal 122 angewendete mechanische Kraft in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die mechanische Kraft wird dadurch gemessen, wie weit das Gaspedal 122 gedrückt wird. Eine Drosselsteuerung 120 verwendet das elektrische Signal, um die Drossel zu steuern. Die Drossel regelt eine Luftmenge, die in den Motor 104 eintritt, was die durch den Motor 104 erzeugte Leistung steuert. Die Drosselsteuerung 120 kann das Verhältnis von mechanischer Kraft zu Drossel dynamisch ändern, um zum Beispiel zu steuern, wie reaktionsstark sich das Gaspedal 122 anfühlt, wenn es ein Fahrer betätigt. Beispielsweise fühlt sich ein höheres Verhältnis von mechanischer Kraft zu Drossel träger an und ein niedrigeres Verhältnis von mechanischer Kraft zu Drossel fühlt sich empfindlicher an. Wie im Folgenden ausführlicher offenbart wird, antizipiert der Bergauffahrtregler 102 bei einem Ausführungsbeispiel Änderungen im Drehmoment, die benötigt werden, damit eine gegenwärtige Geschwindigkeit beibehalten wird, wenn sich der Gradient der Straße ändern wird, und weist die Drosselsteuerung 120 an, das Verhältnis von mechanischer Kraft zu Drossel einzustellen, um den Fahrer zu unterstützen, während es nicht benötigt wird, dass der Fahrer die Position des Gaspedals 122 einstellt.
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2 ist ein Blockdiagramm, das elektronische Komponenten 200 des Fahrzeugs 100 von 1 veranschaulicht. Die elektronischen Komponenten 200 beinhalten eine beispielhafte fahrzeuginterne Kommunikationsplattform 202, eine beispielhafte Infotainment-Haupteinheit 204, eine fahrzeuginterne Datenverarbeitungsplattform 206, beispielhafte Sensoren 208, beispielhafte elektronische Steuereinheiten (ECUs) 210, einen Fahrzeugdatenbus 212 und einen Steuerbereichsnetz(CAN)-Bus 214.
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Die fahrzeuginterne Kommunikationsplattform 202 beinhaltet verdrahtete oder drahtlose Netzwerkschnittstellen zum Ermöglichen von Kommunikation mit externen Netzen. Die fahrzeuginterne Kommunikationsplattform 202 beinhaltet auch Hardware (z.B. Prozessoren, Speicher, Speicherung, Antenne usw.) und Software zum Steuern der verdrahteten oder drahtlosen Netzwerkschnittstellen. Bei dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet die fahrzeuginterne Kommunikationsplattform 202 eine Bluetooth®-Steuerung 216, einen GPS-Empfänger 218 und eine DSRC-Steuerung 220. Die fahrzeuginterne Kommunikationsplattform 202 kann auch Steuerungen für andere standardbasierte Netze (z.B. GSM (Global System for Mobile Communications), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), LTE (Long Term Evolution), CDMA (Code Division Multiple Access), WiMAX (IEEE 802.16m); Nahfeldkommunikation (NFC); drahtloses Nahbereichsnetz (einschließlich IEEE 802.11 a/b/g/n/ac oder andere) und Wireless Gigabit (IEEE 802.11ad) usw.) beinhalten. Weiterhin kann es sich bei dem bzw. den externen Netz(en) um ein öffentliches Netz handeln, wie zum Beispiel das Internet, ein privates Netz, wie zum Beispiel ein Intranet, oder Kombinationen davon, und es kann eine Vielzahl von jetzt verfügbaren oder später entwickelten Netzprotokollen nutzen, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, TCP/IP-basierter Netzprotokolle. Die fahrzeuginterne Kommunikationsplattform 202 kann auch eine verdrahtete oder drahtlose Schnittstelle zum Ermöglichen einer direkten Kommunikation mit einer elektronischen Einrichtung (wie etwa ein Smartphone, einen Tablet-Computer, einen Laptop usw.) beinhalten.
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Die Infotainment-Haupteinheit 204 stellt eine Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug 100 und einem Benutzer (z.B. einem Fahrer, einem Mitfahrer usw.) bereit. Die Infotainment-Haupteinheit 204 beinhaltet digitale und/oder analoge Steuerungen (z.B. Eingabeeinrichtungen und Ausgabeeinrichtungen) zum Empfangen einer Eingabe von einem oder mehreren Benutzern und zum Anzeigen von Informationen. Die Eingabeeinrichtungen können zum Beispiel einen Steuerknopf, ein Armaturenbrett, eine Digitalkamera zur Bildaufnahme und/oder optischen Befehlserkennung, einen Touchscreen, eine Audioeingabeeinrichtung (z.B. ein Mikrofon im Fahrgastraum), Tasten oder ein Touchpad beinhalten. Die Ausgabeeinrichtungen können Instrumentengruppenausgaben (z.B. Skalenscheiben, Beleuchtungseinrichtungen), Aktoren, eine Anzeige (z.B. eine Flüssigkristallanzeige („LCD“), eine organische Leuchtdiode („OLED“), eine Flachbildanzeige, eine Halbleiteranzeige oder ein Heads-up-Display) und Lautsprecher beinhalten.
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Die fahrzeuginterne Datenverarbeitungsplattform 206 beinhaltet einen Prozessor oder eine Steuerung 224, Speicher 226 und Speicherung 228. Bei dem Prozessor oder der Steuerung 224 kann es sich um eine beliebige geeignete Verarbeitungseinrichtung oder einen Satz von Verarbeitungseinrichtungen handeln, wie etwa unter anderem einen Mikroprozessor, eine Plattform auf Mikrocontrollerbasis, eine geeignete integrierte Schaltung oder eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Der Speicher 226 kann ein flüchtiger Speicher (z.B. ein RAM, der einen nichtflüchtigen RAM, magnetischen RAM, ferroelektrischen RAM und eine beliebige andere geeignete Form beinhalten kann); ein nichtflüchtiger Speicher (z.B. Plattenspeicher, FLASH-Speicher, EPROMs, EEPROMs, nichtflüchtiger Halbleiterspeicher auf Memristor-Basis usw.); unveränderlicher Speicher (z.B. EPROMs); und Festwertspeicher sein. Bei manchen Beispielen beinhaltet der Speicher 226 mehrere Arten von Speicher, insbesondere einen flüchtigen Speicher und einen nichtflüchtigen Speicher. Die Speicherung 228 kann eine Festplatte; eine Halbleiterfestplatte oder einen physischen Datenträger wie etwa eine DVD beinhalten.
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Der Speicher 226 und die Speicherung 228 sind ein computerlesbares Medium, auf dem ein oder mehrere Sätze von Anweisungen, wie etwa die Software zum Betreiben der Verfahren der vorliegenden Offenbarung, eingebettet sein können. Die Anweisungen können ein oder mehrere der Verfahren oder der Logik, wie vorliegend beschrieben, verwirklichen. Bei einer speziellen Ausführungsform können sich die Anweisungen vollständig oder zumindest teilweise im Speicher 226 und/oder dem computerlesbaren Medium und/oder im Prozessor 224 während der Ausführung der Anweisungen befinden.
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Es versteht sich, dass der Begriff „computerlesbares Medium“ ein einzelnes Medium oder mehrere Medien umfasst, wie zum Beispiel eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder assoziierte Caches und Server, die einen oder mehrere Sätze von Anweisungen speichern. Der Begriff „computerlesbares Medium“ beinhaltet außerdem jedes greifbare Medium, das in der Lage ist, einen Satz von Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor zu speichern, zu codieren oder zu führen, oder das bewirkt, dass ein System eines oder mehrere der vorliegend offenbarten Verfahren oder Operationen durchführt. Wie vorliegend verwendet ist der Begriff „computerlesbares Medium“ ausdrücklich so definiert, dass er eine beliebige Art von computerlesbarer Speichereinrichtung und/oder Speicherplatte beinhaltet und ausbreitende Signale ausschließt.
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Die Sensoren 208 können im und um das Fahrzeug 100 herum auf eine beliebige geeignete Art und Weise angeordnet sein. Die Sensoren 208 können eine oder mehrere Kameras, Sonar, LiDAR, Radar, optische Sensoren oder Infraroteinrichtungen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Eigenschaften um die Außenseite des Fahrzeugs 100 herum zu messen. Zusätzlich dazu können manche Sensoren 208 innerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs 100, im Motorraum des Fahrzeugs 100 und am oder um den Antriebsstrang des Fahrzeugs 100 herum befestigt sein, um Eigenschaften im Innenraum des Fahrzeugs 100 zu messen. Beispielsweise können derartige Sensoren 208 Beschleunigungsmesser, Radgeschwindigkeitsmesser, Gierratensensoren, Kameras, Mikrofone und Thermistoren usw. beinhalten.
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Die ECUs 210 überwachen und steuern die untergeordneten Systeme des Fahrzeugs 100. Beispielsweise können die ECUs 210 das Beleuchtungssystem, den Motor, die Zentralverriegelung, die elektrischen Fenster, den Antriebsstrang, das HLK-System und die Batterieverwaltung usw. steuern und/oder überwachen. Bei dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet bzw. beinhalten die eine oder die mehreren ECUs die elektronische Horizonteinheit, die Drosselsteuerung 120 und die Geschwindigkeitsregelung. Die eine oder die mehreren ECUs kommunizieren Eigenschaften zur fahrzeuginternen Datenverarbeitungsplattform 206 und/oder empfangen Befehle von dieser.
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Der Fahrzeugdatenbus 212 koppelt die fahrzeuginterne Kommunikationsplattform 202, die Infotainment-Haupteinheit 204 und die fahrzeuginterne Datenverarbeitungsplattform 206 kommunikativ. Der Fahrzeugdatenbus 212 kann ein Ethernet-Netz sein. Der CAN-Bus 214 koppelt die Sensoren 208, die ECUs 210, die fahrzeuginterne Datenverarbeitungsplattform 206 und andere Einrichtungen, die mit dem CAN-Bus 214 verbunden sind, kommunikativ. Das CAN-Busprotokoll ist durch ISO (International Standards Organization) 11898-1 definiert. Bei manchen Beispielen isoliert die fahrzeuginterne Datenverarbeitungsplattform 206 kommunikativ den Fahrzeugdatenbus 212 und den CAN-Bus 214 (z.B. über Firewalls, Nachrichtenbroker usw.). Alternativ dazu können bei manchen Beispielen der Fahrzeugdatenbus 212 und der CAN-Bus 214 derselbe Datenbus sein.
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3 ist ein Blockdiagramm des Bergauffahrtreglers 102 von 1. Der Bergauffahrtregler 102 ist dazu konfiguriert, (i) Änderungen im Drehmoment zu antizipieren, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beibehalten wird, wenn sich der Gradient der Straße ändern wird, und (ii) die Drossel und/oder die Antriebsstrangsteuerung einzustellen, um das Drehmoment zu liefern, bevor sich der Gradient der Straße ändert. Der Bergauffahrtregler 102 beinhaltet (a) einen Anhängerverbindungsdetektor 300, der dazu konfiguriert ist, zu detektieren, wann ein Anhänger 112 über die Anhängerkupplung 110 mit dem Fahrzeug 100 verbunden ist; (b) eine Straßengeometriekomponente 302, die dazu konfiguriert ist, den Anstieg 118 eines bevorstehenden Teils der Straße 116, auf der das Fahrzeug 100 fährt, zu bestimmen; (c) eine Fahrzeugnutzlastkomponente 304, die dazu konfiguriert ist, ein effektives Bruttofahrzeuggewicht (GVW) (oder eine Bruttofahrzeugmasse (GVM)) des Fahrzeugs 100 zu bestimmen; und (d) einen Drosseleinsteller 306, der dazu konfiguriert ist, eine Drossel des Fahrzeugs 100 basierend auf dem effektiven GVW/der effektiven GVM einzustellen, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 beibehalten wird.
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Der Anhängerverbindungsdetektor 300 des Bergauffahrtreglers 102 detektiert, wann der Anhänger 112 mit der Anhängerkupplung 110 des Fahrzeugs 100 verbunden ist. Wenn der Anhänger 112 verbunden ist, sendet das Kupplungsanschlussteil 114 eine Nachricht an den CAN-Bus 214. Der Anhängerverbindungsdetektor 300 detektiert die Nachricht auf dem CAN-Bus 214. Bei manchen Beispielen kommuniziert der Anhänger 112 auch Informationen über den Anhänger 112 auf dem CAN-Bus 214, wie etwa das GVW/die GVM des Anhängers 112.
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Die Straßengeometriekomponente 302 des Bergauffahrtreglers 102 empfängt Kartendaten, die repräsentativ für die Eigenschaften der Straße sind, auf der das Fahrzeug 100 fährt, von einer elektronischen Horizonteinheit. Die Kartendaten beinhalten Informationen über die Straße 116 bis zu einer Entfernung (wie etwa einem Kilometer oder 0,62 Meilen) vor der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs 100. Beispielsweise können die Kartendaten Kurvenwinkel, Straßengradienten, Straßenmerkmale (wie etwa Tunnel, Brücken usw.) und Positionen (z.B. Koordinaten von einem globalen Positionierungssystem (GPS) und Geschwindigkeitsbegrenzungen usw.) usw. beinhalten. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen empfängt die Straßengeometriekomponente 302 die Kartendaten von der elektronischen Horizonteinheit, die mit dem ADAS(fortgeschrittene Fahrerunterstützungssysteme)-Protokoll, das durch das ADASIS-Forum verwaltet wird, kompatibel sind. Weitere Informationen über das ADAS-Protokoll sind im „ADAS Protocol for Advanced In-Vehicle Applications“ (verfügbar unter http://durekovic.com/publications/documents/ADASISv2%20ITS%20NY%20Paper%20F inal.pdf) verfügbar, das hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. Die Straßengeometriekomponente 302 verwendet die Kartendaten, um Anstiegsdaten zu bestimmen, die Folgendes beinhalten: (a) ob eine Änderung im Straßengradienten vor dem Fahrzeug 100 vorhanden ist; (b) den Anstieg der Änderung im Straßengradienten und (c) falls sich dies im Bereich der Kartendaten befindet, den Scheitelpunkt des Anstiegs. Beispielsweise kann die Straßengeometriekomponente 302 bestimmen, dass ein Anstieg mit einer 20%-igen Steigung (einem Winkel von 11,31 Grad) 250 Meter (0,16 Meilen) vor dem Fahrzeug 100 vorhanden ist, die nach 500 Metern (0,31 Meilen) den Höhepunkt erreicht.
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Die Fahrzeugnutzlastkomponente 304 des Bergauffahrtreglers 102 empfängt Fahrzeugdynamikdaten von den Sensoren 208 und/oder den ECUs 210 des Fahrzeugs 100. Die Fahrzeugdynamikdaten beinhalten ein Basis-GVW/eine Basis-GVM (das GVW/die GVM wie in der Fabrik hergestellt) für das Fahrzeug 100, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, Kraftstoffstanddaten, das an den Rädern 108 angewendete Drehmoment und die Neigung und das Gieren des Fahrzeugs 100 usw. Die Fahrzeugnutzlastkomponente 304 empfängt auch Anhängerverbindungsdaten vom Anhängerverbindungsdetektor 300, die angeben, ob der Anhänger 112 angeschlossen ist. Die Fahrzeugnutzlastkomponente 304 berechnet das effektive GVW/die effektive GVM des Fahrzeugs 100 basierend auf den Fahrzeugdynamikdaten, den Anhängerverbindungsdaten und einem Fahrzeugmodell. Das effektive GVW/die effektive GVM ist das GVW/die GVM des Fahrzeugs 100 zuzüglich anderer Faktoren (wie etwa Luftwiderstand, Trägheit, Rollwiderstand der Reifen usw.), die beeinflussen, welches Drehmoment an den Rädern 108 des Fahrzeugs 100 angewendet wird, so dass die gegenwärtige Geschwindigkeit beibehalten wird. Bei manchen Beispielen, selbst wenn der Anhänger 112 nicht verbunden ist, können die Mitfahrer und/oder die Ladung im Fahrzeug 100 genug wiegen, um die Fahrzeugdynamikdaten und somit die Berechnung des effektiven GVW/der effektiven GVM des Fahrzeugs zu beeinflussen. Beispielsweise würde ein Fahrzeug 100 mit dreißig Schlackenbetonblöcken als Ladung mehr Drehmoment als dasselbe Fahrzeug 100 mit nur einem Fahrer benötigen. Bei manchen Beispielen, wenn der Anhängerverbindungsdetektor 300 angibt, dass der Anhänger 112 verbunden ist, schließt die Fahrzeugnutzlastkomponente 304 das GVW/die GVM des Anhängers 112 ein, wenn sie das effektive GVW/die effektive GVM berechnet. Das Fahrzeugmodell stellt eine Beziehung der Fahrzeugdynamikdaten und des GVW/der GVM des Fahrzeugs 100 zu dem effektiven GVW/der effektiven GVM bereit. Beispielsweise kann das Modell auf einem berechneten erwarteten Drehmoment zum Bewegen des Fahrzeugs 100 mit dem Basis-GVW/der Basis-GVM und einem vollen Kraftstofftank basieren. Bei einem derartigen Beispiel werden Abweichungen zwischen dem erwarteten Drehmoment und dem tatsächlichen Drehmoment zum Bewegen des Fahrzeugs 100, wie durch die Fahrzeugdynamikdaten gemessen wird, zum Berechnen des effektiven GVW/der effektiven GVM verwendet.
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Der Drosseleinsteller 306 des Bergauffahrtreglers 102 sendet Anweisungen zu (i) der Drosselsteuerung 120, so dass die Drossel eingestellt wird, und/oder (ii) einer Antriebsstrangsteuerung 124, so dass das an den Rädern 108 angewendete Drehmoment eingestellt wird. Der Drosseleinsteller 306 empfängt die Anstiegsdaten von der Straßengeometriekomponente 302 und das effektive GVW/die effektive GVM von der Fahrzeugnutzlastkomponente 304. Der Drosseleinsteller 306 liefert (a) das effektive GVW/die effektive GVM und (b) die Anstiegsdaten an ein Drehmomentbedarfsmodell (manchmal als ein „Motordrehmomentkennfeld“ bezeichnet). Das Drehmomentbedarfsmodell setzt das durch den Motor 104 gelieferte Drehmoment mit der Geschwindigkeit des Motors 104 und der Position der Drossel in Beziehung. Das Drehmomentbedarfsmodell bestimmt das Drehmoment, das an den Rädern angewendet werden soll, so dass die gegenwärtige Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 beibehalten wird, während es den Anstieg 118 befährt. Das Drehmomentbedarfsmodell verwendet das effektive GVW/die effektive GVM und die Geschwindigkeit, um eine Drehmomentbedarfskurve zu modifizieren, damit das Drehmoment bestimmt wird, so dass diese Geschwindigkeit beibehalten und/oder zu dieser beschleunigt wird. Die Anstiegsdaten verschieben die Drehmomentbedarfskurve, um das Drehmoment zu beeinflussen, so dass diese Geschwindigkeit beibehalten und/oder zu dieser beschleunigt wird. Falls das Fahrzeug 100 beispielsweise auf einer flachen Straße (wie etwa die Straße 116 in 1A) mit 63 Kilometern pro Stunde (kph) (40 Meilen pro Stunde (mph)) fährt, erzeugt das Drehmomentbedarfsmodell einen ersten Drehmomentbedarfswert. Falls das Fahrzeug 100 auf einer Straße mit einer 40-Grad-Steigung (wie etwa die Straße 116 von 1B) mit 63 kph fährt, erzeugt das Drehmomentbedarfsmodell bei diesem Beispiel einen zweiten Drehmomentbedarfswert, der höher als der erste Drehmomentbedarfswert ist. Das effektive GVW/die effektive GVM beeinflusst auch die Drehmomentbedarfskurve.
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Der Drosseleinsteller 306 beginnt, die Drosselsteuerung 120 anzuweisen, das durch den Motor 104 erzeugte Drehmoment einzustellen, und/oder die Antriebsstrangsteuerung 124, das Drehmoment an den Rädern 108 einzustellen, bevor das Fahrzeug 100 den Anstieg 118 erreicht, so dass, wenn das Fahrzeug 100 den Anstieg 118 erreicht, das Fahrzeug 100 (a) ein ausreichendes Drehmoment aufweist, um den Anstieg 118 hinaufzufahren, ohne langsamer zu werden, oder (b) ein ausreichendes Drehmoment aufweist, so dass die gegenwärtige Geschwindigkeit beibehalten wird, wenn sich die Straße 116 vom Anstieg 118 zu relativ flach ändert. Der Drosseleinsteller 306 kann zum Beispiel anfangen, die Drossel langsam zu öffnen und/oder die Kraftübertragung 150 Meter (0,09 Meilen), bevor das Fahrzeug den durch die Straßengeometriekomponente 302 detektierten Anstieg 118 erreicht, zu erhöhen.
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4 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Unterstützen einer Auffahrt auf einen Berg, das durch die elektronischen Komponenten 200 von 2 implementiert werden kann. Anfänglich bestimmt der Anhängerverbindungsdetektor 300, ob der Anhänger 112 mit dem Fahrzeug 100 verbunden ist (Block 402). Der Anhängerverbindungsdetektor 300 kann zum Beispiel ein Signal detektieren, das vom Anhänger 112 auf dem CAN-Bus 214 gesendet wird. Die Fahrzeugnutzlastkomponente 304 bestimmt das effektive GVW/die effektive GVM des Fahrzeugs 100 (Block 404). Die Fahrzeugnutzlastkomponente 304 kann zum Beispiel das Fahrzeugmodell verwenden, um das effektive GVW/die effektive GVM des Fahrzeugs 100 basierend darauf, ob der Anhänger 112 verbunden ist, basierend auf dem GVW/der GVM des Fahrzeugs 100 und den von den Sensoren 208 empfangenen Fahrzeugdynamikdaten zu bestimmen.
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Die Straßengeometriekomponente 302 bestimmt den Anstieg 118 der Straße 116 vor dem Fahrzeug 100 (Block 406). Die Straßengeometriekomponente 302 empfängt Kartendaten für eine Entfernung (wie etwa 250 Meter (0,16 Meilen), 500 Meter (0,31 Meilen) usw.) vor dem Fahrzeug 100, um den Anstieg 118 der Straße 116 zu bestimmen. Die Straßengeometriekomponente 302 kann zum Beispiel bestimmen, dass der Anstieg 118 der Straße 116 eine Steigung von fünf für die nächsten 250 Meter vor den Fahrzeugen und eine Steigung von zwanzig nach 250 Metern aufweist. Die Straßengeometriekomponente 302 bestimmt, ob eine detektierte Änderung des Anstiegs 118 positiv ist (Block 408). Falls sich die Steigung der Straße 116 zum Beispiel von der Steigung von fünf auf die Steigung von zwanzig ändert, bestimmt die Straßengeometriekomponente 302, dass die Änderung des Anstiegs 118 positiv ist. Als ein anderes Beispiel bestimmt die Straßengeometriekomponente 302, dass die Änderung des Anstiegs 118 negativ ist, falls sich die Steigung der Straße 116 von der Steigung von zwanzig auf die Steigung von fünf ändert. Falls die Änderung des Anstiegs 118 negativ ist, fährt die Straßengeometriekomponente 302 fort, den Anstieg 118 der Straße 116 vor dem Fahrzeug 100 zu bestimmen (Block 406).
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Falls die Änderung des Anstiegs 118 positiv ist, berechnet der Drosseleinsteller 306 die Beschleunigung, damit die gegenwärtige Geschwindigkeit beibehalten wird (Block 410). Der Drosseleinsteller 306 berechnet die Beschleunigung, damit die gegenwärtige Geschwindigkeit beibehalten wird, basierend auf dem Drehmomentbedarfsmodell. Das Drehmomentbedarfsmodell berechnet das Drehmoment zum Beibehalten der gegenwärtigen Geschwindigkeit, wenn das Fahrzeug 100 den Anstieg 118 hinauffährt, basierend auf dem effektiven GVW/der effektiven GVM des Fahrzeugs 100 von der Fahrzeugnutzlastkomponente 304 und dem Anstieg 118, der durch die Straßengeometriekomponente 302 bestimmt wird. Bei manchen Ausführungsbeispielen bestimmt der Drosseleinsteller 306, wann die Beschleunigung anfangen soll, basierend auf (i) der Änderung in der Steigung des Anstiegs 118 und/oder (ii) einer akzeptablen Erhöhung in der RPM des Motors 104, wenn das Fahrzeug 100 den Anstieg 118 hinauffährt. Um beispielsweise einen ersten Anstieg 118 hinaufzufahren, kann der Drosseleinsteller 306 die durch den Motor 104 gelieferte Leistung für 130 Meter langsam erhöhen. Als ein anderes Beispiel kann der Drosseleinsteller 306 die durch den Motor 104 gelieferte Leistung für 235 Meter langsam erhöhen, um einen zweiten Anstieg 118 mit einer höheren Steigung als der erste Anstieg hinaufzufahren. Der Drosseleinsteller 306 sendet ein Signal zur Drosselsteuerung 120, so dass die Drossel basierend auf der bei Block 410 berechneten Beschleunigung eingestellt wird (Block 412). Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Drosseleinsteller 306 mehrere Signale senden, um das durch den Motor 104 gelieferte Drehmoment langsam zu erhöhen. Die Straßengeometriekomponente 302 fährt dann fort, den Anstieg 118 der Straße 116 vor dem Fahrzeug 100 zu bestimmen (Block 406).
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Bei dieser Anmeldung soll die Verwendung des Disjunktives den Konjunktiv einschließen. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll nicht die Kardinalität anzeigen. Insbesondere soll ein Verweis auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt auch die mögliche Mehrzahl solcher Objekte bezeichnen. Ferner kann die Konjunktion „oder“ zum Besagen von Merkmalen verwendet werden, die im Gegensatz zu sich gegenseitig ausschließenden Alternativen gleichzeitig vorhanden sind. Mit anderen Worden ist die Konjunktion „oder“ so zu verstehen, dass sie die Konjunktion „und/oder“ einschließt.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen und insbesondere alle „bevorzugten“ Ausführungsformen sind mögliche Beispiele für Implementierungen und legen lediglich für ein klares Verständnis der Prinzipien der Erfindung dar. Viele Variationen und Modifikationen können an der bzw. den oben beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden, ohne im Wesentlichen vom Gedanken und den Prinzipien der vorliegend beschriebenen Techniken abzuweichen. Alle Modifikationen sollen vorliegend im Schutzbereich dieser Offenbarung eingeschlossen sein und durch die folgenden Ansprüche geschützt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 802.16m [0018]
- IEEE 802.11 a/b/g/n/ac [0018]
- IEEE 802.11ad [0018]
- ISO (International Standards Organization) 11898-1 [0025]
- http://durekovic.com/publications/documents/ADASISv2%20ITS%20NY%20Paper%20F inal.pdf [0028]
