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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft einen Anhaltemodusbetrieb eines Fahrzeugs, und insbesondere die Steuerung eines Fahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor, der in einem automatischen Anhalte-Start-Modus betriebsfähig ist, und ein Getriebe aufweist, das ein einem Leerlauflastverringerungsmodus betriebsfähig ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Es gibt viele Beispiele, wenn ein Fahrzeug anhält, bevor sein Ziel während eines üblichen Fahrereignisses erreicht wird. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn das Fahrzeug an Ampeln, Übergängen, Stoppschildern und dergleichen anhält. Ein Autostopp-/Autostart-Fahrzeug kann eine Stopp-/Start-Strategie zum Starten und Stoppen des Fahrzeugmotors während eines Fahrzyklus ermöglichen. Der Motor wird abgeschaltet, wenn keine Energie erforderlich ist (z. B. beim Warten an einer Ampel). Sobald Energie angefordert wird, wird der Motor automatisch wieder gestartet. Der Motor kann als Reaktion auf andere Bedingungen auch automatisch gestartet werden, wie etwa bei einer Reduzierung des Batterieladestatus oder beim Schalten des Schalthebels von einem Gang in einen anderen. Durch Vermeiden eines unnötigen Motorleerlaufs wird die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die Motorabschaltfunktion so oft wie möglich zu nutzen, wenn die Motor-Autostopp-Bedingungen erfüllt sind.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor, der in einem automatischen Anhalte-Start-(SS-)Modus betriebsfähig ist. Der Verbrennungsmotor ist ausgelegt, um im SS-Modus automatisch anzuhalten und automatisch zu starten. Das Fahrzeug beinhaltet ferner ein Getriebe, das in einem Leerlauflastverringerungs(ILR-)modus betriebsfähig ist. Im ILR-Modus ist der Eingriff einer Vorwärtskupplung in einem alternativen Erster-Gang-Zustand angeordnet. Eine Steuerung ist betriebsfähig mit dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe verbunden. Die Steuerung ist programmiert, den Verbrennungsmotor anzuweisen, im SS-Modus betrieben zu werden, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, es sei denn, dass eine oder mehrere SS-Unterbindungsbedingungen vorliegen. Die Steuerung ist ferner programmiert, wenn eine oder mehrere SS-Unterbindungsbedingungen vorliegen, den Betrieb des Verbrennungsmotors im SS-Modus zu unterbinden und das Getriebe anzuweisen, im ILR-Modus betrieben zu werden, es sei denn, dass eine oder mehrere ILR-Unterbindungsbedingungen vorliegen.
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Ein Fahrzeuganhaltemodussystem beinhaltet eine Steuerung, die programmiert ist, einen Verbrennungsmotor in einem automatischen Anhalte-Start-(SS-)Modus zu betreiben, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, es sei denn, dass eine oder mehrere SS-Unterbindungsbedingungen vorliegen. Die Steuerung ist ferner ausgelegt, wenn eine oder mehrere SS-Unterbindungsbedingungen vorliegen, den SS-Modus zu unterbinden und ein Getriebe in einem Leerlauflastverringerungs(ILR-)modus zu betreiben, es sei denn, dass eine oder mehrere ILR-Unterbindungsbedingungen vorliegen.
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Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs beinhaltet, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, das Betreiben eines Fahrzeugverbrennungsmotors in einem automatischen Anhalte-Start-(SS-)Modus, es sei denn, dass eine oder mehrere SS-Unterbindungsbedingungen vorliegen. Das Verfahren beinhaltet ferner, wenn eine oder mehrere SS-Unterbindungsbedingungen vorliegen, das Unterbinden des SS-Modus und das Betreiben eines Fahrzeuggetriebes in einem Leerlauflastverringerungs(ILR-)modus, es sei denn, dass eine oder mehrere ILR-Unterbindungsbedingungen vorliegen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs.
- 2 ist ein Verlauf eines Verbrennungsmotorstatus gegenüber der Zeit vor, während und nach einem Anhalte-/Start-Ereignis eines Verbrennungsmotors.
- 3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Anhaltemodusroutine für ein Fahrzeug veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Hierin werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind vorliegend offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, wie diese unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschreiben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten dabei jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet nun ein Fahrzeug 10 einen Verbrennungsmotor 12 und Fahrzeugräder 16. In einem Ansatz ist der Verbrennungsmotor 12 ein Direkteinspritzmotor. In anderen Ansätzen kann der Verbrennungsmotor 12 eine andere Verbrennungsmotor- oder Antriebsmaschinenart, wie etwa ein Saugrohreinspritzmotor oder eine Brennstoffzelle, sein oder unterschiedliche Kraftstoffquellen, wie etwa Diesel, Biokraftstoff, Erdgas, Wasserstoff oder dergleichen, verwenden.
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In einem Ansatz ist der Verbrennungsmotor 12 die Antriebsquelle. In einem weiteren Ansatz ist das Fahrzeug 10, wie in 1 gezeigt, ein Hybridfahrzeug, das ebenfalls eine elektrische Maschine 14 zum Bereitstellen von Fahrzeugantrieb beinhaltet. Die elektrische Maschine 14 kann zum Beispiel ein Elektromotorgenerator (M/G) oder ein Antriebselektromotor sein. Die elektrische Maschine 14 ist ausgelegt, Drehmoment auf den Verbrennungsmotor 12 oder die Fahrzeugräder 16 zu übertragen.
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Die elektrische Maschine 14 ist mit dem Verbrennungsmotor 12 unter Verwendung einer ersten Kupplung 18 verbunden, die auch als eine Ausrückkupplung oder die vorgeschaltete Kupplung bekannt ist. Die Kupplung 18 kann ebenfalls einen Dämpfermechanismus beinhalten, wie etwa eine Reihe von Scheiben und Federn, die ausgelegt sind, dabei zu helfen, Änderungen des Drehmoments zu dämpfen, das zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und der elektrischen Maschine 14 übertragen wird, wenn die Trennkupplung 18 in Eingriff gebracht wird.
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Eine zweite Kupplung 22 verbindet die elektrische Maschine 14 derartig mit einem Getriebe 24, dass das Eingangsdrehmoment des Getriebes 24 durch die Anfahrkupplung 22 strömt. Die zweite Kupplung 22 ist vorzugsweise ein Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung. Der Eingang vom M/G 14 ist die Laufradseite des Drehmomentwandlers, und der Ausgang vom Drehmomentwandler zum Getriebe 24 ist die Turbinenradseite. Der Drehmomentwandler 22 überträgt ein Drehmoment unter Verwendung seiner Fluidkupplung, und Drehmomentmultiplikation kann in Abhängigkeit vom Maß des Schlupfes zwischen der Laufrad- und Turbinenradseite auftreten. Die Überbrückungs- oder Verriegelungskupplung für den Drehmomentwandler kann selektiv in Eingriff gebracht werden, um eine mechanische Verbindung zwischen der Laufradseite und der Turbinenradseite für eine direkte Drehmomentübertragung herzustellen. Die Überbrückungskupplung kann verschoben und/oder geöffnet werden, um das Maß an Drehmoment zu steuern, das durch die nachgelagerte Kupplungsvorrichtung 22 übertragen wird. Der Drehmomentwandler kann außerdem eine Einwegkupplung beinhalten.
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In einem weiteren Ansatz ist die zweite Kupplung 22 eine Anfahrkupplung oder eine nachgelagerte Kupplung, welche die elektrische Maschine 14 derartig mit einem Getriebe 24 verbindet, dass das Eingangsdrehmoment des Getriebes 24 durch die Anfahrkupplung 22 strömt. Die Anfahrkupplung 22 kann gesteuert sein, um die Kraftübertragung 26, welche die elektrische Maschine 14 und den Verbrennungsmotor 12 beinhaltet, vom Getriebe 24, dem Differential 28 und den Fahrzeugantriebsrädern 16 zu trennen.
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Die Kupplung 18 und der Drehmomentwandler 22 können hydraulische Kupplungen oder Drehmomentwandler sein; andere Vorrichtungsarten, wie etwa elektromechanische Kupplungen oder Drehmomentwandler, können jedoch ebenfalls verwendet werden. Im Falle von hydraulischen Kupplungen, hängt der Druck auf die Kupplungsscheiben mit der Drehmomentkapazität zusammen. Auf dieselbe Art hängen die Kräfte, die auf die Scheiben in einer nichthydraulischen Kupplung wirken, ebenfalls mit der Drehmomentkapazität zusammen. Deshalb wird, zur Benennungskonsistenz, es sei denn, dass es konkret anderweitig definiert wird, der Betrieb der Kupplung 18 und des Drehmomentwandlers 22 hierin hinsichtlich des „Drucks“ beschrieben, obwohl es sich versteht, dass er ebenso Situationen beinhaltet, in denen nichthydraulische Kraft auf die Kupplungsscheiben in einer nichthydraulischen Kupplung wirkt.
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Die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 12 ist mit der Trennkupplung 18 verbunden, die wiederum mit der Eingangswelle der elektrischen Maschine 14 verbunden ist. Die Ausgangswelle der elektrischen Maschine 14 ist mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden, der wiederum mit dem Getriebe 24 verbunden ist. Die verschiedenen Komponenten der Kraftübertragung 26 des Fahrzeugs 10 sind nacheinander in Reihe zueinander positioniert.
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In einigen Ansätzen wird der Verbrennungsmotor 12 unter Verwendung der elektrischen Maschine 14 gestartet, um den Verbrennungsmotor 12 unter Verwendung von Drehmoment zu drehen, das durch die Kupplung 18 bereitgestellt wird. Alternativ beinhaltet das Fahrzeug 10 außerdem einen Anlassermotor 30, der mit dem Verbrennungsmotor 12 wirkverbunden ist, zum Beispiel durch ein Riemen- oder Zahnradgetriebe. Der Anlassermotor 30 kann verwendet werden, um Drehmoment bereitzustellen, um den Verbrennungsmotor 12 ohne Hinzufügen von Drehmoment von der elektrischen Maschine 14 zu starten. Dies trennt die elektrische Maschine 14 während des Startens des Verbrennungsmotors 12 und kann Drehmomentstörungen beseitigen oder verringern, die ansonsten auftreten würden, wenn Drehmoment von der elektrischen Maschine 14 zum Verbrennungsmotor 12 übertragen würde, um den Verbrennungsmotorstart zu unterstützen.
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Die elektrische Maschine 14 steht mit einer Batterie 32 in Verbindung. Die Batterie 32 kann eine Hochspannungsbatterie sein. Die elektrische Maschine 14 kann ausgelegt sein, die Batterie 32 in einem Regenerationsmodus, zum Beispiel, wenn eine Leistungsausgabe des Fahrzeugs den Fahrerbedarf übersteigt, durch regeneratives Bremsen oder dergleichen aufzuladen. In einem Beispiel ist die Batterie 32 ausgelegt, mit einem externen Stromnetz verbunden zu werden, wie etwa für ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) mit der Fähigkeit, die Batterie aus einem elektrischen Stromnetz aufzuladen, das einer Steckdose an einer Ladestation Energie zuführt. Eine Niederspannungsbatterie 33 kann außerdem vorhanden sein, um dem Anlassermotor 30 oder anderen Fahrzeugkomponenten Leistung bereitzustellen, und kann über einen Gleichspannungswandler 34 mit der Batterie 32 verbunden sein.
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In einigen Ansätzen ist das Getriebe 24 ein Automatikgetriebe und ist auf herkömmliche Weise mit den Antriebsrädern 16 verbunden, zum Beispiel über ein Differential 28. Das Fahrzeug 10 kann außerdem mit einem Paar nichtangetriebener Räder bereitgestellt werden; in alternativen Ansätzen können jedoch ein Verteilergetriebe und ein zweites Differential verwendet werden, um alle Fahrzeugräder positiv anzutreiben.
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Das Getriebe 24 weist einen Getriebekasten auf, um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse für das Fahrzeug 10 bereitzustellen. Der Getriebekasten des Getriebes 24 kann Kupplungen und Planetengetriebe oder andere Anordnungen von Kupplungen und Zahnradgetrieben beinhalten. Druckbeaufschlagtes Fluid für das Getriebe kann durch eine Getriebehauptpumpe 36 bereitgestellt werden. Die Getriebehauptpumpe 36 kann mit der elektrischen Maschine 14 derartig verbunden sein oder an diese angrenzen, dass sie sich mit der elektrischen Maschine 14 und der Antriebswelle dreht, um Getriebefluid unter Druck zu setzen und bereitzustellen. Wenn der Abschnitt der Kraftübertragung 26, der die Getriebehauptpumpe 36 enthält, sich im Ruhezustand befindet, befindet sich die Pumpe 36 ebenfalls im Ruhezustand und ist abgeschaltet.
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Um druckbeaufschlagtes Getriebefluid bereitzustellen, wenn die Pumpe 36 abgeschaltet ist, kann ebenfalls eine Zusatzpumpe 38 bereitgestellt sein. Die Zusatzpumpe 38 kann elektrisch angetrieben sein, zum Beispiel durch die Batterie 32. In einigen Ausführungsformen stellt die Zusatzpumpe 38 derartig einen Abschnitt des Getriebefluids für das Getriebe 24 bereit, dass das Getriebe 24 im Betrieb begrenzt ist, zum Beispiel auf bestimmte Betätigungselemente oder Übersetzungsverhältnisse, wenn die Zusatzpumpe 38 betrieben wird.
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Die elektrische Maschine 14, die Kupplungen 18, 22 und eine Getriebehauptpumpe 36 können sich in einem Elektromotorgeneratorgehäuse 40 befinden, das in das Gehäuse des Getriebes 24 integriert sein kann oder alternativ ein separates Gehäuse innerhalb des Fahrzeugs 10 darstellt.
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Ein Steuersystem 48 für das Fahrzeug kann eine Getriebesteuereinheit (transmission control unit - TCU) 42, eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (engine control unit - ECU) 44 und eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) 46 beinhalten. Das Steuersystem 48 kann eine beliebige Anzahl von Steuerungen beinhalten und kann in eine einzelne Steuerung integriert sein oder unterschiedliche Module aufweisen. Einige oder alle Steuerungen können durch ein Controller-Area-Network (CAN) oder ein anderes System verbunden sein. Das Steuersystem 48 kann ausgelegt sein, den Betrieb der unterschiedlichen Komponenten des Getriebes 24, der Elektromotorgeneratoranordnung 14, des Anlassermotors 30 und des Verbrennungsmotors 12 unter beliebigen aus einer Anzahl verschiedener Bedingungen zu steuern, die das Bestimmen einer Startsequenz für den Verbrennungsmotor 12 und das Umsetzen der Startsequenz beinhalten.
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Die Fahrzeugsteuerungen, welche die TCU 42, die ECU 44 und die VSC 46 beinhalten, können elektronische Steuerungen sein. Die Steuerungen können im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Arbeitsspeicher (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode beinhalten, um miteinander zusammenzuwirken, um eine Reihe von Vorgängen durchzuführen. Die Steuerungen beinhalten außerdem vorgegebene Daten oder „Nachschlagetabellen“, die auf Berechnungen und Testdaten basieren und in dem Speicher gespeichert sind. Die Fahrzeugsteuerungen können miteinander und mit anderen Fahrzeugsystemen über eine oder mehrere drahtgebundene oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung gemeinsamer Busprotokolle (z. B. CAN und LIN) kommunizieren.
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Die TCU 42 steuert vorzugsweise das Getriebe 24, um nach einem Schaltplan, wie etwa einem Produktionsschaltplan, betrieben zu werden, der Elemente innerhalb des Getriebekastens verbindet und trennt, um das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Getriebeausgang und dem Getriebeeingang zu steuern. Die TCU 42 kann den Schaltplan oder den Betrieb des Getriebes 24 ändern, wenn die Hauptpumpe 36 oder die Zusatzpumpe 38 betriebsbereit sind. Die TCU 42 wirkt außerdem, um die elektrische Maschine 14, die Kupplungen 18, 22 und andere Komponenten innerhalb des Elektromotorgeneratorgehäuses 40 zu steuern.
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Die ECU 44 ist ausgelegt, den Betrieb des Verbrennungsmotors 12 zu steuern. Die VSC 46 überträgt Daten zwischen der TCU 42 und der ECU 44 und steht außerdem in Verbindung mit unterschiedlichen Fahrzeugsensoren und Fahrereingaben. Unter normalen Antriebsbedingungen interpretiert die VSC 46 den Bedarf des Fahrers (z. B. PRND- und Beschleunigungs- oder Bremsbedarf) und bestimmt dann den Raddrehmomentbefehl auf Grundlage des Fahrerbedarfs und der Antriebsgrenzen. Zusätzlich kann die VSC 46 ermitteln, wann und wie viel Drehmoment jede Stromquelle bereitstellen muss, um den Drehmomentbedarf des Fahrers zu erfüllen und um den Betriebspunkt (Drehmoment und Drehzahl) des Verbrennungsmotors zu erreichen.
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Eine Steuerung (z. B. die VSC 46) kann mit einem oder mehreren Sensoren in Verbindung stehen, die Informationen bereitstellen, die den aktuellen Bremseigenschaften entsprechen. Zum Beispiel kann ein Bremspedalstellungsschalter ein Bremspedalzustandssignal bereitstellen, das einer Bremspedalstellung (z. B. betätigt oder gelöst) entspricht. Ein Stellungssensor kann eine Pedalstellung messen und eine Anzeige der Bremspedalstellung an die VSC 46 kommunizieren. Ein oder mehrere Sensoren können außerdem eine Ausgabe bereitstellen, die eine Bremsleistung oder Bremsmoment anzeigt, die gemessen oder abgeleitet werden können. Die Sensoren können außerdem Drucksensoren zum Bereitstellen eines Bremsdrucksignals beinhalten, das einem tatsächlichen Bremsdruckwert innerhalb des Bremssystems entspricht (z. B: Bremsleitungsdruck oder Hauptzylinderdruck). Andere Sensoren zum Erkennen und Übermitteln von Fahrzeug- oder Umgebungsparametern sind hierin ausdrücklich in Betracht gezogen.
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Die VSC 46 kommuniziert mit der ECU 44, um das Abschalten und den Neustart des Verbrennungsmotors 12 auf Grundlage eines Eingabesignals zu steuern, das Anwende- und Lösebedingungen der Bremse entspricht. Das Fahrzeugsystem 48 erwartet ein Fahrzeuganfahrereignis auf Grundlage von Bremslösebedingungen. Durch Abschalten des Verbrennungsmotors 12 kann ein Anhalten-Starten eine verbesserte Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug aufweisen.
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Eine Steuerung, z. B. die VSC 46, kann mindestens mit einer Batterie, z. B. der Batterie 32, in Verbindung stehen. Die Steuerung 46 empfängt eine Anzeige eines Ladezustands (state of charge - SOC) der Batterie 32. Die Anzeige des Batterie-SOC kann als ein Prozentsatz oder eine beliebige andere geeignete Anzeige des Batterie-SOC ausgedrückt werden. Die Anzeige des Batterie-SOC kann an der Steuerung 46 bestimmt oder bei einer Eingabe (nicht gezeigt) der Steuerung 46 empfangen werden.
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Die Steuerung 46 kann das Fahrzeug in einem Anhalte-Start-(„SS-“)Modus betreiben. Im Start-Anhalte-Modus kann die Steuerung 46 automatische Anhaltebefehle (z. B. Befehle, den Verbrennungsmotor 12 während eines Fahrzyklus anzuhalten) und automatische Startbefehle (z. B. Befehle, den Verbrennungsmotor 12 während eines Fahrzyklus zu starten) ausgeben. Wenn das Fahrzeug 10 zum Stillstand kommt, kann zum Beispiel die Steuerung 46 einen Befehl ausgeben, um den Prozess zum Anhalten des Verbrennungsmotors 12 zu beginnen. Zum Beispiel kann die Steuerung 46 in Automatikgetriebeanwendungen einen Befehl ausgeben, um den Prozess des Startens des Verbrennungsmotors 12 zu beginnen, wenn ein Bremspedal (nicht gezeigt) gelöst wird und/oder ein Gaspedal (nicht gezeigt) nach einem automatischen Anhalten des Verbrennungsmotors betätigt wird. In Schaltgetriebeanwendungen kann die Steuerung 46 einen Befehl ausgeben, um mit dem Prozess des Startens des Verbrennungsmotors 12 zu beginnen, wenn ein Kupplungspedal (nicht gezeigt) gelöst wird. Der Motor 12 wird als Reaktion auf Autostopp-Befehle abgeschaltet und als Reaktion auf Autostart-Befehle gestartet.
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Unter Bezugnahme auf 2 kann ein automatisches Anhalteereignis des Verbrennungsmotors mehrere Stufen beinhalten. „Beginn des automatischen Anhaltens“ kennzeichnet den Beginn des automatischen Anhalteereignisses des Verbrennungsmotors. „Vorbereiten auf ein automatisches Anhalten des Verbrennungsmotors “ ist der Zeitraum, während dessen die Fahrzeugsysteme sowie der Verbrennungsmotor auf das bevorstehende Anhalten des Verbrennungsmotors vorbereitet werden. Wenn eine Unterbindungsbedingung des automatischen Anhaltens während dieser Stufe erfasst wird, wird die Vorbereitung auf das bevorstehende Anhalten des Verbrennungsmotors unterbrochen und die Fahrzeugsysteme und der Verbrennungsmotor kehren zu ihren normalen Betriebsmodi zurück. „Kraftstoffabsperrung“ kennzeichnet den Punkt, bei dem der Kraftstoffstrom zum Verbrennungsmotor angehalten wird. „Anhalten des Verbrennungsmotors“ ist der Zeitraum, während dessen die Verbrennungsmotordrehzahl auf 0 sinkt. „Neustart unter Kraftstoff markiert den Punkt, nach dem, wenn ein Neustart während der Stufe „Anhalten des Verbrennungsmotors“ angefordert wird, der Anlasser unter Umständen in Eingriff gebracht werden muss, um den Verbrennungsmotor anzukurbeln. Wenn ein Neustart vor „Neustart unter Kraftstoff und während der Stufe „Anhalten des Verbrennungsmotors“ angefordert wird, kann der Verbrennungsmotor durch erneutes Anschalten des Kraftstoffstroms neugestartet werden. „Verbrennungsmotordrehzahl=0“ markiert den Punkt, an dem die Verbrennungsmotordrehzahl nahe oder gleich 0 ist.
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„Verbrennungsmotor automatisch angehalten“ ist der Zeitraum, während dessen der Motor abgeschaltet ist. „Anlasser in Eingriff“ markiert den Punkt, bei dem der Anlasser damit beginnt, den Verbrennungsmotor anzukurbeln, um den Verbrennungsmotor als Reaktion auf das Erfassen einer automatischen Startbedingung des Verbrennungsmotors zu starten. „Anlasser kurbelt Motor an“ ist der Zeitraum, während dessen der Verbrennungsmotor nicht in der Lage ist, unter eigener Leistung anzukurbeln. „Anlasser lösen“ markiert den Punkt, bei dem der Verbrennungsmotor in der Lage ist, unter eigener Leistung anzukurbeln. „Verbrennungsmotordrehzahl zunehmend“ ist der Zeitraum, während dessen die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf ihre Fahrdrehzahl erhöht wird (eine Drehzahl bei oder über der Zielleerlaufdrehzahl). „Ende des automatischen Anhaltens“ markiert den Punkt, bei dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors ihre Fahrdrehzahl erreicht.
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Die Steuerung 46 kann außerdem Leerlauflastverringerungs(„ILR“-)befehle ausgeben, um das Fahrzeug 10 in einem ILR-Modus zu betreiben. Analog zum Start-Anhalte-Modus kann der ILR-Betrieb des Fahrzeugs 10 eingeleitet werden, wenn das Fahrzeug 10 in eine Stillstands- oder Beinahestillstandsstellung gebracht wird, während der Verbrennungsmotor 12 noch läuft; zum Beispiel, wenn das Fahrzeug 10 an einer Ampel angehalten wird. Im ILR-Modus wird das Ineingrifftreten einer Kupplung (z. B. der Vorwärtskupplung 25) wahlweise zwischen einem Erster-Gang-Zustand und einem alternativen Erster-Gang-Zustand gesteuert.
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In einem Ansatz wird das Getriebe 24 im ILR-Modus in einem neutralen Leerlaufmodus betrieben. Während des neutralen Leerlaufbetriebs kann das Getriebe 24 außer Eingriff gebracht sein, zum Beispiel durch Lösen einer Vorwärtskupplung 25 des Getriebes, um das Getriebe in einen neutralen Zustand mit geringer oder keiner Drehmomentübertragungskapazität zu versetzen. Das Außereingriffbringen des Getriebes 24 kann die Kraftstoffeffizienz durch Entlasten des Verbrennungsmotors verbessern, wodurch der Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs gesenkt wird.
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In einem Beispiel kann der neutrale Leerlaufbetrieb des Fahrzeugs 10 im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet sein, dass (i) sich das Fahrzeug 10 im Ruhezustand befindet, (ii) die Betriebsbremsen betätigt sind, (iii) der Schaltwählhebel sich in einem Vorwärtsbewegungsbereich befindet, und (iv) alle Kombinationen von drehmomentübertragenden Kupplungen, die ein Drehzahlverhältnis vom Eingangs- zum Ausgangselement des Getriebes 24 schaffen, außer Eingriff gebracht sind. Als ein Ergebnis dreht sich die Eingangswelle des Getriebes 24 während des neutralen Leerlaufbetriebs mit einer im Wesentlichen gleichen Drehzahl wie die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 12 frei.
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In einem weiteren Ansatz wird das Getriebe 24 im ILR-Modus in einem Getriebeleerlauflastverringerungs(transmission idle load reduction - TILR)modus betrieben. Im TILR-Modus kann der Schlupf eines Vorwärtskupplung 25 des Getriebes 24 gesteuert werden, zum Beispiel genau oberhalb des Hubdrucks. Im TILR-Modus führt die Vorwärtskupplung kontinuierliche Schlupfleistung ab (z. B. bis zu ungefähr 1,5 kW). Auf diese Art kann das Drehzahlverhältnis des Drehmomentwandlers 22 von Null (Ausgehend) auf ein gewünschtes Drehzahlverhältnis erhöht werden. Bei zunehmendem Drehzahlverhältnis fällt die Drehmomentmultiplikation ab und die Beziehung zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl und dem Laufraddrehmoment, auch als K-Faktor bekannt, erhöht sich.
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Wie beschrieben, kann das Fahrzeug 10 mit mehreren Systemen zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz bereitgestellt werden; zum Beispiel einem SS-System und einem ILR-System. Eine Steuerung, wie etwa die VSC 46, kann verwendet werden, um eine Strategie umzusetzen, welche die Wechselwirkung zwischen dem Start-Anhalte- und dem ILR-System definiert.
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Unter Bezugnahme auf 3 kann ein Verfahren 100 zum Steuern eines Fahrzeugs, das SS- und ILR-Fähigkeiten aufweist, bei 102 beginnen, wenn das Fahrzeug zum Beispiel als Ergebnis eines Betätigens des Bremspedals durch einen Fahrer zum Stillstand kommt. Bei Block 104 führt die Steuerung (z. B. die VSC 46) eine Anhaltemodusvermittlungsroutine durch.
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In der Anhaltemodusvermittlungsroutine bestimmt die Steuerung 106, ob eine automatische Anhalteunterbindungsbedingung erfasst wird. Zum Beispiel kann die Steuerung bestimmen, ob ein Batterieparameter (z. B. Spannung oder Ladezustand (SOC)) unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Als weiteres Beispiel kann die Steuerung bestimmen, ob sich eine Verbrennungsmotortemperatur oder Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur außerhalb eines kalibrierbaren Bereichs befindet. Gleichermaßen kann die Steuerung bestimmen, ob der Bedarf an elektrischem Strom, der einem elektrischen Lastsystem oder elektrischen Lastuntersystemen zugeordnet ist, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Andere automatische Anhalteunterbindungsbedingungen können vorliegen, wenn sich zum Beispiel ein Fahrzeug auf einer Neigung befindet, die einen Neigungsgrad außerhalb eines zulässigen Bereichs aufweist, wenn sich eine Umgebungstemperatur außerhalb eines kalibrierbaren Bereichs befindet, wenn sich die Getriebefluidtemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs befindet, wenn sich eine Batterietemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs befindet, wenn die Fahrzeugklimasteuerung eingeschaltet ist, wenn ein Lenkraddrehwinkel einen zulässigen Schwellenwert übersteigt, wenn ein Bremspedaldruck unter einem zulässigen Schwellenwert liegt oder wenn ein Benutzer das SS-System abgeschaltet hat. Andere SS-Unterbindungsbedingungen sind ausdrücklich in Betracht gezogen. Wenn eine oder mehrere automatische Anhalteunterbindungsbedingungen vorliegen, kann die Steuerung den SS-Modus unterbinden.
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Wenn der SS-Modus nicht unterbunden wurde, betreibt die Steuerung das Fahrzeug bei Block 108 im SS-Modus. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug 10 zum Stillstand kommt, kann die Steuerung zum Beispiel einen Befehl ausgeben, um den Prozess zum Anhalten des Verbrennungsmotors 12 zu beginnen.
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Während das Fahrzeug im SS-Modus betrieben wird, kann die Steuerung den Betrieb eines ILR-Systems unterbinden. Auf diese Art wird der Start-Anhalte-Vorgang gegenüber dem ILR-System als der Primäranhaltemodus priorisiert, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt.
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Während das Fahrzeug im SS-Modus betrieben wird, überwacht 110 die Steuerung auch im Hinblick auf eine SS-Modusabbruchbedingung. Eine SS-Modusabbruchbedingung kann zum Beispiel das Erfassen des Benutzers, der das Bremspedal aus einer betätigten Stellung löst, oder das Erfassen des Benutzers sein, der das Gaspedal betätigt. Eine SS-Modusabbruchbedingung kann außerdem das Erfassen von einer oder mehreren SS-Unterbindungsbedingungen sein. Wenn zum Beispiel der Batterie-SOC unter einen Schwellenwert-SOC fällt, kann die Steuerung eine SS-Modusabbruchbedingung erfassen.
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Wenn keine SS-Modusabbruchbedingung bei der Bestimmung 110 erfasst wurde, fährt die Steuerung fort, das Fahrzeug bei Block 108 im SS-Modus zu betreiben. Wenn die Steuerung jedoch eine SS-Modusabbruchbedingung erfasst, leitet die Steuerung eine SS-Modusabbruchroutine ein 112. Die SS-Modusabbruchroutine kann das Neustarten des Verbrennungsmotors beinhalten.
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In einem Ansatz startet 114 die Steuerung beim Einleiten der SS-Modusabbruchroutine einen ILR-Unterbindungszeitmesser, um das Einschalten des ILR-Modus für einen kalibrierbaren ILR-Unterbindungszeitraum zu unterbinden. In einem Ansatz kann der ILR-Unterbindungszeitmesser den Betrieb des Getriebes im ILR-Modus für einen Zeitraum von ungefähr 1,5 Sekunden unterbinden. In einem weiteren Ansatz kann der ILR-Unterbindungszeitmesser den Betrieb des Getriebes im ILR-Modus für einen Zeitraum von ungefähr 5 Sekunden unterbinden. Andere ILR-Unterbindungszeiträume sind hierin ausdrücklich in Betracht gezogen. Das Unterbinden des ILR-Modus für den ILR-Unterbindungszeitraum verringert die Systemaktivität, wenn die Anhaltemodusroutine schnell neustartet, nachdem die SS-Modusabbruchroutine eingeleitet wurde.
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Die Anhaltemodusroutine kann enden 116, wenn das Fahrzeug den SS-Modus abbricht und der Fahrer nicht länger das Bremspedal betätigt.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die Bestimmung 106, bestimmt 118 die Steuerung, wenn der SS-Modus unterbunden wird (wenn zum Beispiel eine oder mehrere automatische Anhalteunterbindungsbedingungen erfüllt sind), ob eine ILR-Unterbindungsbedingung erfasst wurde. Eine ILR-Unterbindungsbedingung kann vorliegen, wenn zum Beispiel eine Getriebefluidtemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Andere Beispiele, in denen eine ILR-Unterbindungsbedingung vorliegen kann, beinhalten, wenn sich ein Fahrzeug auf einer Neigung befindet, die einen Neigungsgrad außerhalb eines zulässigen Bereichs aufweist, wenn sich eine Umgebungstemperatur außerhalb eines kalibrierbaren Bereichs befindet, wenn sich eine Batterietemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs befindet, wenn die Fahrzeugklimasteuerung eingeschaltet ist, wenn elektrischer Zusatzstromverbrauch einen zulässigen Schwellenwert übersteigt, wenn ein Lenkraddrehwinkel einen zulässigen Schwellenwert übersteigt, wenn ein Bremspedaldruck unter einem zulässigen Schwellenwert liegt oder wenn ein Benutzer das SS-System abgeschaltet hat.
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Wie vorstehend beschrieben, kann die Steuerung einen ILR-Unterbindungszeitmesser beim Abbrechen des SS-Modus starten, um das Einschalten des ILR-Modus für einen kalibrierbaren ILR-Unterbindungszeitraum zu unterbinden. Der ILR-Unterbindungszeitmesser kann eine ILR-Unterbindungsbedingung sein, die den ILR-Modus bei der Bestimmung 108 unterbinden kann.
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Andere ILR-Unterbindungsbedingungen sind ausdrücklich in Betracht gezogen. Außerdem können das automatische Anhalten und die ILR-Unterbindungsbedingungen auf gemeinsamen Fahrzeug- oder Umweltattributen basieren, aber verschiedene Schwellenwert aufweisen. Zum Beispiel kann ein erster Verbrennungsmotor den SS-Modus unterbinden, aber nicht den ILR-Modus. Auf diese Art kann der ILR-Modus unterbunden werden, sobald die Verbrennungsmotortemperatur eine zweite Verbrennungsmotortemperatur erreicht, die von der ersten Verbrennungsmotortemperatur verschieden ist.
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Wenn eine oder mehrere ILR-Unterbindungsbedingungen erfasst wurden, kann die Steuerung zu Block 104 zurückkehren, wo die Steuerung die Anhaltemodusvermittlungsroutine wiederholt. Bei Block 104 kann das Fahrzeug, wenn sowohl der SS-Modus als auch der ILR-Modus aufgrund der Erfassung entsprechender Unterbindungsbedingungen nicht verfügbar sind, in einem normalen Leerlaufzustand betrieben werden.
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Wenn der SS-Modus bei der Bestimmung 106 unterbunden wird (z. B. aufgrund der Erfassung von einer oder mehreren automatischen Anhalteunterbindungsbedingungen), betreibt die Steuerung das Fahrzeug bei Block 120 in einem ILR-Modus. In einem Ansatz beinhaltet der Betrieb des Fahrzeugs im ILR-Modus das Betreiben des Getriebes in einem neutralen Leerlaufmodus. In einem weiteren Ansatz beinhaltet der Betrieb des Fahrzeugs im ILR-Modus das Betreiben des Getriebes in einem Getriebeleerlauflastverringerungsmodus.
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Während das Fahrzeug im ILR-Modus betrieben wird, bestimmt 122 die Steuerung, ob eine automatische Anhalteunterbindungsbedingung erfüllt wird. Die automatische Anhalteunterbindungsbedingung kann dieselbe automatische Anhalteunterbindungsbedingung sein, die bei der Bestimmung 106 erfasst wurde. Zum Beispiel kann die Steuerung bei der Bestimmung 106 erfassen, dass ein Batterie-SOC unter einem Schwellenwertbatterie-SOC liegt, und daher kann die Steuerung den SS-Modus unterbinden. In diesem Beispiel kann die Steuerung bei der Bestimmung 122 bestimmen, dass ein Batterie-SOC über einem Schwellenwertbatterie-SOC liegt, und daher wird der SS-Modus nicht länger unterbunden.
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Die automatische Anhalteunterbindungsbedingung kann ebenfalls oder stattdessen eine automatische Anhalteunterbindungsbedingung sein, die vorher nicht bei der Bestimmung 106 erfasst wurde. Zum Beispiel kann die Steuerung bestimmen, dass, obwohl eine vorher vorliegende automatische Anhalteunterbindungsbedingung nicht länger vorliegt (z. B. ein vorheriger niedriger Batterie-SOC hat den Schwellenwertbatterie-SOC erreicht), eine verschiedene automatische Anhalteunterbindungsbedingung vorliegt (z. B. liegt die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs). Auf diese Art fährt die Steuerung mit dem Überwachen auf eine Reihe von automatischen Anhalteunterbindungsbedingungen hin fort, während das Getriebe im ILR-Modus betrieben wird.
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Wenn der SS-Modus bei der Bestimmung 122 nicht unterbunden wurde, bricht die Steuerung den ILR-Modus ab und betreibt das Fahrzeug bei Block 108 im SS-Modus. Die Steuerung kann den ILR-Modus abbrechen und den SS-Modus entsprechend einem vorgegebenen Übergangsprofil einleiten. Zum Beispiel kann das Getriebe eine vorzeichenbehaftete kalibrierbare Anstiegsrate eines Kupplungsmomentes mit offener Schleife durchführen, die zum Beispiel als positiv, neutral oder negativ kalibriert sein kann.
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Auf diese Art fährt die Steuerung fort, den SS-Modus als Primäranhaltemodus zu priorisieren, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt, selbst wenn es im ILR-Modus betrieben wird.
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Wenn der SS-Modus bei der Bestimmung 122 unterbunden wird, überwacht 124 die Steuerung auf eine ILR-Modusabbruchbedingung. Eine ILR-Modusabbruchbedingung kann zum Beispiel das Erfassen des Benutzers, der das Bremspedal aus einer betätigten Stellung löst, oder das Erfassen des Benutzers sein, der das Gaspedal betätigt. Eine ILR-Modusabbruchbedingung kann außerdem das Erfassen von einer oder mehreren ILR-Unterbindungsbedingungen sein. Wenn zum Beispiel die Getriebefluidtemperatur außerhalb eines zulässigen Bereiches erhöht wird oder sinkt, kann die Steuerung eine ILR-Modusabbruchbedingung erfassen.
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Wenn keine ILR-Modusabbruchbedingung bei der Bestimmung 124 erfasst wird, fährt die Steuerung fort, das Fahrzeug bei Block 120 im ILR-Modus zu betreiben. Wenn die Steuerung jedoch eine ILR-Modusabbruchbedingung erfasst, leitet die Steuerung eine ILR-Modusabbruchroutine ein 126.
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Die Anhaltemodusroutine kann enden 116, wenn das Fahrzeug den ILR-Modus abbricht und der Fahrer nicht länger das Bremspedal betätigt.
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Auf diese Art können einem Fahrzeug mehrere einzelne Systeme zum Erhöhen der Kraftstoffeffizienz bereitgestellt werden (z. B. ein automatisches Start-Anhalte-System und ein Leerlauflastverringerungssystem). Dem Fahrzeug kann ferner eine Vermittlungsroutine für wahlweises Einschalten und Abschalten der mehreren einzelnen Systeme bereitgestellt werden, um die Vorteile der Systeme zu nutzen, während die Fahrzeugleistung aufrechterhalten wird. In vielen Beispielen stellt ein erstes einzelnes System eine bessere Kraftstoffeffizienz und eine verbesserte Emissionssteuerung im Vergleich zu einem zweiten einzelnen System bereit. Das Fahrzeug kann derartig gesteuert werden, dass ein einzelnes System gegenüber einem weiteren einzelnen System priorisiert wird.
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Obwohl ein automatisches Start-Anhalte-System hierin als priorisierter Anhaltemodus beschrieben wird, wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass andere Anhaltemodi gegenüber einem automatischen Start-Anhalte-System priorisiert werden können. Es ist zum Beispiel ausdrücklich in Betracht gezogen, dass ein Leerlauflastverringerungssystem gegenüber einem automatischen Start-Anhalte-System priorisiert werden kann, wenn ein Fahrzeug zum Stillstand kommt.
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Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen eventuell so beschrieben sind, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt werden, liegt für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängen. Zu diesen Attributen können unter anderem folgende gehören: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Von daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
