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EINLEITUNG
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Fahrzeugsysteme, die bei geringer Last und niedriger Geschwindigkeit über einen längeren Zeitraum auf einer Steigung betrieben werden, können zu einer Überhitzung der Komponenten führen. Dies kann bei Fahrzeugen mit fortschrittlichen Antriebssystemen, die Elektromotoren umfassen, ausgeprägter sein, einschließlich solcher, bei denen die Komponentenkühlung durch Kühlsysteme erreicht wird, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Fahrzeugsystem, das ein mit einem Antriebsrad gekoppeltes Antriebssystem und eine Reibungsbremse zum Aufbringen eines Bremsmoments auf das Antriebsrad umfasst, wird beschrieben. Das Fahrzeugsystem umfasst ein Gaspedal, das zum Überwachen einer Beschleunigungsanforderung eines Fahrers konfiguriert ist, ein Bremspedal, das zum Überwachen einer Bremsanforderung eines Fahrers konfiguriert ist, einen Steigungssensor, der zum Überwachen der Fahrzeugsteigung konfiguriert ist, und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Eine Steuerung ist mit dem Gaspedal, dem Bremspedal, dem Steigungssensor und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor in Verbindung und ist funktionsfähig mit der Reibungsbremse und dem Antriebssystem verbunden. Die Steuerung umfasst einen Befehlssatz, der ausführbar ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Steigung und die Fahrer-Bremsanforderung zu überwachen und Anweisungen auszuführen, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird, die kleiner als eine Schwellwertgeschwindigkeit ist. Die Anweisungen umfassen das Steuern des Bremsmoments über die Reibungsbremse, um eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen, sowie das Bestimmen einer Fahrer-Beschleunigungsanforderung und der Steigung. Die Steuerung bestimmt eine minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung und löst die Reibungsbremse nur, wenn die Fahrer-Beschleunigungsanforderung größer ist als die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung.
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Ein Aspekt der Offenbarung umfasst die minimale steigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung, die basierend auf der Fähigkeit des Antriebssystems, unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen Wärme abzugeben, bestimmt wird.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der ausführbar ist, um über die Reibungsbremse die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem Nullgeschwindigkeitszustand zu halten.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der ausführbar ist, um über die Reibungsbremse das Bremsmoment zu steuern, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen, die größer oder gleich der Geschwindigkeit Null ist.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der ausführbar ist, um die Reibungsbremse durch Herunterfahren des Bremsmoments zu lösen, um über einen verstrichenen Zeitraum ein Bremsmoment von Null zu erreichen.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der ausführbar ist, um das Antriebssystem zu steuern, um ein Antriebsmoment auf das Antriebsrad zu übertragen, das mit dem Herunterfahren des Bremsmoments zusammenfällt, wobei das Antriebsmoment größer ist als die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der zum Lösen der Reibungsbremse ausführbar ist, wobei der Befehlssatz zum Lösen des Bremsmoments ausführbar ist, um sofort ein Bremsmoment von Null zu erreichen.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der ausführbar ist, um das Antriebssystem zu steuern, um ein Antriebsmoment auf das Antriebsrad zu übertragen, das mit dem sofortigen Lösen des Bremsmoments zusammenfällt, wobei das Antriebsmoment größer ist als die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der ausführbar ist, um das Antriebssystem als Reaktion auf die Beschleunigungsanforderung des Fahrers zu steuern.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst den Befehlssatz, der ausführbar ist, um die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung zu bestimmen, indem ein vorkalibrierter Wert für die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung basierend auf der Wärmeerzeugung und Wärmeabfuhr des Antriebssystems ausgewählt wird.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst die minimale auf der Fahrzeugsteigung basierende Ausgangsdrehmomentanforderung, die basierend auf einer thermischen Fähigkeit des Antriebssystems bestimmt wird, über einen längeren Zeitraum mit einer Kriechgeschwindigkeit zu arbeiten, um eine Überhitzung einer Komponente des Antriebssystems zu verhindern.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugsystems, das ein mit einem Antriebsrad gekoppeltes Antriebssystem und eine Reibungsbremse zum Aufbringen eines Bremsmoments auf ein angetriebenes Rad umfasst. Das Verfahren umfasst die Überwachung der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Bremsanforderung des Fahrers. Wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird, die kleiner als eine Schwellwertgeschwindigkeit ist, übt die Reibungsbremse das Bremsmoment aus, um eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen. Es wird eine Beschleunigungsanforderung des Fahrers ermittelt, ebenso wie die Fahrzeugsteigung über einen Steigungssensor. Es wird eine minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung bestimmt, und die Reibungsbremse wird nur dann gelöst, wenn die Fahrer-Beschleunigungsanforderung größer ist als die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Arten und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verwendet werden.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun exemplarisch mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 zeigt schematisch ein Fahrzeugsystem mit einem Antriebssystem und einem Antriebsrad gemäß der Offenbarung.
- 2 stellt schematisch den Informationsfluss dar, der einer Steuerroutine zugeordnet ist, um den Betrieb des Fahrzeugs zu steuern und ein minimales Antriebsmoment gemäß der Offenbarung zu ändern.
- 3 stellt schematisch einen Prozess zum Bestimmen einer Achsdrehmomentanforderung dar, der auf einer Fahrer-Beschleunigungsanforderung basiert und die Fahrzeugsteigung gemäß der Offenbarung berücksichtigt.
- 4 stellt grafisch eine temperaturbasierte Fähigkeitshüllkurve dar, die für das Fahrzeug in Bezug auf den Fahrzeugbetrieb bei einer Steigung gemäß der Offenbarung empirisch abgeleitet werden kann.
- 5 stellt grafisch ein minimales erforderliches Drehmoment dar, um das Fahrzeug auf einer Steigung bei der Geschwindigkeit Null ohne Rückwärtsrollen zu halten, und ein steigungsbasiertes minimales Drehmoment, das so gewählt wird, dass eine ausreichende positive Fahrzeugbeschleunigung erreicht wird, um eine übermäßige Verweilzeit im Betriebsbereich mit hochriskanter Geschwindigkeit/Steigung zu vermeiden, die gemäß der Offenbarung mit Bezug auf 4 beschrieben wird.
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Es ist zu verstehen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie sie hierin offenbart werden, darstellen, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen. Details, die mit solchen Merkmalen verbunden sind, werden teilweise durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, wie hierin beschrieben und veranschaulicht, können in einer Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und gestaltet werden. Die folgende detaillierte Beschreibung soll daher nicht den Umfang der Offenbarung, wie beansprucht, einschränken, sondern ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen. Darüber hinaus werden in der folgenden Beschreibung zwar zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen, aber einige Ausführungsformen können auch ohne einige dieser Details realisiert werden. Darüber hinaus wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit bestimmtes technisches Material, das in der betreffenden Technik verstanden wird, nicht im Detail beschrieben, um eine unnötiges Verwirren der Offenbarung zu vermeiden. Außerdem sind die Zeichnungen in vereinfachter Form und nicht maßstabsgetreu. Nur aus Gründen der Übersichtlichkeit und Übersichtlichkeit können in Bezug auf die Zeichnungen Richtungsbegriffe wie oben, unten, links, rechts, nach oben, oberhalb, darüber, unterhalb, darunter, hinten und vorne verwendet werden. Diese und ähnliche Richtungsbegriffe sind nicht so auszulegen, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränken. Darüber hinaus kann die Offenlegung, wie hierin veranschaulicht und beschrieben, in Abwesenheit eines Elements durchgeführt werden, das hierin nicht ausdrücklich offengelegt wird.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den mehreren Figuren entsprechen, veranschaulicht 1, in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen, ein Fahrzeug 10, das ein Antriebssystem 30 umfasst, das mit einem oder mehreren Antriebsrädern 12 gekoppelt ist, wobei der Fahrzeugbetrieb über eine Fahrzeugsteuerung 15 gesteuert wird. Das Fahrzeug 10 kann auch ein oder eine Vielzahl von angetriebenen Rädern 12' umfassen, wobei jedes der Antriebsräder 12 und jedes der angetriebenen Räder 12' mit einer Reibradbremse 14 ausgestattet ist. Das Fahrzeug 10 kann eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeugs, eines Industriefahrzeugs, eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, eines Personenkraftwagens, eines Flugzeugs, eines Wasserfahrzeugs, eines Zuges, eines Geländewagens, einer persönlichen Bewegungsvorrichtung, eines Roboters und dergleichen umfassen, um die Zwecke dieser Offenbarung zu erfüllen.
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Das Antriebssystem 30 wandelt gespeicherte Energie in Antriebsleistung um und kann als nicht einschränkende Beispiele einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, ein Kraftstoff/Elektrohybridsystem usw. umfassen. Das Antriebssystem 30 kann eine andere Form einer Drehmomentmaschine umfassen, wie beispielsweise eine pneumatisch betriebene Vorrichtung oder eine hydraulisch angetriebene Vorrichtung.
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Das Antriebssystem 30 umfasst auch einen Rädergetriebe, das die Antriebskraft auf das Antriebsrad 12 überträgt. Der Betrieb des Antriebssystems 30 kann von einer Antriebsstrangsteuerung 24 gesteuert werden, wobei über ein Gaspedal 20 ein Bedienbefehl in Form einer Fahrer-Beschleunigungsanforderung erteilt wird. Die Reibrad-Bremsen 14 werden von einer Bremssteuerung 26 als Reaktion auf eine Bremsanforderung des Fahrers gesteuert, die über ein vom Fahrer betätigtes Bremspedal 22 erfolgt. Ein Raddrehzahlsensor 16 kann an jedem der Antriebsräder 12 und an jedem der angetriebenen Räder 12' angeordnet sein, um deren Drehzahlen zu überwachen, aus denen die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden kann. Alternativ kann ein weiterer Drehzahlsensor eingesetzt werden, der Informationen erzeugt, die zur Überwachung der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden können. Das Fahrzeug 10 umfasst auch einen Fahrzeugsteigungssensor 18, der eine Vorrichtung ist, die die Fahrzeuglage dynamisch überwacht und eine piezoelektrische Vorrichtung oder eine andere Vorrichtung sein kann. Der Raddrehzahlsensor 16 und der Fahrzeugsteigungssensor 18 sind mit der Fahrzeugsteuerung 15 verbunden. Das Gaspedal 20 kann mit der Fahrzeugsteuerung 15 in Verbindung stehen, und das Bremspedal 22 kann mit der Bremssteuerung 26 in Verbindung stehen. Alternativ oder zusätzlich können die vorgenannten Sensoren und Stellglieder entweder direkt oder über einen Kommunikationsbus mit den anderen Steuerungen in Verbindung stehen. Das Fahrzeug 10 umfasst auch eine elektrisch angetriebene Zusatzvorrichtung 32, wie beispielsweise eine elektrische Servolenkungspumpe oder eine andere fahrzeuginterne Vorrichtung, die elektrische Energie verbraucht oder erzeugt und bei der sie auch Wärme erzeugt. In einer Ausführungsform wird die elektrisch betriebene Zusatzvorrichtung 32 durch einen Wechselrichter 34 gesteuert. Die erzeugte Wärme wird durch konvektive Wärmeübertragung an die Luft in der Umgebung abgeführt. Das Fahrzeug 10 kann weiterhin Hardware umfassen, die nicht in 1 dargestellt ist, aber dennoch hierin vorgesehen ist.
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Der Begriff „Steuerung“ und verwandte Begriffe wie Steuermodul, Modul, Regelung, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten, z.B. Mikroprozessoren und zugehörigen nicht-flüchtigen Speicherkomponenten in Form von Speicher- und Speichervorrichtungen (Read Only, programmierbare Read Only, Random Access, Hard Drive, etc.). Die nichtflüchtige Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in Form von einem oder mehreren Software- oder Firmwareprogrammen oder - routinen, kombinatorischen Logikschaltungen, Ein-/Ausgabeschaltungen und Vorrichtungen, Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die ein oder mehrere Prozessoren zugreifen können, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Ein-/Ausgabeschaltung(en) und Vorrichtungen umfassen Analog/DigitalWandler und zugehörige Vorrichtungen, die Eingänge von Sensoren überwachen, wobei diese Eingänge mit einer voreingestellten Abtastfrequenz oder als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis überwacht werden. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten durch eine Steuerung ausführbare Befehlssätze einschließlich Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jede Steuerung führt eine oder mehrere Steuerroutinen aus, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen können in regelmäßigen Abständen ausgeführt werden, z.B. alle 100 Mikrosekunden im laufenden Betrieb. Alternativ können Routinen als Reaktion auf das Auftreten eines auslösenden Ereignisses ausgeführt werden. Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und die Kommunikation zwischen den Steuerungen, Stellgliedern und/oder Sensoren kann über eine Verbindung 25 erfolgen, die in Form einer direkten drahtgebundenen Punkt-zu-Punkt-Verbindung, einer vernetzten Kommunikationsbusverbindung, einer drahtlosen Verbindung oder einer anderen geeigneten Kommunikationsverbindung erfolgen kann. Zur Kommunikation gehört der Austausch von Datensignalen in geeigneter Form, wie beispielsweise elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale über Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Die Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale umfassen, die Eingänge von Sensoren, Stellgliedbefehle und die Kommunikation zwischen Steuerungen darstellen. Der Begriff „Signal“ bezieht sich auf einen physikalisch erkennbaren Indikator, der Informationen vermittelt und eine geeignete Wellenform (z.B. elektrisch, optisch, magnetisch, mechanisch oder elektromagnetisch) sein kann, wie DC, AC, Sinuswelle, Dreieckwelle, Rechteckwelle, Vibration und dergleichen, die in der Lage ist, durch ein Medium zu wandern.
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Der Begriff „Modell“ bezieht sich auf einen prozessorbasierten oder prozessorausführbaren Code und die zugehörige Kalibrierung, die eine physikalische Existenz einer Vorrichtung oder eines physikalischen Prozesses simuliert. Wie hierin verwendet, beschreibt der Begriff „dynamisch“ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und gekennzeichnet sind durch das Überwachen oder anderweitige Bestimmen von Zuständen von Parametern und das regelmäßige oder regelmäßige Aktualisieren der Zustände der Parameter während der Ausführung einer Routine oder zwischen den Wiederholungen der Ausführung der Routine. Die Begriffe „Kalibrierung“, „Kalibrieren“ und verwandte Begriffe beziehen sich auf ein Ergebnis oder einen Prozess, der eine mit einer Vorrichtung verbundene Ist- oder Standardmessung mit einer wahrgenommenen oder beobachteten Messung oder einer vorgegebenen Position vergleicht. Eine Kalibrierung wie hierin beschrieben kann auf eine speicherbare parametrische Tabelle, eine Vielzahl von ausführbaren Gleichungen oder eine andere geeignete Form reduziert werden. Ein Parameter ist definiert als eine messbare Größe, die eine physikalische Eigenschaft einer Vorrichtung oder eines anderen Elements darstellt, die unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren und/oder eines physikalischen Modells erkennbar ist. Ein Parameter kann einen diskreten Wert haben, z.B. entweder „1“ oder „0“, oder er kann stufenlos variabel sein.
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2 stellt schematisch den Informationsfluss im Zusammenhang mit einer Steuerroutine 200 dar, die in Form eines Algorithmus vorliegen kann, der in der Fahrzeugsteuerung 15 ausgeführt wird, um den Betrieb einer Ausführungsform des Fahrzeugs 10 zu steuern, die mit Bezug auf 1 beschrieben wird. Wie hierin beschrieben, ist die Steuerroutine 200 vorgesehen, um ein minimales Antriebsmoment zu ändern, das verfügbar ist, wenn das Fahrzeug 10 auf einer Steigung betrieben wird, um Kriechen bei niedriger Geschwindigkeit zu verhindern und ein antriebsbedingtes Berghaltemoment zu vermeiden. Stattdessen werden bei Bedarf die Reibungsbremsen betätigt, um ein Zurückrollen des Fahrzeugs zu verhindern.
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Die Steuerroutine 200 umfasst das Überwachen des Betriebs des Fahrzeugs 10, einschließlich des Überwachens der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrer-Beschleunigungsanforderung und der Fahrer-Bremsanforderung (202). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine Schwellwertgeschwindigkeit ist, z.B. bei oder nahe der Nulldrehzahl, steuert die Bremssteuerung 26 die Reibungsbremsen 14, um das Bremsmoment anzulegen, um eine gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen, z.B. Geschwindigkeit Null (204). Eine Beschleunigungsanforderung des Bedieners wird über das Gaspedal 20 und die Fahrzeugsteigung über den Steigungssensor 18 überwacht. Wenn der Fahrer eine Fahrzeugbeschleunigung anfordert, wie durch eine Erhöhung der Fahreranforderung zur Beschleunigung angezeigt, werden die Reibungsbremsen angewiesen, so lange zu verbleiben, bis die Fahreranforderung zur Beschleunigung größer als eine minimale, auf der Fahrzeugsteigung basierende Fahreranforderung zur Beschleunigung (206) ist. In einer Ausführungsform wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Betriebs des Antriebssystems 30 durch einen Nulldrehmomentbefehl oder einen thermisch robusten Mindestdrehmomentbefehl ersetzt, wenn die Stellung des Gaspedals kleiner ist als diejenige, die der Mindestanforderung des Fahrers basierend auf der Fahrzeugsteigung entspricht.
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Die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung wird basierend auf der Fähigkeit des Antriebssystems 30 oder der elektrisch angetriebenen Zusatzvorrichtung 32 zur Wärmeabfuhr bestimmt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf längere Zeiträume des Kriechbetriebs bei niedriger Geschwindigkeit. Die Reibungsbremse 14 wird gelöst, wenn die Fahrer-Beschleunigungsanforderung größer ist als die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung (208). Somit wird die Fahrzeugsteigung als Input für die Drehmomentverlaufsbestimmung verwendet, um die schwersten Betriebsbedingungen des Antriebssystems zu eliminieren oder schnell zu durchlaufen und so die Wärmeentwicklung zu vermeiden oder zu minimieren.
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3 stellt schematisch einen Prozess 300 dar, der als eine oder mehrere Steuerroutinen in einer der Steuerungen ausgeführt ist, um eine Achsdrehmomentanforderung 340 zu bestimmen, die auf einer Fahrer-Beschleunigungsanforderung basiert und die Fahrzeugsteigung berücksichtigt. Die Eingaben umfassen die Fahrzeuggeschwindigkeit vom Raddrehzahlsensor 16, eine vom Gaspedal 20 bestimmte Beschleunigungsanforderung des Fahrers und die über den Steigungssensor 18 überwachte Fahrzeugsteigung. Die Eingaben des Raddrehzahlsensors 16, d.h. der Fahrzeuggeschwindigkeit, und des Gaspedals 20, d.h. der Fahrer-Beschleunigungsanforderung, werden zum Bestimmen einer Fahrer-Drehmomentanforderung (310) verwendet. Eine Kalibrierung, wie beispielsweise ein Pedalkennfeld, kann verwendet werden, um die Fahreranforderung des Drehmoments zu erzeugen. Die Eingänge des Raddrehzahlsensors 16 und des Steigungssensors 18 werden zum Bestimmen eines steigungsbasierten Mindestdrehmoments (320) verwendet.
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4 stellt grafisch eine temperaturbasierte Fähigkeitshüllkurve 400 dar, die empirisch für eine Ausführungsform des Fahrzeugs 10 abgeleitet werden kann, die mit Bezug auf 1 beschrieben wird. Die temperaturbasierte Fähigkeitshüllkurve 400 wird bestimmt, indem eine thermische Systemfähigkeit in Bezug auf die Fahrzeugsteigung auf der vertikalen Achse 421 und die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der horizontalen Achse 422 bewertet wird. Ein hochriskanter Geschwindigkeits-/Steigungsbetriebsbereich 423 kennzeichnet einen Bereich, in dem eine Überhitzung eines kritischen Teils des Fahrzeugs 10, z.B. eines Teils des Antriebssystems 30 oder der elektrisch angetriebenen Zusatzvorrichtung 32, wahrscheinlich ist, wenn dieser Betrieb für einen kurzen Zeitraum aufrechterhalten wird. Ein risikoarmer Drehzahl-/Steigungsbetriebsbereich 425 kennzeichnet einen Bereich, in dem eine Überhitzung eines kritischen Teils des Fahrzeugs 10, z.B. eines Teils des Antriebssystems 30 oder der elektrisch betriebenen Zusatzvorrichtung 32, auch nach längerem Betrieb unwahrscheinlich ist. Ein Übergangsgeschwindigkeits-/Steigungsbetriebsbereich 424 wird ebenfalls angezeigt. Die temperaturbasierte Fähigkeitshüllkurve 400 kann in ein Verhältnis zwischen Fahrzeugsteigung und Drehmoment umgewandelt werden. In einer Ausführungsform wird das steigungsbasierte Mindestdrehmoment 514 so gewählt, dass es eine thermisch robuste Sollbeschleunigung überschreitet und in der Größenordnung von 0,03g größer ist als das minimal erforderliche Drehmoment 512 in einer Ausführungsform.
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Ein minimal erforderliches Drehmoment 512, um das Fahrzeug auf einer Steigung bei der Geschwindigkeit Null ohne Zurückrollen zu halten, und ein steigungsbasierendes minimales Drehmoment 514 werden grafisch in Bezug auf 5 dargestellt, das die Steigung (%) 504 auf der horizontalen Achse in Bezug auf das Drehmoment (Nm) 502 auf der vertikalen Achse anzeigt. Das steigungsbasierte Mindestdrehmoment 514 wird so gewählt, dass eine ausreichende positive Fahrzeugbeschleunigung erreicht wird, um eine übermäßige Verweilzeit im hochriskanten Geschwindigkeits-/Steigungsbetriebsbereich 423 zu vermeiden, die mit Bezug auf 4 beschrieben wird.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 3 werden die Fahrer-Drehmomentanforderung und das steigungsbasierte Mindestdrehmoment einer Drehmomentarbitrierung (330) unterzogen, die eine der Fahrer-Drehmomentanforderungen und das steigungsbasierte Mindestdrehmoment als Achsdrehmomentanforderung 340 zur Steuerung des Betriebs des Antriebssystems 30 und der Radbremsen 14 wählt.
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Darüber hinaus wird die Achsdrehmomentanforderung 340 zur Steuerung des Betriebs des Antriebssystems 30 entweder durch einen Nulldrehmomentbefehl oder den steigungbasierten Mindestdrehmomentbefehl ersetzt, wenn die Stellung des Gaspedals kleiner als das minimale thermisch robuste Drehmoment ist. Ein Zwischenschwellwert kann als kalibrierbares Totpedal zwischen einem Nullgaspedalzustand und dem gradgenauen Befehl für das minimale Drehmoment implementiert werden. Die Achsdrehmomentanforderung 340 wird an die Fahrzeugsteuerung 15 übermittelt, die damit den Betrieb des Antriebssystems 30 über die Antriebsstrangsteuerung 24 und/oder die Radbremsen 14 über die Bremssteuerung 26 steuert.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 2 wird, wenn die Fahrer-Beschleunigungsanforderung größer als die minimale fahrzeugsteigungsbasierte Fahrer-Beschleunigungsanforderung ist, die Reibungsbremse 14 gelöst und das Antriebssystem 30 stellt ein Drehmoment zur Verfügung, um das Fahrzeug 10 auf der Steigung zu beschleunigen, wodurch längere Perioden des Kriechbetriebs bei niedriger Geschwindigkeit minimiert werden, wenn sich das Fahrzeug auf einer Steigung befindet.
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Die hierin beschriebenen Konzepte minimieren oder mildern den Fahrzeugbetrieb, der einen Berghaltebetrieb und einen langsamen Kriechbetrieb umfasst, was bei Antriebseinheiten mit mechanisch angetriebenen Kühlsystemen oder Anfahrkupplungen zu Problemen führen kann. Dies kann den Kriechbetrieb und den Motorstopp bei einer Steigung mit Antriebsdrehmoment verhindern, indem das Pedalkennfeld so eingestellt wird, dass eine minimale Beschleunigung erreicht wird, die thermisch robust ist. Die hierin beschriebene steigungsbasierte Mindestdrehmomentregelung ist unter Bedingungen mit hoher Steigung, z.B. wenn die Fahrzeugsteigung größer als 10% ist, vorteilhaft aktiviert. Ausgehend vom thermischen Motorverhalten beim Bergauffahren des Fahrzeugs 10 im Langsamfahrbetrieb bei Kriechgeschwindigkeit kann ein gewünschter Betriebsbereich bestimmt werden. Der Betrieb bei Kriechgeschwindigkeit umfasst den Betrieb des Antriebssystems 30 als Reaktion auf eine Fahrer-Beschleunigungsanforderung, die Null ist, oder eine Fahrer-Bremsanforderung, die minimal ist, wobei sich das Fahrzeug mit einer minimalen Geschwindigkeit bewegt, wie beispielsweise 10 km/h in einer Ausführungsform.
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Die Reibungsbremsen 14 können angewiesen werden, einen Berghaltezustand auszuführen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit während eines Nullbefehlszustandes Null erreicht, um ein Zurückrollen des Fahrzeugs in der Steigung zu verhindern.
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Durch diesen Vorgang kann vermieden werden, dass bei Motoren für Zusatzgeräte, z. B. die elektrisch betriebene Zusatzgerätevorrichtung 32, Kühlanlagen auf Flüssigkeitsbasis eingebaut werden müssen. Ein solcher Betrieb holt sanft aber rasch das Fahrzeug 10 durch Beschleunigung oder Bremsen aus einem Band zwischen Nulldrehzahl und Kriechdrehzahl heraus, wenn sich die Fahrer-Anforderung an das Antriebsdrehmoment im kritischen Band befindet.
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Die Lehren können hierin in Bezug auf funktionale und/oder logische Blockkomponenten und/oder verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass solche Blockkomponenten aus Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten bestehen können, die zur Ausführung der angegebenen Funktionen konfiguriert wurden. Die in Bezug auf die 2 und 3 dargestellten Flussdiagramme veranschaulichen ein exemplarisches Verfahren für ein Fahrzeugrechnersystem, das Anweisungen von einem oder mehreren Modulen in Verbindung mit dem System erhält. Das Fahrzeugrechnersystem, das mit dem einen oder den mehreren Modulen kommuniziert, kann durch einen Computeralgorithmus, maschinenausführbaren Code, ein nicht-flüchtiges computerlesbares Medium oder Softwareanweisungen implementiert werden, die in eine geeignete programmierbare(n) Logikvorrichtung(en) des Fahrzeugs programmiert sind, wie beispielsweise das eine oder die mehreren Module, das Unterhaltungsmodul, einen Server in Verbindung mit dem Fahrzeugrechnersystem, eine mobile Vorrichtung, die mit dem Fahrzeugrechnersystem und/oder Server kommuniziert, eine andere Steuerung im Fahrzeug oder eine Kombination derselben. Obwohl die verschiedenen Schritte im Flussdiagramm in einer chronologischen Reihenfolge zu erfolgen scheinen, können zumindest einige der Schritte in einer anderen Reihenfolge und einige Schritte gleichzeitig oder gar nicht ausgeführt werden.
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Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können als Vorrichtung, Verfahren oder Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Dementsprechend kann die vorliegende Offenbarung in Form einer vollständigen Hardwareausführungsform, einer vollständigen Softwareausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausführungsform erfolgen, die Soft- und Hardwareaspekte kombiniert, die im Allgemeinen als „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können. Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung in Form eines Computerprogrammprodukts erfolgen, das in einem greifbaren Ausdrucksmittel mit einem computerverwendbaren Programmcode in dem Medium verkörpert ist.
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Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Flussdiagrammen veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Bedienung möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In diesem Zusammenhang kann jeder Block im Flussdiagramm oder in den Blockdiagrammen ein Modul, Segment oder einen Teil des Codes darstellen, das eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der angegebenen logischen Funktionen umfasst. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammdarstellungen durch Hardware-basierte Systeme mit dedizierten Funktionen, die die angegebenen Funktionen oder Handlungen ausführen, oder Kombinationen von Hardware mit dedizierten Funktionen und Computeranweisungen implementiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können auch auf einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anweisen kann, auf eine bestimmte Weise zu funktionieren, so dass die auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand einschließlich Anweisungsmitteln erzeugen, die die im Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder in Blockdiagrammblöcken angegebene Funktion/Akt umsetzen.
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Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind unterstützend und beschreibend für die vorliegende Lehre, aber der Umfang der vorliegenden Lehre wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und andere Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehren detailliert beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen für die Ausübung der in den beigefügten Ansprüchen definierten vorliegenden Lehren.
