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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Verfahren und ein System zur Steuerung des Abschaltens eines Motors zur Verringerung von Antriebstrang-Entspannung im Leerlaufstopp.
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Es sind Fahrzeuge dazu entwickelt worden, einen Leerlaufstopp durchzuführen, wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, und den Motor automatisch neu zu starten, wenn Neustartbedingungen erfüllt werden. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug einen Leerlaufstopp durchführen, wenn es im Verkehr, an einer Ampel usw. angehalten wird, und anschließend den Motor neu starten, wenn von dem Fahrer Antriebskraft angefordert wird, wie zum Beispiel wenn ein Bremspedal freigegeben oder ein Fahrpedal niedergedrückt wird. Durch Verlängern des Zeitraums über einen Fahrzyklus, während dessen sich der Motor im Leerlaufstopp befindet, ermöglichen solche Leerlaufstoppsysteme Kraftstoffeinsparungen, eine Verringerung von Abgasemissionen, Lärmminderung und dergleichen.
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Die Erfinder haben jedoch ein Problem bei solchen Systemen erkannt. Häufiges Schalten zwischen Motorleerlaufstopp- und Motorneustartbetrieb kann zu störendem Lärm und hörbarem Klappern aufgrund von wiederholtem In- und Außereingriffbringen von Zahnrädern führen. Zum Beispiel kann Abschalten des Motors während eines Leerlaufstoppbetriebs bewirken, dass der Triebstrang des Fahrzeugs aufgrund von Beseitigung des von dem Motor an das Getriebe angelegten Drehmoments entspannt wird. Das entspannte oder entlastete Getriebe kann zu einer physischen Trennung zwischen zwei kämmenden Zahnrädern aufgrund von Getriebespiel führen. Während eines anschließenden Motorneustarts aus dem Leerlaufstoppzustand wird Drehmoment wieder an das Getriebe angelegt, was einen schnellen Neueingriff der verschiedenen Zahnräder im Triebstrang und ein erneutes Spannen des Triebstrangs bewirkt. Dieses schnelle Wiedereinrücken kann zu verstärkter NHV (NVH – noise, vibration and harshness/Lärm, Schwingungen und Rauhigkeit), wie zum Beispiel hörbarem Klappern führen, das das Fahrgefühl sowie Kundenzufriedenheit mindern kann. Des Weiteren kann wiederholtes Klappern und verwandte Torsionsspannung Getriebe- oder Triebstrangkomponenten (zum Beispiel Getrieberäder, Kupplungen usw.) im Laufe der Zeit beeinträchtigen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Probleme aus dem Stand der Technik zu überwinden und ein Verfahren und System anzugeben, bei dem diese Probleme nicht oder weniger stark auftreten.
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Belöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 12.
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Somit kann das obige Problem in einem Beispiel zumindest teilweise durch ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs, der Räder, einen Motor und ein Getriebe enthält, überwunden werden. Das Verfahren kann gezieltes Abschalten des Motorbetriebs als Reaktion auf Betriebsbedingungen und ohne Erhalt einer Motorabschaltanforderung von dem Fahrzeugführer, und vor Anhalten des Motors, und während positives Antriebsmoment noch immer durch das Getriebe übertragen wird, Verankern des Getriebes mit dem Fahrzeug umfassen. Weiterhin kann das Verfahren Verankerthalten des Getriebes bis zu einem Neustart des Motors umfassen. Radbremsen können während des Abschaltens betätigt wenden und können nur während des anschließenden Motorneustarts gelöst werden.
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In einem Beispiel kann ein Fahrzeugantriebsstrang einen Motor, ein Getriebe mit einem oder mehreren Getriebekupplungen, einen den Motor mit dem Getriebe koppelnden Drehmomentwandler und Räder enthalten. Als Reaktion auf Leerlaufstoppbedingungen kann ein Leerlaufstoppbetrieb durch Deaktivieren des Motors eingeleitet werden. Dies kann zum Beispiel Abschalten von Kraftstoff und Zündung zu den Motorzylindern umfassen. Wenn Zylinderverbrennung anhält, beginnt der Motor, bis zum Stillstand (das heißt Nullgeschwindigkeit) herunterzufahren. Wenn die Motordrehzahl null erreicht, angenommen es besteht kein Schlupf am Drehmomentwandler, erreicht somit auch das vom Motor dem Getriebe zugeführte Drehmoment null. Ohne Drehmoment kann sich der Triebstrang entspannen und die Getrieberäder können aufgrund von Getriebespiel ausrücken. Zur Verringerung von Triebstrangentspannung und Zahnradtrennung bei Abschaltung wurde das Getriebe in einem gespannten Zustand gehalten, was Betätigen und Betätigthalten verschiedener Kupplungen während eines Motorleerlaufstopps und/oder Verankern eines Getriebeeingangs und/oder -ausgangs mit dem Fahrzeug umfasst.
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Bei einer Ausführungsform kann das Getriebe vor Anhalten des Motors, und während positives Antriebsmoment noch immer durch das Getriebe übertragen wird, mit dem Fahrzeug verankert werden, während die Radbremsen aktiviert sind. Getriebeverankerung und Radbremsbetätigung kann bis zu einem anschließenden Motorneustartbetrieb aufrechterhalten werden. Das Getriebe kann durch Einrücken einer oder mehrerer Getriebekupplungen und Verriegeln einer eingerückten Getriebekupplung an einem Rahmen des Fahrzeugs (wie zum Beispiel einem Getriebegehäuse, Chassis usw.) verankert werden. Durch Verriegeln der eingerückten Getriebekupplung, während die Radbremsen betätigt bleiben, kann während der Motorabschaltung (das heißt vor einem anschließenden Motorneustart) ein Torsionsgrad im Triebstrang aufrechterhalten werden. Ein Kupplungsdruck kann zur Einstellung des Eingriffszustands der Kupplung (das heißt eines Kupplungseingriffsgrads) eingestellt werden, um den gewünschten Getriebetorsionsgrad zu erhalten. Radbremsbetätigung kann mit dem Getriebeverankerungsvorgang koordiniert werden, indem ein Radbremsdruck auf Grundlage des Kupplungsdrucks und weiterhin auf Grundlage des angeforderten Torsionsgrads eingestellt wird. Darüber hinaus kann auch eine Zeitsteuerung der Getriebeverankerung bezüglich Motordrehzahl eingestellt werden, um den Grad an potenzieller Torsionsenergie einzustellen, der in dem Getriebepfad des Getriebes während des Motorleerlaufstopps aufrechterhalten wird. Zum Beispiel kann das Getriebe bei einer höheren Motordrehzahl verankert werden, um den Grad an potenzieller Torsionsenergie, der während des Abschaltens im Getriebe aufrechterhalten wird, zu erhöhen.
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Während eines anschließenden Motorneustarts kann der Motor durch Einschalten von Zylinderkraftstoff und Zündung erneut gezielt aktiviert werden. Während der Motor hochdreht, kann das eingerückte Getriebe vom Fahrzeug entriegelt werden, und die Radbremsen können gelöst werden. Eine Zeitsteuerung der Getriebeentriegelung bezüglich Motordrehzahl kann auf Grundlage des vor Neustart des Motors im Getriebe aufrechterhaltenen Torsionsgrads eingestellt werden. Mit Zunahme des im Getriebe vor Neustart des Motors aufrechterhaltenen Torsionsgrads kann das Getriebe nach Motorneustart bei einer höheren Motordrehzahl entriegelt werden. Das Lösen der Radbremsen kann mit dem Entriegeln des Getriebes bei Motorneustart koordiniert werden, indem Bremsdruck verringert wird, nachdem die Motordrehzahl über eine Schwelldrehzahl angestiegen ist.
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Auf diese Weise kann durch Festlegen des Getriebes in einem gespannten Drehmomentzustand potenzielle Torsionsenergie während Motorabschaltung und vor einem anschließenden Motorneustart im Getriebe aufrechterhalten werden. Durch Halten einer gewissen Triebstrangspannung im Getriebe während Motorabschaltung kann es möglich sein, Zahnradzahntrennung während Motorabschaltung und somit anschließenden Zahnradzahnneueingriff während Motorneustarts zu reduzieren. In einem Beispiel kann NVH während eines nachfolgenden Motorneustarts reduziert werden, da die Zahnradzähne nicht getrennt werden, obgleich möglicherweise großes Spiel besteht.
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Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugsystemlayout mit Einzelheiten eines Fahrzeugantriebsstrangs.
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2 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Durchführung eines Leerlaufstoppbetriebs mit Getriebetorsion.
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3 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Verankerung eines Getriebes zur Bereitstellung von Getriebetorsion während einer Motorabschaltung.
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4 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Durchführung eines Motorneustartbetriebs nach dem Leerlaufstopp mit Getriebetorsion.
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5 zeigt ein Kennfeld mit mehreren Kurven, die beispielhafte Motorabschalt- und -neustartprozeduren gemäß der vorliegenden Offenbarung erläutern.
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Ausführliche Beschreibung
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Die folgende Beschreibung betrifft allgemein Systeme und Verfahren zum Halten mindestens eines Teils der potenziellen Torsionsenergie in einem Getriebepfad während einer Motorabschaltung in Reaktion auf Leerlaufstoppbedingungen und Aufrechterhalten der potenziellen Torsionsenergie, bis der Motor anschließend neu gestartet wird. Durch Aufrechterhalten von Torsion des Getriebepfads des Getriebes, während der Motor abgeschaltet ist, kann Triebstrangentspannung und Getrieberadausrücken reduziert werden. Wie in den 2–3 gezeigt, kann eine Getriebekupplung eingerückt werden und Radbremsen können während einer Leerlaufstoppmotorabschaltung betätigt werden, indem der Kupplungsdruck und Radbremsdruck eingestellt werden. Des Weiteren kann die eingerückte Kupplung an einem Rahmen des Fahrzeugs verriegelt werden, wodurch das Getriebe verankert wird. Eine Zeitsteuerung des Festlegens des Getriebes und Bremsens der Räder bezüglich Motordrehzahl kann eingestellt werden, um den gewünschten Grad an Getriebetorsion bereitzustellen. Kupplungsdruck- und Radbremsdruckeinstellungen können weiterhin die Koordination der Getriebeverankerung mit der Betätigung der Radbremsen ermöglichen. Während eines anschließenden Motorneustartbetriebs, wie in 4 gezeigt, kann die eingerückte Getriebekupplung allmählich entriegelt werden, und die Radbremsen können allmählich gelöst werden. Beispielhafte Abschaltungs- und Neustartvorgänge werden in 5 graphisch dargestellt. Auf diese Weise kann durch Festlegen und praktisch Stilllegen des Getriebes während einer Motorabschaltung NVH, wie zum Beispiel hörbares Klappern, während eines anschließenden Neustarts reduziert werden. Die Reduzierung der NVH kann sich positiv auf die Fahrerwahrnehmung der Zuverlässigkeit und des Werts des Fahrzeugs auswirken, während des Weiteren Komponentenverschleiß reduziert wird.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs 20. Der Antriebsstrang 20 kann durch einen Motor 22 angetrieben werden. In einem Beispiel kann es sich bei dem Motor 22 um einen Benzinmotor handeln. Bei alternativen Ausführungsformen können andere Motorkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor. Der Motor 22 kann mit einem (nicht gezeigten) Motorstartsystem gestartet werden. Des Weiteren kann der Motor 22 Drehmoment über einen Drehmomentaktuator 24, wie zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Drossel usw., erzeugen oder einstellen.
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Ein Motorausgangsdrehmoment kann zu dem Drehmomentwandler 26 übertragen werden, um ein Automatikgetriebe 28 durch Einrücken einer oder mehrerer Kupplungen, darunter die Vorwärtskupplung 30, anzutreiben, wobei der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden kann. Somit können nach Bedarf mehrere solche Kupplungen eingerückt werden. Die Abgabe des Drehmomentwandlers kann wiederum durch die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 gesteuert werden. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 ganz ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 26 somit Drehmoment über Fluidtransfer zwischen der Drehmomentwandlerturbine und dem Drehmomentwandlerlaufrad zu dem Automatikgetriebe 28, wodurch eine Drehmomentverstärkung ermöglicht wird. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 hingegen ganz eingerückt ist, wird das Motorausgangsdrehmoment über die Drehmomentwandlerkupplung direkt zu einer (nicht gezeigten) Eingangswelle des Getriebes 28 übertragen. Als Alternative dazu kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 teilweise eingerückt sein, wodurch das Einstellen der Drehmomentgröße, die zum Getriebe weitergeleitet wird, ermöglicht wird. Eine Steuerung kann dazu ausgelegt sein, die von dem Drehmomentwandler übertragene Drehmomentgröße einzustellen, indem die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Motorbetriebsbedingungen oder auf Grundlage einer Motorbetriebsanforderung durch den Fahrer eingestellt wird.
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Drehmomentabgabe von dem Automatikgetriebe 28 kann wiederum an die Räder 34 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 28 ein Eingangsantriebsdrehmoment an der (nicht gezeigten) Eingangswelle als Reaktion auf einen Fahrzeugfahrzustand vor Übertragung eines Ausgangsantriebsdrehmoments auf die Räder einstellen.
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Des Werteren können die Räder 34 durch Einrücken der Radbremsen 36 blockiert werden. In einem Beispiel können die Radbremsen 36 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß auf ein (nicht gezeigtes) Bremspedal drückt, eingerückt werden. Auf gleiche Weise können die Räder 34 freigegeben werden, indem die Radbremsen 36 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß von dem Bremspedal nimmt, ausgerückt werden.
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Eine mechanische Ölpumpe 38 kann mit dem Automatikgetriebe 28 in Strömungsverbindung stehen, um hydraulischen Druck bereitzustellen und so verschiedene Kupplungen, wie zum Beispiel eine Vorwärtskupplung 30 und/oder die Drehmomentwandlerkupplung 32, einzurücken. Die mechanische Ölpumpe 38 kann gemäß dem Drehmomentwandler 26 betrieben werden und kann durch die Drehung zum Beispiel der Motor- oder Getriebeeingangswelle angetrieben werden. Somit kann der in der mechanischen Ölpumpe 38 erzeugte hydraulische Druck mit Zunahme der Motordrehzahl zunehmen und kann mit Abnahme der Motordrehzahl abnehmen. Es kann eine elektrische Ölpumpe 40, die auch mit dem Automatikgetriebe in Strömungsverbindung steht, aber unabhängig von der Antriebskraft des Motors 22 oder Getriebes 28 arbeitet, vorgesehen sein, um den hydraulischen Druck der mechanischen Ölpumpe 38 zu ergänzen. Die elektrische Ölpumpe 40 kann durch einen (nicht gezeigten) Motor angetrieben werden, dem zum Beispiel durch eine (nicht gezeigte) Batterie elektrische Energie zugeführt werden kann.
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Eine Steuerung 42 kann dazu konfiguriert sein, Eingaben vom Motor 22 zu erhalten und demgemäß eine Drehmomentabgabe des Motors und/oder Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes, der Kupplungen und/oder der Bremsen zu steuern. Als ein Beispiel kann eine Drehmomentabgabe dadurch gesteuert werden, dass eine Kombination aus Zündzeitpunktsteuerung, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitsteuerung und/oder Luftladung durch Steuerung der Drosselöffnung und/oder der Ventilsteuerzeit, des Ventilhubs und der Verstärkung für turboaufgeladene oder mechanisch aufgeladene Motoren eingestellt wird. Bei einem Dieselmotor kann die Steuerung 42 die Motordrehmomentabgabe durch Steuerung einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitsteuerung und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung zylinderselektiv durchgeführt werden, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern.
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Wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, kann die Steuerung 42 Motorabschaltung durch Abschalten von Kraftstoff und Zündung zum Motor einleiten. Um einen Torsionsgrad im Getriebe aufrechtzuerhalten kann die Steuerung bei Aktivierung der Radbremsen 36 das Getriebe 28 mit einem Rahmen des Fahrzeugs verankern. Wie weiter unter Bezugnahme auf die 2–3 ausgeführt, kann die Steuerung eine oder mehrere Getriebekupplungen, wie zum Beispiel die Vorwärtskupplung 30, einrücken und die eingerückte(n) Getriebekupplung(en) an einem Rahmen des Fahrzeugs verriegeln. Ein Kupplungsdruck kann geändert (zum Beispiel erhöht) werden, um den Eingriffszustand einer Getriebekupplung einzustellen und einen gewünschten Getriebetorsionsgrad bereitzustellen. In einem Beispiel kann während Motorabschaltung durch Aktivieren der elektrischen Ölpumpe 40 Hydraulikdruck zur Kupplungsmodulation bereitgestellt werden, wenn durch die mechanische Ölpumpe 38 kein ausreichender Hydraulikdruck bereitgestellt werden kann.
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Des Weiteren kann ein Radbremsdruck während Motorabschaltung auf Grundlage des Kupplungsdrucks eingestellt werden, um das Festlegen des Getriebes unter Reduzierung eines durch die Räder weitergeleiteten Drehmoments zu unterstützen. Insbesondere können durch Betätigung der Radbremsen bei Verriegelung einer oder mehrerer eingerückter Kupplungen entgegenwirkende Kräfte an das Getriebe und folglich an den Triebstrang angelegt werden, wodurch die Getrieberäder in aktivem Eingriff und potenzielle Torsionsenergie im Getriebepfad des Getriebes aufrechterhalten wird, ohne die Räder zu bewegen. In einem Beispiel kann der Radbremsdruck eingestellt werden, um die Betätigung der Radbremsen mit der Verriegelung der eingerückten Getriebekupplung bei Motorabschaltung zu koordinieren. Durch Einstellen des Radbremsdrucks und des Kupplungsdrucks kann somit der bei Abschaltung des Motors im Getriebe gehaltene Torsionsgrad eingestellt werden.
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Wenn Neustartbedingungen erfüllt werden und/oder ein Fahrzeugführer das Fahrzeug starten möchte, kann die Steuerung 42 den Motor durch Wiederaufnahme von Zylinderverbrennung wieder aktivieren. Wie unter Bezugnahme auf 4 weiter ausgeführt, kann das Getriebe 28 zum Start des Fahrzeugs entriegelt werden, und die Radbremsen 36 können gelöst werden, um Drehmoment an die Antriebsräder 34 zurückzuführen. Eine Zeitsteuerung der Entriegelung des Getriebes und Lösens der Radbremsen bezüglich Motordrehzahl kann auf Grundlage des Grads an potenzieller Torsionsenergie, die vor Einleiten des Motorneustarts im Getriebe aufrechterhalten wurde, eingestellt werden. Ein Kupplungsdruck kann zum Entriegeln des Getriebes eingestellt werden, während ein Radbremsdruck zum Koordinieren des Lösens der Bremsen mit dem Entriegeln des Getriebes und einem Start des Fahrzeugs eingestellt werden kann.
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Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Routine 200 zur Durchführung eines Leerlaufstoppbetriebs in dem Fahrzeugsystem von 1 beschrieben. Bei 202 können Leerlaufstoppbedingungen bestätigt werden. Dazu können zum Beispiel Bestätigen, dass der Motor läuft (zum Beispiel Verbrennung durchführt), ein Batterieladezustand über einem Schwellwert liegt (zum Beispiel mehr als 30% beträgt) und eine Batterieaufladung nicht erforderlich ist, die Fahrzeugbetriebsdrehzahl innerhalb eines Sollbereichs (zum Beispiel unter 30 mph) liegt, keine Anforderung an Luftklimatisierung erhalten worden ist, Motortemperatur (wie zum Beispiel von einer Motorkühlmitteltemperatur abgeleitet) über einem Schwellwert liegt, ein Drosselklappenöffnungsgrad unter einem Schwellwert liegt, vom Fahrer angefordertes Drehmoment kleiner als ein Schwellwert ist, ein Bremspedal gedrückt worden ist usw., gehören. Somit können irgendwelche oder alle der Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, damit eine Leerlaufstoppbedingung bestätigt wird.
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Wenn Leerlaufstoppbedingungen nicht erfüllt werden, kann die Routine enden. Wenn jedoch irgendwelche oder alle der Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, dann kann bei 204 ein Leerlaufstoppbetrieb eingeleitet werden. Das heißt, eine Motorsteuerung kann Motorbetrieb als Reaktion auf die Leerlaufstoppbetriebsbedingungen gezielt abschalten, ohne eine Motorabschaltungsanforderung vom Fahrzeugführer zu erhalten. Abschalten des Motorbetriebs kann gezieltes Deaktivieren des Motors durch Abschalten von Kraftstoff und Zündung zu den Motorzylindern umfassen. Das heißt Zylinderverbrennung kann angehalten werden, wodurch dem Motor gestattet wird zu beginnen, zum Stillstand (Nullgeschwindigkeit) herunterzufahren. Somit kann im Stillstand kein Eingangsdrehmoment von dem Motor in das Getriebe geleitet werden, wodurch bewirkt wird, dass der Triebstrang entspannt wird und die Getrieberäder ausrücken. Um ein Ausrücken der Zahnräder zu verhindern, kann hier vor Anhalten des Motors und während positives Antriebsmoment durch das Getriebe übertragen wird, die Motorsteuerung eine Getriebeausgabe einstellen, um eine gewisse potenzielle Torsionsenergie im Triebstrang und Getriebepfad des Getriebes zu halten und dadurch die Getrieberäder in Eingriff zu halten. Die potenzielle Torsionsenergie kann dann während des Abschaltens im Triebstrang aufrechterhalten werden.
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Insbesondere kann bei 206 bestätigt werden, dass die Motordrehzahl unter einer Schwelldrehzahl abgefallen ist, aber noch nicht Nulldrehzahl erreicht hat. Somit kann bei abnehmender Motordrehzahl, aber bevor die Motordrehzahl null erreicht, eine Motorsteuerung bei 208 das Getriebe in einen gespannten Zustand mit betätigten Radbremsen festlegen. Wie werter in 3 dargelegt, kann dies Einstellen eines Getriebekupplungsdrucks und eines Radbremsdrucks, um dadurch das Getriebe mit einem Rahmen des Fahrzeugs bei aktivierten Radbremsen zu verankern, umfassen. Bei 210 kann nach Festlegen des Getriebes der Motorleerlaufstoppbetrieb abgeschlossen und der Motor zum Stillstand gebracht werden. Bei 212 können Neustartbedingungen bestätigt werden. Wenn Neustartbedingungen nicht bestätigt werden, kann das Getriebe bei 214 in dem gespannten Zustand bei aktivierten Bremsen gehalten werden, um so lange einen Getriebetorsionsgrad aufrechtzuerhalten, bis ein anschließender Motorneustart angefordert wird. Dies kann Aufrechterhalten des Kupplungsdrucks und Radbremsdrucks, bis ein Motorneustart bestätigt wird, umfassen. Durch Verankerthalten des Getriebes bis zum Neustart des Motors kann ein Zahnradausrücken bei Motorabschaltung und -wiedereinrücken bei Motorneustart reduziert werden, wodurch System-NVH, wie zum Beispiel hörbares Klappern, reduziert wird.
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Wenn hingegen Neustartbedingungen bestätigt werden, dann kann bei 216 ein Neustartbetrieb eingeleitet werden. Wie in 4 dargelegt, kann des Weiteren das verankerte Getriebe entriegelt werden, und die Radbremsen können in Koordination mit Hochdrehen des Motors gelöst wenden.
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Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Routine 300 zum Festlegen eines Getriebes in einem gespannten Zustand während Motorleerlaufstoppabschaltung, um dadurch einen Grad an potenzieller Torsionsenergie in dem Getriebepfad des Getriebes zu halten und ein Zahnradausrücken zu reduzieren, beschrieben. Die Getriebepfadtorsion im Getriebe kann dann so lange aufrechterhalten werden, bis ein anschließender Motorneustart angesteuert wird.
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Bei 302 kann die Routine das Bestimmen von Motor- und Fahrzeugbetriebsbedingungen umfassen. Bei 304 kann ein Grad an Getriebetorsion (hier auch als potenzielle Torsionsenergie bezeichnet) auf Grundlage der Betriebsbedingungen bestimmt werden. In einem Beispiel kann der Grad an potenzieller Torsionsenergie auf Grundlage der Umgebungstemperatur eingestellt werden, wobei die Einstellung Erhöhen eines Grads an potenzieller Torsionsenergie in dem Getriebepfad mit Abnahme der Umgebungstemperatur unter einen Schwellwert umfasst. Somit kann das Motorsystem bei kälteren Umgebungstemperaturen für hörbares Klappern empfindlicher sein als bei wärmeren Temperaturen. Somit kann durch Erhöhen des Getriebetorsionsgrads, der während der Motorabschaltung aufrechterhalten wird, als Reaktion auf kältere Temperaturen hörbares Klappern antizipiert und sein Auftreten reduziert werden.
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Bei 306 kann ermittelt werden, ob der Hydraulikdruck der mechanischen Ölpumpe (Pmop) des Getriebes größer ist als ein vorbestimmter Schwellwert. Da die mechanische Ölpumpe von dem Motor angetrieben wird, kann somit während einer Motorabschaltung die Hydraulikdruckleistung der mechanischen Ölpumpe dementsprechend abnehmen. Wenn die Druckleistung der mechanischen Pumpe nicht über dem Schwellwert liegt, dann kann somit bei 308 die elektrische Ölpumpe des Getriebes aktiviert werden. Durch Betrieb einer elektrischen Getriebeflüssigkeitspumpe während der Motorabschaltung als Reaktion auf einen Abfall der Leistung der mechanischen Ölpumpe kann ausreichender Hydraulikdruck zur Einstellung eines Eingriffs der Getriebekupplungen und zum Festlegen des Getriebes bereitgestellt werden.
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Nachdem ausreichender Hydraulikdruck zur Verfügung gestellt wird (zum Beispiel von dem Betrieb der mechanischen Ölpumpe bei 306 oder der elektrischen Ölpumpe bei 308), kann die Motorsteuerung dann zur Verankerung des Getriebes übergehen. Dies kann bei 310 Einstellen eines Kupplungsdrucks zum Einrücken einer oder mehrerer Getriebekupplungen umfassen. Eine Zeitsteuerung des Einrückens der Kupplung und der Verankerung des Getriebes bezüglich Motordrehzahl kann eingestellt wenden, um den bestimmten Grad an potenzieller Torsionsenergie in dem Getriebepfad des Getriebes bei Motorabschaltung aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel kann das Getriebe bei einer höheren Motordrehzahl verankert werden, um einen höheren Grad an potenzieller Torsionsenergie in dem Getriebepfad des Getriebes aufrechtzuerhalten. Bei 312 kann zur Koordination des Einrückens der Kupplung und der Verankerung des Getriebes mit einer Radbremsbetätigung bestätigt werden, dass der Kupplungsdruck (Pclutch) über einem Schwellwert liegt. Bei einer alternativen Ausführungsform kann ein Eingriffszustand der Kupplung bestätigt werden. Nach erhöhen des Kupplungsdrucks über den Schwellwert bei 314 kann Radbremsdruck erhöht werden, um die Radbremsen zu betätigen. Bei 316 kann/können die eingerückte(n) Getriebekupplung(en) an einem Rahmen des Fahrzeugs, wie zum Beispiel einem Fahrzeugchassis oder einem Getriebegehäuse, verriegelt werden. Auf diese Weise kann durch Einrücken der Getriebekupplung unter Betätigung der Bremsen ein Antriebsmoment durch das Getriebe übertragen werden, dem durch die Radbremsen entgegengewirkt werden kann, um die Räder und das Fahrzeug unbeweglich zu halten. Somit können diese entgegenwirkenden Kräfte zum Aufrechterhalten einer potenziellen Torsionsenergie im Getriebepfad des Getriebes, um die Zahnräder in Eingriff zu halten, verantwortlich sein. Das heißt, ein Kupplungsdruck und ein Radbremsdruck können so eingestellt werden, dass im Wesentlichen kein Nettoantriebsmoment durch die Räder weitergeleitet wird und ein Solltorsionsgrad im Getriebepfad des Getriebes gehalten wird.
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Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Routine 400 zum Neustart eines Motors aus dem Leerlaufstopp unter Minderung von hörbarem Klappern während des Übergangs beschrieben. Bei 402 können Neustartbedingungen bestätigt werden. Dazu können zum Beispiel Bestätigen, dass sich der Motor in einem Leerlaufstopp befindet, ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment größer als ein Schwellwert ist, ein Neustart von der Klimaanlage aufgrund eines Wunsches nach Luftklimatisierung angefordert wird, ein Batterieladezustand unter einem Schwellwert liegt, eine Abgasreinigungsvorrichtungstemperatur unter einem Schwellwert liegt, ein Fahrzeugstart angefordert wird (zum Beispiel bei Freigabe eines Bremspedals), eine elektrische Last größer als ein Schwellwert ist usw. gehören. Wenn Neustartbedingungen nicht bestätigt werden, dann kann das Getriebe bei 403 verankert gehalten wenden und die Radbremsen können betätigt gehalten werden.
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Wenn irgendwelche der Neustartbedingungen erfüllt werden, dann kann der Motor bei 404 gezielt wieder aktiviert werden. Dies kann Wiedereinschalten von Zylinderkraftstoffeinspritzung und Zündung umfassen. Wenn Zylinderverbrennung wieder aufgenommen wird, kann der Motor anfangen hochzufahren. Bei 406 kann bestätigt werden, ob die Motordrehzahl (Ne) über einem vorbestimmten Schwellwert liegt. Wenn die Motordrehzahl über dem vorbestimmten Schwellwert liegt, dann kann bei 407 nach dem Motorneustart Betrieb einer elektrischen Ölpumpe unterbrochen werden (falls sie zuvor aktiviert war). Wie unter Bezugnahme auf 3 ausgeführt, kann die elektrische Ölpumpe zuvor als Reaktion auf einen Abfall der Druckleistung einer mechanischen Ölpumpe aktiviert worden sein, um dadurch ausreichenden Hydraulikdruck zum Einrücken der Kupplung während Getriebeverankerungsbetrieb bereitzustellen. Bei 408, wenn die Motordrehzahl über den Schwellwert angestiegen ist, kann/können die eingerückte(n) Getriebekupplung(en) von dem Rahmen des Fahrzeugs entriegelt werden. Dies kann Einstellen (zum Beispiel Verringern) eines Kupplungsdrucks zum Entriegeln der eingerückten Kupplungen umfassen. Eine Zeitsteuerung des Entriegelns der Getriebekupplung und Kupplungsdruckverringerung bezüglich Motordrehzahl kann auf Grundlage des Grads an potenzieller Torsionsenergie eingestellt werden, die während der vorhergehenden Motorabschaltung im Getriebepfad des Getriebes gehalten und aufrechterhalten worden war. In einem Beispiel kann die Einstellung Verringern des Kupplungsdrucks und Entriegeln der eingerückten Getriebekupplung bei einer höheren Motordrehzahl bei Zunahme des Grads an vor Neustart des Motors im Getriebepfad des Getriebes aufrechterhaltener potenzieller Torsionsenergie umfassen. Darüber hinaus oder wahlweise kann eine Zeitsteuerung und/oder Geschwindigkeit der Verringerung des Kupplungsdrucks und Entriegelung der eingerückten Getriebekupplung auf Grundlage anderer Motorbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Getriebetemperatur (wie zum Beispiel von einer Getriebeöltemperatur abgeleitet) oder einer seit Einleitung von Motorneustart abgelaufenen Zeitspanne eingestellt werden.
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Bei 410 können die Radbremsen gelöst werden. Dies kann Verringern eines Radbremsdrucks zum Lösen der Radbremsen umfassen. Eine Zeitsteuerung des Lösens der Radbremse kann in Koordination mit dem Entriegeln der Getriebekupplung eingestellt werden, so dass ein Antriebsmoment durch die Räder allmählich weitergeleitet werden kann, ohne eine plötzliche und große Drehmoment- oder Torsionsstörung im Getriebepfad des Getriebes zu verursachen. In einem Beispiel kann Lösen der Radbremsen Verringern eines Radbremsdrucks mit zunehmender Motordrehzahl über einen Schwellwert und/oder Abfallen eines Kupplungsdrucks unter einen Schwellwert umfassen. Bei 412 kann das Fahrzeug als Reaktion auf eine Fahreranforderung zum Beispiel bei Freigabe eines Bremspedals durch den Fahrer gestartet werden.
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Um die hier vorgestellten Konzepte weiter zu verdeutlichen, werden unter Bezugnahme auf 5 beispielhafter Motorabschaltungs- und -neustartbetrieb für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang, der einen Motor und ein Automatikgetriebe enthält, beschrieben, wobei der Antriebsstrang mit Antriebsrädern des Fahrzeugs gekoppelt ist. 5 enthält ein Kennfeld 500 mit mehreren Kurven 502–508, die Änderungen des Kupplungsdrucks (Kurve 504), des Radbremsdrucks (Kurve 564) und der Torsion des Getriebepfads des Getriebes (Kurve 508) während einer Motorabschaltung und eines anschließenden Motorneustarts (wie durch Änderungen der Motordrehzahl bei Kurve 502 dargestellt) zeigen. Es versteht sich, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit zwar nicht gezeigt wird, sie aber während der in 5 dargestellten gesamten Dauer null bleiben kann.
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Bei t1 können Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sein. Als Reaktion auf die Leerlaufstoppbetriebsbedingungen und ohne Erhalt einer Motorabschaltungsanforderung von dem Fahrzeugführer kann der Motor durch Abstellen von Kraftstoff und Zündung zu den Motorzylindern gezielt deaktiviert werden. Als Reaktion auf das Anhalten der Zylinderverbrennung kann die Motordrehzahl (Kurve 502) anfangen, abzufallen, während der Motor zum Stillstand runterfährt. Während der Motor runterfährt und positives Drehmoment immer noch durch das Getriebe übertragen wird, aber bevor der Motor angehalten wird (das heißt zwischen t1 und t2), kann eine Motorsteuerung das Getriebe mit dem Fahrzeug verankern, während die Radbremsen aktiviert werden, um einen Torsionsgrad im Getriebepfad des Getriebes aufrechtzuerhalten. Dann kann das Getriebe mit dem Grad an Torsion des Getriebepfads des Getriebes verankert gehalten werden, bis ein anschließender Motorneustart angesteuert wird. Eine Zeitsteuerung der Getriebeverankerung bezüglich der Motordrehzahl kann auf Grundlage eines Solltorsionsgrads des Getriebepfads des Getriebes eingestellt werden. Dieser Grad kann wiederum auf Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen, wie zum Beispiel Umgebungstemperatur, bestimmt werden. Zum Beispiel kann eine Motorsteuerung unter kälteren Bedingungen in Erwartung eines lauteren hörbaren Klapperns einen höheren Grad an Getriebetorsion bei Motorabschaltung aufrechterhalten, während unter wärmeren Bedingungen ein geringerer Grad an Getriebetorsion bei Motorabschaltung aufrechterhalten werden kann. In einem Beispiel kann das Getriebe bei einer höheren Motordrehzahl verankert werden, um einen höheren Grad an Torsion des Getriebepfads des Getriebes bereitzustellen.
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Wie bei Kurve 504 gezeigt kann hinter t1, aber vor dem Motorstillstand bei t2 ein Getriebekupplungsdruck eingestellt (zum Beispiel erhöht) werden, um eine Getriebekupplung einzurücken und weiterhin die eingerückte Getriebekupplung an einem Rahmen des Fahrzeugs zu verriegeln. Gleichzeitig können Radbremsen betätigt werden. Wie bei Kurve 506 gezeigt, kann ein Radbremsdruck zwischen t1 und t2 eingestellt (zum Beispiel erhöht) werden, um die Radbremsen in Koordination mit der Getriebeverankerung zu aktivieren. In einem Beispiel kann das Getriebe verankert werden (das heißt die Kupplung kann eingerückt und die eingerückte Kupplung kann verriegelt werden) und Radbremsen können betätigt werden, wenn die Motordrehzahl unter eine Schwellmotordrehzahl 503 abgefallen ist. Durch Verankern des Getriebes bei aktivierten Radbremsen kann einem durch das Getriebe weitergeleiteten Antriebsmoment durch die Radbremsen entgegengewirkt werden, so dass im Wesentlichen kein Antriebsmoment durch die Antriebsräder weitergeleitet wird, während das Drehmoment vorteilhafterweise zum Aufrechterhalten von Torsion des Getriebepfads des Getriebes (Kurve 508) und zur Reduzierung von Zahnradausrücken genutzt wird. Des Weiteren kann durch Einstellung einer Zeitsteuerung der Getriebeverankerung und der Betätigung der Radbremsen bezüglich Motordrehzahl der gehaltene Grad an Torsion des Getriebepfads des Getriebes eingestellt werden. Es versteht sich jedoch, dass die während der Motorabschaltung (das heißt zwischen t1 und t3) aufrechterhaltene Torsion des Getriebepfads des Getriebes geringer sein kann als eine durch den Getriebepfad während Motorbetriebs nach einem Neustart (das heißt nach t3) erfahrene Getriebetorsion.
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Der Kupplungsdruck (Kurve 504) und der Radbremsdruck (Kurve 506) können während der Motorabschaltung aufrechterhalten werden, um das verankerte Getriebe bei betätigten Radbremsen so lange aufrechtzuerhalten, bis ein anschließender Motorneustart angefordert wird. Als Reaktion auf das Erfüllen von Motorneustartbedingungen und/oder bei Erhalt einer Motorneustart- und -wiederanlassanforderung vom Fahrzeugführer kann der Motor bei t3 durch Wiedereinschalten von Kraftstoff und Zündung zu den Motorzylindern gezielt wieder aktiviert werden. Die Motorgeschwindigkeit (Kurve 502) kann dementsprechend ansteigen. Als Reaktion auf die Motorneustartanforderung kann die eingerückte Getriebekupplung entriegelt werden, während die Radbremsen zum Wiederanlassen des Fahrzeugs gelöst werden. Eine Zeitsteuerung der Entriegelung des Getriebes und des Lösens der Radbremsen bezüglich Motordrehzahl kann auf Grundlage des in dem Getriebepfad des Getriebes vor dem Motorneustart aufrechterhaltenen Torsionsgrads eingestellt wenden. In einem Beispiel kann die eingerückte Getriebekupplung durch Verringern des Kupplungsdrucks bei höherer Motordrehzahl entriegelt werden, während der Torsionsgrad, der im Triebstrang zum Zeitpunkt des Motorneustarts aufrechterhalten wunde, zunimmt. Ebenso kann eine Zeitsteuerung des Lösens der Radbremsen auf Grundlage der Motordrehzahl und/oder des Kupplungsdrucks eingestellt werden, um den Getriebeentriegelungsvorgang mit dem Lösen der Radbremsen zu koordinieren, wodurch ein sanfter Motorneustart bzw. sanftes Wiederanlassen des Motors unter verringerter NVH ermöglicht wird. In dem dargestellten Beispiel kann das verankerte Getriebe bei t4 entriegelt werden, wenn sich die Motordrehzahl auf einem Schwellwert 503 befindet. Darüber hinaus kann der Radbremsdruck bei t4 verringert werden, wenn die Motordrehzahl über den Schwellwert 503 ansteigt. Es versteht sich, dass das gezeigte Beispiel zwar die Verwendung einer ähnlichen Motordrehzahlschwelle und Zeitsteuerung für Anlegen und Freigabe von Kupplungsdruck und Anlegen und Freigabe von Radbremsdruck verwendet, bei alternativen Ausführungsformen jeder Vorgang aber verschiedene Motordrehzahlschwellen und -zeitsteuerungen aufweisen kann.
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Auf diese Weise kann Drehmoment während Motorabschaltung gehalten und an den Getriebepfad des Getriebes angelegt werden, wenn Radbremsen aktiviert werden, um Triebstrang- und Getriebezahnradentspannung zu reduzieren. Durch Aufrechterhalten von Getriebetorsion während einer Motorabschaltung können Triebstrangentspannung und Zahnradausrücken reduziert werden, wodurch hörbares Klappern und NVH aufgrund von Zahnradwiedereingriff während eines anschließenden Motorneustarts reduziert werden. Durch Verringern von NVH können Fahrgefühl und Komponentenlebensdauer verbessert werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen kann in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen einen in das computerlesbare Speichermedium im Steuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
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Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen rein beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind, ein.
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Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet wenden. Diese Ansprüche können sich auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss von einem oder mehreren solchen Elementen aufweisend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob ihr Schutzbereich weiter, schmaler, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, werden auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
