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Die Erfindung bezieht sich auf Strategien für die Bestimmung, wann ein automatischer Maschinenstopp verhindert werden soll und wann ein automatischer Maschinenstart eingeleitet werden soll.
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Ein Mikrohybrid-Fahrzeug kann seine Brennkraftmaschine automatisch stoppen, nachdem es zum Stillstand gekommen ist. Ein solches Fahrzeug kann seine Maschine auch neu starten, bevor es aus dem Stillstand beschleunigt. Diese automatischen Maschinenstopps und automatischen Maschinenstarts können die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Maschinenleerlaufzeit (und daher des Kraftstoffverbrauchs) für einen gegebenen Fahrzyklus verbessern.
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Eine Maschine eines Mikrohybrid-Fahrzeugs kann dafür ausgelegt sein, einen Wechselstromgenerator anzutreiben, der elektrische Leistung für bestimmte Systeme und Vorrichtungen in dem Fahrzeug, die elektrische Leistung verbrauchen (z. B. elektrische Servolenkunterstützung), bereitstellt. Daher können diese Systeme und Vorrichtungen während eines automatischen Maschinenstopps nicht arbeiten.
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Ein Kraftfahrzeug kann eine Maschine und wenigstens eine Steuereinheit umfassen. Die wenigstens eine Steuereinheit kann Informationen über Lenkwinkelgeschwindigkeit oder Lenkeingangsdrehmoment während eines Ereignisses eines automatischen Maschinenstopps empfangen, eine Bedingung zum Verhindern eines automatischen Maschinenstopps detektieren, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit oder das Lenkeingangsdrehmoment einen Schwellenwert übersteigt, und einen automatischen Stopp der Maschine als Reaktion auf die Detektion der Bedingung zum Verhindern eines automatischen Maschinenstopps verhindern.
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Die Steuereinheit kann ferner Informationen darüber empfangen, ob die Maschine gestoppt worden ist, eine Bedingung für automatischen Maschinenstart detektieren, wenn die Maschine gestoppt worden ist und die Lenkwinkelgeschwindigkeit oder das Lenkeingangsdrehmoment einen Schwellenwert übersteigt, und einen automatischen Start der Maschine als Reaktion auf die Detektion der Bedingung für automatischen Maschinenstart einleiten.
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Das Verhindern eines automatischen Stopps der Maschine kann das Anweisen einer Wiederaufnahme des Kraftstoffflusses zu der Maschine umfassen.
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Das Verhindern eines automatischen Stopps der Maschine kann umfassen, dass verhindert wird, dass die Maschine stoppt.
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Das Einleiten eines automatischen Starts der Maschine kann das Anweisen eines Starters, die Maschine anzulassen, umfassen.
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Ein Verfahren zum Steuern einer Kraftfahrzeugmaschine kann das Empfangen von Informationen über Lenkwinkelgeschwindigkeit oder Lenkeingangsdrehmoment während eines Ereignisses eines automatischen Maschinenstopps, das Detektieren einer Bedingung zum Verhindern eines automatischen Maschinenstopps, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit oder das Lenkeingangsdrehmoment einen Schwellenwert übersteigt, und das Verhindern eines automatischen Stopps der Maschine als Reaktion auf die Detektion der Bedingung zum Verhindern eines automatischen Maschinenstopps umfassen.
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Das Verhindern eines automatischen Stopps der Maschine kann das Anweisen einer Wiederherstellung des Kraftstoffflusses zu der Maschine umfassen.
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Das Verhindern eines automatischen Stopps der Maschine kann umfassen, dass verhindert wird, dass die Maschine stoppt.
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Das Verfahren kann ferner das Empfangen von Informationen darüber, ob die Maschine gestoppt worden ist, das Detektieren einer Bedingung für automatischen Maschinenstart, wenn die Maschine gestoppt worden ist und die Lenkwinkelgeschwindigkeit oder das Lenkeingangsdrehmoment einen Schwellenwert übersteigt, und das Einleiten eines automatischen Starts der Maschine als Reaktion auf die Detektion der Bedingung für automatischen Maschinenstart umfassen.
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Das Einleiten eines automatischen Starts der Maschine kann das Anweisen eines Starters, die Maschine anzulassen, umfassen.
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Ein Mikrohybrid-Fahrzeug kann eine Maschine und wenigstens eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, anhand von Informationen über Lenkeingangsdrehmoment oder Änderungsrate des Lenkwinkels zu bestimmen, ob der Maschine erlaubt werden soll, automatisch zu stoppen, umfassen.
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Das Bestimmen, ob es der Maschine erlaubt werden soll, automatisch zu stoppen, kann das Bestimmen, ob das Lenkeingangsdrehmoment oder die Änderungsrate des Lenkwinkels einen Schwellenwert übersteigt, umfassen.
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Die wenigstens eine Steuereinheit kann ferner anhand der Informationen über das Lenkeingangsdrehmoment oder die Änderungsrate des Lenkwinkels bestimmen, ob die Maschine angewiesen werden soll, automatisch zu starten.
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Die wenigstens eine Steuereinheit kann ferner die Maschine anweisen, automatisch zu starten, falls das Lenkeingangsdrehmoment oder die Änderungsrate des Lenkwinkels einen Schwellenwert übersteigt.
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Das Anweisen der Maschine, automatisch zu starten, kann das Anweisen eines Starters, die Maschine anzulassen, umfassen.
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1 ist ein Blockschaltplan eines Mikrohybrid-Fahrzeugs.
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2 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Maschinenstatus während eines Ereignisses eines automatischen Maschinenstopps.
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3 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung eines Algorithmus zum Verhindern eines automatischen Maschinenstopps.
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4 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung eines Algorithmus zum Einleiten eines automatischen Maschinenstarts.
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Wie erforderlich, werden hier genaue Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; selbstverständlich sind jedoch die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann, lediglich beispielhaft. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht; einige Merkmale können vergrößert oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sollen spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier offenbart werden, nicht als beschränkend, sondern lediglich als eine Darstellungsgrundlage interpretiert werden, um einen Fachmann auf dem Gebiet zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise genutzt werden kann.
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Mikrohybrid-Fahrzeuge mit verbesserter Startermotor-Technologie können eine Leistungsversorgung mit beschränkter Kapazität hinsichtlich des verfügbaren Stroms, um für eine elektrische Servolenkunterstützung (EPS-Unterstützung) während eines Ereignisses eines automatischen Stopps Leistung bereitzustellen, aufweisen. Um daher unerwünschte Ereignisse wie etwa wesentliche Abfälle der Systemspannung zu vermeiden, könnte die EPS-Unterstützung nicht bereitgestellt werden, sobald die Maschine abgeschaltet worden ist, bis die Maschine erneut startet. Diese Bedingung kann jedoch einen Fahrer unzufrieden machen, der beispielsweise das Lenkrad während oder direkt nach einem automatischen Stoppereignis drehen möchte. Ein solches Drehen könnte eine zusätzliche Lenkanstrengung erfordern.
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Es gibt bestimmte Mikrohybrid-Fahrzeuge, die einen Lenkwinkel (Lenkradwinkel) verwenden, um zu bestimmen, ob ein automatischer Maschinenstopp verhindert werden soll und ob ein automatischer Maschinenstart eingeleitet werden soll. Falls der Lenkwinkel größer als beispielsweise 90 Grad in Bezug auf die Mittelstellung ist, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist (Maschine eingeschaltet), könnte ein automatischer Maschinenstopp verhindert werden (Maschine bleibt eingeschaltet). Falls der Lenkwinkel größer als beispielsweise 90 Grad in Bezug auf eine Mittelstellung während eines automatischen Maschinenstopps (Maschine ausgeschaltet) wird, könnte ein automatischer Maschinenstart eingeleitet werden (Maschine startet).
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Ein wirksames Verhindern automatischer Maschinenstopps und Einleiten automatischer Maschinenstarts hängt jedoch von der Fähigkeit des Fahrzeugs ab, die Wahrscheinlichkeit vorherzusehen, dass ein Fahrer eine Lenkunterstützungsfähigkeit anfordert. Eine Überschätzung einer solchen angeforderten Fähigkeit hat verhinderte automatische Maschinenstopps und eingeleitete automatische Maschinenstarts zur Folge, die nicht notwendig sind, um dem Wunsch eines Fahrers nach einer Lenkunterstützung nachzukommen. Dies erhöht die gesamte Maschinenleerlaufzeit für einen gegebenen Fahrzyklus und senkt daher die Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Eine Unterschätzung einer solchen angeforderten Fähigkeit hat Situationen zur Folge, in denen der Fahrer eine Lenkunterstützung wünscht und eine solche Unterstützung nicht verfügbar ist, was eine Kundenunzufriedenheit hervorrufen kann.
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Es ist festgestellt worden, dass die Änderungsrate des Lenkwinkels und das Lenkeingangsdrehmoment bessere Indikatoren eines Fahrerwunsches nach einer Lenkunterstützung im Vergleich zu dem Lenkwinkel sind. Die Verwendung dieser Parameter in Strategien für automatische Maschinenstopps/automatische Maschinenstarts kann unnötige verhinderte automatische Maschinenstopps und unnötige eingeleitete automatische Maschinenstarts reduzieren, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit für einen gegebenen Fahrzyklus verbessert wird. Die Verwendung dieser Parameter kann auch das Auftreten von Situationen verringern, in denen eine gewünschte Lenkunterstützung nicht verfügbar ist, wodurch die Kundenzufriedenheit verbessert wird.
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Bestimmte Steuerungsstrategien/-algorithmen, die hier beschrieben werden, können die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fahrer eine Lenkfähigkeit wünscht, vorhersehen und daher ein automatisches Abschalten der Maschine verhindern (ein Stoppen der Maschine verhindern). Steuerungsstrategien/-algorithmen zum Verhindern eines automatischen Maschinenstopps können das Bewerten beispielsweise der Änderungsrate des Lenkwinkels und/oder des Lenkeingangsdrehmoments umfassen. Falls irgendwelche dieser Parameter einen im Voraus festgelegten Wert übersteigen, während in ein Ereignis eines automatischen Stopps eingetreten wird, kann der automatische Stopp verhindert werden und kann die EPS-Unterstützung aufrechterhalten werden, was es dem Fahrer (oder einer anderen Lenkautorität) ermöglicht, schnell zu lenken.
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Wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt (Maschine eingeschaltet) und die Lenkwinkelgeschwindigkeit (z. B. die Lenkradwinkelgeschwindigkeit) größer als beispielsweise 50 Grad pro Sekunde ist, was anzeigt, dass eine Kurvenfahrt stattfindet, kann ein automatischer Maschinenstopp verhindert werden (Maschine bleibt eingeschaltet). Diese Schwellen-Lenkwinkelgeschwindigkeit kann kalibriert werden, um Kundenzufriedenheitsanforderungen zu erfüllen. Wenn das Fahrzeug anhält (Maschine eingeschaltet) und das Lenkeingangsdrehmoment (z. B. Lenkradeingangsdrehmoment) größer als beispielsweise 2 Newtonmeter ist, was angibt, dass eine Kurvenfahrt nach dem automatischen Stoppereignis bevorsteht, kann ein automatischer Maschinenstopp verhindert werden (Maschine bleibt eingeschaltet). Dieses Schwellen-Lenkeingangdrehmoment kann kalibriert werden, um Kundenzufriedenheitsanforderungen zu erfüllen.
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Ebenso kann eine Steuerungsstrategie zum Einleiten eines automatischen Maschinenstarts das Bewerten beispielsweise der Änderungsrate des Lenkwinkels und/oder des Lenkeingangsdrehmoments umfassen. Falls irgendeiner dieser Parameter während eines automatischen Stopps einen im Voraus festgelegten Wert übersteigt, kann ein automatischer Maschinenstart eingeleitet werden und kann eine EPS-Unterstützung ermöglicht werden, was es dem Fahrer ermöglicht, schnell zu lenken. Wenn während eines automatischen Stopps (Maschine ausgeschaltet) die Lenkwinkelgeschwindigkeit (z. B. die Lenkradwinkelgeschwindigkeit) größer als beispielsweise 50 Grad pro Sekunde wird, was angibt, dass momentan eine Kurvenfahrt stattfindet, kann ein automatischer Maschinenstart eingeleitet werden (Maschine startet). Diese Schwellen-Lenkwinkelgeschwindigkeit kann kalibriert werden, um Kundenzufriedenheitsanforderungen zu erfüllen. Wenn während eines automatischen Maschinenstopps (Maschine ausgeschaltet) das Lenkeingangsdrehmoment (z. B. Lenkradeingangsdrehmoment) größer als beispielsweise 2 Newtonmeter wird, was angibt, dass nach dem automatischen Stopp eine Kurvenfahrt bevorsteht, kann ein automatischer Maschinenstart eingeleitet werden (Maschine startet). Dieses Schwellen-Lenkeingangsdrehmoment kann kalibriert werden, um Kundenzufriedenheitsanforderungen zu erfüllen. Die obigen Strategien können eine ausreichende elektrische Leistung für die Bereitstellung der EPS-Unterstützung sicherstellen, so dass ein Fahrer eine Kurvenfahrt nach einem automatischen Stopp normal ohne Verzögerung ausführen kann.
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In 1 kann ein Mikrohybrid-Fahrzeug 10 eine Maschine 12, einen Wechselstromgenerator 14, ein elektrisches Servolenkunterstützungssystem 16 und ein Lenksystem 18 (z. B. ein Lenkrad und dergleichen) umfassen. Das Fahrzeug 10 kann außerdem ein Fahrpedalsystem 20, ein Bremspedalsystem 22 und eine oder mehrere Steuereinheiten 24 umfassen. Die Maschine 12, das Lenksystem 18 und Pedalsysteme 22, 24 kommunizieren mit den Steuereinheiten 24/unterliegen der Steuerung durch die Steuereinheiten 24 (wie durch eine Strichlinie angegeben ist). Die Maschine 12 ist dafür ausgelegt, den Wechselstromgenerator 14 mechanisch anzutreiben (wie durch eine dicke Linie angegeben ist), so dass der Wechselstromgenerator 14 elektrischen Strom erzeugt. Der Wechselstromgenerator 14 ist mit dem elektrischen Servolenkunterstützungssystem 16, das konfiguriert ist, die Lenkkräfte, die dem Lenksystem 18 zugeordnet sind, zu reduzieren, elektrisch verbunden (wie durch eine dünne Linie angegeben ist). Als solches kann das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 Strom, der durch den Wechselstromgenerator 14 erzeugt wird, verbrauchen.
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Die Steuereinheiten 24 können einen automatischen Stopp oder einen automatischen Start der Maschine 12 einleiten. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal 22 tritt und das Fahrzeug 10 zum Stillstand kommt, können beispielsweise die Steuereinheiten 24 einen Befehl ausgeben, um den Prozess zum Stoppen der Maschine 12 zu beginnen, so dass verhindert wird, dass die Maschine 12 das elektrische Servolenksystem 16 über den Wechselstromgenerator 14 mit Leistung versorgt. Wenn der Fahrer das Bremspedal 22 loslässt (und/oder auf das Fahrpedal 20 tritt), können die Steuereinheiten 24 einen Befehl ausgeben, um den Prozess zum Starten der Maschine 12 zu beginnen, so dass die Maschine 12 in die Lage versetzt wird, das elektrische Servolenkunterstützungssystem 16 über den Wechselstromgenerator 14 mit Leistung zu versorgen.
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Die Steuereinheiten 24 können einen automatischen Stopp der Maschine 12 anhand von Lenkeingaben in das Fahrzeug 10 verhindern. Wie oben erwähnt worden ist, können die Steuereinheiten 24 auf irgendeine geeignete/bekannte Weise die Änderungsrate des Lenkwinkels und/oder das Lenkeingangsdrehmoment, die in dieser Ausführungsform dem Lenksystem 18 zugeordnet sind, bestimmen (detektieren, beobachten und ähnliches). Falls irgendeiner dieser Parameter einen kalibrierten Schwellenwert wie oben beschrieben übersteigt, können die Steuereinheiten 24 die Ausgabe des Befehls zum Beginnen des Prozesses zum Stoppen der Maschine 12 verhindern oder, falls ein solcher Befehl bereits ausgegeben worden ist, Maßnahmen ergreifen, um ein Stoppen der Maschine 12 zu verhindern.
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Ebenso können die Steuereinheiten 24 anhand von Lenkeingaben in das Fahrzeug 10 ein automatisches Starten der Maschine 12 einleiten. Wie oben erwähnt worden ist, können die Steuereinheiten 24 die Änderungsrate des Lenkwinkels und/oder das Lenkeingangsdrehmoment, die in dieser Ausführungsform dem Lenksystem 18 zugeordnet sind, bestimmen (detektieren, beobachten und ähnliches). Falls irgendeiner dieser Parameter einen kalibrierten Schwellenwert wie oben beschrieben während eines Ereignisses eines automatischen Stopps übersteigt, können die Steuereinheiten 24 einen Befehl zum Starten der Maschine 12 ausgeben.
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In 2 kann ein Ereignis für automatischen Maschinenstopp mehrere Stufen umfassen: "Beginn des automatischen Stopps", was den Beginn des Ereignisses des automatischen Maschinenstopps markiert; "Vorbereiten des automatischen Maschinenstopps", was die Zeitperiode ist, während der Fahrzeugsysteme sowie die Maschine für den bevorstehenden Maschinenstopp vorbereitet werden (falls während dieser Stufe eine Bedingung zum Verhindern des automatischen Stopps detektiert wird, wird die Vorbereitung für den bevorstehenden Maschinenstopp nicht fortgesetzt und werden die Fahrzeugsysteme und die Maschine wieder in ihre normale Betriebsart zurückgeführt); "Kraftstoffabschaltung", was den Punkt markiert, bei dem der Kraftstofffluss zu der Maschine angehalten wird; "Maschine stoppt", was die Zeitperiode ist, während der die Maschinendrehzahl auf 0 reduziert ist; "unterhalb Kraftstoffneustart", was den Punkt markiert, nach dem dann, wenn ein Neustart angefordert wird, um einen automatischen Stopp während der "Maschine stoppt"-Stufe zu verhindern, der Starter eingerückt werden muss, um die Maschine anzulassen (falls ein Neustart vor "unterhalb Kraftstoffneustart" und während der "Maschine stoppt"-Stufe angefordert wird, kann die Maschine neu gestartet werden, um den automatischen Stopp zu verhindern, indem der Kraftstofffluss wieder eingeschaltet wird); "Maschinendrehzahl = 0", was den Punkt markiert, an dem die Maschinendrehzahl nahezu oder gleich 0 ist; "Maschine automatisch gestoppt", was die Zeitperiode ist, während der die Maschine abgeschaltet ist; "Starter einrücken", was den Punkt markiert, an dem der Starter bei einem Versuch, die Maschine zu starten, die Maschine anzulassen beginnt (als Reaktion auf die Detektion einer Bedingung für automatischen Maschinenstart); "Starter lässt Maschine an", was die Zeitperiode ist, während der die Maschine nicht anhand ihrer eigenen Leistung angelassen werden kann; "Starter ausrücken", was den Punkt markiert, an dem die Maschine anhand ihrer eigenen Leistung angelassen werden kann; "Maschinendrehzahl steigt", was die Zeitperiode ist, während der die Drehzahl der Maschine auf ihre Laufdrehzahl ansteigt; "Ende des automatischen Starts", was den Punkt markiert, an dem die Drehzahl der Maschine ihre Laufdrehzahl erreicht (eine Drehzahl bei oder oberhalb der Soll-Leerlaufdrehzahl).
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In 3 können Lenkeingaben in das Fahrzeug (wenn das Fahrzeug anhält) in der Operation 26 ausgewertet werden. In der Operation 28 wird bestimmt, ob der Lenkwinkel größer ist als ein Schwellenwert. In der Operation 30 wird bestimmt, ob die Lenkwinkelgeschwindigkeit größer ist als ein Schwellenwert. In der Operation 32 wird bestimmt, ob das Lenkdrehmoment größer ist als ein Schwellenwert. Falls die Antwort in irgendeiner der Operationen 28, 30, 32 ja lautet, kann der Befehl zum automatischen Stoppen in der Operation 34 verhindert werden. Das heißt, dass der Maschine nicht erlaubt wird zu stoppen. Falls die Antwort auf alle diese Operationen 28, 30, 32 nein lautet, kann der Befehl zum automatischen Stoppen in der Operation 36 nicht verhindert werden. Das heißt, dass der Maschine erlaubt wird zu stoppen.
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In 4 können Lenkeingaben in das Fahrzeug während eines Ereignisses eines automatischen Stopps in der Operation 38 bewertet werden. In der Operation 40 wird bestimmt, ob der Lenkwinkel größer ist als ein Schwellenwert. In der Operation 42 wird bestimmt, ob die Lenkwinkelgeschwindigkeit größer ist als ein Schwellenwert. In der Operation 44 wird bestimmt, ob das Lenkdrehmoment größer ist als ein Schwellenwert. Falls die Antwort in irgendeiner der Operationen 40, 42, 44 ja lautet, kann ein Befehl zum automatischen Starten in der Operation 46 eingeleitet werden. Falls die Antwort auf alle diese Operationen 40, 42, 44 nein lautet, kann ein Befehl zum automatischen Starten in der Operation 48 nicht eingeleitet werden.
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Die hier offenbarten Algorithmen können für eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen wie etwa die Steuereinheiten 24 bereitgestellt/durch diese implementiert werden, wobei die Steuereinheiten 24 irgendeine vorhandene elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit in vielen Formen enthalten können, einschließlich, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Informationen, die dauerhaft in einem nicht beschreibbaren Speichermedium wie etwa in ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar in beschreibbaren Speichermedien wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Die Algorithmen können auch in einem durch Software ausführbaren Objekt implementiert sein. Alternativ können die Algorithmen als Ganzes oder zum Teil unter Verwendung geeigneter Hardware-Komponenten wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs), Zustandsmaschinen, Controller oder anderer Hardware-Komponenten oder -Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten ausgeführt sein.
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Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Eher sind die in dem Anmeldungstext verwendeten Formulierungen beschreibende als beschränkende Formulierungen, wobei selbstverständlich verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale verschiedener implementierender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
