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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug und ein Steuerverfahren
für das
Kraftfahrzeug.
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Technischer
Hintergrund
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Ein
vorgeschlagener Parkmechanismus, der in einem Fahrzeug eingebaut
ist, schließt
ein Parkrad ein, das an einer Abtriebswelle angebracht ist, die
mit einer Achse des Fahrzeugs verbunden ist, und eine Parkstange,
die in das Parkrad eingreift und das Parkrad in einer nicht-drehbaren
Lage blockiert (siehe z.B. die japanische Patent-Offenlegung Gazette Nr.
H10-278758). Das Einrücken
des Zahnrads des Parkmechanismus blockiert die Achse des Kraftfahrzeugs.
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Offenbarung
der Erfindung
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Der
Fahrer dieses Fahrzeugs des Standes der Technik kann einen Stoß spüren, wenn
das Zahnrad im Parkmechanismus einrückt. Wenn der Fahrer auf einer
Steigung ein Gaspedal loslässt,
nachdem er einen Ganghebel für
einen Gangwechsel in eine Parkstellung betätigt hat, wird das Fahrzeug
in der Situation, dass das Zahnrad des Parkmechanismus eingerückt ist,
am Stehen gehalten. In der Situation, dass das Zahnrad des Parkmechanismus
ausgerückt ist,
bewegt jedoch die Kraftkomponente des Fahrzeuggewichts, die in Längsrichtung
des Fahrzeugs wirkt, das Fahrzeug, bis das Zahnrad eingerückt ist. Durch
diese Bewegung des Fahrzeugs erhält
der Fahrer einen uner warteten Stoß beim Einrücken des Zahnrads und spürt, dass
das Fahrzeug unerwartet rollt.
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Das
Kraftfahrzeug und das Kraftfahrzeug-Steuerverfahren der Erfindung
sind darauf gerichtet, den möglichen
Stoß bei
der Einrückung
des Zahnrads in einer Verriegelungsstruktur, wie einer Parksperre,
zu verringern. Das Kraftfahrzeug und das Kraftfahrzeug-Steuerverfahren
der Erfindung sind außerdem
darauf gerichtet, dass der Fahrer weniger stark ein Rollen empfindet
wenn der Weg, über den
der Fahrer ein Bremspedal niederdrückt, unter einen vorgegebenen
Betrag sinkt, nachdem ein Ganghebel betätigt wurde, um einen Gangwechsel
in die Parkstellung durchzuführen.
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Die
obigen und weitere damit in Zusammenhang stehende Ziele werden zumindest
teilweise von einem Kraftfahrzeug und einem Kraftfahrzeug-Steuerverfahren
der Erfindung mit den nachstehend erörterten Konfigurationen erreicht.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein erstes Kraftfahrzeug gerichtet,
und das erste Kraftfahrzeug schließt folgendes ein: einen Elektromotor,
der eine Antriebskraft ausgibt, um das Kraftfahrzeug anzutreiben;
eine Verriegelungsstruktur, die eine Zahnradeinrückung nutzt, um eine Achse
des Kraftfahrzeugs in einer nicht-drehbaren Lage zu blockieren;
ein Modul zum Einstellen einer angepassten Antriebskraft, das eine
angepasste Antriebskraft einstellt, die kleiner ist als eine Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
oder ein Kraftkomponente des Fahrzeuggewichts, die aufgrund eines
Gradienten der Fahrbahnoberfläche
in Längsrichtung
des Kraftfahrzeugs wirkt, und die in einer Richtung angelegt wird,
in der die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente ausgeglichen wird; und
ein Steuermodul, das, wenn der Weg, über den ein Fahrer das Bremspedal
niedertritt, kleiner wird als ein voreingestellter Betrag, wodurch
das Fahrzeug in der Richtung, in der die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
wirkt, bewegt wird, nachdem ein Ganghebel für einen Gangwechsel in die
Parkstellung betätigt
wurde, den Elektromotor so steuert, dass er die angepasste Antriebskraft
ausgibt, und die Verriegelungsstruktur so steuert, dass sie die
Achse blockiert.
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Wenn
der Weg, über
den der Fahrer das Bremspedal niedertritt, kleiner wird als der
voreingestellte Wert, wodurch das Kraftfahrzeug in Wirkrichtung
der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente bewegt wird, nachdem ein Ganghebel
für einen
Gangwechsel in die Parkstellung betätigt wurde, steuert das erste
Kraftfahrzeug der Erfindung den Elektromotor so, dass er die angepasste
Antriebskraft ausgibt, die kleiner ist als die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente,
die aufgrund des Fahrbahngradienten in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs
wirkt, und die in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
angelegt wird, während
es die Verriegelungsstruktur so steuert, dass die Achse in einer nicht-drehbaren
Lage blockiert wird. Der Elektromotor wird so gesteuert, dass er
die aufgrund des Gradienten der Fahrbahnoberfläche angepasste Antriebskraft
ausgibt. Diese Steuerung verringert die Kraft, die in Längsrichtung
des Fahrzeugs angelegt wird, und senkt die Bewegungsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs in Wirkrichtung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente.
Die verringerte Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht eine
gemäßigte Verriegelung
der Verriegelungsstruktur durch eine Zahnradeinrückung, wodurch der mögliche Einrückungsstoß verringert
wird und der Fahrer weniger stark ein Rollen empfindet.
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Im
ersten Kraftfahrzeug der Erfindung kann das Steuermodul den Elektromotor
so steuern, dass er die angepasste Antriebskraft in einem vorgegebenen
Zeitraum ab der Betätigung
des Ganghebels für einen
Gangwechsel in die Parkstellung ausgibt, wenn der Weg, über den
der Fahrer das Gaspedal niedertritt, unter den voreingestellten
Wert sinkt.
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Im
ersten Kraftfahrzeug der Erfindung kann das Steuermodul den Elektromotor
so steuern, dass er die Ausgabe der angepassten Antriebskraft beendet,
wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. In diesem Fall kann
die vorgegebene Bedingung die sein, dass eine gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs unter eine voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit
sinkt, und die vorgegebene Bedingung kann auch sein, dass ein Drehwinkel einer
Antriebswelle, die mit der Achse verbunden ist, unverändert in
einem festgelegten Winkelbereich bleibt. Die Zahnradeinrückung der
Verriegelungsstruktur wird entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit
oder entsprechend dem Drehwinkel der Antriebswelle geschätzt. Die
Ausgabe der angepassten Antriebsgeschwindigkeit vom Elektromotor
wird aufgrund des Schätzungsergebnisses
beendet. Die vorgegebene Bedingung kann die sein, dass eine gemessene
Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unter eine voreingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, dass ein Drehwinkel einer Antriebswelle,
die mit der Achse verkuppelt ist, in einem festgelegten Winkelbereich
unverändert
bleibt, oder dass ein vorgegebener Zeitraum ab dem Beginn der Ausgabe
der angepassten Antriebskraft vom Elektromotor vergangen ist.
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Im
ersten Kraftfahrzeug der Erfindung kann das Einstellmodul für die angepasste
Antriebskraft den Gradienten der Fahrbahnoberfläche messen und die angepasste
Antriebskraft so einstellen, dass sie mit zunehmendem gemessenen
Fahrbahnoberflächen-Gradienten zunimmt.
Im ersten Kraftfahrzeug der Erfindung kann das Einstellmodul für die angepasste
Antriebskraft die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente messen und die
angepasste Antriebskraft so einstellen, dass sie mit einer Zunahme
der gemessenen Fahrzeug-Antriebskraftkomponente zunimmt. Diese Anordnungen
stellen eine angemessene Einstellung der angepassten Antriebskraft
sicher und verringern wirksam den möglichen Stoß bei der Zahnradeinrückung in
der Verriegelungsstruktur.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung schließt
das erste Kraftfahrzeug ferner einen zweiten Elektromotor ein, der
eine Antriebskraft an eine andere Achse als die Achse ausgibt, welche die
Antriebskraft, die vom Elektromotor ausgegeben wird, empfängt. Das
Steuermodul steuert den Elektromotor und den zweiten Elektromotor
so, dass sie zusammenwirkend die angepasste Antriebskraft ausgeben.
Der Elektromotor und der zweite Elektromotor werden so gesteuert,
dass sie die angepasste Antriebskraft zusammenwirkend ausgeben.
Dies reduziert wirksam den möglichen
Stoß bei
der Zahnradeinrückung
in der Verriegelungsstruktur.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf ein zweites Kraftfahrzeug gerichtet,
und das zweite Kraftfahrzeug schließt folgendes ein: mehrere Elektromotoren,
die eine Antriebskraft an die gleiche Achse oder an verschiedene
Achsen ausgeben, um das Kraftfahrzeug anzutreiben; eine Verriegelungsstruktur,
die eine Zahnradeinrückung
nutzt, um eine Achse des Kraftfahrzeugs in einer nicht-drehbaren
Lage zu blockieren; ein Modul zum Einstellen einer angepassten Antriebskraft,
das eine angepasste Antriebskraft einstellt, die kleiner ist als
eine Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente oder eine Kraftkomponente eines
Fahrzeuggewichts, die aufgrund eines Gradienten der Fahrbahnoberfläche in Längsrichtung
des Fahrzeugs wirkt, und die in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Kraftkomponente
angelegt wird; und ein Steuermodul, das, wenn der Weg, über den
ein Fahrer das Bremspedal niedertritt, kleiner wird als ein voreingestellter
Betrag, wodurch das Fahrzeug in der Richtung, in der die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
wirkt, bewegt wird, nachdem ein Ganghebel für einen Gangwechsel in die
Parkstellung betätigt
wurde, die mehreren Elektromotoren so steuert, dass eine Ausgabe
der angepassten Antriebskraft von mindestens einem der mehreren
Elektromotoren sichergestellt ist, und das die Verriegelungsstruktur
so steuert, dass sie die Achse blockiert.
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Wenn
der Weg, über
den der Fahrer das Bremspedal niedertritt, kleiner wird als der
voreingestellte Wert, wodurch das Kraftfahrzeug in Wirkrichtung
der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
bewegt wird, nachdem ein Ganghebel für einen Gangwechsel in die
Parkstellung betätigt
wurde, steuert das zweite Kraftfahrzeug der Erfindung die mehreren Elektromotoren
so, dass mindestens einer der mehreren Elektromotoren die angepasste
Antriebskraft ausgibt, während
es die Verriegelungsstruktur so steuert, dass die Achse in einer
nicht-drehbaren Lage blockiert wird. Die angepasste Antriebskraft
ist kleiner als die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente, die aufgrund
des Gradienten der Fahrbahnoberfläche in Längsrichtung des Elektromotorfahrzeugs
wirkt, und wird in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
angelegt. Mindestens einer der mehreren Elektromotoren wird so gesteuert,
dass er die aufgrund des Gradienten der Fahrbahnoberfläche angepasste
Antriebskraft ausgibt. Diese Steuerung verringert die Kraft, die
in Längsrichtung
des Fahrzeugs angelegt wird und senkt die Bewegungsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs in Wirkrichtung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente.
Die verringerte Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht eine
gemäßigte Verriegelung
der Verriegelungsstruktur durch eine Zahnradeinrückung, wo durch der mögliche Zahnrad-Einrückungsstoß verringert
wird und der Fahrer weniger stark ein Rollen empfindet.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf ein Steuerverfahren für ein erstes
Kraftfahrzeug gerichtet, das mit einem Elektromotor ausgestattet
ist, der eine Antriebskraft ausgibt, um das Kraftfahrzeug anzutreiben,
und mit einer Verriegelungsstruktur, die eine Zahnradeinrückung nutzt,
um eine Achse des Kraftfahrzeugs in einer nicht-drehbaren Lage zu
blockieren Das Steuerverfahren des ersten Kraftfahrzeugs schließt die folgenden
Schritte ein: (a) Einstellen einer angepassten Antriebskraft, die
kleiner ist als eine Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente oder eine Kraftkomponente
eines Fahrzeuggewichts, die aufgrund eines Gradienten der Fahrbahnoberfläche in Längsrichtung
eines Kraftfahrzeugs wirkt, und die in Richtung der Aufhebung der
Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente angelegt wird; und (b) Steuern
des Elektromotors, um die angepasste Antriebskraft auszugeben, wenn
ein Weg, über
den der Fahrer das Bremspedal niedertritt, unter einen vorgegebenen Betrag
sinkt, wodurch das Fahrzeug in Wirkrichtung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
bewegt wird, nachdem ein Ganghebel für einen Gangwechsel in die
Parkstellung betätigt
wurde, und Steuern der Verriegelungsstruktur, um die Achse zu blockieren.
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Wenn
der Weg, über
den der Fahrer das Bremspedal niedertritt, kleiner wird als der
voreingestellte Wert, wodurch das Kraftfahrzeug in Wirkrichtung
der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente bewegt wird, nachdem der Schalthebel
für einen
Gangwechsel in die Parkstellung betätigt wurde, steuert das Steuerverfahren
des ersten Kraftfahrzeugs der Erfindung den Elektromotor so, dass
er die angepasste Antriebskraft ausgibt, die kleiner ist als die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente,
die aufgrund des Gradienten der Fahrbahnoberfläche in Längsrichtung des Fahrzeugs wirkt,
und die in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente angelegt
wird, während
es die Verriegelungsstruktur so steuert, dass sie die Achse in einer
nicht-drehbaren Lage blockiert. Der Elektromotor wird so gesteuert,
dass er die aufgrund des Gradienten der Fahrbahnoberfläche angepasste
Antriebsgeschwindigkeit ausgibt. Diese Steuerung verringert die
Kraft, die in Längsrichtung
des Fahrzeugs angelegt wird und verringert die Bewegungs geschwindigkeit
des Fahrzeugs in Wirkrichtung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente.
Die gesenkte Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht eine
gemäßigte Verriegelung
der Verriegelungsstruktur durch eine Zahnradeinrückung, wodurch der mögliche Stoß bei der Zahnradeinrückung gesenkt
wird und der Fahrer weniger die Empfindung eines Rollens hat.
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Im
Steuerverfahren für
das erste Kraftfahrzeug der Erfindung kann der Schritt (b) den Elektromotor
so steuern, dass er die angepasste Antriebskraft ausgibt, wenn der
Weg, über
den der Fahrer das Bremspedal niedertritt, innerhalb eines vorgegebenen
Zeitraums ab Betätigung
des Schalthebels für
einen Gangwechsel in die Parkstellung unter den voreingestellten
Betrag sinkt. Der Schritt (b) kann den Elektromotor so steuern,
dass er die Ausgabe der angepassten Antriebskraft beendet, wenn
eine vorgegebene Bedingung erfüllt
ist.
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Ferner
kann in dem Steuerverfahren für
das erste Kraftfahrzeug der Erfindung der Schritt (a) den Gradienten
der Fahrbahnoberfläche
messen und die angepasste Antriebskraft so einstellen, dass sie
mit einer Zunahme des gemessenen Fahrbahnoberflächen-Gradienten zunimmt. Der Schritt (a)
kann die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente messen und die angepasste
Antriebskraft so einstellen, dass sie mit einer Zunahme der gemessenen
Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente zunimmt.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf ein Steuerverfahren eines zweiten
Kraftfahrzeugs gerichtet, das mit mehreren Elektromotoren ausgestattet
ist, die eine Antriebskraft an die gleiche Achse oder an unterschiedliche
Achsen ausgeben, um das Kraftfahrzeug anzutreiben, und mit einer
Verriegelungsstruktur, die eine Zahnradeinrückung nutzt, um eine Achse
des Kraftfahrzeugs in einer nicht-drehbaren Stellung zu blockieren.
Das Steuerverfahren des zweiten Kraftfahrzeugs schließt die folgenden
Schritte ein: (a) Einstellen einer angepassten Antriebskraft, die
kleiner ist als eine Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente oder eine
Kraftkomponente des Fahrzeuggewichts, die aufgrund eines Gradienten
der Fahrbahnoberfläche
in Längsrichtung
des Kraftfahrzeugs wirkt, und die in Richtung der Aufhebung der
Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente angelegt wird; und (b) Steuern
der mehreren Elektromotoren, um eine Ausgabe der angepassten Antriebskraft
von mindestens einem der mehreren Elektromotoren sicherzustellen,
wenn der Weg, über
den der Fahrer das Bremspedal niedertritt, kleiner wird als ein
voreingestellter Betrag, wodurch das Kraftfahrzeug in Wirkrichtung
der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente bewegt wird, nachdem ein Ganghebel
für einen Gangwechsel
in die Parkstellung betätigt
wurde, und Steuern der Verriegelungsstruktur, um die Achse zu blockieren.
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Wenn
der Weg, über
den der Fahrer das Bremspedal niedertritt, unter den voreingestellten Wert
sinkt, wodurch das Kraftfahrzeug in Wirkrichtung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
bewegt wird, nachdem ein Ganghebel für einen Gangwechsel in die
Parkstellung betätigt
wurde, steuert das Steuerverfahren des zweiten Kraftfahrzeugs der Erfindung
die mehreren Elektromotoren, um eine Ausgabe der angepassten Antriebskraft
von mindestens einem der mehreren Elektromotoren sicherzustellen,
während
die Verriegelungsstruktur gesteuert wird, um die Achse in einer
nicht-drehbaren Lage zu blockieren. Die angepasste Antriebskraft
ist kleiner als die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente,
die aufgrund des Gradienten der Fahrbahnoberfläche in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs
wirkt, und wird in Richtung der Aufhebung der Kraftfahrzeug-Gewichtskraftkomponente
angelegt. Mindestens einer der mehreren Elektromotoren wird so gesteuert,
dass er die aufgrund des Fahrbahnoberflächen-Gradienten angepasste
Antriebskraft ausgibt. Diese Steuerung verringert die Kraft, die
in Längsrichtung
des Fahrzeugs angelegt wird und senkt die Bewegungsgeschwindigkeit
des Falrzeugs in Wirkrichtung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente.
Die gesenkte Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglicht eine
gemäßigte Verriegelung
der Verriegelungsstruktur durch Zahnradeinrückung, wodurch der mögliche Zahnrad-Einrückungsstoß verringert
wird und der Fahrer nicht so stark ein Rollen empfindet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 zeigt
schematisch den Aufbau eines Elektrofahrzeugs in einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
ein Ablaufschema, das eine Parksperrungs-Steuerroutine zeigt, die
von einer elektronischen Steuereinheit ausgeführt wird, die im Elektrofahrzeug
der Erfindung eingebaut ist;
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3 zeigt
ein Koeffizienteneinstellungs-Kennfeld;
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4 zeigt
eine Beziehung zwischen einer Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM
und einer angepassten Antriebskraft F* bei einem Gradienten der
Fahrbahnoberfläche θ;
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5 ist
ein Ablaufschema, das eine modifizierte Parksperrungs-Steuerroutine
zeigt;
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6 zeigt
schematisch den Aufbau eines anderen Elektrofahrzeugs in einem modifizierten
Beispiel;
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7 zeigt
schematisch den Aufbau eines anderen Hybridfahrzeugs in einem anderen
modifizierten Beispiel.
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8 zeigt
schematisch den Aufbau eines anderen Hybridfahrzeugs in einem noch
anderen modifzierten Beispiel.
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Beste Weise
zur Durchführung
der Erfindung
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Nachstehend
ist eine Weise zur Durchführung
der Erfindung als bevorzugte Ausführungsform beschrieben. 1 zeigt
schematisch den Aufbau eines Elektrofahrzeugs 20 in einer
Ausführungsform der
Erfindung. Wie in 1 dargestellt, schließt das Elektrofahrzeug
der Erfindung folgendes ein: einen Antriebsmotor 22, bei
dem es sich um einen bekannten Synchronmotorgenerator handelt, der
eine Zufuhr von elektrischer Leistung von einer Batterie 26 über einen
Wechselrichter 24 nutzt, um Antriebskraft an Antriebsräder 28a und 28b auszugeben,
einen Parksperrmechanismus 30, der die Antriebsräder 28a und 28b blockiert,
und eine elektronische Steuereinheit 40, die die Abläufe im ganzen
Elektrofahrzeug 20 steuert.
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Der
Parksperrmechanismus 30 schließt ein Parkrad 32 ein,
das an einer Drehwelle 22a des Elektromotors 22 angebracht
ist, die als Antriebswelle dient, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verkuppelt
ist, und eine Parksperrstange 34, die in das Parkrad 32 eingreift,
um das Parkrad 32 in einer nicht-drehbaren Lage zu blockieren.
Die Parksperrstange 34 wird durch Übertragung einer Gangwechselbetätigung eines
Ganghebels 51 aus einer anderen Gangstellung in eine Parkstellung
(P-Stellung) oder eine Gangwechselbetätigung aus der P-Stellung in
eine andere Gangstellung über
ein Schaltkabel 36 aktiviert. Die Parksperrstange 34 greift
in das Parkrad 32 ein und gibt dieses frei, um die Parksperre
zu aktivieren und zu lösen.
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Die
elektronische Steuereinheit 40 ist als Mikroprozessor aufgebaut,
der eine CPU 42, einen ROM 44, der Verarbeitungsprogramme
speichert, einen RAM 46, der Daten zwischenspeichert, und (nicht
dargestellte) Ein- und Ausgabeports einschließt. Die elektronische Steuereinheit 40 empfängt über ihren
Eingabeport einen Drehwinkel α der Drehwelle 22a des
Elektromotors 22 als der Antriebswelle von einem Drehwinkelsensor 23,
eine Gangschaltstellung SP, die aktuell von dem Ganghebel 51 eingestellt
ist, über
einen Gangschaltstellungssensor 52, eine Beschleunigungselementöffnung Acc
oder den Weg, über
den ein Fahrer das Gaspedal 53 niedertritt, von einem Gaspedalstellungssensor 54,
eine Bremspedalstellung BP oder den Weg, über den der Fahrer das Bremspedal
niedertritt, von einem Bremspedalstellungssensor 56, eine
Fahrzeuggeschwindigkeit V des Elektrofahrzeugs von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 und
einen Gradienten θ der
Fahrbahnoberfläche
in Längsrichtung
des Elektrofahrzeugs 20 von einem Neigungssensor 59.
Die elektronische Steuereinheit 40 gibt über ihren
Eingabeport Schaltsteuersignal an Schaltelemente des Wechselrichters 24 aus,
um den Elektromotor 22 anzutreiben und zu steuern.
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In
der folgenden Beschreibung werden die Betriebsabläufe im Elektrofahrzeug 20 der
wie oben erörtert
aufgebauten Ausführungsform
betrachtet, insbesondere ein Steuerungsablauf als Antwort auf eine
Gangwechselbetätigung
des Ganghebels 51 in die P-Stellung während eines Halts des Elektrofahrzeugs 20. 2 ist
ein Ablaufschema, das eine Parksperrungs-Steuerroutine zeigt, die
von der elektronischen Steuereinheit 40 ausgeführt wird.
Diese Routine wird durch eine Gangwechselbetätigung des Ganghebels 51 in
die P-Stellung ausgelöst.
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In
der Parksperrungs-Steuerroutine gibt die CPU 42 der elektronischen
Steuereinheit 40 zuerst die Bremspedalstellung BP vom Bremspedalstellungssensor 56 ein
(Schritt S100) und wartet auf eine AUS-Betätigung der Bremse, durch die
die eingegebene Bremspedalstellung BP gleich 0 % wird (Schritt S110).
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Ansprechend
auf die AUS-Betätigung
der Bremse gibt die CPU 42 den Gradienten θ der Fahrbahnoberfläche vom
Neigungssensor 59 ein (Schritt S120) und berechnet eine
Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM (= M·g·sinθ), bei der es sich um eine Kraftkomponente
eines Fahrzeuggewichts M in Längsrichtung
des Elektrofahrzeugs 20 handelt, aus dem eingegebenen Gradienten θ der Fahrbahnoberfläche und
der Schwerkraftbeschleunigung g (Schritt S130). Die CPU 42 multipliziert
dann die berechnete Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM mit einem voreingestellten
Koeffizienten β,
um eine angepasste Antriebskraft F* zu berechnen, die in Richtung
der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM angelegt wird
(Schritt S140). In dieser Ausführungsform
stellt das Fahrzeuggewicht M das Gesamtgewicht des Elektrofahrzeugs 20 mit
einem Fahrer dar. Der Koeffizient β wird verwendet, um den Verringerungsumfang
der Kraft, die in Längsrichtung
des Elektrofahrzeugs 20 angelegt wird, zu berechnen. Der
Verfahrensablauf dieser Ausführungsform
speichert vorab eine Änderung
des Koeffizienten β gegen den
Gradienten θ der
Fahrbahnoberfläche
als Koeffizienteneinstellungs-Kennfeld im ROM 44 und liest den
Koeffizienten β entsprechend
dem gegebenen Gradienten θ der
Fahrbahnoberfläche
aus dem Koeffizienteneinstellungs-Kennfeld aus. 3 zeigt
ein Beispiel für
das Koeffizienteneinstellungs-Kennfeld. Der Koeffizient β wird in
einem Bereich von 0 bis 1 so gesetzt, dass er mit einer Zunahme
des Gradienten θ der
Fahrbahnoberfläche
zunimmt. Diese Einstellung wirkt gegen eine Zunahme der Kraft in
Längsrichtung des
Fahrzeugs entsprechend der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM und
die angepasste Antriebskraft F* gegen eine Zunahme des Gradienten θ der Fahrbahnoberfläche. 4 zeigt
die Beziehung zwischen der Fahr zeug-Gewichtskraftkomponente FM und
der angepassten Antriebskraft F* bei einem Gradienten θ der Fahrbahnoberfläche.
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Die
CPU multipliziert dann die angepasste Antriebskraft F* mit einem
Umwandlungsfaktor k zur Umwandlung der Antriebskraft in ein Drehmoment des
Elektromotors 22, um einen Drehmomentbefehl Tm* für den Elektromotor 22 zu
erzeugen (Schritt S150), und treibt und steuert den Elektromotor 22 so an,
dass er ein Drehmoment ausgibt, das dem Drehmomentbefehl Tm* äquivalent
ist (Schritt S160). Ansprechend auf die AUS-Betätigung der Bremse nach einer
Gangwechselbetätigung
des Ganghebels 51 in die P-Stellung wird der Elektromotor 22 so
gesteuert, dass er ein Drehmoment ausgibt, das der angepassten Antriebskraft
F* entspricht, die in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM
angelegt wird, und damit die Kraft, die in Längsrichtung des Fahrzeugs angelegt
wird, verringert. Diese Steuerung verringert die Bewegungsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs unter der Bedingung, dass die Zahnräder im Parksperrmechanismus 30 ausgerückt sind,
während
die Bremse AUS ist. Die verringerte Bewegungsgeschwindigkeit des
Fahrzeugs ermöglicht
eine gemäßigte Einrückung der Zahnräder im Parksperrmechanismus 30,
wodurch der mögliche
Stoß beim
Einrücken
verringert wird und der Fahrer nicht so stark ein Rollen empfindet.
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Nachdem
die voreingestellte Zeitspanne tref abgelaufen ist (Schritt S170),
gibt die CPU 42 die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 ein
(Schritt S180) und vergleicht die eingegebene Fahrzeuggeschwindigkeit
V mit einem voreingestellten Bezugswert Vref (Schritt S190). Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit den voreingestellten Bezugswert Vref
erreicht oder übertrifft,
kehrt die Parksperrungs-Steuerroutine
zu Schritt S180 zurück.
Die Bezugszeit tref wird so eingestellt, dass sie gleich einer Zeitspanne
ist, die nötig
ist, um eine Bewegung des Fahrzeugs nach einer AUS-Betätigung der
Bremse zu erfassen, oder etwas länger
als diese ist. Die Bezugszeit tref wird allgemein auf eine Zeitspanne
eingestellt, die nötig
ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf oder über den voreingestellten Bezugswert
Vref zu erhöhen,
beispielsweise auf mehrere 10 bis mehrere hundert ms. Der Bezugswert Vref
wird als Kriterium für
die Bestimmung, ob die Zahnräder
im Parksperrmechanismus 30 einge rückt sind, um das Fahrzeug anzuhalten,
verwendet und wird nahe 0 gesetzt. Die Verarbeitung der Schritte S170
bis S190 wartet, bis die Zahnräder
im Parksperrmechanismus 30 eingerückt sind, um die Bewegung des
Fahrzeugs nach der AUS-Betätigung
der Bremse anzuhalten. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V unter
dem voreingestellten Bezugswert Vref liegt, hebt die CPU 42 den
Drehmomentbefehl Tm* für
den Elektromotor auf (Schritt S200) und verlässt diese Parksperrungs-Steuerroutine.
Unter der Bedingung, dass die Zahnräder im Parksperrmechanismus 30 eingerückt sind,
während
die Bremse AUS ist, bleibt das Fahrzeug angehalten, nachdem der
voreingestellte Zeitraum tref ab der AUS-Betätigung der Bremse vergangen
ist. Die CPU 42 hebt somit den Drehmomentbefehl Tm* des
Elektromotors 22 sofort auf.
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In
dem Elektrofahrzeug 20 der oben beschriebenen Ausführungsform
wird der Elektromotor 22 ansprechend auf den AUS-Betätigung der
Bremse nach der Gangwechselbetätigung
des Schalthebels 51 in die P-Stellung so gesteuert, dass
er ein Drehmoment ausgibt, das der angepassten Antriebskraft F*
entspricht, die in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
FM aufgrund des Gradienten θ der
Fahrbahnoberfläche
angelegt wird. Diese Steuerung verringert die Kraft, die in Längsrichtung
des Fahrzeugs angelegt wird, und verringert die Bewegungsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs. Die verringern Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs
ermöglicht
eine gemäßigte Einrückung der
Zahnräder
im Parksperrmechanismus 30, um den möglichen Stoß beim Einrücken der Zahnräder zu verringern
und damit der Fahrer weniger stark ein Rollen empfindet.
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In
dem Elektrofahrzeug dieser Ausführungsform
wartet der Parksperrungs-Steuerprozess auf eine AUS-Betätigung der
Bremse. Ein modifizierter Ablauf kann warten, bis der Weg, über den
der Fahrer das Bremspedal 55 niedertritt, unter einen vorgegebenen
Betrag sinkt (beispielsweise eine Bremspedalstellung BP = 50 %).
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Das
Elektrofahrzeug 20 dieser Ausführungsform treibt und steuert
den Elektromotor 22 ansprechend auf die AUS-Betätigung der
Bremse nach einer Gangwechselbetätigung
des Ganghebels 51 in die Parkstellung P unabhängig vom
zeitlichen Abstand zwischen der Ganghebelbetätigung und der AUS-Betätigung der
Bremse an. Ein modifiziertes Verfahren kann den Elektromotor 22 nur
innerhalb eines voreingestellten Zeitraums nach der Gangwechselbetätigung ansprechend
auf die AUS-Betätigung der
Bremse antreiben und steuern.
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Das
Elektrofahrzeug 20 dieser Ausführungsform berechnet die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
FM aus dem Gradienten θ der
Fahrbahnoberfläche,
der vom Neigungssensor 59 erfasst wird. Das Elektrofahrzeug 20 kann
mit einem G-Sensor zur Erfassung der Beschleunigung in Längsrichtung
des Fahrzeugs anstelle von oder zusätzlich zu dem Neigungssensor 59 ausgestattet
sein und kann die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM aus dem vom G-Sensor
gemessenen Wert berechnen.
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In
dem Elektrofahrzeug 20 dieser Ausführungsform wird der Koeffizient β so gesetzt,
dass er mit einer Zunahme des Gradienten θ der Fahrbahnoberfläche zunimmt,
wie im Koeffizienteneinstellungs-Kennfeld von 3 dargestellt.
Der Koeffizient β kann
auf einen voreingestellten Wert im Bereich von 0 bis 1 festgelegt
sein.
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In
dem Elektrofahrzeug 20 dieser Ausführungsform wird die angepasste
Antriebskraft F*, die in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
FM angelegt wird, durch Multiplizieren der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
FM mit dem Koeffizienten β berechnet.
Ein anderes Verfahren kann angewendet werden, um die angepasste Antriebskraft
F* zu bestimmen, die kleiner ist als die Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
FM und in Richtung der Aufhebung der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
FM angelegt wird. Ein modifiziertes Verfahren kann einen voreingestellten
Wert von der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM subtrahieren, um
die angepasste Antriebskraft F* einzustellen. Die angepasste Antriebskraft
F* kann ansonsten so eingestellt werden, dass der Unterschied zwischen der
angepassten Antriebskraft F* und der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente
FM einem voreingestellten Wert gleich wird.
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In
dem Elektrofahrzeug 20 dieser Ausführungsform wird die angepasste
Antriebskraft F* aus der Fahrzeug-Gewichtskraftkomponente FM aufgrund
des Gradienten θ der
Fahrbahnoberfläche
berechnet. Die angepasste Antriebskraft F* kann ansonsten aus einer
Drehwinkelgeschwindigkeit ω der Drehwelle 22a des
Elektromotors 22 oder aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V
berechnet werden. Eine modifizierte Parksperrungs-Steuerroutine mit
der ersteren modifizierten Berechnung ist im Ablaufschema von 5 dargestellt.
Ansprechend auf die AUS-Betätigung
der Bremse in Schritt S110 führt
diese modifizierte Parksperrungs-Steuerroutine die Verarbeitung
der Schritte S300 und S310 anstelle der Verarbeitung der Schritte
S120 bis S140 in der Parksperrungs-Steuerroutine von 2 durch.
Die CPU 42 gibt die Drehwinkelgeschwindigkeit ω, die aus dem
Drehwinkel α der
Drehwelle 22a des Elektromotors 22 oder der Antriebswelle,
die vom Drehwinkelsensor 23 gemessen wird, ein (Schritt
S300) und stellt die angepasste Antriebskraft F* so ein, dass die eingegebene
Drehwinkelgeschwindigkeit ω kleiner wird
als ein voreingestellter Bezugswert ωref (Schritt S310). Die CPU 42 führt dann
die Verarbeitung ab Schritt S150 aus. Der Bezugswert ωref stellt
eine Drehwinkelgeschwindigkeit dar, die die gemäßigte Einrückung der Zahnräder im Parksperrmechanismus 30 erreicht
und so eingestellt wird, dass sie größer ist als eine Drehwinkelgeschwindigkeit,
die dem Bezugswert Vref entspricht. Diese modifizierte Parksperrungs-Steuerroutine
treibt und steuert den Elektromotor 22 so an, dass die
Drehwinkelgeschwindigkeit ω in
der Bewegung des Fahrzeugs dem voreingestellten Bezugswert ωref gleich
wird. Im Falle einer negativen Antwort entweder im Schritt S170
oder im Schritt S190 kehrt die modifizierte Parksperrungs-Steuerroutine
zu Schritt S300 zurück.
Im letzteren Fall, d.h. in dem Fall, dass die angepasste Antriebsgeschwindigkeit
F* aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wird, nutzt die Verarbeitung
der Schritte S300 und S310 in der modifizierten Parksperrungs-Steuerroutine
von 5 die Fahrzeuggeschwindigkeit V anstelle der Drehwinkelgeschwindigkeit ω, um die
angepasste Antriebskraft F* zu berechnen. Dieses modifizierte Verfahren
braucht keine Erfassung des Gradienten θ der Fahrbahnoberfläche durch
den Neigungssensor 59, um die angepasste Antriebsgeschwindigkeit
F* zu berechnen.
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Das
Elektrofahrzeug 20 dieser Ausführungsform verwendet die Fahrzeuggeschwindigkeit
V, um den Zeitpunkt der Aufhebung des Drehmomentbefehls Tm* an den
Elektromotor 22 zu bestimmen. Der Aufhebungszeitpunkt kann
ansonsten entsprechend dem Drehwinkel α der Drehwelle 22a des
Elektromotors 22 oder entsprechend dem Ablauf der Zeit
seit dem Beginn der Ausgabe des Drehmoments, das der angepassten
Antriebsgeschwindigkeit F* entspricht, vom Elektromotor 22 bestimmt
werden. In der ersteren Modifizierung kann der Drehmomentbefehl
Tm* aufgehoben werden, wenn eine Änderung des Drehwinkels α (aktueller α – vorheriger α) unter einen
voreingestellten Bezugswert αref
sinkt, der das Kriterium zur Bestimmung, ob die Zähnräder im Parksperrmechanismus 30 eingerückt sind,
um das Fahrzeug anzuhalten, darstellt. Der Drehmomentbefehl Tm*
kann alternativ aufgehoben werden, wenn der Drehwinkel α in einem
speziellen Drehwinkelbereich liegt, der eine Einrückung der
Zahnräder
im Parkspemnechanismus 30 darstellt und der für einen
voreingestellten Zeitraum nicht verändert wird. Bei der letzteren
Modifizierung kann der Drehmomentbefehl Tm* aufgehoben werden, wenn
ein bestimmter Zeitraum, in dem erwartet wird, dass eine Einrückung der
Zahnräder im
Parksperrmechanismus 30 erreicht wird, seit dem Beginn
der Ausgabe des Drehmoments, das der angepassten Antriebskraft F*
entspricht, vom Elektromotor 22 vergangen ist.
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Das
Elektrofahrzeug 20 dieser Ausführungsform weist einen Elektromotor 22 auf,
der die Antriebskraft an die Achse ausgibt, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verbunden
ist. Das Verfahren der Erfindung ist auch auf ein anderes Elektrofahrzeug 120 anwendbar,
das in 6 als modifiziertes Beispiel dargestellt ist.
Das Elektrofahrzeug 120 weist zusätzlich zum Elektromotor 22 einen
Elektromotor 122 auf, der die Antriebskraft an eine andere
Achse (d.h. eine Achse, die mit den Rädern 29a und 29b in 6 verbunden
ist) als die Achse, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verbunden
ist, ausgibt. Bei dieser modifizierten Struktur wird der Elektromotor 122 zusammen
mit oder statt dem Elektromotor 22 gesteuert, um ein Drehmoment
auszugeben, das dem Elektromotordrehmomentbefehl Tm* entspricht, der
in Schritt S150 in der Parksperrungs-Steuerroutine von 2 eingestellt
wurde.
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Die
Ausführungsform
betrifft ein Elektrofahrzeug 20, das mit dem Elektromotor 22 ausgestattet ist,
der die Antriebskraft an die Achse ausgibt, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verbunden
ist. Das Verfahren der Erfindung ist auf ein Fahrzeug jeder Konstruktion
anwendbar, das einen Elektromotor einschließt, der die Antriebskraft entweder
an die Achse, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verbunden ist,
oder an eine Achse ausgibt, die von der Achse, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verbunden ist,
verschieden ist. Beispielsweise ist das Verfahren der Erfindung
auf ein Reihen-Hybridfahrzeug anwendbar, das eine Brennkraftmaschine,
einen Generator, der mit einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine
verbunden ist, und einen Elektromotor einschließt, der elektrische Leistung,
die vom Generator erzeugt wird, verwendet, um die Antriebskraft
an die Achse auszugeben, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verbunden
ist. In einem anderen Beispiel, das in 7 dargestellt
ist, ist das Verfahren der Erfindung auch auf ein Hybridfahrzeug
mit mechanischer Verteilung 220 anwendbar, das eine Brennkraftmaschine 222,
einen Planetengetriebemechanismus 226, der mit der Brennkraftmaschine 222 verbunden
ist, einen Elektromotor 224, der mit dem Planetengetriebemechanismus 226 verbunden
ist und der elektrische Leistung erzeugen kann, und den Elektromotor 22 aufweist,
der mit dem Planetengetriebemechanismus 226 und mit der
Achse, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verkuppelt
ist, verbunden ist. In einem weiteren Beispiel, das in 8 dargestellt
ist, ist das Verfahren der Erfindung auf ein Hybridfahrzeug mit
elektrischer Verteilung 320 anwendbar, das folgendes aufweist:
eine Brennkraftmaschine 222, einen Elektromotor 324,
der einen inneren Rotor 324a, der mit der Brennkraftmaschine 222 verbunden
ist, und einen äußeren Rotor 324b,
der mit der Achse verbunden ist, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verkuppelt
ist, einschließt
und der durch elektromagnetische Wirkungen des inneren Rotors 324a und
des äußeren Rotors 324b relativ
gedreht wird, und den Elektromotor 22, der mit der Achse
verbunden ist, die mit den Antriebsrädern 28a und 28b verkuppelt
ist.
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Die
oben erörterte
Ausführungsform
und ihre modifizierten Beispiele sollen in allen Aspekten als Erläuterungen
und nicht als Beschränkungen
aufgefasst werden. Es können
viele andere Modifikationen, Änderungen
und Abänderungen
vorgenommen werden, ohne vom Bereich und Gedanken der Hauptmerkmale
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung ist vorzugsweise in der Kraftfahrzeugherstellungsindustrie
anwendbar.
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ZUSAMMENFASSUNG
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KRAFTFAHRZEUG UND STEUERVERFAHREN DAFÜR
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Ansprechend
auf eine AUS-Betätigung
einer Bremse (Schritt S110) nach einer Ganghebelbetätigung für einen
Gangwechsel in eine Parkstellung wird ein Elektromotor so gesteuert,
dass er aufgrund eines gemessenen Fahrbahnoberflächen-Gradienten θ ein Drehmoment
ausgibt, das einer angepassten Antriebskraft F* entspricht, die
in Richtung der Aufhebung einer Kraftkomponente eines Fahrzeuggewichts
M, die in Längsrichtung
eines Fahrzeugs wirkt, angelegt wird (Schritte S120 bis S180). Diese Steuerung
verringert die Kraft, die in Längsrichtung des
Fahrzeugs angelegt wird, und senkt die Bewegungsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs. Die gesenkte Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs
ermöglicht
eine gemäßigte Einrückung von
Zahnrädern
in einem Parksperrmechanismus, wodurch der mögliche Stoß beim Einrücken der Zahnräder verringert wird
und der Fahrer nicht so stark ein Rollen empfindet.