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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln eines Kriechmomentes eines Fahrzeuges sowie ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln eines Kriechmomentes eines Fahrzeuges.
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Aus der
DE 199 49 204 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Kupplungseinrichtung bekannt, welches eine Kriechmoment-Begrenzungseinrichtung aufweist. Die Kriechmoment-Begrenzungseinrichtung reduziert dabei das bei geschlossener Kupplung und laufendem Fahrzeug, aber nicht betätigter Bremse und nicht betätigtem Gaspedal, aufgebrachte geringe Moment zwischen dem Motor und dem Getriebe.
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Ein solches als Kriechmoment bezeichnetes und bei eingelegtem Gang im stillstandsnahen Bereich technisch bedingte Vortriebsmoment ermöglicht es dem Fahrer langsam zu fahren, ohne das Gaspedal zu betätigen. Der sachte Vortrieb erleichtert dem Fahrer das Parken bzw. ein Rollen des Fahrzeuges im dichten Verkehr. Diese Kriechfunktion kann mittels Softwarefunktionen im Fahrzeug nachgebildet werden. Insbesondere in Parksituationen wird die im Fahrzeug installierte Parkautomatik, welche durch den Fahrer aktiviert werden muss, insbesondere bei nachfolgendem Verkehr oder hektischen Situationen nicht genutzt. In Verbindung mit einer Kriechfunktion kann es somit dazu kommen, dass das Fahrzeug langsam gegen ein Hindernis kriecht und mit diesem kollidiert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln eines Kriechmomentes eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem eine Kollision mit einem Hindernis vermieden wird.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass das Kriechmoment in Abhängigkeit von mindestens einer Umgebungsinformation des Fahrzeuges, vorzugsweise während eines Parkvorganges, reduziert wird. Dadurch wird ein Zusammenstoß mit einem stehenden bzw. fahrenden Hindernis vermieden. Bei einer im Zusammenhang mit der Umgebungsfunktion genutzten Parksensorik des Fahrzeuges wird die im Fahrzeug vorhandene Umgebungssensorik gleichzeitig für die Bestimmung der Hindernisse bei der Reduzierung des Kriechmomentes verwendet, so dass bei dem vorgeschlagenen Verfahren auf zusätzliche Sensoren verzichtet werden kann, was die Kosten des Verfahrens reduziert.
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Vorteilhafterweise werden mit Hilfe der Umgebungsinformation des Fahrzeuges Hindernisse in einem mit dem Kriechmoment zu durchfahrenden Fahrweg ermittelt. Da die Richtung des Fahrzeuges bekannt ist, lassen sich also die Hindernisse, welche in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges stehen, einfach sensieren. Dies erlaubt eine Unterscheidung, welche Hindernisse bei der Reduktion des Kriechmomentes betrachtet werden müssen und welche nicht.
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In einer Ausgestaltung wird die Reduzierung des Kriechmoments in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges und einem Abstand des Fahrzeuges zum Hindernis bestimmt. Dadurch wird das Kriechmoment kontrolliert eingestellt, um Kollisionen mit Hindernissen zu unterbinden. Somit ist zum Beispiel ein Aufschließen auf vorausfahrende Fahrzeuge in Stausituationen, wie beispielsweise bei einem Stopp-and-Go – Betrieb des Fahrzeuges, leicht möglich, ohne mit diesen zu kollidieren.
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In einer Variante wird bei einer durch die Umgebungsinformation erkannten drohenden Kollision des Fahrzeuges mit dem Hindernis das Kriechmoment regelungstechnisch reduziert, so dass das Fahrzeug vor dem Hindernis zum Stehen kommt.
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In einer Ausführungsform erfolgt die Reduzierung des Kriechmomentes in Abhängigkeit von einem Ist-Abstand des Fahrzeuges zum Hindernis und einem Soll-Abstand des Fahrzeugs zum erfassten Hindernis. Da durch die an sich im Fahrzeug vorhandene Umgebungssensorik sowohl der tatsächliche Ist-Abstand des Fahrzeuges zum Hindernis als auch ein Soll-Abstand bestimmt wird, unter welchen ein solcher Abstand zu verstehen ist, bei welchem das Fahrzeug ohne Kollision mit dem Hindernis noch zuverlässig zum Stehen gebracht wird, kann eine hochgenaue Einstellung des Kriechmomentes gewährleistet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Soll-Abstand in Abhängigkeit davon bestimmt, ob sich das detektierte Hindernis bewegt oder steht, wobei der Soll-Abstand zu einem sich bewegenden Hindernis größer eingestellt wird als der Soll-Abstand zu einem stehenden Hindernis. Dadurch wird das Kriechmoment dem laufenden Verkehr angepasst.
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In einer Alternative wird der Soll-Abstand zum Hindernis beim Auftreten einer durch das Fahrzeug zu überwindenden Steigung größer eingestellt als beim Durchfahren einer Ebene. Dadurch wird gewährleistet, dass beispielsweise die hinter anhaltenden Fahrzeugen zu überwindende Steigung aufgrund unsichtbarer Anfahrsituationen des vorausfahrenden Fahrzeuges der Abstand größer eingestellt wird, um eine Kollisionsgefährdung zu vermeiden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln eines Kriechmomentes eines Fahrzeuges, mit einem Elektroantrieb und/oder einem automatisierten eine Kupplung umfassendes Schalt- bzw. Doppelkupplungsbetriebe, wobei die Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln eines Kriechmomentes eine Kriechmoment-Begrenzungseinheit umfasst. Bei einem Fahrzeug, bei welchem das Kriechmoment zur Vermeidung einer Kollision mit Hindernissen gesteuert wird, ist die Vorrichtung als Steuergerät ausgebildet, welches mit dem Elektromotor verbunden ist, wobei das Steuergerät mit mindestens einem Sensor zur Detektion von Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeuges verbunden ist, welcher an eine im Steuergerät enthaltene Abstandsberechnungseinheit zur Bestimmung eines Ist- und eines Soll-Abstandes des Fahrzeuges zu dem in der Umgebung detektierten Hindernis geführt ist, wobei die Abstandsberechnungseinheit mit der Kriechmoment-Begrenzungseinheit zur Reduzierung des Kriechmomentes gekoppelt ist. Mittels eines solchen Fahrzeuges lässt sich das Kriechmoment in Abhängigkeit von in der Umgebung des Fahrzeuges und sich in Fahrtrichtung des Fahrzeuges befindenden Hindernissen zuverlässig so weit reduzieren, dass eine Kollision mit diesen Hindernissen unterbunden wird. Durch die Reduzierung des Kriechmomentes wird der Nachteil unterbunden, dass das Kriechmoment immer aktiv ist, was bei Unaufmerksamkeit des Fahrers zu einer Kollision mit einem Hindernis führen kann.
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In einer Ausgestaltung umfasst die Kriechmoment-Begrenzungseinheit ein Kennfeld zur Bestimmung des Kriechmomentes in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines aus dem Soll-Abstand und dem Ist-Abstand ermittelten Differenz-Abstandes. Aufgrund dieses Kennfeldes ist es möglich, unabhängig von einem definierten Szenarium oder von definierten Parksituationen die Kriechfunktion so einzustellen, dass eine Kollision mit einem Hindernis vermieden wird.
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Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Sensor zur Detektion des Hindernisses in der Umgebung des Fahrzeuges Bestandteil eines Parkassistenzsystems. Durch die Verwendung an sich im Fahrzeug vorhandener Umgebungssensoriken werden die Kosten für das Verfahren reduziert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeuges,
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2 eine Prinzipdarstellung des Steuergerätes gemäß 1,
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3 eine Darstellung der Abhängigkeit zwischen Kriechmoment und Geschwindigkeit des Fahrzeuges,
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4 eine Prinzipdarstellung der Abhängigkeit des Kriechmomentes vom Abstand zum Hindernis und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 dargestellt, welches ein Steuergerät 3 aufweist, das mit einem Elektromotor 9 gekoppelt ist. An das Steuergerät 3 sind mehrere Umgebungssensoren angeschlossen. Zu diesen Umgebungssensoren gehören mindestens ein Ultraschallsensor 11, ein Radarsensor 13, ein Näherungssensor 15, ein Neigungssensor 17 sowie eine Kamera 19.
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Wie in 2 dargestellt, liefern der Ultraschallsensor 11, der Radarsensor 13, der Näherungssensor 15 und die Kamera 19 Signale an eine in dem Steuergerät 3 enthaltene Abstandsberechnungseinheit 21, durch welche ein Soll- und ein Ist-Abstand des Fahrzeuges 1 zu mindestens einem, von den Sensoren 11, 13, 15, 19 detektierten Hindernis 23, das in einem Fahrweg des Fahrzeuges 1 vorhanden ist, bestimmt wird Die Abstandsberechnungseinheit 21 kann in einem Parksystem-Steuergerät, einem Radarsystem-Steuergerät oder anderen, eine Umgebungsinformation auswertenden Steuergeräten enthalten sein. Sie kann aber alternativ auch in einem Steuergerät enthalten sein, welches an einer Brennkraftmaschine 5 angeschlossen ist, das über ein Getriebe 7 mit dem Elektromotor verbunden ist.
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Als Ausgangssignal der Abstandsberechnungseinheit 21 werden der Soll-Abstand 25 und der Ist-Abstand 27, bestimmt. Unter dem Soll-Abstand 25 soll im Weiteren der Abstand betrachtet werden, den das Fahrzeug 1 maximal zurücklegen kann, ohne mit dem Hindernis 23 zu kollidieren.
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Die Abstandsberechnungseinheit 21 kann mit Hilfe der Sensorsignale eindeutig feststellen, ob das detektierte Hindernis 23 feststeht oder sich bewegt. Bei der Erfassung von stehenden Hindernissen 23, wie beispielsweise einer Garagenwand, einem Zaun oder einem Baum, wird ein relativ kleiner Soll-Abstand 25 eingestellt. Das heißt, das Kriechmoment wird erst relativ nahe, bezogen auf das stehende Hindernis 23, in der Art und Weise regelungstechnisch reduziert, dass das Fahrzeug 1 vor dem Hindernis zum Stillstand kommt. Bei bewegten Hindernissen 23, wie beispielsweise einem vorausfahrenden oder anhaltenden Fahrzeug, wird ein größerer Soll-Abstand eingestellt, da der Fahrer des vorausfahrenden Fahrzeuges einen sehr kleinen Soll-Abstand 25 als unangenehm empfinden könnte. Dies hat zur Folge, dass das Kriechmoment schon reduziert wird, wenn noch ein übersichtlicher Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen besteht. Der Ist-Abstand 27 und Soll-Abstand 25 werden einer, in dem Steuergerät 3 enthaltenen Kriechmoment-Begrenzungseinheit 29 zugeführt, in welcher ein Kennfeld zur Ermittlung eines Kriechmomentes M in Abhängigkeit von einem Abstand des Fahrzeuges 1 zum Hindernis 23 und der Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 ermittelt wird. Die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 wird von einem Drehzahlsensor 31 detektiert, dessen Ausgangssignal an das Steuergerät 3 weitergeleitet wird. Das aus dem Kennfeld ermittelte Kriechmoment M wird als Ausgangssignal 33 des Steuergerätes 3 der Brennkraftmaschine 5 zugeführt. Dieses Kriechmoment M wird als Antriebsmoment der Brennkraftmaschine 5 über eine nicht weiter dargestellte, im Getriebe 7 enthaltene Kupplung an den Elektromotor 9 weitergeleitet, welcher über eine Leitung 35 mit der Kriechmoment-Begrenzungseinheit 29 verbunden ist, welche das ermittelte Kriechmoment mit dem tatsächlich an dem Elektromotor 9 anliegenden Kriechmoment abgleicht.
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In 3 ist die Abhängigkeit des Kriechmomentes M von der Fahrzeuggeschwindigkeit v dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass das Kriechmoment M indirekt von der Fahrzeuggeschwindigkeit v abhängt. Je größer das Kriechmoment M ist, je kleiner ist die Geschwindigkeit v es Fahrzeuges 1.
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Das in der Kriechmoment-Begrenzungseinheit 29 abgelegte Kennfeld zur Abhängigkeit des Kriechmomentes M von der Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 und dem Abstand zum Hindernis 23 ist in 4 näher gezeigt. Dabei wird im Bereich A davon ausgegangen, dass der Ist-Abstand 27 des Fahrzeuges 1 zum Hindernis 23 größer ist als der von der Abstandsberechnungseinheit 29 berechnete Soll-Abstand 25, so dass das Fahrzeug 1 sich mit einem reduzierten Kriechmoment M auch weiter bewegen kann. Das Kriechmoment M wird durch die Kriechmoment-Begrenzungseinheit 29 regelungstechnisch reduziert, wenn der Soll-Abstand 25 im Punkt T erreicht ist. Dadurch wird gewährleistet, dass das Fahrzeug 1 nicht mit dem Hindernis 23 kollidiert. Befindet sich das Fahrzeug 1 aber noch in einem Bereich A zum Hindernis 23, so werden aufgrund der unterschiedlichen Abstände, mit welchen sich das Fahrzeug 1 dem Hindernis 23 nähert, ständig neue Kriechmomente M1, M2, M3 ermittelt, wobei bei der Näherung zum Hindernis 23 das Kriechmoment M ständig reduziert wird. Hat das Kriechmoment M null erreicht, so ist davon auszugehen, dass der Soll-Abstand 25 des Fahrzeuges 1 zum Hindernis 23 erreicht wurde und das Fahrzeug 1 nahe vor dem Hindernis 23 zum Stillstand gekommen ist. Diese beschriebene Reduzierung des Kriechmomentes M lässt sich besondere gut mit einer Parkautomatik des Fahrzeuges kombinieren, d. h. wenn der Fahrer sein Fahrzeug in eine Garage manövrieren oder in eine Tiefgarage mit mehreren Säulen und undefinierten Parklücken einfahren möchte, da er dabei nicht selber darauf achten muss, dass das Fahrzeug 1 nicht gegen Hindernisse kriecht.
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Diese Parkautomatik ermöglicht es dem Fahrzeug 1, automatisch einzuparken. Hierbei aktiviert der Fahrer nach einer geeigneten Abfrage des Parkareals den Einparkvorgang. Dabei werden Lenkung, Gas und Bremse in Abhängigkeit von den durch die beschriebenen Umgebungssensoren 11, 13, 15, 17, 19 bestimmten Umgebungsinformationen so gesteuert, dass das Fahrzeug 1 in die zu bestimmende Parkposition manövriert wird. Wird es durch den Fahrer unterlassen, die Parkfunktionen zu aktivieren und bewegt sich das Fahrzeug mit einer Kriechfunktion, die immer aktiv ist, weiter, werden in diesem Zustand Signale der Umgebungssensoren 11, 1 13, 15, 17, 19 genutzt, um Hindernisse 23, zu erfassen. Die Signale dieser Umgebungssensoren 11, 13, 15, 17, 19 werden an die Abstandsberechnungseinheit 21 übermittelt, welche in der beschriebenen Art und Weise den Ist- und den Soll-Abstand des Fahrzeuges 1 zum Hindernis 23 übermitteln. Die Kriechmoment-Begrenzungseinheit 29 reduziert auch bei ausgeschalteter Parkautomatik das Kriechmoment, so dass eine Kollision des Fahrzeuges 1 mit dem Hindernis 23 im Fahrweg vermieden werden kann.
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Der Einfluss von Umgebungsinformationen auf die Kriechfunktion kann bei Bedarf abschaltbar gestaltet sein. Dies kann insbesondere über ein Menü oder über das Ausschalten der Parksensorik erfolgen. Genauso kann eine Deaktivierung des Kriechmomentes erfolgen, wobei der Fahrer das Fahrzeug 1 weiterhin mit dem Fahrpedal 37 in eine bestimmte Richtung bewegen kann. In dieser Situation wird das Fahrzeug 1 nicht eigenständig gegen Hindernisse 23 fahren.
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Die Abstandsbestimmungseinheit 21 kann dabei eindeutig feststellen, ob das detektierte Hindernis 23 feststeht oder sich bewegt. Somit wird das Kriechmoment M von einem variablen Abstand zuverlässig eingestellt. Bei der Erfassung von stehenden Hindernissen 23, wie beispielsweise einer Garagenwand, einem Zaun oder einem Baum, wird ein relativ kleiner Soll-Abstand 25 eingestellt. Das heißt, das Kriechmoment M wird erst relativ nahe, bezogen auf den stehenden Hindernis 23, gegen null geregelt, so dass das Fahrzeug 1 zum Stillstand kommt. Bei bewegten Hindernissen 23, wie beispielsweise einem vorausfahrenden oder anhaltenden Fahrzeug, wird ein größerer Soll-Abstand 25 eingestellt, da der Fahrer des vorausfahrenden Fahrzeuges einen sehr kleinen Abstand als unangenehm empfinden könnte. Dies hat zur Folge, dass das Kriechmoment M schon geregelt wird, wenn noch ein übersichtlicher Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen besteht.
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Mit Hilfe des Neigungssensors 17 werden auch Steigungsinformationen bei der Reduzierung des Kriechmomentes M berücksichtigt werden. So kann beispielsweise der Soll-Abstand 25 zu einem an einer großen Steigung anhaltenden Fahrzeug, aufgrund unsicherer Anfahrsituationen des vorausfahrenden Fahrzeuges, relativ groß eingestellt werden, um eine Kollision der beiden Fahrzeuge zu unterbinden. Dabei wird zur Unterscheidung, ob es sich beim detektierten Hindernis 23 um ein bewegtes oder stehendes Objekt handelt, die Videoinformation der Kamera 19 ausgewertet. Diese Videoinformation gibt beispielsweise aufleuchtende Bremslichter eines vorausfahrenden, anhaltenden Fahrzeuges als Information für einen eingeleiteten Bremsvorgang wieder. Auch andere Videoinformationen, wie z. B. Ampelrotlichter an Straßenkreuzungen oder an beschrankten oder unbeschrankten Bahnübergängen usw. können als Informationssignal zur geeigneten Reduzierung des Kriechmomentes dienen, um Kollisionen mit anderen Fahrzeugen, Bahnschranken, Zügen und dgl. zu vermeiden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 3
- Steuergerät
- 5
- Brennkraftmaschine
- 7
- Getriebe
- 9
- Elektromotor
- 11
- Ultraschallsensor
- 13
- Radarsensor
- 15
- Näherungssensor
- 17
- Neigungssensor
- 19
- Kamera
- 21
- Abstandsberechnungseinheit
- 23
- Hindernis
- 25
- Soll-Abstand
- 27
- Ist-Abstand
- 29
- Kriechmoment-Begrenzungseinheit
- 31
- Drehzahlsensor
- 33
- Ausgangssignal
- 35
- Leitung
- 37
- Fahrpedal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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