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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines
Hybridbremssystems.
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Zwei
Typen von Bremssystemen werden im Allgemeinen eingesetzt, nämlich vollständig hydraulisch arbeitende
Bremssysteme, bei denen die Hinterräder des Fahrzeugs mit Hydraulikbremsen
ausgerüstet
sind, wobei das Abbremsen der Hinterräder dann mechanisch gewährleistet
wird, sowie Hybridbremssysteme, bei denen die Hinterräder des
Fahrzeugs mit elektrischen Bremsen ausgerüstet sind, die durch eine Steuereinheit gesteuert
werden.
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Bei
einem Hybridbremssystem wird die auf die Hinterräder ausgeübte Kraft von der Steuereinheit
ausgehend von Messungen berechnet, die von Sensoren stammen, die
beispielsweise in einem Hydraulikkreislauf angeordnet sind, der
mit den Vorderrädern
des Fahrzeugs verbunden ist, so dass es keine direkte Verbindung zwischen
der auf die Vorderräder
ausgeübten
Bremskraft und derjenigen gibt, die auf die Hinterräder ausgeübt wird.
Es ist in diesem Fall daher besonders wichtig, dass die Zentraleinheit
eine angepasste Bremskraft selbst während eines Versagens eines
Teils des Bremssystems berechnen kann, um die Sicherheit des Fahrers
und der Passagiere zu gewährleisten.
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Verfahren
zur Steuerung von Hybridbremssystemen werden in den Dokumenten
JP 2002067909 und
EP 1 352 799 A beschrieben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Hybridbremssystem vorzuschlagen,
das eine wirksame Steuerung der Abbremsung der Hinterräder unter
Verwendung einer geringeren Anzahl von Sensoren ermöglicht.
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Dazu
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridbremssystems
eines Fahrzeugs, wobei das Bremssystem einen Hauptzylinder mit einer
ersten und einer zweiten Kammer, eine erste und eine zweite Hydraulikbremse,
die jeweils eine Bremskraft auf ein erstes und ein zweites Vorderrad
des Fahrzeugs ausüben
können,
einen ersten Hydraulikkreislauf zur Herstellung einer kommunizierenden
Verbindung zwischen einer der ersten und zweiten Kammern mit der
ersten Hydraulikbremse, einen zweiten Hydraulikkreislauf zur Herstellung
einer kommunizierenden Verbindung zwischen einer der ersten und
zweiten Kammern mit der zweiten Hydraulikbremse aufweist, wobei
das Bremssystem eine erste und zweite elektrische Bremse jeweils
zur Ausübung
einer Bremskraft auf ein erstes und ein zweites Hinterrad des Fahrzeugs
aufweist, wobei das erste Hinterrad dem ersten Vorderrad diagonal
gegenüberliegt
und das zweite Hinterrad dem zweiten Vorderrad diagonal gegenüberliegt,
wobei das Bremssystem einen Drucksensor zur Messung eines ersten
Kammerdrucks in wenigstens einer der ersten und zweiten Kammern
des Hauptzylinders, einen Drucksensor zur Messung eines zweiten
Kammerdrucks in wenigstens einer der ersten und zweiten Kammern
des Hauptzylinders, einen Drucksensor zur Messung eines ersten Raddrucks
an der ersten Hydraulikbremse und einen Drucksensor zur Messung
eines zweiten Raddrucks an der zweiten Hydraulikbremse aufweist,
gekennzeichnet durch die Schritte bestehend aus:
- a)
Durchführen
einer Messung des ersten Kammerdrucks, des zweiten Kammerdrucks,
des ersten Raddrucks und des zweiten Raddrucks,
- b) Ermitteln mehrerer Korrelationsbedingungen zwischen jeweils
zwei der gemessenen Drücke,
um einen Zustand des Bremssystems zu bestimmen, und
- c) Auswählen
eines ersten und eines zweiten hinteren Bremssteuerdrucks aus den
in Schritt a) gemessenen Drücken
in Abhängigkeit
von den Werten der Korrelationsbedingungen, die im Schritt b) ermittelt
wurden, wobei die ersten und zweiten Steuerdrücke vorgesehen sind, der Berechnung
der Bremskraft zu dienen, die jeweils von der ersten und zweiten
elektrischen Bremse ausgeübt
werden müssen.
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Bevorzugt
umfasst das Verfahren einen Schritt e), der darin besteht, zu überprüfen, ob
ein in den ersten und zweiten Hydraulikkreisläufen angeordneter Modulator
aktiv ist, wobei die ersten und zweiten hinteren Bremssteuerdrücke im Schritt
c) in Abhängigkeit
von dem Test im Schritt e) gewählt
werden.
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Vorzugsweise
werden dann, wenn der Modulator aktiv ist, die im Schritt c) ausgewählten ersten
und zweiten hinteren Bremssteuerdrücke aus den Kammerdrücken ausgewählt, während andernfalls
die in dem Schritt c) ausgewählten
ersten und zweiten Steuerdrücke
aus den Raddrücken
ausgewählt
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung besteht im Schritt b) die Ermittlung einer Korrelationsbedingung
darin, die Differenz zwischen den beiden gemessenen Drücken zu
berechnen und diese Differenz mit einem vorgegebenen Toleranzbereich
zu vergleichen.
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Vorteilhaft
ist der vorgegebene Toleranzbereich abhängig von der Geschwindigkeit
der Ausübung
der Bremskraft.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist der Schritt b) die Unterschritte auf, bestehend
aus:
- – Ermitteln
einer Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Raddruck und dem
ersten Kammerdruck,
- – Ermitteln
einer Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Kammerdruck und
einem der zweiten Drücke,
- – und,
wenn keine der beiden Korrelationsbedingungen verifiziert wird,
Bestimmen eines Zustands des Bremssystems, der einen Defekt eines
Sensors für
den ersten Kammerdruck umfasst.
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Vorteilhaft
ist bei dieser Ausführungsform
der im Schritt c) ausgewählte
erste hintere Bremssteuerdruck der erste Raddruck oder der zweite
Kammerdruck.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist der im Schritt c) gewählte erste hintere Bremssteuerdruck
der zweite Kammerdruck, wenn der Modulator aktiv ist, und der erste
Raddruck, wenn der Modulator inaktiv ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist der Schritt b) die Unterschritte auf, bestehend
aus:
- – Ermitteln
einer Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Raddruck und dem
zweiten Kammerdruck,
- – Ermitteln
einer Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Raddruck und einem
der beiden zweiten Drücke,
- – und,
wenn keine der beiden Korrelationsbedingungen verifiziert wird,
Bestimmen eines Zustands des Bremssystems, der einen Defekt eines
Sensors für
den ersten Raddruck umfasst.
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Vorteilhaft
ist bei dieser Ausführungsform
der ausgewählte
erste hintere Bremssteuerdruck der erste Kammerdruck oder der zweite
Raddruck.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist der im Schritt c) ausgewählte erste hintere Bremssteuerdruck
der erste Raddruck, wenn der Modulator inaktiv ist, und der erste
Kammerdruck, wenn der Modulator aktiv ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist der erste Hydraulikkreislauf ausgelegt, eine kommunizierende
Verbindung zwischen der zweiten Kammer und der ersten Hydraulikbremse
herzustellen, und der zweite Hydraulikkreislauf ist ausgelegt, eine
kommunizierende Verbindung zwischen der zweiten Kammer und der zweiten
Hydraulikbremse herzustellen, wobei die ersten und zweiten Kammerdrücke mittels
Drucksensoren gemessen werden, die an der ersten Kammer des Hauptzylinders
angeordnet sind.
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Vorzugsweise
weist der Schritt b) in diesem Fall die Unterschritte auf, bestehend
aus:
- – Ermitteln
einer ersten Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Kammerdruck
und dem zweiten Kammerdruck,
- – Ermitteln
einer zweiten Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Raddruck
und dem zweiten Raddruck,
- – Ermitteln
einer dritten Korrelationsbedingung zwischen einem der Kammerdrücke und
einem der Raddrücke,
- – und,
wenn die erste Bedingung verifiziert wird und die zweite Bedingung
verifiziert wird und die dritte Bedingung nicht verifiziert wird,
Bestimmen eines Zustands des Systems, bei dem in wenigstens einem
der Hydraulikkreisläufe
die Gefahr eines Lecks besteht.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform,
bei welcher der erste Hydraulikkreislauf eine kommunizierende Verbindung
der ersten Kammer mit der ersten Hydraulikbremse herstellen kann,
und bei der der zweite Hydraulikkreislauf eine kommunizierende Verbindung
der zweiten Kammer mit der zweiten Hydraulikbremse herstellen kann,
werden die ersten und zweiten Kammerdrücke von den Drucksensoren jeweils
in den ersten und zweiten Kammern des Hauptzylinders gemessen.
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Vorzugsweise
weist der Schritt b) in diesem Fall die Unterschritte auf, bestehend
aus:
- – Ermitteln
einer ersten Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Raddruck
und dem zweiten Kammerdruck,
- – Ermitteln
einer zweiten Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Raddruck
und einem der zweiten Drücke,
- – Ermitteln
einer dritten Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Kammerdruck
und einem der zweiten Drücke,
- – und,
wenn erste Bedingung verifiziert ist und die zweite Bedingung nicht
verifiziert ist und die dritte Bedingung nicht verifiziert ist,
Bestimmen eines Zustands des Systems, bei dem in wenigstens einem
der Hydraulikkreisläufe
die Gefahr eines Lecks besteht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist das Verfahren einen Schritt d) auf, bestehend
aus:
- – Auswählen des
höchsten
gemessenen ersten Druckes aus den ersten Drücken,
- – Auswählen des
höchsten
gemessenen zweiten Drucks aus den zweiten Drücken, und
- – Vergleichen
des höchsten
ersten Drucks mit dem höchsten
zweiten Druck, wobei das Ergebnis des im Schritt d) durchgeführten Vergleichs
verwendet wird, um festzustellen, in welchem der Hydraulikkreisläufe die
Gefahr eines Lecks besteht.
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Wenn
der höchste
erste Druck streng kleiner als der höchste zweite Druck ist, umfasst
der in dem Schritt b) bestimmte Zustand des Bremssystems vorteilhaft
die Gefahr eines Lecks in dem ersten Hydraulikkreislauf, und, wenn
der höchste
erste Druck streng größer als
der höchste
zweite Druck ist, umfasst der im Schritt b) bestimmte Zustand des
Bremssystems vorteilhaft die Gefahr eines Lecks in dem zweiten Hydraulikkreislauf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist der Schritt b) die Unterschritte auf, bestehend
aus:
- – Ermitteln
einer Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Kammerdruck und
dem zweiten Kammerdruck,
- – Ermitteln
einer Korrelationsbedingung zwischen dem zweiten Kammerdruck und
dem zweiten Raddruck,
- – Ermitteln
einer Korrelationsbedingung zwischen dem ersten Kammerdruck und
dem ersten Raddruck
- – und,
wenn die drei Korrelationsbedingungen verifiziert sind, Bestimmen
eines normalen Hydraulikzustandes des Bremssystems.
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Vorteilhaft
sind bei einem normalen Hydraulikzustand des Bremssystems der in
dem Schritt c) ausgewählte
erste hintere Bremssteuerdruck einer der ersten Drücke und
der im Schritt c) ausgewählte
zweite hintere Bremssteuerdruck einer der zweiten Drücke.
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Vorzugsweise
werden die Schritte a) und b) sich zeitlich wiederholend durchgeführt, wobei
die im Schritt b) ermittelten Korrelationsbedingungen jeweils Korrelationsbedingungen
zwischen zwei Momentandrücken
sind, und im Schritt c) werden die hinteren Bremssteuerdrücke in Abhängigkeit
von den statistischen Mittelwerten der Korrelationsbedingungen ausgewählt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung definiert man einen Zähler, der jeder Korrelationsbedingungen
zugeordnet ist, wobei der Schritt b) die Unterschritte aufweist,
bestehend aus Inkrementieren des Zählers jedes Mal, wenn die Korrelationsbedingung
zwischen den Momentandrücken
verifiziert wird, und Dekrementieren des Zählers jedes Mal, wenn die Korrelationsbedingung
zwischen den Momentandrücken nicht
verifiziert wird, wobei der statistische Mittelwert einer Korrelationsbedingung
dadurch erhalten wird, dass man den Zähler mit einem vorgegebenen
Grenzwert vergleicht.
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Gegenstand
der Erfindung ist außerdem
ein Hybridbremssystem eines Fahrzeugs, wobei das Bremssystem einen
Hauptzylinder mit einer ersten und einer zweiten Kammer, eine erste
und eine zweite Hydraulikbremse jeweils zur Ausübung einer Bremskraft auf ein
erstes und ein zweites Vorderrad des Fahrzeugs, einen ersten Hydraulikkreislauf
zur Herstellung einer kommunizierenden Verbindung zwischen einer
der ersten und zweiten Kammern mit der ersten Hydraulikbremse, einem
zweiten Hydraulikkreislauf zur Herstellung einer kommunizierenden
Verbindung zwischen einer der ersten und zweiten Kammern mit der
zweiten Hydraulikbremse, wobei das Bremssystem eine erste und eine
zweite elektrische Brems jeweils zur Ausübung einer Bremskraft auf ein
erstes und ein zweites Hinterrad des Fahrzeugs aufweist, wobei das
erste Hinterrad dem ersten Vorderrad diagonal gegenüberliegt
und das zweite Hinterrad dem zweiten Vorderrad diagonal gegenüberliegt,
wobei das Bremssystem einen Drucksensor zur Messung eines ersten
Kammerdrucks in wenigstens einer der ersten und zweiten Kammern
des Hauptzylinders, einen Drucksensor zur Messung eines zweiten Kammerdrucks
in wenigstens einer der ersten und zweiten Kammern des Hauptzylinders,
einen Drucksensor zur Messung eines ersten Raddrucks an der ersten
Hydraulikbremse und einen Drucksensor zur Messung eines zweiten
Radrucks an der zweiten Hydraulikbremse aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Bremssystem Korrelations-Logikmittel zur Ermittlung mehrer
Korrelationsbedingungen zwischen jeweils zwei der gemessenen Drücke, um
einen Zustand des Bremssystems zu bestimmen, und Auswahl-Logikmittel
zum Auswählen
eines ersten und zweiten hinteren Bremssteuerdrucks unter den gemessenen
Drücken
in Abhängigkeit von
den Werten der ermittelten Korrelationsbedingungen, und Bremssteuermittel
zur Steuerung der ersten und zweiten elektrischen Bremsen jeweils
abhängig
von den gewählten
ersten und zweiten Steuerdrücken
aufweist.
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Die
Erfindung wird besser verständlich
werden und weitere ihrer Ziele, Details, Eigenschaften und Vorteile
werden im Laufe der folgenden ausführlicher dargestellten Beschreibung
mehrerer Ausführungsformen der
Erfindung deutlich werden, die als rein illustrative und nicht einschränkende Beispiele
unter Bezugnahme auf beigefügte
schematische Zeichnungen erfolgt.
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In
den Zeichnungen:
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ist 1 eine schematische vereinfachte Ansicht
eines Fahrzeugs, das ein Hybridbremssystem gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung aufweist;
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ist 2 ein Funktionsschema des Steuerungsverfahrens
des Bremssystems der 1; und
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ist 3 eine vereinfachte schematische Ansicht
eines Hybridbremssystems gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Bezug
nehmend auf 1 erkennt man eine schematische
Ansicht eines Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 weist
ein rechtes Vorderrad 2, ein linkes Vorderrad 3,
ein rechtes Hinterrad 4 und ein linkes Hinterrad 5 auf.
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Das
Fahrzeug 1 ist mit einem Hybridbremssystem 6 ausgerüstet, d.
h. mit einem Bremssystem, bei dem die Vorderräder 2, 3 jeweils
mit einer entsprechenden Hydraulikbremse 7, 8 verbunden
und die Hinterräder 4, 5 jeweils
mit einer elektrischen Bremse 9, 10 verbunden
sind.
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Das
Bremssystem 6 weist einen Tandem-Hauptzylinder 11 auf.
Der Hauptzylinder 11 weist eine hintere Kammer 12 und
eine vordere Kammer 13 auf, die voneinander durch einen
Sekundärkolben 14 getrennt
sind. Die hintere Kammer 12 wird durch einen Primärkolben 30 verschlossen,
der über
die Vorspannung eines Unterdruck-Kraftverstärkers oder einer Servobremse 16 mit
dem Bremspedal 15 verbunden ist.
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Das
Bremssystem 6 weist zwei Hydraulikkreisläufe 17, 18 auf.
Ein rechter Hydraulikkreislauf 17 verbindet die vordere
Kammer 13 mit der rechten Hydraulikbremse 7 des
rechten Vorderrades 2 über
einen Druckmodulator 19. Ein linker Hydraulikkreislauf 18 verbindet
die hintere Kammer 12 mit der linken Hydraulikbremse 8 des
linken Vorderrades über
den Modulator 19.
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Ein
linker Kammersensor 20 erlaubt es, Messungen des Drucks
PLM im Inneren der hinteren Kammer 12 durchzuführen. Ein
Kammersensor 21 ermöglicht
es, Messungen des Drucks PRM im Inneren
der vorderen Kammer 123 durchzuführen. Vereinbarungsgemäß wird in
der folgenden Beschreibung die vordere Kammer 13 als „rechte
Kammer" und die
hintere Kammer 12 als „linke Kammer" unter Bezugnahme
auf die jeweilige vordere Bremse, mit der sie verbunden sind, bezeichnet.
Selbstverständlich
ist auch eine umgekehrte Verzweigung der vorderen Bremsen mit den
Kammern des Hauptzylinders möglich.
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Ein
rechter Radsensor 22 ermöglicht es, Messungen des Drucks
PRW in der rechten Hydraulikbremse 7 durchzuführen. Ein
linker Radsensor 23 ermöglicht
es, Messungen des Drucks PLW in der linken
Hydraulikbremse 8 durchzuführen. Die Drucksensoren 20, 21, 22 und 23 übertragen
die ermittelten Druckmesswerte PLM, PRM, PLW und PRW an eine Steuereinheit 25 des
Fahrzeugs 1. Die Steuereinheit 25 ist beispielsweise
eine zentrale Bremssteuereinheit, die fortgeschrittene Funktionen
ausführt,
wie die Antiblockiersteuerung ABS, die Stabilitätskontrolle ESP1 usw.,
indem sie den Druckmodulator 19 ansteuert. Der Druckmodulator 19 ist
eine an sich bekannte Hydraulikgruppe, die insbesondere eine Pumpe,
einen Druckakkumulator und verschiedene Elektroventile umfasst,
die es ermöglichen,
den Druck in den Hydraulikbremsen 7 und 8 unabhängig von
der Betätigung
des Pedals 15 zu erzeugen und zu verändern.
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Die
Steuereinheit 25 ist mittels eines Kommunikationsnetzes
des Fahrzeugs 1 mit zwei Kontrollern 26 und 27 verbunden.
Der Kontroller 26 (bzw. der Kontroller 27) ist
mit der rechten Elektrobremse 9 (bzw. der linken Elektrobremse 10)
des rechten Hinterrades 4 (bzw. des linken Hinterrades 5)
verbunden und ermöglicht die
Steuerung der Bremskraft, die von der rechten Elektrobremse 9 (bzw.
der linken 10) auf das rechte Hinterrad 4 (bzw.
das linke 5) ausgeübt
wird.
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Im
Folgenden wird die Funktion des Bremssystems beschrieben, wenn sich
das Bremssystem in einem Normalzustand befindet, d. h., wenn alle
Drucksensoren 20, 21, 22 und 23 sowie
die Hydraulikkreisläufe 17 und 18 korrekt
funktionieren. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal 15 tritt,
wird der Druck PLM im Inneren der linken
Kammer 12 und der Druck PRM in
der rechten Kammer 13 des Hauptzylinders 11 durch
Verschieben der Kolben 30 und 14 so verändert, dass
er ansteigt. Der Druck wird folglich im rechten Hydraulikkreislauf 17 bzw.
linken Hydraulikkreislauf 18 so verändert, dass ein vorderer Bremssteuerdruck
in der rechten Hydraulikbremse 7 und der linken Hydraulikbremse 8 erzeugt
wird.
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Gleichzeitig
berechnet die Steuereinheit 25 die Bremskräfte FR und FL, die als
Funktion f der von den Drucksensoren 20, 21, 22 und 23 gelieferten
Messwerte auf jede Elektrobremse 9, 10 ausgeübt werden
muss, wie dies in der zweiten Zeile der beigefügten Tabelle 1 dargestellt
ist.
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Wenn
der Modulator 19 inaktiv ist, sind die verwendeten Messwerte
diejenigen, die von den Radsensoren 22 und 23 stammen.
Wenn der Modulator 19 aktiv ist, kann er die Druckwerte
PRW und PLW in den
Hydraulikbremsen 7 und 8 verändern. In diesem Fall sind
die verwendeten Messwerte diejenigen, die von den Kammersensoren 20 und 21 stammen.
In jedem Fall werden bei normaler Funktion die Messwerte, die von den
linken Sensoren 21 und 23 stammen, verwendet,
um die Bremskraft zu bestimmen, die auf das rechte Hinterrad 4 ausgeübt werden
soll, und die Messwerte, die von den rechten Sensoren 20 und 22 stammen,
werden verwendet, um die Bremskraft zu bestimmen, die auf das linke
Hinterrad 5 ausgeübt
werden soll. Eine solche überkreuzte
Abbremsung ermöglicht
es, eine gute Stabilität
des Fahrzeugs 1 während
des Bremsvorgangs zu gewährleisten.
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Die
hintere Bremsfunktion f ist beispielsweise eine lineare Funktion
des gemessenen Druckes.
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Gemäß einer
Variante kann, beispielsweise um die Fahrzeugdynamik zu berücksichtigen,
beispielsweise das Verschieben des Gewichts nach vorne während des
Bremsvorgangs, eine weiterentwickelte hintere Bremsfunktion verwendet
werden. Beispielsweise wird die hintere Bremsfunktion algorithmisch
mittels einer Datentabelle bestimmt.
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Die
Steuereinheit 25 ist so programmiert, dass sie in der Lage
ist, bestimmte Fehlfunktionen des Bremssystems oder von dessen Bestandteilen
festzustellen und den Modus der Bremssteuerung der Hinterräder in Abhängigkeit
von den festgestellten Fehlfunktionen anzupassen.
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Bezug
nehmend auf 2 und auf Tabelle 1 wird
nun die Funktion des Diagnose- und Steuerverfahrens gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Im
Schritt 100 empfängt
die Steuereinheit 25 die von den vier Sensoren 20, 21, 22 und 23 stammenden
Druckmesswerte PLM, PRM,
PRW und PLW. Dieser
Schritt wird beispielsweise periodisch mit einer Periode in der
Größenordnung
einer Millisekunde durchgeführt.
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Im
Schritt 101i werden sechs Korrelationsbedingungen
ci überprüft, wobei
i eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 6 ist. Eine Korrelationsbedingung
ci besteht darin, die Differenz zweier Druckwerte
PRM, PLM, PRW und PLW, die im
Schritt 100 von der Steuereinheit 25 empfangen
worden sind, mit einem vorgegebenen Grenzwert si zu
vergleichen. Die Korrelationsbedingung ci ist
verifiziert, wenn die Differenz der beiden Drücke kleiner als der Grenzwert
si ist. Der Grenzwert si berücksichtigt
Messfehler und Rauschen. Der Grenzwert si hängt außerdem in
der Weise von der Applikationgeschwindigkeit der Bremskraft ab,
dass der Grenzwert si umso höher ist,
je größer die
Applikationgeschwindigkeit ist. Die Applikationgeschwindigkeit der
Bremskraft wird anhand der Steigung, d. h. der Ableitung, der Druckänderung
am Rad und/oder in der Kammer des Hauptzylinders gemessen, wobei
die maximale Steigung während
eines Bremsvorgangs beispielsweise als Maß für diese Applikationgeschwindigkeit
herangezogen wird. So können,
je mehr die Applikationgeschwindigkeit der Bremskraft ansteigt,
Druckunterschiede auftreten, insbesondere angesichts der Tatsache,
dass Übergangsbereiche
existieren. Jeder Grenzwert si ist folglich
so festgelegt, dass die Steuereinheit 25 alle Störungen detektieren
kann, während
gleichzeitig die Detektion einer Störung, wenn tatsächlich keine
vorhanden ist, vermieden wird. Der Beginn der ersten Zeile der Tabelle
1 bezeichnet die beiden Drücke,
deren Korrelation bestimmt wird.
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Die
Korrelationsbedingung c1 besteht darin,
den linken Kammerdruck PLM mit dem Druck
der linken Hydraulikbremse PLW zu vergleichen,
wobei die Korrelationsbedingung c1 verifiziert
ist, wenn PLM – PLW < S1 ist.
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Die
Korrelationsbedingung c2 besteht darin,
den linken Kammerdruck PLM mit dem Druck
der rechten Hydraulikbremse PRW zu vergleichen,
wobei die Korrelationsbedingung c2 verifiziert
ist, wenn PLM – PRW < s2 ist.
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Die
Korrelationsbedingung c3 besteht darin,
den Druck der linken Hydraulikbremse PLW mit
dem Druck der rechten Hydraulikbremse PRW zu
vergleichen, wobei die Korrelationsbedingung c3 verifiziert
ist, wenn PLW – PRW < s3 ist.
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Die
Korrelationsbedingung c4 besteht darin,
den rechten Kammerdruck PRM mit dem Druck
der linken Hydraulikbremse PLM zu vergleichen,
wobei die Korrelationsbedingung c4 verifiziert
ist, wenn PRM – PLM < s4 ist.
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Die
Korrelationsbedingung c5 besteht darin,
den rechten Kammerdruck PRM mit dem Druck
der linken Hydraulikbremse PLW zu vergleichen,
wobei die Korrelationsbedingung c5 verifiziert
ist, wenn PRM – PLW < s5 ist.
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Die
Korrelationsbedingung c6 besteht darin,
den rechten Kammerdruck PRM mit dem Druck
der rechten Hydraulikbremse PRW zu vergleichen,
wobei die Korrelationsbedingung c5 verifiziert
ist, wenn PRM – PRW < s6 ist.
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Folglich
werden die von den vier Sensoren 21, 20, 22 und 23 empfangenen
Drücke
PRM, PLM, PRW und PLW jeweils
paarweise verglichen. Die Korrelationsbedingungen c1,
c2, c3, c4, c5 und c6 werden beispielsweise gleichzeitig überprüft.
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Wenn
die Korrelationsbedingung ci, beispielsweise
die Korrelationsbedingung c1 verifiziert
ist, geht man zum Schritt 102i,A ,
hier zum Schritt 1021,A über. Im
Schritt 102i,A wird ein Zähler der
Korrelationsbedingung ji, hier der Zähler j1, dekrementiert. Die Zähler ji werden
beispielsweise mit dem Wert 10 initialisiert, d. h. j10 = j20 = j30 = j40 = j50 = j60 = 10. Die Zähler ji besitzen
einen vorgegebenen Minimalwert, der beispielsweise gleich 0 ist.
Wenn einer der Zähler
j, sich auf seinem Minimalwert befindet, wird er nicht dekrementiert.
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Wenn
die Korrelationsbedingung nicht verifiziert ist, beispielsweise
die Korrelationsbedingung c3, geht man zum
Schritt 102i,B über, hier zum Schritt 1023,B . Im Schritt 102i,B ,
wird der Zähler
der Korrelationsbedingung ji, hier der Zähler j3, inkrementiert.
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Im
Schritt 103i wird eine Vergleichsbedingung überprüft, d. h.
der Wert des Zählers
ji wird mit einem vorgegebenen Grenzwert
Ni verglichen. Wenn ji > Ni ist,
wird eine Logikvariable in den Zustand „N" umgeschaltet, was der Tatsache entspricht,
dass die Korrelationsbedingung ci statistisch
als nicht verifiziert angesehen wird. Während ji < N ist, befindet
sich diese Logikvariable in einem Zustand „O", was der Tatsache entspricht, dass
die Korrelationsbedingung ci statistisch
als verifiziert angesehen wird. Die Zähler ji und
die Grenzwerte Ni stellen ein Mittel dar,
um einen statistischen Mittelwert der Korrelationsbedingung ci zu bestimmen, der sich über einen ausreichenden Zeitraum
und eine ausreichende Anzahl von Messungen erstreckt, um das System unanfällig gegenüber Messartefakten
zu machen und falsche Detektionen zu verhindern. Es sei festgehalten, dass
andere statistische Methoden verwendet werden können, um dieses Ergebnis zu
erzielen, nämlich
festzustellen, ob zwei miteinander verglichene Drücke eine
ausreichend gute Korrelation aufweisen, die einer normalen Funktion
des Systems entspricht oder nicht.
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Im
Schritt 1041 , der beispielsweise
parallel zu den Schritten 101i und 103i durchgeführt wird, wird der Maximaldruck
PRmax unter den rechten Drücken PRM und PRW bestimmt,
wird der Maximaldruck PLmax unter den linken
Drücken
PLM und PLW bestimmt
und eine Größenbedingung
wird überprüft, wobei
die Größenbedingung dann
verifiziert ist, wenn der Maximaldruck unter den rechten Drücken PRmax größer als
der Maximaldruck unter den linken Drücken PLmax ist,
d. h., wenn PRmax = max(PRM,
PRW) > PLmax = max(PLM,PLW) ist.
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Im
Schritt 1042 wird eine Größenbedingung
des Maximaldrucks unter den linken Drücken PLM und
PLW bezüglich
des Maximaldrucks unter den rechten Drücken PRM und
PRW überprüft, wobei
die Bedingung dann verifiziert ist, wenn der Maximaldruck unter
den linken Drücken
PLmax größer als
der Maximaldruck unter den rechten Drücken PRmax ist,
d. h., wenn PLmax = max(PLM,
PLW) > PRmax = max(PRM, PRW) ist. Um in der Praxis eine hohe Zuverlässigkeit
der Diagnostik zu gewährleisten,
wird der maximale Druckunterschied mit einem ausreichend hohen positiven
Grenzwert verglichen, um Messartefakte und falsche Detektionen zu
vermeiden.
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Im
Schritt 105, der beispielsweise parallel zu den Schritten 1041 und 1042 durchgeführt wird,
wird eine Aktivbedingung des Modulators überprüft, wobei die Bedingung dann
verifiziert ist, wenn der Modulator 19 aktiv ist.
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Nachdem
die Schritte 103i , 1041 , 1042 und 105 durchgeführt worden
sind, geht das Verfahren zum Schritt 106 über. Im
Schritt 106 analysiert die Steuereinheit 25 die
Ergebnisse der verschiedenen in den Schritten 103i , 1041 , 1042 und 105 überprüften Bedingungen.
Diese acht Bedingungen sind in den acht ersten Spalten der Tabelle
1 zusammengefasst. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse ermittelt
die Steuereinheit 25 einen Zustand des Bremssystems 6,
welcher in der neunten Spalte der Tabelle 1 wiedergegeben ist. Wenn
die in den Schritten 103i jeweils überprüften Vergleichsbedingungen
verifiziert sind und die in den Schritten 1041 und 1042 überprüften Größenbedingungen
nicht verifiziert sind, ermittelt die Steuereinheit 25,
dass die Sensoren 20, 21, 22 und 23 sich
in einem guten Betriebszustand befinden und dass keine Lecks in
den Hydraulikkreisläufen 17 und 18 vorhanden
sind, was der zweiten Zeile der Tabelle 1 entspricht.
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Die
Schritte 100 bis 106 werden sich zeitlich wiederholend
durchgeführt,
damit man in Echtzeit das Auftreten einer Fehlfunktion in dem System
diagnostizieren und daraufhin sofort den Bremssteuermodus anpassen
kann.
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Von
der dritten bis zur letzten Zeile der Tabelle 1 werden unterschiedliche
Fälle von
Fehlfunktionen illustriert, die mit dem Verfahren festgestellt werden
können.
Die ersten acht Spalten zeigen jeweils den verifizierten Zustand „O" oder nicht verifizierten
Zustand „N" der in den Schritten 103 bis 105 überprüften Logikbedingungen
an. Die neunte Spalte zeigt die für diesen Fall festgestellte
Fehlfunktion an. Die Spalte „Bremssteuermodus" zeigt jeweils an,
welcher der Druckmesswerte berücksichtigt
wurde, um abhängig
vom Zustand des Druckmodulators 19 die vorderen Bremskräfte FR und FL zu berechnen.
Die letzte Spalte fasst die Eigenschaften des ausgewählten Bremssteuermodus
für jeden
Fall einer Fehlfunktion zusammen.
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Beispielsweise
sind in der dritten Zeile der Tabelle 1 die Bedingungen 1034 , 1035 und 1036 nicht verifiziert, so dass die Steuereinheit 25 einen
Systemszustand feststellt, der eine Fehlfunktion des Drucksensors der
rechten Kammer 21 umfasst, wie dies in der Spalte „Systemzustand" erkennbar ist.
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In
diesem Fall werden, wie dies in der Spalte „Effekt" der Tabelle 1 erkennbar ist, in der
dritten Zeile die vom Drucksensor der rechten Kammer 21 stammenden
Messwerte ignoriert.
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Wenn
der Modulator 19 aktiv ist, müssen die Kammerdrücke PRM und PLM normalerweise
verwendet werden. Da der Druck der rechten Kammer PRM aufgrund
der Fehlfunktion des Sensors 21 fehlerhaft ist, wird der
Druck der linken Kammer PLM an seiner Stelle
zur Berechnung der linken Bremskraft FL verwendet,
wie dies in der Spalte „Berechnung
der Bremskraft" der
Tabelle 1 erkennbar ist.
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In
entsprechender Weise können
Fehlfunktionen der drei anderen Sensoren 20, 22 und 23 detektiert (Zeilen
4, 7 und 8 der Tabelle) und der Steuermodus entsprechend angepasst
werden. Bezug nehmend auf die Zeilen 5 und 6 der Tabelle 1, erkennt
man, dass sich die überprüften Bedingungen
nur durch die Ergebnisse der überprüften Bedingungen
in den Schritten 1041 und 1042 unterscheiden. Die Schritte 1041 und 1042 ermöglichen
es, festzustellen, welcher Hydraulikkreislauf 17 oder 18 die
Gefahr eines Lecks besitzt, wenn die Bedingungen der Schritte 1032 , 1033 , 1034 und 1035 nicht
verifiziert sind.
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Zwei
Arten von Lecks können
auftreten. Ein als binär
bezeichnetes Leck hängt
beispielsweise mit einer schlecht fixierten Verbindung zusammen.
In diesem Fall tritt das Leck sofort auf, d. h. Bremsflüssigkeit
läuft sehr
rasch aus und ein Bremsvorgang des Fahrers hat keinen Einfluss mehr
auf die entsprechende Hydraulikbremse in dem Hydraulikkreislauf,
in welchem das Leck aufgetreten ist.
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Ein
Leck kann auch mit einer rissigen Verbindung zusammenhängen. In
diesem Fall geht Bremsflüssigkeit
tropfenweise verloren und ein Abbremsen des Fahrers wirkt weiterhin
auf die entsprechende Hydraulikbremse im Hydraulikkreislauf, in
welchem das Leck vorhanden ist, so lange noch Fluid vorhanden ist.
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In
beiden Fällen
werden, wenn die Gefahr eines Lecks detektiert wird, die Bremskräfte FR und FL in entsprechender
Weise wie im Fall eines normalen Betriebs berechnet. Auf diese Weise
wird das Gleichgewicht des Fahrzeugs aufrechterhalten, denn das
Abbremsen an den Hinterrädern
bleibt mit dem Abbremsen an den diagonal gegenüberliegenden Vorderrädern verknüpft.
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Die
Tabelle zeigt, dass das Verfahren es im Fall der Linie 5 nicht
erlaubt, ein Leck in dem linken Hydraulikkreislauf 18 von
einer Reibung des Kolbens zu unterscheiden. Dies ist jedoch nicht
kritisch, denn derselbe Steuermodus ermöglicht es, die Durchführung einer
minimalen Abbremsung und die Stabilität des Fahrzeugs zu garantieren,
wenn eine dieser beiden Fehlfunktionen detektiert wird. Es sei darauf
hingewiesen, dass theoretisch zwei Tests ausreichen, um einen Defekt
eines Sensors 20, 21, 22, 23 zu
detektieren und das drei Tests ausreichen, um eine Leckgefahr zu
detektieren. Im Vergleich zu diesen Minimaltests weist das hier
beschriebene Ausführungsbeispiel
redundante Korrelationstests auf. Wenn beispielsweise die Korrelationsbedingung
zwischen dem rechten Raddruck PRW und dem
rechten Kammerdruck PRM nicht verifiziert
ist und die Korrelationsbedingung zwischen dem rechten Kammerdruck
PRM und einem der linken Drücke PLM und PLW nicht
verifiziert ist, ist die Korrelationsbedingung zwischen dem rechten
Kammerdruck PRM und dem anderen linken Druck
PLM und PLW notwendigerweise
ebenfalls nicht verifiziert.
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Die
Redundanz der überprüften Bedingungen
erlaubt es insbesondere, ein mögliches
Verarbeitungsproblem zu detektieren. So detektiert die Zentraleinheit 25 ein
Verarbeitungsproblem, wenn Widersprüche in den Ergebnissen der
Bedingungen auftreten. In diesen Fällen werden die Bremskräfte FR und FL entsprechend dem
Normalbetrieb berechnet.
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Unter
Bezugnahme auf 3 und Tabelle 2 wird
nun eine zweite Ausführungsform
beschrieben. Die Elemente des Bremssystems, die identisch mit denjenigen
der ersten Ausführungsform
sind, werden durch die gleichen, um 100 vergrößerten Bezugsziffern
bezeichnet und nicht mehr erneut beschrieben. Hier verbindet der
rechte Hydraulikkreislauf 117 die hintere Kammer 112 mit
der rechten Hydraulikbremse 107 und der linke Hydraulikkreislauf
verbindet die hinter Kammer 112 mit der linken Hydraulikbremse 108.
Anders ausgedrückt, sind
die beiden Hydraulikkreisläufe 117, 118 mit
der hinteren Kammer 112 verbunden.
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Zwei
Kammersensoren 121A und 121B erlauben es, Messungen
der Drücke
PRM1 bzw. PRM2 im
Inneren der vorderen Kammer 113 durchzuführen.
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Die
Schritte des Diagnose- und Steuerverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung entsprechen demjenigen der Schritte, die im Zusammenhang
mit der ersten Ausführungsform
beschrieben worden sind, wobei die Messungen der Drücke der
rechten Kammer PRM und der linken Kammer
PLM hier durch Messungen der vorderen Kammerdrücke PRM1 und PRM2 ersetzt
worden sind, die mittels zweier Sensoren 121A und 121B durchgeführt werden,
die in der vorderen Kammer 113 angeordnet sind. Die Zeilen
der Tabelle 2 illustrieren die verschiedenen Fälle von durch das Verfahren
detektierbaren Fehlfunktionen und die Bremsmodi, die in jedem dieser
Fälle ausgewählt werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
gleicht sich der Druck im Fall eines Lecks in einem der beiden Kreisläufe in beiden
Hydraulikkreisläufen 117, 118 an,
denn sie sind mit derselben Kammer 112 des Hauptzylinders verbunden.
Wenn ein Leck detektiert wird, wird die Bremskraft, die auf jede
der Elektrobremsen ausgeübt
werden soll, in Abhängigkeit
von dem in der vorderen Kammer 113 gemessenen Druck PRM1 oder PRM2 berechnet. Es
sei darauf hingewiesen, dass, wenn die Sensoren 121A und 121B korrekt
funktionieren, PRM1 = PRM2 gilt.
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Die
Verwendung von zwei redundanten Sensoren 121A, 121B zur
Messung der Drücke
PRM1 und PRM2 im
Inneren der vorderen Kammer 113 erlaubt es, eine Störung eines
Sensors 121A oder 121B von einem hydraulischen
Problem zu unterscheiden.
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Wenn
der (in 3 nicht dargestellte) Druckmodulator
aktiv ist, wird der von einem der in dem Hauptzylinder vorhandenen
Sensoren 121A und 121B, beispielsweise von Sensor 121A,
gelieferte Druck PRM1 oder PRM2 vorzugsweise
dazu verwendet, die Bremskraft zu berechnen, die auf jede Elektrobremse
ausgeübt
werden soll. Die überkreuzte
Abbremsung wird beibehalten, wenn es sich bei den verwendeten Drücken um
die Raddrücke
PLW, PRW handelt,
d. h., wenn der Modulator inaktiv ist. Wenn jedoch eine Fehlfunktion
eines Sensors detektiert wird, verwendet man in dem entsprechenden
Steuermodus den von diesem Sensor gelieferten Messwert nicht. Bei
der zweiten Ausführungsform
kann man die Rolle der beiden Kammern des Hauptzylinders vertauschen,
nämlich
die beiden vorderen Bremsen von der Kammer 113 abzweigen
lassen und die Sensoren 121A und 1216 in der Kammer 112 anordnen.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf mehrere spezielle Ausführungsformen
beschrieben wurde, versteht es sich, dass sie darauf keineswegs
beschränkt
ist und alle äquivalenten
Techniken der beschriebenen Mittel sowie deren Kombinationen umfasst,
soweit diese in den durch die Erfindung abgestellten Rahmen fallen,
wie er durch die Patentansprüche
beschrieben ist.