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Die
vorliegende Erfindung betrifft in allgemeiner Weise das Steuern
des Zustands und des Betriebs eines Kraftfahrzeugs.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung gemäß einem
ersten ihrer Aspekte ein Verfahren zur Steuerung des Parkvorgangs
eines Kraftfahrzeugs, das mit einem dynamischen Bremssystem und
mit einem statischen Bremssystem ausgestattet ist.
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Der
beträchtliche
Aufschwung der Signalverarbeitungstechniken hat in den letzten Jahren
zu einer ansteigenden Automatisierung der Kraftfahrzeuge geführt, mit
dem Ziel, die Sicherheit und den Komfort derselben zu erhöhen.
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Diese
Tendenz ist jedoch aufgrund von Gewicht, Kosten und/oder Einbauschwierigkeiten
begrenzt, so dass eine Gefahr darin besteht, dass verschiedenartige
Fahrzeuge in ihrer Art unterschiedliche Leistungen bieten, und zwar
sogar bei mit der Sicherheit zusammenhängenden Grundfunktionen.
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Während somit
ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe durch eine einfache Auswahl des "Park"-Modus mittels des
Schalthebels in einen sehr stabilen Abstellzustand gebracht werden
kann, wird bei Kraftfahrzeugen mit mechanischem Schaltgetriebe konventionell
keine äquivalente
Funktion geboten, selbst im Falle, dass die Fahrzeuge mit einer
gesteuerten Kupplung ausgestattet sind.
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Die
vorliegende Erfindung zielt eben darauf ab, dieser Lage Abhilfe
zu schaffen.
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Ein ähnliches
Verfahren, das im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben ist, ist
aus der Oftenlegungsschrift WO 99/38738 bekannt.
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Dazu
ist das erfindungsgemäße Verfahren im
kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 definiert.
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Bei
Auftreten eines Auslöseereignisses,
das aus einem Fahrzeugabstellbefehl besteht, kann die erste Bedingung
durch Auftreten des Abstellbefehls realisiert werden, wohingegen
die zweite Bedingung ihrerseits durch Erfassen des Stillstands des
Fahrzeugs realisiert werden kann, der sich aus dem ersten Bremsvorgang
ergibt.
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Bei
Auftreten eines Auslöseereignisses,
das aus einem Abstellzustand des Fahrzeugs besteht, kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch einen Zeitmessvorgang umfassen, bei dem die Zeit gemessen wird,
die seit dem Zeitpunkt des Auftretens des Abstellzustands des Fahrzeugs
abgelaufen ist, wobei die erste und die zweite Bedingung dann jeweils
beispielsweise durch Ablaufen eines ersten bzw. zweiten Zeitraums
seit dem Zeitpunkt des Auftretens des Abstellzustands des Fahrzeugs
realisiert werden.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass bei Auftreten eines Auslöseereignisses,
das aus einem Abstellzustand des Fahrzeugs besteht, das erfindungsgemäße Verfahren
einen zweiten Rücklauftest
umfasst, mit dem ein Anzeichen für
ein bevorstehendes Entfernen des Fahrers erfasst werden kann, dass
die erste Bedingung durch die Erfassung dieses Anzeichens realisiert
wird und dass die zweite Bedingung später am Ende der vollständigen Betätigung des
dynamischen Bremssystems des Fahrzeugs realisiert wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann vorteilhaft auch einen Umkehrvorgang umfassen, der bedingt
ausgelöst
wird durch eine Beschleunigungsanforderung an das Fahrzeug, wenn
letzteres über sein
statisches Bremssystem stillsteht, und der darin besteht, das dynamische
Bremssystem zu betätigen, indem
das statische Bremssystem deaktiviert wird, und ein Freigabevorgang
des Fahrzeugs darin besteht, das dynamische Bremssystem allmählich zu deaktivieren,
um es dem Fahrzeug zu gestatten, wieder anzufahren.
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Um
das dynamische und das statische Bremssystem unter optimalen Bedingungen
nutzen zu können,
kann sinnvoll vorgesehen sein, dass zumindest einer des ersten und
des zweiten Bremsvorgangs durchgeführt wird, indem eine Bremskraft
eingeleitet wird, deren Höhe
zumindest von der Neigung des Fahrzeugs oder von der Art des Auslöseereignisses
abhängt.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, ausgestattet zum Durchführen des
Verfahrens, wie es vorangehend definiert ist, wobei dieses Fahrzeug einen
Fahrerplatz bzw. Führerstand
enthält,
der mit mindestens einem Sitz und einem Sitzträger ausgestattet ist, sowie
ein dynamisches Bremssystem und ein statisches Bremssystem, und
dadurch gekennzeichnet ist, dass das statische Bremssystem einen elektrischen
Getriebemotor enthält,
der ein Betätigungsseil
einer Feststellbremse antreibt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Getriebemotor mit dem Sitz oder dem Sitzträger verbunden.
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Das
dynamische Bremssystem kann selbst eine Elektro-Hydropumpe, zumindest
zwei Hydraulikbremsaufnehmer und Steuermittel enthalten, welche selektiv
die Pumpe betätigen,
um die Hydraulikbremsaufnehmer mit unter Druck stehender Bremsflüssigkeit
zu versorgen.
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Um
eine Modulation der Höhe
der Bremskraft in Abhängigkeit
von der Neigung des Fahrzeugs zu gestatten, kann letzteres vorteilhaft
einen Neigungsmesser enthalten, der ein gebogenes Metallrohr enthält, das
auf ein erstes elektrisches Potential gebracht wird, sowie zwei
Elektroden, die an den jeweiligen Enden des Rohrs angeordnet sind,
von letzterem isoliert sind und auf ein zweites elektrisches Potential
gebracht werden, und eine Metallkugel, die im Rohr frei drehbar
ist und selektiv mit der einen oder der anderen der Elektroden je
nach Neigung des Fahrzeugs in Kontakt gelangt, wobei der Metallcharakter
des Rohrs und der Kugel, wie er hier in Rede steht, im Grunde als
funktionell äquivalent
zu der elektrisch leitenden Eigenschaft dieser Bauteile zu verstehen
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus
der nachfolgenden Beschreibung, die sich beispielhaft und keineswegs
einschränkend
versteht, anhand der beigefügten
Zeichnungen, worin zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht, die ein auf einer geneigten Fahrbahn abgestelltes
Fahrzeug zeigt und schematisch und nicht maßstäblich einen kostengünstigen
Neigungsmesser darstellt, mit dem dieses Fahrzeugs versehen ist,
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2 ein
Schema, das insbesondere Bauteile des Fahrzeugs darstellt, bei dem
das erfindungsgemäße Verfahren
Anwendung findet,
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3 ein
Ablaufdiagramm, bei dem verschiedene Vorgänge zusammenstellt sind, die
das erfindungsgemäße Verfahren
umfassen kann,
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4 eine
schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs, von oben gesehen, und
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5A bis 5C eine
Gruppe von drei synchronisierten Zeitdiagrammen, welche den Verlauf
des Zustands verschiedener Signale oder Teile im Laufe der Zeit
t bei einem Fahrzeug darstellt, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren
Anwendung findet.
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Wie
vorangehend erwähnt,
betrifft die Erfindung ein Verfahren, mit dem das Parken eines Kraftfahrzeugs 2 auf
einer gegebenenfalls geneigten Bahn (1) gesteuert
werden kann.
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Dieses
Fahrzeug 2 ist per Definition mit einem Motor 21 ausgestattet
(2), der über
die mit ACC angegebene Stellung eines Fahrpedals 210 gesteuert
wird.
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Dieser
Motor 21 gibt ein Motormoment K ab, das insgesamt oder
ein Teil k davon den Antriebsrädern 22 über eine
Kupplung 23 und eine Getriebeeinrichtung 26 übertragen
werden kann, wobei die Kupplung 23 selbst aus einer über ein
Signal S23 automatisch gesteuerten Kupplung bestehen kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
findet bei einem Fahrzeug Anwendung, das mit einem dynamischen Bremssystem 24 und
einem statischen Bremssystem 25 ausgestattet ist, wobei
jedes dieser Systeme über
eine von der Muskelkraft des Fahrers unabhängigen Energiequelle gesteuert
werden kann.
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Vorzugsweise
enthält
das dynamische Bremssystem 24 eine Elektro-Hydropumpe 241,
die über
ein Signal S24 ansteuert wird und Hydraulikbremsaufnehmer 242 mit
unter Druck stehender Bremsflüssigkeit
versorgen kann, wobei letztere aus Gründen der einfacheren Darstellung
in 2 nur für die
vorderen Antriebsräder 22 gezeigt
sind.
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Ebenso
wurden in den Figuren aus dem gleichen Grund die Elektroventile,
welche die Pumpe 241 mit den Hydraulikbremsaufnehmern 242 verbinden
und einen dem Fachmann wohl bekannten hydraulischen Modulator bilden,
bewusst weggelassen.
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Ferner
enthält
das statische Bremssystem 25 vorteilhaft einen elektrischen
Getriebemotor 251, der über
ein Signal S25 gesteuert wird und ein Seil 252 antreiben
kann, mit dem eine Feststellbremse 253 betätigt werden
kann, die zumindest auf die Hinterräder 27 des Fahrzeugs 2 einwirkt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es, das Fahrzeug in einen stabilen Parkzustand zu bringen, und zwar
ohne Eingreifen durch den Fahrer bzw. mit einem minimalen Eingriff
seinerseits.
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Zu
diesem Zweck (3) umfasst das Verfahren einen
oder mehrere Rücklauftests,
wie sie mit den Bezugszeichen "ETAT_IMM
?" und "ORDRE_IMM ?" bezeichnet sind,
mit denen jeweils ein Auslöseereignis
erfasst werden kann, wie etwa ein Abstellbefehl, der von dem Fahrer
des Fahrzeugs 2 erteilt wurde, oder ein Abstellzustand
dieses Fahrzeugs.
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Sobald
eine erste vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, wird ein erster Bremsvorgang
durchgeführt, der
mit STAB_1 angegeben ist und ein Abbremsen des Fahrzeugs 2 durch
Betätigung
seines dynamischen Bremssystems 24 bewirkt.
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Sobald
eine zweite vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, wird ein zweiter Bremsvorgang
durchgeführt,
der mit STAB_2 angegeben ist und ein Abbremsen des Fahrzeugs 2 durch
Betätigung
seines statischen Bremssystems 25 bewirkt.
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In
dem Ablaufdiagramm aus 3 sind mehrere Beispiele dieses
generellen Prinzips dargestellt.
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Wenn
beispielsweise das Fahrzeug 2 in Fahrbetrieb ist (3,
rechter Zweig), so dass der Test "ETAT_IMM ?", mit dem ein Abstellzustand des Fahrzeugs 2 ermittelt
werden kann, zu einer negativen Schlussfolgerung führt, und
wenn der Fahrer einen Fahrzeugabstellbefehl erteilt, so dass der
Test "ORDRE_IMM
?", mit dem ein
Abstellbefehl für
das Fahrzeug 2 ermittelt werden kann, zu einer positiven Schlussfolgerung
führt,
erfolgt bei Erfassung dieses Abstellbefehls der erste Bremsvorgang
STAB_1.
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Sofern
der Fahrer des Fahrzeugs keine Beschleunigungsanforderung DEM_ACC
erteilt, indem er das Pedal 210 niederdrückt, wodurch
der erste Bremsvorgang STAB_1 unterbrochen wird, überwacht
das erfindungsgemäße Verfahren
die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs, indem es sie mit null vergleicht.
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Sobald
das Verfahren erfasst, dass die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 2 null
beträgt,
d. h. der erste Bremsvorgang STAB_1 ein Anhalten dieses Fahrzeugs
ermöglicht
hat, ist die zweite Bedingung erfüllt und es erfolgt der zweite
Bremsvorgang STAB_2.
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Wenn
dagegen das Fahrzeug 2 im Stillstand ist (3, linker
Zweig und Verlauf in der Mitte links), so dass der Test "ETAT_IMM ?", mit dem ein Abstellzustand
des Fahrzeugs 2 ermittelt werden kann, zu einer positiven
Schlussfolgerung führt,
und wenn der Fahrer keine Beschleunigungsanforderung DEM_ACC an
das Fahrzeug erteilt, und wenn schließlich das Fahrzeug sich nicht
bereits in einem Abstellzustand befindet, der sich aus dem zweiten Bremsvorgang
STAB_2 ergeben würde,
dann führt das
erfindungsgemäße Verfahren
einen zweiten Rücklauftest
durch, der mit "IND_ELOIGN
?" angegeben ist
und es ermöglicht,
ein Anzeichen für
ein bevorstehendes Entfernen des Fahrers zu erfassen.
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Als
Anzeichen für
den Wunsch des Fahrers, das Fahrzeug unverzüglich zu verlassen, kann beispielsweise
die Tatsache erachtet werden, dass er den Gangwähler in die neutrale Stellung
bringt, dass er den Motor abstellt, dass er seine Tür öffnet oder auch
dass er seinen Sicherheitsgurt abnimmt.
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Sobald
ein derartiges Anzeichen erfasst wurde, erfolgt der erste Bremsvorgang
STAB_1, wobei der zweite Bremsvorgang STAB_2 spätestens
am Ende der vollständigen
Betätigung
des dynamischen Bremssystems 24 des Fahrzeugs 2,
d. h. spätestens am
Ende des Bremsvorgangs STAB_1 erfolgt.
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Wenn
das Fahrzeug 2 abgestellt ist (3, linker
Zweig und Verlauf in der Mitte rechts), so dass der Test "ETAT_IMM ?", mit dem ein Abstellzustand des
Fahrzeugs 2 ermittelt werden kann, zu einer positiven Schlussfolgerung
führt,
und wenn der Fahrer keine Beschleunigungsanforderung DEM_ACC an das
Fahrzeug erteilt, und wenn das Fahrzeug sich nicht bereits in einem
Abstellzustand befindet, der sich aus dem zweiten Bremsvorgang STAB_2 ergeben
würde,
und wenn schließlich
der zweite Rücklauftest "IND_ELOIGN ?" negativ ist, dann
führt das erfindungsgemäße Verfahren
einen Zeitmessvorgang MES_t durch.
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Sofern
das Verfahren nicht bereits diesen Vorgang MES_t ausgelöst hat,
d. h. sofern das Verfahren sich nicht zu Beginn des Vorgangs MES_t
befindet, wird der laufende Zeitpunkt t als Zeitpunkt To des Auftretens
des Abstellzustands des Fahrzeugs erachtet.
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Nachdem
dieser Vorgang ausgelöst
wurde, vergleicht das Verfahren die Zeit t-To, die seit dem Beginn
To des Vorgangs MES_t abgelaufen ist, in regelmäßigem Abstand mit zwei Zeiträumen T1
und T2, wobei der Zeitraum T2 größer ist
als der Zeitraum T1.
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Der
erste Bremsvorgang STAB_1 erfolgt dabei am Ende des Zeitraums T1,
wobei der zweite Bremsvorgang STAB_2 am Ende des Zeitraums T2 erfolgt.
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Diese
letztgenannte Abfolge von Vorgängen ist
in 5A bis 5C dargestellt,
wobei 5A den Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit
V aufzeigt, 5B den Verlauf des Signals S24
zeigt, mit dem das dynamische Bremssystem 24 gesteuert
wird, und 5C den Verlauf des Signals S25
zeigt, mit dem das statische Bremssystem 25 gesteuert wird.
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Wie
in 5B gezeigt ist, kann das Verfahren dem Fahrzeug 2 erteilen,
den Zustand STAB_1 zu verlassen, sobald der Zustand STAB_2 erreicht ist.
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Wenn
der Fahrer des Fahrzeugs 2 das Fahrpedal 210 niederdrückt (3,
linker Zweig außen), womit
er eine Beschleunigungsanforderung DEM_ACC erteilt, wohingegen das
Fahrzeug 2 über sein
statisches Bremssystem 25 stillsteht, d. h. sich im Zustand
STAB_2 befindet, führt
das erfindungsgemäße Verfahren
einen Umkehrvorgang INVERS durch.
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Dieser
Umkehrvorgang INVERS, der darin besteht, das dynamische Bremssystem 24 zu
betätigen,
indem das statische Bremssystem 25 deaktiviert wird, kommt
mit dem Verlauf der Signale S24 und S25 zum Ausdruck, die in 5B und 5C dargestellt
sind.
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Der
Umkehrvorgang INVERS leitet einen Freigabevorgang LBR des Fahrzeugs
ein (5B), der seinerseits darin besteht, das dynamische Bremssystem 24 allmählich zu
deaktivieren, um es dem Fahrzeug 2 zu gestatten, wieder
anzufahren, indem beispielsweise die Kupplung 23 über das
Signal S23 so angesteuert wird, dass allmählich das gesamte Motormoment
K zu den Antriebsrädern 22 übertragen wird.
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4 zeigt
schematisch ein Kraftfahrzeug, das zum Durchführen des vorangehend beschriebenen
Verfahrens ausgestattet ist, wobei dieses Fahrzeug in herkömmlicher
und bekannter Weise einen Fahrerplatz bzw. Führerstand, der mit einem oder mehreren
Sitzen 28 ausgestattet ist, einen Sitzträger 280,
ein dynamisches Bremssystem 24 und ein statisches Bremssystem 25 enthält.
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Erfindungsgemäß ist der
elektrische Getriebemotor 251, mit dem das statische Bremssystem 25 versehen
ist und das Betätigungsseil 252 für die Feststellbremse 253 antreibt,
vorzugsweise am Sitz 28 des Fahrers, am Sitz des vorderen
Beifahrers oder am Sitzträger 280 montiert.
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Aufgrund
dieser Anordnung kann der Fahrer des Fahrzeugs sehr leicht zumindest
das statische Bremssystem 25 steuern bzw. einen Abstellbefehl ORDRE_IMM
erteilen, während
das Fahrzeug immer noch fährt.
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Ferner
kann bei Ausfall der Versorgungsspannung, beispielsweise bei einer
Störung
der Batterie, das statische Bremssystem 25 bequem mit der Hand
mit Hilfe eines Schlüssels
oder Schraubendrehers betätigt
werden, sofern er unmittelbar zugänglich ist.
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Um
das dynamische Bremssystem 24 und das statische Bremssystem 25 jeweils
unter optimalen Bedingungen nutzen zu können, kann es geeignet sein,
die von jedem dieser Systeme aufgebrachte Bremskraft in Abhängigkeit
von der Neigung zu modulieren, auf der das Fahrzeug abgestellt werden soll.
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Obgleich
es nämlich
selbstverständlich
möglich
ist, das systematische Aufbringen einer maximalen Bremskraft anzustreben,
durch die das Fahrzeug auf der größtmöglich anzutreffenden Neigung
angehalten werden kann, ist diese Strategie mit dem Nachteil behaftet,
zu einer vorzeitigen Ermüdung
des Bremssystems und gegebenenfalls zum Auftreten eines störenden Bremsrestmoments
oder aber zu dem Erfordernis zu führen, besondere Maßnahmen
bei der Auslegung dieses Bremssystems zu ergreifen, wodurch die
Kosten und das Gewicht beträchtlich
erhöht
werden.
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Um
diesen Nachteil zu vermeiden, kann beispielsweise eine Modulation
der Bremskraft in drei Intensitätsstufen
vorgesehen sein, wobei die aufgebrachte Bremskraft relativ gering
ist, wenn das Fahrzeug eben liegt oder sich auf einer Neigung von höchstens
4 % befindet, in einem Zwischenbereich liegt, wenn das Fahrzeug
sich in einer Neigung von beispielsweise höchstens 8 % befindet, und maximal ist,
wenn das Fahrzeug sich in einer noch stärkeren Neigung befindet.
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Die
Intensitätsstufe
der Bremskraft kann in Abhängigkeit
von einem Signal gewählt
werden, das von einem Sensor ausgegeben wird, mit dem das Fahrzeug
ausgestattet ist, und/oder in Abhängigkeit von der Art des Auslöseereignisses.
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Wenn
das Fahrzeug mit einem dreiachsigen Beschleunigungsmesser ausgestattet
ist, kann somit die Intensitätsstufe
der Bremskraft zumindest in Abhängigkeit
von der Amplitude der Längsbeschleunigungskomponente
mit der Frequenz null dieses Fahrzeugs gewählt werden.
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Auch
kann vorgesehen sein, die Bremskraft mit maximaler Stärke nur
dann aufzubringen, wenn das Abstellen des Fahrzeugs beispielsweise über eine
manuelle Steuerung gefordert wird.
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Es
kann in jedem Fall auch vorgesehen sein, die Richtung der Neigung
zu berücksichtigen,
in der sich das Fahrzeug befindet, um die Bremskraft an den Vorderbremsen
und an den Hinterbremsen des Fahrzeugs zu optimieren.
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Ein
kostengünstiger
Neigungsmesser, der zum Durchführen
dieser Messung ausgelegt ist, ist schematisch in 1 dargestellt.
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Dieser
Neigungsmesser 3 enthält
ein gebogenes Metallrohr 30, das beispielsweise mit der
Masse des Fahrzeugs verbunden ist und in dem eine Metallkugel 300 frei
abrollt.
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Zwei
Elektroden 31 und 32, die von dem Rohr 30 elektrisch
isoliert sind, sind an den jeweiligen Enden des letztgenannten angeordnet
und über
jeweilige Stromabnehmer 310 und 320 mit einer
elektrischen Energiequelle V+ verbunden.
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Solange
die Neigung, in der sich das Fahrzeug befindet, unterhalb eines
Grenzwerts liegt, der insbesondere von der Biegung des Rohrs 30 abhängt und
beispielsweise auf 4 % festgelegt ist, berührt die Kugel 300 keine
der Elektroden 31 und 32, so dass keiner der Stromabnehmer 310 und 320 von
einem elektrischen Strom durchflossen wird.
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Wenn
das Fahrzeug sich dagegen in einer Steigung befindet, die stärker als
beispielsweise 4 % ist, kommt die Kugel 300 mit der hinteren
Elektrode 32 in Kontakt, wie in 1 gezeigt
ist, wobei diese Situation aufgrund des Fließens eines elektrischen Stroms
in dem Stromabnehmer 320 erfasst wird.
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Wenn
das Fahrzeug sich dagegen in einem Gefälle befindet, das stärker als
beispielsweise 4 % ist, kommt die Kugel 300 mit der vorderen
Elektrode 31 in Kontakt, wobei diese Situation aufgrund
des Fließens
eines elektrischen Stroms in dem Stromabnehmer 310 erfasst
wird.
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Es
ist auch möglich,
so vorzugehen, dass der zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und
der Tangente zur Wand des Rohrs 30 in dem Punkt, in dem
die Kugel 300 auf die Elektrode 31 trifft, gebildete
Winkel sich von dem Winkel unterscheidet, der zwischen der Längsachse
des Fahrzeugs und der Tangente zur Wand des Rohrs 30 in
dem Punkt, in dem die Kugel 300 auf die Elektrode 32 trifft,
gebildet ist, so dass jegliche eventuelle Bau- oder Funktionsdifferenz
zwischen den Vorderbremen und den Hinterbremsen ausgeglichen werden
kann, deren Beitrag zum Halten des Fahrzeugs sich je nach Neigungsrichtung
unterscheidet.