EP4580919A1 - Verfahren zur ermittlung eines fremdkraftzylinderdruckes - Google Patents

Verfahren zur ermittlung eines fremdkraftzylinderdruckes

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EP4580919A1
EP4580919A1 EP23749077.6A EP23749077A EP4580919A1 EP 4580919 A1 EP4580919 A1 EP 4580919A1 EP 23749077 A EP23749077 A EP 23749077A EP 4580919 A1 EP4580919 A1 EP 4580919A1
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EP23749077.6A
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Christian Binder
Herbert Vollert
Oliver Fuchs
Manfred Gerdes
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an external power cylinder pressure of an external power brake system.
  • DE 10 2018 222 488 A1 discloses an electro-hydraulic external power vehicle braking system for an autonomously driving land vehicle.
  • Such an electro-hydraulic external power vehicle brake system is provided with two redundant external power brake pressure generators, so that if one external power brake pressure generator fails, the other external power brake pressure generator can brake the motor vehicle without driver intervention.
  • An electro-hydraulic external power vehicle brake system is also known from DE 10 2019 201 536 Al.
  • an external power brake pressure generator is designed as a piston-cylinder unit, which is connected to an unpressurized brake fluid reservoir by a pressure relief valve and a controllable valve. The pressure of the external power brake pressure generator is measured via a pressure sensor arranged on the piston-cylinder unit.
  • the pressure relief valve prevents pressure peaks in the vehicle brake system if inlet valves of the hydraulic wheel brakes of the vehicle brake system are closed during a pressure build-up with the external power brake pressure generator.
  • the object on which the invention is based is to provide a method for determining an external power cylinder pressure, with which the external power cylinder pressure can be determined more economically. Furthermore, a device for carrying out such a method should be specified.
  • the invention specifies a method for determining an external power cylinder pressure of an external power brake system.
  • the method includes the steps of determining at least one engine value of an external power cylinder engine, determining a potential external power cylinder pressure from the engine value, using a correlation model between engine value and potential external power cylinder pressure and determining an external power cylinder pressure using an ESP pressure sensor in the ESP brake system.
  • the method also includes the steps of comparing the potential external power cylinder pressure with the external power cylinder pressure of the ESP pressure sensor, taking into account a time delay between potential External power cylinder pressure and measured external power cylinder pressure of the ESP pressure sensor, and the correction of the correlation model according to a determined deviation.
  • external power cylinder pressure is understood to mean a pressure that is generated via an external power cylinder to generate a braking force. In the aforementioned prior art, this pressure is usually determined via a pressure sensor arranged directly downstream of the external power cylinder.
  • the potential external power cylinder pressure is a pressure that is not measured but rather calculated. This potential pressure is assumed to correspond to a measured pressure. However, due to uncertainties in the calculation, a minimal difference may exist.
  • An engine value in the sense of the invention is understood to mean any measured value that is dependent on the operating state of the engine and varies over time. Advantageously, the engine value is calculated based on already known values, so that no additional measuring sensors have to be used.
  • the correlation model is a model which can be designed, for example, as a mathematical function, via which an external power cylinder pressure can be determined for each engine value.
  • This correlation model includes all factors that influence the external power cylinder pressure. Since environmental conditions such as temperature or wear on the power brake system are difficult to take into account, a high level of accuracy in the determined power cylinder pressure can be achieved by constantly correcting the correlation model.
  • the time delay is a time value by which the external power cylinder pressure determined by the ESP pressure sensor is delayed from the real pressure or the potential external power cylinder pressure determined via the correlation model.
  • the transit time of test signals is determined to measure the time delay.
  • a test signal can include a transmission time.
  • the transit time can be easily determined. This allows the running time to be measured in a simple manner, regardless of a braking maneuver, thereby increasing the accuracy of the determined potential external power cylinder pressure.
  • Torque is preferably used as the engine value to determine the potential external power cylinder pressure.
  • the torque can be measured. It is also possible to calculate this value in the control unit. This makes it easy to determine the torque.
  • the motor current is used as the motor value to determine the potential external power cylinder pressure. Since the motor current is known through the regulation via the control unit, this value does not need to be determined. This makes it easy to determine a motor value.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines korrigierten potentiellen Fremdkraftzylinderdruckes (pF) einer Fremdkraftbremsanlage (1). Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Ermittelns (A) wenigstens eines Motorwertes (MM) eines Fremdkraftzylindermotors (20), des Ermittelns (B) eines potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks (pF) aus dem Motorwert (MM), anhand eines Korrelationsmodels (pF(MM)) zwischen Motorwert (MM) und potentiellen Fremdkraftzylinderdruck (pF), und des Ermittelns (C) eines Fremdkraftzylinderdrucks (pESP) mittels eines ESP-Drucksensors (36) im ESP Bremssystem (8). Darüber hinaus umfasst das Verfahren die Schritte des Vergleichs (D) des potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks (pF) mit dem Fremdkraftzylinderdruck (pESP) des ESP-Drucksensors (36) unter Einbeziehung einer Zeitverzögerung (tv) zwischen potentiellen Fremdkraftzylinderdruck (pF) und gemessenen Fremdkraftzylinderdrucks (pESP) des ESP-Drucksensors (36), und der Korrektur (E) des Korrelationsmodels (pF(MM)) entsprechend einer ermittelten Abweichung (Δp).

Description

Beschreibung
Titel:
Verfahren zur Ermittlung eines
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Fremd kraftzylinderdruckes einer Fremdkraftbremsanlage.
Stand der Technik
Heutige Fremdkraftbremssysteme zeichnen sich dadurch aus, dass sie mechanisch und/oder hydraulisch an den Fahrer angekoppelt sind. Dies geschieht über ein Bremspedal, dass mit einer Eingangsstange verbunden ist. Über diese Eingangsstange wird im Vollsystem der Fahrerbremswunsch erfasst, und ein Pedalgefühl in Form eine Kraft-Weg-Kennlinie realisiert. Der Druckaufbau erfolgt dann über einen Fremdkraftkolben, der hydraulisch vom Fahrerfuß entkoppelt ist. Zur Regelung dieses Druckaufbaus wird der über den Fremdkraftkolben generierte Bremsdruck über einen Drucksensor gemessen. In der Rückfallebene ist der Fahrerfuß dann mittels eines mit Muskelkraft betätigten Bremszylinders mit den Radbremszylindern gekoppelt, wodurch der Fahrer mittels Fuß einen Bremsdruck aufbringen kann. Dadurch bleibt das Fahrzeug im Fehlerfall weiterhin bremsbar.
Die DE 10 2018 222 488 Al offenbart elektrohydraulische Fremdkraft- Fahrzeugbremsanlage für ein autonom fahrendes Landfahrzeug. Ein solches elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage ist dabei mit zwei redundanten Fremdkraft-Bremsdruckerzeugern versehen, so dass bei Selbstfahrt und Ausfall eines Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers der andere Fremdkraft- Bremsdruckerzeuger den Kraftfahrzeugwagen ohne Fahrereingriff bremsen kann. Aus der DE 10 2019 201 536 Al ist ebenfalls eine elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage bekannt. In dieser elektrohydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage ist ein Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger als eine Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet, wobei diese durch ein Druckbegrenzungsventil und ein steuerbares Ventil mit einem drucklosen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbunden ist. Der Druck des Fremdkraft- Bremsdruckerzeugers wird über einen an der Kolben-Zylinder-Einheit angeordneten Drucksensor gemessen. Das Druckbegrenzungsventil verhindert Druckspitzen in der Fahrzeugbremsanlage, wenn während eines Druckaufbaus mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger Einlassventile der hydraulischer Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage geschlossen werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt darin ein Verfahren zur Ermittlung eines Fremdkraftzylinderdruckes anzugeben, mit welchem der Fremdkraftzylinderdruck wirtschaftlicher ermittelbar ist. Des Weiteren soll eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens angegeben werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Fremd kraftzylinderdruckes mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Zusätzlich wird eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens angegeben. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Ermittlung eines Fremdkraftzylinderdruckes einer Fremdkraftbremsanlage an. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Ermittelns wenigstens eines Motorwertes eines Fremdkraftzylindermotors, des Ermittelns eines potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks aus dem Motorwert, anhand eines Korrelationsmodels zwischen Motorwert und potentiellen Fremdkraftzylinderdruck und des Ermittelns eines Fremdkraftzylinderdrucks mittels eines ESP-Drucksensors im ESP Bremssystem. Das Verfahren umfasst darüber hinaus die Schritte des Vergleichs des potentiellen Fremdkraftzylinderdruck mit dem Fremdkraftzylinderdruck des ESP- Drucksensors unter Einbeziehung einer Zeitverzögerung zwischen potentiellen Fremdkraftzylinderdruck und gemessenen Fremdkraftzylinderdrucks des ESP- Drucksensors, und der Korrektur des Korrelationsmodels entsprechend einer ermittelten Abweichung.
Als Fremdkraftzylinderdruck wird dabei ein Druck verstanden, welcher über einen Fremdkraftzylinder zur Erzeugung einer Bremskraft generiert wird. In dem zuvor genannten Stand der Technik wird dieser Druck in der Regel über einen direkt stromabwärts des Fremd kraftzyl Inders angeordneten Drucksensors ermittelt. Der potentielle Fremdkraftzylinderdruck ist dabei ein Druck, der nicht gemessen ist, sondern berechnet wurde. Von diesem potentiellen Druck wird angenommen, dass dieser einem gemessenen Druck entspricht. Aufgrund von Unsicherheiten bei der Berechnung kann jedoch eine minimale Differenz vorhanden sein. Unter einem Motorwert im Sinne der Erfindung wird dabei jeder vom Betriebszustand des Motors abhängige und zeitlich veränderliche Messwert verstanden. Vorteilhafterweise wird der Motorwert anhand bereits bekannten Werten berechnet, so dass keine zusätzlichen Messsensoren verwendet werden müssen.
Das Korrelationsmodel ist dabei ein Model, welches beispielsweise als mathematische Funktion ausgebildet sein kann, über welches zu jedem Motorwert ein Fremdkraftzylinderdruck ermittelbar ist. Dieses Korrelationsmodel umfasst sämtliche Faktoren, die auf den Fremdkraftzylinderdruck Einfluss haben. Da Umgebungsbedingungen wie beispielsweise die Temperatur oder auch der Verschleiß der Fremdkraftbremsanlage schwer einzubeziehen sind kann durch eine ständige Korrektur des Korrelationsmodels eine hohe Genauigkeit des ermittelten Fremdkraftzylinderdrucks erzielt werden. Die Zeitverzögerung ist ein zeitlicher Wert, um welchen der vom ESP-Drucksensor ermittelte Fremdkraftzylinderdruck zu dem realen Druck, beziehungsweise dem über das Korrelationsmodel ermittelten potentiellen Fremdkraftzylinderdruck, zeitlich verzögert ist.
Durch das Verfahren ist es möglich des Fremdkraftzylinderdruck genau zu ermitteln, ohne einen Drucksensor zu verwenden. Die Kosten für einen Drucksensor können dadurch eingespart werden, so dass der Fremdkraftzylinderdruck wirtschaftlich ermittelbar ist. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Laufzeit des gemessenen Fremdkraftzylinderdrucks des ESP-Drucksensors gemessen, und anhand der Laufzeit die Zeitverzögerung, zwischen potentiellen Fremdkraftzylinderdruck und gemessenen Fremdkraftzylinderdruck des ESP- Drucksensors, angepasst wird. Durch die Ermittlung der Laufzeit kann die Zeitverzögerung bestimmt werden, so dass die Berechnung der Druckdifferenz und damit des Korrelationsmodels genauer möglich ist. Der potentielle Fremdkraftzylinderdruck kann dadurch genauer bestimmt werden, wodurch die Regelung des Fremdkraftzylinders verbessert wird. Eine Messung der Laufzeit wird vorteilhaftweise regelmäßig durchgeführt, um dauerhaft eine hohe Genauigkeit zu erzielen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird zur Messung der Zeitverzögerung die Laufzeit von Testsignalen ermittelt. Ein solches Testsignal kann dabei eine Absendezeit beinhalten. Durch Vergleich der Empfangszeit mit der Absendezeit, kann die Laufzeit auf einfach Weise ermittelt werden. Dadurch kann unabhängig von einem Bremsmanöver die Laufzeit auf einfache Weise gemessen werden, wodurch die Genauigkeit des ermittelten potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks erhöht wird.
Vorzugsweise wird zur Ermittlung des potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks als Motorwert das Drehmoment verwendet. Das Drehmoment kann dabei gemessen werden. Ebenso ist es möglich diesen Wert in der Steuereinheit zu berechnen. Eine Bestimmung des Drehmoments ist dadurch einfach möglich.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird zur Ermittlung des potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks als Motorwert der Motorstrom verwendet. Da der Motorstrom durch die Regelung über die Steuereinheit bekannt ist, muss dieser Wert nicht ermittelt werden. Dadurch kann auf einfache Weise ein Motorwert bestimmt werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zusätzlich durch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gelöst. Die Vorrichtung umfasst dabei einen Fremdkraftzylinder, über weichen mit einem Fremdkraftzylindermotor ein Fremdkraftzylinderdruck erzeugbar ist, einen ESP-Drucksensor, über welchen ein zeitverzögerter Druck des Fremdkraftzylinderdrucks messbar ist, und eine Steuereinheit, in welcher ein potentieller Fremdkraftzylinderdruck anhand eines Korrelationsmodels zwischen einem Motorwert und dem potentiellen Fremdkraftzylinderdruck ermittelbar ist. Über eine solche Ermittlung des Fremdkraftzylinderdrucks ist eine drucksensorfreie Fremdkraftzylinderdruckmessung bereitstellbar. Entsprechend werden mit einer solchen Vorrichtung die zu dem Verfahren genannten Vorteile erzielt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 Ausführungsbeispiel einer Fremdkraftbremsanlage, an welcher der Fremdkraftzylinderdruck gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt werden soll,
Figur 2 Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Ermittlung eines
Fremdkraftzylinderdrucks einer Fremdkraftbremsanlage, und
Figur 3 Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bestimmen der
Zeitverzögerung.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Fremdkraftbremsanlage 1 gezeigt, an welcher der Fremdkraftzylinderdruck gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt werden soll. Die Fremdkraftbremsanlage 1 umfasst dabei zwei Einheiten 4, 8. Eine erste Einheit 4 zeigt ein im Wesentlichen bekanntes Fremdkraftsystem. Auf eine detaillierte Beschreibung wird daher verzichtet und es wird lediglich auf für die Erfindung relevant Komponenten eingegangen. Die erste Einheit 4 umfasst einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 12 mit einem Fremdkraftzylinder 16, über weichen über einen Fremdkraftzylindermotor 20, durch Bewegung eines Fremdkraftkolbens 24 der Fremdkraftzylinderdruck erzeugbar ist. Der Fremdkraftzylindermotor 20 ist mit einer Steuereinheit 28 verbunden, über welche dieser Motor 20 gesteuert wird. Der Fremdkraftzylinderdruck liegt dabei an einer Stelle X an. An dieser Stelle X ist im Stand der Technik zur Ermittlung des Fremdkraftzylinderdrucks üblicherweise ein Fremdkraftzylinder-Drucksensor angeordnet. In der Fremdkraftbremsanlage 1 wird der Fremdkraftzylinderdruck jedoch ohne Verwendung eines Fremdkraftzylinder-Drucksensors ermittelt.
Die zweite Einheit 8 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein ESP- Bremssystem, über welches ein Bremsdruck an Radbremsen 32 aufbringbar ist. Zur Messung des Bremsdrucks im ESP-Bremssystem 8 ist eine ESP- Drucksensor 36 angeordnet, welcher zur Übermittlung des Drucks an die Steuereinheit 28, ebenfalls mit dieser verbunden ist. Das übrige ESP- Bremssystem 8 ist in bekannter Weise ausgebildet, so dass auf eine detaillierte Beschreibung hiervon verzichtet wird.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Ermittlung eines Fremd kraftzylinderdruckes der in Figur 1 beschriebenen Fremdkraftbremsanlage 1. In einem ersten Schritt A wird ein Motorwert des Fremdkraftzylindermotors 20 ermittelt. In diesem Ausführungsbeispiel wird dabei das Drehmoment MM ermittelt. Da dieser Wert standartmäßig ermittelt wird, sind hierfür keine zusätzlichen Sensoren notwendig. Alternativ kann auch der Motorstrom des Fremdkraftzylindermotors 20 ermittelt werden. Auf Basis des Drehmoments MM wird in einem zweiten Schritt B der potentielle Fremdkraftzylinderdruck PF ermittelt. Dazu wird eine Korrelation PF(MM) zwischen dem potentielle Fremdkraftzylinderdruck PF und Drehmoment MM verwendet. Die Korrelation PF(MM) kann dabei Werte wie die Getriebeeigenschaften des Fremdkraftzylindermotors 20, die Elastizität des Bremssystems und eine Kolbenfläche umfassen.
Der derart ermittelte potentielle Fremdkraftzylinderdruck PF wird dabei zur Fremdkraftzylinderregelung R verwendet, so dass auf einen separaten Drucksensor verzichtet werden kann. In einem dritten Schritt C wird der Druck des ESP-Drucksensor 36 ermittelt. Dieser wird dabei an die Steuereinheit 28 übermittelt. In der Steuereinheit 28 wird in einem vierten Schritt D der ermittelte Fremdkraftzylinderdruck PF mit einem Fremdkraftzylinderdruck PESP des ESP- Drucksensors 36 verglichen. Aufgrund der verzögerten Übermittlung des Fremdkraftzylinderdrucks PESP des ESP-Sensors 36 an die Steuereinheit 28 und der Signalverarbeitung, weist der Fremdkraftzylinderdrucks PESP des ESP- Sensors 36 zum ermittelten potentiellen Fremdkraftzylinderdruck PF eine Zeitverzögerung tv auf. Bei dem Vergleich beider Werte wird für den Fremdkraftzylinderdruck PESP diese Zeitverzögerung tv mit beachtet.
In einem fünften Schritt E wird bei einer beim Vergleich festgestellten Abweichung Ap zwischen beiden Werten, die Korrelation PF(MM) entsprechend der Abweichung Ap angepasst und für die Berechnung des potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks PF neu hinterlegt. Dadurch kann die Genauigkeit des ermittelten potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks PF erhöht werden.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bestimmen der Zeitverzögerung t dargestellt. Dazu wird in einem ersten Bestimmungsschritt M ein Testsignal auf zwischen Steuereinheit und dem ESP-Drucksensor aufgebracht. In einem zweiten Bestimmungsschritt N wird die Laufzeit des Testsignals gemessen. Ausgehend aus der Laufzeit ergibt sich die Zeitverzögerung tv. Dieser Wert kann anschließend in dem Verfahren nach Figur 2 aktualisiert werden. Durch den korrigierten Wert der Zeitverzögerung tv wird die Genauigkeit beim Vergleich beider Werte erhöht, so dass eine genauere Korrelation P^MM) ermittelbar ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung eines Fremdkraftzylinderdruckes (PF) einer Fremdkraftbremsanlage (1), umfassend die Schritte:
Ermitteln (A) wenigstens eines Motorwertes (MM) eines Fremdkraftzylindermotors (20),
Ermitteln (B) eines potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks (pr) aus dem Motorwert (MM), anhand eines Korrelationsmodels (PF(MM)) zwischen Motorwert (MM) und potentiellen Fremdkraftzylinderdruck (PF),
Ermitteln (C) eines Fremdkraftzylinderdrucks (PESP) mittels eines ESP- Drucksensors (36) im ESP Bremssystem (8),
Vergleich (D) des potentiellen Fremdkraftzylinderdruck (PF) mit dem Fremdkraftzylinderdruck (PESP) des ESP-Drucksensors (36) unter Einbeziehung einer Zeitverzögerung (tv) zwischen potentiellen Fremdkraftzylinderdruck (PF) und gemessenen Fremdkraftzylinderdrucks (PESP) des ESP-Drucksensors (36), und
Korrektur (E) des Korrelationsmodels (PF(MM)) entsprechend einer ermittelten Abweichung (Ap).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeit des gemessenen Fremdkraftzylinderdrucks (PESP) des ESP-Drucksensors (36) gemessen wird, und anhand der Laufzeit die Zeitverzögerung (tv), zwischen potentiellen Fremdkraftzylinderdruck (PF) und gemessenen Fremdkraftzylinderdrucks (PESP) des ESP-Drucksensors (36), angepasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Zeitverzögerung (tv) die Laufzeit von Testsignalen ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks (PF) als Motorwert (MM) das Drehmoment verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des potentiellen Fremdkraftzylinderdrucks (PF) als Motorwert der Motorstrom verwendet wird.
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorherigen
Ansprüche, umfassend einen Fremdkraftzylinder (16), über weichen mit einem Fremdkraftzylindermotor (20) ein Fremdkraftzylinderdruck erzeugbar ist, einen ESP-Drucksensor (36), über welchen ein zeitverzögerter Druck des Fremdkraftzylinderdrucks (PESP) messbar ist, und eine Steuereinheit (28), in welcher ein potentieller Fremdkraftzylinderdruck (PF) anhand eines Korrelationsmodels (PF(MM)) zwischen einem Motorwert (MM) und dem potentiellen Fremdkraftzylinderdruck (PF) ermittelbar ist.
EP23749077.6A 2022-09-01 2023-07-31 Verfahren zur ermittlung eines fremdkraftzylinderdruckes Pending EP4580919A1 (de)

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WO (1) WO2024046679A1 (de)

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