Patent E90
21.11.2005
IP Portfolio A2
MUX-gesteuerte Druckregelung
Adaptive Vordruckregelung für niedrige NVH-Werte
10 Kerninnovationen



Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 1)
- Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung (30), insbesondere ein Bremspedal, und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweisend,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung (30) eine elektromotorische Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) steuert,
- wobei die Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) einen Kolben (1, 1a) eines Kolben-Zylinder-Systems über eine mit dem Kolben (1, 1a) fest gekoppelte, nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt,
- so dass sich im Arbeitsraum (4′, 4a’, 4b’) des Zylinders ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum (4′, 4a’, 4b’) über eine Druckleitung (13) mit einer Radbremse in Verbindung ist,
- wobei in der Druckleitung (13) zu jeder Radbremse (15, 17) ein von der Steuer- und Regeleinrichtung (22) gesteuertes Ventil (14, 16) angeordnet ist, und bei Ausfall der Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) die Betätigungseinrichtung (30) den Kolben (1) oder die Antriebsvorrichtung (5c, 6, 7, 7a) verstellt,
- wobei die elektromotorische Antriebseinrichtung den Kolben (1) über einen Rotor (66) und einen als Untersetzungsgetriebe wirkenden Spindelantrieb verstellt, und dass der Kolben (1) die erforderliche Druckänderung für die Bremskraftverstärkung (BKV) und das Antiblockiersystem (ABS) erzeugt,
- wobei das Ventil (14, 16) nach Erreichen des erforderlichen Bremsdrucks im Bremszylinder (15, 17) schließt und auch im ABS-Betrieb sowohl zur Einstellung eines neuen niedrigeren, als auch neuen höheren Bremsdrucks geöffnet ist.
Kurzfassung:
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit einem elektromotorisch betätigten Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems, bei dem ein nicht-hydraulisches Getriebe den Kolben zur Druckerzeugung für Bremskraftverstärkung und ABS-Funktion bewegt, wobei über radselektive, durch eine Steuer- und Regeleinrichtung angesteuerte Ventile jeder Bremsdruck durch Öffnen des jeweiligen Ventils dynamisch eingestellt und nach Erreichen des Zielwerts durch Schließen stabil gehalten wird, wodurch eine sequentielle ABS-Druckregelung im Multiplexbetrieb ermöglicht wird – bei gleichzeitig gewährleisteter Notbetätigung im Fehlerfall.Technische Relevanz der MUX-Regelstrategie
Die o.g. Patente bildeten die Grundlagen für die Entwicklung eines neuartigen ABS-Prototyps mit Druckregelung im geschlossenen Bremskreis unter Anwendung des sogenannten hydraulischen Multiplexbetriebs. Dieses Verfahren ermöglichte beeindruckend kurze Bremswege auf Fahrbahnen mit niedrigen Reibbeiwerten – insbesondere auf Eis und Schnee, und auf µ-Split Fahrbahnen.Bei höheren Reibbeiwerten, etwa auf Asphalt, stieß die Multiplexregelung jedoch an ihre Grenzen: Neben physikalischen Herausforderungen, die durch die größeren Drucksprünge und Zeitverzögerungen des hydraulischen Multiplexens entstanden, traten auch NVH-Probleme (Geräusche und Vibrationen) auf, die vor allem beim gleichzeitigen Druckabbau in mehreren Radbremsen mit unterschiedlichen Druckniveaus entstanden. Dadurch kam es zu Ausgleichsströmungen zwischen den Radbremszylindern innerhalb des geschlossenen Systems, die akustisch negativ auffielen und den Fahrkomfort beeinträchtigten.
Ein weiterer Hemmschuh für die Serieneinführung war die erhöhte Dynamik-Anforderung an den elektrischen Antriebsmotor, die im Multiplexbetrieb notwendig war, um schnelle Druckwechsel zuverlässig umzusetzen. Diese Anforderungen konnten mit den zu jener Zeit am Markt verfügbaren Motoren nicht erfüllt werden. Es wurde daher ein neuer Motortyp – insbesondere ein DAG-Motor – erforderlich, der zunächst nicht im Portfolio gängiger Motorhersteller war. Die damit verbundenen Investitionen in Entwicklung und Industrialisierung erhöhten die Systemkosten und bremsten eine wirtschaftliche Umsetzung. Allerdings zeigte eine separate Untersuchung durch die BMW AG, dass die Stückkosten des DAG-Motors im Serienbetrieb wettbewerbsfähig und nicht nachteilig im Vergleich zu konventionellen Lösungen waren.
Trotz der fehlenden Marktdurchsetzung hat das Konzept des geschlossenen Bremskreises – insbesondere für 2-Kanal-Drucksteller für eine Fahrzeugachse– weiterhin eine hohe technologische Relevanz. Dank der modelltechnischen Klarheit und physikalischen Vorhersagbarkeit solcher Systeme eröffnen sich neue Potenziale für Automatisierung und Regelgüte, insbesondere in Verbindung mit künstlicher Intelligenz und modellprädiktiven Steueralgorithmen.
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 33)
- Verfahren unter Verwendung einer Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs oder während des Betriebs ein Kennfeld angelegt wird,
- in dem verschiedenen Motor-Stromstärken oder Drücke Positionen des Kolbens zugeordnet werden,
- wobei im Betrieb dann entsprechend einer Verstärkerkennlinie eine Position des Kolbens (1) angefahren wird, die entsprechend dem Kennfeld einem bestimmten Druck entspricht
Kurzfassung:
Das Verfahren beschreibt die Erstellung eines Kennfelds, das Kolbenpositionen bestimmten Stromstärken oder Drücken zuordnet, sodass während des Betriebs über eine Verstärkerkennlinie gezielt die Kolbenposition für den gewünschten Bremsdruck angefahren wird.Technische Relevanz
Dieses Patent beschreibt die Grundlagen der stromproportionalen Drucksteuerung auf Basis eines Kennfeldes (Berechnung Druck am Kolben als Funktion der Bestromung des Motors), jedoch in seiner Formulierung eingeschränkt auf den Anspruch 1 des Patentes (ABS MUX Betrieb). Die stromportionale Drucksteuerung wurde daher in einer Teilanmeldung (E87DE1) weiter verfolgt und ist in elektrischen Bremskraftverstärkern heute ein Kernbestandteil der Bremskraftverstärkersteuerung
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 1)
- Bremsanlage, welche eine Betätigungseinrichtung (30), insbesondere ein Bremspedal, sowie eine Steuer- und Regeleinrichtung (22) aufweist, die anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung (30) mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung (8) steuert,
- und die Antriebsvorrichtung (8) einen Kolben (1a) eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nichthydraulische Getriebevorrichtung verstellt,
- so dass sich im Arbeitsraum (4a’, 4b’) des Zylinders (4) ein Druck einstellt, wobei der Kolben (1a) zusammen mit einem hydraulisch gekoppelten weiteren Kolben (1b) in einem Zylinder angeordnet ist, d.h. Tandem-Kolben-Zylinder, und dass jeder Arbeitsraum (4a’, 4b’) des Tandem-Kolben-Zylinders über mindestens eine Druckleitung (13, 13a) mit mindestens einer Radbremse in Verbindung ist,
- wobei zwischen dem Bremszylinder jeder Radbremse und einem Arbeitsraum (4a’, 4b’) des Kolben-Zylinder-Systems ein Ventil (14, 14a, 15, 15a) angeordnet ist, und die Steuer- und Regeleinrichtung (22) das Ventil (14, 14a, 15, 15a) zum Druckab- oder Druckaufbau im Bremszylinder öffnet und zum Halten des Drucks im Bremszylinder schließt,
- und dass die Bremsanlage einen Druckgeber bzw. einen Drucksensor (73b) zur Erfassung des Drucks in einem von zwei Bremskreisen bzw. deren Druckleitungen (13, 13a), insbesondere im Primärbremskreis, aufweist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (22) mittels des angetriebenen Kolbens (1a) gleichzeitig oder nacheinander den Druck in einem oder mehreren Bremszylindern mittels des Kolben-Zylinder-Systems und der den Radbremsen zugeordneten Ventile (14, 14a, 15, 15a) einregelt,
- dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinder-System gleichsam für den Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau für den Bremskraftverstärker sowie zur Realisierung der ABS- und Antischlupfregelung dient,
- und die Steuer und Regeleinrichtung den Druckauf- und Druckabbau und die Änderungsgeschwindigkeit des Druckaufbaus und des Druckabbaus in den Radbremsen in Abhängigkeit des Fahrzustandes oder der Bremsregelung des Fahrzeuges oder des jeweiligen abzubremsenden Rades mittels des Kolben-Zylinder-Systems und durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie der Radbremsen über den Kolbenweg, den Strom des Elektromotors oder den mittels des Druckgebers bzw. Drucksensors (73b) ermittelten Druck eingeregelt
Kurzfassung:
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit einem tandemartigen Kolben-Zylinder-System, das über eine elektromotorische Antriebseinheit und nicht-hydraulisches Getriebe betätigt wird und mithilfe von steuerbaren Ventilen den Bremsdruck in mehreren Radbremsen sowohl auf- als auch abbaut, wobei die Steuerung anhand von Kolbenweg, Motorstrom oder Drucksensorwerten sowie unter Berücksichtigung der Druck-Volumen-Kennlinien der Radbremsen erfolgt, um fahrzustandsabhängig ABS-, ASR- und Bremskraftverstärkerfunktionen zu realisieren.Technische Relevanz der MUX-Regelstrategie
Die o.g. Patente bildeten die Grundlagen für die Entwicklung eines neuartigen ABS-Prototyps mit Druckregelung im geschlossenen Bremskreis unter Anwendung des sogenannten hydraulischen Multiplexbetriebs. Dieses Verfahren ermöglichte beeindruckend kurze Bremswege auf Fahrbahnen mit niedrigen Reibbeiwerten – insbesondere auf Eis und Schnee, und auf µ-Split Fahrbahnen.Bei höheren Reibbeiwerten, etwa auf Asphalt, stieß die Multiplexregelung jedoch an ihre Grenzen: Neben physikalischen Herausforderungen, die durch die größeren Drucksprünge und Zeitverzögerungen des hydraulischen Multiplexens entstanden, traten auch NVH-Probleme (Geräusche und Vibrationen) auf, die vor allem beim gleichzeitigen Druckabbau in mehreren Radbremsen mit unterschiedlichen Druckniveaus entstanden. Dadurch kam es zu Ausgleichsströmungen zwischen den Radbremszylindern innerhalb des geschlossenen Systems, die akustisch negativ auffielen und den Fahrkomfort beeinträchtigten.
Ein weiterer Hemmschuh für die Serieneinführung war die erhöhte Dynamik-Anforderung an den elektrischen Antriebsmotor, die im Multiplexbetrieb notwendig war, um schnelle Druckwechsel zuverlässig umzusetzen. Diese Anforderungen konnten mit den zu jener Zeit am Markt verfügbaren Motoren nicht erfüllt werden. Es wurde daher ein neuer Motortyp – insbesondere ein DAG-Motor – erforderlich, der zunächst nicht im Portfolio gängiger Motorhersteller war. Die damit verbundenen Investitionen in Entwicklung und Industrialisierung erhöhten die Systemkosten und bremsten eine wirtschaftliche Umsetzung. Allerdings zeigte eine separate Untersuchung durch die BMW AG, dass die Stückkosten des DAG-Motors im Serienbetrieb wettbewerbsfähig und nicht nachteilig im Vergleich zu konventionellen Lösungen waren.
Trotz der fehlenden Marktdurchsetzung hat das Konzept des geschlossenen Bremskreises – insbesondere für 2-Kanal-Drucksteller für eine Fahrzeugachse– weiterhin eine hohe technologische Relevanz. Dank der modelltechnischen Klarheit und physikalischen Vorhersagbarkeit solcher Systeme eröffnen sich neue Potenziale für Automatisierung und Regelgüte, insbesondere in Verbindung mit künstlicher Intelligenz und modellprädiktiven Steueralgorithmen.
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 7)
- Verfahren zur Einstellung eines Drucks in mindestens einem Bremszylinder einer Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise gleichzeitig oder nacheinander der Druck in einem oder mehreren Bremszylindern mittels des mindestens einen Kolben-Zylinder-Systems und der den Radbremsen zugeordneten Ventilen eingeregelt wird,
- wobei die Änderungsgeschwindigkeit des Druckaufbaus und/oder des Druckabbaus in den Radbremsen in Abhängigkeit des Fahrzustandes oder der Bremsregelung des Fahrzeuges oder des jeweiligen abzubremsenden Rades mittels des Kolben-Zylinder-Systems eingeregelt wird.
Kurzfassung:
Das Verfahren regelt wahlweise gleichzeitig oder nacheinander den Bremsdruck in mehreren Radbremsen durch ein Kolben-Zylinder-System und zugeordnete Ventile ein, wobei die Druckänderungsgeschwindigkeit abhängig vom Fahrzustand oder der Bremsregelung fahrdynamisch angepasst wird, um eine situationsgerechte Druckmodulation je Rad zu ermöglichen.Technische Relevanz
Technische Relevanz: Siehe Anspruch 1
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 1)
- Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweisend, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert,
- wobei die elektromotorische Antriebsvorrichtung ein bürstenloser Motor ist, der von Endstufen (21) über drei Stränge von einem Microcontroller (22) gesteuert wird,
- wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben (1) eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich in einem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Druck einstellt,
- Wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist, wobei zwischen einem Bremszylinder der Radbremse und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems mindestens ein Ventil angeordnet ist, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung das mindestens eine Ventil zum Druckab- oder Druckaufbau im Bremszylinder öffnet,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung die Druckänderung in den Radbremsen durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie der entsprechenden Radbremsen über den Kolbenweg einregelt,
- wobei das Kolben-Zylinder-System einen Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau zur Realisierung einer ABS-Regelung erzeugt,
- und wobei der Kolbenweg über einen Drehwinkelgeber und einen entsprechenden Zähler erfasst wird,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung den Druckabbau oder Druckaufbau und die Änderungsgeschwindigkeit des Druckabbaus und/oder Druckaufbaus in den Radbremsen in Abhängigkeit des Fahrzustandes oder der Bremsregelung des Fahrzeuges oder des jeweiligen abzubremsenden Rades mittels der Position des Kolbens des Kolben-Zylindersystems einregelt,
- wobei die Änderungsgeschwindigkeit des Druckes einen konstanten Gradienten hat und der Druckgradient durch einen variabel geregelten elektromotorischen Kolbenantrieb eingestellt wird
Kurzfassung:
Das Patent beschreibt eine elektromechanische Bremsanlage mit bürstenlosem Motor und nicht-hydraulischem Getriebe, bei der ein Microcontroller den Kolbenweg präzise regelt, um über eine aus Kolbenweg und Druckvolumenkennlinie abgeleitete Steuerung einen definierten Druckauf- und -abbau mit konstantem Druckgradienten in den Radbremsen zu ermöglichen, einschließlich ABS-Funktionalität und FahrzustandsanpassungTechnische Relevanz
Technische Relevanz: Siehe Anspruch 1
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 2)
- Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung und eine Steuer und Regeleinrichtung aufweisend, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert,
- wobei die elektromotorische Antriebsvorrichtung ein bürstenloser Motor ist, der von Endstufen (21) über drei Stränge von einem Microcontroller (22) gesteuert wird,
- wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben (1) eines Kolben-Zylinder-Systems ü b e r e i n e• nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich in einem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Druck einstellt,
- wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist,
- Wobei zwischen einem Bremszylinder der Radbremse und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems mindestens ein Ventil angeordnet ist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung das mindestens eine Ventil zum Druckab- oder Druckaufbau im Bremszylinder öffnet,
- Dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung die Druckänderung in den Radbremsen durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie: der entsprechenden Radbremsen über den Kolbenweg einregelt, wobei das Kolben-Zylinder-System einen
- Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau zur Realisierung einer ABS-Regelung erzeugt, und wobei der Kolbenweg über e i n e n Drehwinkelgeber und einen entsprechenden Zähler erfasst wird,
- wobei bei Inbetriebnahme und auch während des Betriebs d e r Bremsanlage ein Kennfeld angelegt wird, in dem verschiedenen Stromstärken die Position des Kolbens zugeordnet wird,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung bei nicht übereinstimmender Position und Motormoment das Kennfeld adaptiert.
Kurzfassung:
Das Patent beschreibt eine elektromechanische Bremsanlage mit bürstenlosem Motor und nicht-hydraulischem Getriebe, bei der der Bremsdruck über ein adaptives Strom-Kolbenpositions-Kennfeld präzise geregelt wird, und bei der ABS-Funktionen durch kontrollierten Druckauf- und -abbau mittels Druck-Volumen-Kennlinien der Radbremsen realisiert werden.Technische Relevanz
Technische Relevanz: Siehe Anspruch 1
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 3)
- Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung und eine Steuer und Regeleinrichtung aufweisend,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert,
- Wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben (1) eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, So dass sich in einem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Druck einstellt,
- wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist,
- wobei zwischen einem Bremszylinder der Radbremse und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems mindestens ein Ventil angeordnet ist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung das mindestens eine Ventil zum Druckab- oder Druckaufbau im Bremszylinder öffnet,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung die Druckänderung in den Radbremsen durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie der entsprechenden Radbremsen über den Kolbenweg einregelt,
- Wobei der Kolbenweg über einen Drehwinke/geber erfasst w i r d u n d zur Steuerung des Kolbens der Drehwinkelgeber zusammen mit Druckgebern in den Radkreisen verwendet wird und
- wobei eine Geschwindigkeitssteuerung des Kolbens für eine konstante Druckgradientenregelung anhand der Druckvolumenkennlinie erfolgt.
Kurzfassung:
Das Patent beschreibt eine elektromechanische Bremsanlage, bei der ein Kolben über ein nicht-hydraulisches Getriebe durch einen Elektromotor bewegt wird, wobei die Druckregelung in den Radbremsen über eine kolbenweg- und drucksensorbasierte Auswertung der Druck-Volumen-Kennlinien der Radbremsen erfolgt und die Kolbengeschwindigkeit zur Erzeugung eines konstanten Druckgradienten gesteuert wird.Technische Relevanz
Technische Relevanz: Siehe Anspruch 1
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 4)
- Verfahren zur Einstellung eines Drucks in mindesters einem Bremszylinder einer Bremsanlage, welche eine Betätigungseinrichtung und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert,
- wobei die elektromotorische Antriebsvorrichtung ein bürstenloser Motor ist, der von Endstufen (21) über drei Stränge von einem Microcontroller (22) gesteuert wird,
- wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich im Arbeitsraum des Zylinders ein Druck einstellt,
- wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist,
- wobei zwischen dem Bremszylinder der Radbremse und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Ventil angeordnet ist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung das Ventil zum Druckaufbau und/oder Druckabbauim Bremszylinder öffnet,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-und Regeleinrichtung den Druckaufbau-und/oder Druckabbau und die Änderungsgeschwindigkeit des Druckaufbaus und/oder des Druckabbaus in den Radbremsen in Abhängigkeit des Fahrzustandes oder der Bremsregelung des Fahrzeuges oder des jeweiligen abzubremsenden Rades mittels der Position des Kolbens des Kolben-Zylindersystems und durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie der Radbremsen über den Kolbenweg einregelt,
- wobei der Kolbenweg über einen Drehwinkelgeber und einen entsprechenden Zähler erfasst wird,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung gleichzeitig oder nacheinander den Druck in einem oder mehreren Bremszylindern mittels des mindestens einen Kolben- Zylinder-Systems und der den Radbremsen zugeordneten Ventilen einregelt,
- wobei das Kolben-Zylinder-System einen Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau zur Realisierung einer ABS-Regelung erzeugt,
- wobei der Druckabbau o d e r Druckaufbau und die Änderungsgeschwindigkeit des Druckabbaus und/oder Druckaufbaus in den Radbremsen in Abhängigkeit des Fahrzustandes oder der Bremsregelung des Fahrzeuges oder des jeweiligen abzubremsenden Rades mittels der Position des Kolbens des Kolben-Zylindersystems eingeregelt werden,
- wobei die Anderungsgeschwindigkeit des Druckes einen konstänten Gradienten hat und der Druckgradient durch einen variabelgeregelten elektromotorischen Kolbenantrieb eingestellt wird.
Kurzfassung:
Das Patent beschreibt ein Verfahren zur Druckregelung in Fahrzeugbremsen, bei dem ein variabel gesteuerter bürstenloser Elektromotor über ein nicht-hydraulisches Getriebe einen Kolben bewegt, wobei die Steuerung anhand des Kolbenwegs und der Druck-Volumen-Kennlinien der Radbremsen einen konstanten Druckgradienten erzeugt, um ABS-Funktionen und eine fahrzustandsabhängige Bremskraftverteilung präzise umzusetzenTechnische Relevanz
Technische Relevanz: Siehe Anspruch 1
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 5)
- Verfahren zur Einstellung eines Drucks in mindestens einem Bremszylinder einer Bremsanlage, Welche eine Betätigungseinrichtung und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert,
- wobei die elektromotorische Antriebsvorrichtung ein bürstenloser Motor ist, der von Endstufen (21) über drei Stränge von einem Microcontroller (22) gesteuert wird,
- wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt,
- so dass sich im Arbeitsraum des Zylinders ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist,
- wobei zwischen den Bremszylinder der Radbremse und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Ventil angeordnet ist,
- wobei die Steuer und Regeleinrichtung das Ventil zum Druckaufbau und/oder Druckabbau im Bremszylinder öffnet,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer und Regeleinrichtung den Druckaufbau-und/oder Druckabbau und die Änderungsgeschwindigkeit des D r u c k a u f b a u s u n d / o d e r d e s Druckabbaus in den Radbremsen in Abhängigkeit des Fahrzustandes oder der Bremsregelung des Fahrzeuges oder des jeweiligen abzubremsenden Rades mittels der Position des Kolbens des Kolben-Zylindersystems und durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie der Radbremsen über den Kolbenweg einregelt,
- wobei der Kolbenweg über einen Drehwinke/geber und einen entsprechenden Zähler erfasst wird,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung gleichzeitig oder nacheinander den Druck in einem oder mehreren Bremszylindern mittels des mindestens einen Kolben-Zylinder-Systems und der den Radbremsen zugeordneten Ventilen einregelt,
- wobei das Kolben Zylinder-System einen Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau zur Realisierung einer ABS-Regelung erzeugt, wobei bei Inbetriebnahme und auch während des Betriebs der Bremsanlage ein Kennfeld angelegt wird, in dem verschiedenen Stromstärken die Position des Kolbens zugeordnet wird,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung bei nicht übereinstimmender Position und Motormoment das Kennfeld adaptiert
Kurzfassung:
Das Patent beschreibt ein Verfahren zur fahrzustandsabhängigen Druckregelung in Fahrzeugbremsen, bei dem ein bürstenloser Motor über ein nicht-hydraulisches Getriebe einen Kolben bewegt, dessen Position und Motormoment mittels eines adaptiven Strom-Positions-Kennfelds überwacht und angepasst wird, und um über Ventile einen präzisen Druckauf- und -abbau mit konstantem Druckgradienten für ABS-Funktionen in einem oder mehreren Radbremszylindern durch Auswertung der Druck-Volumen-Kennlinien der Radbremsen zu steuern.Technische Relevanz
Technische Relevanz: Siehe Anspruch 1
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 6)
- Verfahren zur Einstellung eines Drucks in mindestens einem Bremszylinder einer Bremsanlage, welche eine Betätigungseinrichtung und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert,
- wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich im Arbeitsraum des Zylinders ein Druckeinstellt,
- wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist,
- wobei zwischen dem Bremszylinder der Radbremse und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Ventil angeordnet ist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung das Ventil zum Druckaufbau und/oder Druckabbau im Bremszylinder öffnet,
- Dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung den Druckaufbau- und/oder Druckabbau und die Änderungsgeschwindigkeit des Druckaufbaus und/oder des Druckabbaus in den Radbremsen in Abhängigkeit des Fahrzustandes oder der Bremsregelung des Fahrzeuges oder des jeweiligen abzubremsenden Rades mittels der Position des Kolbens des Kolben-Zylindersystems und durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie der Radbremsen über den Kolbenweg einregelt,
- wobei der Kolbenweg über einen Drehwinkelgeber erfasst wird und zur Steuerung des Kolbens der Drehwinkelgeber zusammen mit Druckgebern in den Radkreisen verwendet wird,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung gleichzeitig oder nacheinander den Druck in einem oder mehreren Bremszylindern mittels des mindesters einen Kolben-Zylinder-Systems und der den Radbremsen zugeordneten Ventilen einregelt,
- Wobei eine Geschwindigkeitssteuerung des Kolbens für eine konstante Druckgradientenregelung anhand der Druckvolumenkennlinie erfolgt.
Kurzfassung:
Das Patent beschreibt ein Verfahren zur präzisen Bremsdruckregelung in Radbremsen, bei dem ein Kolben durch eine elektromotorische Antriebseinheit über ein nicht-hydraulisches Getriebe verfahren wird, wobei die Steuerung – basierend auf Kolbenweg, Drucksensoren und der Druck-Volumen-Kennlinien der Radbremsen – eine konstante Druckgradientenregelung ermöglicht, die fahrzustandsabhängig für ABS- und Bremsregelungsfunktionen auf mehrere Bremszylinder angewendet wird.Technische Relevanz
Technische Relevanz: Siehe Anspruch 1
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 1)
- Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweisend,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung (8) steuert, wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben (1) eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung (5a) verstellt,
- so dass sich in einem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung (13) mit mindestens einer Radbremse (15, 17) in Verbindung ist
- dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Bremszylinder der mindestens einen Radbremse (15, 17) und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems mindestens ein Ventil (14, 14a, 14′, 14a’, 16, 16a) angeordnet ist, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung das mindestens eine Ventil (14, 14a, 14′, 14a’, 16, 16a) zum Druckaufbau im Bremszylinder öffnet und zum Halten des Drucks im Bremszylinder schließt,
- wobei gleichzeitig oder nacheinander der Druck in einem oder mehreren Bremszylindern mittels des Kolben-Zylinder-Systems und des mindestens einen Ventils (14, 14a, 14′, 14a’, 16, 16a) eingeregelt wird,
- wobei während der Regelung mittels des Kolben-Zylinder-Systems ein Vordruck eingeregelt wird, wobei Steuer- und Regeleinrichtung dazu ausgebildet ist, bei einem hohem Reibbeiwert einen ersten Vordruck (91) einzustellen und bei einem niedrigen Reibbeiwert einen zweiten Vordruck (91a) einzustellen, wobei der erste Vordruck (91) signifikant höher ist als der zweite Vordruck (91a)
Kurzfassung:
Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Bremssystem, bei dem ein Elektromotor über ein nicht-hydraulisches Getriebe einen Kolben betätigt, um Druck im Arbeitsraum zu erzeugen, der über Ventile radselektiv an die Bremszylinder weitergeleitet und geregelt wird, wobei je nach Reibbeiwert der Fahrbahn ein anpassbarer Vordruck eingestellt wird, um eine optimierte Bremsdruckregelung zu ermöglichen.Technische Relevanz
Die Innovation ermöglicht eine geräuschoptimierte ABS-Regelung, indem sie den Bremsvordruck reibbeiwertabhängig und bedarfsgerecht einstellt. Dadurch werden Ventilaktivität und Druckschwankungen reduziert, was insbesondere in Elektrofahrzeugen und Premiumfahrzeugen zu einem spürbar leiseren und komfortableren Bremsverhalten führt. Dies hat bei 1-Box-Bremssystemen, die an der Spritzwand des Fahrzeuges verbaut sind, besonders hohe Bedeutung. Ebenso wird dabei das Bremssystem mechanisch weniger belastet, indem die Druckschwingungen, die durch die Druckmodulation entstehen, reduziert werden.
Patentanspruchsmerkmal (Anspruch 13)
- Verfahren zur Einstellung eines Drucks in mindestens einem Bremszylinder einer Bremsanlage mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung mindestens eine elektromotorische Antriebsvorrichtung (8) steuert,
- Wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben (1) eines Kolben-Zylinder-Systems so verstellt, dass sich in einem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems ein Druck einstellt,
- wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit mindestens einer Radbremse (15, 17) in Verbindung ist und dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Bremszylinder der mindestens einen Radbremse (15, 17) und dem Arbeitsraum des Kolben-Zylinder-Systems mindestens ein Ventil (14, 14a, 14′, 14a’, 16, 16a) angeordnet ist,
- wobei die Steuer- und Regeleinrichtung das mindestens eine Ventil (14, 14a, 14′, 14a’, 16, 16a) zum Druckaufbau im Bremszylinder öffnet und zum Halten des Drucks im Bremszylinder schließt,
- wobei gleichzeitig oder nacheinander der Druck in einem oder mehreren Bremszylindern mittels des mindestens einen Ventils (14, 14a, 14′, 14a’, 16, 16a) eingeregelt wird,
- wobei bei einem hohem Reibbeiwert ein erster Vordruck (91) eingestellt und bei einem niedrigen Reibbeiwert ein zweiter Vordruck (91a) eingestellt wird, wobei der erste Vordruck (91) signifikant höher ist als der zweite Vordruck (91a)
Kurzfassung:
Die Erfindung betrifft eine Methode für elektrohydraulisches Bremssystem, bei dem ein Elektromotor über ein nicht-hydraulisches Getriebe einen Kolben betätigt, um Druck im Arbeitsraum zu erzeugen, der über Ventile radselektiv an die Bremszylinder weitergeleitet und geregelt wird, wobei je nach Reibbeiwert der Fahrbahn ein anpassbarer Vordruck eingestellt wird, um eine optimierte Bremsdruckregelung zu ermöglichen.Technische Relevanz
Die Innovation ermöglicht eine geräuschoptimierte ABS-Regelung, indem sie den Bremsvordruck reibbeiwertabhängig und bedarfsgerecht einstellt. Dadurch werden Ventilaktivität und Druckschwankungen reduziert, was insbesondere in Elektrofahrzeugen und Premiumfahrzeugen zu einem spürbar leiseren und komfortableren Bremsverhalten führt. Dies hat bei 1-Box-Bremssystemen, die an der Spritzwand des Fahrzeuges verbaut sind, besonders hohe Bedeutung. Ebenso wird dabei das Bremssystem mechanisch weniger belastet, indem die Druckschwingungen, die durch die Druckmodulation entstehen, reduziert werden.
