Rückblick / Historie

Die Entwicklung der E138-Technologie begann 2014 parallel zur E136-Familie und adressierte dasselbe grundlegende Problem: In modernen Brake-by-Wire-Systemen müssen ausreichend große Druckmittelvolumina für Vorfüllung, ABS-Regelung und Fading-Situationen bereitgestellt werden, ohne den Druckaufbau zu unterbrechen und ohne die Fehlersicherheit zu beeinträchtigen.

Den früheren Lösungen (z.B. Speicherkammer-Konzepte aus DE 10 2011 009059, DE 10 2011 111368) war gemeinsam, dass sie entweder hohe Anforderungen an die Ventildichtheit stellten, den Druckaufbau bei langen Bremsvorgängen unterbrachen oder Spindel und Kugelgewindegetriebe durch zusätzliche Axialkräfte belasteten. Der Grundgedanke der Erfindung E136 – der Einsatz eines doppeltwirkenden Kolbens (DHK), der sowohl im Vorhub als auch im Rückhub kontrolliert Druckmittel in die Bremskreise fördert, löst das Problem der Druckunterbrechung grundlegend: Da beide Kolbenhübe zur Druckversorgung genutzt werden, ist theoretisch unbegrenzte Volumenförderung mit hoher Dynamik (Umschaltzeit <10 ms) ohne Unterbrechung des Druckaufbaus möglich.

Die Teilanmeldungen E138WOUS1 und E138WOCN1 erweitern das Grundkonzept um eine präzise Ventilarchitektur mit genau zwei in Reihe geschalteten Magnetventilen (AS + VF), die variable Kolbenflächensteuerung, aktiven Druckabbau über den DHK sowie ein innovatives Diagnoseverfahren mittels Volumen-Druck-Korrelation ermöglichen.

Überblick Kerninnovationen

Die Patentfamilie E138 gliedert sich in zwei Unterfamilien mit insgesamt 8 eigenständigen Erfindungskonzepten:

Gruppe 1 – E138WO-SA: Kontinuierliche DHK-Fördertechnologie (3 Kerninnovationen)

1. DHK mit kontinuierlicher Wechselförderung (EP A1 / E138WOKR): Betätigungsmechanismus mit elektromotorisch angetriebenem doppeltwirkendem Kolben (DHK), der in beiden Bewegungsrichtungen (Vor- und Rückhub) gesteuert Druckmittel in mindestens einen Bremskreis einspeist. Nahezu unterbrechungsfreie Druckbereitstellung; deutliche Reduktion der Totzeiten vs. Einfachhub-Plungersysteme. Grundlagenpatent für bidirektionale DHK-Technologie.Achtung: „abgestufte Ausbildung“ ist im EP-Anspruch nur eine optionale Ausführungsform („insbesondere“), kein zwingendes Merkmal des Schutzumfangs.

2. CN A1 (E138WOCN, Stammanmeldung) – Zusätzliches ABS-Merkmal gegenüber EP A1: CN A1 ergänzt den Grundanspruch der bidirektionalen DHK-Förderung um ein spezifisches ABS-Merkmal: Während des ABS-Betriebs ist der DHK permanent aktiv und speist das über das Auslassventil (AV) abgeführte Volumen unverzögerlich zurück in den Bremskreis. Dieses Merkmal ist in EP A1 nicht enthalten. CN A1 ist daher nicht mit EP A1 gleichzusetzen – er begründet einen eigenständigen, erweiterten CN-Schutzumfang.

3. Trennventilfreies Bremsverfahren mit DHK-HZ-Koppelung (EP A12): Verfahren, bei dem die zweite Druckquelle (DHK) Druckmittel an die Rückseite des ersten Kolbens (HZ) zuführt; Druckerzeugung in den Bremskreisen ohne Absperrventile. Verschiedene Betriebsmodi (Vorfüllung, ABS, maximale Pedalkraft, Wegsimulator-Regelbereich, Fallback) werden über mindestens ein Magnetventil gesteuert. Vereinfachte Systemarchitektur, reduzierter Bauraum, erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit.

4. DHK-SHZ-Kompaktarchitektur (EP A13): Betätigungssystem mit DHK und Single-Hauptzylinder (SHZ), der nur einen einzigen druckerzeugenden Kolben (SK) aufweist – im Unterschied zum konventionellen Tandem-Hauptzylinder. Die kontinuierliche bidirektionale DHK-Förderung kompensiert das fehlende Redundanzkonzept des THZ. Baulängenverkürzung bis 50 % gegenüber konventionellen THZ-Systemen; besonders relevant für enge Crash-Deformationszonen.

Gruppe 2 – E138WO-TA1: Flächenumschaltbare DHK-Technologie mit aktivem Druckabbau (5 Kerninnovationen)

5. DHK mit AS/VF-Reihenschaltung für variable Flächensteuerung (US A1 / CN A1): Betätigungsvorrichtung mit DHK, dessen zwei Druckkammern durch eine Verbindungsleitung mit genau zwei in Reihe angeordneten Magnetventilen (AS + VF) verbunden sind. Ermöglicht vier Betriebsmodi: (a) Vorhub normal (kleine Fläche), (b) Vorfüllen (große Fläche, Faktor 3 höhere Förderrate), (c) Rückhub (Ringfläche), (d) Druckabbau direkt über AS.
6. Diagnoseverfahren mit Volumen-Druck-Korrelation (US A13): Verfahren zur Leck- und Lufterkennung in Bremskreisen durch Korrelation des tatsächlich geförderten DHK-Volumens (berechnet aus effektiver Kolbenfläche × Hub) mit der erwarteten Druck-Volumen-Kennlinie. Kontinuierliche Echtzeitdiagnose im Vor- und Rückhub; keine zusätzlichen Sensoren erforderlich. Kritisch für autonome Fahrzeuge Level 4/5.
7. DHK-Betätigungssystem mit Ventilkopplung über in Reihe geschaltete MV (CN A1 ≡ US A1, E138WOCN1): Breiter CN-Vorrichtungsanspruch: DHK mit zwei Arbeitskammern, verbunden durch hydraulische Verbindungsleitung mit genau zwei in Reihe geschalteten Magnetventilen (AS, VF). Bidirektionale Druckmediumzufuhr zu Bremskreisen; entspricht technisch E138WOUS1 A1.
8. DHK-Druckabbauverfahren über Zentralventil oder Doppelhubkolben (CN A18): Verfahren zur Druckminderung über ein bidirektional wirkendes Einlassventil (4MUX SV) und ein zentrales Auslassventil (AV-MUX) und/oder direkt über den DHK. Ermöglicht Betrieb ausschließlich mit bidirektionalen Einlassventilen; Druckabbau ohne separate Radauslassventile möglich. Reduktion von Systemkomplexität und Schaltverlusten.
9. Druckabbauverfahren mit flächenumschaltbarem DHK (CN A19): Verfahren zur kontrollierten Druckreduzierung: Arbeitskammer des DHK wird über Magnetventile (AS; VF) so verschaltet, dass im Vorwärtshub nur die kleinere wirksame Kolbenfläche aktiv ist → feindosierter Druckabbau mit reduziertem Volumenstrom. Besonders vorteilhaft für regeneratives Bremsen (Blending) und präzise ABS-Druckmodulation; hydraulischer “2-Gang”-Effekt für Druckaufbau bei hohen Drücken mit reduziertem Motormoment.

Strategische Bewertung E138WO-TA1 (E138WOUS1 / E138WOCN1): Die Teilanmeldungen sind durch den Anspruch „genau zwei Magnetventile in Reihe“ erheblich eingeschränkt – technisch wäre „mindestens zwei Ventile“ breiter und bevorzugter. Der zentrale Verwertungsangriffspunkt bleibt die Stammanmeldung E138WOEP (sehr breit, keine Ventilzahl-Beschränkung). Die TA1-Anmeldungen dienen primär als strategische Rückfallposition bei einem etwaigen Rechtsbestandsangriff auf die Stammanmeldung, nicht als eigenständige Verletzungsgrundlage.