Rückblick / Historie: HDS der 1. und 2. Generation

Die E146 baut auf zwei Vorgänger-Patentfamilien auf: Die HDS der 1. Generation (Patentfamilie E102, 4 Teilanmeldungen) definiert die Grundlehre der hochdynamischen Drucksteuerung – Volumensteuerung mit Plunger als bidirektionalem Regelorgan und PWM-Ventilmodulation für radselektive Druckregelung. Die HDS der 2. Generation (Patentfamilie E141, beansprucht als Priorität für E145 und E146) erweitert diese Regelung mehrdimensional: Druckabbau über Auslassventile als zusätzlicher Freiheitsgrad, Erweiterung auf drei Pumpentypen und Lösung des Volumenproblems bei Einfachhubkolben.

E146 – Vom Regelungsverfahren zum vollständigen DHP-BBW-Bremssystem

Während die E141 das Regelungsverfahren (HDS der 2. Generation) isoliert schützt und die E145 ein vollständiges Bremssystem mit Schwimmkolben-Hauptbremszylindereinheit in der HDS 2.1-Konfiguration (Plunger) beansprucht, geht die E146 einen weiteren entscheidenden Schritt: Sie beansprucht ein vollständiges Bremssystem in der HDS 2.2-Konfiguration – mit Doppelhubkolben (DHK) als Druckversorgungseinheit.

Der DHK ermöglicht gegenüber dem Plunger eine bidirektionale Druckregelung (Druckaufbau im Vorhub, Druckabbau im Rückhub), wodurch neue Freiheitsgrade in der Drucksteuerung entstehen. Ergänzend erweitert die E146 den Erfindungsumfang um einen reduzierten Ventilaufwand, neuartige bidirektionale Einlassventile, modellbasierte Steuerung sowie eine Hochdruck-Druckentlastung.

Überblick Kernerfindungen der Patentfamilie E146

Erfindung 1: HDS 2.2 – Doppelhubkolben-Druckregelung (DHK) Ein zentrales Element der Erfindung ist die Druckversorgereinheit mit Doppelhubkolben (DHK), die zwei Arbeitskammern begrenzt und im Vor- und Rückhub betrieben wird. Der DHK ermöglicht bidirektionale Druckregelung: Im Vorhub wird Druck aufgebaut, im Rückhub wird durch Volumenvergrößerung Druck abgebaut.

Erfindung 2: Reduzierter Ventilaufwand Das System arbeitet mit maximal einem Auslassventil pro Bremskreis und je einem Schaltventil pro Radbremse. Die Gesamtventilzahl liegt damit deutlich unter den acht Ventilen konventioneller ABS-Systeme.

Erfindung 3: Simultaner Druckauf- und -abbau (HDS 2.2 erweitert) Das erfindungsgemäße System bietet folgende Freiheitsgrade: (1) Druckaufbau und Druckabbau in allen Bremskreisen simultan oder sequentiell. (2) HDS-2.2-Regelung im Druckaufbau/-abbau in einem Bremskreis bei gleichzeitigem Druckabbau im anderen Bremskreis über das Auslassventil. (3) Simultaner Druckaufbau in einem Bremskreis und Druckabbau im anderen über die Doppelhubkolbensteuerung.

Erfindung 4: Bidirektionale Einlassventile Eine weitere Schlüsselinnovation ist die neuartige Gestaltung der Schaltventile (Einlassventile): Das Hydraulikmedium strömt vom Bremskreis über den Ankerraum zum Ventilsitz hin zum Radzylinder.

Erfindung 5: Modellbasierte Steuerung und Druckschätzung Die Steuerungseinrichtung nutzt gespeicherte Druck-Volumen-Kennlinien jeder Radbremse und berechnet daraus den erforderlichen Kolbenweg für jede Druckänderung.

Erfindung 6: Hochdruck-Druckentlastung (≥100 bar) Für den geregelten Druckabbau aus hohen Drücken (≥100 bar) wird eine mehrstufige Kombination aus Vorhub- und Rückhubbewegungen des Doppelhubkolbens mit Druckmessung eingesetzt.

Bedeutung für das Patentportfolio

Die Patentfamilie E146 umfasst insgesamt 14 unabhängige Ansprüche über mehrere Jurisdiktionen: In Europa sind drei Patente aktiv (EP3271221B1 erteilt, EP4292893B1 erteilt, EP24194897.5 anhängig). In China sind zwei Patente erteilt (CN107531216B und CN113696868B). In den USA ist ein Hauptpatent erteilt (US11760329B2). Zusätzlich existiert ein japanisches Patent (JP6827946B) sowie ein deutsches Gebrauchsmuster (DE202015008976U1).