IBS-Technologie

Autoren: Dr. Thomas Leiber (Gründer, LSP Innovative Automotive Systems GmbH); Dr. Anton van Zanten (Berater, IPGATE AG). 21. März 2025.

Seit der Markteinführung von ABS, ASR und ESC in den Jahren 1978, 1986 und 1995 haben sich Druckmodulationssysteme für Bremsen etabliert, die auf dem Rückführprinzip basieren. Der Ventilblock, der Elektromotor, die Pumpe, 8 oder 12 Magnetventile, die Akkumulatorkammer und, im Falle von ESC später auch der Druckgeber und die elektronische Steuereinheit (ECU) sind in einer einzigen Einheit zusammengefasst und werden getrennt vom Bremskraftverstärker im Motorraum eingebaut [1, 2]. Konzepte, bei denen Bremskraftverstärkung und Druckmodulation integriert sind, waren bereits in den 1980er Jahren auf dem Markt (z. B. MK II, ABS 3), setzten sich jedoch aus Kostengründen nicht durch.

Die Optimierung von Benzinmotoren und die Entwicklung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen zu Beginn des 21. Jahrhunderts erforderten erstmals den Einsatz einer elektrischen Vakuumpumpe. Die damit verbundenen Mehrkosten klassischer Bremssysteme waren der Anstoß für das neue Konzept eines integrierten Bremssystems mit nicht-hydraulischer Kraftübertragung sowie einer elektrischen, bedarfsgesteuerten Bremskraftverstärkung (e-BKV) und Druckmodulation (ABS/ESC-Funktion). In den Jahren 2005 bis 2009 wurden zwei Varianten der IBS-Technologie in Form von Integrierten Bremssystemen mit unterschiedlichen Wegsimulatoren (bezeichnet als „IBS Basic“ und „IBS Premium“) von den Unternehmen IPGATE AG und LSP Innovative Automotive Systems GmbH entwickelt und an mehrere Bremssystemhersteller mit bedeutenden Marktanteilen lizenziert. Abb. 1 gibt einen ersten Überblick über die erheblichen Fortschritte hinsichtlich Baumaß und Einbauaufwand im Vergleich zum Vakuumbremskraftverstärker mit elektrischer Vakuumpumpe und ESC [3].

Dabei erfüllte das IBS bereits im Jahr 2009 alle Anforderungen an ein zukünftiges Bremssystem für das teilautomatisierte Fahren (auch als „SAE Level 2“ bezeichnet). Mit der Einführung eines zugleich leistungsstarken und hochdynamischen Elektromotors wurde zudem die Grundlage für neue Funktionsprinzipien und Hauptfunktionen geschaffen, wie beispielsweise die automatische Notbremsfunktion (AEB), die sich durch einen sehr schnellen Anstieg des Bremsmoments von ca. 150 ms bis zum Radblockierdruck (in Fachkreisen als „Time-to-Lock“ oder „TTL“ bezeichnet) auszeichnet.

Das Herzstück der PPC-Steuerung (PPC: Piston Pressure Control) ist ein permanent erregter, bürstenloser, elektronisch kommutierter Innenläufermotor mit Seltenerd-Permanentmagneten (bezeichnet als PMSM-Innenläufermotor oder hochdynamischer EC-Motor), der über ein mechanisches Getriebe (Zahnstangen- oder Spindelantrieb) den Druckstangenkolben eines Tandem-Hauptbremszylinders (TMC) antreibt, um Druck in den beiden Bremskreisen BK1 und BK2 zu erzeugen. Der hochdynamische EC-Motor ist dreiphasig, wird sinusförmig kommutiert, verfügt über einen Stromsensor i/U sowie einen Rotorwinkelgeber /U und wird über einen Mikrocontroller von einem Dreiphasengleichrichter (sogenannte B6-Brückenschaltung mit sechs Leistungshalbleitern sowie Sternschaltung) gesteuert. Die Steuerung über einen Mikrocontroller ermöglicht eine Vektorstromregelung mit d- und q-Vektoren (als Id/Iq-Stromregelung bezeichnet), wobei der q-Vektor das Drehmoment und der d-Vektor die magnetische Flussdichte darstellt.

Durch den Einsatz der Vektorregelung kann der EC-Motor im Impulsleistungsbetrieb durch Feldschwächung (Id-Stromregelung) im Vergleich zu Gleichstrommotoren mit Blockkommutierung erhebliche Leistungssteigerungen erzielen. Aufgrund der bekannten hohen Auflösung des Rotorwinkelgebers sowie des großen Übersetzungsverhältnisses zwischen dem EC-Motor und dem Schubstangenkolben ist eine Positionsbestimmung des Schubstangenkolbens des TMC im μm-Bereich sowie eine sehr präzise Drehzahlberechnung des Kolbens möglich. Für die Bremskraftverstärkerfunktion ist eine Id-Stromregelung ebenfalls möglich, wobei der Wirkungsgrad des Getriebes bekannt ist. Zur Umsetzung wird das Verhältnis zwischen Druck und dem drehmomentbildenden Strom Iq durch einen Drucksensor (p/U) ermittelt und während des Betriebs regelmäßig angepasst, sodass eine Kennlinie p=f(Iq) angewendet werden kann. Der Drucksensor (p/U) wird zudem zur Ermittlung einer Druck-Volumen-Kennlinie oder einer Druck-Kolbenhub-Kennlinie verwendet.

Durch den Einsatz der oben genannten Sensortechnologie sowie einer modellbasierten Softwarestruktur können die physikalischen Zusammenhänge für die Regelung im offenen und im geschlossenen Regelkreis genutzt werden. Der Regler ist mit einem Druckregler und/oder einem Kolbenpositionsregler im äußeren Regelkreis und einer Id/Iq-Stromregelung des EC-Motors im innersten Regelkreis kaskadiert. Zwischen dem äußeren und dem innersten Regelkreis ist zudem ein Stellgeschwindigkeitsregler integriert. Adaptive Kennfelder (z. B. Druck-Hub-Kennlinie des Schubstangenkolbens) werden entweder zur Vorwärtsregelung bei dynamischen Druckänderungen oder zur Druckregelung mittels Kolbenposition verwendet. Die Motorsensoren dienen sowohl der Bremsunterstützung als auch der Druckmodulation.

Diese Art der Regelung wird als PPC-Verfahren (PPC: Piston Pressure Control) bezeichnet. Die wesentlichen Merkmale des PPC-Verfahrens sind in zahlreichen Patentschriften dokumentiert und rechtlich geschützt [5,6,7,8,9]. Die wichtigsten Zusammenhänge sind in Abb. 2 dargestellt.

Bremssysteme mit Unterdruckbremskraftverstärker stellen keine besonderen Anforderungen an den Elektromotor der ABS-Rückförderpumpe; vielmehr geht es um dessen kostengünstige Herstellung. Daher wurde ein Gleichstrommotor verwendet. Der Gleichstrommotor erfüllte alle Anforderungen, da der Unterdruckbremskraftverstärker lediglich einen Unterdruck erzeugen und statisch aufrechterhalten muss. Der Bremsdruck und der Vordruck für den ABS-Regelbetrieb werden im Hauptbremszylinder erzeugt. Der Gleichstrommotor muss in erster Linie das über Auslassventile in die Akkumulatorkammer der ABS/ESC-Einheit abgelassene Volumen zum Hauptbremszylinder zurückführen. Der Gleichstrommotor der ESC/ABS-Einheit übernimmt zudem bestimmte Bremskraftunterstützungsfunktionen, die in der Fachterminologie beispielsweise als „HBA (Hydraulic Brake Assist)“, „HBB (Hydraulic Brake Boost)“, „HBC (Hydraulic Boost Failure Compensation)“, „HFC (Hydraulic Fading Compensation)“ sowie Fahrerassistenzfunktionen (bezeichnet als „ADAS“) wie AEB (Automatic Emergency Braking). Diese Funktionen wurden entsprechend der Leistungsfähigkeit des Gleichstrommotors der ESC/ABS-Einheit spezifiziert und ermöglichten lediglich eine Notbremsung mit begrenzter Dynamik.

Als Grundlage für die IBS-Technologie wurde 2004 erstmals ein hochdynamischer EC-Motor [4] eingeführt, nämlich ein bürstenloser Innenläufermotor mit Seltenerdmagneten [5,6,7,8,9] und einer Spitzenleistung von ca. 700 Watt, wodurch die Motorleistung im Vergleich zu einem Gleichstrommotor einer Standard-ESC-Einheit um den Faktor 4 gesteigert wurde; darüber hinaus konnte die Leistung nach Erreichen der maximalen Leistung durch feldorientierte Vektorregelung auch bei höheren Motordrehzahlen konstant gehalten werden. Die Leistung einer 12-V-Bordstromversorgung wurde maximal ausgenutzt. Zudem wies der Elektromotor in beiden IBS-Varianten ein um den Faktor 5 höheres dynamisches Ansprechverhalten auf. Zur Charakterisierung der Dynamik des EC-Motors wurde der Beschleunigungsparameter M/Θmax (Verhältnis des maximalen Drehmoments Mmax des EC-Motors zur Trägheitsmasse Θ der beweglichen Teile) vereinfacht und als Zeitkonstante der IBS-Technologie bezeichnet.

Abb. 3 zeigt einen Vergleich der Leistungsdaten und der Zeitkonstante von Elektromotoren eines Standard-ESC-Systems (ESC Standard), der IBS-Technologie mit Multiplex-Steuerung (IBS MUX) sowie eines typischen 1-Box-Bremssystems (1-Box-Bremssysteme zeichnen sich durch die funktionale Integration von Bremskraftverstärkung, Druckmodulation und Betätigungsvorrichtung in einer Einheit aus; 2-Box-Bremssysteme zeichnen sich durch die funktionale Trennung von Bremskraftverstärkung und Betätigungsvorrichtung in einer ersten Einheit und Druckmodulation in einer zweiten Einheit aus) mit Druckmodulation mittels Einlass- und Auslassventilen (EV/AV) sowie einem elektrischen Nachlaufbremskraftverstärker mit Differenzwegsteuerung zwischen Pedalweg und Verstärkerweg. Im Gegensatz zu herkömmlichen ESC-Bremssystemen verfügen alle modernen Bremssysteme über hochdynamische, elektrisch kommutierte PMSM-Innenläufermotoren, die über einen Mikrocontroller mit feldorientierter Vektorregelung gesteuert werden.

In einem Leistungsvergleich ist IBS-MUX mit dem Nachlaufbremskraftverstärker vergleichbar und wird in seiner Leistung vom EC-Motor eines 1-Box-Bremssystems übertroffen. Die maximale Leistung des 1-Box-Motors mit EV/AV ist größer als die maximale Leistung des Nachlaufbremskraftverstärkers, da beim Nachlaufbremskraftverstärker der Fahrer die Bremswirkung mit seiner Fußkraft unterstützt. Zudem wird für denselben hochdynamischen Druckaufbau (TTL) im Vergleich zum IBS-MUX aufgrund des größeren hydraulischen Strömungswiderstands zwischen der Druckversorgungseinheit und den Radbremsen ebenfalls mehr Leistung benötigt. Im Vergleich der Beschleunigungseigenschaften ist IBS der dynamischste Motor, was in erster Linie auf die Multiplex-Anforderungen für die dynamische Umkehrung des Motors zurückzuführen ist. Elektrische Nachlaufbremskraftverstärker verwenden ebenfalls hochdynamische Motoren, die um mehr als den Faktor 3 dynamischer sind als Motoren von Standard-ESC-Systemen.

Beim klassischen Unterdruckbremskraftverstärker ist eine Fahrererkennung nicht zwingend erforderlich. Grundsätzlich wird die Ventilfunktion des Unterdruckbremskraftverstärkers durch passive Bauteile realisiert, sodass die Verstärkung stets proportional zur Pedalkraft ist [10]. Bei fehlendem Unterdruck muss der Bremsdruck vom Fahrer ausschließlich durch Fußkraft erzeugt werden, wobei die Dimensionierung des Hauptbremszylinders das Pedalgefühl bestimmt.

Neuere elektrische Bremssysteme werden entsprechend den beiden IBS-Technologievarianten IBS Basic und IBS Premium in elektrisch angetriebene Nachlaufbremskraftverstärker und Bremskraftverstärker mit Pedalgefühlsimulator (auch als „Brake-by-Wire mit hydraulischer Rückfallstufe“ bezeichnet) unterteilt. Es wurden zwei Hauptfunktionsprinzipien der Fahrererfassung etabliert, deren Ausführungsformen in Abb. 4 dargestellt sind. A: Erkennung der Fahreranforderung auf Basis des Differenzwegs zwischen Pedalkolben und Verstärkerkolben. B: Fahrererkennung mittels Sensoren (Pedalweg, Drucksensor und/oder Kraft-Weg-Sensor FDS) sowie Einsatz eines Pedalgefühlsimulators.

Das Messprinzip A1 basiert auf der Messung der Verschiebungsdifferenz zweier Kolben, die Druck erzeugen und auf die Primärdruckkammer des Hauptbremszylinders einwirken [13]. Das Messprinzip fand Eingang in die erste elektrisch angetriebene Serienlösung für einen Bremskraftverstärker (bezeichnet als e-ACT-Produkt von Hitachi Automotive Systems), wird jedoch aufgrund der hohen Komplexität bei der Anordnung zweier parallel beweglicher Kolben und der höheren Präzisionsanforderungen an die Dichtheit mittlerweile nur noch in geringen Stückzahlen hergestellt.

Das Messprinzip A2 basiert auf der Differenzwegsteuerung zweier Kolben, die auf den Hauptbremszylinder wirken, wobei der erste Kolben K1 durch das Bremspedal betätigt wird und der zweite Kolben K2 von einem hochdynamischen EC-Motor angetrieben wird, wobei sich die Pedalkraft und die Motorkraft in der auf den Schubstangenkolben wirkenden Kraft addieren. Ein hochdynamischer EC-Motor ist eine Grundvoraussetzung des Messprinzips, um auch bei schneller Betätigung des Pedals durch den Fahrer ein gutes Pedalgefühl zu gewährleisten. Charakteristischerweise ist zwischen Kolben K1 und der Übertragungsvorrichtung (Kolben K2) auch ein Leerweg Ds vorgesehen, der eine sogenannte Sprungphase zu Beginn der Bremspedalbetätigung definiert. Um eine progressive Federkennlinie zwischen dem Bremspedal und dem Schubstangenkolben abzubilden, sind ferner mehrere in Reihe geschaltete Federelemente F1 und F2 vorgesehen [14,15].

Das Messprinzip B1 basiert auf der Fahrererfassung mittels eines Pedalwegsensors und eines Drucksensors; zusätzlich wird ein Pedalgefühlsimulator eingeführt, der aus einer ersten und einer zweiten Baugruppe besteht [16]. Die erste Simulatorbaugruppe ist rein mechanisch, während die zweite Baugruppe mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist. Das Messprinzip B2 basiert auf einem Fahrersensor-System mit redundanten Pedalwegsensoren und einem Pedalgefühlsimulator in einteiliger Bauweise mit mehreren elastischen Elementen (Feder & Elastomer), die eine nichtlineare Kraft-Weg-Charakteristik darstellen [17].

Elektrische Nachlaufbremskraftverstärker, die in Elektrofahrzeugen, insbesondere von Tesla und Volkswagen, verbaut sind, basieren auf dem Messprinzip A2, während auf dem Markt erhältliche elektrische Bremssysteme mit Pedalgefühlsimulator das Messprinzip B1 und einen einteiligen Pedalgefühlsimulator nach dem Messprinzip B2 bieten. Im neueren elektrischen Bremskraftverstärker für automatisiertes Fahren X-Boost + ESC [18] ist zudem ein Kraft-Weg-Sensor [19] für die Notbremsfunktion „Knopfbremse“ vorgesehen, sodass auch bei blockiertem Kolben noch eine Fahreranforderung erkannt und eine Bremsung durchgeführt werden kann.

Abb. 5 zeigt auf der linken Seite verschiedene Pedalkennlinien heutiger Fahrzeuge mit Vakuumbremskraftverstärkern, die im Allgemeinen vom Fahrzeuggewicht abhängen. Der Grund dafür ist, dass das zur Betätigung der Radzylinder erforderliche Volumen im Allgemeinen mit dem Fahrzeuggewicht zunimmt, da auch der Anpressdruck der Radzylinderkolben mit dem Fahrzeuggewicht steigt. Bei gegebenem Pedalweg, Pedalverhältnis und Volumen ergibt sich daraus die Dimensionierung des Hauptbremszylinders. Abb. 5 zeigt auf der rechten Seite eine typische Pedalkennlinie eines Bremssystems mit Pedalgefühlsimulator (IBS Premium), die frei variiert werden kann, da der Bremskraftverstärker im Normalbetrieb vom Bremspedalhub entkoppelt ist und durch eine Kombination aus Federn und Elastomeren dargestellt wird. Mit einem Pedalgefühlsimulator lässt sich somit unabhängig vom Fahrzeuggewicht eine ideale Pedalkennlinie gestalten.

Neben der Pedalcharakteristik im Normalbetrieb muss auch die Pedalcharakteristik bei einem Ausfall des BKV berücksichtigt werden (Abb. 6). Bei der Auslegung des TMC bietet das IBS den großen Vorteil, dass der Pedalweg und der Kolbenhub des Hauptbremszylinders voneinander entkoppelt sind. Diese Entkopplung wurde im IBS Premium so genutzt, dass ein deutlich kleinerer TMC-Kolbendurchmesser (19,05 mm) verwendet wurde als bei Standard-Vakuumbremskraftverstärkern (23,8 mm bis 26,9 mm), was im Falle eines Ausfalls des Bremskraftverstärkers ein entscheidender Vorteil ist. Denn so lassen sich bei einem Pedalverhältnis iPed von 4 und der vorgeschriebenen Fußkraft von 500 N ein Bremsdruck von 50 bis 60 bar und damit eine Verzögerung von über 5 m/s² für das Fallback-Niveau erreichen (UN/ECE-Anforderung: ≥2,44 m/s²). Bei einem SUV mit einem Durchmesser von 27 mm, einem Pedalverhältnis iPed von 4 sowie einer Fußkraft von 500 N kann im Vergleich zu IBS nur etwa die Hälfte des Bremsdrucks erzeugt werden, was bedeutet, dass die UN/ECE-Anforderung nur knapp erfüllt wird.

Zudem ist, wie in Abb. 6 dargestellt, die Pedalkennlinie beim IBS im Anfangsbereich bei intaktem und ausgefallenem Bremskraftverstärker nahezu identisch, während beim Vakuumbremskraftverstärker die Anfangskraft bei einem Ausfall deutlich ansteigt (von 20 N auf 130 N) und sich durch einen sehr steilen Anstieg auszeichnet, d. h. der Fahrer spürt ein hartes Pedal. Diese Änderung der Kennlinie ist sicherheitsrelevant, da der Fahrer bei einem Ausfall des Bremskraftverstärkers nicht auf die veränderte Situation vorbereitet ist.

Bei den ersten Ausführungsformen von Bremssystemen mit Pedalgefühlsimulator (Abb. 4, Ausführungsform B1) wird Bremsflüssigkeit aus der Sekundärkammer des Hauptbremszylinders in den Pedalgefühlsimulator umgeleitet. Fällt der Verdrängungssimulator während des Bremsvorgangs aus, fehlt die in den Verdrängungssimulator umgeleitete Bremsflüssigkeitsmenge während des Bremsvorgangs in der Ausweichstufe. Die Folge ist ein Teilausfall des entsprechenden Bremskreises und eine verminderte Bremswirkung in der Ausweichstufe. Dieses Problem wurde im IBS Premium (Abb. 4, Ausführungsform B2) durch die Bereitstellung einer separaten ersten Kolben-Zylinder-Einheit (sogenannter Hilfskolben HK) speziell für den Pedalgefühlsimulator gelöst. Im Falle eines Ausfalls wirkt das Bremspedal mittels einer mechanischen Durchgriffverbindung direkt auf den Hauptbremszylinder, sodass in der Fallback-Ebene kein Bremsflüssigkeitsvolumen verloren geht. Alternativ oder zusätzlich ist ein normalerweise geschlossenes Absperrventil zum Wegsimulator vorgesehen.

Beim Vakuumbremskraftverstärker (Abb. 7, oben) wird der Bremsdruck proportional zur Pedalkraft FPed durch eine Verstärkungskraft Fboost erhöht. Das Verstärkungsverhältnis wird durch das Verhältnis der Fläche des Verstärkerkörpers zur Fläche der Pedalkolbenstange bestimmt. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Kolben der Kolbenstange und dem Verstärkerkörper bzw. dem Pedalkolben eine elastische Reaktionsscheibe vorgesehen. Der Verstärkungsmechanismus arbeitet automatisch durch den Differenzweg zwischen dem Pedalkolben und dem Verstärkerkörper.

Bei Verwendung eines Bremssystems mit Pedalgefühlsimulator (Abb. 1, Abb. 4, B2) kann die Druckversorgungseinheit unabhängig von der Pedalbetätigung arbeiten, indem die Einflüsse entkoppelt werden, sodass jede Bremskraftverstärkungscharakteristik (Sportmodus, Komfortmodus) per Software eingestellt werden kann. Als Druckversorgung wird eine elektromotorisch angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit, kurz „Plunger-Druckversorgung“, verwendet. Die Steuerung basiert auf den Prinzipien der PPC-Steuerung (Piston Pressure Control), und die wichtigsten Merkmale für die Bremskraftverstärkung sind der Übersichtlichkeit halber in Abb. 7 noch einmal dargestellt.

In einem herkömmlichen ABS/ESC-System mit Unterdruckbremskraftverstärker wird durch den Hauptbremszylinder ein Vordruck aufgebaut, und die Druckmodulation erfolgt über elektromagnetische Steuerventile (Einlass- und Auslassventile). Herkömmlicherweise werden pro Radbremse ein Einlassventil (EV, als lineares Magnetventil, LMV) und ein Auslassventil (AV, als Schaltmagnetventil, MV) zur Druckmodulation verwendet. Das bei der Druckreduzierung freigesetzte Volumen wird von einer Akkumulatorkammer aufgenommen und über eine Rücklaufpumpe zum Hauptbremszylinder zurückgeführt, was zusammen mit dem allmählichen Druckaufbau zu dem bekannten pulsierenden Bremspedal führt.

In einem Bremssystem mit Pedalgefühlsimulator und Kolben-Druckversorgungseinheit wird der Vordruck für die ABS-Steuerung über die Kolben-Druckversorgungseinheit erzeugt. Dies ermöglicht einen zusätzlichen Freiheitsgrad beim Druckaufbau über die Einlassventile, da der Vordruck entsprechend dem Reibungskoeffizienten der Fahrbahn angepasst werden kann. Es ist sinnvoll, einen Vordruck einzustellen, der etwa 20 % über dem höchsten Radbremsdruck liegt [20]. Das Druckaufbauverfahren mit variablem Einlassdruck wirkt sich positiv auf Druckschwankungen, NVH und die Genauigkeit der Druckeinstellung während des Druckaufbaus aus (siehe Abb. 8).

Der Druck wird entweder durch zeitgesteuerte Auslassventile in die Akkumulatorkammer einer ESC-Einheit (geschlossenes Bremssystem) abgelassen oder in den Vorratsbehälter (offene Bremssysteme) entlastet, wie es das von Bosch EHB und Toyota vorgestellte Funktionsprinzip vorsieht [16, 21]. Beim Toyota-Funktionsprinzip wird der Druck über zwei Pumpen aufgebaut, wobei die Pumpen auf unterschiedlichen Druckniveaus arbeiten. In einer Weiterentwicklung des offenen Systems wurde die Kolben-Druckversorgungseinheit eingeführt [22]. Neben dem Druck p als Regelgröße nutzt das Druckregelverfahren in einem Kaskadenregler auch die Regelgrößen Aktuatorgeschwindigkeit wAktor und Aktuatordrehmoment MAktor [23]. Der Kaskadenregler ermöglicht eine dynamische Druckregelung und bietet den Vorteil, dass der Vordruck im Regelbetrieb trotz des Volumenverlusts konstant gehalten werden kann, wenn der Druck über Auslassventile in den Vorratsbehälter abgebaut wird. Eine dynamische Regelkaskade mit Beschleunigungs- und Geschwindigkeitskomponenten im Rücklaufbetrieb, in der Richtlinie VDA 360 als PRL-Funktion bezeichnet [24], ist auch in geschlossenen 2-Box-Bremssystemen von Bedeutung, da diese Systeme im Gegensatz zum Vakuumbremskraftverstärker sehr geringe hydraulische Elastizitäten aufweisen.

Im IBS Premium wird das Druckregelungsverfahren mit Druckaufbau und Druckabfall über bidirektional wirkende Schaltventile (SV) realisiert, wobei der Druckabfall in der einfachsten Form der Druckmodulation ohne Umschalten der Magnetventile so gesteuert wird, dass der Kolben der Druckversorgung um einen bestimmten Weg s zurückbewegt wird, wodurch der EC-Motor mit reduziertem Strom betrieben wird. Wird die Druck-Volumen-Kennlinie während des Betriebs angepasst, kann die Soll-Druckeinstellung auch dann zuverlässig genutzt werden, wenn sich die Druck-Volumen-Kennlinie ändert, z. B. infolge von Luftblasen in der Bremsflüssigkeit oder Änderungen an der Radbremse.

Die einfachste Form der ABS-Drucksteuerung ist die sogenannte „Taktbremse“, bei der keine Raddrehzahlsensoren zum Einsatz kommen und keine Steuerventile betätigt werden, sondern der Bremsdruck durch Hin- und Herlaufen des Elektromotors oder alternativ durch den Wechsel zwischen zwei verschiedenen Stromstärken moduliert wird, um ein dauerhaftes Blockieren der Räder zu verhindern. Diese rudimentäre ABS-Regelung wird als Fahrstabilitätsfunktion in elektrischen Nachlaufbremskraftverstärkern [25] für den Fall eines Ausfalls der ESC-Einheit eingeführt, ist jedoch aufgrund des Fehlens einer EBD-Funktion auf eine Verzögerung von 5,8 m/s² begrenzt.

Beim Mehrkanal-ABS-Betrieb werden die Raddrehzahlsensoren ausgelesen und die Magnetventile aktiv geöffnet oder geschlossen. Im IBS wurde eine Prioritätssteuerung – das sogenannte Multiplex-Verfahren (MUX-Verfahren) – mit PPC-Verfahren und zusätzlicher Magnetventilsteuerung eingeführt. Die MUX-Steuerung legt fest, ob die Druckreduzierung sequenziell [26] oder (teilweise) gleichzeitig [27] an einer oder mehreren Radbremsen erfolgt. In der ersten Generation der MUX-Steuerung (MUX 1.0) erfolgt die Druckreduzierung ausschließlich über Schaltventile (SV); in der zweiten Generation erfolgt sie sowohl über Schaltventile SV als auch, in Grenzfällen, über Auslassventile mit Öffnung des Bremskreises in den Vorratsbehälter. Das Mischkonzept mit Druckreduzierung über Kolben und Auslassventile wurde als MUX 2.0-Verfahren bezeichnet [28]. Abb. 9 zeigt einen Vergleich der verschiedenen Druckmodulationsprinzipien mit Pumpen/Druckflüssigkeitsspeicher und Kolben-Druckversorgungseinheit.

Vor- und Nachteile des ABS-/ESC-Systems + Vakuumbremskraftverstärker: Die Kombination bietet den großen Vorteil eines geschlossenen Hydrauliksystems, das sich seit mehr als 40 Jahren als zuverlässiges System bewährt hat. Der Hauptnachteil ist eine komplexe Anwendung, da die Druckmodulation den Druck in den Radbremsen de facto nur anhand von Volumenstrom-Schätzmodellen bestimmt. Zudem lässt sich die Druckreduzierung durch Zeitsteuerung nicht so präzise einstellen wie bei der Druckreduzierung mittels PPC-Verfahren.

Vor- und Nachteile der Modulation mit PPC/MUX: Die Druckmodulation mittels des PPC-Verfahrens hat den Vorteil, dass der Vordruck beim Druckaufbau sehr präzise eingestellt und zudem je nach Reibungskoeffizient der Fahrbahn variiert werden kann. Ein Nachteil besteht darin, dass das Hydrauliksystem aufgrund von Volumenverlusten beim Druckabbau und beim Nachfüllen geöffnet wird und Schmutzpartikel während des Regelbetriebs über die Druckzufuhr in die Ventile gelangen können [29]. Das MUX-2.0-Verfahren reduzierte die dynamischen Anforderungen der Druckmodulation an den EC-Motor erheblich und öffnete den Bremskreis nur in besonderen Fällen für kurze Zeit, wodurch es de facto die Sicherheitsvorteile eines geschlossenen Bremssystems bot.

Der geringe Drosseleffekt der Schaltventile im IBS ermöglicht einen großen Druckabfallgradienten beim Bremsen bei niedrigem Reibungskoeffizienten und niedrigen Temperaturen. Ein Vergleich zeigt den Druckabfall, der für das Bremsen bei Geradeausfahrt auf Eis repräsentativ ist (Abb. 10a). Dabei wird die Druckabfallzeit mit IBS von 10 bar auf 5 bar bei 20 °C durch den Einsatz eines Rückführungssystems um den Faktor 4 gegenüber den heutigen 60 ms verkürzt. Zudem war IBS im Regelbetrieb deutlich leiser als herkömmliche ESC-Systeme.

Abb. 10b zeigt ein Beispiel für die IBS-Regelung an einem Vorderrad mit rein sequenzieller Steuerung des Multiplex-Prozesses bei einer schnellen Bremsung auf gerader Strecke auf Eis mit einem durchschnittlichen Blockierdruck von ca. 6 bar. Bei IBS Premium führen die höheren Druckabfallgradienten zunächst zu einer Differenzgeschwindigkeit zwischen Rad und Fahrzeug Δv von nur 3 km/h. Die folgende Sequenz zeigt noch geringere Regelabweichungen Δv von nur 1,3 km/h, was kleinen Druckänderungen von 3 bar entspricht. Im Vergleich zu herkömmlichem ABS wurden auf Schnee, Eis und gerittenen Straßen Bremswegverkürzungen von bis zu 20 % bei zusätzlich verbesserter Fahrstabilität gemessen. Geräuschentwicklung und Pedalreaktion sind kaum wahrnehmbar. Bessere Ergebnisse sind weder vom EMB noch von der Keilbremse bekannt, die ohne Bremsflüssigkeit auskommen und daher keine Viskositätsprobleme bei niedrigen Temperaturen aufweisen.

Abb. 10c zeigt die Belastung des Bordnetzes, die unabhängig von der Pedalkraft ist. Im Vergleich dazu zieht das herkömmliche ABS mit zunehmender Pedalkraft immer höhere Ströme, bis hin zum Fünffachen.

Vakuumbremskraftverstärker eignen sich aufgrund der mangelnden Variabilität der Bremskraftunterstützung nur sehr bedingt für das regenerative Bremsen und erfordern zusätzliche Komponenten (Trennzylinder), um die Gegenkraftsimulation abzubilden [30]. Beim regenerativen Bremsen wird der sogenannte Blending-Prozess durchgeführt, d. h. das hydraulische Bremsmoment wird um das Generatorbremsmoment reduziert, sodass sich die durch das hydraulische Bremssystem verursachte Verzögerung und die durch den Generator oder den generatorangetriebenen Elektromotor eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs verursachte Verzögerung zu der vom Fahrer gewünschten Verzögerung addieren.

Beim Nachlauf-Bremskraftverstärkerprinzip mit differenzierter Hubsteuerung (IBS Basic) wurde eine multifunktionale Flüssigkeitsdruckspeicherkammer mit Kolben und Rückstellfeder, die über ein Schaltventil zuschaltbar ist, in die BL-Verbindungsleitung zwischen Hauptbremszylinder und Radzylinder Rz oder an den Radbremsen eingebaut. Die Flüssigkeitsdruckspeicherkammer wird über ein Magnetventil befüllt und über ein Magnetventil oder ein passives Element (Drossel + Rückschlagventil) entleert und kann auch zur Bremsbelagabstandsregelung genutzt werden. Wenn nur ein Generatorbremsmoment aufgebracht wird, wird die Speicherkammer bei Betätigung des Pedals befüllt und bei Loslassen des Pedals wieder entleert (Abb. 11) [32]. Der hydraulische Volumenstrom ist in Abbildung 11 als Beispiel für den Druckaufbau farblich gekennzeichnet.

Ähnliche Mischlösungen finden sich in den heutigen 2-Box-Bremssystemen, die aus einem elektrischen Nachbremskraftverstärker und einer ESC-Einheit bestehen, wobei für die 2-Box-Lösung eine Kommunikationsschnittstelle zwischen den beiden physisch getrennten Einheiten eingeführt werden musste [33]. Die Anwendung ist komplex, da während des Mischvorgangs Magnetventile, die mit der Akkumulatorkammer und dem elektrischen Bremskraftverstärker in zwei getrennten Einheiten verbunden sind, gleichzeitig angesteuert werden müssen, um zu verhindern, dass der Fahrer den Eingriff der regenerativen Bremsung in Form einer Veränderung des Pedalgefühls wahrnimmt. Um ein akzeptables Pedalgefühl zu gewährleisten, sind ein hochdynamischer EC-Motor und eine hochpräzise Druckregelung mittels der PPC-Methode erforderlich.

Beim IBS Premium, dessen Hydraulikschaltbild in Abb. 12 dargestellt ist, wirkt das Bremspedal auf einen Hilfskolben HK, der wiederum über ein Umschaltventil WA mit einem mechanisch-hydraulischen Pedalgefühlsimulator (PFS) mit Kolben, Feder und Gummielement in Wirkverbindung steht. Der hydraulische Volumenstrom ist in Abbildung 12 als Beispiel für den Druckaufbau farblich gekennzeichnet. Im Normalbetrieb sind Druckversorgung und Aktuator entkoppelt, und je nach Fahrerwunsch wird das hydraulische Bremsmoment um das wirksame Generatorbremsmoment reduziert. Das Blending lässt sich daher mit dem PPC-Regelverfahren sehr einfach umsetzen.

Die IBS-Technologie ermöglichte zudem Pionierarbeit bei der Entwicklung der automatischen Notbremse mit sehr schnellem Bremsdruckaufbau durch die Einführung eines hochdynamischen EC-Motors, der im Juni 2006 der Continental AG erstmals vorgestellt wurde. Wie Abb. 13 zeigt, ermöglichten die IBS-Technologie und das PPC-Verfahren dem Motor, innerhalb von 30 ms eine Drehzahl von über 5000 U/min zu erreichen, und der Druckaufbau begann aufgrund der geringen Drosselverluste der Ventile bereits nach 10 ms und erreichte 100 bar in 134 ms (TTL=134 ms).

Dies stellte einen Quantensprung in der Dynamik im Vergleich zu herkömmlichen ESC-Systemen dar, bei denen der Druckaufbau von 1 bar auf 100 bar nach eigenen Messungen des Unternehmens nur in ca. 300 ms (ESC Premium) bis ca. 500 ms (ESC Standard) erreicht werden konnte. Auf einer Intelligent Brake 2011-Konferenz präsentierte Continental Simulationsergebnisse des ersten integrierten 1-Box-Bremssystems MK C1 [34], in denen der enorme Einfluss eines schnellen Druckaufbaus mit einem hochdynamischen EC-Motor auf den Bremsweg demonstriert wurde. Selbst bei einer niedrigen Geschwindigkeit von nur 65 km/h zu Beginn der Notbremsung wurde eine Verkürzung des Bremswegs um 5 Meter erreicht.

Es ist bekannt, dass sich die Bremsbeläge im Normalfall, z. B. ohne forcierte Kurvenfahrt, nicht vollständig von der Bremsscheibe lösen und ein nicht zu vernachlässigendes Restreibungsmoment erzeugen, was zu einem höheren CO₂-Wert führt. Mit dem IBS lässt sich durch eine geeignete Kolben- und Ventilsteuerung ein kleiner Spalt (BLS: Bremsbelagspalt) erzeugen, wodurch das Restmoment deutlich reduziert wird. Ein vergrößerter Spalt kann auch durch die Konstruktion der Bremsbacken mit verstärktem Rollback im Radzylinder erzeugt werden. Der Nachteil ist der vergrößerte Pedalweg in der Rückfallebene, der beim IBS Premium nicht auftritt.

Als zweite wesentliche Funktion wurden im Rahmen der IBS-Technologie Anstrengungen unternommen, die Verlustleistung der Reibungsbremse deutlich zu reduzieren, die bei Messungen im Jahr 2007 noch bei etwa 300 Watt lag. Zwei Varianten [29,35] wurden als BLS-Verfahren definiert und sind in Abb. 14 dargestellt: (1) Aktives Zurückziehen der Bremsbeläge mittels Vakuum mit PPC-Regelverfahren; (2) Aktive Belagabstandseinstellung mit PPC-Regelverfahren und Einsatz von Bremssätteln mit starken Rollback-Dichtungen.

Die Vakuumsteuerung erwies sich als sehr wirksam, war jedoch sowohl hinsichtlich der Vakuumstärke (ca. 0,5 bar) als auch der Dauer des Vakuumbetriebs begrenzt, da Kavitationserscheinungen auftreten konnten. Da der Fahrer bei einem elektrischen Nachlauf-Bremskraftverstärker beim Betätigen des Pedals den Spielraum spürt, bietet ein Bremssystem mit Pedalgefühlsimulator die Möglichkeit, die Restreibung der Bremse effektiv und einfach zu reduzieren. Daher wird in einem Bremssystem mit Pedalgefühlsimulator das Verfahren (2) bevorzugt, bei dem die Bremsbeläge rechtzeitig vor Beginn eines Bremsvorgangs aufgelegt werden, sodass keine Verzögerung der Bremswirkung feststellbar ist.

Bei der Konzeption des IBS stand die Ausfallsicherheit im Vordergrund. Bei allen bisher bekannten Bremssystemen erfolgt die Druckmodulation zur Druckreduzierung durch Öffnen des Bremskreises mit einer Verbindung zur Akkumulatorkammer (im Falle des bereits erwähnten Rücklaufprinzips von ABS und ESC) oder – was fehlerkritisch ist – zum Ausgleichsbehälter (offenes Bremssystem). Beim IBS erfolgt die Druckmodulation über die MC-Kolben in einem geschlossenen Bremssystem. Das bedeutet, dass auch die Erkennung eines Bremskreisausfalls direkt ausgewertet werden kann. Zu diesem Zweck wird der Kolbenhub anhand des Drucktransmittersignals mit der Druck-Volumen-Kennlinie des Bremssystems korreliert. Gleiches gilt für die Erkennung eines Radbremsausfalls. Da der Radbremsdruck gemessen wird (wie oben erläutert, auch für ABS), kann der Kolbenhub auch hier mit der Druck-Volumen-Kennlinie jeder einzelnen Radbremse korreliert werden.

Im Falle einer Störung aufgrund einer Leckage außerhalb der Hydrauliksteuereinheit (HCU) kann bei der IBS-Technologie das Umschaltventil zum betroffenen Radzylinder geschlossen werden, sodass das Bremsen mit drei statt vier Radzylindern fortgesetzt werden kann. Dies stellt einen erheblichen Sicherheitsgewinn dar, da mit drei verbleibenden Radbremsen ein kürzerer Bremsweg erzielt werden kann als mit zwei Radbremsen und zudem die Gierratensteuerung – wenn auch in begrenztem Umfang – weiterhin möglich ist.

Durch die Nutzung der vorhandenen Sensortechnik (Drucksensor, Motorstrom, Kolbenposition) sowie der Strom-Druck-Korrelation ist eine lückenlose Überwachung aller Komponenten auch bei Ausfall einzelner Sensoren möglich. Bei einem Ausfall des Fahrsimulators schaltet das System auf einen elektrischen Bremskraftverstärker um. Selbst bei einem Motorausfall ist im Fallback-Modus mit einer Bauweise, die einen Hauptbremszylinderdurchmesser von 19,05 mm vorsieht, noch eine hohe Fahrzeugverzögerung möglich.

Ein offenes Bremssystem weist viele kritische Fehlerquellen auf und muss in vielen Fällen auf die Fallback-Ebene zurückgreifen. Die auf dem Markt erhältlichen 1-Box-Bremssysteme profitieren davon, dass mit dem TMC mit kleinem Durchmesser eine sehr gute Fallback-Ebene geschaffen wurde; aufgrund der Fehlerproblematik sind sie jedoch auf eine kontinuierliche Fehlerdiagnose angewiesen und daher nach wie vor auf das SAE-Level 2 des automatisierten Fahrens beschränkt. Die Fehlerquellen wurden 2017 auf einer VDI-Veranstaltung thematisiert, und es wurden neue intelligente Diagnoseansätze vorgeschlagen, z. B. verschiedene Tests während der Fahrt: Park-Stopp-Tests (PST), Bremsdiagnose (BED), Park-Stopp-Diagnose (PSD) und Fahrzeug-Stopp-Diagnose (CSD) [29,30].

Im Jahr 2010, nach etwa fünfjähriger Entwicklungszeit, wurden die IBS-Technologie sowie das dazugehörige Bremsmanagement erstmals auf einer Konferenz der Öffentlichkeit vorgestellt (Abb. 15) [3,36]. Zusätzlich zum Standardfunktionsumfang von ESC-Systemen wurden drei neue Hauptfunktionen integriert: (1) Pre-Crash: hochdynamische automatische Notbremsung (AEB); (2) Bremskraftüberlagerung mit leistungsstarken Generatoren oder E-Antrieben eines Fahrzeugs; (3) Verfahren zur Realisierung einer reibungsarmen oder reibungsfreien Bremse.

Die 2010 definierten neuen Funktionen gelten mittlerweile als Standard, da die Marktdurchdringung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen sowie das teilautomatisierte Fahren gemäß SAE-Level 2 sowohl alle Kernfunktionen als auch neue Hauptfunktionen erfordert.

IBS Basic (elektromotorischer Nachlaufbremskraftverstärker mit Differenzhubregelung): Gewohnt gutes Pedalgefühl bei der Bremskraftverstärkung. Regeneratives Bremsen ist bis zu einer bestimmten Verzögerung möglich, ohne das Pedalgefühl zu beeinträchtigen (abhängig von der Auslegung der Akkumulatorkammer). Der Fahrer erkennt den Zustand der Bremse (z. B. Fading) anhand des Verhältnisses von Pedalweg/Pedalkraft zur Fahrzeugverzögerung. Sehr schneller Bremsdruckaufbau für ADAS-Funktionen, insbesondere für sehr leistungsstarke automatische Notbremssysteme.

IBS Premium (elektromotorischer Bremskraftverstärker mit Pedalgefühlsimulator): Kürzerer Pedalweg, deutlich schnellerer Bremsdruckaufbau für ADAS-Funktionen, insbesondere für sehr leistungsstarke automatische Notbremssysteme. Variabler, adaptiver Drucksprung zu Beginn des Bremsvorgangs (Optimierung für die jeweilige Baureihe). Bessere Ausweichleistung bei Ausfall der Bremskraftverstärkung (nahezu gewohntes Pedalgefühl und höhere Drücke bei gleicher Pedalkraft). Unveränderte Pedalcharakteristik mit Fading-Kompensation durch Druckerhöhung. Regeneratives Bremsen in Hybrid- und Elektrofahrzeugen theoretisch nicht durch das Bremssystem begrenzt. Kein Pedalausfall bei Ausfall des Bremskreises. Automatische Diagnose des Entlüftungszustands. Keine Irritation des Fahrers durch Pedalvibrationen während der Druckmodulation (ABS, ADAS). Geringere Geräuschentwicklung im Druckmodulationsmodus, insbesondere bei geringem Außengeräusch (ABS-Bremsen auf Schnee und Eis).

In den Jahren 2017 und 2019 wurden die Herausforderungen für zukünftige Bremssysteme, die sich im Zusammenhang mit den Anforderungen an die Ausfallsicherheit im automatisierten Fahren ergeben, in der Fachwelt erstmals eingehend behandelt [29,37]. Als erstes Mitglied einer zukünftigen 2-Box-Bremssystemfamilie für SAE-Level 3–5 wird die X-Boost Technology© entwickelt, die im Februar 2022 als Pilotanwendung in einem technisch hochanspruchsvollen Hypercar mit ca. 2000 PS elektrischer Antriebsleistung, dem RIMAC Nevera, homologiert wurde.

Im Zusammenhang mit weiteren Veränderungen in der Automobilindustrie (Elektrofahrzeuge, automatisiertes Fahren der SAE-Stufen 3–5, Fahrzeugbewegungssteuerung) werden sich die Systemarchitektur von Fahrzeugen und die Anforderungen an Bremssysteme weiterhin dynamisch wandeln. Aufgrund des nach wie vor großen, teilweise ungenutzten Innovationspotenzials und der erheblichen Kostenvorteile elektrohydraulischer Bremssysteme gegenüber EMB werden Bremsen noch lange Zeit überwiegend hydraulisch oder teilhydraulisch bleiben. Dennoch besteht weiterhin Handlungsbedarf bei der Verbesserung der Ausfallsicherheit, damit elektromotorische Bremssysteme die sehr hohe Zuverlässigkeit herkömmlicher serienmäßiger Vakuumbremskraftverstärker und ESC-Einheiten erreichen können.

[1] Leiber, H.: ABS – Vergleich zwischen separaten und integrierten Systemen. VDI-ATG-Tagung, Wolfsburg, Dez. 1984

[2] van Zanten, A., Erhardt, R., Pfaff, G.: FDR – Das Fahrzeugdynamik-Regelsystem von Bosch. ATZ (1994) 11, S. 674–689

[3] Leiber, T., Köglsperger, C., Unterfrauner, V.: Modulares Bremssystem mit integrierten Funktionen. ATZ 2011-06, S. 466–472

[4] Leiber, H., Leiber, T.: „Permanenterregte Drehfeldmaschine“, Patentanmeldung E81 der Firma IPGATE AG, Patentanmeldung DE102004030063A1, Anmeldetag: 23.06.2004

[5] Leiber, H., Leiber, T.: „Bremssystem mit elektromotorisch angetriebenem Kolben-Zylinder-System“, erteiltes Patent E87DE-SA der IPGATE AG: DE102005018649B4, Anmeldetag: 21.04.2005

[6] Leiber, H., Leiber, T.: Erteiltes Patent E87DE-TA1 der IPGATE AG: DE102005063659B3, Anmeldetag: 21.04.2005

[7] Leiber, H., Leiber, T.: Erteiltes Patent E87DE-TA4 der IPGATE AG: DE102006063691B3, Anmeldetag: 21.04.2005

[8] Leiber, H., Leiber, T.: Erteiltes Patent E87DE-TA5 der IPGATE AG: DE102005063697B4, Anmeldetag: 21.04.2005

[9] Leiber, H., Leiber, T.: Erteiltes Patent E87DE-TA6 der IPGATE AG: DE102005063699B4, Anmeldetag: 21.04.2005

[10] Wikipedia-Autoren. (o. J.). Bremskraftverstärker. Wikipedia. Abgerufen am 21. März 2025: https://de.wikipedia.org/wiki/Bremskraftverstärker

[11] Kobayashi, K., Inoue, H.: „Elektrisch betätigter Bremskraftverstärker“. Erteiltes Patent der Robert Bosch GmbH: US6634724B2, Anmeldetag der japanischen Prioritätsanmeldung: 26.04.2001

[12] Witte, B., Barthenheimer, T. et al.: Deutsche Patentanmeldung der Volkswagen AG: DE102005025577A1, Anmeldetag: 25.05.2005

[13] Yamaguchi, T., Obata, T., Oikawa, H.: „Bremsvorrichtung“, Europäische Patentanmeldung EP1964739A2 von Hitachi Automotive Systems, Anmeldetag der japanischen Prioritätsanmeldung: 27.02.2008

[14] Leiber, H., Leiber, T., Unterfrauner, V.: „Bremssystem ohne Wegsimulator“ – erteilte Patente der Patentfamilie E112 der IPGATE AG: DE102009004636B4, DE112009005536B3, DE112009005541B3, Anmeldetag: 03.02.2009

[15] Weiberle, R., Jahnz, T., Meyer, J.: „Bremskraftverstärker sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Betrieb“, erteiltes Patent der Robert Bosch GmbH: DE102010001939B4, Anmeldetag 15.02.2010

[16] Toyota, J., Toyota, A.: „Bremssystem zur Minimierung des Hochlastbetriebs einer Pumpvorrichtung zum Betätigen von Bremszylindern“, Deutsche Patentanmeldung der Toyota AG: DE10015810A1, Anmeldetag der japanischen Prioritätsanmeldung: 01.04.1999

[17] Leiber, H., Unterfrauner, V.: „Betätigungseinrichtung für eine Kraftfahrzeugbremsanlage“, erteilte Patente der Patentfamilie E122 der IPGATE AG: DE112011102270B4, US9878697B2, CN103108785B, DE112011106127B3, US10493967B2, Anmeldetag: 17.09.2010

[18] Leiber, T., Leiber, H., van Zanten, A.: „Elektromechanischer Bremskraftverstärker für das automatisierte Fahren“. ATZ 03/2019, S. 50–54, Abb. 1

[19] Leiber, H.: „Stellvorrichtung mit Wegsimulator“ – erteilte Patente der Patentfamilie E123 der IPGATE AG: US9541102B2, CN103282251B, KR101804337B1, Anmeldetag der deutschen Prioritätsanmeldung: 03.11.2010

[20] Leiber, H., Leiber, T. et al.: „Druckmodulatorsteuerung“, erteiltes Patent E90DE-TA1 der IPGATE AG: DE102005063658B3, Anmeldetag: 21.11.2005

[21] Schmidt, G., Binder, J., Winner, H., Gottwick, U.: Erteiltes Patent der Robert Bosch GmbH: DE198073678, Anmeldetag: 21.02.1998

[22] Roll, G., Böhm, J., Jäger, J.: „Verfahren zur Steuerung eines elektrohydraulischen Bremssystems und elektrohydraulisches Bremssystem“, Europäische Patentschrift der Continental AG: EP2595847B1, Anmeldetag: 13.07.2011

[23] Roll, G., Böhm, J.: „Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines elektrohydraulischen Bremssystems für Kraftfahrzeuge“, erteiltes Patent der Continental AG: EP25800951, Anmeldetag: 30.06.2010

[24] Stringer, S., Spöri, T., Lu, W., Schwab, M., Hägerle, N.: „Neue Produkte für Bremssysteme – mit VDA-Schnittstelle fit für die Zukunft“, S. 803, Funktion PRL (Pressure Reduction Logic).

[25] Bosch Mobility Solutions. iBooster: Elektromechanische Bremssysteme für Fahrzeuge. https://www.bosch-mobility-solutions.com/de/loesungen/fahrsicherheit/ibooster/

[26] Leiber, H., Leiber, T.: „Druckmodulatorsteuerung“ – erteilte Patente der IPGATE AG: E87WOEP – EP1907253B1 und E87WOUS – US8,371,661B2; E90WOEP – EP 1874602 und E90WOUS – US8,540,324B2, Anmeldetag der Prioritätsanmeldung: 21.04.2005

[27] Leiber, H., Leiber, T.: „Bremssystem mit gleichzeitiger oder teilweise gleichzeitiger Erhöhung oder Verringerung des Bremszylinderdrucks ausgehend von unterschiedlichen Bremszylinderdruckniveaus“, erteilte Patente der Patentfamilie E102 der IPGATE AG: DE102009008944B4, EP2396202B1, US9211874B2, CN102325676B, IN340432B; Anmeldetag: 13.02.2009

[28] Knechtges, C., Knechtges, J., Passmann, A.: „Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage mit elektromechanischem Aktuator und Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage“, Deutsche Patentanmeldung der ZF Active Safety GmbH: DE 102013014188A1, Anmeldetag: 28.08.2013

[29] Leiber, T., Köglsperger, C., Hecker, C.: „Herausforderungen und Lösungsansätze für zukünftige Bremssysteme“, Vortragsskript VDI Wissensforum, 25. Oktober 2017.

[30] Leiber, H., van Zanten, A.: „Diagnoseverfahren für ein Bremssystem“, erteilte Patente der Patentfamilie E142 der IPGATE AG: US10059321B2, CN107472232B, Anmeldetag: 21.04.2015.

[31] Plewnia, H.: „Bremsaggregat für ein Landfahrzeug“, Patentschrift der Lucas Automotive GmbH: DE102006033890B4, Anmeldetag: 21.07.2006

[32] Leiber, H., Leiber, T., Köglsperger, C., Unterfrauner, V.: „Bremssystem mit Speichereinrichtung und Mehrfachfunktion“, erteiltes Patent E117DE-TA1 der IPGATE AG: DE102009061809B3, Anmeldetag: 30.09.2009

[33] Vollert, H., Strengert, S., Kunz, M., Kolarsky, J.: Erteiltes Patent DE102012211278A1 der Robert Bosch GmbH, Anmeldetag: 29.06.2012

[34] Feigel, H.-J., Ross, S., Linkenbach, S.: „Bremssystemkonzepte für Hybridfahrzeuge“, Vortrag auf der Intelligent Braking 2011, IQPC Köln, gehalten am 28.09.2011

[35] Leiber, H., Unterfrauner, V.: „Bremssystem mit adaptiv regelbarem Belagabstand“ – erteilte Patente der Patentfamilie E114 der IPGATE AG: EP2225133B1, US8864244B2, CN101945787B, Anmeldetag der deutschen Prioritätsanmeldung: 21.12.2007.

[36] Leiber, T., Köglsperger, C., Unterfrauner, V.: „IBS – Integriertes Bremssystem“, Automobilelektronik-Kongress Ludwigsburg, Vortragsskript, 10. Juni 2010

[37] Leiber, T., Leiber, H., van Zanten, A.: „Auswirkungen des autonomen Fahrens auf zukünftige Bremssysteme“, ATZ-Sonderausgabe März 2019.