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IPGATE AG · IP-Portfolio A · Teilportfolio A2

IP-Portfolio A2 –
IBS Premium

Fortschrittliche Brake-by-Wire-Technologien – MUX-Modulation, HDS 1.0, Pedalgefühlsimulation, 1-Box-Architektur

2005 – 20125 Patentfamilien26 Patentdokumente61 Kerninnovationen6 Rechtsordnungen

Kerninnovationen

Patentfamilien

Patentdokumente

Gerichtsbarkeiten

Übersicht

IBS Premium – MUX-Modulation, HDS 1.0, Pedal-Feeling-Simulation und 1-Box-Architektur

Das Portfolio A2 erweitert die IBS-Innovationsbasis um MUX-gesteuerte Druckregelung, hochdynamische Druckregelung der ersten Generation (HDS 1.0 / Plunger Flow Control), Pedalgefühlsimulation mit On-Board-Diagnose, Sensorintegration sowie die Brake-by-Wire-Systemarchitektur mit einem Ein-Kreis-Plunger. Zusammen mit dem Portfolio A1 (IBS Basic) bildet dieses Portfolio die vollständige IBS-Technologieplattform der IPGATE AG.

Das Portfolio umfasst 5 Patentfamilien mit 26 Patentdokumenten und 61 Kern-Erfindungen in 6 Rechtsordnungen (EP, DE, US, CN, IN, KR). Die Patentfamilie E102 – die HDS 1.0, die kaskadierte Kolben-Durchflussregelungsarchitektur, abdeckt – ist die zentrale Technologieplattform, die A1 und A2 gemeinsam nutzen, und bildet die konzeptionelle Brücke zu Portfolio B (HDS 2.0, E141).

Die letzte Produktfamilie, E132, stellt die erste vollständige „Brake-by-Wire“-Systemarchitektur mit einem Ein-Kreis-Kolben dar – eine Konstruktion, die zum Vorbild für moderne elektrohydraulische Ein-Box-Bremssysteme wurde, die heute weltweit von zahlreichen Tier-1-Zulieferern eingesetzt werden.

Technologische Entwicklung

Technologische Entwicklung: Vom MUX zum One-Box-BbW

Die Patentfamilien in Portfolio A2 dokumentieren die technologische Entwicklung der IBS-Plattform über vier Generationen hinweg.

Generation 1 · 2005

MUX-Druckregelung / PPC (E90, eingereicht 2005)

Grundlagen der MUX-ABS-Druckmodulation in einem geschlossenen Bremskreis. Kartengestützte Zustandsregelung auf Basis von Kolbenhub, Motorstrom und p-V-Kennlinie. Sequenzielle Druckregelung mit einem einzigen Stellglied. Adaptive Vordruckregelung zur NVH-Optimierung. Alle 6 Ansprüche der E90DE wurden vom Patentgericht endgültig bestätigt.

Generation 2 · 2009

HDS 1.0 / HPC 1.0 Kolben-Durchflussregelung (E102, Priorität 2009)

Einführung eines Teil- bzw. Simultanbetriebs über eine kaskadierte Regelarchitektur (innerer Regelkreis: Kolbenposition/-geschwindigkeit; äußerer Regelkreis: Solldruck über p-V-Kennlinie) und radselektive PWM-Ventilmodulation. Überwindung der zentralen MUX-Beschränkung: erstmals gleichzeitiger Druckaufbau und -abbau an mehreren Radbremsen.

Vier technologische Kanäle: Kolbenfluss (E102EP), Ventilmodulation (E102DE/DE1), Druckkurve (E102DE2) und Druckmodell (E102DE4). Anbindung an HDS 2.0 über bidirektionalen Volumenstrom (E102DE2-A35).

Systemintegration · 2010–2012

Simulator (B2), Sensortechnik, Architektur (E122 · E128 · E132)

Mit dem E122 wurde der kostengünstige Pedalgefühlsimulator (nichtlineare Rückstellfeder mit Elastomer) und dessen Integration in den geschlossenen Bremskreis etabliert – heute Standard in Ein-Box-Systemen. Der E128 bietet eine kompakte Multisensor-Integration auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit direkten Verbindungen zur Steuereinheit – unverzichtbar für „Brake-by-Wire“-Systeme, die der Norm ISO 26262 entsprechen.

E132 beschreibt die Kernarchitektur moderner Ein-Box-Systeme: einen Ein-Kreis-Kolben mit Sicherheitsventilen, einen zentralen Drucksensor, eine integrierte Ventildiagnose sowie eine multifunktionale HDS-Steuerung für ABS/ASR/ACC/AEB und Energierückgewinnung.

Ausblick · 2015

HDS 2.0 / HPC 2.0 (Patentfamilie E141, separat)

Die Patentfamilie E141 (angemeldet 2015, nicht in diesem Portfolio enthalten) erweitert die HDS 1.0-/HPC 1.0-Architektur um den Freiheitsgrad der Auslassventile. HDS 2.0/HPC 2.0 kombiniert die Volumensteuerung mit der Zeitsteuerung/PWM der Auslassventile und bildet die Brücke zur E200 Combi-Brake für das autonome Fahren.

Patentfamilien

Fünf Patentfamilien · 61 Kerninnovationen

A2 baut systematisch auf den Grundlagen von A1 auf und bietet zusätzlich Anschlagdynamik, hochdynamische Steuerung, Pedalrückmeldung sowie eine vollständige Integration in einem einzigen Gerät.

MUX-ABS

Patentfamilie E90

MUX-Druckmodulation und adaptive Vorregelsteuerung

21. November 2005

Neuartige MUX-gesteuerte Druckmodulation für das ABS in einem geschlossenen Bremskreis. Kartengestützte Zustandsregelung unter Verwendung von Kolbenhub, Motorstrom und der pV-Kennlinie der Radbremsen. Adaptive, reibungskoeffizientenabhängige Vordruckregelung zur NVH-Optimierung. 13 unabhängige Ansprüche in den Patenten EP, DE und US.

HDS 1.0

Patentfamilie E102

HDS 1.0 – Kolben-Durchflussregelung (Hybrid-Druckregelung der 1. Generation)

13. Februar 2009

Kaskadierte Regelarchitektur, die einen gleichzeitigen und teilweise gleichzeitigen Druckaufbau und -abbau ermöglicht – wodurch die sequenzielle Beschränkung des MUX überwunden wird. Der innere Regelkreis steuert die Kolbengeschwindigkeit, die den Druckgradienten direkt bestimmt; der äußere Regelkreis regelt den Solldruck über eine pV-Kurve. Radselektive PWM-Ventilmodulation. 25 Kernpatente in EP, DE, US, CN, IN, KR.

Pedalgefühl

Patentfamilie E122

Entwicklung eines Pedalgefühl-Simulators und On-Board-Diagnose

17. September 2010

Betätigungsvorrichtung für ein Brake-by-Wire-System mit Anschluss für einen Fahrsimulator über ein Absperrventil und ein an den Bremskreis angeschlossenes Zufuhrventil. Integriertes Diagnoseverfahren zur Prüfung der Dichtheit des Zufuhrventils durch gezielten Druckaufbau. 13 unabhängige Ansprüche in DE, US und CN.

Sensoren

Patentfamilie E128

Multisensormodul und Leiterplattenintegration

18. April 2011

Kompakte, modulare Integration mehrerer Sensorfunktionen – Pedalweg, Motordrehwinkel, Kolbenposition, Flüssigkeitsstand – direkt in die Bremsbetätigungseinheit auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit direkter Verbindung zur Steuereinheit. Dient der Optimierung des Einbauraums, der Kostensenkung und der funktionalen Sicherheit gemäß ISO 26262. 5 eigenständige Ansprüche in DE.

1-Box BbW

Patentfamilie E132

Architektur eines Brake-by-Wire-Systems mit Ein-Kreis-Kolben

15. Februar 2012

Vollständige 1-Box-BbW-Architektur, bei der der Hauptzylinder den Wegsimulator steuert, während der Bremsdruck durch einen elektrisch angetriebenen Kolben mit einer einzigen Arbeitskammer erzeugt wird. Diese Architektur bildete die Vorlage für moderne elektrohydraulische 1-Box-Bremssysteme. 5 eigenständige Ansprüche; Hauptanmeldung erteilt im Juli 2024, zwei Teilanmeldungen erteilt im Oktober 2025.

Auf einen Blick

Zusammenfassung der Patentfamilie

Familie	Priorität	Technologie	Ansprüche	Dokumente	Gerichtsbarkeiten
E90	21. November 2005	MUX-Druckmodulation	13	4	EP · DE · US
E102	13. Februar 2009	HDS 1.0 – Kolben-Durchflussregelung	25	10	EP · DE · US · CN · IN · KR
E122	17. September 2010	Pedalgefühl-Simulator & Diagnose	13	5	DE · US · CN
E128	18. April 2011	Sensorlösungen und Leiterplattenintegration	5	3	DE
E132	15. Februar 2012	BbW-Systemarchitektur – Kolben	5	4	DE
Insgesamt	2005–2012	—	61	26	EP · DE · US · CN · IN · KR

Glossar

Begriffsbestand

Die folgende Terminologie basiert auf den Fachpublikationen von IBS Technology (Brake Manual, 5. Auflage; IBS Technology, Leiber/van Zanten 2025) und wird in allen Dokumenten des Portfolios einheitlich verwendet.

IBS: Integriertes Bremssystem – Oberbegriff für die Plattform des integrierten Bremssystems.
IBS Basic: Elektrohydraulischer sequenzieller Bremskraftverstärker mit Differenzhubregelung (Messprinzip A2) – Gegenstand von Portfolio A1.
IBS Premium: Elektrohydraulisches Brake-by-Wire-System mit Pedalgefühlsimulator (Messprinzip B2) – Gegenstand von Portfolio A2.
PPC: Kolbendruckregelung – Kernverfahren der elektrohydraulischen Druckregelung über die Kolbenposition und den Motorstrom.
MUX: Hydraulischer Multiplexer – sequenzielle ABS-Drucksteuerung in einem geschlossenen Bremskreis.
HDS / HPC: Hochdynamische Druckregelung – kaskadierte Regelarchitektur mit Kolben-Durchflussregelung und Ventilmodulation.
F-BbW: Ausfallsicheres Brake-by-Wire-System – BbW-System mit mechanischer Ausweichlösung für den Fall eines Stromausfalls.
THZ / TMC: Tandem-Hauptbremszylinder.
TTL: Zeit bis zum Erreichen des Blockierdrucks – Zeit, bis der Blockierdruck am Rad (100 bar) erreicht ist.
AEB: Automatische Notbremsung.
NVH: Geräusche, Vibrationen und Rauheit.
DAG: Doppel-Luftspalt – Motortyp mit erhöhter Dynamik für den MUX-Betrieb.
BLS: Bremsbelagabhebung – Verfahren zur aktiven Steuerung des Bremsbelagabstands und zur Verringerung des Restreibungsmoments.

Literaturverzeichnis

Literaturhinweise & weiterführende Literatur

Die technischen Grundlagen der in diesem Portfolio dokumentierten Innovationen werden in den folgenden Publikationen näher beschrieben.

[1]Feigel, H.-J.; Zimmermann, J.; van Zanten, A.; Leiber, H.; Leiber, T.; Köglsperger, C.; Unterfrauner, V.: „Integrated Brake Systems“, Kapitel 20, in: Breuer, B.; Bill, K.H. (Hrsg.): Brake Handbook, 5. Auflage, Springer Fachmedien, 2017.Erste umfassende technische Veröffentlichung zum IBS-Systemkonzept im Standardwerk der Bremsentechnik. Beschreibt die Systemfunktion, die Druckmodulation und den modularen Aufbau des IBS.
[2]Leiber, T.; van Zanten, A.: „IBS-Technologie“, Technisches Papier der IPGATE AG, März 2025 (https://ipgate.ch/ibs-technology/).Aktueller technischer Überblick über die IBS-Plattform, einschließlich einer Beschreibung der PPC-Methode, der A1/A2/B1/B2-Messprinzipien, der MUX-Steuerung, der HDS-Druckregelung, der Mischmethode, der AEB-Funktionalität und der ausfallsicheren Architektur.
[3]Leiber, T.; Köglsperger, C.; Unterfrauner, V.: „Modulares Bremssystem mit integrierten Funktionen“, ATZ 2011-06, S. 466–472.Erstveröffentlichung des IBS-Konzepts und des Bremsmanagements.
[4]Leiber, T.; Leiber, H.; van Zanten, A.: „Elektromechanischer Bremskraftverstärker für das automatisierte Fahren“, ATZ 03/2019, S. 50–54.Beschreibung der Anforderungen an die Ausfallsicherheit für die SAE-Stufen 3–5.
[5]Leiber, T.; Köglsperger, C.; Hecker, C.: Vortrag beim VDI-Wissensforum, 25. Oktober 2017.Ausführliche Beschreibung der ausfallsicheren Architektur und der BLS-Methode zur Reduzierung des Restreibungsmoments.
[6]Feigel, H.-J.; Ross, S.; Linkenbach, S.: „Intelligent Braking 2011“, IQPC Köln, 28. September 2011.Branchenpräsentation zur Markteinführung integrierter Bremssysteme.

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