E138c – Zweikreis-DAP mit aktiver Druckentlastung

Erteilte Patente

Gerichtsbarkeiten

Unabhängige Erfindungen

2014

Priorität

IBS2 / B1

Technologische Grundlagen

Erfinder	Heinz Leiber, Dr. Anton van Zanten, Dr. Thomas Leiber, Christian Köglsperger, Valentin Unterfrauner
Priorität	August 2014
Portfolio	IP-Portfolio B · B1
Innovationen	3 eigenständige Erfindungen
Gerichtsbarkeiten	USA, DE, CN – alle erteilt

Die Patentfamilie E138c beschreibt ein Betätigungssystem für Fahrzeugbremsen, bei dem ein elektrisch angetriebener doppeltwirkender Kolben (DAP) beide Bremskreise in einem Zweikreissystem versorgt – wobei jede Hubrichtung direkt einem Bremskreis zugeordnet ist – und den Druck ohne separate Auslassventile aktiv reduziert.

Die Patentfamilie E138c (E138WO-TA1) beschreibt ein Betätigungssystem, bei dem der DAP als vollständige Zweikreis-Druckquelle dient: Der Vor- und der Rückhub (Arbeitskammern 10a/10b) sind jeweils direkt einem Bremskreis zugeordnet. Ein Umschaltventil ermöglicht die Verbindung zwischen den beiden Kammern zur Flächenumschaltung und zum Druckausgleich. Darüber hinaus reduziert der DAP aktiv den Druck in den Bremskreisen – entweder nur im Vorhub oder in beiden Hüben –, wodurch separate Auslassventile entfallen und der MUX-Betrieb sowie eine hochdynamische ABS-Steuerung unterstützt werden.

Die Patentfamilie E138c umfasst drei erteilte Patente in den Rechtsordnungen der USA (US10,759,404 B2), Deutschlands (DE112015003240B4) und Chinas (CN107107890B). Zusammen mit E136, E138, E139 und E140 bildet E138c das vollständige Netz an Schutzrechten für die Technologie zur kontinuierlichen DAP-Bereitstellung im IP-Portfolio B1.

USADECN

Die Patentfamilie E138c wurde als gezielte Erweiterung des in den Patenten E136 und E138 vorgestellten Grundkonzepts des doppeltwirkenden Kolbens (DAP) entwickelt. Während E136 und E138 das Grundprinzip der bidirektionalen Druckförderung etablierten, erfüllt E138c die spezifische Anforderung einer Zweikreisversorgung aus einer einzigen DAP-Einheit – eine Voraussetzung für ausfallsichere Brake-by-Wire-Systeme auf den Autonomiestufen SAE L4/L5.

Die entscheidende Erkenntnis war, dass durch die direkte Zuordnung des Vorlaufhubs zu Bremskreis 1 (BK1) und des Rücklaufhubs zu Bremskreis 2 (BK2) eine von Natur aus redundante, ausfallsichere Druckversorgung ohne zusätzliche Zufuhrventile erreicht wird. Durch die zusätzliche Integration einer aktiven Druckminderung über das DAP selbst entfallen im ABS-Betrieb separate Auslassventile – was die Komplexität des Systems verringert und die Dynamik der Druckmodulation verbessert.

Einschränkung durch den Stand der Technik: Herkömmliche einfachwirkende Druckversorgungseinheiten erfordern separate Auslassventile für die Druckreduzierung und können nicht zwei Bremskreise unabhängig voneinander aus einer einzigen Kolbeneinheit versorgen – was die Fehlertoleranz einschränkt und die Komplexität des Systems erhöht.

E138c Lösung: Der DAP fungiert als vollständige Zweikreis-Druckquelle. Die auf der Hubrichtung basierende Kreiszuweisung ermöglicht eine ausfallsichere Zweikreisversorgung, während die aktive Druckreduzierung über den Rückhub des DAP den Einsatz spezieller Auslassventile überflüssig macht.

Jede Erfindung betrifft einen bestimmten funktionalen Aspekt der DAP-Architektur mit zwei Schaltkreisen und ist in den USA, Deutschland und China unabhängig voneinander geschützt.

Erfindung 1

Zweikreis-DAP-Druckversorgung

Betätigungssystem mit Hauptzylinder (erste Druckquelle) und DAP (zweite Druckquelle). Der DAP versorgt BK1 im Vorhub und BK2 im Rückhub. US A1 verwendet eine ODER-Logik: entweder Vor-/Rückhub ODER den Kreisen zugewiesene Arbeitskammern – eine allgemeinere Formulierung.

Erfindung 2

Aktive DAP-Druckreduzierung

Unabhängige deutsche Behauptung: Zusätzlich zur Zweikreis-Druckversorgung reduziert das DAP aktiv den Druck – entweder nur im Vorlaufhub ODER sowohl im Vorlauf- als auch im Rückhub. Macht separate Auslassventile überflüssig; unterstützt den MUX-Betrieb und eine hochdynamische ABS-Steuerung.

Erfindung 3

DAP-Druckregelung über einen schwimmenden Kolben

Vorgehensweise: Der Druck in mindestens einem Bremskreis wird über die DAP-Bewegung verändert. Druckaufbau und/oder -abbau in zwei Kreisen, die durch Schwimmkolben (SK) der ersten Druckquelle voneinander getrennt sind. Der Schwimmkolben sorgt für die hydraulische Kreistrennung – eine zentrale Voraussetzung für den ausfallsicheren Zweikreisbetrieb.

Übersicht über die Erfindung

Kategorien, Beschreibungen und Stichwörter

Erfindung	Kat.	Beschreibung	Stichwort
E138c A1CN A1 · US A1	Gerät	Betätigungssystem mit Hauptbremszylinder (erste Druckquelle) und DAP (zweite Druckquelle). Der DAP versorgt BK1 im Vorhub und BK2 im Rückhub; die Arbeitskammern 10a/10b sind jeweils einem Bremskreis zugeordnet, um eine zweikreisige Druckversorgung zu gewährleisten. US A1 ist allgemeiner mit ODER-Logik formuliert.	Zweikreis-DAP-Druckversorgung
E138c DE A1	Gerät	Angabe des deutschen Herstellers: Zusätzlich zur Zweikreisversorgung über die Zuordnung der Hubrichtung baut das DAP aktiv den Druck in den Bremskreisen ab – entweder nur im Vorhub oder in beiden Hüben. Dadurch entfallen separate Auslassventile.	Aktive DAP-Druckminderung
E138c A23/A22CN A23 · US A22 · DE A23	Verfahren	Funktionsweise: Der Druck in mindestens einem Bremskreis wird durch die Bewegung des DAP verändert. Druckaufbau und/oder Druckabbau in zwei Bremskreisen, die durch Schwimmkolben (SK) der ersten Druckquelle voneinander getrennt sind. Der Schwimmkolben sorgt für die Trennung der Hydraulikkreise.	DAP-Druckregelung über einen schwimmenden Kolben

Familienübersicht

Gerichtsbarkeit und Rechtsstellung

Aktenzeichen	Land	Status	Typ	Antragsnummer	Abgelegt	Fördernummer	Zugegeben
E138CWOUS	USA	Zugegeben	Patent	15/503.554	13. August 2015	US 10.759.404 B2	1. September 2020
E138CWODE	DE	Zugegeben	Patent	112015003240.1	13. August 2015	DE112015003240B4	9. Februar 2023
E138CWOCN	CN	Zugegeben	Patent	201580055031.X	13. August 2015	CN107107890B	8. Januar 2021

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