EHB-Vortrag

Brake-by-Wire trennt die mechanisch-hydraulische Verbindung zwischen Bremspedal und Radbremse. Sensoren erfassen den Bremsbefehl des Fahrers und übertragen diese Information an eine elektronische Steuereinheit. Sie erzeugt über entsprechende Stellglieder die benötigte Bremswirkung an den Rädern.

Der gegenwärtig günstigste Ansatz für Brake-by-Wire ist die elektrohydraulische Bremse SBC (Sensotronic Brake Control). Bosch entwickelte zusammen mit DaimlerChrysler die elektrohydraulische Bremse SBC.

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Legende:

1
Bremsbetätigungseinheit mit Pedalwegsensosr
6
Raddrehzahlsensoren
7
Lenkwinkelsensor
8
Gierraten- und Querbeschlleunigungssensor
9
Elektrohydraulischer Steller für EHB, ABS, ASR und ESP
10
Steuergerät Motorelektronik
11
EHB-Steuergerät

Das Zusammenwirken der Bauteile

  • Im EHB-Steuergerät (10) treffen neben den Daten über die Betätigung des Bremspedals (1) auch die Sensorsignale anderer elektronischer Assistenz-Systeme zusammen. So liefert das Antiblockier-Bremssystem ( ABS ) zum Beispiel Informationen über die Drehzahlen der Räder (6), ESP stellt die Daten seiner Lenkwinkelsensor (7), Drehraten- und Querbeschleunigungssensoren (8) zur Verfügung und die Getriebesteuerung gibt via Datenautobahn (CAN) die jeweilige Fahrstufe durch. Das Ergebnis dieser hoch komplizierten Berechnungen sind blitzschnelle Bremsbefehle, die in der jeweiligen Fahrsituation ein Höchstmaß an Verzögerung und Fahrstabilität garantieren. Der Das EHB-Steuergerät (10) berechnet die Bremskraft für jedes Rad individuell.
  • Der Hochdruckspeicher enthält die Bremsflüssigkeit, die mit einem Druck von 140 bis 160 bar in das System strömt. Das EHB-Steuergerät (10) regelt diesen Druck und steuert auch die an den Speicher angeschlossene Elektropumpe. Das garantiert deutlich kürzere Ansprechzeiten als bei herkömmlichen Bremsanlagen. Ein weiterer Vorteil: Selbst bei ausgeschaltetem Motor steht die volle Bremswirkung zur Verfügung.
  • Die Hydraulikeinheit besteht im Wesentlichen aus vier so genannten Raddruck-Modulatoren. Sie dosieren den Bremsdruck bedarfsgerecht und leiten ihn an die Bremsen weiter. So lassen sich die Vorgaben des Mikrocomputers realisieren und jedes Rad wird im Interesse der Fahrstabilität und der grösstmöglichen Verzögerung individuell abgebremst. Drucksensoren in den Raddruck-Modulatoren überwachen die Vorgänge.

Bei konventionellen Bremssystemen wird der Bremsdruck in den Rädern vom Fahrer über den Hauptbremszylinder oder bei Stabilisierungseingriffen durch eine ESP-Hydraulik erzeugt. DieKurz elektrohydraulische Bremse SBC dagegen speist die Bremsen aus einem hydraulischen Hochdruckspeicher mit einem Bremsflüssigkeitsvorrat, der für mehrere Bremsvorgänge ausreicht. Eine elektromotorisch betriebene Kolbenpumpe sorgt in dem Gasmembranspeicher für einen geregelten Bremsflüssigkeitsdruck zwischen 140 und 160 bar.

Beim Betätigen der Bremse oder bei Stabilisierungseingriffen durch das ESP errechnet das Steuergerät mittels eines Softwarealgorithmus die gewünschten Sollbremsdrücke an den einzelnen Rädern. Da es die notwendigen Bremsdrücke für jedes der vier Räder getrennt ermittelt und auch einzeln misst, kann es den Bremsdruck über die Raddruckmodulatoren an den einzelnen Rädern individuell regeln. Diese vier Druckmodulatoren bestehen jeweils aus einem Einlass- und einem Auslassventil, gesteuert über elektronische Endstufen.

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Das Bild ist animiert (es sind insgesamt 7 Bereiche aktiv).

Die Schnittstelle zum Fahrer ist die Bremsbetätigungseinheit (1). Sie misst über einen Wegsensor und einen Drucksensor am noch vorhandenen Hauptbremszylinder, wie schnell und wie kräftig die Bremse betätigt wird. Diese Informationen verarbeitet das Steuergerät und generiert daraus die Steuersignale für die Raddruckmodulatoren (p). Im Normalfall ist der Hauptbremszylinder vom Bremskreislauf abgekoppelt. Das gewohnte Pedalgefühl erzeugt ein Pedalwegsimulator (3). Bei Stabilisierungseingriffen des ESP speist der Hochdruckspeicher ohne Zutun des Fahrers den erforderlichen Bremsdruck schnell und präzise in die Radbremsen ein.

Die elektrohydraulische Bremse steigert den Bremskomfort

Das entscheidende Leistungsmerkmal der elektrohydraulischen Bremse SBC ist höherer Bremskomfort. Da die Bremsdrücke völlig variabel ohne jegliche Betätigung durch den Fahrer regelbar sind, können Fahrzeugführungsfunktionen wie Adaptive Cruise Control ACC sehr komfortabel gestaltet werden.

Durch die niedrigen Betätigungskräfte des Bremspedals kann der Fahrer mit Hilfe der elektrohydraulischen Bremse SBC mühelos die Bremskraft bis hin zur ABS-Vollbremsung steigern und dabei Fading problemlos ausgleichen.

Auch bei ESP-Eingriffen wird das Fahrzeug durch schnelles und präzises Einstellen der gewünschten Raddrücke komfortabel stabilisiert. Der Fahrzeugregler greift früher ein und stabilisiert das Fahrzeug fast unmerklich für den Autofahrer. Damit er aber das Fahren im Grenzbereich erkennt, wird ihm der ESP-Einsatz beispielweise optisch signalisiert.

Kurvenbremsen: Mehr Sicherheit durch variable Bremskraftverteilung

Quelle; Mercedes

Auch beim Bremsen in der Kurve bietet SBC mehr Sicherheit als eine herkömmliche Bremsanlage. Hier erweist sich die variable und gezielte Bremskraftverteilung als besonders vorteilhaft, um das Eigenlenkverhalten des Wagens aktiv zu beeinflussen.

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Während konventionelle Bremsanlagen den Bremsdruck an den kurveninneren und kurvenäußeren Rädern stets im gleichen Verhältnis dosieren, bietet SBC die Möglichkeit einer situationsgerechten Zuteilung der Bremskräfte. So steigert das System automatisch den Bremsdruck an den kurvenäußeren Rädern, weil sie durch die höheren Radaufstandskräfte auch mehr Bremskräfte übertragen können. Gleichzeitig werden die Bremskräfte an den kurveninneren Rädern zugunsten der für die Spurhaltung wichtigen Seitenführungskräfte reduziert. Das Ergebnis ist ein stabileres Bremsverhalten mit optimalen Verzögerungswerten.

SBC-Zusatzfunktionen: Assistenten zur Entlastung des Autofahrers

  • Die so genannte Soft-Stop-Funktion der EHC-Software sorgt für ein besonders sanftes und ruckfreies Anhalten, was besonders im Stadtverkehr - bei häufigen Ampelstopps - deutliche Komfortvorteile bringt. Die dank Mechatronik fein dosierbare Druckregelung macht es möglich.
  • Auf regennasser Fahrbahn sorgt das System durch regelmässige kurze Brems-Impulse dafür, dass der Wasserfilm auf den Bremsscheiben trocknet und EHB stets mit vollem Wirkungsgrad arbeiten kann. Diese automatische Trockenbremsfunktion wird immer dann intervallartig aktiviert, wenn der Scheibenwischer des Autos läuft. Die fein dosierten Bremsimpulse nimmt der Fahrer nicht wahr.
  • Zur Sensotronic Brake Control gehört auch ein so genannter Stau-Assistent, der im Stand mittels Tempomathebels aktiviert wird. Sein Vorteil: Bei Stop-and-go-Verkehr muss der Fahrer nur noch das Gaspedal bedienen; nimmt er den Fuss vom Gaspedal, bremst SBC den Wagen mit konstanter Verzögerung bis zum Stillstand ab. Der Stau-Assistent bleibt auf Wunsch bis Tempo 60 in Aktion, bei höherer Geschwindigkeit schaltet er sich automatisch wieder aus.
  • Am Berg oder an steilen Auffahrten verhindert der Anfahr-Assistent der Sensotronic Brake Control, dass der Wagen vor- oder zurückrollt - ein kurzer, aber fester Tritt aufs Bremspedal genügt, um die Bremse zu aktivieren. Gibt der Autofahrer Gas, löst der Anfahr-Assistent die Bremse und lässt den Wagen komfortabel anrollen.
  • ACC Stop & Go ist eine Erweiterung der ACC-Funktion für den stockenden Verkehr im Stau oder in der Stadt. Im Zusammenspiel mit zusätzlichen Sensoren bremst die elektrohydraulische Bremse SBC das Fahrzeug bis zum Stillstand ab; der Abstand zum vorausfahrenden Auto wird dabei stets berücksichtigt. Beschleunigt der Vordermann, so fährt das eigene Fahrzeug selbsttätig an und folg diesem.