Dynamischer und effizienter bremsen durch Integration

Weniger ist mehr — nach diesem Mot­to ver­ringert die inno­v­a­tive MK C1-Bremse des inter­na­tionalen Auto­mo­bilzulief­er­ers Con­ti­nen­tal die Zahl der Einzelkom­po­nen­ten eines Bremssys­tems und steigert gle­ichzeit­ig dessen Leis­tung. Bei der neuen MK C1 sind die Funk­tion der Brems­betä­ti­gung, des Brem­skraftver­stärk­ers sowie des Regel­sys­tems (ABS, ESC) in einem kom­pak­ten und gewichteins­paren­den Bremsmod­ul zusam­menge­fasst.

Die elek­tro-hydraulis­che MK C1 kann deut­lich schneller als herkömm­liche hydraulis­che Sys­teme Brems­druck auf­bauen und erfüllt damit die gestiege­nen Druck­dy­namikan­forderun­gen von neuen Fahreras­sis­ten­zsys­te­men zur Unfal­lver­mei­dung und beim Fußgänger­schutz. Desweit­eren kann das Sys­tem ohne zusät­zliche Maß­nah­men die Anforderun­gen, die an ein regen­er­a­tives Bremssys­tem gestellt wer­den, auf hohem Kom­fort­niveau erfüllen.

“Auf­grund der gestiege­nen Leis­tung, der Reku­per­a­tions­fähigkeit, des erhöht­en Kom­forts und ein­er kom­pak­ten Bau­form, kann unsere MK C1 ohne Änderun­gen auch in Hybrid- oder Elek­tro-Fahrzeu­gen einge­set­zt wer­den und bietet damit eine opti­male Basis für Fahrzeug­plat­tfor­men, die diese unter­schiedlichen Antrieb­skonzepte bein­hal­ten. Gle­ichzeit­ig führt das auf­grund der Inte­gra­tion reduzierte Gewicht sowie der bedarf­s­ges­teuerte Energie­ver­brauch zu ein­er Verbesserung der CO2-Bilanz”, fasste Frank Jour­dan, Geschäfts­bere­ich­sleit­er Elek­tro­n­is­che Bremssys­teme in der Con­ti­nen­tal-Divi­sion Chas­sis & Safe­ty zusam­men. Das neue Bremssys­tem befind­et sich bere­its in der Phase der Entwick­lung für die Serie. Der erste Pro­duk­tion­sstart (SOP) ist für 2015 geplant.

Schnelle Betä­ti­gung ohne Druck­spe­ich­er

Anstelle eines heute üblichen Unter­druck­brem­skraftver­stärk­ers arbeit­et in der MK C1 ein hoch­dy­namis­ch­er Elek­tro­mo­tor, der lin­ear einen Zylin­derkol­ben antreibt und damit die Funk­tion des Brem­skraftver­stärk­ers bei Fahrerbrem­sung sowie der aktiv­en Druck­mod­u­la­tion eines Schlupfregel­sys­tems verbindet. Auch bei einem aktiv­en Druck­auf­bau muss hier wie bei ein­er Nor­mal­brem­sung nur die bere­its im Zylin­der befind­liche Brems­flüs­sigkeit unter Druck geset­zt wer­den. Hier­bei wird der Brems­druck deut­lich schneller aufge­baut. Ein entschei­den­der Vorteil, der sich auch bei Ver­suchen auf dem Con­ti­nen­tal Test­gelände in Frank­furt zeigte. Dort wurde während der zwei­jähri­gen Voren­twick­lung unter anderem ein Fahrzeug­typ ein­mal mit MK C1 und ein­mal mit einem kon­ven­tionellen Bremssys­tem aus­gerüstet und getestet. Im Ver­gle­ich zu dem kon­ven­tionell aus­gerüsteten Fahrzeug war bei dem umgerüsteten Test­wa­gen mit der neuen MK C1 bei ein­er elek­tro­n­isch ein­geleit­eten Not­brem­sung eine deut­liche Verkürzung des Anhal­teweges möglich.

Kein Unter­druck erforder­lich

Neben der Betä­ti­gung enthält das kom­pak­te Sys­tem auch das elek­tro­n­is­che Steuerg­erät (ECU) und den Brems­druck-Mod­u­la­tor, welche son­st Bestandteil eines sep­a­rat­en Schlupfregel­sys­tems sind. Da die MK C1 keinen Unter­druck­brem­skraftver­stärk­er benötigt, kann die heute in vie­len Fahrzeu­gen benötigte Vaku­umpumpe als Kom­po­nente des Bremssys­tems ent­fall­en.

Neben Fahrzeu­gen mit Diesel und Elek­tro­mo­tor wer­den Vaku­umpumpen heute auch für mod­erne Ben­z­in­mo­toren benötigt, bei denen auf­grund der min­imierten Drosselung im Ansaug­trakt kein aus­re­ichen­der Unter­druck zur Ver­fü­gung ste­ht. Wenn der Fahrer auf das Brem­spedal tritt, erfasst das MK C1 Sys­tem über eine Druck‑, Weg- und Geschwindigkeitsmes­sung den vom Fahrer ange­forderten Brems­druck. Diese Verzögerungsan­forderung wird dann ohne Rück­wirkung auf das Brem­spedal durch den Elek­tro­mo­tor aufge­baut. Das Ped­al­ge­fühl wird durch eine eben­falls in das Betä­ti­gungsmod­ul inte­gri­erte Fed­er/Dämpfer-Ein­heit erzeugt. Zusät­zlich lässt sich auch die Charak­ter­is­tik des Brem­spedals hin­sichtlich der Verzögerungszuord­nung indi­vidu­ell in einem Fahrzeug anpassen.

Weit­er­hin kann auch während des Betriebs in Abhängigkeit von der Fahrsi­t­u­a­tion (z.B. Not­brem­sung) oder des Betrieb­smodus (z.B. Sport) diese Zuord­nung mod­i­fiziert wer­den.

Im Unter­schied zu einem rein elek­tro-mech­a­nis­chen Bremssys­tem ver­fügt das Sys­tem über eine hydraulis­che Rück­fall­ebene, die dem Fahrer auch bei einem kom­plet­ten Sys­temaus­fall eine Abbrem­sung des Fahrzeugs bis zum Still­stand mit mod­er­at­en Ped­alkräften ermöglicht.

Beson­ders effizien­ter Ein­satz von Energie

Da die Mod­u­la­tion in das Sys­tem inte­gri­ert ist, wird jew­eils nur der an den Rädern benötigte Druck aufge­baut. Gegenüber Sys­te­men mit Druck­spe­ich­er spart das Energie: Ent­nimmt man aus einem Hydraulik­spe­ich­er 5 Prozent Druck, so muss die Pumpe zunächst die 95 Prozent Füll­druck im Spe­ich­er auf­bauen, bevor sie diesen auf­füllen kann. Bei der elek­tro-hydraulis­chen Betä­ti­gung ist das nicht so. Wenn bei der MK C1 nur 5 Prozent des möglichen Brems­drucks benötigt wer­den, so liefert der Brem­szylin­der genau dieses Niveau und nicht mehr. Dies ist “Pow­er on Demand” nun auch für das Bremssys­tem.

Eine weit­ere Möglichkeit Energiev­er­luste zu ver­mei­den wird durch den Ein­satz des Ped­al­sim­u­la­tors unter­stützt. Soge­nan­nte Zero Drag Rad­bremssät­tel reduzieren die Ver­luste, die durch das Schleifen der Beläge an den Bremss­cheiben entste­hen, wenn die Bremse nicht betätigt wird. Die Ver­wen­dung dieser Sät­tel führt aber bei herkömm­lichen Brems­betä­ti­gun­gen zu ein­er für den Fahrer spür­baren Ver­schlechterung des Ansprechver­hal­tens und Ped­al­wegs. Bei der MK C1 spürt der Fahrer immer die gle­iche Kraft-Weg-Charak­ter­is­tik am Ped­al, während der Brems­druck­mod­u­la­tor die ver­schiede­nen Betrieb­szustände an den Rad­brem­sen unbe­merkt aus­gle­icht.

Wirk­sam aber leise brem­sen ist beim elek­trischen Fahren gefragt

Durch den Ent­fall der Unter­druck­pumpe und der hydraulis­chen ESC-Mehrkol­ben­pumpe sind die Haupt­geräuschquellen aus dem elek­tro­n­is­chen Bremssys­tem eli­m­iniert. Somit ist eine nahezu laut­lose Brem­sung möglich. Dies stellt einen deut­lichen Kom­fort­gewinn, speziell bei Elek­tro- und elek­trisch fahren­den Hybrid­fahrzeu­gen dar.