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  • Evolution of Brake Control to Motion System

    • Entwicklung von Bremssteuerungen zu Bewegungssystemen

    Bremssysteme werden zunehmend intelligenter, so dass sie den zukünftigen Bedürfnissen und Anforderungen des automatisierten Fahrens und der Elektrifizierung gerecht werden. Erste Implementierungen werden in Fahrzeugen der nächsten Generation mit einer modifizierten Architketur erfolgen. Diese Funktion erfordert in tiefgreifendes Verständnis für neue Fahrzeugarchitekturen, um kompromisslose Sicherheit und Nachhaltigkeit in zukünftigen Bremssystemen zu vereinen. Langfristig werden Bremssysteme so modular und verbreitet. Continental ist dabei mitten im Geschehen. Durch die hervorragende Zusammenarbeit mit vielen Automobilherstellern (OEMs) werden wir in der Lage sein, die Zukunft der Bremsen zu gestalten.  

    Fahrzeuge werden derzeit neu konzipiert. Globale Megatrends treiben diese Bemühungen voran: Durch die Elektrifizierung des Antreibsstrangs und den wachsenden Möglichkeiten des automatisierten Fahrens (AD: Automated Driving) verändert sich die Fahrzeugarchitektur. Digitalisierung und Vernetzung richten die Elektrik- und Elektronikarchitektur (E/E-Architektur) von Fahrzeugen, die zunehmend auf Software basiert, grundlegend neu aus - denn es ist die Software, die in Zukunft den Charakter des Autos und das Fahrerlebnis bestimmen wird! Bytes treten an die Stelle von Pferdestärken. Apps und Servicedienste entwickeln das Auto zu einem immersiven Erlebnis, welches immer mehr Sicherheit und Komfort bietet.  

    Die Bremssysteme der Zukunft (FBS - Future Brake System) sind hier

    Durch die Digitlaisierung und Vernetzung, elektrische Antriebe und AD-Fähigkeiten müssen Bremssysteme eine Vielzahl zusätzlicher Aufgaben erfüllen. Zu diesem Zweck entwickelt Continental, als langjähriger, weltweit bewährter Bremssystemspezialist, zukünftige Bremssystemtechnologien: Future Brake System (FBS). Nachfolgend skizzieren wir den Weg in die Zukunft der Bremsen und eine Innovation-Roadmap zu einer tiefgreifenden, schrittweisen Transformation.  
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    Brake-by-wire mit hydraulischer Rückfallsicherung

    Bremssysteme der Zukunft Level 0
    • Brake-by-wire-Erfahrung seit 20 Jahren  
    • One box-System in Serie seit 2016
    • Energierückgewinnung in Elektrofahrzeugen  
    • Hochautomatisiertes Fahren unterstützt durch "HBE" Backup-Einheit  

    Continental hat mit der MK C2 eine modularisierte und skalierbare Systemgeneration entwickelt.
    Erfahre mehr über unsere MK C2 Produkte

    Als eine Weiterentwicklung ist es noch kompakter, leichter und kostengünstiger und verfügt dank Multi-Logic über Leistungsmerkmale, die denen des MK C1 Systems überlegen sind. Mit Multi-Logic verfügt die MK C2 über zwei Leiterplatten und zwei Prozessoren, mit denen im Falle eines Ausfalls/Fehlers mehr Funktionen aufrechterhalten werden können. So kann z.B. die Feststellbremse redundant betätigt werden. Dadurch kann auf eine sehr teure mechanische Getriebesperre zur Wegfahrsperre des Fahrzeugs verzichtet werden. Aufgrund ihrer Vorteile wird die MK C2 die Basis für zukünftige Bremssysteme bilden.  

    Die wahre Brake-by-Wire Technologie

    Bremssysteme der Zukunft Level 1

    Aufbauend auf den langjährigen Erfahrungen mit der bewährten elektromechanischen Betätigung kann nun der Übergang zu einem kompletten Brake-by-Wire-System erfolgen. Dazu hat Continental mit dem MK C2D-Konzept ein modularisierte und skalierbare Systemgeneration entwickelt, die aus zwei unabhängigen Aktoren besteht.  

      

    MK C2 Brake-by-wire mit elektronischem Bremspedal

    • Tor zu zukünftigen Bremssystemen  
    • Enabler für Rolling Chassis
    • Flexibilität bei der Verpackung  
    • Unterstützt automatisiertes Fahren ab SAE-Level 3
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    Die MK C2D (D = distributed) kann wie bisher mit einem mechanischen Pedal - MK C2D mP (mP = mechanical pedal) (ein FBS 0-System mit hydraulischem Rückfallmodus durch den Fahrer und Bremspedal) verwendet werden. Aber genauso gut mit mit einem elektronischen Bremspedal - MK C2D eP (eP = electronic pedal). In diesem Fall, wie auch im hochautomatisierten Fahrmodus (HAD = highly automated driving), übernimmt im Falle einer Rückfall-Situation der zweite Aktuator anstelle des Fußes des Fahrers.  

    Die Systemgeneration MK C2D ist für AD nach SAE-Level 3 oder höher ausgelegt. Die Plattform greift auf bestehende Komponenten zurück, die sich bereits in der MK C2 bewährt haben.  

    Die vollständige Trennung von Pedal und Druckerzeugung ohne Rückfallmodus bietet einen großen Vorteil für die Integration, der für eine echte Brake-by-Wire-Systeme charakteristisch ist: Das Bremssystem muss nicht mehr direkt an einer bestimmten Stelle der Firewall vor dem Fahrer montiert werden, um einen mechanischen Rückfall zu ermöglichen. Stattdessen unterstützt ein FBS 1 mit elektronischem Pedal neue Fahrzeugkonzepte mit unterschiedlichen Fahrzeuginnenräumen und -dimensionen, wie z.B. das Skateboard-Chassis von elektrifizierten Fahrzeugen, auf dem verschiedene Karosserien montiert werden können.  
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    Die Bremsen werden "halb-trocken"

    Bremssysteme der Zukunft Level 2

    Bei heutigen Bremssystemen, wie auch bei den Lösungen FBS 0 und FBS 1, ist die Druckerzeugung noch vollständig in die Bremssystemeinheit integriert. Die Hydraulik (also der "nasse" Teil der Bremsanlage) überträgt die Kraft auf die Bremssättel der Scheibenbremsen oder der Trommelbremsen.  

      

    Vollständiges Brake-by-Wire, halbtrocken (trockene Hinterachse)

    • MK C2
    • Modularer Ansatz
    • Vereinfachte Fahrzeugmontage für die Hinterachse

    Die MK C2D (D = distributed) kann wie bisher mit einem mechanischen Pedal - MK C2D mP (mP = mechanical pedal) (ein FBS 0-System mit hydraulischem Rückfallmodus durch den Fahrer und Bremspedal) verwendet werden. Aber genauso gut mit einem elektronischen Bremspedal - MK C2D eP (eP = electronic pedal). In diesem Fall, wie auch im hochautomatisierten Fahrmodus (HAD = highly automated driving), übernimmt im Falle einer Rückfall-Situation der zweite Aktuator anstelle des Fußes des Fahrers.  

    Die Systemgeneration MK C2D ist für AD nach SAE-Level 3 oder höher ausgelegt. Die Plattform greift auf bestehende Komponenten zurück, die sich bereits in der MK C2 bewährt haben.  

    Die vollständige Trennung von Pedal und Druckerzeugung ohne Rückfall-Modus bietet einen großen Vorteil für die Integration, der für echte Brake-by-Wire-Systeme charakteristisch ist: Das Bremssystem muss nicht mehr direkt an einer bestimmten Stelle an der Firewall vor dem Fahrer montiert werden, um einen mechanischen Rückfall zu ermöglichen. Stattdessen unterstützt ein FBS 1 mit elektronischem Pedal neue Fahrzeugkonzepte mit unterschiedlichen Fahrzeuginnenräumen und -dimensionen, wie z.B. das Skateboard-Chassis von elektrifizierten Fahrzeugen, auf dem verschiedene Karosserien montiert werden können.  

    Die Bremse kann in Module unterteilt werden

    Bremssysteme der Zukunft Level 3

    Auf sehr langfristige Sicht könnte die Hydraulik komplett entfallen: Dazu könnten alle vier Radbremsen elektromechanisch betätigt werden und wären dadurch komplett "trocken". Die heutige Fokussierung auf Druckerzeugung und -modulation mit entsprechender Steuerungsintelligenz wäre dann nicht mehr notwendig.    

      

    Full-Brake-by-Wire mit elektronischem Bremspedal: trocken & modular

    • Elektrische Betätigung (trocken)
    • Trockene Bremssattel- oder Trommelbremsen
    • Skalierbare und modulare Hardware
    • Portable Software
    • Funktionale Software auf HPCs für Sicherheitsredundanz
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    Ein FBS 3 Bremssystem besteht aus vier trockenen Radbremsen (Bremssättel oder Trommeln) und einer Reihe von Software-Funktionsblöcken, die aus Sicherheits- und Redundanzgründen auf mehreren der vorhandenen Hochleistungsrechner (HPC = High-performance Computer) mit integrierten Radsteuergeräten laufen können, die die notwendige Redundanz für die Sicherheit bieten. Die Trockenbremsen ermöglichen eine uanbhängige Steuerung der Bremskräfte an jedem Rad und optimieren so die Fahrdynamik.  

    Um diese langfristige Transformation zu FBS 3 überhaupt zu ermöglichen, müssen die einzelnen Funktionen eines Bremssystems als eigenständige Produkte in modularen, validierten und bewährten Softwarebausteinen gekapselt werden, die sich dank standardisierter Schnittstellen nach dem Prinzip der Wiederverwendung in verschiedene Fahrzeuge integrieren lassen.    

    Fazit

    Bewegungsfunktionen bleiben der Eckpfeiler der aktiven Fahrsicherheit. Nirgends wird das deutlicher als bei den Bremssystemen. Gleichzeitig verändern sich aber auch die generellen Rahmenbedingungen für Motion-Control-Funktionen durch die neue E/E-Architektur und neue Fahrzeugfähigkeiten wie AD sehr stark. Genau hier sucht Continental aktiv den Austausch mit den Fahrzeugherstellern, um im Dialog mit ihnen die Weiterentwicklung der Bremssysteme zu gestalten. All das ist sehr wichtig, denn viele der Vorteile bei zukünftigen Systemen werden bei den Bremsfunktionen weniger ins Gewicht fallen als bei den Fahrzeugen selbst.    
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    Auf dem Weg zu einem ganzheitlichen Motion-Control-System

    Synergy of tire, sensors and driver assistance control systems

    Holistic Motion Control System

    Software Defined Vehicle (SDV) definieren sich darüber Fahrzeuge mit Merkmalen und Funktionen zu sein, die hauptsächlich durch Software ermöglicht werden.

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