Selbstverstärkende Elektro-Hydraulische Bremse mit hoher Systemdynamik

Die Selbstverstärkende Elektro-Hydraulische Bremse wurde am Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen entwickelt. Es handelt sich hierbei um eine hydraulische Bremse, die das Prinzip der Selbstverstärkung nutzt. Dadurch ist der Leistungsbedarf gering, da die kinetische Energie des Fahrzeugs genutzt wird. Die Bremse zeigt ihre gute Funktion vor allem bei Schienenfahrzeugen. Aufgrund des Selbstverstärkungsprinzips genügt eine geringe Initialkraft, um sehr hohe Bremskräfte zu erzeugen. Wird das Bremsventil dauerhaft geöffnet, so ist das System instabil. Mit geeigneten Regelungsstrategien lässt sich die Bremse jedoch sicher beherrschen. In dieser Arbeit ist diese Bremskraftregelung im Fokus. Es werden zwei Regelungskonzepte vorgestellt, die eine Linearisierung des kritischen Bremskraftaufbaus ermöglichen und so zu einem Komfortgewinn für die Passagiere beitragen. Beim ersten Regelungskonzept wurde ein für die Bremse maßgeschneidertes Bremsventil entwickelt, bei dem eine Funktionsintegrierung durchgeführt wurde. Es ist ein verstellbares Stromregelventil mit Dichtfunktion. Damit ist nur ein Ventilmagnet erforderlich und es besitzt einen Kegelsitz für gute Dichtwirkung. Das Ventil zeigt im Bremsentest die gewünschte Linearisierung des Kraftaufbaus mit der gezielten Einstellbarkeit der Bremsdynamik. Das Ventil kann mit einfachen Signalen angesteuert werden. Das zweite Regelungskonzept fußt auf einem modellbasierten Ansatz. Mit der Methode der Ein-/Ausgangslinearisierung wird hier eine Linearisierung geschaffen. Der Regler ist ebenso durch einfache Signale ansteuerbar und liefert im Bremsentest den gewünschten linearen Kraftaufbau mit einstellbarer Bremsdynamik. Weiterhin wurde eine elektromagnetische Freikolbenpumpe erfolgreich entwickelt und getestet, welche die Parkbremskraft der Bremse erhöht.