Herkömmliche Bremssysteme haben sich im letzten Jahrhundert nicht viel geändert. Das Konzept der Brake-by-Wire-Technologie stellt also eine Wende dar, die Automobilhersteller und die breite Öffentlichkeit nicht gern gesehen haben. Während traditionelle Hydrauliksysteme ihre Probleme haben, ist es etwas beruhigend, eine direkte physische Verbindung zwischen Ihrem Fuß und den Bremsbelägen oder -schuhen an den vier Ecken Ihres Fahrzeugs zu haben. Brake-by-Wire bricht diese Verbindung, weshalb die Technologie als von Natur aus gefährlicher angesehen wird als elektronische Drosselklappensteuerung oder sogar Steer-by-Wire.
Die beruhigende Natur von hydraulischen Bremsen
Traditionelle Bremssysteme funktionieren seit Jahrzehnten, indem beim Drücken des Bremspedals Hydraulikdruck erzeugt wird, der dann zum Aktivieren von Bremsbacken oder Bremsbelägen verwendet wird. In älteren Systemen wirkt das Pedal direkt auf eine hydraulische Komponente, die als Hauptzylinder bekannt ist. In modernen Systemen erhöht ein Bremskraftverstärker, der normalerweise mit Unterdruck betrieben wird, die Kraft des Pedals und erleichtert das Bremsen.
Wenn der Hauptzylinder aktiviert wird, erzeugt er hydraulischen Druck in den Bremsleitungen. Dieser Druck wirkt anschließend auf die in jedem Rad vorhandenen Nehmerzylinder, die entweder einen Rotor zwischen Bremsklötzen einklemmen oder Bremsbacken nach außen in eine Trommel drücken.
Moderne hydraulische Bremssysteme sind zwar komplizierter, arbeiten jedoch nach demselben allgemeinen Prinzip. Hydraulische oder Unterdruckbremskraftverstärker reduzieren die Kraft, die der Fahrer aufzubringen hat, und Technologien wie Antiblockierbremsen und Traktionskontrollsysteme können die Bremsen automatisch aktivieren oder lösen.
Elektrische und elektrohydraulische Bremsen werden traditionell nur bei Anhängern eingesetzt. Da Anhänger bereits über elektrische Anschlüsse für Bremslichter und Blinker verfügen, können Sie einfach einen elektrohydraulischen Hauptzylinder oder elektrische Stellantriebe anschließen. Ähnliche Technologien sind von einer Reihe von OEMs erhältlich, aber die sicherheitskritische Natur der Bremsen hat dazu geführt, dass die Automobilindustrie immer noch gezögert hat, die Brake-by-Wire-Technologie in jeder realen Kapazität einzusetzen.
Elektrohydraulische Bremsen stoppen kurz
Der derzeitige Teil der Brake-by-Wire-Systeme verwendet ein elektrohydraulisches Modell, das nicht vollständig elektronisch ist. Diese Systeme haben immer noch hydraulische Systeme, aber der Fahrer aktiviert den Hauptbremszylinder nicht direkt durch Drücken des Bremspedals. Stattdessen wird der Hauptzylinder von einem Elektromotor oder einer Pumpe angesteuert, die von einer Steuereinheit gesteuert wird.
Wenn das Bremspedal in einem elektrohydraulischen System gedrückt wird, verwendet die Steuereinheit Informationen von einer Reihe von Sensoren, um zu ermitteln, wie viel Bremskraft jedes Rad benötigt. Das System kann dann den erforderlichen Hydraulikdruck auf jeden Bremssattel aufbringen.
Der andere Hauptunterschied zwischen elektrohydraulischen und traditionellen hydraulischen Bremssystemen ist der Druck. Elektrohydraulische Bremssysteme arbeiten typischerweise unter viel höheren Drücken als herkömmliche Systeme. Hydraulische Bremsen arbeiten unter normalen Fahrbedingungen bei etwa 800 PSI, während die elektrohydraulischen Systeme von Sensotronic Drücke zwischen 2.000 und 2.300 PSI aufrechterhalten.
Elektromechanische Systeme wirklich Brake-by-Wire
Während Serienmodelle immer noch elektrohydraulische Systeme verwenden, verzichtet die echte Brake-by-Wire-Technologie vollständig auf die Hydraulik. Diese Technologie hat sich aufgrund der sicherheitskritischen Eigenschaften von Bremssystemen in keinem Serienmodell gezeigt, sie wurde jedoch erheblichen Forschungen und Tests unterzogen.
Im Gegensatz zu elektrohydraulischen Bremsen sind alle Komponenten in einem elektromechanischen System elektronisch. Die Bremssättel verfügen über elektronische Stellantriebe anstelle von hydraulischen Nehmerzylindern, und alles wird direkt von einer Steuereinheit anstatt von einem Hochdruck-Hauptzylinder gesteuert. Diese Systeme erfordern auch eine Reihe zusätzlicher Hardware, einschließlich Temperatur-, Klemmkraft- und Stellungspositionssensoren in jedem Bremssattel.
Elektromechanische Bremsen umfassen auch komplizierte Kommunikationsnetzwerke, da jeder Bremssattel mehrere Dateneingaben empfangen muss, um die richtige Bremskraft zu erzeugen. Aufgrund der sicherheitskritischen Eigenschaften dieser Systeme muss normalerweise ein redundanter sekundärer Bus vorhanden sein, um Rohdaten an die Bremssättel zu liefern.
Das klebrige Sicherheitsthema der Brake-By-Wire-Technologie
Während hydroelektrische und elektromechanische Bremssysteme potenziell sicherer als herkömmliche Systeme sind, haben sie aufgrund der möglichen Integration mit ABS, ESC und anderen ähnlichen Technologien Sicherheitsbedenken zurückgehalten. Herkömmliche Bremssysteme können ausfallen und gehen aus, aber nur ein katastrophaler Verlust des Hydraulikdrucks wird dem Fahrer die Fähigkeit zum Anhalten oder Verlangsamen vollständig rauben, während komplexere elektromechanische Systeme eine Vielzahl potenzieller Fehlerstellen aufweisen.
Failover-Anforderungen und andere Richtlinien für die Entwicklung sicherheitskritischer Systeme wie Brake-by-Wire unterliegen funktionalen Sicherheitsstandards wie ISO 26262.
Wer bietet die Brake-By-Wire-Technologie an?
Redundanz und Systeme, die mit einer geringeren Datenmenge arbeiten können, machen die elektromechanische Brake-by-Wire-Technologie für eine breite Akzeptanz sicher genug, aber zu diesem Zeitpunkt haben nur einige OEMs mit elektrohydraulischen Systemen experimentiert.
Toyota brachte 2001 erstmals ein elektrohydraulisches Bremssystem für den Estima Hybrid auf den Markt. Variationen der elektronisch gesteuerten Bremse (ECB) sind seitdem verfügbar.Die Technologie wurde erstmals im Modelljahr 2005 mit dem Lexus RX 400h in den USA vorgestellt.
Ein Beispiel dafür, dass die Bremse mit der Drahtseiltechnik nicht erfolgreich war, war, als Mercedes-Benz das Sensotronic Brake Control (SBC) -System zog, das ebenfalls für das Modelljahr 2001 eingeführt wurde. Das System wurde im Jahr 2006 nach einem kostspieligen Rückruf im Jahr 2006 offiziell gezogen, wobei Mercedes behauptete, dass es die gleiche Funktionalität seines SBC-Systems über ein herkömmliches hydraulisches Bremssystem bieten würde.
