Traditionelle bremsesystemer har ikke ændret sig meget i det sidste århundrede, så konceptet med bremse-for-wire-teknologi repræsenterer en forandring, som bilproducenter og offentligheden har været tilbageholdende med at omfavne. Bremse-for-wire refererer til bremsesystemer, der styrer bremser ved hjælp af elektriske midler.
Hydrauliske bremsers trøstende natur
I traditionelle bremsesystemer genererer et tryk på bremsepedalen hydraulisk tryk, der aktiverer bremseskoene eller -klodserne. I ældre systemer virker pedalen direkte på en hydraulisk komponent kendt som en primær cylinder. I moderne systemer forstørrer en bremseforstærker, norm alt drevet af vakuum, pedalens kraft og gør det lettere at bremse.
Brake-by-wire bryder den forbindelse, og det er grunden til, at teknologien af nogle betragtes som mere farlig end elektronisk gasregulering eller steer-by-wire.
Når den primære cylinder aktiveres, genererer den hydraulisk tryk i bremseledningerne. Det tryk virker efterfølgende på de sekundære cylindre i hvert hjul, som enten klemmer en rotor mellem bremseklodser eller trykker bremsesko udad i en tromle.
Moderne hydrauliske bremsesystemer er mere komplicerede end som så, men arbejder efter samme generelle princip. Hydrauliske eller vakuumbremseforstærkere reducerer mængden af kraft, som føreren skal anvende. Teknologier som antiblokeringsbremser og traktionskontrolsystemer er i stand til automatisk at aktivere eller udløse bremserne.
Elektriske og elektrohydrauliske bremser er traditionelt kun blevet brugt på trailere. Da trailere har elektriske forbindelser til bremselys og blinklys, er det nemt at tilslutte en elektrohydraulisk primær cylinder eller elektriske aktuatorer. Lignende teknologier er tilgængelige fra OEM'er, men bremsernes sikkerhedskritiske karakter har resulteret i en bilindustri, der fortsat tøver med at anvende bremse-for-wire-teknologi. Men med fremkomsten af selvkørende og assisterede køresystemer er bremse-for-wire blevet mere brugt.
Elektro-hydrauliske bremser stopper kort
De nuværende bremse-for-wire-systemer bruger en elektrohydraulisk model, der ikke er fuldt elektronisk. Disse systemer har hydrauliske systemer, men føreren aktiverer ikke den primære cylinder direkte ved at trykke på bremsepedalen. I stedet aktiveres den primære cylinder af en elektrisk motor eller pumpe, der reguleres af en styreenhed.
Når bremsepedalen trædes ned i et elektrohydraulisk system, bruger styreenheden information fra en række sensorer til at bestemme, hvor meget bremsekraft hvert hjul har brug for. Systemet kan derefter påføre den nødvendige mængde hydraulisk tryk på hver kaliber.
Den anden væsentligste forskel mellem elektrohydrauliske og traditionelle hydrauliske bremsesystemer er, hvor meget tryk der er involveret. Elektrohydrauliske bremsesystemer fungerer typisk under højere tryk end traditionelle systemer. Hydrauliske bremser fungerer ved omkring 800 PSI under normale kørselsforhold, mens Sensotronic elektrohydrauliske systemer opretholder trykket mellem 2.000 og 2.300 PSI.
Elektromekaniske systemer er virkelig bremse-for-wire
Mens produktionsmodeller stadig bruger elektrohydrauliske systemer, fjerner ægte bremse-for-wire-teknologi fuldstændig hydraulikken. Denne teknologi har ikke vist sig i nogen produktionsmodeller på grund af bremsesystemernes sikkerhedskritiske karakter. Alligevel har den gennemgået betydelig forskning og test.
I modsætning til elektrohydrauliske bremser er komponenterne i et elektromekanisk system elektroniske. Kaliberne har elektroniske aktuatorer i stedet for hydrauliske sekundære cylindre, og alt styres af en styreenhed i stedet for en højtryks primær cylinder. Disse systemer kræver også en række ekstra hardware, herunder temperatur-, klemkraft- og aktuatorpositionssensorer i hver kaliber.
Elektromekaniske bremser inkluderer komplicerede kommunikationsnetværk, da hver kaliber modtager flere datainput for at generere den rette mængde bremsekraft. På grund af disse systemers sikkerhedskritiske karakter er der typisk en redundant, sekundær bus til at levere rådata til skydepasserne.
The Sticky Safety Issue of Brake-By-Wire-teknologi
Hydroelektriske og elektromekaniske bremsesystemer er potentielt sikrere end traditionelle systemer. Men på grund af potentialet for større integration med ABS, ESC og lignende teknologier, har sikkerhedshensyn holdt disse systemer tilbage. Traditionelle bremsesystemer kan og gør fejl, men kun et katastrof alt tab af hydraulisk tryk vil fuldstændig forhindre føreren i at stoppe eller bremse. Iboende mere komplekse elektromekaniske systemer har et væld af potentielle fejlpunkter.
Failover-krav og andre retningslinjer for udvikling af sikkerhedskritiske systemer såsom brake-by-wire, er underlagt funktionelle sikkerhedsstandarder som ISO 26262.
Hvem tilbyder Bremse-By-Wire-teknologi?
Redundans og systemer, der er i stand til at arbejde med en reduceret mængde data, vil i sidste ende gøre elektromekanisk bremse-for-wire-teknologi sikker nok til udbredt anvendelse. På nuværende tidspunkt har kun et par OEM'er eksperimenteret med elektrohydrauliske systemer.
Toyota introducerede et elektrohydraulisk bremsesystem i 2001 til sin Estima Hybrid. Variationer af dens Electronically Controlled Brake (ECB) teknologi har været tilgængelig lige siden. Teknologien dukkede første gang op i USA for 2005-modelåret med Lexus RX 400h.
Et eksempel, hvor brems-by-wire-teknologien led under en manglende lancering, var, da Mercedes-Benz trak sit Sensotronic Brake Control-system (SBC), som også var blevet introduceret til 2001-modelåret. Systemet blev officielt trukket i 2006 efter en kostbar tilbagekaldelse i 2004, hvor Mercedes hævdede, at det ville tilbyde den samme funktionalitet som sit SBC-system via et traditionelt hydraulisk bremsesystem.
