Tradisjonelle bremsesystemer har ikke endret seg mye det siste århundret, så konseptet med brems-for-wire-teknologi representerer en endring som bilprodusenter og publikum har vært motvillige til å omfavne. Bremse-for-wire refererer til bremsesystemer som kontrollerer bremser ved hjelp av elektriske midler.
Hydrauliske bremsers trøstende natur
I tradisjonelle bremsesystemer genererer et trykk ned på bremsepedalen hydraulisk trykk som aktiverer bremseskoene eller -klossene. I eldre systemer virker pedalen direkte på en hydraulisk komponent kjent som en primær sylinder. I moderne systemer forstørrer en bremseforsterker, vanligvis drevet av vakuum, kraften til pedalen og gjør det lettere å bremse.
Brake-by-wire bryter den forbindelsen, og det er grunnen til at teknologien av noen blir sett på som farligere enn elektronisk gasskontroll eller steer-by-wire.
Når primærsylinderen aktiveres, genererer den hydraulisk trykk i bremseledningene. Det trykket virker deretter på de sekundære sylindrene i hvert hjul, som enten klemmer en rotor mellom bremseklossene eller trykker bremseskoene utover i en trommel.
Moderne hydrauliske bremsesystemer er mer kompliserte enn som så, men fungerer etter samme generelle prinsipp. Hydrauliske eller vakuumbremseforsterkere reduserer mengden kraft sjåføren må bruke. Teknologier som blokkeringsfrie bremser og traction control-systemer er i stand til automatisk å aktivere eller frigjøre bremsene.
Elektriske og elektrohydrauliske bremser har tradisjonelt kun vært brukt på tilhengere. Siden tilhengere har elektriske koblinger for bremselys og blinklys, er det enkelt å koble inn en elektrohydraulisk primærsylinder eller elektriske aktuatorer. Lignende teknologier er tilgjengelige fra OEM-er, men den sikkerhetskritiske karakteren til bremser har resultert i en bilindustri som fortsatt er nølende med å ta i bruk brems-by-wire-teknologi. Men med fremveksten av selvkjørende og assisterte kjøresystemer, har bremse-for-wire blitt mer brukt.
Elektro-hydrauliske bremser stopper kort
De nåværende bremse-for-wire-systemene bruker en elektrohydraulisk modell som ikke er helt elektronisk. Disse systemene har hydrauliske systemer, men føreren aktiverer ikke primærsylinderen direkte ved å trykke på bremsepedalen. I stedet aktiveres primærsylinderen av en elektrisk motor eller pumpe som reguleres av en kontrollenhet.
Når bremsepedalen trykkes inn i et elektrohydraulisk system, bruker kontrollenheten informasjon fra en rekke sensorer for å bestemme hvor mye bremsekraft hvert hjul trenger. Systemet kan deretter påføre den nødvendige mengden hydraulisk trykk på hver kaliper.
Den andre hovedforskjellen mellom elektrohydrauliske og tradisjonelle hydrauliske bremsesystemer er hvor mye trykk det er snakk om. Elektrohydrauliske bremsesystemer fungerer vanligvis under høyere trykk enn tradisjonelle systemer. Hydrauliske bremser fungerer på rundt 800 PSI under normale kjøreforhold, mens Sensotronic elektrohydrauliske systemer opprettholder trykk mellom 2 000 og 2 300 PSI.
Elektromekaniske systemer er virkelig brake-by-wire
Mens produksjonsmodeller fortsatt bruker elektrohydrauliske systemer, fjerner ekte brems-for-wire-teknologi fullstendig hydraulikk. Denne teknologien har ikke vist seg i noen produksjonsmodeller på grunn av den sikkerhetskritiske karakteren til bremsesystemer. Likevel har den gjennomgått betydelig forskning og testing.
I motsetning til elektrohydrauliske bremser er komponentene i et elektromekanisk system elektroniske. Kaliperne har elektroniske aktuatorer i stedet for hydrauliske sekundærsylindere, og alt styres av en kontrollenhet i stedet for en høytrykks primærsylinder. Disse systemene krever også en rekke tilleggsutstyr, inkludert temperatur-, klemkraft- og aktuatorposisjonssensorer i hver kaliper.
Elektromekaniske bremser inkluderer kompliserte kommunikasjonsnettverk siden hver kaliper mottar flere datainndata for å generere riktig mengde bremsekraft. På grunn av den sikkerhetskritiske naturen til disse systemene, er det vanligvis en redundant, sekundær buss for å levere rådata til kaliperne.
The Sticky Safety Issue of Brake-By-Wire-teknologi
Hydroelektriske og elektromekaniske bremsesystemer er potensielt sikrere enn tradisjonelle systemer. Men på grunn av potensialet for større integrasjon med ABS, ESC og lignende teknologier, har sikkerhetshensyn holdt disse systemene tilbake. Tradisjonelle bremsesystemer kan og feiler, men bare et katastrof alt tap av hydraulisk trykk vil fullstendig forhindre føreren fra å stoppe eller bremse. Iboende mer komplekse elektromekaniske systemer har en rekke potensielle feilpunkter.
Failover-krav og andre retningslinjer for utvikling av sikkerhetskritiske systemer som brake-by-wire, styres av funksjonelle sikkerhetsstandarder som ISO 26262.
Hvem tilbyr Bremse-By-Wire-teknologi?
Redundans og systemer som er i stand til å jobbe med en redusert mengde data vil til slutt gjøre elektromekanisk bremse-for-wire-teknologi trygg nok for utbredt bruk. På dette tidspunktet har bare et par OEM-er eksperimentert med elektrohydrauliske systemer.
Toyota introduserte et elektrohydraulisk bremsesystem i 2001 for sin Estima Hybrid. Variasjoner av elektronisk kontrollert bremseteknologi (ECB) har vært tilgjengelig siden den gang. Teknologien dukket først opp i USA for modellåret 2005 med Lexus RX 400h.
Et eksempel hvor brems-by-wire-teknologi led av manglende lansering, var da Mercedes-Benz trakk sitt Sensotronic Brake Control-system (SBC), som også var introdusert for 2001-modellen. Systemet ble offisielt trukket i 2006 etter en kostbar tilbakekalling i 2004, med Mercedes som hevdet at det ville tilby samme funksjonalitet som SBC-systemet via et tradisjonelt hydraulisk bremsesystem.
