Revolusjon innen bremser: Brake-by-wire

Bremseteknologi har hatt en sterk utvikling de siste årene. Hybride og elektriske biler har bidratt til at man har søkt etter en form for bremsing hvor noe av energien kan føres tilbake til bilen: Regenerativ bremsing. Et brake-by-wire system egner seg svært godt til et slikt konsept, blant annet fordi et slikt system kan operere fullstendig på egen hånd. I denne artikkelen skal vi se nærmere på denne nye teknikken og hva som gjør brake-by-wire så spesielt.

Først litt historie

Vi husker vel alle den første Toyota Prius. Selv i den spede begynnelsen til hybridteknologien i biler, var Toyota opptatt av å finne et bremsesystem som fungerte godt sammen med den hybride drivlijnen. I 2001 ble «ECB» introdusert. Dette står for «Electronically Controlled Brake» og er et elektrohydraulisk system. Både systemets kompakte oppbygging og bremsetrykkreguleringens presisjon var revolusjonære. Systemet så dagens lys i MPV-modellene Toyota Estima (Previa) og Alphard. Fra 2004 fulgte andre generasjon Prius og Lexus-modellene RX400h og GS430. Den berømte Lexus LFA fikk også dette bremsesystemet i 2011. De skulle gå enda noen år før ABS/ESP-spesialistene Bosch og Continental skulle utvikle sine egne systemer.

Hva er brake-by-wire?

Når man trykker inn pedalen i et tradisjonelt bremsesystem, betjener man direkte et stempel i hovedsylinderen som er fylt med hydraulisk væske. Denne væsken blir da trykket videre i systemet via ledninger fram til bremsesylinder eller kalipere. Systemet er konstruert slik at det oppstår nok bremsekraft til å stoppe bilen. Et enkelt system som er veldig driftssikkert, men spesielt dynamisk er det ikke. Hva om bilen blir bremset ned på en annen måte? For eksempel via sterke dynamoer som kan lagre bremseenergien? Hvordan kan man la dette systemet jobbe sammen med et konvensjonelt bremsesystem?

Og der kommer brake-by-wire inn på scenen. I et brake-by-wire system er det ingen fysisk forbindelse mellom bremsepedalen og de delene som skal utføre bremsingen. Den eneste funksjonen bremsepedalen nå har, er å sende et signal (via «wire», altså en ledning) til en styreenhet som da beregner og tilpasser bremsekraften. Det er en elektrisk pumpemotor som sørger for det nødvendige bremsetrykket i det hydraliske systemet og diverse magnetventiler utfører jobben.

En kjent pedalfølelse

Naturligvis er dette flott teknologi, men mennesker er jo et vanedyr. En av bekymringene ved innføringen av brake-by-wire, var da også hvordan selve bremse pedalen føltes. Ved et tradisjonelt bremsesystem kjenner man tydelig et mottrykk fra bremsevæsken og en elektronisk pedal mangler denne følelsen fullstendig. Eller?

Ingen grunn til uro: Hos denne nye typen bremsesystem har man tenkt godt igjennom hvordan man skal gi sjåføren den tradisjonelle følelsen i bremsepedalen. I mange tilfeller sitter det fortsatt en stang som trykker mot bremsevæske i en sylinder. Denne væsken flytter seg ikke noen steder, men er der bare for å gi følelsen man er vant til fra et tradisjonelt system. I enkelte systemer blir denne sylinderen også brukt til å bestemme sjåførens pedaltrykk og i andre systemer bruker man en Hall-sensor for å bestemme pedalens posisjon.

Uansett hvilke metoder bilens brake-by-wire system bruker, blir det i alle tilfeller sendt et signal til ABS/ESP styreenheten. Den beregner da hvor mye bremsekraft som er nødvendig og vil da aktivere pumpemotoren og de riktige magnetventilene for å utføre ønsket nedbremsing. Bremesystemet jobber da mot systemene som bruker bremseenergien til å lagre strøm. Siden det en styreenhet som tar den endelige beslutning om fordeling av bremsekraften, åpner det seg ekstra muligheter. Tenk for eksempel på kjøremodus som "Eco", "Comfort" og "Sport". Ofte blir det brukt en sentral "Human Machine Interface" (HMI), hvor disse innstillingene kan tilpasses individuelt til sjåførens kjørestil.

Fordelene med brake-by-wire

Nå har du vel allerede selv kunnet trekke konklusjonen at brake-by-wire er et veldig kjekt system. Bremsefølelsen i systemet er likt tradisjonelle hydrauliske systemer, men har et stort antall muligheter. Vi ramser opp noen fordeler:

• Muligheten til å integrere sikkerhetssystemer som Autonomous Emergy Braking eller bremseassistent
• Forbedret sikkerhet gjennom raskere reaksjonstid og kortere bremselengde
• Mindre lyd og vibrasjoner i bilen på grunn av at det ikke lenger er en direkte forbindelse mellom pedal og bremsesystem
• Flere utviklingsmuligheter og en lavere totale vekt på bremsesystemet
• Lavere forbruk gjennom samarbeid med regenerative systemer
• Muligheten til å samle data i real-time og tilpasse disse for en bedre kjøreopplevelse
• Muligheten til å integrere komfortøkende systemer som forskjellig bremsefølelse til forskjellige kjøremoduser

Hvorfor er brake-by-wire først nå tatt av?

Med tanke på mulighetene brake-by-wire systemene gir, har det tatt nokså lang tid før de fikk sitt gjennomslag. Som så ofte i bilbransjen, tar det tid før brukerne aksepterer nye sikkerhetssystemer - i motsetning til underholdings- og komfortsystemer - og dette har i prinsippet forsinket introduksjonen.

Visste du at?

Da man i Formel 1 gikk over til hybridteknologi i 2014, ble også brake-by-wire innført. Vi kan ikke med sikkerhet si om dette ga utviklingen en "boost", men siden da har bruken og utviklingen av brake-by-wire systemer tatt av. De nyeste systemene har etterhvert fått et stort potensiale.

På grunn av skepsisen til disse systemene i begynnelsen, er det først etter at både Bosch og Continental introduserte egne systemer at gjennombruddet kom. Bosch introduseret "iBooster" i slutten av 2013, og Continental kom på banen i 2016 med MK C1. For bilfabrikanten var dette en god utvikling, de behøvde jo ikke selv å finne opp hjulet på nytt. Alfa Romeo Giulia Q, Audi e-Tron Sportback, Corvette C8, Porsce Taycan og Tesla er noen av mange bilmerker og -modeller som har tatt i bruk ett av systemene og flere følger. Nå som miljøkravene blir stadig strengere, kan ikke fabrikantene annet enn og rette seg mot utviklingen av hybride og elektriske drivlinjer. Og regenerative bremser er nå engang en viktig del av et slik drivlinje. I tillegg vil autonome bremser innen rimelig tid bli forpliktet for nye kjøretøy. Brake-by-wire er altå blitt en nødvendighet.

Brake-by-wire framover

Anno 2022 kan vi fastlå at brake-by-wire har en lysende framtid. Per i dag er det først og fremst i luksus og premiumbiler denne nye teknologien blir brukt, men om ikke så altfor lenge vil systemene blir tilgjengelig i de lavere segmentene. Det er store fordeler med systemet og veksten i EV-markedet vil forsterke behovet. Continental vil allerede i år begynne produksjonen av andre generasjon brake-by-wire: MK C2. Dette systemet har lavere vekt og en mer effektiv regenerering ved bremsing.

ACtronics følger denne utviklingen nøye, for så fort disse systemene blir standarden, vil det uten tvil dukke opp problemer. Vi vil da sørge for at vi har en passende renoveringsløsning. Om du i mellomtiden skulle ha en bil inne på verkstedet, ta gjerne kontakt med oss. Vi er interessert i hvilke problemer som dukker opp ved de forskjellig systemene. Opplysningene deres hjelper oss å finne en løsning, eller tipse andre verksteder om eventuelle løsninger.