Els sistemes de frens tradicionals no han canviat gaire durant l'últim segle, de manera que el concepte de tecnologia de frenada per cable representa un canvi que els fabricants d'automòbils i el públic s'han mostrat reticents a acceptar. Brake-by-wire fa referència als sistemes de frenada que controlen els frens mitjançant mitjans elèctrics.
La naturalesa reconfortant dels frens hidràulics
En els sistemes de fre tradicionals, pressionar el pedal del fre genera una pressió hidràulica que activa les sabates o pastilles de fre. En sistemes més antics, el pedal actua directament sobre un component hidràulic conegut com a cilindre primari. En els sistemes moderns, un reforç de fre, normalment accionat pel buit, augmenta la força del pedal i facilita la frenada.
Brake-by-wire trenca aquesta connexió, i és per això que alguns consideren que la tecnologia és més perillosa que el control electrònic de l'accelerador o la direcció per cable.
Quan s'activa el cilindre primari, genera pressió hidràulica a les línies de fre. Aquesta pressió actua posteriorment sobre els cilindres secundaris presents a cada roda, que o bé pessiguen un rotor entre les pastilles de fre o premeu les sabates de fre cap a fora en un tambor.
Els sistemes de frens hidràulics moderns són més complicats que això, però funcionen amb el mateix principi general. Els frens hidràulics o de buit redueixen la força que ha d'aplicar el conductor. Tecnologies com els frens antibloqueig i els sistemes de control de tracció són capaços d'activar o alliberar els frens automàticament.
Els frens elèctrics i electrohidràulics s'han utilitzat tradicionalment només en remolcs. Com que els remolcs tenen connexions elèctriques per a llums de fre i intermitents, és fàcil connectar-se a un cilindre primari electrohidràulic o actuadors elèctrics. Els fabricants OEM disposen de tecnologies similars, però la naturalesa crítica per a la seguretat dels frens ha donat lloc a una indústria de l'automòbil que encara dubta a adoptar la tecnologia brake-by-wire. Tanmateix, amb l'augment dels sistemes de conducció autònoma i de conducció assistida, el brake-by-wire ha tingut un ús més ampli.
Frens electrohidràulics Stop curt
Els sistemes actuals de fre per cable utilitzen un model electrohidràulic que no és totalment electrònic. Aquests sistemes tenen sistemes hidràulics, però el conductor no activa directament el cilindre primari prement el pedal del fre. En canvi, el cilindre primari s'activa mitjançant un motor elèctric o una bomba que està regulat per una unitat de control.
Quan es prem el pedal de fre en un sistema electrohidràulic, la unitat de control utilitza la informació d'una sèrie de sensors per determinar quanta força de frenada necessita cada roda. Aleshores, el sistema pot aplicar la quantitat necessària de pressió hidràulica a cada pinça.
L' altra diferència principal entre els sistemes de frens electrohidràulics i hidràulics tradicionals és la quantitat de pressió implicada. Els sistemes de frens electrohidràulics solen funcionar sota pressions més altes que els sistemes tradicionals. Els frens hidràulics funcionen a uns 800 PSI en condicions de conducció normals, mentre que els sistemes electrohidràulics Sensotronic mantenen pressions entre 2.000 i 2.300 PSI.
Els sistemes electromecànics són realment frens per cable
Tot i que els models de producció encara utilitzen sistemes electrohidràulics, la veritable tecnologia de frens per cable elimina completament l'hidràulica. Aquesta tecnologia no ha aparegut en cap model de producció a causa de la naturalesa crítica de seguretat dels sistemes de frens. Tot i així, s'ha sotmès a investigacions i proves importants.
A diferència dels frens electrohidràulics, els components d'un sistema electromecànic són electrònics. Les pinces tenen actuadors electrònics en lloc de cilindres secundaris hidràulics, i tot es regeix per una unitat de control en lloc d'un cilindre primari d' alta pressió. Aquests sistemes també requereixen una varietat de maquinari addicional, com ara sensors de temperatura, força de pinça i posició de l'actuador a cada pinça.
Els frens electromecànics inclouen xarxes de comunicació complicades, ja que cada pinça rep múltiples entrades de dades per generar la quantitat adequada de força de frenada. A causa de la naturalesa crítica de seguretat d'aquests sistemes, normalment hi ha un bus secundari redundant per lliurar dades en brut a les pinces.
El problema de seguretat enganxós de la tecnologia Brake-By-Wire
Els sistemes de frens hidroelèctrics i electromecànics són potencialment més segurs que els sistemes tradicionals. Tanmateix, a causa del potencial d'una major integració amb ABS, ESC i tecnologies similars, els problemes de seguretat han frenat aquests sistemes. Els sistemes de frens tradicionals poden fallar i ho fan, però només una pèrdua catastròfica de pressió hidràulica evitarà completament que el conductor s'aturi o s'alenteixi. Els sistemes electromecànics inherentment més complexos tenen una multitud de possibles punts de fallada.
Els Els requisits de failover i altres directrius per al desenvolupament de sistemes crítics per a la seguretat, com ara el fre per cable, es regeixen per normes de seguretat funcional com la ISO 26262.
Qui ofereix la tecnologia Brake-By-Wire?
La redundància i els sistemes capaços de treballar amb una quantitat reduïda de dades faran que la tecnologia electromecànica de fre per cable sigui prou segura per a una adopció generalitzada. En aquest moment, només un parell d'OEM han experimentat amb sistemes electrohidràulics.
Toyota va introduir un sistema de fre electrohidràulic l'any 2001 per al seu Estima Hybrid. Des d'aleshores hi ha disponibles variacions de la seva tecnologia de fre controlat electrònicament (ECB). La tecnologia va aparèixer per primera vegada als Estats Units per a l'any model 2005 amb el Lexus RX 400h.
Un exemple en què la tecnologia brake-by-wire va patir una fallada en el llançament va ser quan Mercedes-Benz va treure el seu sistema Sensotronic Brake Control (SBC), que també s'havia introduït per a l'any model 2001. El sistema es va retirar oficialment el 2006 després d'una costosa retirada el 2004, amb Mercedes afirmant que oferiria la mateixa funcionalitat del seu sistema SBC mitjançant un sistema de fre hidràulic tradicional.
