Els sistemes tradicionals de frens no han canviat molt en el segle passat, de manera que el concepte de tecnologia de fre de cable representa un canvi marítim que els fabricants d'automòbils i el públic en general han estat els relatius a abraçar. Si bé els sistemes hidràulics tradicionals tenen problemes, hi ha alguna cosa tranquil·litzant per tenir una connexió directa i física entre el peu i les pastilles o sabates situades als quatre racons del vostre vehicle. Brake-by-wire trenca aquesta connexió, per la qual cosa la tecnologia es considera intrínsecament més perillosa que el control electrònic de l'acelerador o fins i tot el controlador .
La naturalesa confortable dels frens hidràulics
La manera en què els sistemes tradicionals de frens han funcionat des de fa dècades és que, al prémer el pedal del fre, es genera pressió hidràulica que s'utilitza per activar sabates o pastilles de fre. En sistemes més antics, el pedal actua directament sobre un component hidràulic conegut com a cilindre mestre. En els sistemes moderns, un reforç de fre, normalment alimentat per buit, augmenta la força del pedal i facilita el fre.
Quan el cilindre mestre està activat, genera pressió hidràulica a les línies de fre. Aquesta pressió actua posteriorment sobre els cilindres esclau presents a cada roda, que fan pessigar un rotor entre pastilles de fre o premeu les sabates de frens cap a fora cap a un tambor.
Els sistemes de fre hidràulics moderns són més complicats que això, però encara funcionen amb el mateix principi general. Els reforçadors de fre hidràulics o de buit redueixen la quantitat de força que el controlador ha d'aplicar, i les tecnologies com els frens antilliscants i els sistemes de control de tracció són capaços d'activar o alliberar els frens automàticament.
Els frens elèctrics i electrohidràulics tradicionalment només s'han utilitzat en remolcs. Com que els remolcs ja disposen de connexions elèctriques per a llums de fre i senyals de gir, és senzill fer un cable elèctric en un cilindre mestre o hidràulic. Hi ha tecnologies similars disponibles d'un parell d'OEM, però la naturalesa crítica dels frens ha donat lloc a una indústria automotriz que continua dubtant a adoptar la tecnologia de fre de cable en qualsevol capacitat real.
Els frens electro-hidràulics s'atura curt
El cultiu actual de sistemes de frens per cable utilitza un model electrohidràulic que no és totalment electrònic. Aquests sistemes encara tenen sistemes hidràulics, però el controlador no activa directament el cilindre mestre prement el pedal del fre. En canvi, el cilindre mestre està activat per un motor elèctric o bomba que està regulat per una unitat de control.
Quan el pedal de fre es pressiona en un sistema electrohidràulic, la unitat de control utilitza informació d'una sèrie de sensors per determinar la força de frenada necessària per a cada roda. El sistema pot aplicar la quantitat necessària de pressió hidràulica a cada calibrador.
L'altra diferència principal entre els sistemes de frens hidràulics electrohidràulics i tradicionals és la quantitat de pressió que comporta. Els sistemes de frens electrohidràulics solen operar a pressions molt més altes que els sistemes tradicionals. Els frens hidràulics operen al voltant de 800 PSI en condicions normals de conducció, mentre que els sistemes electro-hidràulics Sensotronic mantenen pressions entre 2.000 i 2.300 PSI.
Sistemes electromecànics veritablement frenats per fil
Tot i que els models de producció segueixen utilitzant sistemes electrohidràulics, la veritable tecnologia de frens per cable elimina totalment la hidràulica. Aquesta tecnologia no ha aparegut en cap model de producció a causa de la naturalesa crítica de seguretat dels sistemes de frens, però ha estat sotmès a investigacions i proves importants.
A diferència dels frens electrohidràulics, tots els components en un sistema electro-mecànic són electrònics. Les pinces tenen accionadors electrònics en comptes de cilindres esclaves hidràulics, i tot es regeix directament per una unitat de control en lloc d'un cilindre mestre d'alta pressió. Aquests sistemes també requereixen una quantitat de maquinari addicional, incloent la temperatura, la força de pinça i els sensors de posició de l'actuador en cada calibrador.
Els frens electromecànics també inclouen xarxes de comunicació complicades, ja que cada calibrador ha de rebre múltiples entrades de dades per generar la quantitat adequada de força de fre. I a causa de la naturalesa de seguretat d'aquests sistemes, en general ha de ser un bus secundari redundant per lliurar dades en brut als calibradors.
El problema de seguretat enganxosa de la tecnologia de frenada per cable
Mentre que els sistemes de frens hidroelèctrics i electromecànics són potencialment més segurs que els sistemes tradicionals, a causa de la possibilitat d'una major integració amb ABS, ESC i altres tecnologies similars, les preocupacions de seguretat els han retardat. Els sistemes tradicionals de frens poden fracassar, però només una pèrdua catastròfica de la pressió hidràulica robarà completament al conductor la possibilitat d'aturar-se o disminuir la velocitat, mentre que els sistemes electromecànics inherents a sistemes més complexos tenen molts punts de falla potencials.
Els requisits de commutació per error i altres pautes per al desenvolupament de sistemes crítics de seguretat, com el fre de cable, es regeixen per normes de seguretat funcionals com ISO 26262
Qui ofereix la tecnologia Brake-by-Wire?
La redundància i els sistemes capaços de treballar amb una quantitat reduïda de dades eventualment faran que la tecnologia electromecànica de frens per cable sigui prou segura per a l'adopció generalitzada, però en aquest punt només un parell d'OEMs han experimentat sistemes electrohidràulics.
Toyota va introduir per primera vegada el seu sistema de frens electrohidràulic el 2001 per la seva estimativa híbrida, i les variacions de la seva tecnologia de fre de control electrònic (ECB) han estat disponibles des de llavors. La tecnologia va aparèixer per primera vegada als Estats Units per a l'any del model 2005 amb el Lexus RX 400h.
Un exemple en què la tecnologia de frenada per cable va patir una falla en el llançament va ser quan Mercedes-Benz va treure el seu sistema de control de fre de Sensotronic (SBC), que també s'havia introduït per a l'any del model 2001. El sistema es va arrossegar oficialment el 2006 després d'un record costós el 2004, amb Mercedes afirmant que oferiria la mateixa funcionalitat del seu sistema SBC a través d'un sistema de fre hidràulic tradicional.