Expliquer les freins hydrauliques et électromécaniques
Traditionnel systèmes de freinage n'ayant pas beaucoup changé au cours du siècle dernier, le concept de technologie de freinage électrique représente un changement que les constructeurs automobiles et le public ont été réticents à adopter. Le freinage électrique fait référence aux systèmes de freinage qui contrôlent les freins par des moyens électriques.
La nature réconfortante des freins hydrauliques
En traditionnel systèmes de freinage, un appui sur la pédale de frein génère une pression hydraulique qui active les mâchoires ou plaquettes de frein. Dans les systèmes plus anciens, la pédale agit directement sur un composant hydraulique appelé cylindre primaire. Dans les systèmes modernes, un servofrein, généralement alimenté par le vide, amplifie la force de la pédale et facilite le freinage.
Le frein électrique rompt cette connexion, c'est pourquoi la technologie est considérée par certains comme plus dangereuse que commande électronique des gaz ou direction par fil.
Lorsque le cylindre primaire est activé, il génère une pression hydraulique dans les conduites de frein. Cette pression agit ensuite sur les cylindres secondaires présents dans chaque roue, qui pincent un rotor entre les plaquettes de frein ou enfoncent les patins de frein vers l'extérieur dans un tambour.
Les systèmes de freinage hydrauliques modernes sont plus compliqués que cela mais fonctionnent sur le même principe général. Les servofreins hydrauliques ou à dépression réduisent la force que le conducteur doit appliquer. Des technologies comme freins antiblocage et systèmes de contrôle de traction sont capables d'activer ou de desserrer automatiquement les freins.
Les freins électriques et électrohydrauliques ont traditionnellement été utilisés uniquement sur les remorques. Étant donné que les remorques ont des connexions électriques pour les feux de freinage et les clignotants, il est facile de brancher un cylindre primaire électrohydraulique ou des actionneurs électriques. Des technologies similaires sont disponibles auprès des équipementiers, mais la nature critique des freins pour la sécurité a conduit une industrie automobile qui hésite encore à adopter la technologie des freins électriques. Cependant, avec l'essor des systèmes d'auto-conduite et de conduite assistée, le freinage électrique a connu une utilisation plus large.
Arrêt court des freins électrohydrauliques
Les systèmes de freinage électrique actuels utilisent un modèle électrohydraulique qui n'est pas entièrement électronique. Ces systèmes ont des systèmes hydrauliques, mais le conducteur n'active pas directement le cylindre primaire en appuyant sur la pédale de frein. Au lieu de cela, le cylindre primaire est activé par un moteur électrique ou une pompe régulée par une unité de commande.
Lorsque la pédale de frein est enfoncée dans un système électro-hydraulique, l'unité de commande utilise les informations d'un certain nombre de capteurs pour déterminer combien freinage force chaque roue a besoin. Le système peut alors appliquer la quantité nécessaire de pression hydraulique à chaque étrier.
L'autre différence principale entre les systèmes de freinage électro-hydrauliques et hydrauliques traditionnels est la quantité de pression impliquée. Les systèmes de freinage électrohydraulique fonctionnent généralement sous des pressions plus élevées que les systèmes traditionnels. Les freins hydrauliques fonctionnent à environ 800 PSI dans des conditions de conduite normales, tandis que les systèmes électrohydrauliques Sensotronic maintiennent des pressions comprises entre 2 000 et 2 300 PSI.
Les systèmes électromécaniques sont vraiment freinés par fil
Alors que les modèles de production utilisent toujours des systèmes électro-hydrauliques, la véritable technologie de freinage électrique supprime entièrement l'hydraulique. Cette technologie n'est apparue dans aucun modèle de production en raison de la nature critique pour la sécurité des systèmes de freinage. Pourtant, il a fait l'objet de recherches et de tests importants.
Contrairement aux freins électrohydrauliques, les composants d'un système électromécanique sont électroniques. Les étriers ont des actionneurs électroniques au lieu de cylindres secondaires hydrauliques, et tout est régi par une unité de commande au lieu d'un cylindre primaire haute pression. Ces systèmes nécessitent également une variété de matériel supplémentaire, notamment des capteurs de température, de force de serrage et de position de l'actionneur dans chaque étrier.
Les freins électromécaniques comprennent des réseaux de communication compliqués puisque chaque étrier reçoit plusieurs entrées de données pour générer la quantité appropriée de force de freinage. En raison de la nature critique pour la sécurité de ces systèmes, il existe généralement un bus secondaire redondant pour fournir des données brutes aux compas.
Le problème de sécurité délicat de la technologie Brake-By-Wire
Les systèmes de freinage hydroélectriques et électromécaniques sont potentiellement plus sûrs que les systèmes traditionnels. Cependant, en raison du potentiel d'une plus grande intégration avec l'ABS, l'ESC et des technologies similaires, les problèmes de sécurité ont freiné ces systèmes. Les systèmes de freinage traditionnels peuvent tomber en panne, mais seule une perte catastrophique de pression hydraulique empêchera complètement le conducteur de s'arrêter ou de ralentir. Les systèmes électromécaniques intrinsèquement plus complexes ont une multitude de points de défaillance potentiels.
Les exigences de basculement et d'autres directives pour le développement de systèmes critiques pour la sécurité, tels que le freinage électrique, sont régies par des normes de sécurité fonctionnelle telles que ISO 26262.
Qui propose la technologie Brake-By-Wire?
La redondance et les systèmes capables de fonctionner avec une quantité réduite de données finiront par rendre la technologie de freinage électromécanique suffisamment sûre pour une adoption généralisée. À ce stade, seuls quelques équipementiers ont expérimenté des systèmes électrohydrauliques.
Toyota a introduit un système de freinage électrohydraulique en 2001 pour son Estima hybride. Des variantes de sa technologie de freinage à commande électronique (ECB) sont disponibles depuis lors. La technologie est apparue pour la première fois aux États-Unis pour l'année modèle 2005 avec le Lexus RX 400h.
Un exemple où la technologie de freinage électrique a souffert d'un échec de lancement a été lorsque Mercedes-Benz a tiré son système de commande de freinage Sensotronic (SBC), qui avait également été introduit pour le modèle 2001 année. Le système a été officiellement retiré en 2006 après un rappel coûteux en 2004, Mercedes affirmant qu'il offrirait la même fonctionnalité que son système SBC via un système de freinage hydraulique traditionnel.