Les systèmes de freinage traditionnels n'ont pas beaucoup changé au cours du siècle dernier, de sorte que le concept de la technologie de freinage par câble représente un changement que les constructeurs automobiles et le public ont été réticents à adopter. Le freinage par câble fait référence aux systèmes de freinage qui contrôlent les freins par des moyens électriques.
La nature réconfortante des freins hydrauliques
Dans les systèmes de freinage traditionnels, appuyer sur la pédale de frein génère une pression hydraulique qui active les patins ou les plaquettes de frein. Dans les systèmes plus anciens, la pédale agit directement sur un composant hydraulique appelé vérin primaire. Dans les systèmes modernes, un servofrein, généralement alimenté par le vide, amplifie la force de la pédale et facilite le freinage.
Brake-by-wire rompt cette connexion, c'est pourquoi la technologie est considérée par certains comme plus dangereuse que la commande électronique de l'accélérateur ou le steer-by-wire.
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 poussent les sabots 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 les freins antiblocage et les systèmes antipatinage sont capables d'activer ou de relâcher automatiquement les freins.
Les freins électriques et électro-hydrauliques sont traditionnellement 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 câbler un cylindre primaire électrohydraulique ou des actionneurs électriques. Des technologies similaires sont disponibles auprès des équipementiers, mais la nature critique de la sécurité des freins a conduit l'industrie automobile à hésiter à adopter la technologie de freinage par câble. Cependant, avec l'essor des systèmes d'auto-conduite et de conduite assistée, le freinage électrique a été plus largement utilisé.
Arrêt court des freins électro-hydrauliques
Les systèmes de freinage électriques actuels utilisent un modèle électro-hydraulique 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 qui est régulé 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 la force de freinage nécessaire à chaque roue. Le système peut alors appliquer la quantité de pression hydraulique nécessaire à chaque étrier.
L'autre principale différence entre les systèmes de freinage électrohydrauliques et hydrauliques traditionnels est la quantité de pression impliquée. Les systèmes de freinage électro-hydraulique 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 électro-hydrauliques Sensotronic maintiennent des pressions entre 2 000 et 2 300 PSI.
Les systèmes électromécaniques sont vraiment des freins électriques
Alors que les modèles de production utilisent toujours des systèmes électro-hydrauliques, la véritable technologie de freinage par câble supprime entièrement l'hydraulique. Cette technologie n'est apparue dans aucun modèle de production en raison de la nature critique de 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 à haute pression. Ces systèmes nécessitent également une variété de matériel supplémentaire, y compris des capteurs de température, de force de serrage et de position de l'actionneur dans chaque étrier.
Les freins électromécaniques incluent des réseaux de communication complexes puisque chaque étrier reçoit plusieurs entrées de données pour générer la quantité appropriée de force de freinage. En raison de la nature critique de ces systèmes pour la sécurité, il existe généralement un bus secondaire redondant pour fournir les 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, des problèmes de sécurité ont retenu ces systèmes. Les systèmes de freinage traditionnels peuvent échouer et échouent, mais seule une perte catastrophique de pression hydraulique empêchera complètement le conducteur de s'arrêter ou de ralentir. Les systèmes électromécaniques intrinsèquement plus complexes présentent 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 par câble sont régies par des normes de sécurité fonctionnelle telles que la norme ISO 26262.
Qui propose la technologie Brake-By-Wire ?
La redondance et les systèmes capables de travailler avec une quantité réduite de données finiront par rendre la technologie de freinage par câble 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 électro-hydraulique en 2001 pour son Estima hybride. Des variantes de sa technologie de freinage à commande électronique (ECB) sont disponibles depuis. 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 brake-by-wire a souffert d'un échec de lancement a été lorsque Mercedes-Benz a retiré son système Sensotronic Brake Control (SBC), qui avait également été introduit pour l'année modèle 2001. Le système a été officiellement retiré en 2006 après un rappel coûteux en 2004, Mercedes affirmant qu'il offrirait les mêmes fonctionnalités que son système SBC via un système de freinage hydraulique traditionnel.
