Intelligent, vernetzt, sicher: Die Zukunft der Bremsen

Im Zuge der Weiterentwicklung der Fahrzeugarchitektur wer – den Bremssysteme immer intelligenter, um den zukünftigen Anforderungen und Bedürfnissen selbstfahrender Fahrzeuge und der Elektrifizierung gerecht zu werden. Sie müssen sich nahtlos in moderne modularisierte und zentralisierte Systeme einfügen und dabei die höchstmöglichen Standards in Bezug auf Nachhaltigkeit und Sicherheit einhalten.

Continental, einer der grössten Erstausrüster weltweit, gestaltet die Zukunft der Bremssysteme von morgen aktiv mit und versorgt den unabhängigen Ersatzteilmarkt mit Premium-Bremsprodukten und -dienstleistungen seiner Aftermarket-Marke ATE.

Bremsen sind das wichtigste Element der aktiven Fahrsicherheit. Bisher handelte es sich dabei in erster Linie um mechanische Systeme mit Unterdruck-Bremskraftverstärkern und hydraulischer Kraftübertragung vom Bremspedal zur Radbremse. Elektronische Sicherheitssysteme wie das Antiblockiersystem sorgen dafür, dass die Bremsen auch ohne Eingreifen des Fahrers in Grenzsituationen proaktiv zur Fahrsicherheit beitragen. Ausserdem müssen Bremsen nun auch zur Fahrzeugeffizienz beitragen, indem sie den CO2-Ausstoss oder sogar den Partikelausstoss beim Reibungsbremsen verhindern.

Mit der zunehmenden Anzahl an Funktionen wurde die Fahrzeugarchitektur zu einem komplexen Netzwerk aus Dutzenden von dedizierten elektronischen Steuergeräten (ECUs). Um eine moderne Architektur zu realisieren, müssen jedoch einzelne Funktionen wie das Antiblockiersystem in eine zentralere Struktur integriert werden, in der pro Bereich (z. B. Infotainment, Fahrassistenz) ein Hochleistungscomputer zuständig ist. Diese architektonische Revolution der Bewegungssteuerung hat bereits begonnen – ein aktuelles Beispiel: Continental hat das E-Auto ID.3 von VW mit dem weltweit ersten in Serie produzierten Hochleistungsserver für Autos ausgestattet.

Brake-by-Wire-Technologie

Eine weitere wichtige Entwicklung für Bremssysteme, die mit der sich ändernden Fahrzeugarchitektur einhergeht, ist der Wechsel von der hydraulischen zur elektromechanischen Betätigung (Brake-by-Wire). Dies ist eine wichtige Änderung für unterstützte und automatisierte Fahrfunktionen sowie für die Elektrifizierung von Fahrzeugen. Das erste existierende elektrohydraulische Brake-by-Wire-Bremssystem mit dem Namen MK C1 von Continental ging 2016 in Produktion. Sowohl das MK C1 als auch sein Nachfolger, das MK C2, bauen den Bremsdruck schneller auf als jedes herkömmliche Hydrauliksystem und benötigen keinen Bremskraftverstärker oder eine Vakuumpumpe. Während das Bremsgefühl für den Fahrer konstant simuliert wird, hängt die Dosierung der maximalen Bremskraft nicht von der Kraft im Fuss ab. Bei einer Notbremsung kommt der eigentliche Bremswunsch von der Automatisierung oder einem Assistenzsystem und wird sofort umgesetzt – ein sehr wichtiger Punkt für eine sichere und effektive Notbremsung in einem automatisierten Fahrzeug. Darüber hinaus kann in 80 Prozent der Verzögerungsvorgänge in Elektro- oder Hybridfahrzeugen die rekuperative Bremsung dazu beitragen, die Batterie wieder aufzuladen, während sich das Pedal für den Fahrer völlig normal anfühlt.

Das Potenzial von Trommelbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug

Wenn die Rekuperation hingegen 80 Prozent der Verzögerungsvorgänge abdeckt, bedeutet dies, dass die Bremse nur in 20 Prozent der Fälle beansprucht wird, was den Abrieb verringert und gleichzeitig die Korrosionsgefahr erhöht. Hier können Trommelbremsen gegenüber Scheibenbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug einen grossen Vorteil haben: Dank ihrer Bauweise ist die Rostgefahr weitaus geringer, sodass auch nach langer Zeit eine konstante Bremsleistung gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil: Die Konstruktion der Trommelbremsen schliesst den Staub im Inneren ein, wodurch dieser beim nächsten Service leicht entfernt werden kann. Folglich kann die Kombination aus Rekuperation und dem Einsatz von Trommelbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug die Nachhaltigkeit des Bremssystems erheblich steigern.

Schrittweise Eliminierung des Hydrauliksystems

Die MK C1 von Continental war nur der erste Schritt hin zu einer echten Brake-by-Wire-Technologie, die die Radbremsen der Hinterachse elektromechanisch betätigt. Wenn alle vier Radbremsen elektromechanisch («trocken») betätigt werden, könnte das Hydrauliksystem theoretisch vollständig entfallen. Der derzeitige Fokus auf Druckerzeugung und -modulation mit entsprechender Steuerungsintelligenz wäre dann nicht mehr erforderlich. Da es sich hierbei jedoch um ein Zukunftsszenario handelt, wie das Bremssystem in Zukunft gestaltet werden kann, wird es noch einige Zeit dauern, bis die echte Brake-by-Wire-Technologie und der Wegfall des Hydrauliksystems für das Tagesgeschäft in den Werkstätten relevant werden.

Der heutige Werkstattalltag konzentriert sich auf hydraulische Bremssysteme, und daher werden die geeigneten Ersatzteile und Dienstleistungen benötigt. ATE ist die bekannte Premiummarke von Continental, die Bremsentechnologie und -produkte in Automobilherstellerqualität anbietet.