Integrated Brake Control Integrated Brake Control

Besser stoppen und weiter kommen mit "Brake-by-Wire"

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Nichts kann den Bremsvorgang eines Pkw heute besser koordinieren als die Integrated Brake Control (IBC) von ZF: Das System hat das Potenzial, den Notbremsweg um neun Meter zu verkürzen; und die Reichweite von Stromern um viele Kilometer zu steigern.
Achim Neuwirth,
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Achim Neuwirth ist seit 2011 als Autor für ZF tätig. Der Publizistiker schreibt bereits seit rund 20 Jahren über Mobilitätsthemen in allen Facetten.
Teils noch bis in die 1980er-Jahre war Bremsen echte Muskelarbeit: Allein wie kräftig man aufs Pedal trat, entschied darüber, wie stark Hebelkraft und Hydraulik die Reibbeläge gegen Scheiben oder Trommeln pressten. Bremskraftverstärker vereinfachten schließlich das Verzögern, sie wurden mit schwereren und schnelleren Fahrzeugen unverzichtbar. Und seit es die Stabilitätskontrolle (Electronic Stability Control, ESC) samt ABS gibt, laufen Autos zudem spurtreu. Die Integrated Brake Control (IBC) von ZF steht seit 2018 für eine ähnlich zukunftsweisende Innovation: Bremsenbetätigung (Verstärker) und -kontrolle (ESC) sind hier auf kleinstem Raum vereint. Dabei ist das System sogar so elektronisch-intelligent, kräftig und reaktionsschnell, dass es den Menschen komplett ersetzen und übertrumpfen kann. Jetzt bringt ZF bereits die zweite IBC-Generation an den Start.

Neue Technologie begeistert die Autobranche

Schon die „IBC 1“ beendete die Abhängigkeit von Vakuum früherer Systeme. Die Serienpremiere 2018 im Chevrolet Silverado unterstrich das: „Die Branche hatte damit vor Augen, welche Vorteile dieses Bremsregelsystem bringt. Unsere IBC kam dann sehr schnell auf außergewöhnlich hohe Stückzahlen“ sagt Manfred Meyer, Leiter Engineering des Geschäftsfelds Aktive Sicherheit, Bremssysteme & Lenkungssysteme von ZF. Schon im Jahr 2021 knackte ZF die Marke einer Million Einheiten pro Jahr. Seitdem ist der Tech-Konzern nicht mehr nur Pionier, sondern Weltmarktführer auf diesem Gebiet. Die jetzt vorgestellte, zweite IBC-Generation soll diese Position verteidigen. ZF hat sie performanter, skalierbarer – und kompakter gemacht: Mit ca. 30 Prozent weniger Bauraumbedarf und 25 Prozent weniger Gewicht lässt sie sich noch einfacher und flexibler in Fahrzeuge integrieren. „Damit behalten wir die Nase weiter vorn”, sagt Meyer.
GTD 2022 Brake-by-Wire

IBC gewinnt bis zu neun lebensrettenden Metern

Apropos „Nase vorn“: Bis zu neun Meter früher als eine konventionelle Bremsanlage kann IBC ein Auto zum Stehen bringen, wenn dieses aus 100 km/h automatisch notbremst. Diese Werte lassen sich mit unveränderten Radbremsen erreichen, also denselben Scheiben und Sätteln wie bisher. „In kritischen Verkehrssituationen kann die IBC tatsächlich den Unterschied zwischen Leben und Tod ausmachen“, betont Meyer.

Das liegt daran, dass die IBC den benötigen Bremsdruck für den Notbremsassistenten (Automatic Emergency Braking, AEB) blitzartig aufbaut: etwa um den Faktor drei flinker, als es der Befehlskette Fahrerbein-Pedal-Hydraulik-Vakuumverstärker unter Idealbedingungen möglich wäre.

Rekuperatives Bremsen erhöht Reichweite von Elektrofahrzeugen

Bremsmanagement mit IBC steigert E-Reichweite

Dem automatisierten und elektrischen Fahren spielt IBC genauso in die Karten. Schließlich handelt es sich um eine By-Wire-Lösung, wenn man die Verbindung des Bremspedals zu diesem Regelsystem betrachtet. In die Fahrzeugelektronik lässt es sich damit besser als jede andere verfügbare Lösung einbinden.
Stromer zum Beispiel kommen mit der neuesten IBC auf bis zu 17 Prozent mehr Rekuperation (IBC 1: bis zu plus 12 Prozent). Weil das System harmonisch mit der E-Antriebssteuerung zusammenspielt, kann das Fahrzeug das Verzögern öfter und länger der elektrischen Maschine überlassen.
Diese arbeitet dann im sogenannten generatorischen Betrieb, lädt also die Batterie. Damit spart die IBC indirekt Antriebsenergie ein.
„Das sorgt für mehr Reichweite und eine bessere CO2-Bilanz, es schont die Betriebsbremse und verringert abriebbedingten Feinstaub“, sagt Meyer.
"Dank IBC verzögert ein Elektroauto bis zu 90 % der Bremsmanöver über die E-Maschine ab. Damit wird durch die IBC Software ein Maximum an Bremsenergie zurück in die Batterie geleitet."
Manfred Meyer, Leiter Engineering Geschäftsfeld Aktive Sicherheit, Bremssysteme & Lenkungssysteme

Bei Bremssystemen sind null Fehler Pflicht

Für die Bremsanlage gelten strengere Anforderungen an die funktionale Sicherheit als für jedes andere Pkw-System. Bei Autos, die auch nur streckenweise ohne Zutun des Fahrers unterwegs sein dürfen, steigen diese Ansprüche weiter. „Die Millionen Zeilen Software-Code, die Hochleistungselektronik, die komplette Aktuatorik – auf das das alles muss bei unserer IBC unbedingt Verlass sein“, betont Meyer. „Für den Einsatz von hochautomatisiertem Fahren aufwärts haben wir daher auch die nötige Redundanz vorgesehen.“

Gerade bei so anspruchsvollen Bremsen-Innovationen kommt dem Konzern eine Besonderheit zugute: Vom Pedal beziehungsweise Aktuator über die Bremsensteuerung und deren Algorithmen bis hin zu den Sätteln und Scheiben am Rad beherrscht ZF jedes Detail selbst. „Die für das Bremsen entwickelten Softwarefunktionen waren außerdem Enabler auch anderer ZF-Software-Module wie ‚cubiX‘, das verschiedene Fahrwerksysteme intelligent vernetzt“, sagt Meyer.

Mehr Möglichkeiten mit Brake-by-Wire

Das neue Bremsen fühlt sich gut an

Trotz software-definierter Systeme und digitaler Lösungen blieb eines analog im übertragenen Sinn: das - jetzt simulierte - Pedalgefühl. „Unsere Ingenieure wissen das Bremsenfeedback so einzustellen, dass es Autofahrer als vertraut und angenehm empfinden. Dieses jahrzehntelange ZF-Know-how steckt nun auch in der Regelung des Aktuators“, so Meyer.

Sogar von den komplexen Übergängen zwischen elektrischem Verzögern und jenem über die Reibbremsen, dem „Brake Blending“ bei E-Autos, bekommt man am Steuer nichts mit. IBC wahrt beim Tritt aufs Pedal also die besten Traditionen – während es das Bremsen selbst effektiver, effizienter und intelligenter als je zuvor koordiniert.

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