Wiederholt sich das SBC-Desaster?

So innovativ und bahnbrechend die Idee auch klingt, das Bremspedal künftig vom Hauptbremszylinder zu trennen und durch einen elektrischen Geber sowie einen Stellmotor zu ersetzen – ganz neu ist diese Idee nicht.

Als Mercedes die E-Klasse der Baureihe W211 Anfang 2002 vorstellte, feierte auch ein neues Bremssystem seine Premiere: Die Sensotronic Brake Control, kurz SBC, sollte alles besser machen als die gewohnte mechanische Verbindung von Pedal und Hauptbremszylinder. Mit einer Reihe von Sensoren wurde der Fahrerwunsch an Bremsleistung erfasst und entsprechend der Fahrsituation entsprechend umgesetzt (Notbremsung, langsames Ausrollen, starkes Herunterbremsen). Die Technik versprach nicht nur kürzere Bremswege, sondern auch einige interessante technische Features wie das selbstständige Trockenbremsen im Regen oder die Stop-and-Hold-Funktion, die das Fahrzeug auch ohne Druck auf das Bremspedal gegen Wegrollen sicherte.

Nach dem Serienstart mussten Mercedes und Bosch rund 680.000 Fahrzeuge mit der SBC-Bremse zurückrufen, weil die Hydraulikaggregate vorzeitig verschlissen und in Gefahrensituationen ausstiegen. Als Rückfallebene enthielt das System einen Druckspeicher, der noch Druck für eine Bremsung bis zum Stillstand ermöglichen sollte. Nach 400.000 – 500.000 Bremsungen war das geplante Ende der sicheren Lebensdauer des druckaufbauenden Elektromotors erreicht, das gesamte Aggregat musste (teuer) ausgetauscht werden – die Kosten lagen 2015 bei rund 2200€ für eine neue SBC-Einheit.

In der Praxis trat der Verschleiß allerdings deutlich früher ein. Vor allem im Taxi-Betrieb gab es recht schnell Probleme, sodass Mercedes angehalten war, Teile der Kosten des Austauschprogramms dauerhaft zu übernehmen. Auch den Service veränderte die SBC-Bremse: Erstmals brauchte es den Diagnoserechner, um die Bremskolben an der Vorderachse für den Austausch von Belägen und Scheiben zurückzustellen, was den Servicekosten des einst als „Wunderbremse“ titulierten Systems ebenfalls nicht zuträglich war.

Auch auf dem Gebrauchtfahrzeugmarkt sorgte das System daher für viele hitzige Debatten und Verhandlungen zur Kostenübernahme. Kein Wunder also, dass das System zum Facelift der E-Klasse 2006 bereits wieder Geschichte war und das Konzept der Brake-by-Wire-Bremse in unseren Breiten für mehr als 15 Jahre in der Versenkung verschwand.

Nun, zwei Jahrzehnte nach dem Marktstart der SBC-Technik, stehen die Zeichen jedoch wieder in Richtung der elektronischen Bremse. Denn gerade beim autonomen Fahren – unabhängig von dessen Level – ist der Zugriff auf das Bremssystem unabdingbar. Zwar sind gewisse Bremseingriffe wie beim automatisierten Einparken oder des Tempomaten schon heute möglich, ihre Wirkung ist jedoch begrenzt. Die Hauptbremskraft muss noch immer per Druck aufs Bremspedal aufgebracht werden, das gleichzeitig auch als mechanische Rückfallebene fungiert. Um künftig dem Computer die volle Kontrolle zu überlassen – auch im Tiefflug bei Tempo 180, braucht es daher Systeme, die den vollen Bremsdruck auch ohne Muskelkraft erreichen. Zulieferer wie Continental und Hella arbeiten daher an solchen Systemen, die die zweite Generation an elektrohydraulischen Bremsen darstellen.

Entgegen der vielfachen Behauptung, ein Elektroauto bedürfe kaum bis keiner Wartung, bleibt der Servicebedarf an der Bremse weiter wichtig. Denn die elektrohydraulischen Systeme sind noch empfindlicher, was die Sättigung der Bremsflüssigkeit mit Wasser anbelangt. Der regelmäßige Wechsel ist hier absolute Pflicht.

Da der Computer auch Alleinherrscher über die Bremskolben ist, wird bei künftigen By-Wire-Bremssystemen, wie etwa der MK2 C2 von Continental, wieder der Diagnosecomputer nötig sein, um die Bremse in Wartungsmodus zu schalten und die Kolben drucklos zu machen.

Der Begriff „Brake-by-Wire“ ist (noch) nicht geschützt und wird daher von den verschiedenen Anbietern auch unterschiedlich interpretiert. Bei Systemen wie der altbekannten SBC-Bremse war das Bremspedal noch mit dem Hauptbremszylinder als Backup-Lösung verbunden, lediglich die Hauptbremskraft wurde elektrisch erzeugt. Das MK2-System von Continental ist ähnlich aufgebaut: Auch hier gibt es eine physikalische Verbindung des Bremspedals zum Hauptbremszylinder, jedoch schalten Magnetventile die direkte Verbindung zu den Bremskolben nur im Notfall frei. Orientiert man sich streng an dem Begriff, sind dies keine „echten“ by-Wire-Lösungen. Das Bremspedal für ein solches System hat Zulieferer Hella kürzlich präsentiert und angegeben, diese ab 2025 in Großserie an einem großen deutschen Premiumhersteller zu liefern.

Im Gegensatz zu Ansätzen wie der MK2 C2 oder IPB von Bosch ist das Konzept von Hella ein absolutes Novum: Das Bremspedal ist rein elektronisch, besitzt keinen Hydraulikanschluss und keine mechanische Verbindung nach außen. Im Inneren ist eine redundante Sensoreinheit verbaut, die den Bremswunsch des Fahrers erfasst und an das Bremssystem weiterleitet. Damit dieser auch entsprechendes Feedback in Form von Pedalgefühl erhält, gibt es einen elektrischen Stellmotor, der je nach  Situation entsprechenden Widerstand aufbaut.

Um die notwendige Betriebssicherheit zu erreichen, muss ein Bremssystem den gesetzlichen Anforderungen der UNECE R13-H entsprechen – in der Praxis bedeutet dies, dass die notwendige Ausfallsicherheit durch Redundanzen erreicht wird.

So wird etwa die MK2-Bremseinheit von Continental oder der Bosch IGB als Tandemanlage eingesetzt, sodass beim Ausfall einer Einheit die zweite Einheit den Bremsdruck aufbringen kann. So können weiterhin alle vier Räder abgebremst werden, der Fahrer erhält eine entsprechende Warnmeldung über den Ausfall des Systems und muss sich nachfolgend mit reduzierter Performance auf den Weg zur nächsten Werkstatt machen.

Auch die Spannungsversorgung ist entsprechend kritisch: Da die HV-Batterien in Hybrid- und Elektrofahrzeugen zum Schutz der Insassen bei außergewöhnlichen Umständen elektrisch und galvanisch getrennt werden, muss die Versorgung der Bremse auf anderem Wege erfolgen. Die gegenwärtigen Systeme arbeiten mit 12V-Bordspannung, die aus der Stützbatterie und dem DC-DC-Wandler entnommen wird. Zwar fällt mit dem Wegschalten der Traktionsbatterie der Strom aus dem Wandler weg, die Stützbatterie führt jedoch ausreichend Energie mit sich, um die Bremse auch im Störfall noch sicher weiterbetreiben zu können. Für ein System mit hydraulischer Rückfallebene wie der MK2 C2  reicht dieses System aus, für rein elektrisch betriebene Systeme jedoch nicht – hier müssen weitere Vorkehrungen gegen einen Spannungsabfall getroffen werden.

Um die Eingangsfrage zu beantworten: Das SBC-Desaster wird sich mit der kommenden Generation der by-Wire-Bremsen vermutlich nicht wiederholen. Die Technik ist zwei Jahrzehnte weiter, das Konzept der SBC gilt als überholt. Der permanente Druckaufbau sorgte für hohen Verschleiß im Antriebsmotor und damit letztlich den Ausfall der Einheit. Aktuelle Systeme setzen – wie bereits heute ESP/ABS-Systeme – auf die on-demand-Funktion. Der Druckaufbau des Motors beginnt erst dann, wenn der Bremsdruck angefordert wird. Dabei liegen die Reaktionszeiten, bis der volle Bremsdruck zur Verfügung steht, bei 150 Millisekunden und darunter.

Defekte ESP-Einheiten sind zwar auch in der Werkstatt bekannt, jedoch ist es hier zumindest die elektronische Ansteuerung, nicht der Antriebsmotor selbst. Und selbst diese Reparaturen kann eine normale Werkstatt vermutlich an zwei Händen abzählen. Hersteller wie Continental und Bosch rechnen im Gegensatz zur SBC Bremse jedenfalls nicht damit, die elektrischen Bremssysteme austauschen zu müssen, entsprechend bereiten sie auch keine Aggregate für den Austausch vor. Und wenn dies doch erforderlich werden sollte, wird der Aftermarket sicherlich eine gute Lösung finden.