"Brake-by-Wire": Und was genau ist das?

(Motorsport-Total.com) - "Das Pedal ist hart." So beschreiben die Fahrer der Formel 1 eine der vielen Veränderungen im Vergleich zum Vorjahr. Und diese Beobachtung geht auf eine wesentliche Neuerung an den Autos zurück, die unter der Bezeichnung "Brake-by-Wire" bekannt ist. Doch was genau ist das eigentlich? Wie funktioniert ein solches System? Und warum kommt es erst jetzt in der Formel 1 zum Einsatz?

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Wer bremst, tut das ab 2014 an der Hinterachse mit Hilfe von "Brake-by-Wire" Zoom Download

Fragen, denen wir in diesem Artikel auf den Grund gehen wollen. Und wir beginnen am besten mit einer Begriffsklärung: "Brake-by-Wire" - das kommt aus dem Englischen und bedeutet wörtlich etwa "Bremsen per Draht". Und schon diese Definition gibt Aufschluss darüber, was da passiert: Durch Druck auf das Bremspedal wird "ganz normal" die Bremse aktiviert, aber auf elektronischem Weg.

Das ist ein Unterschied zum herkömmlichen Hydrauliksystem, das zum Beispiel bei Straßenwagen zum Einsatz kommt. Dort wird das Signal, das vom Bremspedal ausgeht, mittels Bremsflüssigkeit übertragen. Der Fahrer kann also mit dem Druck, den er auf das Bremspedal ausübt, kontrollieren, wie stark der Druck ist, unter den die Bremsflüssigkeit in der Hydraulikleitung zur Bremse gesetzt wird.

Was ändert sich für den Fahrer im Auto?

Das neue "Brake-by-Wire"-System vermittelt dem Fahrer hingegen ein ganz anderes Gefühl. Weil nun eben die Elektronik für die Übertragung des Bremssignals sorgt. Diese Veränderung äußert sich darin, dass das Bremspedal "härter" geworden ist, wie es die Piloten beschreiben. Das heißt: Der Fahrer sorgt am Pedal nur für das Bremssignal, muss aber nicht selbst die komplette Energie bereitstellen.

So erklärt es Paddy Lowe, Technikchef von Mercedes, bei 'F1Racing'. Und er begründet seine Aussage damit, dass nun "keine direkte Energieübertragung" am Pedal mehr erfolgt. Was die Fahrer natürlich sofort zu spüren bekommen, wie Williams-Pilot Felipe Massa bestätigt. "Ein Gefühl für das Bremspedal zu kriegen, ist schwieriger als 2013", meint er. "Es ist halt eine Gewöhnungssache."

Auch, weil das Energie-Rückgewinnungs-System (ERS) in diesem Jahr quasi verstärkt seine Finger im Spiel hat und den Bremsprozess damit noch komplizierter macht. Oder wie es Eric Gandelin, Chefdesigner bei Sauber, ausdrückt: Der Bremsvorgang ist nun "abhängig von der Bremskraft, die der Fahrer über das Pedal ausübt, und von der Energie, die an der Hinterachse wiedergewonnen wird".

Wieso kommt "Brake-by-Wire" erst jetzt?

Aber Moment mal: Neu ist das Abgreifen von Energie an der Hinterachse in diesem Jahr nicht. Das hat die Formel 1 schließlich schon seit 2009 mit ERS-Vorgänger KERS gemacht. Warum also erst jetzt der Wechsel auf "Brake-by-Wire"? Weil ERS im Vergleich zu KERS über wesentlich mehr Leistung verfügt, sagt Lowe. Bei KERS habe man dergleichen noch schlicht "vernachlässigen" können.

Es geht also darum, den Bremsvorgang und das Abgreifen von Energie an der Hinterachse in eine Harmonie zu bringen. Und genau das ist der Ansetzpunkt für "Brake-by-Wire", erklärt Lowe. "Wir mussten einen Weg finden, dass der Fahrer gar nicht mitbekommt, was da automatisch um ihn herum geschieht. In der Formel 1 geht es jetzt nun einmal um maximale Effizienz." Das ist das Schlüsselwort 2014.

Der Fahrer muss weiterhin aktiv sein im Cockpit

"Es braucht in diesem Zusammenhang einfach einen gewissen Level an Automatismen", meint Lowe und fügt hinzu: "Es gibt Dinge, die der Fahrer besser nicht selbst machen sollte. Und so haben wir ein elektronisches Bremssystem für die Hinterachse eingeführt." Was aber nicht heißt, dass die Piloten im Cockpit weniger beschäftigt sein werden. Sie sind immer noch das entscheidende Element beim Bremsen.

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Der Mensch in der Maschine: Der Fahrer steuert den Bremsvorgang mit dem Pedal Zoom Download

Und sie können auch weiterhin mit Hilfe eines Hebels die Bremskraftverteilung regulieren. "Neigen beispielsweise die Vorderräder zum Blockieren, verstellt der Pilot die Bremskraft ein wenig nach hinten, um die Vorderachse zu entlasten", schreibt das Sauber-Team in einer Pressemittelung. "Mit einem zweiten Hebel kann der Fahrer zusätzlich die Bremskraft in einzelnen Kurven verstellen."

Für Adrian Sutil, der in diesem Jahr bei Sauber fährt, stellt sich die neue Situation so dar: "Man lädt beim Bremsen die Batterie auf - wie bei KERS im Vorjahr. Dazu kommen noch die Motorbremse und die Bremsbalance, die man hydraulisch einstellen kann. Das ist jetzt alles ein System. Wir als Fahrer", so der Deutsche weiter, "können jetzt nur noch sagen, wir wollen mehr Bremskraft vorn oder hinten."

Drei Systeme, ein Ziel: optimale Vezögerung

"Es sind aber drei Systeme, die miteinander harmonieren müssen. Und die richtigen Einstellungen müssen vom System kommen, sonst funktioniert es nicht. Wenn eine Komponente nicht funktioniert, dann kriegt man keine Kurve. Dann blockieren alle Räder", sagt Sutil und spricht damit einen wesentlichen Punkt bei "Brake-by-Wire" an: die Sicherheit. Denn darauf wird besonders viel Wert gelegt.

Was genau dieses System, das besser immer richtig seinen Dienst tut, eigentlich bewirkt, kann Toro-Rosso-Chefdesigner Luca Furbatto veranschaulichen. "Es ermöglicht bei der Bremskraft einen fließenden Übergang zwischen der reinen Motorbremse und der reinen Haftbremse oder einer Kombination aus beidem. Und zwar ohne dass es der Fahrer beim Tritt auf das Pedal mitkriegt."

Für den Fall, dass es schiefgeht...

Im zweiten Schritt gehe es dann um die Energie-Rückgewinnung, ergänzt Lowe. "Die Akkus müssen zum passenden Zeitpunkt wieder voll geladen werden. Dazu braucht es natürlich eine Regelung, wie viel physische Kraft zum Bremsen und wie viel zur Rekuperation verwendet wird. Denn hat man die maximale Energiemenge im Hybrid schon erreicht, muss mehr Bremsinput vom Fahrer kommen."

Ganz so einfach ist das "Bremsen per Draht" in der Formel 1 also nicht. Im Gegenteil, sagt Lowe abschließend: "Es ist ein kompliziertes Thema. Du musst das System perfekt eingestellt haben. Gleichzeitig muss sich der Fahrer mit der Bremse wohlfühlen. Und du musst 'Brake-by-Wire' im Zusammenhang mit allen anderen Dingen sehen - mit dem Turbo, mit dem Hybrid und dergleichen mehr."

Unterm Strich bedeutet das: Tritt der Fahrer in der Saison 2014 auf das Bremspedal, nimmt die Bordelektronik dieses Signal auf, "übersetzt" es und leitet dann mit den zur Verfügung stehenden Bremsmöglichkeiten die Verzögerung ein. Doch was, wenn dieses System mal nicht funktioniert oder ausfällt? Dann gibt es immer noch den normalen Hydraulik-Kreislauf. Das schreiben die Regeln vor.