Historien om ABS-bremser fra fly til biler

Antilock breaking systems (ABS) har vært tilgjengelig på hver bil som er solgt ny i mer enn et århundre, det var bare ikke alltid elektronisk eller automatisk. Føreren måtte tidlig utføre ABS-oppgaver ved å pumpe bremsepedalen gjentatte ganger for å forhindre at hjulene låste seg under kraftig oppbremsing. Det tok flere tiår – og en omvei via luftfartsindustrien – før ingeniører fant ut hvordan de kunne bygge sensorer som kunne forhindre at hjulene låses under bremsing.

Den tyske ingeniøren Karl Wessel fikk patent på en bremsekraftregulator for biler i 1928, men han klarte aldri å bringe designet sitt til produksjon. Mens behovet for å regulere det hydrauliske trykket sendt til hjulene under kraftig bremsing var åpenbart, mangelen på passende teknologi på slutten av 1920-tallet forhindret ingeniører som Wessel fra å utvikle et kommersielt levedyktig antiblokksystem (ABS) for biler. Å holde det billig ville ha gjort det altfor komplisert; å holde det enkelt ville ha gjort det altfor dyrt. Bilistene fortsatte å skli ut av kontroll som hockeypucker mens teknologien ble modnet.

ABS begynte å dukke opp på fly og tog, to typer kjøretøy som sårt trengte muligheten til å stoppe uten å skli, i løpet av 1950-årene. England-baserte Dunlop spilte en banebrytende rolle i utviklingen av teknologien, og kalte dets mekaniske ABS-system Maxaret. Funksjonen forble dyr, men det var mye lettere å kompensere for kostnadene når du bygde et fly sammenlignet med å lage en bil. Flyselskaper var åpne for ideen om å betale mer for en Maxaret-utstyrt modell fordi funksjonen kunne hjelpe de sparer penger ved å redusere dekkslitasje, og hjelper dem til og med å tjene mer penger ved å la fly frakte mer vekt.

«Som et resultat av tester har det blitt beregnet at den tillatte driftsvekten for en bestemt moderne persontransport utstyrt med Maxaret kan økes med så mye som 15 %, et tall som representerer rundt åtte passasjerer», skrev magasinet Flight optimistisk i 1953.

Den britiske bilprodusenten Jensen hadde fingeren på pulsen til luftfartsindustrien. Ingeniørene bestemte seg for å lage en sportsbil utstyrt med ABS-teknologi etter å ha sett tunge fly utstyrt med Maxaret trygt stoppe på sjokkerende korte rullebaner. De FF som Jensen introduserte i 1966 skilte seg ut som den første produksjonsbilen laget med ABS, og den kom til og med med permanent firehjulsdrift, men det var ikke en masseprodusert modell som alle kunne glede seg over. Det var en dyr kupé med lavt volum som bare ble solgt på en håndfull markeder. Jensen laget rundt 320 eksempler på FF gjennom 1970.

FF brukte en bilspesifikk utvikling av Dunlops Maxaret-teknologi. Mens Jensen-modellen aldri offisielt ble solgt i USA, hørte amerikanske bilprodusenter om den og inngikk partnerskap med leverandører for å gjøre ABS tilgjengelig på sine dyrere biler så raskt som mulig. Ford utviklet et system kalt Sure-Track med Kelsey-Hayes, og ga det ut halvveis i 1969 på Thunderbird så vel som på Lincoln Continental Mark III. AC Electronics hjalp General Motors med å utvikle Track Master, som var tilgjengelig på Cadillac Eldorado, og True Track, som Oldsmobile tilbød på Vista Cruiser (ja, som Eric Formans) og Toronado. Begge systemene ble introdusert i 1970.

De tre nevnte systemene virket bare på bakhjulene fordi det var mer sannsynlig at de låste seg enn de fremre. På overflaten var dette argumentet fornuftig: vekten beveger seg til fronten av bilen under kraftig bremsing, så det er mindre masse over bakakselen. Imidlertid forble forhjulene – som gir mesteparten av bremsekraften – på fysikkens nåde. De kunne fortsatt låse seg når sjåføren klemte bremsepedalen til metallet, noe som gjorde bilen ustyrbar, spesielt på våte eller isete veier.

Det neste gjennombruddet innen ABS-teknologi kom ikke fra Mercedes-Benz, som mange har hevdet, men noe overraskende fra Chrysler. Den Detroit-baserte bilprodusenten slo seg sammen med Bendix for å utvikle et firehjuls elektronisk ABS-system kalt Four-Wheel Sure Brake som er nærmere relatert til systemet som er montert på hver bil, lastebil, og SUV selges ny i 2019.

Chrysler strålte av stolthet. Det kalte Sure Brake anti-skli-systemet "det første datamaskinstyrte, firehjuls anti-skli bremsesystemet som tilbys på en amerikansk bil." Det stoppet ikke der; den hevdet at Sure Brake stolte på "space-age computer"-teknologi for å holde en bil pekt i riktig retning under kraftig bremsing. Funksjonen ble tilgjengelig mot en ekstra kostnad på den 19 fot lange Imperial, Chryslers flaggskipmodell, for 1971 årsmodell.

Fremskritt innen elektronikk gjorde Sure Brake betydelig mer avansert enn Maxaret. Systemet var avhengig av data levert av et lite gir knyttet til hvert hjul. Sensorer målte girets rotasjonshastighet ved å telle tennene, og konverterte denne informasjonen til elektroniske pulser den sendte til en datamaskin som var litt mindre enn en skoeske. Datamaskinen kuttet det hydrauliske trykket da den oppdaget at et hjul var i ferd med å låse seg (hjulet bremset ned før det ble låst), og sendte trykk igjen et brøkdelsekund senere for å fortsette å stoppe bilen. Denne syklusen hadde samme effekt som å pumpe bremsene, men den skjedde opptil fire ganger per sekund, noe som var raskere enn et menneske kunne klare.

Klart Brake målte hastigheten til hvert hjul uavhengig, slik at Imperial kunne stoppe trygt selv om to av hjulene var på is. Chrysler innebygde en blå indikator merket Sure Brake i instrumentgruppen for å hjelpe sjåførene å forstå systemet. Indikatoren lyste opp når systemet var aktivt, og den forble på for å indikere et problem. Firmaet understreket at systemet var feilsikkert, så den enorme Imperial ville bremse normalt hvis Sure Brake stengte av en eller annen grunn.

Fire-Wheel Sure Brake var enormt innovativ, og tilsvarende dyr. I 1971 hadde Chrysler Imperial en basispris på 6 044 dollar (omtrent 38 000 dollar i 2019). Chrysler belastet $351,50 (omtrent $2200 i 2019) for Fire-Wheel Sure Brake samme år. For å legge til kontekst kostet en AM/FM-stereo med åtte spor $419,70, mens tonede vinduer la til $58,45, tall som representerer henholdsvis $2500 og $370. Ingeniører opplevde systemet med nesten overtroisk ærefrykt, men keiserlige kjøpere ønsket luksus av den gamle skolen, ikke banebrytende teknologi, og mange nektet å betale ekstra for det de anså som et ubrukelig, altfor komplisert dings. Chrysler droppet funksjonen i 1973.

Stort sett aksepterte ikke bilistene fordelene med ABS-teknologi før på 1980-tallet. Selv da forble systemene dyre, og det tok flere år før det sildret ned i økonomien til biler. Det var vanlig å se biler stolte med ABS-emblem på bagasjelokket på 1990-tallet, og det med rette. Chrysler belastet LeBaron-kjøpere $954 (omtrent $2000 i 2019) for firehjuls skivebremser med ABS i 1989. Ikke alle hadde råd til å krysse av for en boks på 2000 dollar på et ordreark.

På den annen side gjorde Mercedes-Benz teknologien til standard på alle sine biler, fra startnivået 190 til den mektige S-klassen, som startet i 1984. Denne avgjørelsen representerte en overraskende mengde framsyn. Europeiske tjenestemenn gjorde ABS obligatorisk på alle nye biler i 2004. Funksjonen har vært nødvendig – sammen med elektronisk stabilitetskontroll – siden 2013 på personbiler og lastebiler som selges i USA.

I 2019 er hver bil, uavhengig av markedssegment, pris eller karosseristil, utviklet med ABS i tankene fra starten. Moderne ABS-systemer er betydelig mer sofistikerte enn Maxaret eller Four-Wheel Sure Brake, men de utfører den samme grunnleggende funksjonen. Bosch, selskapet som hjalp Mercedes med å utvikle og lansere sitt første produksjonsbundne ABS-system i 1978, forklarte ABS fungerer også som grunnlaget for en lang liste med elektroniske kjørehjelpemidler som enten er vanlige eller påkrevd på alle nye biler.

"Vi har lagt til tilleggsfunksjoner, som stabilitetskontroll, adaptiv cruisekontroll og bakkestøtte, men alt er fortsatt på en eller annen måte basert på ABS-teknologi. Automatisk nødbrems trenger det også. Teknologien støtter også den regenerative bremsefunksjonen i hybridbiler. Denne veien leder opp i utviklingen av høyt automatisert kjøring funksjoner," sa Michael Kunz, Bosch North Americas visepresident for ingeniørsikkerhet, til Digital Trends.

Redaktørenes anbefalinger

• Aptivs maskinlæringsdrevne radar ser selv det du ikke ser
• Ny selvkjørende bilalgoritme holder deg trygg ved hele tiden å forutsi undergang
• Qualcomm Ride-plattform har som mål å gjøre selvkjørende biler enklere
• Tilbakeslag for GMs autonome bilenhet da den forsinker lanseringen av robottaxi-tjenesten
• Lyfts robo-taxier har kjørt mer enn 50 000 turer i Las Vegas