Historien om ABS-bromsar från flygplan till bilar

Låsningsfria brytsystem (ABS) har funnits på alla nya bilar i mer än ett sekel, det var bara inte alltid elektroniskt eller automatiskt. Tidigt var föraren tvungen att utföra ABS-uppgifter genom att upprepade gånger pumpa på bromspedalen för att förhindra att hjulen låste sig vid kraftig inbromsning. Det tog decennier – och en omväg via flygindustrin – innan ingenjörer kom på hur man bygger sensorer som kan förhindra att hjulen låser sig under inbromsning.

Den tyske ingenjören Karl Wessel fick patent på en bromskraftsregulator för bilar 1928, men han lyckades aldrig få sin design i produktion. Medan behovet av att reglera det hydrauliska trycket som skickas till hjulen under kraftig inbromsning var uppenbart, bristen på lämpliga teknik under slutet av 1920-talet hindrade ingenjörer som Wessel från att utveckla ett kommersiellt gångbart antiblocksystem (ABS) för bilar. Att hålla det billigt skulle ha gjort det alldeles för komplicerat; att hålla det enkelt skulle ha gjort det alldeles för dyrt. Bilister fortsatte att sladda utom kontroll som hockeypuckar medan tekniken mognade.

ABS började dyka upp på flygplan och på tåg, två typer av fordon som verkligen behövde möjligheten att stanna utan sladd, under 1950-talet. Englandsbaserade Dunlop spelade en pionjärroll i utvecklingen av tekniken och döpte dess mekaniska ABS-system till Maxaret. Funktionen förblev dyr, men det var mycket lättare att kompensera för dess kostnad när man byggde ett flygplan jämfört med att tillverka en bil. Flygbolagen var öppna för idén att betala mer för en Maxaret-utrustad modell eftersom funktionen kunde hjälpa de sparar pengar genom att minska däckslitaget och till och med hjälpa dem att tjäna mer pengar genom att låta flygplan bära mer vikt.

"Som ett resultat av tester har det beräknats att den tillåtna arbetsvikten för en speciell modern persontransport utrustad med Maxaret kunde ökas med så mycket som 15 %, en siffra som representerar cirka åtta passagerare”, skrev Flight magazine optimistiskt 1953.

Den brittiska biltillverkaren Jensen hade fingret på flygindustrins puls. Dess ingenjörer bestämde sig för att tillverka en sportbil utrustad med ABS-teknik efter att ha sett tunga plan utrustade med Maxaret säkert stanna på chockerande korta landningsbanor. De FF som Jensen introducerade 1966 stod ut som den första produktionsbilen tillverkad med ABS, och den kom till och med med permanent fyrhjulsdrift, men det var inte en massproducerad modell som alla kunde njuta av. Det var en dyr coupé med låg volym som bara såldes på en handfull marknader. Jensen gjorde cirka 320 exempel av FF fram till 1970.

FF använde en bilspecifik utveckling av Dunlops Maxaret-teknik. Medan Jensen-modellen aldrig officiellt såldes i USA, hörde amerikanska biltillverkare om den och skapade partnerskap med leverantörer för att göra ABS tillgängligt på sina dyrare bilar så snabbt som möjlig. Ford utvecklade ett system som heter Sure-Track med Kelsey-Hayes och släppte det halvvägs genom 1969 på Thunderbird såväl som på Lincoln Continental Mark III. AC Electronics hjälpte General Motors att utveckla Track Master, som var tillgänglig på Cadillac Eldorado, och True Track, som Oldsmobile erbjöd på Vista Cruiser (ja, som Eric Formans) och Toronado. Båda systemen introducerades 1970.

De tre ovannämnda systemen verkade bara på bakhjulen eftersom de var mer benägna att låsa sig än de främre. På ytan var detta argument vettigt: vikt flyttas till bilens framsida under kraftig inbromsning, så det blir mindre massa över bakaxeln. Framhjulen – som ger det mesta av bromskraften – förblev dock utlämnade till fysikens nåd. De kunde fortfarande låsa sig när föraren tjatade bromspedalen till metallen, vilket gjorde bilen ostyrbar, särskilt på våta eller isiga vägar.

Nästa genombrott inom ABS-teknik kom inte från Mercedes-Benz, som många har hävdat, utan något överraskande från Chrysler. Den Detroit-baserade biltillverkaren slog sig ihop med Bendix för att utveckla ett fyrhjuligt, elektroniskt ABS-system som heter Four-Wheel Sure Brake som är närmare relaterat till systemet som är monterat på varje bil, lastbil, och SUV såldes ny 2019.

Chrysler strålade av stolthet. Det kallade dess Sure Brake antisladdsystem "det första datorstyrda, fyrhjuliga antisladdbromssystemet som erbjuds på en amerikansk bil." Det stannade inte där; det hävdade att Sure Brake förlitade sig på "rymdålderns dator"-teknik för att hålla en bil pekade i rätt riktning under kraftig inbromsning. Funktionen blev tillgänglig mot en extra kostnad på den 19 fot långa Kejserlig, Chryslers flaggskeppsmodell, för 1971 års modell.

Framsteg inom elektronikområdet gjorde Sure Brake betydligt mer avancerad än Maxaret. Systemet förlitade sig på data från en liten växel kopplad till varje hjul. Sensorer mätte växelns rotationshastighet genom att räkna dess tänder och omvandlade den informationen till elektroniska pulser som den skickade till en dator som var lite mindre än en skokartong. Datorn sänkte hydraultrycket när den upptäckte att ett hjul var på väg att låsa (hjulet saktade ner innan det låstes), och skickade tryck igen en bråkdel av en sekund senare för att fortsätta att stanna bilen. Denna cykel hade samma effekt som att pumpa bromsarna, men den inträffade upp till fyra gånger per sekund, vilket var snabbare än en människa kunde klara av.

Visst, Brake mätte hastigheten på varje hjul oberoende av varandra, så Imperial kunde stanna på ett säkert sätt även om två av dess hjul var på is. Chrysler bäddade in en blå indikator märkt Sure Brake i instrumentgruppen för att hjälpa förare att förstå systemet. Indikatorn tändes när systemet var aktivt, och den förblev tänd för att indikera ett problem. Företaget betonade att systemet var felsäkert, så den enorma Imperial skulle bromsa normalt om Sure Brake stängdes av av någon anledning.

Four-Wheel Sure Brake var enormt innovativ och motsvarande dyr. 1971 hade Chrysler Imperial ett baspris på 6 044 USD (cirka 38 000 USD 2019). Chrysler debiterade 351,50 $ (cirka 2 200 $ 2019) för Four-Wheel Sure Brake samma år. För att lägga till sammanhang, kostade en AM/FM-stereo med åtta spår $419,70, medan tonade fönster lade till $58,45, siffror som representerar $2 500 respektive $370. Ingenjörer upplevde systemet med nästan vidskeplig vördnad, men kejserliga köpare ville ha gammaldags lyx, inte banbrytande teknik, och många vägrade att betala extra för vad de ansåg vara värdelöst, alltför komplicerat manick. Chrysler lade ner funktionen 1973.

I stort sett accepterade bilister inte fördelarna med ABS-teknik förrän på 1980-talet. Även då förblev systemen dyra, och det tog flera år för det att sippra ner till ekonomibilarna. Det var vanligt att se bilar stolta bära ett ABS-emblem på bagageluckan på 1990-talet, och det med rätta. Chrysler debiterade LeBaron-köpare 954 USD (cirka 2 000 USD 2019) för fyrhjuliga skivbromsar med ABS 1989. Alla hade inte råd att kryssa i en ruta på 2 000 dollar på ett beställningsblad.

Å andra sidan gjorde Mercedes-Benz tekniken till standard på alla sina bilar, från instegsnivån 190 till den mäktiga S-klassen, med start 1984. Detta beslut representerade en överraskande mängd framförhållning. Europeiska tjänstemän gjorde ABS obligatoriskt på alla nya bilar 2004. Funktionen har krävts – tillsammans med elektronisk stabilitetskontroll – sedan 2013 på personbilar och lastbilar som säljs i USA.

Under 2019 är varje bil, oavsett marknadssegment, pris eller karossstil, utvecklad med ABS i åtanke från början. Dagens ABS-system är betydligt mer sofistikerade än Maxaret eller Four-Wheel Sure Brake, men de har samma grundläggande funktion. Bosch, företaget som hjälpte Mercedes att utveckla och lansera sitt första produktionsbundna ABS-system 1978, förklarade ABS fungerar också som grunden för en lång lista av elektroniska körhjälpmedel som antingen är vanliga eller krävs på alla nya bilar.

"Vi har lagt till ytterligare funktioner, som stabilitetskontroll, adaptiv farthållare och hill hold assist, men allt är fortfarande på något sätt baserat på ABS-teknik. Automatisk nödbroms behöver det också. Tekniken stöder även den regenerativa bromsfunktionen i hybridfordon. Denna väg leder upp till utvecklingen av högt automatiserad körning funktioner, säger Michael Kunz, Bosch North Americas vicepresident för ingenjörssäkerhet, till Digital Trends.

Redaktörens rekommendationer

• Aptivs maskininlärningsdrivna radar ser även vad du inte ser
• Ny självkörande bilalgoritm håller dig säker genom att ständigt förutsäga undergång
• Qualcomm Ride-plattform syftar till att göra självkörande bilar enklare
• Bakslag för GM: s autonoma bilenhet eftersom det försenar lanseringen av robo-taxitjänst
• Lyfts robo-taxi har gjort mer än 50 000 turer i Las Vegas