Tradycyjne układy hamulcowe nie zmieniły się zbytnio w ciągu ostatniego stulecia, więc koncepcja technologii brake-by-wire reprezentuje zmianę, której producenci samochodów i opinia publiczna byli niechętni do przyjęcia. Brake-by-wire odnosi się do układów hamulcowych, które sterują hamulcami za pomocą środków elektrycznych.
Pocieszająca natura hamulców hydraulicznych
W tradycyjnych układach hamulcowych naciśnięcie pedału hamulca generuje ciśnienie hydrauliczne, które aktywuje klocki lub klocki hamulcowe. W starszych systemach pedał działa bezpośrednio na element hydrauliczny znany jako cylinder główny. W nowoczesnych systemach wspomaganie hamulców, zwykle zasilane podciśnieniem, zwiększa siłę nacisku na pedał i ułatwia hamowanie.
Brake-by-wire przerywa to połączenie, dlatego technologia ta jest przez niektórych postrzegana jako bardziej niebezpieczna niż elektroniczne sterowanie przepustnicą lub sterowanie przewodowe.
Gdy główny cylinder jest aktywowany, wytwarza ciśnienie hydrauliczne w przewodach hamulcowych. Ciśnienie to działa następnie na dodatkowe cylindry obecne w każdym kole, które albo ściskają tarczę między klockami hamulcowymi, albo wciskają szczęki hamulcowe na zewnątrz do bębna.
Nowoczesne hydrauliczne układy hamulcowe są bardziej skomplikowane, ale działają na tej samej ogólnej zasadzie. Hydrauliczne lub podciśnieniowe wzmacniacze hamulców zmniejszają siłę, jaką musi zastosować kierowca. Technologie takie jak ABS i systemy kontroli trakcji są w stanie automatycznie aktywować lub zwalniać hamulce.
Hamulce elektryczne i elektrohydrauliczne były tradycyjnie stosowane tylko w przyczepach. Ponieważ przyczepy mają połączenia elektryczne dla świateł hamowania i kierunkowskazów, łatwo jest podłączyć elektrohydrauliczny cylinder główny lub siłowniki elektryczne. Podobne technologie są dostępne u producentów OEM, ale krytyczny dla bezpieczeństwa charakter hamulców spowodował, że branża motoryzacyjna wciąż waha się przed przyjęciem technologii brake-by-wire. Jednak wraz z rozwojem autonomicznych i wspomaganych systemów jazdy, brake-by-wire znalazło szersze zastosowanie.
Hamulce elektrohydrauliczne zatrzymują się krótko
Obecne systemy brake-by-wire wykorzystują model elektrohydrauliczny, który nie jest w pełni elektroniczny. Systemy te mają układy hydrauliczne, ale kierowca nie aktywuje bezpośrednio głównego cylindra, naciskając pedał hamulca. Zamiast tego cylinder pierwotny jest uruchamiany przez silnik elektryczny lub pompę, która jest regulowana przez jednostkę sterującą.
Po naciśnięciu pedału hamulca w układzie elektrohydraulicznym jednostka sterująca wykorzystuje informacje z szeregu czujników, aby określić, jakiej siły hamowania potrzebuje każde koło. System może następnie zastosować niezbędną ilość ciśnienia hydraulicznego do każdego zacisku.
Inną główną różnicą między elektrohydraulicznymi a tradycyjnymi hydraulicznymi układami hamulcowymi jest to, jak duże jest ciśnienie. Elektrohydrauliczne układy hamulcowe zazwyczaj działają pod wyższym ciśnieniem niż tradycyjne układy. Hamulce hydrauliczne działają przy około 800 PSI w normalnych warunkach jazdy, podczas gdy systemy elektrohydrauliczne Sensotronic utrzymują ciśnienie między 2000 a 2300 PSI.
Systemy elektromechaniczne są naprawdę hamowane przez drut
Podczas gdy modele produkcyjne nadal wykorzystują układy elektrohydrauliczne, prawdziwa technologia brake-by-wire całkowicie eliminuje hydraulikę. Ta technologia nie pojawiła się w żadnych modelach produkcyjnych ze względu na krytyczny dla bezpieczeństwa charakter układów hamulcowych. Mimo to przeszedł znaczące badania i testy.
W przeciwieństwie do hamulców elektrohydraulicznych, elementy układu elektromechanicznego są elektroniczne. Zaciski mają elektroniczne siłowniki zamiast hydraulicznych cylindrów pomocniczych, a wszystko jest regulowane przez jednostkę sterującą zamiast wysokociśnieniowego cylindra głównego. Systemy te wymagają również różnorodnego dodatkowego sprzętu, w tym czujników temperatury, siły zacisku i położenia siłownika w każdym zacisku.
Hamulce elektromechaniczne obejmują skomplikowane sieci komunikacyjne, ponieważ każdy zacisk otrzymuje wiele danych wejściowych w celu wygenerowania odpowiedniej siły hamowania. Ze względu na krytyczną dla bezpieczeństwa naturę tych systemów, zazwyczaj istnieje nadmiarowa, wtórna magistrala dostarczająca surowe dane do zacisków.
Przyklejony problem bezpieczeństwa technologii Brake-By-Wire
Hydroelektryczne i elektromechaniczne układy hamulcowe są potencjalnie bezpieczniejsze niż tradycyjne systemy. Jednak ze względu na potencjał większej integracji z ABS, ESC i podobnymi technologiami, względy bezpieczeństwa powstrzymywały te systemy. Tradycyjne układy hamulcowe mogą i zawodzą, ale tylko katastrofalna utrata ciśnienia hydraulicznego całkowicie uniemożliwi kierowcy zatrzymanie się lub spowolnienie. Z natury bardziej złożone systemy elektromechaniczne mają wiele potencjalnych punktów awarii.
Wymagania dotyczące przełączania awaryjnego i inne wytyczne dotyczące rozwoju systemów krytycznych dla bezpieczeństwa, takich jak brake-by-wire, są regulowane przez normy bezpieczeństwa funkcjonalnego, takie jak ISO 26262.
Kto oferuje technologię Brake-By-Wire?
Nadmiarowość i systemy, które są w stanie pracować z ograniczoną ilością danych, ostatecznie sprawią, że elektromechaniczna technologia hamowania przewodowego będzie wystarczająco bezpieczna, aby mogła zostać powszechnie zastosowana. W tym momencie tylko kilku producentów OEM eksperymentowało z układami elektrohydraulicznymi.
Toyota wprowadziła elektrohydrauliczny układ hamulcowy w 2001 roku w swoim modelu Estima Hybrid. Od tego czasu dostępne są różne odmiany technologii elektronicznie sterowanego hamulca (EBC). Technologia po raz pierwszy pojawiła się w Stanach Zjednoczonych w roku modelowym 2005 wraz z Lexusem RX 400h.
Przykładem niepowodzenia technologii brake-by-wire był fakt, że Mercedes-Benz wprowadził system Sensotronic Brake Control (SBC), który również został wprowadzony w roku modelowym 2001. System został oficjalnie wycofany w 2006 roku po kosztownym wycofaniu w 2004 roku, a Mercedes twierdził, że będzie oferować taką samą funkcjonalność jak jego system SBC za pośrednictwem tradycyjnego hydraulicznego układu hamulcowego.
