Perinteiset jarrujärjestelmät eivät ole juurikaan muuttuneet viime vuosisadalla, joten jarrutustekniikan käsite edustaa muutosta, jota autonvalmistajat ja yleisö ovat olleet haluttomia omaksumaan. Brake by-wire viittaa jarrujärjestelmiin, jotka ohjaavat jarruja sähköisesti.
Hydraulisten jarrujen lohdullinen luonne
Perinteisissä jarrujärjestelmissä jarrupolkimen painaminen synnyttää hydraulisen paineen, joka aktivoi jarrukengät tai -palat. Vanhemmissa järjestelmissä poljin vaikuttaa suoraan hydraulikomponenttiin, joka tunnetaan ensisijaisena sylinterinä. Nykyaikaisissa järjestelmissä jarrutehostin, joka toimii yleensä tyhjiöllä, lisää polkimen voimaa ja helpottaa jarruttamista.
Brake-by-wire katkaisee tämän yhteyden, minkä vuoksi jotkut pitävät tekniikkaa vaarallisempana kuin elektroninen kaasuvipu tai ohjaaminen johdolla.
Kun pääsylinteri aktivoidaan, se synnyttää hydraulipainetta jarrulinjoissa. Tämä paine vaikuttaa myöhemmin kussakin pyörässä oleviin toisiosylintereihin, jotka joko puristavat roottorin jarrupalojen väliin tai painavat jarrukengät ulospäin rumpuun.
Nykyaikaiset hydrauliset jarrujärjestelmät ovat tätä monimutkaisempia, mutta toimivat samalla yleisperiaatteella. Hydrauliset tai tyhjiöjarrutehostimet vähentävät kuljettajan kohdistamaa voimaa. Tekniikat, kuten lukkiutumattomat jarrut ja luistonestojärjestelmät, pystyvät aktivoimaan tai vapauttamaan jarrut automaattisesti.
Sähköisiä ja sähköhydraulisia jarruja on perinteisesti käytetty vain perävaunuissa. Koska perävaunuissa on sähköliitännät jarruvaloja ja suuntavilkkuja varten, se on helppo kytkeä sähköhydrauliseen pääsylinteriin tai sähkötoimilaitteisiin. OEM-valmistajilta on saatavilla samank altaisia tekniikoita, mutta jarrujen turvallisuuskriittinen luonne on johtanut siihen, että autoteollisuus epäröi ottaa käyttöön brake by-wire -tekniikkaa. Itseajavien ja ajoavusteisten järjestelmien yleistyessä brake by-wire -tekniikkaa on kuitenkin käytetty laajemmin.
Sähköhydrauliset jarrut pysäytys lyhyt
Nykyiset brake by-wire -järjestelmät käyttävät sähköhydraulista mallia, joka ei ole täysin elektroninen. Näissä järjestelmissä on hydraulijärjestelmät, mutta kuljettaja ei suoraan aktivoi pääsylinteriä painamalla jarrupoljinta. Sen sijaan pääsylinteri aktivoidaan sähkömoottorilla tai pumpulla, jota säätelee ohjausyksikkö.
Kun jarrupoljinta painetaan sähköhydraulisessa järjestelmässä, ohjausyksikkö käyttää useiden antureiden tietoja määrittääkseen, kuinka paljon jarrutusvoimaa kukin pyörä tarvitsee. Järjestelmä voi sitten kohdistaa tarvittavan määrän hydraulipainetta jokaiseen jarrusatulaan.
Toinen tärkein ero sähköhydraulisten ja perinteisten hydraulisten jarrujärjestelmien välillä on paineen määrä. Sähköhydrauliset jarrujärjestelmät toimivat tyypillisesti suuremmilla paineilla kuin perinteiset järjestelmät. Hydrauliset jarrut toimivat noin 800 PSI:llä normaaleissa ajo-olosuhteissa, kun taas Sensotronic-sähköhydrauliset järjestelmät pitävät paineet välillä 2 000 ja 2 300 PSI.
Sähkömekaaniset järjestelmät ovat todella jarruttavia
Vaikka tuotantomalleissa käytetään edelleen sähköhydraulisia järjestelmiä, todellinen brake-by-wire -tekniikka poistaa hydrauliikan kokonaan. Tämä tekniikka ei ole näkynyt missään tuotantomalleissa jarrujärjestelmien turvallisuuskriittisen luonteen vuoksi. Siitä huolimatta sitä on tutkittu ja testattu merkittävästi.
Toisin kuin sähköhydraulisissa jarruissa, sähkömekaanisen järjestelmän komponentit ovat elektronisia. Satulassa on elektroniset toimilaitteet hydraulisten toisiosylintereiden sijasta, ja kaikkea ohjaa ohjausyksikkö korkeapaineisen primäärisylinterin sijaan. Nämä järjestelmät vaativat myös erilaisia lisälaitteita, mukaan lukien lämpötila-, puristusvoima- ja toimilaitteen asentoanturit kussakin jarrusatulassa.
Sähkömekaaniset jarrut sisältävät monimutkaisia tietoliikenneverkkoja, koska jokainen jarrusatula vastaanottaa useita datasyötteitä oikean määrän jarrutusvoiman tuottamiseksi. Koska nämä järjestelmät ovat turvallisuuskriittisiä, niissä on tyypillisesti redundantti toissijainen väylä, joka toimittaa raakadataa jarrusatulalle.
Brake-By-Wire-tekniikan tarttuva turvallisuusongelma
Hydrosähköiset ja sähkömekaaniset jarrujärjestelmät ovat mahdollisesti turvallisempia kuin perinteiset järjestelmät. ABS:n, ESC:n ja vastaavien teknologioiden paremman integroinnin ansiosta turvallisuusongelmat ovat kuitenkin jarruttaneet näitä järjestelmiä. Perinteiset jarrujärjestelmät voivat epäonnistua ja epäonnistuvat, mutta vain katastrofaalinen hydraulipaineen menetys estää täysin kuljettajaa pysähtymästä tai hidastamasta vauhtia. Luonnostaan monimutkaisemmilla sähkömekaanisilla järjestelmillä on monia mahdollisia vikakohtia.
Failover-vaatimuksia ja muita turvallisuuskriittisten järjestelmien, kuten brake by-wire, kehittämistä koskevia ohjeita säätelevät toiminnalliset turvallisuusstandardit, kuten ISO 26262.
Kuka tarjoaa Brake-By-Wire -teknologiaa?
Redundanssi ja järjestelmät, jotka pystyvät toimimaan pienemmällä määrällä dataa, tekevät sähkömekaanisesta brake-by-wire -tekniikasta lopulta riittävän turvallisen laajamittaista käyttöä varten. Tällä hetkellä vain muutama OEM-valmistaja on kokeillut sähköhydraulisia järjestelmiä.
Toyota esitteli sähköhydraulisen jarrujärjestelmän vuonna 2001 Estima Hybridiin. Sen Electronically Controlled Brake (ECB) -teknologian muunnelmia on ollut saatavilla siitä lähtien. Tekniikka ilmestyi ensimmäisen kerran Yhdysvalloissa Lexus RX 400h:n mallivuonna 2005.
Esimerkki, jossa brake by-wire -tekniikka kärsi lanseerauksen epäonnistumisesta, oli, kun Mercedes-Benz veti Sensotronic Brake Control (SBC) -järjestelmänsä, joka oli myös otettu käyttöön mallivuonna 2001. Järjestelmä vedettiin virallisesti vuonna 2006 kalliin takaisinkutsumisen jälkeen vuonna 2004, ja Mercedes väitti tarjoavansa saman toiminnallisuuden kuin SBC-järjestelmänsä perinteisen hydraulisen jarrujärjestelmän kautta.
